- Đối tượng nghiên cứu: Các nguồn năng lượng tái (NLTT) tạo chính gồm năng lượng mặt trời, năng lượng gió và các đặc điểm điều kiện tự nhiên, KTXH liên quan đến phát triển NLTT trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu này thực hiện trên toàn bộ phần đất liền lãnh thổ tỉnh Quảng Ninh và phần ngoài khơi cách đường bờ 50km. Thời gian thực hiện từ tháng 8 năm 2022 đến tháng 11 năm 2023. Trong đó phạm vi dữ liệu khí tượng được thu thập từ giai đoạn 1961-2018.
2.2. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu:
2.2.1. Phương pháp thu thập, phân tích số liệu, tài liệu
Thu thập tài liệu, số liệu liên quan đến phát triển kinh tế xã hội, bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2020, bản đồ quy hoạch tỉnh giai đoạn 2030 định hướng 2050; số liệu
khí hậu, bản đồ địa hình; Thu thập thông tin các dự án điện đã và đang triển khai trên địa bàn tỉnh. Thu thập số liệu về thực trạng sản xuất điện, điện tái tạo, tiềm năng điện mặt trời, điện gió trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh.
Tiềm năng tốc độ gió và mật độ năng lượng gió trung bình được lấy từ nguồn dữ liệu The Global Wind Atlas (GWA 3.3, 2023 [28]).
Các dữ liệu thu thập khác phục vụ đánh giá tiềm năng NLMT:
- Dữ liệu bức xạ mặt trời
Tiềm năng lý thuyết được lấy từ nguồn bản đồ chỉ số chiếu xạ ngang toàn cầu (GHI) cho toàn lãnh thổ Việt Nam do Ngân hàng thế giới (WB Group) cung cấp (The World Bank Group, 2020 [42]). Đây là dữ liệu raster độ phân giải 276.86m được tính toán dựa trên mô hình bức xạ mặt trời và mô hình nhiệt độ không khí.
- Dữ liệu Mô hình số độ cao
Sử dụng mô hình số độ cao (DEM) độ phân giải 30m khu vực nghiên cứu do U.S.
Geological Survey (USGS) cung cấp (USGS, 2014 [43]). Mô hình số độ cao gồm 6 mảnh như sau:
33
Bảng 6. Thông tin các mảnh mô hình số độ cao DEM của vùng nghiên cứu
STT Mã ảnh Ngày xuất bản Độ phân giải 1 SRTM1N20E106V3 2014/09/23 1-ARC (30m) 2 SRTM1N20E107V3 2014/09/23 1-ARC (30m) 3 SRTM1N21E106V3 2014/09/23 1-ARC (30m) 4 SRTM1N21E107V3 2014/09/23 1-ARC (30m) 5 SRTM1N21E108V3 2014/09/23 1-ARC (30m) - Dữ liệu hiện trạng sử dụng đất, cơ sở hạ tầng
Hiện trạng sử dụng đất được lấy từ bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỉnh Quảng Ninh năm 2020, tỷ lệ 1/100.000 và Cơ sở hạ tầng (đường giao thông và đường điện) được lấy từ hệ thống bản đồ Bản đồ hiện trạng KTXH năm 2020 (UBND tỉnh Quảng Ninh, 2023 [22]).
- Dữ liệu khác:
Số liệu nhiệt độ trung bình theo tháng của các trạm khí tượng thuộc Quảng Ninh (Móng Cái, Quảng Hà, Tiên Yên, Uông Bí, Cửa Ông, Cô Tô, Bãi Cháy) thời kỳ 1961 - 2018 (Trung tâm Công nghệ ứng phó Biến đổi khí hậu, 2018 [19]).
2.2.2. Phương pháp đánh giá tiềm năng năng lượng tái tạo 2.2.2.1. Phương pháp đánh giá tiềm năng lý thuyết
Tiềm năng lý thuyết được đánh giá dựa trên đặc điểm điều kiện tự nhiên của vùng nghiên cứu liên quan đến năng lượng tái tạo như bức xạ mặt trời, tốc độ gió.
Đối với năng lượng mặt trời sử dụng dữ liệu chỉ số chiếu xạ ngang toàn cầu (Global Horizontal Irradiance - GHI), giá trị GHI để sự phụ thuộc giữa tiềm năng bức xạ trực tiếp hiện có (Direct normal irradiance-DNI) và góc chiếu của mặt trời (Solar zenith angle-z), do đó khi đánh giá tiềm năng lý thuyết người ta quy về giá trị GHI. Trong đánh giá của The World Bank Group, 2020 [42] cho toàn vùng lãnh thổ Việt Nam, giá trị GHI phân theo các mức từ thấp đến cao như sau: 1000-1300; 1300-1400; 1400-1600; 1600- 1750; 1750-1900; 1900-2045 kWh/m2.
Đối với năng lượng gió sử dụng dữ liệu tốc độ gió và mật độ năng lượng gió trung bình của vùng nghiên cứu. Các dữ liệu sau khi được cắt theo ranh giới vùng nghiên cứu sẽ được chồng xếp với bản đồ hành chính của tỉnh để đánh giá tiềm năng theo các đơn vị hành chính.
