2. 4 Những căn cứ lựa chọn tuabin gió của nhà máy
2.2.1. Tình hình phát triển chung
Hình 2-9 Một số hình ảnh tiêu biểu của tua bin gió
Năng lƣợng gió đã cung cấp một tiềm năng lƣợng lớn, nó là nguồn năng lƣợng không bao giờ cạn kiệt. Từ những năm 1960 các tua bin gió phát điện đã đƣợc nghiên cứu, ứng dụng với quy mô công suất lớn dần. Mỹ là nƣớc đi đầu trong việc phát triển ứng dụng tua bin gió phát điện, tiếp đến là Hà Lan, Đan Mạch, Cộng hoà liên bang Đức, Ấn Độ, Tây Ban Nha…
- Các tua bin gió phát điện thƣờng có công suất khá lớn từ 50kW đến 2000kW. Ở Mỹ đã chế tạo thử nghiệm một số tua bin gió có công suất từ 2500kW đến 5000kW. Song cho đến nay loại tua bin gió phát điện có công suất từ 800kW đến 1500kW đƣợc ứng dụng phổ biến nhất. Các tua bin gió thƣờng đƣợc xây dựng thành cụm, tạo thành cánh đồng gió phát điện với quy mô công suất thƣờng từ 20MW – 100MW.
Trong những năm gần đây, công suất lắp đặt điện gió phát triển với tỷ lệ 25%/năm. Tính đến cuối năm 2004, có khoảng hơn 73.800 tua bin gió đƣợc lắp đặt, tƣơng đƣơng với tổng công suất lắp đặt năng lƣợng gió của toàn thế giới là 47.900 MW, trong đó Châu Âu chiếm 72,5%, Bắc Mỹ 15,4%. Sự phân bổ trên các lục địa nhƣ sau:
22
Bảng 2.2 Sự phân bổ công suất điện gió trên các lục địa
Lục địa Công suất lắp đặt
(MW) Ghi chú
Châu Mỹ 7.391 Mỹ 6.750 MW
Châu Âu 34.725 Đức, Đan Mạch, Tây Ba
Nha 27.995 MW
Châu Á 4.850 Ấn Độ 3.110 MW
Châu úc 588
Châu Phi 234
Còn lại 112
- Nhƣ vậy, khoảng hơn 80% trong tổng công suất lắp đặt chủ yếu đƣơc thực hiện ở 5 nƣớc: Đan Mạch, Đức (đến cuối năm 2005 là 18.400 MW), Tây Ban Nha (tháng 2/2006 là 10.120 MW nối lƣới và chiếm 20% tổng số điện năng) và Mỹ, Ấn Độ. Khả năng chế tạo lớn nhất là các nƣớc Đan Mạch, Đức, Tây Ban Nha. Hiện nay, 7 nƣớc thành viên của Liên minh Châu Âu là: Italia, Hà Lan, Thuỵ Điển, Hy Lạp, Bồ Đào Nha, Ai-len và Vƣơng quốc Anh mỗi nƣớc đã có hơn 1.000 MW đƣợc lắp đặt. Pháp cũng có chƣơng trình mở rộng điện gió và mục tiêu vào năm 2010 là phải đạt 1.000 MW.
- Tại Anh, năm 2005 lắp đặt 560MW ở gần bờ và ngoài biển khơi. Hiện tại công nghiệp gió đang đáp ứng 1,3% tổng nhu cầu điện ở Anh. Những tua bin gió lắp đặt ngoài biển ở Anh đầu tiên đã phát điện với giá xấp xỉ 10 cent/kWh. Theo mục tiêu đến 2010 của Chính phủ Anh, đóng góp của năng lƣợng gió ngoài biển khơi trong năng lƣợng tái tạo là gần 1/5, hoặc chiếm 1,8% tổng năng lƣợng cung cấp. Để đáp ứng đƣợc nhu cầu này sẽ phải lắp đặt 1.300 tua bin, với công suất danh định 2MW/1 tua bin.
- Tại Mỹ, tổng công suất lắp đặt năng lƣợng gió tại Mỹ là trên 6.750 MW. - Tại Canada, đến cuối năm 2003 tổng công suất lắp đặt đạt 317 MW, đây là con số rất nhỏ so với tiềm năng của nƣớc này.
