Bài viết này nghiên cứu về tiềm năng, hiện trạng nguồn năng lượng tái tạo ở Việt Nam và những hạn chế trong việc phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam, đồng thời đưa ra giải pháp để phát triển năng lượng tái tạo.
ISSN 2354-0575 NGHIÊN CỨU TIỀM NĂNG, HIỆN TRẠNG NGUỒN NĂNG LƯỢNG & CÁC RÀO CẢN, GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Ở VIỆT NAM Nguyễn Thị Thu Hương1, Nguyễn Viết Ngư2 Học viện Kỹ thuật Quân Sự Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Ngày tòa soạn nhận báo: 19/04/2017 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: 07/05/2018 Ngày báo duyệt đăng: 15/05/2018 Tóm tắt: Ngày nay, nguồn lượng truyền thống dần cạn kiệt gây nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường, làm khí hậu biến đổi rõ rệt Các nước giới tập trung vào phát triển lượng tái tạo điều góp phần chống biến đổi khí hậu, tạo tiền đề cho phát triển bền vững… Bài báo nghiên cứu tiềm năng, trạng nguồn lượng tái tạo (NLTT) Việt Nam hạn chế việc phát triển NLTT Việt Nam, đồng thời đưa giải pháp để phát triển NLTT Từ khóa: Năng lượng tái tạo, Pin mặt trời, Tua bin gió Mở đầu Năng lượng tái tạo (NLTT) cần thiết để chuyển đổi, hướng tới hệ thống lượng bền vững, tin cậy mà tất người có khả tiếp cận Hệ thống lượng Việt Nam ngày tập trung sử dụng nguồn lượng phát thải nhiều khí CO2 [3] Chúng ta ngày phụ thuộc vào nước khác để nhập phần nguồn nhiên liệu hóa thạch ngun nhân gây biến đổi khí hậu, làm nhiễm khơng khí, đất nguồn nước Trong đó, lượng sản xuất từ mặt trời, gió, sóng biển, địa nhiệt, nước nhiên liệu sinh khối đáp ứng bền vững phần lớn nhu cầu lượng Việt Nam [1] Trong báo này, phân tích tiềm nguồn NLTT Việt Nam đưa giải pháp để phát triển NLTT Đồng thời đánh giá thực trạng nguồn lượng sản xuất điện tồn Việt Nam Tiềm lượng tái tạo Việt Nam Việt Nam quốc gia có tiềm lớn NLTT, đặc biệt lượng mặt trời (PV), gió, sinh khối, thủy điện nhỏ [5] Bảng Tiềm NLTT Việt Nam Cơng nghệ NLTT Thủy Gió Pin lượng MT Sinh khối 46 Công suất lắp Tiềm kỹ đặt (MW) thuật (MW) 2.152 159 7.200 27.750 13.000 375 2.500 Chất thải rắn 2,4 320 Khí sinh học 58 Nguồn: ADB (2015) Green ID (2016) Bảng cho thấy tiềm NLTT tập trung phần lớn thủy năng, gió, pin lượng MT Theo số liệu thống kê Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Quốc gia số nắng (số liệu bình quân 20 năm) Việt Nam, chia thành khu vực sau [2]: Khu vực 1: Các tỉnh vùng Tây Bắc (Sơn La, Lai châu): Số nắng tương đối cao từ 1897÷2102 giờ/năm Khu vực 2: Các tỉnh lại miền Bắc số tỉnh từ Thanh Hóa đến Quảng Bình Số nắng trung bình năm từ 1400÷1700 giờ/năm Khu vực 3: Các tỉnh từ Huế trở vào: Số nắng cao nước từ 1900÷2900 giờ/năm Theo đánh giá, vùng có số nắng từ 1800giờ/ năm trở lên coi có tiềm để khai thác sử dụng Đối với Việt Nam, tiêu chí phù hợp với nhiều vùng, tỉnh phía Nam Năm 2001, Ngân hàng Thế giới (WB) khởi