VI. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.3 Hiện trạng lƣới điện trung áp và nguồn phân tán tại Việt Nam
1.3.1 Tình hình phát triển lưới điện trung áp của nước ta
Do điều kiện lịch sử để lại, hiện nay hệ thống LĐTA của Việt Nam bao gồm nhiều cấp điện áp khác nhau, cả ở thành thị và nông thôn. Nhằm nâng cao độ tin cậy trong việc cung cấp điện, đơn giản trong quản lý vận hành, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về chất lƣợng điện năng của khách hàng và giảm tổn thất điện năng của toàn hệ thống dƣới 10% vào năm 2020, Tập đoàn Điện lực Việt Nam thƣờng xuyên đầu tƣ mở rộng, nâng cấp và cải tạo LĐTA trên phạm vi cả nƣớc. Theo kế hoạch phát triển đến năm 2020, LĐTA của tập đoàn đã đƣợc xây dựng thêm 282.714 km đƣờng dây trung áp, hạ áp và 19.010 MVA công suất máy biến áp phân phối [13][14].
Cùng với sự đổi mới và phát triển kinh tế, quá trình phát triển và điện khí hoá của nƣớc ta đã có những thay đổi quan trọng, góp phần thúc đẩy sự phát triển của các ngành kinh tế, cải thiện mức sống về vật chất và tinh thần cho nhân dân, đặc biệt là nông dân. Hiện nay 100% số huyện trong cả nƣớc đã có điện lƣới quốc gia và hầu hết các xã đã có điện.
1.3.2 Tình hình phát triển phụ tải điện
Theo kết quả nghiên cứu của đề tài KHCN – 0907, “Dự báo nhu cầu phụ tải trong giai đoạn 2000 – 2020” do Viện Chiến lƣợc phát triển, Bộ Kế hoạch và Đầu tƣ xây dựng với 2 phƣơng án: phƣơng án cao và phƣơng án cơ sở. Trong đó lấy nhịp độ phát triển dân số trong 25 năm (1996 - 2020) đƣợc dự báo bình quân là 1,72%/năm.
Nhu cầu điện năng theo phƣơng án cao đƣợc dự báo theo phƣơng án phát triển kinh tế cao. Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế này, tốc độ tăng trƣởng trung bình điện năng sẽ là 10,2%/năm và 8,9%/năm tƣơng ứng với từng giai đoạn là 2000 - 2010 và 2010 - 2020. Đến năm 2020, nhu cầu điện năng là 204 tỷ kWh. Tốc độ tăng trƣởng điện năng của cả giai đoạn 1996 - 2020 là 11%/năm.
Nhu cầu điện năng phƣơng án cơ sở đƣợc dự báo theo phƣơng án phát triển kinh tế cơ sở. Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế này, tốc độ tăng trƣởng trung bình điện năng sẽ là 10,5%/năm và 8,2%/năm tƣơng ứng với từng giai đoạn. Đến năm 2020, nhu cầu điện năng là 173 tỷ kWh. Tốc độ tăng trƣởng điện năng của giai đoạn 2000 - 2020 là 10,4%/năm.
Với dự báo này thì ngành điện nói chung và LĐTA địa phƣơng nói riêng trong thời gian tới đòi hỏi phải có sự phát triển, cải tạo và mở rộng rất lớn. Đây là một thực tế cần phải đƣợc quan tâm .
1.3.3 Hiện trạng phát triển nguồn phân tán tại Việt Nam
Trong những năm gần đây, mối quan tâm về DG tại Việt Nam ngày càng nhiều khi mà nhu cầu về các nguồn phát điện tại chỗ đang gia tăng. Những nguồn điện phân tán nhƣ: điện gió, điện mặt trời, thủy điện nhỏ, điện sinh khối, … đang đƣợc chú ý quan tâm hơn cả. Tính tới năm 2019, tổng công suất của DG sử dụng năng lƣợng tái tạo đã đƣợc lắp đặt và đƣa vào vận hành khoảng 5695MW, trong đó nguồn thủy điện nhỏ, điện gió và đặc biệt nguồn năng lƣợng mặt trời sử dụng công nghệ pin mặt trời chiếm tỉ trọng lớn nhất [3][14][26].
