Bài viết nhằm phân tích các tác động ảnh hưởng của hệ thống điện mặt trời đến tài nguyên đất, nước và không khí, từ đó có cái nhìn toàn cảnh và có giải pháp hỗ trợ, khắc phục kịp thời nhằm sử dụng triệt để nguồn nguồn tài nguyên năng lượng quý giá này.
Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” DOI: 10.15625/vap.2019.000175 NGHIÊN CỨU CÁC TÁC ĐỘNG ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI TỚI Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TRONG TƯƠNG LAI Phạm Trung Sơn Bộ mơn Điện khí hóa, Khoa Cơ điện, Trường Đại học Mỏ-Địa chất Hà Nội Email: phamtrungson_istu_ru@mail.ru TÓM TẮT Với tiềm vô hạn, điện mặt trời kỳ vọng giảm phụ thuộc vào nguồn lượng hóa thạch Tuy nhiên, sau nhiều năm triển khai ạt nước, trình khai thác để lộ nhiều điểm bất cập, tiềm ẩn rủi ro ô nhiễm môi trường tương lai Bài báo nhằm phân tích tác động ảnh hưởng hệ thống điện mặt trời đến tài nguyên đất, nước khơng khí, từ có nhìn tồn cảnh có giải pháp hỗ trợ, khắc phục kịp thời nhằm sử dụng triệt để nguồn nguồn tài nguyên lượng quý giá Từ khóa: Điện mặt trời; ô nhiễm môi trường; tác động ảnh hưởng GIỚI THIỆU CHUNG Trước nh ng thách th c nhu c u lượng nhằm đảm bảo kinh tế tăng trưởng bền v ng, đặc biệt cạn kiện nguồn nhiên liệu hóa thạch, nhiễm mơi trường biến đ i khí hậu ác sách khuyến khích từ năm 2015 đến năm 2017 tạo nên "cuộc đua nước rút" để tận dụng hội cung cấp lượng tái tạo Việt Nam hông ch thu hút nhà th u nước, Việt Nam ghi nhận hàng loạt dự án điện mặt trời "triệu đơ" từ nhà đ u tư nước ngồi như: nhà máy Tata Power công suất 300 Hà T nh, nhà máy Hanwha công suất 100-200 Thừa Thiên Huế; nhà máy GT ssociates ashall Street td công suất 150 Quảng Nam; nhà máy Điện mặt trời Sông Giang, TP am Ranh, công suất thiết kế 50 ; nhà máy Điện mặt trời V nh Tân 2, xã V nh Tân, huyện Tuy Phong, t nh Bình Thuận, có cơng suất lắp đặt 42,65 …Tính đến ngày 30/6/2019, nước có 87 nhà máy điện mặt trời vào hoạt động với t ng công suất lắp đặt 4.464 , chiếm 8,3% hệ thống điện Quốc Gia [1] Về mặt địa lý, Việt Nam sở h u tiềm lớn để khai thác lượng mặt trời g n xích đạo tồn nh ng vùng khô nắng nhiều t nh Nam Trung Bộ h nửa đ u năm 2018, Bộ ông thương ghi nhận 272 dự án nhà máy điện mặt trời với t ng công suất khoảng 17.500 , gấp nhà máy thủy điện H a Bình gấp l n nhà máy thủy điện Sơn a Ngoài ra, nguồn cung cấp dồi từ dự án điện mặt trời chuyên gia xem xét để đề xuất thay cho nhà máy điện hạt nhân, Việt Nam dừng dự án điện hạt nhân tới năm 2030 S mệnh Mặt trời Quốc gia đặt mục tiêu đ y tham vọng lượng mặt trời đảm bảo an ninh lượng theo cách sử dụng công nghệ thích hợp cách phát triển lực sản xuất lượng mặt trời đáng kể nước Công nghệ lượng mặt trời thành ph n thiết yếu tương lai lượng bền v ng Tuy nhiên, hệ thống lượng mặt trời có số tác động tiêu cực định đến môi trường giống hệ thống lượng khác hưa biết sách dành cho phát triển điện mặt trời Việt Nam thay đ i nh ng năm tới, có điều g n chắn ln phải ý tới quy trình xử lý chất thải hạ t ng truyền tải hơng để việc phát triển nóng ngành lượng lại gây nh ng hậu lớn cho mơi trường 440 Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 CÁC TÁC ĐỘNG ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN MẶT TRỜI TỚI MÔI TRƯỜNG ặc dù trang trại lượng mặt trời tưởng chừng hệ thống thiết bị công nghệ phát triển thân thiện với mơi