Trong thời gian vừa qua Quy hoạch điện VIII sửa đổi của Bộ Công Thương trình bày lấy ý kiến đóng góp đã tạo nên cuộc tranh luận sôi nổi trong giới doanh nghiệp, các nhà khoa học cũng như các nhà quản lý. Đối với cơ cấu nguồn điện cho đến năm 2030 các nhà đầu tư năng lượng tái tạo cho rằng đây là một bước lùi vì còn dự kiến 3000 MW cho nguồn điện than và giảm 8000 MW cho nguồn năng lượng tái tạo. Là những người công tác trong lĩnh vực đào tạo ngành điện chúng tôi xin trình bày những ý kiến của mình.
• Dũng cảm để chọn một hệ thống điện mà tỉ lệ nguồn năng lượng sạch lớn hơn
• Còn phát triển điện than là đi ngược xu hướng thế giới và khó khả thi
• Quy hoạch điện VIII điều chỉnh có đi ngược quan điểm ưu tiên phát triển năng lượng tái tạo?
Quy hoạch hệ thống điện là bài toán lớn đa mục tiêu đầy biến động
Hệ thống điện (HTĐ) là hệ thống lớn, trải dài trên toàn bộ lãnh thổ, chịu ảnh hưởng của các yếu tố về khí hậu, thời tiết và các hoạt động kinh tế xã hội, làm việc trong thời gian thực, tại mọi thời điểm cần đảm bảo sự cân bằng giữa sản xuất và tiêu thụ điện. HTĐ phải có độ tin cậy cao trong vận hành, đảm bảo an toàn và liên tục trong cung cấp điện cho phụ tải. Bài toán quy hoạch phát triển HTĐ là bài toán dữ liệu lớn (Big data), bất định. Trong cách mạng công nghiệp 4.0 có nhiều công cụ toán và tin học mạnh như trí tuệ nhân tạo, các phần mềm mô phỏng,… được áp dụng trong công tác quy hoạch. Đến nay trải qua 8 lần quy hoạch, nhìn chung HTĐ Việt Nam đã phát triển mạnh mẽ đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp công nghiệp hóa Việt Nam, hiện đứng thứ hai trong khu vực với 247 TWh sản xuất và nhập khẩu năm 2020.
Trong HTĐ có nhiều nguồn điện truyền thống như thủy điện, nhiệt điện than, dầu, khí và các nguồn năng lượng tái tạo như điện Mặt Trời, năng lượng gió,… Biểu đồ phụ tải HTĐ toàn quốc ngày 30/12/2020 được cho trên hình bên.
Nhận xét:
– Vào giờ thấp điểm trưa khoảng từ 10h-14h do lúc này phụ tải xuống thấp nhưng bức xạ mặt trời lại tốt nhất trong ngày lúc này hệ thống dư thừa công suất.
– Vào giờ cao điểm tối (khoảng từ 17h30-18h30) nhu cầu tiêu thụ điện cao nhất, HTĐ cần một lượng công suất phát điện lớn nhất nhưng lúc này khả năng đáp ứng của hàng chục nghìn MW điện Mặt Trời hầu như không còn. Vì vậy, để đảm bảo cung cấp điện, hệ thống điện luôn cần phải duy trì sẵn sàng một số tổ máy phát điện truyền thống.
Bên cạnh hiện tượng chênh lệch về công suất phụ tải ở các thời điểm trong ngày, thì nhu cầu phụ tải giữa ngày làm việc và ngày nghỉ cũng có sự chênh lệch khá lớn. Chênh lệch giữa công suất đỉnh của ngày nghỉ và ngày thường trong tuần lên tới khoảng 5000 MW, nên vào những ngày nghỉ cuối tuần, Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia phải huy động nhiều tổ máy phát điện truyền thống để đảm bảo điều kiện kỹ thuật của hệ thống.
Vì tỷ trọng của các nguồn NLTT trong HTĐ ngày càng tăng, sự không ổn định trong vận hành cũng tăng lên, cộng thêm nhiều nguyên nhân khách quan bất lợi gây nhiều khó khăn cho công tác điều độ HTĐ. Để đảm bảo an toàn trong vận hành, Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia không thể huy động toàn bộ công suất khả dụng của các nguồn điện, trong đó có cả các nguồn NLTT như điện gió và điện Mặt Trời vào các giờ phụ tải thấp điểm vào buổi trưa, các ngày nghỉ cuối tuần hoặc các dịp lễ-tết.