Trong một vài năm tới, các nguồn DG khác nhƣ: điện gió (Phƣơng Mai – 50,4MW, Phƣớc Ninh – 20MW, Phú Quý – 1000MW, …); điện mặt trời ở khu vực Tây Nguyên khi đi vào vận hành sẽ đóng vai trò quan trọng đáng kể đảm bảo nhu cầu điện năng cho các phụ tải địa phƣơng, góp phần giảm tải cho các hệ thống điện khu vực.
Các dự án thủy điện nhỏ đấu nối vào lƣới phân phối chủ yếu tập trung tại khu vực Tây Bắc, Bắc Trung Bộ,Trung Trung Bộ và khu vực Tây Nguyên. Đây cũng chính là khu vực có tiềm năng để phát triển nguồn phân tán trong tƣơng lai.
Nhƣ vậy, lƣới phân phối của Việt Nam trong tƣơng lai không xa sẽ có những thay đổi đáng kể về cấu hình và các vấn đề kỹ thuật liên quan khác tới khai thác, kết nối và vận hành mạng điện.
1.3.4 Tiềm năng phát triển nguồn phân tán tại Việt Nam
1.3.4.1 Năng lượng gió
Trong chƣơng trình đánh giá về năng lƣợng cho Châu Á, Ngân hàng Thế giới đã có một khảo sát chi tiết về năng lƣợng gió khu vực Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam. Theo tính toán của nghiên cứu này thì Việt Nam có tiềm năng về gió lớn nhất, tổng tiềm năng điện gió của Việt Nam ƣớc đạt 513.360MW [5][20].
Động cơ gió phát điện đã đƣợc nghiên cứu, ứng dụng từ đầu năm 80. Nằm trong chƣơng trình Quốc gia về nghiên cứu, ứng dụng các dạng năng lƣợng mới và tái tạo. Các cơ quan tham gia nghiên cứu và lắp đặt thử nghiệm về lĩnh vực này gồm: Viện Năng lƣợng, Bộ Giao thông vận tải, Viện cơ giới Bộ quốc phòng, các Trung tâm nghiên cứu năng lƣợng mới của Trƣờng đại học Bách khoa Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Hầu hết các cơ quan này đều nghiên cứu, thử nghiệm loại tua-bin gió công suất nhỏ từ 150W đến 5kW.
Theo điều tra [14], tính đến cuối năm 1999 đã có khoảng 1000 máy phát điện gió phát điện cỡ gia đình (công suất từ 150W đến 200W) đã đƣợc lắp đặt sử dụng, chủ yếu ở ven biển Đà Nẵng trở vào. Đến năm 2021 sẽ có 24 dự án với tổng công suất lắp đặt là 2300MW với nhiều dự án gió phát điện với công suất lớn nhƣ: Dự án điện gió KOSY Bạc Liêu 400MW, Bình Đại 310MW, Bạc Liêu 241MW và Quốc Vinh Sóc Trăng 129MW [33].
1.3.4.2 Năng lượng mặt trời
Việt Nam là nƣớc nhiệt đới, tiềm năng bức xạ mặt trời vào loại cao trên thế giới, đặc biệt các vùng miền phía Nam có nhiều nắng. Theo thống kê của Tổng cục khí tƣợng thủy văn về số giờ nắng (bình quân trong 20 năm) ở nƣớc ta có thể chia lam 3 vùng:
- Vùng 1: Các tỉnh vùng Tây Bắc (Sơn La, Lai Châu) có số giờ nắng tƣơng đối cao, từ 1897h/năm đến 2102h/năm.
- Vùng 2: Gồm các tỉnh còn lại của miền Bắc và một số tỉnh từ Thanh Hóa đến Quảng Bình, số giờ nắng trung bình từ 1400h/năm đến 1700h/năm. - Vùng 3: Gồm các tỉnh từ Huế trở vào, có số giờ nắng cao nhất cả nƣớc, từ
1900h/năm đến 2700h/năm.