trường bền v ng, nhiên có nhiều yếu tố c n xem xét để giảm thiểu tác động tiêu cực gây cho mơi trường xã hội Việc thực vận hành trang trại lượng mặt trời phải đánh giá liên quan đến vấn đề kinh tế xã hội môi trường tác động tiêu cực c n giảm thiểu Tất tác động môi trường đề cập đánh giá phù hợp, cụ thể: 2.1 Tác động đến đất sử dụng ô nhiễm nhiệt Pin mặt trời (quang điện) có tác động đa dạng đến hệ sinh thái tự nhiên Nh ng tác động có liên quan đến số yếu tố cụ thể, khu vực địa hình vùng đất mà hệ thống điện mặt trời bao phủ, hệ sinh thái nhạy cảm đa dạng sinh học Việc sử dụng pin mặt trời vùng đất trồng trọt gây tác hại vùng đất sản xuất Việc sử dụng đất quy mô lớn ảnh hưởng đến cân nhiệt khu vực bề mặt mặt đất hấp thụ nhiều lượng so với ph n nhiệt phản xạ trở lại không gian Việc tạo môi trường khắc nghiệt mảnh đất xung quanh dẫn tới làm hủy diệt hệ động thực vật sinh sống nh ng nơi [2] 2.2 Lượng nước sử dụng Pin mặt trời không sử dụng nước để tạo điện Tuy nhiên, tất quy trình sản xuất, nước sử dụng để sản xuất thành ph n điện mặt trời ác nhà máy nhiệt điện mặt trời tập trung ( oncentrated solar thermal power plants-CSP), giống tất nhà máy nhiệt điện, c n nước để làm mát Việc sử dụng nước phụ thuộc vào thiết kế nhà máy, vị trí nhà máy loại hệ thống làm mát ác nhà máy SP sử dụng cơng nghệ tu n hồn ướt với tháp tản nhiệt rút từ 2300 đến 2500 lít nước cho megawatt điện sản xuất ác nhà máy SP với công nghệ làm mát l n có m c độ rút nước cao hơn, t ng lượng nước tiêu thụ thấp (vì nước không bị bay hơi) ông nghệ làm mát khơ giảm lượng nước sử dụng nhà máy SP khoảng 90% [3, 4, 5] Tuy nhiên, đánh đ i công nghệ để tiết kiệm nước dẫn tới chi phí cao hiệu thấp Ngồi ra, cơng nghệ làm mát khơ có hiệu đáng kể nhiệt độ 100 độ F Nhiều khu vực Việt Nam có tiềm năng lượng mặt trời cao iền Trung, Nam Trung Bộ có xu hướng nh ng nơi có khí hậu khơ nhất, việc xem xét cẩn thận công nghệ làm mát c n thiết 2.3 Những vật liệu nguy hiểm- Xả chất ô nhiễm Pin mặt trời không phát chất nhiễm q trình hoạt động Nhưng mơđun pin mặt trời có ch a số chất độc hại, có nguy tiềm tàng giải phóng hóa chất mơi trường Pin quang điện bị cháy Các biện pháp phòng ngừa c n thiết nên thực cho tình khẩn cấp hỏa hoạn Khả vơ tình giải phóng hóa chất từ mô-đun pin mặt trời vào đất nước ng m gây mối đe dọa lớn cho môi trường Quy trình sản xuất tế bào quang điện (PV) bao gồm số vật liệu nguy hiểm, h u hết sử dụng để làm tẩy rửa bề mặt chất bán dẫn ác hóa chất này, tương tự hóa chất sử dụng ngành cơng nghiệp bán dẫn nói chung, bao gồm axit hydrochloric, axit sulfuric, axit nitric, hydro florua, 1,1,1-trichloroethane acetone Số lượng loại hóa chất sử dụng tùy thuộc vào loại tế bào, số lượng c n làm kích thước lớp silicon gắn vào [3,4] ơng nhân sản xuất Pin mặt trời phải đối mặt với rủi ro liên quan đến việc hít phải bụi silicon Do đó, nhà sản xuất PV c n phải đảm bảo công nhân không bị t n hại tiếp xúc với hóa chất việc sản xuất sản phẩm chất thải phải xử lý cách 441 Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Mơi trường” Hình Tài ngun xạ mặt trời Việt Nam Tế bào PV màng mỏng ch a số vật liệu độc hại so với tế bào quang điện silicon truyền thống, bao gồm gallium arsenide, đồng-indiumgallium-diselenide cadmiumTelluride [3,4] Nếu không xử lý xử lý cách, nh ng vật liệu gây mối đe dọa nghiêm trọng môi trường