3.3. Phân tích các tác động của hệ thống kết hợp giữa nhà máy điện mặt trời và nhà máy điện
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 thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau:
Kích thước của máy phát điện, Số lượng hộ tiêu thụ,
Lượng điện năng tiêu thụ cho mỗi hộ tiêu thụ, và Hiệu quả hoạt động của cả hệ thống.
Chi phí hoạt động cho máy phát điện diesel thường khá cao. Với giá nhiên liệu dầu như hiện nay, chỉ tính riêng cho chi phí nhiên liệu thì chi phí phát điện đã là 0,35 US$/kWh. Như vậy, chi phí phát điện của các tổ máy diesel phụ thuộc rất nhiều vào giá nhiên liệu.
- Đối với nhà máy điện mặt trời, ngoài chi phí đầu tư thiết bị ban đầu khá cao do giá thành các tấm pin mặt trời, thì trong quá trình hoạt động của nhà máy sẽ phát sinh rất ít các chi phí khác bởi không phụ thuộc vào giá nhiên liệu giống như hệ thống điện diesel. Tuy nhiên, nó lại phụ thuộc vào thời tiết và bức xạ mặt trời. Tại những thời điểm bức xạ mặt trời kém (hoặc không có nắng) thì hệ thống kết hợp sẽ phải sử dụng đến các máy phát điện diesel nhiều hơn. Do đó, đánh giá tác động của hệ thống kết hợp là kém hơn so với hệ thống chỉ sử dụng máy phát điện diesel.
Chỉ số: Các yêu cầu bảo dưỡng
Việc sử dụng các máy phát điện diesel với lưới mini cấp điện cho vùng sâu, vùng xa đã gặp phải rất nhiều vấn đề về bảo dưỡng. Mặc dù, công nghệ máy diesel đã có từ lâu, nhưng các nhà vận hành khai thác vẫn thường thiếu kiến thức về các hệ thống. Trong trường hợp sự cố hệ thống, phụ tùng thay thế rất khó mua do điều kiện địa lý cách xa đất liền.
Tuy nhiên, xét từ khía cạnh bảo dưỡng, giải pháp sử dụng các hệ thống kết hợp còn khó khăn hơn so với sử dụng tổ máy phát điện diesel. Mặc dù các máy phát điện diesel dự phòng trong hệ thống kết hợp có tần xuất làm việc ít hơn, nhưng các yêu cầu bảo dưỡng các thành phần phát điện trong nhà máy điện mặt trời và các thành phần khác như ắc quy
và bộ điều khiển còn phức tạp hơn các máy phát điện diesel.
Chỉ số: Mức độ phụ thuộc vào nhập khẩu và tự cung cấp cùa khu vực
Ở Việt Nam cũng đã sản xuất được máy phát điện diesel, nhưng thị trường trong nước lại chủ yếu là máy nhập ngoại từ rất nhiều nước. Các dự án thường mua máy nhập ngoại. Những năm gần đây, máy Trung Quốc tràn lan trên thị trường, do giá rẻ nên được sử dụng nhiều. Máy phát điện diesel cũng phụ thuộc nhiều vào nhập khẩu nhiên liệu.
Hiện tại, gần như 100% các tấm pin trong nhà máy điện mặt trời đều được nhập khẩu từ nước ngoài, chỉ có phần khung giá đỡ các tấm pin là được sản xuất nội địa. Tuy nhiên, trong khi vận hành, các nhà máy điện mặt trời không tiêu tốn bất kỳ loại nhiên liệu nào, tối ưu hơn rất nhiều so với các máy phát điện Diesel. Do vậy, ở chỉ số này, hệ thống kết hợp được đánh giá cao hơn so với nhà máy điện Diesel.
Chỉ số: Tiềm năng phát triển kinh tế.
- Với tổ máy phát diesel:
Về quan điểm kỹ thuật, ở mức độ cung cấp điện, máy phát điện diesel được so với mở rộng lưới điện, vì tính linh hoạt và chất lượng điện cao phù hợp cho việc sử dụng các thiết bị của người dân. Trên thực tế, một hạn chế quan trọng về tiềm năng phát triển kinh tế của trạm máy phát điện diesel là không phù hợp để vận hành cả ngày, vì chi phí hoạt động cao, giá thành nhiên liệu dầu diesel thay đổi theo chiều hướng gia tăng, cùng mức độ khó khăn khi vận chuyển đến các khu vực vùng sâu vùng xa như tại huyện Côn Đảo. Vì vậy, tiềm năng phát triển kinh tế đối với các tổ máy phát điện diesel được đánh giá là Thấp.
- Với nhà máy điện mặt trời:
Theo quyết định số 11/2017/QĐ-TTg ngày 11/4/2017 của Thủ tướng Chính phủ về Cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam, giá bán điện cho các dự án điện mặt trời là 9,35 UScents/kWh. Với số liệu thống kê năm 2016 thu thập được từ công ty Điện lực Côn Đảo, nhà máy điện mặt trời với công suất 36 kWp sản xuất được 41.144 kWh, như vậy, mỗi năm sẽ tiết kiệm được 3.846,9 $ tương đương 87.496.904 VNĐ (theo tỷ giá trung tâm của Đồng Việt Nam với Đô la Mỹ, áp dụng cho ngày 31/12/2017 của Ngân hàng Nhà nước Việt Nam là 1$=22.750VNĐ). So với hệ thống điện sử dụng dầu Diesel thì tiềm năng phát triển kinh tế của hệ thống điện mặt trời là đáng kể hơn rất nhiều.
suất, để có thể đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế. Nếu đủ công suất lắp đặt, hệ thống kết hợp có thể cung cấp điện đủ 24 giờ/ngày. Nếu hệ thống được đầu tư đầy đủ các thành phần, đồng bộ, quy mô công suất đáp ứng được nhu cầu phụ tải thì sự ổn định, tính linh hoạt và chất lượng điện năng sản xuất được bảo đảm, lúc đó hệ thống kết hợp được đánh giá là có tiềm năng tốt để phát triển kinh tế, do đó nó được đánh giá Cao
3.4.Kết quả đánh giá theo bộ tiêu chí và các chỉ số
Kết quả đánh giá theo bộ tiêu chí ở ba khía cạnh được tổng hợp theo tỷ trọng đóng