xướng đề án xây dựng đồ lượng gió cho bốn quốc gia gồm Campuchia, Lào, Thái Lan Việt Nam Nghiên cứu dựa vào số liệu từ trạm khí tượng thuỷ văn với mơ hình mơ để đánh giá tiềm năng lượng gió độ cao 65 m 30 m, tương ứng với độ cao tua bin gió nối lưới tua bin gió lưới độc lập Nguồn liệu thuỷ văn Viện Khí tượng Thuỷ văn Quốc gia (VNIHM) Cơ quan Thơng tin Khí Đại dương Hoa Kỳ (NOOA) cung cấp Từ năm 2004, NOOA có kết nối với 24 trạm khí tượng thuỷ văn Việt Nam để thu thập liệu Khoa học & Công nghệ - Số 18/Tháng - 2018 Journal of Science and Technology ISSN 2354-0575 Bảng Tiềm năng lượng gió Việt Nam độ cao 65 m Tốc độ Thấp Trung Tương Cao Rất gió trung 9m/s Diện tích 197.242 100.367 25.679 2.178 111 (km2) Diện tích 60,60 30,80 7,90 0,70 >0 (%) Tiềm 401.444 102.716 8.748 452 (MW) (Nguồn: Viện Khí tượng Thuỷ văn Quốc gia) Với tiềm lớn lượng gió, Việt Nam có hàng chục dự án khai thác lượng gió (mỗi dự án có cơng suất từ 6-150MW) lập Bình Định, Ninh Thuận, Bình Thuận, Khánh Hịa, Bạc Liêu… Trong tiềm năng lượng gió biến đóng vai trị quan trọng Tại vùng biển Việt Nam có khu vực từ Bình Thuận đến Cà Mau, khoảng cách từ bờ đến 300km nơi có tốc độ gió đạt từ đến 11m/s, nơi tiềm cơng suất lượng gió lớn nhấttrên giới Khu vực ven bờ vịnh Bắc Bộ phía Bắc từ Quảng Ninh đến Quảng Trị có tốc độ gió chủ yếu thấp 6m/s Theo độ sâu, địa hình tốc độ gió trung bình năm (3 mức cao, vừa, thấp) dựa theo chuỗi 10 năm (đo đạc gió vệ tinh NOAA), khu vực biển ven bờ Việt Nam chia thành khu vực sau (theo đường bờ) gồm: Quảng Ninh-Quảng Trị (biển thoải, nông, mật độ lượng gió vừa); Quảng Bình-Quảng Ngãi (biển thoải, hẹp, mật độ lượng gió thấp); Bình Định-Ninh Thuận (biển nơng hẹp, mật độ lượng gió thấp); Bình Thuận-Mũi Cà Mau (biển thoải, nông, mật độ lượng gió cao); Mũi Cà Mau-Kiên Giang (biển nơng, mật độ lượng gió vừa) Vùng ven biển nước ta, đặc biệt vùng phía Nam có diện tích rộng khoảng 112.000km2, khu vực có độ sâu từ 30m đến 60m có diện tích rộng khoảng 142000km2 có tiềm phát triển tốt điện gió biển tốt Đặc biệt khu vực biển có độ sâu 0-30m từ Bình Thuận đến Cà Mau rộng khoảng 44000km2 Theo số liệu gió Phú Quý, Cơn Đảo vùng đạt tốc độ gió trung bình độ cao 100m đạt 5-8m/ s Hiện trang trại gió biển với cơng suất gần 100 MW hoạt động nghiên cứu triển khai giai đoạn tới năm 2025, lên tới 1.000 MW tức gấp 10 lần Cụ thể, trang trại tuabin gió đảo Phú Quý Bạc Liêu hoạt động tốt mang lại hiệu kinh tế cao, hội thu hồi vốn khoảng 10 năm, so với tuổi thọ tuốc bin 20 năm Trang trại gió biển Khai Long (Cà Mau) xây dựng từ tháng 1/2016 với công suất giai đoạn 100 MW Hiện trạng nguồn lượng Việt Nam Nhu cầu sử dụng điện Việt Nam tăng theo giai đoạn [3]: Hình Sơ đồ phát triển nguồn điện Việt Nam từ năm 1954 đến năm 2017 Trong nước giới chuyển hướng đầu tư sang NLTT, tốc độ phát triển NLTT Việt Nam cịn trì trệ NLTT phải đối