Tiềm năng lý thuyết là cơ sở để đánh giá tiềm năng NLTT của một vùng, cũng có thể ứng dụng để phát triển NLTT quy mô nhỏ như điện mặt trời áp mái hộ gia đình, trang trại,…
34
2.2.2.2. Phương pháp đánh giá tiềm năng kỹ thuật
Tiềm năng kỹ thuật được sử dụng trong phát triển các nhà máy sản xuất NLTT, không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố tự nhiên (tiềm năng lý thuyết) mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như quy mô quỹ đất, công nghệ sử dụng. Ở nghiên cứu này chỉ sử dụng yếu tố về quy mô quỹ đất hay là các vùng khả dụng có thể phát triển được các nhà máy sản xuất NLTT, các tiêu chí loại trừ được sử dụng theo tác giả Nguyễn Anh Tuấn (2018) với các tiêu chí loại trừ được thể hiện ở bảng 7.
- Sau khi xác định được bản đồ vùng khả dụng, tính toán diện tích vùng khả dụng
và tiến hành tính toán tiềm năng kỹ thuật như sau:
+ Đối với điện mặt trời:
Tiềm năng kỹ thuật (MWp) = Tổng diện tích khả dụng (ha) x Suất tiêu hao đất cho dự án điện mặt trời (MWp/ha)
Trong đó: Suất tiêu hao đất cho dự án điện NLMT sử dụng là 0,4 MWp/ha (Nguyễn
Ngọc An, 2018 [1].) . + Đối với điện gió:
Tiềm năng kỹ thuật (MW) = Tổng diện tích khả dụng (km2) x Mật độ
công suất (MW/km2).
Trong đó: Mật độ công suất giả định là 5 MW/km2 (D Arent và nnk, 2012 [24]).
2.2.2.3. Phương pháp xây dựng bản đồ
Sử dụng phần mềm Arcgis 10.4 với công cụ Editor Toolbar để biên tập, xây dựng các bản đồ đơn tính: (1) Đất đô thị; (2) Đất nông thôn; (3) Đất rừng (Đặc dụng, phòng hộ), khu bảo tồn, Vịnh và đất chuyên trồng lúa nước, khu vực khảo cổ; (4) Mặt nước (Hệ thống sông, suối chính); (5) Hệ thống giao thông, đường điện; Đất quân sự, sân bay.
Sử dụng các công cụ Data Management Tool, 3D Analyst Tool để ghép các ảnh, cắt ảnh DEM theo ranh giới vùng nghiên cứu, tính toán độ dốc và xây dựng bản đồ độ cao và độ dốc.
2.2.2.4. Phương pháp chồng xếp xây dựng bản đồ vùng khả dụng và tính toán tiềm năng kỹ thuật
Sử dụng công cụ Analyst Tool để tạo các Buffer theo khoảng cách đến các đối tượng trên bản đồ chuyên đề (Bảng 7) và chồng xếp các bản đồ chuyên đề để xây dựng bản đồ tiềm năng kỹ thuật. Các vùng sau khi chồng xếp có diện tích < 900m2 sẽ được loại trừ do nhỏ hơn giá trị pixel của lớp bản đồ nhỏ nhất là bản đồ độ dốc và độ cao có độ phân giải 30x30m.
35
Bảng 7. Tiêu chí vùng loại trừ để đánh giá tiềm năng kỹ thuật (Nguyễn Anh
Tuấn, 2018).
Tiêu chí Chỉ tiêu
Độ dốc Độ cao
> 150
> 2000m
Khoảng cách đến khu đô thị 2000m
Khoảng cách đến khu dân cư (nông thôn)
500m
Khoảng cách tối thiểu từ khu bảo tồn thiên nhiên, rừng, đất lúa, khu khảo cổ và bờ biển.
200m
Khoảng cách tối thiểu đến bờ mặt nước (đường bờ biển, sông suối chính)
100m
Khoảng cách tối thiểu đến đường giao thông, đường sắt, đường điện
50m
Khoảng cách tối thiểu đến sân bay và các công trình quân sự 2000m
2.2.3. Phương pháp phân tích SWOT
Sử dụng phương pháp phân tích SWOT để phân tích điểm mạnh, điểm yếu, cơ hội và thách thức của việc phát triển các nguồn NLTT để thay thế các nguồn năng lượng hiện tại trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh và đề xuất các giải pháp sử dụng nguồn NLTT phục vụ chiến lượng tăng trưởng xanh và phát triển bền vững của tỉnh.
Trong đó cụ thể:
- Điểm mạnh: bao gồm những đặc điểm điều kiện tự nhiên, cơ sở hạ tầng kinh tế- xã hội của tỉnh Quảng Ninh đem lại lợi thế cho việc phát triển NLTT.
- Điểm yếu: bao gồm những đặc điểm yếu thế của tỉnh Quảng Ninh đối với việc phát triển NLTT.
- Cơ hội: bao gồm các nhân tố môi trường xung quanh có thể khai thác để giành được lợi thế về việc phát triển NLTT của tỉnh.
- Thách thức: bao gồm các nhân tố môi trường xung quanh có thể tác động tiêu cực đến việc phát triển NLTT tỉnh Quảng Ninh.
36