Khía cạnh Tiêu chí Các chỉ số Mức độ Mô tả Môi trường Bảo vệ
môi trường Phát thải khí nhà kính trên mỗi kWh
Cao Hoàn toàn không phát thải
Trung bình Có phát thải nhưng mức độ không đáng kể Thấp Phát thải cao
Phát thải các chất ô nhiễm không khí cho mỗi kWh
Cao Hoàn toàn không phát thải
Trung bình Có phát thải nhưng mức độ không đáng kể Thấp Phát thải cao
Bảo vệ tài
nguyên Tiêu thụ các nguồn không bền vững
Cao Hoàn toàn không tiêu thụ
Trung bình Có tiêu thụ nhưng mức độ không đáng kể Thấp Tiêu thụ nhiều
Giảm tiếng
ồn Ô nhiễm tiếng ồn
Cao Hoàn toàn không gây tiếng ồn
Trung bình Có gây tiếng ồn nhưng không đáng kể Thấp Gây tiếng ồn lớn Xã Hội Các vấn đề xã hội Khả năng thích ứng và sự đồng thuận
Cao Khả năng thích ứng tốt và có sự đồng thuận cao Trung bình Có khả năng thích ứng và sự đồng thuận nhưng
chưa cao
Thấp Không có khả năng thích ứng và không có sự đồng thuận
Các lợi ích về xã hội
Tác động đến việc làm
Cao Có tác động tốt đến việc làm
Trung bình Tác động đến việc làm ở mức độ bình thường Thấp Không có tác động đến việc làm
Tác động đến sức khỏe
Cao Không ảnh hưởng tới sức khỏe
Trung bình Có ảnh hưởng tới sức khỏe nhưng không đáng kể Thấp Ảnh hưởng nhiều tới sức khỏe
Kinh tế
Chi phí và biểu giá thấp
Chi phí đầu tư cho một W (Watt)
Cao Chi phí đầu tư rất thấp hoặc không cần chi phí đầu tư
Trung bình Chi phí đầu tư vừa phải Thấp Chi phí đầu tư rất cao Chi phí cho sản xuất cho
một kWh
Cao Không cần chi phí sản xuất hoặc chi phí rất thấp Trung bình Chi phí cho sản xuất ở mức trung bình Thấp Chi phí cho sản xuất rất cao
Bảo dưỡng Các yêu cầu bảo dưỡng
Cao Không có yêu cầu về bảo dưỡng vận hành Trung bình Yêu cầu bảo dưỡng vận hành vừa phải, ở mức
trung bình
Thấp Yêu cầu rất cao về bảo dưỡng vận hành.
Độc lập về kinh tế
Mức độ phụ thuộc nhập khẩu và mức độ tự cung cấp của khu vực
Cao Không có sự phụ thuộc về nhập khẩu, hoàn toàn có thể tự cung cấp trong thị trường nội địa Trung bình Có sự phụ thuộc vào nhập khẩu nhưng vẫn có
thể tự cung cấp bằng thị trường nội địa Thấp Hoàn toàn phụ thuộc vào việc nhập khẩu và
không có thị trường nội địa Tiềm năng
tương lai Tiềm năng phát triển kinh tế
Cao Có tiềm năng phát triển kinh tế cao
Trung bình Tiềm năng phát triển kinh tế trung bình, không cao Thấp Không có tiềm năng phát triển kinh tế
CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1.Đánh giá tiềm năng bức xạ mặt trời tại huyện Côn Đảo
Theo số liệu thông kê năm 2017, tổng số giờ nắng của khu vực huyện Côn Đảo là 2582,5 giờ/năm. Tổng lượng bức xạ đo được tại hệ thống đo đạc khí hậu tại nhà máy điện mặt trời là 1664 kWh/m2. Với số liệu thống kê như trên, huyện Côn Đảo là khu vực có tiềm năng nguồn năng lượng mặt trời khá cao, hoàn toàn đủ khả năng phát triển các nhà máy điện mặt trời với công suất cao hơn công suất nhà máy điện mặt trời mà đề tài đang nghiên cứu trên khu vực huyện Đảo.
3.2.Đánh giá hiện trạng cung cấp điện tại huyện Côn Đảo
Tổng hợp các bản điều tra, khảo sát bằng bộ câu hỏi cho thấy, hiện tại tất cả các tổ máy Diesel của 2 nhà máy điện Trung tâm và nhà máy điện An Hội đều hoạt động bình thường vào ban ngày. Tuy nhiên ,đến thời điểm buổi tối là thời điểm nhu cầu sử dụng điện của các hộ dân tăng cao, các máy phát điện của 2 nhà máy trên thường xuyên phải hoạt động luân phiên (các máy phát điện không thể hoạt động liên tục 24/24h mỗi ngày), không thể đáp ứng đủ cho nhu cầu phụ tải của các hộ dân. Do vậy, tình trạng cắt điện trong khoảng 30’ đến 1 tiếng vẫn xảy ra tại một số khu vực nông thôn.
