Năng lượng tái tạo trên biển và định hướng phát triển tại Việt Nam

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/328254137<br /> <br /> 8 dạng NLTT bien Việt Nam-2018, (The all VN Marine Renewable energy)<br /> Preprint · October 2018<br /> <br /> CITATIONS<br /> <br /> READS<br /> <br /> 0<br /> <br /> 153<br /> <br /> 1 author:<br /> Du Van Toan<br /> Ministry of Natural Resources and Environment of Vietnam<br /> 91 PUBLICATIONS   73 CITATIONS   <br /> SEE PROFILE<br /> <br /> Some of the authors of this publication are also working on these related projects:<br /> <br /> Ocean Desertification in the future Vietnam sea View project<br /> <br /> Đánh giá thiệt hại kinh tế lũ lụt, BĐKH cho vùng ven biển View project<br /> <br /> All content following this page was uploaded by Du Van Toan on 12 October 2018.<br /> The user has requested enhancement of the downloaded file.<br /> <br /> Năng lượng tái tạo trên biển và định hướng phát triển tại Việt Nam<br /> TS Dư Văn Toán<br /> Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam<br /> Tóm tắt. Bài viết giới thiệu khái quát về tiềm năng và hiện trạng khai thác sử dụng các<br /> nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) trên đại dương thế giới. Đây cũng là một xu thế tất yếu<br /> trong chiến lược phát triển kinh tế biển xanh, một nhiệm vụ khoa học công nghệ được ưu<br /> tiên và mang tính chiến lược lâu dài đối với tất cả các quốc gia trên thế giới. Việt Nam có<br /> tiềm năng rất lớn về 8 nguồn năng lượng tái tạo trên biển như gió, solar, sóng, dòng<br /> chảy, thủy triều, gradient nhiệt, gradient muối, sinh khối, tuy nhiên chúng ta chưa có<br /> đánh giá đầy đủ tiềm năng sơ cấp của từng dạng tài nguyên NLTT biển, cũng như chưa<br /> có phân vùng và quy hoạch không gian NLTT phục vụ khai thác. Bài viết đánh giá sơ bộ<br /> về tiềm năng NLTT trên biển Việt Nam và cơ chế chính sách hiện có phục vụ định hướng<br /> xây dựng 1 chiến lược quốc gia phát triển năng lượng biển tái tạo của Việt Nam.<br /> <br /> I. Đặt vấn đề.<br /> Ngành công nghiệp điện thế giới hiện nay chủ yếu dựa trên công nghệ nhiệt điện<br /> và thủy điện, đã mang đến cho nhân loại nền văn minh điện, nhưng cũng đã bộc lộ mặt<br /> trái của nó đối với môi trường trái đất. Với việc đốt cháy nhiên liệu gốc hóa thạch (than<br /> đá, dầu nặng, ), các nhà máy nhiệt điện đã trở thành nguồn phát thải khí nhà kính lớn<br /> nhất gây ra BĐKH trên toàn cầu. Công nghệ điện hạt nhân không an toàn và gây ra những<br /> hiểm họa phóng xạ như Checnobưn (1986), Fukushima (2011) và để lại tác hại lâu dài<br /> cho kinh tế xã hội và môi trường trên toàn cầu.<br /> Thế kỷ 21 với chiến lược phát triển bền vững trên toàn cầu, đặc biệt là thời kỳ<br /> “phát triển kinh tế xanh” đã bắt đầu chứng kiến những công nghệ mới để sản xuất điện<br /> "sạch hơn", trong đó có sản xuất điện từ các nguồn năng lượng tái tạo vô tận trong môi<br /> trường thiên nhiên hay luôn phát sinh cùng đời sống con người. Đồng thời thế kỷ 21 là thế<br /> kỷ tiến ra đại dương khai thác tài nguyên phục vụ con người. Khai thác các nguồn tài<br /> nguyên mới của biển cùng với sự tiến bô công nghệ sản xuất điện từ nguồn năng lượng tái<br /> tạo biển có trong tự nhiên: gió; sóng biển, dòng chảy, thủy triều; solar (bức xạ mặt trời);<br /> gradient nhiệt biển (OTEC), gradient muối, sinh khối tảo biển. Trong đó đã thương mại<br /> hóa ở quy mô lớn là những trạm điện gió (đặt trên đất liền, hải đảo hoặc trên biển), trạm<br /> điện mặt trời, trạm điện thủy triều và sóng biển, OTEC.