23
- Ngoài ra Ấn Độ cũng là một trong năm nƣớc đứng đầu thế giới về ứng dụng công nghệ năng lƣợng gió. Trong năm 2003, Ấn Độ đã lắp đặt 408 MW và tính hết năm 2003 tổng công suất lắp đặt lên tới 3.110 MW.
- Tại Trung Quốc, cuối năm 2005 đã lắp đặt đƣợc 1.226,21 MW, mục tiêu đến
2010 sẽ lắp đặt 5.000 MW và đến năm 2020 sẽ lắp đặt khoảng 30.000 40.000 MW.
- Theo bản báo cáo năng lƣợng thế giới năm 2000 của tổ chức Năng lƣợng thế giới, nhu cầu điện của cả thế giới sẽ là 25.800 TWh vào năm 2020, trong đó năng lƣợng gió có thể đáp ứng 12% (3.000 TWh) mức tiêu thụ và có thể giảm 10,7
triệu tấn CO2. Điều đó có nghĩa là phải lắp đặt 1.245.030 MW điện gió.
Hình 2-10 Tăng trƣởng sản lƣợng điện gió thế giới năm 1999-2004
24
2.2.2. Hiện trạng sử dụng năng lượng gió tại Châu Âu
Liên minh Châu Âu hiện đang dẫn đầu thế giới về sử dụng năng lƣợng gió với công suất lắp đặt hơn 40.500 MW tính đến cuối năm 2005, chiếm 69% của tổng lƣợng điện gió toàn cầu. Với mục tiêu đặt ra của Liên Minh châu Âu đạt 40.000 MW đến 2010 thì nhiệm vụ này đƣợc hoàn thành sớm hơn 5 năm. Năng lƣợng gió đƣợc phát triển mạnh mẽ tại Liên Minh Châu Âu bởi các chính sách định hƣớng riêng của từng thành viên nhằm thúc đẩy việc sử dụng năng lƣợng tái tạo.
Kết hợp với các khuyến khích về tài chính bao gồm tăng các khoản đầu tƣ, giảm lãi suất ở mức thấp nhất nhằm mục đích tích cực thúc đẩy phát triển năng lƣợng gió và giảm lƣợng khí thải nhà kính. Năm 2001, một chỉ thị của Liên minh Châu Âu (EU) về năng lƣợng tái tạo trong đó các thành viên phải đặt ra các yêu cầu phát triển năng lƣợng và phải có kết quả rõ rệt cho đến năm 2010. Mục tiêu tổng thể cho toàn Châu Âu năng lƣợng tái tạo sẽ đóng góp 21% lƣợng điện năng tiêu thụ. Cơ quan năng lƣợng gió Châu Âu (EWEA) dự đoán đến năm 2010, chỉ tính riêng điện sản xuất từ gió đã góp phần giảm lƣợng khí thải nhà kính bằng 1/3 nghĩa vụ của Liên minh Châu Âu đã cam kết tại Kyoto. Mục tiêu hiện tại của EWEA là đạt công suất điện gió khoảng 75.000 MW tại Châu Âu vào năm 2010, 180.000 MW vào năm 2020 và 300.000 MW vào năm 2030.