Riêng đối với nhà máy điện mặt trời, do đặc điểm của nhà máy chỉ có thể phát điện vào những thời điểm có ánh nắng mặt trời, công suất phát điện của nhà máy chỉ 36kWp nên chỉ là phương án hỗ trợ thêm cho nguồn điện từ các nhà máy điện Diesel trong việc cung cấp điện cho các hộ dân. Tuy nhiên, với việc phát điện liên tục vào ban ngày, nhà máy điện mặt trời đã hỗ trợ đắc lực cho các nhà máy điện diesel trong trường hợp các máy phát diesel hoạt động quá tải.
3.3. Phân tích các tác động của hệ thống kết hợp giữa nhà máy điện mặt trời và nhà
máy điện diesel.
Hiện tại, nguồn điện chủ yếu được sử dụng để cung cấp cho các hộ dân trên đảo là hệ thống nhà máy điện sử dụng máy phát điện Diesel với tổng công suất thiết kế của các máy phát điện Diesel là 8,56 MW. Nhà máy pin mặt trời với công suất lắp đặt chỉ là 36 kWp, rất nhỏ để có thể thay thế hoàn toàn nhà máy điện diesel. Vì vậy, nghiên cứu sẽ phân tích và đánh giá tác động của hệ thống kết hợp nhà máy pin mặt trời với nhà máy điện diesel
để so sánh với hệ thống chỉ sử dụng máy phát diesel theo bộ tiêu chí và các chỉ số đánh giá, nhằm tìm ra giải pháp tốt nhất để phát triển hệ thống điện trên huyện Côn Đảo.
3.3.1. Phân tích khía cạnh sinh thái
Chỉ số: Phát thải khí nhà kính và các chất ô nhiễm không khí.
Theo số liệu được cung cấp từ Công ty điện lực Côn Đảo - đơn vị quản lý vận hành trực tiếp nhà máy điện mặt trời, sản lượng điện mà nhà máy sản xuất được trong năm 2016 là 41.144 kWh (chi tiết về sản lượng điện hàng ngày và hàng tháng xin xem trong Phụ lục). Với hệ số phát thải CO2 nhà máy điện Diesel An Hội đang sử dụng trên đảo là 0,907 tCO2/MWh, thì mỗi năm, để sản xuất ra sản lượng điện như nhà máy điện mặt trời đã phát thì nhà máy điện Diesel An Hội sẽ phát thải 37,317 tấn CO2 ra môi trường. Hệ thống điện Diesel, trong quá trình hoạt động, ngoài phát thải CO2 ra môi trường, còn phát thải ra các loại khí NOx được sinh ra trong quá trình đốt cháy nhiêu liệu. Vì vậy, giải pháp cấp điện bằng tổ máy diesel cho lưới điện độc lập trên đảo là phát thải cao nhất.
Ngược lại, hệ thống điện mặt trời hầu như không gây ra bất kỳ phát thải các chất ô nhiễm nào ra không khí vì không có một quá trình đốt cháy nhiên liệu nào. Do vậy, khi kết hợp với hệ thống điện diesel, khả năng phát thải khí nhà kính và các chất ô nhiễm môi trường sẽ được cải thiện đáng kể so với việc chỉ sử dụng hệ thống diesel
Như vậy, kết quả đánh giá so sánh, hệ thống kết hợp được đánh giá ở mức Trung bình, còn hệ thống điện Diesel là Thấp
Chỉ số: Ô nhiễm tiếng ồn
Đối với tổ máy Diesel, trạm phát điện diesel cấp điện cho lưới mini thường vận hành máy phát điện vào buổi tối, thường là trong thời gian vài giờ. Máy phát điện diesel tạo ra tiếng ồn trong suốt thời gian hoạt động, kể từ khi khởi động cho đến khi tắt máy. Với chỉ số này, nhà máy điện Diesel được đánh giá ở mức Thấp
Đối với nhà máy điện mặt trời, các tấm pin mặt trời không tạo ra tiếng ồn trong quá trình hoạt động và không có đường dây điện phân phối để có thể tạo ra tiếng ồn.
Đối với hệ thống kết hợp mà chủ yếu dựa vào máy phát diesel, do máy phát diesel có thời gian hoạt động nhiều hơn nên sinh ra tiếng ồn lớn hơn và nhiều hơn. Vì lý do này, hệ thống kết hợp được đánh giá ở mức Trung bình.