s c khỏe cộng đồng Tuy nhiên, nhà sản xuất c n có phương án lâu dài để đảm bảo nh ng vật liệu quý thường có giá trị tái chế thay v t 2.4 Phát thải nóng lên toàn cầu Mặc dù hệ thống điện mặt trời khơng có phát thải nóng lên b u khí q trình vận hành, có nh ng phát thải liên quan đến giai đoạn khác tính theo v ng đời hệ thống điện mặt trời, bao gồm: sản xuất, vận chuyển vật liệu, lắp đặt, bảo trì, ngừng hoạt động tháo dỡ H u hết ước tính phát thải theo v ng đời cho hệ thống quang điện tương đương từ 0,07 đến 0,18 pound carbon dioxide kilowatt Hình Lượng CO2 phát thải tính theo vịng đời sản xuất lượng nhà máy điện [6] H u hết ước tính cho việc tập trung lượng mặt trời nằm khoảng từ 0,08 đến 0,2 pound carbon dioxide tương đương kilowatt-giờ Trong hai trường hợp, số thấp nhiều so với tốc độ phát thải v ng đời khí tự nhiên (0,6-2 lbs O2E / k h) than đá (1,4-3,6 lbs CO2E / kWh) [6] THẢO LUẬN Theo báo cáo UBND Q.Thanh Xuân, Hà Nội khoảng 18 ngày 28.8, kho ch a hàng Cơng ty P bóng đèn phích nước Rạng Đơng xảy cháy lớn Vụ cháy phát tán môi trường nhiều chất cực độc Để phát sáng bóng đèn huỳnh quang compact sử dụng thủy ngân phốt pho, hai chất phát tan môi trường độc hại cho người sinh vật Phốt cháy d dội thành anhidric photphoric (oxit photphoric), cịn thủy ngân thăng hoa vào khơng khí, nh ng chất phát tán vào khơng khí độc hại cho mơi trường Kết quan trắc khơng khí khn viên phía trước khu vực đám cháy, nhà kho bị cháy, nồng độ thủy ngân mẫu khơng khí lấy cao vượt ngưỡng 10-30 l n theo tiêu chuẩn T ch c Y tế giới Đây ngưỡng ảnh hưởng xấu đến s c khỏe người [7] Thông tin từ T ng cục ôi trường cho biết, vụ cháy làm cháy khoảng 6.000m kho ch a sản phẩm gồm Bóng đèn huỳnh quang, bóng đèn compact bóng đèn tr n cơng suất thấp ụ thể khoảng 480.000 bóng đèn huỳnh quang, chủ yếu loại đèn dài 1,2m, sử dụng thủy ngân (Hg) lỏng với hàm lượng 20mg/bóng Bóng đèn compact có 1.600.000 sản phẩm, sử dụng 01 viên malgam/bóng đèn trọng lượng khoảng 11,5 mg, hàm lượng Hg khoảng 22-30% Bóng đèn tr n công suất thấp dùng sợi đốt vonfram 2.000.000 sản phẩm) Ngồi c n có ngun liệu 442 Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 số loại hóa chất độc hại ác nhà khoa học T ng cục trường ước tính, lượng thủy ngân phát tán ngồi mơi trường cố cháy n 15,1 kg đến 27,2 kg [9] Nhìn từ vụ cháy Cơng ty CP bóng đèn phích nước Rạng Đơng thấy hậu tác động đến mơi trường lớn có tính chất tồn lâu dài chất độc thẩm thấu vào đất, vào nước… Theo phân tích mục thấy rõ nhiều đặc điểm sản xuất cơng nghệ nhà máy có tính chất tương đồng với Hệ thống lượng mặt trời, nhìn thân thiện với mơi trường bền v ng, nhiên tiềm ẩn nguy rủi ro cao nguy hiểm Với phân tích c n phải có giải pháp đồng Hình Các cán Viện Hóa học mơi trường để tận dụng lợi mà Hệ quân (Binh chủng Hoá học) lấy mẫu khu vực thống điện mặt trời mang lại đồng thời cháy kho Nhà máy Rạng Đông phân tích số phải có giải pháp kèm theo để khắc phục hậu nhiễm [8] xảy tương lai Bên cạnh đề xuất giải pháp quan trắc môi trường liên tục thông qua tiến hành lấy mẫu khơng khí, nước, đất xung quanh trang trại lượng mặt trời thiết bị tiến hành đánh giá thực trạng môi trường nh ng nơi KẾT LUẬN Trong tất nguồn lượng sản xuất điện nay, điện mặt trời nguồn lượng "sạch" nhất, cho khả ng dụng hiệu phát điện lớn nguồn lượng tái tạo Nhưng dù nguồn điện có hai mặt, với nh ng