Quốc gia đứng đầu tại Châu Âu về năng lƣợng gió là Đức, nhận đƣợc sự ủng hộ bởi các điều luật sau này, bao gồm các điều khoản về các nguồn năng lƣợng tái tạo trong năm 2000 (đƣợc sửa đổi bổ sung vào năm 2004), các nhà sản xuất điện từ năng lƣợng gió chỉ phải trả mức lãi suất thấp và đƣợc giảm theo hợp đồng trong vòng 20 năm. Các cơ chế chính sách đƣợc thông qua đã thành công rực rỡ, điều này đã thu hút một số lƣợng các nhà đầu tƣ nhỏ tham gia và kết quả tỷ lệ tăng trƣởng ở mức 2 con số trong suốt thập niên 1990. Các nhà máy điện gió cũng nhận đƣợc những sự ƣu đãi của các nhà quy hoạch đất đai tại Đức, các nhà chức trách địa phƣơng cũng đồng ý quy hoạch đƣợc 5,5% lƣợng điện năng tiêu thụ tại Đức với công suất lắp đặt lên đến 18.428 MW vào cuối năm 2005. Mặc dù vậy, tốc độ phát triển trang trại gió trên đất liền tại Đức đã bắt đầu chậm lại, nguyên nhân chủ yếu do
25
các vị trí có tiềm năng gió còn hạn chế. Tuy nhiên điều này sẽ đƣợc khắc phục bằng việc thay thế các hệ thống động cơ cũ bằng các hệ thống động cơ mới có hiệu suất cao hơn, đồng thời lắp mới hệ thống ngoài khơi tại biển Bắc và biển Bantic. Một nghiên cứu của Bộ môi trƣờng Đức (BMU) ƣớc tính điện gió ngoài khơi sẽ đạt công suất từ 12.000-15.000 MW vào năm 2020.
Điện gió tại Tây Ban Nha cũng phát triển mạnh mẽ từ những năm giữa của thập niên 1990. Sự phát triển này đƣợc hỗ trợ bởi các chính sách năng lƣợng tái tạo, giảm thuế và chính sách tái cơ cấu các khu công nghiệp. Tại một số địa phƣơng các nhà đầu tƣ chỉ đƣợc tiếp cận các khu vực nhà máy nếu nhƣ ngay từ ban đầu họ cam kết thiết lập một cơ sở sản xuất tại đó. Điều này dẫn tới kết quả là thị trấn nghèo thuộc Navara nơi có nhiều tiềm năng gió đã đạt đƣợc các thành tựu về phát triển kinh tế và đóng góp một lƣợng điện lớn cho nhu cầu sử dụng điện. Hiện nay điện gió đã cung cấp tới 60% lƣợng điện năng tiêu thụ tại tỉnh này. Ở một số thị trấn dân cƣ đông đúc thuộc vùng Castilla la Mancha và Galicia thì điện gió chiếm khoảng 20% điện năng tiêu thụ. Hầu hết các tua bin gió hiện đang lắp đặt tại Tây Ban Nha đều đƣợc sản xuất trong nƣớc. Năm ngoái một loạt các tua bin gió với công suất 1.764 MW đã đƣợc đƣa vào sử dụng, tăng 20% so với năm 2004 và giảm đƣợc lƣợng khí thải khoảng 19 triệu tấn CO2. Con số này đã nâng tổng công suất của điện gió tại Tây Ban Nha lên hơn 10.000 MW, đủ đáp ứng 8,25% lƣợng điện năng tiêu thụ của quốc gia. Chính phủ Tây Ban Nha đặt mục tiêu đến năm 2010 phát triển nâng công suất lên hơn 20.000MW.
Đan Mạch là quốc gia tiên phong trong ngành công nghiệp chế tạo tua bin gió và hiện đang là nƣớc có tỷ lệ đóng góp của điện gió vào nguồn cung cao nhất. Tính đến cuối năm 2005 đã có hơn 3.000 MW tua bin gió đƣợc đƣa vào vận hành. Khi tốc độ gió cao thì năng lƣợng gió có thể cung cấp hơn nửa lƣợng điện năng tiêu thụ tại nửa phía Tây của đất nƣớc. Theo nhận định của tổ chức TSOE (Transmission System Opertation Engerginet) tại Đan Mạch thì đến năm 2010 lƣợng điện tiêu thụ tại miền Tây của Đan Mạch có thể đƣợc cung cấp đầy đủ nếu kết hợp giữa các hệ thống gió và trạm nhiệt điện nhỏ mà không cần đến các nhà máy phát điện tập
26
trung. Vào những năm 1990, Đan Mạch cũng là quốc gia tiên phong trong việc phát triển các trang trại điện gió ngoài khơi, và hiện vẫn là quốc gia có các trang trại điện gió xa bờ lớn nhất.