Chỉ số: Khả năng thích ứng và sự đồng thuận
- Tổ máy phát diesel sử dụng máy phát điện Diesel là một trong những giải pháp phổ biến nhất và dễ thực hiện nhất để giải quyết vấn đề cấp điện cho vùng sâu vùng xa như huyện Côn Đảo. Do đó, mọi người có thể dễ chấp nhận và có sự tin tưởng đối với công nghệ này. Tuy nhiên, máy phát diesel có tuổi thọ không cao, nhưng lại có yêu cầu cao trong quá trình vận hành và bảo dưỡng và tiêu tốn nhiên liệu, vận chuyển nhiên liệu vì vậy việc cấp điện liên tục ổn định cũng không đáng tin cậy lắm. Thế nhưng, những tổ máy phát điện diesel vẫn có khả năng thích ứng và sự đồng thuận cao. Do đó, với chỉ số này, nhà máy điện Diesel được đánh giá Cao
Đối với nhà máy pin mặt trời, các hệ thống đơn giản nên dễ thích ứng. Tuy nhiên, hệ thống điện mặt trời là những nguồn cung cấp không liên tục, là những công nghệ mới chưa được phổ biến rộng rãi đến người dân. Thực tế, do phụ thuộc vào số giờ nắng và cường độ bức xạ tại khu vực, do vậy nhà máy điện mặt trời với công suất 36kWp cung cấp năng lượng rất hạn chế và khó có thể đáp ứng tất cả các nhu cầu như mong đợi. Mặt khác, các tấm pin mặt trời và các thiết bị phụ trợ của nhà máy điện mặt trời thường là được nhập khẩu từ nước ngoài, khi gặp sự cố sẽ khó tìm các thiết bị thay thế mà sẽ phụ thuộc vào việc bảo hành của đơn vị lắp đặt. Chính vì vậy, nhà máy điện mặt trời được đánh giá là tương đối kém với khả năng thích ứng và sự đồng thuận.
Với các phân tích trên, hệ thống kết hợp được đánh giá ở mức Trung bình
Chỉ số: Khả năng tham gia và trao quyền
Với tổ máy phát diesel, máy phát điện diesel không thể vận hành cả ngày, bởi giá thành nhiêu liệu dầu diesel và mức độ khó khăn khi vận chuyển ra đảo. Tuy nhiên, hệ thống này lại dễ dàng vận hành và rất dễ tăng cường khả năng trao quyền cho mọi người, do đó nó được đánh giá Cao
Đối với nhà máy điện mặt trời, có một mối liên hệ giữa tiêu thụ năng lượng và bức xạ mặt trời, do đó yêu cầu mọi người phải thích nghi với mức tiêu thụ năng lượng theo mùa liên quan đến bức xạ mặt trời. Hiệu ứng này là do những hạn chế của thiên nhiên và sự biến động của các nguồn năng lượng tái tạo, áp dụng cho hệ thống kết hợp cũng thế, nhưng mức độ ít hơn bởi có máy phát điện diesel dự phòng khi điều kiện thời tiết không tốt để cung cấp điện. Do đó, hệ thống kết hợp được đánh giá ở mức Trung bình
Với tổ máy phát diesel, khi có điện thì hiệu quả của hoạt động kinh tế được tăng lên, các tổ máy phát điện diesel hầu như chỉ cấp điện mấy giờ buổi tối, nên rất hạn chế cho các hoạt động sản xuất. Chỉ có các việc làm liên quan đến vận hành và bảo dưỡng các máy phát điện diesel không nhiều và chỉ tập trung ở một số ít người quản lý vận hành trực tiếp. Vì lý do này, tác động đến việc làm của giải pháp sử dụng các tổ máy phát điện diesel để cấp điện xét đến tổng thể có giá trị thấp hơn so hệ thống điện mặt trời.
Với hệ thống kết hợp, điện từ nhà máy điện mặt trời với công suất 36kWp hầu như cũng chỉ đủ để thắp sáng, và chạy một số máy móc phục vụ sinh hoạt, rất khó để phục vụ cho các hoạt động sản xuất và thương mại. Tuy nhiên hệ thống điện mặt trời sẽ tạo thêm ngành sản xuất, kinh doanh, dịch vụ và bảo trì các hệ thống, ngoài ra còn có thể tạo thêm việc làm cho một số ít nhân lực phục vụ cho việc lau rửa tấm pin mặt trời. Do vậy, hệ thống kết hợp ở chỉ số này được đánh giá cao hơn so với các máy phát điện Diesel.