Đánh giá tiềm năng khả thực của nguồn năng lƣợng mặt trời cho một vùng thì số giờ nắng bình quân phải đạt từ 1800h/năm trở lên (theo nhận xét của Tạp chí Năng lƣợng thế giới – World Energy tháng 3 năm 2001). Đối với điều kiện ở Việt Nam thì chỉ tiêu trên là phù hợp.
Pin mặt trời đƣợc nghiên cứu và triển khai ứng dụng ở Việt Nam tƣơng đối muộn, vào đầu năm 1990. Đến năm 1994 triển khai ứng dụng các thiết bị này phát triển khá mạnh mẽ và đến năm 2019 đã lắp đặt tới 5695,0MW và hơn 10000MW đã đƣợc phê duyệt triển khai. Trong đó, đã vận hành đƣợc 2600,0MW tập trung chủ yếu ở Miền Trung khoảng 2000MW gồm các dự án [14][15][17][33]:
- Khu vực phía Nam: Nhà máy điện mặt trời Cà Mau có công suất lắp máy 50 MWp. Nhà máy điện mặt trời An Hòa 1 và 2 có công suất lắp máy 119 MWp. Nhà máy điện mặt trời Sao Mai 1 và 2 có công suất lắp máy 154 MWp. Cuối năm 2019 đã có 8.299 khách hàng lắp đặt điện mặt trời áp mái, đạt 148.0MWp trong đó các đơn vị trực thuộc ngành điện đã lắp đặt trên 7.4 MWp…
- Khu vực miền Trung: Nhà máy điện mặt trời Đa Mi, công suất 47.5MWp vận hành năm 2018. Nhà máy điện mặt trời BP Solar - 50 MWp, Nhà máy điện mặt trời Phƣớc Hữu - 65 MWp. Nhà máy điện mặt trời Phƣớc Thái 1 công suất 50 MWp. Nhà máy điện mặt trời Gio Thành 1 và 2, công suất 100 MWp Nhà máy điện mặt trời Trung Nam - Thuận Nam, công suất 450 MWp…
- Khu vực phia Bắc: Khối lƣợng lắp đặt ứng dụng cho các hộ gia đình, trạm biên phòng và bộ đội ở hải đảo, cho Trạm xá, trƣờng học, Trung tâm văn hóa rất lớn. Hơn nữa, nhiều dự án có công suất lớn nhƣ Nhà máy điện năng lƣợng mặt trời nổi trên mặt nƣớc tại hồ Thác Bà với 2 giai đoạn: giai đoạn 1 thời gian thực hiện từ năm 2020 - 2022 với công suất dự kiến 560MW, giai đoạn 2 từ 2022 - 2026, công suất 800MW.
Tính đến năm 2019, tổng công suất Pin Mặt trời đã đƣợc lắp đặt, ứng dụng tại Việt Nam là 5695.0MWp.
Tiềm năng năng lƣợng mặt trời ở nƣớc ta là rất lớn. Việc đầu tƣ, phát triển năng lƣợng mặt trời có thể là một trong những chiến lƣợc phát triển năng lƣợng. Tuy nhiên, hiệu quả đầu tƣ phụ thuộc rất nhiều vào những nghiên cứu phân vùng tiềm năng năng lƣợng cụ thể.
1.3.4.3 Thủy điện nhỏ
Việt Nam là nƣớc có tiềm năng TĐN rất phong phú. Theo ƣớc tính của Viện Năng lƣợng, hệ thống sông ngòi của nƣớc ta có tiềm năng khoảng 300 tỷ kWh [3][14].
Tính riêng nhóm dự án TĐN đã đăng ký ở Bộ Công thƣơng, năm 2007 có tất cả 26 nhà máy loại này đi vào vận hành với tổng công suất 450MW. Năm 2008 có thêm 24 nhà máy đi vào hoạt động với tổng công suất 343MW. Trong khi có 126 dự án thủy điện ở Lào Cai đƣợc dần thực hiện trong 10 năm nữa.