Những thị trƣờng dẫn đầu trong lĩnh vực điện gió hiện nay đang liên kết với nhau bao gồm các quốc gia Bồ Đào Nha, Pháp, Anh, Ý, Hà Lan và Áo. Tại Bồ Đào Nha các chính sách mạnh mẽ của chính phủ về hệ thống thuế đã giúp tăng công suất từ 100 MW năm 2000 lên 1000 MW năm 2005. Ý đƣợc biết đến là quốc gia đặt mục tiêu kết hợp giữa năng lƣợng tái tạo và hệ thống thƣơng mại xanh vào năm 2001, công suất điện gió đã tăng từ 452 MW năm 2001 lên hơn 1.700 MW năm 2005. Tiềm năng của 10 thành viên mới kết nạp năm 2004 của Liên minh Châu Âu đã có những tiến bộ, nhƣng trong số này bao gồm Ba Lan, Hungary và các quốc gia thuộc vùng Ban Tích đƣợc kỳ vọng sẽ phát triển mạnh mẽ trong vài năm tới đây.
2.2.3. Hiện trạng sử dụng năng lượng gió tại Châu Á
Ấn Độ là một trong hai nƣớc đang phát triển nằm trong Top 10 nƣớc dẫn đầu về công suất điện gió (nƣớc còn lại là Trung Quốc). Năm 2004, công suất điện gió tăng thêm của Ấn Độ đứng thứ ba trên thế giới, chỉ sau CHLB Đức, Tây Ban Nha, đứng trên cả Anh và Mỹ. Các nỗ lực này đã đƣa Ấn Độ vƣơn lên hàng thứ năm trên thế giới về công suất.
Tính đến tháng 3/2005, công suất điện gió của Ấn Độ đạt mức 3.595 MW, và chỉ riêng trong năm 2004 Ấn Độ đã lắp đặt mới đƣợc 1.112 MW, đạt mức tăng trƣởng 45%. Nếu lấy năm 2000 làm mốc, khi Ấn Độ mới chỉ có 1.220 MW điện gió, thì chỉ sau 5 năm, công suất điện gió của Ấn Độ đã tăng lên 3 lần.
Với một bờ biển dài, Trung Quốc là một quốc gia có nhiều tiềm năng về năng lƣợng gió. Dự án điện gió thử nghiệm đầu tiên của Trung Quốc đƣợc bắt đầu từ năm 1986. Trong 20 năm qua, tận dụng các khoản viện trợ nƣớc ngoài và các khoản vay lãi suất thấp, Trung Quốc đã phát triển thêm nhiều khu điện gió, hòa mạng vào lƣới điện quốc gia. Năm 1994, Bộ trƣởng Bộ Năng lƣợng Điện của Trung Quốc đã ra quyết định đẩy mạnh phát triển năng lƣợng gió, một quyết định hết sức khó khăn. Lý do là vì vào thời điểm đó, năng lƣợng gió trên thế giới vẫn chƣa phát
27
triển, đồng thời nhiệt điện than khá rẻ và vẫn còn tƣơng đối dồi dào. Hiểu đƣợc điểm yếu này của điện gió so với các nguồn năng lƣợng truyền thống khác, Bộ Năng lƣợng của Trung Quốc đã định hƣớng phát triển điện gió thông qua việc giảm giá thành bằng cách phát triển những dự án quy mô lớn, đồng thời địa phƣơng hóa các nhà máy sản xuất tua bin gió.
Hình 2-12 Xây dựng các trạm điện gió tại khu vực tự trị Nội Mông (nguồn: www.chinapage.org)
Chính quá trình địa phƣơng hóa các nhà máy sản xuất tua bin đã góp phần quyết định vào việc giảm giá thành, đồng thời giúp phát triển kinh tế địa phƣơng, đặc biệt là ở những vùng sâu, vùng xa nhờ đảm bảo cung ứng điện ổn định, tăng nguồn thu thuế, và tạo thêm công ăn việc làm cho địa phƣơng.
Với tiền đề chính sách đúng đắn đó, thị trƣờng điện gió ở Trung Quốc đƣợc hình thành, và đến cuối năm 2004 Trung Quốc đã
có 43 khu điện gió với tổng công suất là 850 MW. Trong năm 2005, có thêm 450 MW đƣợc đƣa vào vận hành. Hƣớng tới tƣơng lai xa hơn,
28
đến năm 2020, công suất điện gió của nƣớc này sẽ tăng lên tới 20.000 MW gấp 20 lần công suất hiện tại.