Chỉ số: Tác động đến sức khỏe
Với tổ máy phát diesel, việc cấp điện cho các cơ sở y tế, nếu sử dụng các máy phát điện diesel công suất cao thì hoàn toàn có thể đáp ứng được việc cấp điện cho các bệnh viện, cơ sở y tế trong việc chăm sóc sức khỏe người dân, hoạt động các loại máy móc chuyên dụng của ngành Y tế, bảo quản các loại Vắc xin, máu…Tuy nhiên, các máy phát điện diesel thải ra khí ăn mòn (chủ yếu là: NOx, hơi khói và hạt bụi) trong quá trình hoạt động, ảnh hưởng đến sức khỏe trực tiếp tới các nhân viên trong nhà máy. Do vậy, ở chỉ số này, các máy phát điện Diesel được đánh giá Thấp
Đối với hệ thống kết hợp, hệ thống điện mặt trời không thải ra khí ăn mòn trong quá trình hoạt động. Tuy nhiên, với công suất 36 kWp thì nhà máy điện mặt trời chỉ đáp ứng nhu cầu thắp sáng, quạt mát, hoặc có thể một tủ lạnh nhỏ để bảo quản Vắc-xin, chứ không thể đáp ứng để vận hành các thiết bị chuẩn đoán bệnh (máy chụp X-quang). Hệ thống kết hợp điện mặt trời với diesel có phát thải khí ăn mòn trong quá trình hoạt động của máy phát điện diesel. Nhưng máy phát điện diesel trong hệ thống kết hợp không hoạt động nhiều như giải pháp cấp điện chỉ có tổ máy diesel. Hệ thống kết hợp có thể cấp điện được cả ngày và công suất có thể đủ lớn để đáp ứng được các nhu cầu trong đó có nhu cầu điện cho các hoạt động y tế chăm sóc sức khỏe. Vì vậy, khả năng tác động tích cực đối với sức khỏe con người của hệ thống kết hợp được đánh giá Cao.
Chỉ số: Chi phí đầu tư cho mỗi kW
- Tổ máy diesel
Máy phát điện diesel thường đòi hỏi đầu tư ban đầu thấp, nhưng chi phí hoạt động khá cao và tuổi thọ tổng thể thấp. Suất đầu tư máy phát diesel rất khác nhau và chênh lệch cũng khá nhiều tùy theo quy mô công suất cũng như hãng sản xuất và các tính năng hoạt động của máy. Bảng dưới đây thống kê giá thành của một số gam máy của hãng Kama, kết quả cho thấy, suất đầu tư cho máy phát diesel dao động trong khoảng từ 0,25 ÷ 0,5US$/W.
Bảng 3.1 - Giá thành máy phát điện diesel của hãng Kama
Công suất (kW) Giá bán (VNĐ) Suất đầu tư US$/W
12,3 140,500,000 0.49
16,4 154,500,000 0.4
23,2 205,500,000 0.38
51 290,500,000 0.24
62 360,000,000 0.25
- Công nghệ điện mặt trời
Chi phí đầu tư ban đầu cho nhà máy điện mặt trời dao động đáng kể theo xuất xứ nơi sản xuất thiết bị, nhưng nói chung là tương đối cao: tùy thuộc vào quy mô của hệ thống và các điều kiện đi lại vận chuyển của từng địa phương. Tham khảo báo giá của một số doanh nghiệp kinh doanh pin mặt trời thì với một nhà máy điện mặt trời công suất khoảng vài kWp đến vài chục kWp (dàn pin xuất xứ từ Trung Quốc) dao động trong khoảng 0,8 ÷ 1,1 US$/Wp (chưa bao gồm chi phí vận chuyển và công lắp đặt). Giá thành này đã giảm đi rất nhiều so với 5 năm trở về trước.
Bảng 3.2 - Giá tham khảo hệ thống điện mặt trời với công suất nhỏ
TT Quy mô công suất (kWp) Giá thành (VNĐ) Suất đầu tư (US$/Wp)
1 1.5 36,750,000 1.05
2 5 100,275,000 0.86
3 10 208,950,000 0.90
4 15 309,750,000 0.89
5 20 409,500,000 0.88
Đánh giá tổng mức đầu tư ban đầu của các hệ thống kết hợp là một nhiệm vụ khó khăn vì nó phụ thuộc rất nhiều vào cấu hình hệ thống lựa chọn, chất lượng của các thành phần và các đặc điểm cụ thể của địa điểm ứng dụng. Do đó, chi phí đầu tư ban đầu cho các hệ thống kết hợp không thể tổng quát cho tất cả các trường hợp. Nhưng so với hệ thống sử
dụng máy phát diesel thì hệ thống kết hợp máy phát điện diesel và pin mặt trời sẽ có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn, vì vậy hệ thống kết hợp này được đánh giá theo chỉ số chi phí đầu tư là Thấp.
Chỉ số: Chi phí phát điện
- Tổ máy diesel
Chi phí cho phát điện bằng các tổ máy phát điện diesel với lưới mini khác nhau tùy