Tính đến nay, theo thống kê của Bộ Công thƣơng, toàn quốc có 216 dự án thủy điện vừa và nhỏ đăng ký đầu tƣ xây dựng với tổng công suất gần 4.100MW, gấp hai lần công suất của Nhà máy thủy điện Hòa Bình.
Theo đó, Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2006 – 2015 có xét triển vọng đến năm 2025 (Quy hoạch điện 4), đã đƣợc Thủ tƣớng phê duyệt, đề ra yêu cầu nâng tổng công suất các nguồn TĐN, năng lƣợng tái tạo thêm khoảng 1.200MW giai đoạn 2006 – 2010 và 1.250MW giai đoạn 2011 – 2015.
Tại tỉnh Đăk Nông ra hẳn chính sách khuyến khích và nhanh chóng xây dựng đƣợc hơn 60 dự án với tổng công suất hơn 200MW và vốn đầu tƣ hơn 4.000 tỷ đồng. Tỉnh Kon Tum cũng kịp quy hoạch 54 dự án với tổng công suất 138MW.
Đến nay, tại 36 tỉnh, thành phố trong cả nƣớc đã có tới 1.021 dự án thủy điện với tổng công suất 24.246MW đã đƣợc phê duyệt quy hoạch. Trong đó có 138 dự án với quy mô lớn, công suất 18.366MW thuộc Quy hoạch bậc thanh thủy điện trên dòng chính các sông lớn đƣợc Bộ Công thƣơng phê duyệt, hầu hết đã và đang đƣợc triển khai đầu tƣ xây dựng theo chỉ đạo của Thủ tƣớng Chính phủ.
Một làn sóng đầu tƣ vào TĐN đã bùng nổ ở nhiều tỉnh trong thời gian qua. Chỉ riêng tại 9 địa phƣơng đƣợc kiểm tra gồm Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông và Lâm Đồng, đã có tới 472 dự án, vị trí tiềm năng, với công suất hơn 7.500MW đƣợc quy hoạch làm thủy điện.
Nguồn lợi mà TĐN đem lại là rất lớn, nhƣng việc tiếp tục cho phép triển khai xây dựng các nhà máy thủy điện cũng cần xem xét, đánh giá một cách toàn diện, tránh tình trạng cấp phép xây dựng ồ ạt, làm ảnh hƣởng đến cảnh quan môi trƣờng, gây thiệt hại và cạn kiện tài nguyên. Bên cạnh đó, các cơ quan chức năng cũng cần thƣờng xuyên giám sát chất lƣợng cũng nhƣ tiến độ các công trình, nhằm đảm bảo chất lƣợng công trình, tiết kiệm chi phí và sớm đƣa vào vận hành sử dụng.
1.3.4.4 Năng lượng sinh khối
Trong tài liệu [14] đã nêu ra tiềm năng to lớn của nguồn năng lƣợng sinh khối tại Việt Nam, cụ thể hàng năm, nguồn phụ phẩm, phế thải cung cấp trên 50 triệu tấn sinh khối. Tiềm năng sinh khối gỗ, phụ phẩm nông nghiệp, chất thải sinh hoạt xã hội của Việt Nam tƣơng đƣơng tƣơng ứng với 8,78 triệu Toe dầu mỏ, với 7,3 triệu Toe là từ nguồn rơm rạ. Tuy nhiên, trong đó chủ yếu làm chất đốt cho đun nấu ở các hộ gia đình.
Cũng theo [14] thì tại tất cả gần 50 nhà máy đƣờng trong nƣớc đã đƣợc trang bị thiết bị phát nhiệt điện từ nguồn bã mía đƣợc tận dụng. Các dự án sản xuất điện
từ bã mía thƣờng bao gồm trong các dự án chế biến mía đƣờng lớn, trong đó công suất các lò hơi hiện hữu đa phần chƣa đƣợc sử dụng hết, nhờ đó có thể bổ sung một máy phát – tua bin hơi cho sản xuất thêm điện năng từ nguồn bã mía thừa. Đây là một bƣớc tiến mới trong khai thác và sử dụng nguồn năng lƣợng sinh khối trong nƣớc. Nó góp phần giảm nguy cơ thiếu điện cho quốc gia, đồng thời tiết kiệm nhiều tiền của cho cả doanh nghiệp và Nhà nƣớc.