mặt với nhiều bất lợi so với nguồn lượng truyền thống Than đá, khí đốt thủy điện vừa lớn chiếm ưu tổng sản lượng sản xuất điện Việt Nam Ba nguồn điện chiếm 95% tổng cơng suất nguồn điện năm Thủy điện nguồn cung điện chính, chiếm gần 50% tổng Khoa học & Cơng nghệ - Số 18/Tháng - 2018 công suất lắp đặt nguồn điện Ngược với suy giảm cấu nhóm tuabin khí, cơng suất lắp đặt nhà máy nhiệt điện than có mức tăng trưởng mạnh mẽ năm gần Năng lượng tái tạo nước ta từ nhà máy thủy điện nhỏ (cơng suất 30MW) chiếm 88,6% Điện gió nguồn điện tái tạo khác đóng góp (0,4%) cấu sản xuất điện nước Journal of Science and Technology 47 ISSN 2354-0575 Hình Công suất lắp đặt nguồn điện Theo Quy hoạc điện VII (QHĐ VII) sửa đổi (số 1208/QĐ-TTg), than đá nguồn phát điện đóng vai trị chủ đạo việc cấp điện giai đoạn 2020 – 2030 Bảng Phát triển nhiệt điện than QHĐ VII (điều chỉnh) Năm 2015 2020 2025 2030 Số lượng nhà 19 31 47 52 máy Công suất 13.157 25.787 45.152 55.252 (MW) 49,3 55,0 53,2 Tỷ trọng 34,3 tổng sản lượng điện sản xuất (%) (Nguồn: Viện Năng lượng – Bộ Công Thương) Những rào cản cho ảnh hưởng tới lượng tái tạo Việt Nam Mặc dù NLTT mang lại nhiều lợi ích kinh tế, xã hội, môi trường, nhiên, dạng lượng chưa phát triển nhanh, rộng Việt Nam Hiệp hội Năng lượng Việt Nam (VEA) cho rằng, nguyên nhân cịn có nhiều rào cản, cần phải nhận thức để vượt qua để đẩy nhanh phát triển nhanh nguồn lượng Việt Nam Các rào cản đưa gồm: rào cản thể chế; rào cản pháp lý; rào cản đầu tư; rào cản kỹ thuật; rào cản thương mại; rào cản thị trường [5-8] 48 4.1 NLTT không ổn định, thường làm gián đoạn trình cung cấp điện khơng thể cung cấp điện 24/24 Để khắc phục tính gián đoạn NLTT có số cách giải sau: - Phân phối nhiều nguồn lượng khác nhiều địa điểm kết nối chúng vào hệ thống lưới liên kết lớn để đảm bảo nguồn cung nguồn lượng gió mặt trời bị gián đoạn Ví dụ: gió thổi mạnh địa phương thổi với tốc độ yếu nơi khác Vì lượng gió đáp ứng phần cho nhu cầu phụ tải Hình Cung cấp điện từ nguồn lượng tái tạo Khoa học & Công nghệ - Số 18/Tháng - 2018 Journal of Science and Technology ISSN 2354-0575 - Sử dụng thủy điện nhỏ, khí sinh học khí tự nhiên để cung cấp điện cho phụ tải phục vụ nhu cầu cao điểm (phụ tải đỉnh) thời gian nguồn lượng dễ bị gián đoạn lượng mặt trời lượng gió khơng đảm bảo đáp ứng nguồn cung cấp điện - Thông qua dự báo thời tiết để dự đốn xạ mặt trời cường độ gió dự kiến để nhà quản lý vận hành mạng lưới điện biết trước nguồn lượng cần phải tăng giảm thời điểm cụ thể - Ứng dụng “hệ thống lưới điện thông minh” để liên tục cân cung – cầu lượng phân phối điện từ số nguồn NLTT tới người sử dụng điện - Sử dụng pin lượng mặt trời độc lập, giúp giảm tải nhu cầu điện mà máy phát điện tập trung phải cung cấp qua lưới điện - Sử dụng giải pháp dự trữ thủy điện tích ngân hàng acquy, lưu trữ lượng bánh đà…[10] để tích trữ điện cung