Trong thập kỷ tới, Philippines có triển vọng trở thành quốc gia dẫn đầu về năng lƣợng gió trong khu vực Đông Nam Á. Một sự hợp tác chặt chẽ giữa chính phủ và thành phần kinh tế tƣ nhân đƣợc xác lập với mục tiêu đạt công suất tối thiểu là 417 MW điện gió trong vòng 10 năm tới. Dựa vào những nghiên cứu của phòng thí nghiệm quốc gia về năng lƣợng tái tạo, Philippines quy hoạch một khu vực đƣợc
đánh giá là rất tốt để phát triển năng lƣợng gió với diện tích lên tới 10.000 km2
cho dự án phát triển điện gió. Theo tính toán, tiềm năng về công suất gió của khu vực này lên tới hơn 70.000 MW, có thể cung cấp khoảng 195 tỷ kWh mỗi năm. Các nghiên cứu triển khai cho dự án này hiện vẫn đang đƣợc tiếp tục và bƣớc đầu đƣa vào thực tế.
29
CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG GIÓ CỦA CÁC TỈNH MIỀN TRUNG VIỆT NAM
3.1. Sơ bộ về đặc điểm tự nhiên khu vực 3.1.1. Vị trí địa lý 3.1.1. Vị trí địa lý
Miền Trung Việt Nam (Trung Bộ) có phía Bắc giáp khu vực đồng bằng Sông Hồng và Trung du miền núi vùng Bắc Bộ; phía Nam giáp các tỉnh Bình Phƣớc,Đồng Nai và Bà Rịa-Khánh Hòa vùng Nam Bộ; phía Đông giáp Biển Đông; phía Tây giáp 2 nƣớc Lào và Campuchia. Dải đất miền Trung đƣợc bao bọc bởi những dãy núi chạy dọc bờ phía Tây và sƣờn bờ biển phía Đông, vùng có chiều ngang theo hƣớng Đông - Tây hẹp nhất Việt Nam (khoảng 50km) và nằm trên địa bàn tỉnh Quảng Bình. Địa hình miền Trung gồm 3 khu vực cơ bản là Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Trung Bộ.
Bắc Trung Bộ bao gồm các dãy núi phía Tây. Nơi giáp Lào có độ cao trung bình và thấp. Riêng miền núi phía Tây tỉnh Thanh Hoá có độ cao từ 1000 - 1500m. Khu vực miền núi Nghệ An - Hà Tĩnh là đầu nguồn của dãy Trƣờng Sơn có địa hình rất hiểm trở, phần lớn các núi cao nằm dải dác ở đây. Các miền đồng bằng có tổng diện tích khoảng 6.200km2, trong đó đồng bằng Thanh Hoá do nguồn phù sa từ sông Mã và sông Chu bồi đắp, chiếm gần một nửa diện tích và là đồng bằng rộng nhất của Trung Bộ.
Tây Nguyên có diện tích khoảng 544737km2, nằm về vị trí phía Tây và Tây Nam Trung Bộ (phía Tây dãy Trƣờng Sơn). Tây Nguyên có phía Tây giáp 2 nƣớc Lào và Campuchia, phía Đông giáp khu vực kinh tế Nam Trung Bộ và phía Nam giáp khu vực Đông Nam Bộ. Địa hình Tây Nguyên đa dạng, phức tạp, chủ yếu là
cao nguyên với núi cao ở độ cao từ 250 - 2500m. [3]
Nam Trung Bộ thuộc khu vực cận giáp biển. Địa hình ở đây bao gồm đồng bằng ven biển và núi thấp, có chiều ngang theo hƣờng Đông - Tây (trung bình 40 - 50km), hạn hẹp hơn so với Bắc Trung Bộ và Tây Nguyên. Có hệ thống sông ngòi ngắn và dốc, bờ biển sâu với nhiều đoạn khúc khuỷu, thềm lục địa hẹp. Các miền
30
đồng bằng có diện tích không lớn do các dãy núi phía Tây trải dọc theo hƣớng Nam tiến dần ra sát biển và có hƣớng thu hẹp dần diện tích lại. Đồng bằng chủ