Việc điều độ, huy động công suất các nhà máy điện trong hệ thống vẫn đã và đang được thực hiện thông qua hệ thống AGC (Automatic Generation Control) là hệ thống thiết bị tự động điều chỉnh công suất phát nhằm duy trì vận hành ổn định toàn hệ thống. Hệ thống này sẽ tự động giám sát và tối ưu hóa điều chỉnh công suất phát của các nhà máy điện, trong đó bao gồm các nhà máy điện năng lượng tái tạo theo thời gian thực, đảm bảo tính công khai, minh bạch trong việc điều độ vận hành hệ thống điện quốc gia.
Vì các Tổng công ty phát và Truyền tải điện hiện nay đã cổ phần hóa, việc mua bán điện hoạt động theo có chế thị trường mở nên bài toán huy động các tổ máy phát điện truyền thống như nhiệt điện than, khí hay thủy điện có thể chịu ảnh hưởng của lợi ích nhóm, các thông số vận hành của hệ thống AGC mà cơ quan điều độ hệ thống đã cài đặt chỉ theo các điều kiện kỹ thuật và kinh tế đã có từ lâu, khi các nguồn NLTT chưa phát triển nên chưa xét đến đầy đủ lợi ích toàn cục và đảm bảo tối ưu toàn hệ thống. Vì vậy ở quy mô HTĐ quốc gia cần có một đề tài khoa học đánh giá lợi ích tổng thể của HTĐ trong đó có xét đầy đủ các yếu tố kinh tế kỹ thuật của tất cả các bên liên quan, tránh những đánh giá ngộ nhận của nhiều nhà đầu tư NLTT về Quy hoạch điện VIII.
NLTT tăng nhanh nhất khu vực có phải là tín hiệu đáng mừng?
HTĐ Việt Nam đứng thứ hai trong khu vực với 247 TWh sản xuất và nhập khẩu năm 2020. Theo số liệu thống kê cho thấy tỷ trọng NLTT trong cơ cấu điện Việt Nam tăng cao hơn nhiều so với tốc độ đạt được ở khu vực châu Á-Thái Bình Dương nói chung và trên toàn thế giới. Sản lượng điện do NLTT của Việt Nam đã tăng từ 4,7TWh năm 2019 lên 9,5TWh vào năm 2020. Tại khu vực Đông Nam Á, Malaysia, Singapore và Indonesia có mức tăng thấp hơn, trong khi tỷ trọng NLTT trong tổng sản lượng điện lại giảm ở Thái Lan và Philippines do sự phát triển tương đối chậm chạp các nguồn năng lượng tái tạo. Kể từ năm 2019, Việt Nam đã vượt qua Thái Lan trở thành quốc gia dẫn đầu về áp dụng NLTT trong khu vực ASEAN.
Theo số liệu của Cơ quan Năng lượng tái tạo quốc tế (IREA) cho thấy tổng công suất đặt dàn pin Mặt Trời của Việt Nam đạt khoảng 16.500 MW vào cuối năm 2020. Con số này vượt xa mục tiêu do chính phủ đề ra lúc ban đầu vào năm 2016 là 850 MW, đang tiến gần đến mục tiêu dự kiến là 18.600 MW công suất điện Mặt Trời lắp đặt vào năm 2030 được nêu trong bản dự thảo Quy hoạch Điện VIII của Việt Nam.
Theo công bố của Tập đoàn Điện lực Việt Nam, trong hai năm 2019 và 2020, hơn 100.000 hệ thống điện Mặt Trời trên mái nhà đã được lắp đặt tại Việt Nam. Ta có thể đặt câu hỏi phải chăng sự phát triển của năng lượng Mặt Trời của Việt Nam trong 2 năm vừa qua là điều phi thường hay bất thường?