cấp điện cho khu vực vùng xa 4.2 Rào cản quan điểm NLTT đắt đỏ xa xỉ, phù hợp với quốc gia phát triển Cùng với phát triển khoa học kĩ thuật giá thành công nghệ NLTT ngày giảm kéo theo chi phí sản xuất điện từ nguồn NLTT khơng cịn đắt đỏ xa xỉ Chi phí điện qui dẫn (LCOE) bình qn để sản xuất 1MWh điện tồn cầu qua năm chứng minh Bảng Chi phí cơng nghệ điện mặt trời điện gió qua năm Năm Điện mặt trời (USD/MWh) Điện gió (USD/MWh) 2009 315 96 2016 122 83 2017 70 50 (Nguồn: Cơ quan Năng lượng tái tạo quốc tế (IRENA)) Sản xuất NLTT rẻ nhiều so với sản xuất điện từ nguồn lượng hóa thạch tính đầy đủ chi phí ngoại biên liên quan đến cảnh quan bị phá hủy, sức khỏe người, môi trường bị ô nhiễm… 4.3 Rào cản quan điểm phát triển lượng tái tạo dẫn tới phụ thuộc vào cơng nghệ nước ngồi Sự thật Việt Nam xuất vài cấu phần trang thiết bị phục vụ cho sản Khoa học & Công nghệ - Số 18/Tháng - 2018 xuất NLTT Trong việc phụ thuộc vào nhiệt điện than buộc Việt Nam phải nhập công nghệ thiết bị yếu cho hầu hết nhà máy nhiệt điện vận hành Phần lớn nhà máy nhiệt điện than có sử dụng công nghệ nhập truyền thống “cận tới hạn” để sản xuất gây vấn đề môi trường trầm trọng Việt Nam cân nhắc sử đụng công nghệ tiên tiến cho nhà máy nhiệt điện than Tuy nhiên, công nghệ nhiệt điện than tiên tiến cơng ty nước ngồi kiểm soát chưa thể sản xuất đầy đủ nước 4.4 Thiếu nhân lực có chun mơn NLTT làm cản trở trình phát triển NLTT Việt Nam Thực chất Việt Nam có đội ngũ nhân lực có trình độ chun mơn NLTT, đặc biệt lĩnh vực lượng gió Để khắc phục hạn chế cần thông qua trợ giúp từ trường đại họcvà nhà tư vấn nước quốc tế để phát triển nhân lực toàn diện 4.5 Giải pháp thúc đẩy phát triển NLTT Việt Nam Để đạt mục tiêu chuyển đổi lượng theo hướng phát triển NLTT, Việt Nam cần thực hành động ưu tiên sau [10]: - Tăng cường sử dụng lượng tiết kiệm hiệu lĩnh vực hoạt động Sử dụng điện lúc, chỗ giúp khơng lãng phí nguồn tài ngun tiết kiệm điện - Cần khẩn trương thực thi sách khuyến kích cạnh tranh tham gia bình đẳng thành phần kinh tế xã hội để đầu tư vào dự án NLTT, thúc đẩy tăng nguồn vốn đầu tư cho NLTT thời gian tới - Dừng đầu tư xây dựn dự án nhiệt điện than nhà máy điện hạt nhân, đồng thời đóng cửa nhà máy nhiệt điện than cũ chúng hết khấu hao - Ưu tiên hỗ trợ giải pháp NLTT độc lập thay mở rộng lưới điện cho cộng đồng chưa nối lưới Việt Nam - Cần đẩy mạnh tuyên truyền phổ biến kiến thức đến người dân tầm quan trọng, hiệu kinh tế - xã hội bảo vệ môi trường việc phát triển sử dụng NLTT trình phát triển bền vững Ngồi ra, đặc thù NLTT phụ thuộc nhiều vào điều kiện tự nhiên (nước, nắng, gió, vị trí địa lý…), cơng nghệ giá thành sản xuất Do để thúc đẩy phát triển NLTT, Việt Nam cần có sách hỗ trợ chế hạn ngạch, chế giá cố định, chế đấu thầu chế cấp chứng Journal of Science and Technology 49 ISSN 2354-0575 Kết luận Bài báo đưa số liệu