<br /> Nhà máy điện thủy triều đầu tiên Rance (Pháp) bắt đầu từ năm 1967 với công suất<br /> 240 MW, Sihwa (Hàn Quốc), 2011 với 254 MW. Các dự án điện gió biển (offshore wind)<br /> hiện nay đã đạt gần 100 GW và đang phát triển rất nhanh.<br /> Hiện nay sự gia tăng phát triển kinh tế của Việt Nam nhu cầu điện tiêu thụ hiện<br /> nay là 300 TWh/năm và sẽ gia tăng 15-20% năm, trong khi đó giá dầu, than, khí đốt tăng<br /> cao, việc đa dạng hóa nguồn năng lượng cấp điện, trong đó nguồn NLTT trên biển là cần<br /> thiết.<br /> <br /> II. Hiện trạng phân bố năng lượng tái tạo biển<br /> Đây là dạng năng lượng mà nguồn nhiên liệu của nó liên tục được tái sinh từ những quá<br /> trình tự nhiên. Mặt trời là một nguồn cung cấp sức nóng, ánh sáng, gió, thủy triều…gần<br /> như vô tận cho trái đất chúng ta.<br /> II.1 Năng lượng Bức xạ Mặt Trời<br /> Các tấm pin mặt trời được lắp đặt ở ngoài trời để có thể hứng được ánh nắng tốt<br /> nhất từ mặt trời nên được thiết kế với những tính năng và chất liệu đặc biệt, có thể chịu<br /> đựng được sự khắc nghiệt của thời tiết, khí hậu, nhiệt độ…<br /> Đây là nguồn năng lượng vô cùng tận và gần như hoàn toàn miễn phí cũng như<br /> không sản sinh ra chất thải hủy họai môi trường. Các công trình trên biển, hải đảo có thể<br /> ứng dụng được NLMT hiệu quả.<br /> <br /> Hình 1. Mật độ năng lượng solar toàn cầu<br /> Đứng đầu trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học công nghệ, sản xuất và ứng dụng<br /> các thiết bị sử dụng và ứng dụng các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời là các quốc gia<br /> như Mỹ, Nhật Bản, Đức, một số nước thuộc khối EU, Israel và Trung Quốc, Ấn Độ.<br /> Tính đến hết năm 2017 toàn thế giới đã lắp đặt hơn 402 GWp, và số liệu trên các vùng<br /> biển, hải đảo chưa có thống kê riêng.<br /> II.2 Năng lượng Gió (offshore wind)<br /> Sự chuyển động của không khí dưới sự chênh lệch áp suất khí quyển tạo ra gió; nên<br /> đây cũng là một nguồn năng lượng, nguồn điện vô cùng tận so với đời sống con người.<br /> <br /> Hình 2. Phân bố mật độ NL gió trung bình toàn cầu tầng 90 m<br /> <br /> Với ưu điểm là nguồn năng lượng gió không bao giờ cạn và hoàn toàn miễn phí, những<br /> máy quay gió cũng như những cánh đồng máy quay gió đã ra đời. Loại hình này cũng<br /> không tạo ra chất thải ô nhiễm môi trường và gần như rất thích hợp cho những khu vực xa<br /> đô thị, nơi mà lưới điện quốc gia khó có thể vươn tới. Tuy nhiên, giống như năng lượng<br /> mặt trời, loại hình năng lượng này cũng đòi hỏi vốn đầu tư khá cao và lệ thuộc vào tự<br /> nhiên. Với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, lọai hình năng lượng này đã xuất hiện ở<br /> nhiều quốc gia như Đức, Trung Quốc, Tây Ban Nha, …và đang là tiềm năng kinh doanh<br /> đầy triển vọng. Hiện tại những nghiên cứu ứng dụng tổng hợp và công nghệ điện gió nối<br /> lưới điện chính cũng như dự trữ năng lượng gió dưới một dạng khác đang được tiến hành<br /> nhiều nơi, kể cả Việt Nam.<br /> Tiềm năng điện gió biển toàn cầu theo đánh giá năm 2018 là công suất là 329 600 TWh.<br /> Tính đến hết năm 2017 thì tổng công suất điện gió biển là 19 GW đã lắp đặt trên toàn cầu<br /> cùng với 494 GW gió trên đất liền thì tổng công suất điện gió là 513 GW đã được lắp đặt<br /> đáp ứng gần 10% nhu cầu tiêu dung điện toàn cầu.