Để trả lời cho câu hỏi này ta phải thấy rõ các đặc điểm của năng lượng Mặt Trời và năng lượng gió, là nguồn năng lượng sạch, có tính chất tái tạo nhưng rất không ổn định. Ta đều biết dự trữ nguồn năng lượng hóa thạch của thế giới đang dần cạn kiệt, việc khai thác và sử dụng năng lượng hóa thạch gây phát thải khí CO2, SOx là nguồn gốc phá hủy tầng ozôn, gây phát nóng toàn cầu. Theo thỏa thuận tại Hội nghị Liên Hợp Quốc về Biến đổi khí hậu 2015 (COP21) tại Paris chính phủ các nước trong đó có Việt Nam đã cam kết giảm dần tiến tới loại bỏ hoàn toàn phát thải cac bon vào năm 2050.
Trong khi điện Mặt Trời đạt mức phủ rộng lớn nhất tại Việt Nam, công suất điện gió được lắp đặt cũng tăng nhanh. Vào cuối năm 2020, công suất điện gió lắp đặt đạt 600 MW, chỉ sau Thái Lan (1.507 MW) trong số các nước ASEAN. Đến thời điểm hiện tại, tổng công suất lắp đặt về điện Mặt Trời trên cả nước đã đạt tới khoảng 19.400 MWp (trong đó có gần 9.300 MWp là điện Mặt Trời áp mái), tương ứng khoảng 16.500 MW – chiếm khoảng 25% tổng công suất lắp đặt nguồn điện của HTĐ Việt Nam.
Báo cáo nghiên cứu cho biết, năm 2020, tốc độ tăng trưởng công suất điện gió tính theo năm của Việt Nam là 70%, trong khi các nước ASEAN khác không mở rộng công suất điện gió.
Việt Nam là một nước đất chật, người đông, tấm pin năng lượng mặt trời có diện tích 1m x 2m = 2m² công suất 330Wp. Vậy để lắp đặt 1kWp thì cần diện tích khoảng 6m².
Việt Nam cũng là quốc gia có quy hoạch phát triển điện gió tham vọng nhất trong ASEAN, với mục tiêu dự kiến là 11.800 MW công suất điện gió vào năm 2025. Trong khi đó, mục tiêu của Thái Lan và Philippines lần lượt là khoảng 3.000 MW vào năm 2036 và 2.378 MW vào năm 2030.
Tại ASEAN, không chỉ Việt Nam mà nhiều quốc gia khác cũng có tiềm năng lớn về điện Mặt Trời và điện gió như Thái Lan, Myanmar, Campuchia, Philippines. Tuy nhiên, cho đến nay chỉ có Việt Nam đã vượt xa các nước này trong việc khai thác điện Mặt Trời và điện gió do đó sự phát triển của NLTT ở Việt Nam là đúng hướng nhưng theo chúng tôi tiến độ, phân bố trên lãnh thổ và lợi ích tổng hợp do NLTT mang lại còn nhiều bất cập.
Nên đoạn tuyệt việc xây mới nhiệt điện than
Theo quy hoạch điện VIII vẫn còn dành 3000 MW cho việc xây nới nhiệt điện than, là điều không hợp lý. Đành rằng nhiệt điện than có giá thành thấp, công nghệ truyền thống, nhưng việc giải quyết các hậu quả môi trường sẽ dẫn tới các chi phí bổ sung rất đáng kể. Hơn nữa Việt Nam là nước đã trịnh trọng tuyên bố ửng hộ COP21 nên cần đoạn tuyệt với nhà máy điện than mà thế giới đang dần loại bỏ. Việc thay thế nhiệt điện bằng các nhà máy nhiệt điện sử dụng khí tự nhiên hóa lỏng LNG tại thời điểm này khá thuận lợi. Trước hết Việt Nam có bờ biển dài, nhiều cảng nước sâu thuận tiện cho việc tiếp nhận các tầu chuyên chở LNG. Nhiều dự án nhà máy điện sử dụng khí hóa lỏng công suất lớn đã và đang được xúc tiến đầu tư với nguồn vốn từ các công ty siêu quốc gia và thế giới Ả rập. Ngoài ra khả năng khai thác các mỏ khí đốt lớn tại thềm lục địa Việt Năm có rất nhiều triển vọng.
PGS. Lê Văn Doanh-PGS. Phạm Văn Bình
Bộ môn Thiết bị Điên-Điện tử -Viện Điện ĐHBK Hà Nội