chứng minh tiềm phát triển NLTT Việt Nam hoàn toàn khả thi Dù vậy, NLTT Việt Nam phát triển mức thấp so với giới rào cản mà thực chất khắc phục Hơn việc chưa phát triển nhiều NLTT cịn giá thành tính để sản xuất 1kW điện NLTT cao so với giá thành nguồn lượng thông thường Để có nhìn đắn tính tốn giá thành tiền điện nên tính đầy đủ chi phí ngoại biên mức độ ảnh hưởng sức khỏe người, môi trường bị ô nhiễm … Tài liệu tham khảo [1] Đặng Đình Thống, Lê Danh Liên Cơ sở lượng tái tạo, NXB Khoa học kỹ thuật, 2006 [2] Các tác giả Tiềm phát triển lượng tái tạo Việt Nam, Cục thông tin KH & CN quốc gia, 2015 [3] Nguyễn Ngọc Hoàng Báo cáo ngành điện, Ngành điện, 2015 [4].http://nangluongvietnam.vn/news/vn/khoa-hoc-va-cong-nghe/mo-hinh-trien-khai-luoi-dienthong-minh-tai-nga.html [5] Nguyễn Hồng Thúy, Đàm thị Phương Thảo Đính hiểu lầm lượng tái tạo Việt Nam, Trung tâm phát triển sáng tạo xanh (GreenID) [6] Rainer Brohm Myth of renewable energy intermittency of solar PV, Renewable energy week 2017 [7] Af-Mercados, E Report on recommendation for smart grid program for Vietnam, Tham khảo ERAV, 2012 [8] Knechtel, M Groups tackle enhanced weather forecasting to boost renewable energy generation, 2016 Tham khảo http://bit.ly/2inMCnH [9] Bonn Renewable Energies, Innovation for the future, Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety, 2004 [10] Peter Gevorkian Solar Power Generation Problems, Solution, & Monitoring, Cambridge, 2017 RESEARCHING FOR ENERGY RESOURCES IN VIETNAM AND OBSTRUCTIONS, SOLUTIONS FOR RENEWABLE ENERGY DEVELOPMENT IN VIETNAM Abstract: Today, traditional energy sources are being depleted and also cause negative impacts on the environment, causing a marked change in the climate Countries around the world are focusing on renewable energy development, which contributes to climate change, creating a prerequisite for sustainable development This article explores the potential and status of renewable energy sources in Vietnam and restrictions on the development of renewable energy in Vietnam and at the same time offer solutions for the development of renewable energy Keywords: Renewable energy, Pin solar, Wind turbine 50 Khoa học & Công nghệ - Số 18/Tháng - 2018 Journal of Science and Technology ... nhiều rào cản, cần phải nhận thức để vượt qua để đẩy nhanh phát triển nhanh nguồn lượng Việt Nam Các rào cản đưa gồm: rào cản thể chế; rào cản pháp lý; rào cản đầu tư; rào cản kỹ thuật; rào cản... cho ảnh hưởng tới lượng tái tạo Việt Nam Mặc dù NLTT mang lại nhiều lợi ích kinh tế, xã hội, mơi trường, nhiên, dạng lượng chưa phát triển nhanh, rộng Việt Nam Hiệp hội Năng lượng Việt Nam (VEA)... trường đại họcvà nhà tư vấn nước quốc tế để phát triển nhân lực toàn diện 4.5 Giải pháp thúc đẩy phát triển NLTT Việt Nam Để đạt mục tiêu chuyển đổi lượng theo hướng phát triển NLTT, Việt Nam cần thực