<br /> Năng lượng gió biển hiện nay đang ở giai đoạn phát triển tiên tiến nhất, và các dấu hiệu<br /> rất hứa hẹn. Các chuyên gia ước tính rằng năng lượng gió ngoài khơi có thể cung cấp<br /> trong tương lai khoảng 5000 TWh điện một năm trên toàn thế giới - xấp xỉ 1/3 lượng điện<br /> tiêu thụ hàng năm hiện tại của thế giới vào khoảng 15.500 TWh. Các trang trại điện gió<br /> ngày càng có công suất lắp đặt lớn hơn với các tuabin hiện đại đạt 10 MW đến 12 MW,<br /> và đi ra vùng biển sâu hơn đến độ sâu hàng chục hay hàng trăm m.<br /> Tại các quốc gia có biển đã hình thành Chiến lược khung phát triển điện gió biển, tạo cơ<br /> sở khoa học và pháp lý phát triển điện gió biển.<br /> Cùng với sự tiến bộ của công nghệ, chi phí điện gió trên đất liền đã giảm đi rất đáng kể.<br /> Tính từ năm 1980 cho đến nay, chi phí cho điện gió biển giảm khoảng 80%, tại những vị<br /> trí thuận lợi, giá điện gió biển đạt mức 7 cent/kWh.<br /> Theo đánh giá của Hiệp hội năng lượng gió thế giới, thì năng lượng gió biển sẽ trở thành<br /> nguồn năng lượng có thị trường toàn cầu và nhanh chóng trở thành các nguồn năng lượng<br /> chính ở nhiều nước trên thế giới.<br /> <br /> II.3 Năng Lượng Thủy Triều<br /> Năng lượng thủy triều ứng dụng dòng thủy triều lên xuống để quay cánh quạt chạy<br /> máy phát điện. Đây cũng là một dạng năng lượng có nguồn nhiên liệu vô tận và miễn phí.<br /> Loại mô hình này không sản sinh ra chất thải gây hại môi trường và không đòi hỏi sự bảo<br /> trì cao. Khác với mô hình năng lượng mặt trời và năng lượng gió, năng lượng thủy triều<br /> khá ổn định vì thủy triều trong ngày có thể được dự báo chính xác.<br /> Nhược điểm của lọai năng lượng này là đòi hỏi một lượng đầu tư lớn cho thiết bị và xây<br /> dựng và đồng thời làm thay đổi điều kiện tự nhiên của một diện tích rất rộng. Ngoài ra mô<br /> hình này chỉ hoạt động được trong thời gian ngắn trong ngày khi có thủy triều lên xuống<br /> và cũng rất ít nơi trên thế giới có địa hình thuận lợi để xây dựng nguồn năng lượng này<br /> một cách hiệu quả.<br /> Tiềm năng NL thủy triều vào khoảng 130 GW. Với công suất năm khoảng 150 TWh.<br /> <br /> Hình 3. Phân bố tiềm năng NL thủy triều<br /> <br /> Năm 1967, tại Pháp đã xây dựng một nhà máy thủy triều đầu tiên trên thế giới có quy mô<br /> công nghiệp với công suất 240 MW, sản xuất 640 triệu kWh hàng năm, cung cấp 90%<br /> điện cho vùng Brithany của Pháp. Tại Canada đã vận hành một nhà máy 20 MW từ năm<br /> 1984, sản xuất 30 triệu kW điện hàng năm. Trung Quốc bắt đầu quan tâm sử dụng năng<br /> lượng thủy triều từ năm 1958, đã xây dựng 40 trạm thủy triều mini (tổng công suất 12<br /> kW). Từ năm 1980, Trung Quốc đã đầu tư xây dựng 02 nhà máy có công suất 3,2 MW và<br /> 1,3 MW nhưng không thành công. Hiện nay Trung Quốc có 07 nhà máy điện thủy triều<br /> đang vận hành với tổng công suất 11 MW.<br /> Vương quốc Anh không phát triển công nghệ sử dụng đập, mà theo hướng công nghệ<br /> dòng thủy triều (tidal stream technology). Năm 2002, các nhà khoa học Anh đã thử<br /> nghiệm thành công trạm năng lượng thủy triều có công suất 150 kW. Từ năm 2002, một<br /> chương trình R&D của chính phủ được thành lập, bao gồm 3 giai đoạn. Giai đoạn một đã<br /> xây dựng hoàn thành một trạm năng lượng thủy triều vào năm 2003 và một trạm 1 MW<br /> hoàn thành năm 2007. Một kế hoạch xây dựng 10 trang trại năng lượng thủy triều (tidal<br /> farm) đã được xác lập, với công suất từ 5 đến 10 MW.<br /> Gần đây, Hàn Quốc rất chú trọng khai thác sử dụng năng lượng thủy triều. Nhà máy điện<br /> thủy triều Shiwa có công suất 254 MW từ năm 2010 với điện năng sản xuất hàng năm đạt<br /> 550 GWh.<br /> <br />