Trong tài liệu [14] cũng nêu, hiện nay chúng ta có thể sản xuất điện năng và nhiệt năng từ khoảng 1,5 triệu tấn trấu và 2,6 triệu tấn bã mía. Ngoài ra, có thể xem xét thêm các phế thải sau chế biến gỗ tại các nhà máy, xí nghiệp chế biến lâm sản lớn nhằm khai thác phục vụ sản xuất năng lƣợng.
Nhiều dự án điện sinh khối đã đƣợc triển khai với công nghệ chủ yếu là đốt cháy phế thải của các nhà máy đƣờng nhƣ Nhà máy điện An Khê (Gia Lai) công suất 110 MW, Nhà máy điện Phú Yên công suất 30 MW, Nhà máy điện Tuyên Quang công suất 25 MW…
1.3.4.5 Kế hoạch phát triển nguồn phân tán ở nước ta
Dự báo công suất của các nguồn phân tán có tiềm năng ở nƣớc ta tính đến năm 2030 (Hình 1.23)[5][14]
Hình 1.23: Dự báo công suất các nguồn phân tán tại Việt Nam đến năm 2030. Theo những nghiên cứu trong Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm 2030 [14], nguồn phân tán bao gồm chủ yếu là nguồn thủy điện nhỏ và các dạng năng lƣợng tái tạo khác chiếm từ (3 – 5)% tổng điện năng sản xuất của toàn hệ thống điện tƣơng lai trong giai đoạn này. Trong đó, TĐN và điện gió sẽ chiếm phần lớn trong tỷ trọng những nguồn năng lƣợng phân tán sử dụng năng lƣợng tái tạo. Chi tiết kế hoạch phát triển nguồn phân tán đƣợc liệt kê trong Bảng 1.2.
Bảng 1.2: Kế hoạch phát triển nguồn điện sử dụng năng lƣợng tái tạo giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm 2030.
TT
Loại năng lƣợng và tiềm năng Giai đoạn khai thác trong quy hoạch (MW) Loại năng lƣợng Tổng tiềm năng kinh tế - kỹ thuật (MW) Tổng tiềm năng kinh tế - kỹ thuật khai thác (2011-2030) (%) 2011- 2015 2016- 2020 2021- 2025 2026- 2030 Tổng khai thác (2011- 2030) 1 Địa nhiệt 340 0 0 0 0 0 0 2 Mặt trời 81,22 7,4 2,5 4,5 6 6 6 3 Gió 2185 73 316 898 1594 1594 1594 4 Thủy triều 0 0 0 0 0 5 Sinh khối 501 64 100 210 319 319 319 6 Khí sinh học và từ bãi rác 466 42 32 88 181 181 181 7 Thủy điện nhỏ 1209 1679 2179 2829 2829 Tổng 3573,2 1479 2879 4279 4929 4929 1.3.5 Nhận xét
Nguồn điện phân tán đã và đang cho thấy những ƣu điểm và những lợi ích thiết thực. Trong đó, những nguồn năng lƣợng tái tạo đƣợc đặc biệt chú trọng do có tiềm năng to lớn và thân thiện với môi trƣờng.
Trên Thế giới, nguồn năng lƣợng phân tán đang đƣợc ứng dụng rộng rãi với sự quan tâm sâu sắc và những chính sách phù hợp. Đặc biệt, các nƣớc cộng đồng Châu Âu đều có mục tiêu rõ ràng về năng lƣợng tái tạo của quốc gia, nhằm khuyến khích sự phát triển mạnh mẽ của loại năng lƣợng này.
Tiềm năng về nguồn năng lƣợng tái tạo của nƣớc ta rất dồi dào. Nếu đƣợc ƣu tiên, chú trọng phát triển, sẽ đem lại nguồn lợi to lớn, khắc phục tình trạng thiếu điện và giảm ô nhiễm môi trƣờng.
1.4 Kết luận chƣơng 1
Chƣơng này đã giới thiệu tổng quan một số vấn đề cơ bản về LĐTA, bao gồm