lợi nh ng tồn Việc sản xuất nh ng pin mặt trời sử dụng c n phải đánh giá nh ng tác động môi trường, đặc biệt việc thu hồi chất thải sau nh ng pin hết hạn sử dụng Việc phải đặc biệt quan tâm phải lượng hóa nh ng tác động mơi trường để sở đưa nh ng chế sách, có nh ng giải pháp tương đối phù hợp đặc biệt nguồn lượng tái tạo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://www.evn.com.vn/d6/news/Den-3062019-Tren-4460-MW-dien-mat-troi-da-hoa-luoi-6-1223925.aspx [2] Damon Turney, Vasilis Fthenakis, (2011) Environmental impacts from the installation and operation of large-scale solar power plants Renewable and Sustainable Energy Reviews 15, 3261-3270pp [3] Hand, M.M.; Baldwin, S.; DeMeo, E.; Reilly, J.M.; Mai, T.; Arent, D.; Porro, G.; Meshek, M.; Sandor, D 2012 Renewable Electricity Futures Study National Renewable Energy Laboratory eds vols NREL/TP-6A20-52409 Golden, CO: [4] Mai, T.; Sandor, D.; Wiser, R.; Schneider, T 2012 Renewable Electricity Futures Study: Executive Summary National Renewable Energy Laboratory NREL/TP-6A20-52409-ES Golden, CO: [5] https://www.kcet.org/redefine/fact-check-how-much-water-does-solar-power-really-use [6] John Christensen (Denmark), Fatima Denton (Senegal/Gambia), Junichi Fujino (Japan), Garvin Heath (USA), Monirul Mirza (Canada/Bangladesh), Hugh Rudnick (Chile), August Schlaepfer (Germany/Australia), Andrey Shmakin (Russia) IPCC, 2011: IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1075pp (Chapter 9) 443 Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” [7] https://tuoitre.vn/vu-chay-kho-cong-ty-rang-dong-thuy-ngan-vuot-nguong-10-30-lan20190905091639292.htm [8] https://vnexpress.net/thoi-su/len-phuong-an-tieu-doc-nha-kho-rang-dong-3978672.html [9] https://www.24h.com.vn/tin-tuc-trong-ngay/cong-ty-rang-dong-co-gian-doi-vu-phat-tan-thuy-ngan-ramoi-truong-c46a1081315.html RESEARCH IMPACTS OF THE SOLAR ENERGY SYSTEMS ON FUTURE ENVIRONMENTAL POLLUTION Pham Trung Son Department of Electrification, Faculty of Electromechanical Engineering, Hanoi University of Mining and Geology Email: phamtrungson_istu_ru@mail.ru ABSTRACT With its infinite potential, solar energy has been expected to reduce its dependence on fossil energy sources However, after years of mass deployment in the country, the exploitation process has revealed many shortcomings, as well as potential risks of environmental pollution in the future The paper aims to analyze the impact of solar energy system on land, water and air resources, from there to have a comprehensive view and have timely support and remedial measures to make full use of this precious energy resource Keywords: Solar energy; environmental pollution; impact effects 444 ... tháng 11 năm 2019 CÁC TÁC ĐỘNG ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN MẶT TRỜI TỚI MÔI TRƯỜNG ặc dù trang trại lượng mặt trời tưởng chừng hệ thống thiết bị công nghệ phát triển thân thiện với môi trường bền v ng,... Tất tác động môi trường đề cập đánh giá phù hợp, cụ thể: 2.1 Tác động đến đất sử dụng ô nhiễm nhiệt Pin mặt trời (quang điện) có tác động đa dạng đến hệ sinh thái tự nhiên Nh ng tác động có liên... thiểu tác động tiêu cực gây cho môi trường xã hội Việc thực vận hành trang trại lượng mặt trời phải đánh giá liên quan đến vấn đề kinh tế xã hội môi trường tác động tiêu cực c n giảm thiểu Tất tác