Nghiên cứu đánh giá tiềm năng các nguồn năng lượng biển chủ yếu và đề xuất các giải pháp khai thác

Đề tài thuộc công trình nghiên cứu khoa học cấp nhà nước mục tiêu của đề tài:- Xác định được tiềm năng về năng lượng biển chủ yếu ở Việt Nam.- Có được các giải pháp công nghệ khai thác các nguồn năng lượng biển có tiềmnăng nhất ở Việt Nam.

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.09/06-10

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG CÁC NGUỒN

NĂNG LƯỢNG BIỂN CHỦ YẾU

VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KHAI THÁC

MÃ SỐ KC.09.19/06-10

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Cơ học, Viện KH&CN Việt Nam Chủ nhiệm đề tài: PGS TS Nguyễn Mạnh Hùng

Hà Nội – 2010

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.09/06-10

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG CÁC NGUỒN

NĂNG LƯỢNG BIỂN CHỦ YẾU

VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KHAI THÁC

MÃ SỐ KC.09.19/06-10

Chủ nhiệm đề tài Viện Cơ học, Viện KH&CN Việt Nam

(ký tên) (ký tên và đóng dấu khi gửi lưu trữ)

GS TS Lê Đức Tố

Hà Nội – 2010

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU KHAI THÁC NĂNG

LƯỢNG TÁI TẠO

4

I.1 Nghiên cứu khai thác các nguồn năng lượng tái tạo trên thế giới 4I.2 Nghiên cứu khai thác các nguồn năng lượng biển trên thế giới 6

I.2.4 Năng lượng thủy triều và dòng chảy 11

I.2.5 Năng lượng chênh lệch nhiệt độ nước biển 17

I.3 Nghiên cứu khai thác năng lượng tái tạo ở Việt Nam 17I.3.1 Mục tiêu tổng quát phát triển ngành năng lượng Việt Nam

trong giai đoạn tới

18

I.3.6 Nghiên cứu khai thác năng lượng biển tại Việt Nam 41

I.4 Xác định đối tượng nghiên cứu của đề tài 43

I.5 Cơ sở lý thuyết về năng lượng gió, sóng, thủy triều và dòng chảy 44

I.5.1 Cơ sở lý thuyết về năng lượng gió 44

I.5.2 Cơ sở lý thuyết về năng lượng sóng 50

I.5.3 Cơ sở lý thuyết về năng lượng thủy triều và dòng chảy 59

CHƯƠNG II NĂNG LƯỢNG GIÓ VÙNG BIỂN ĐÔNG VÀ VÙNG BIỂN

VEN BỜ VIỆT NAM

66

II.1 Số liệu gió phục vụ tính toán năng lượng gió trên biển và hải đảo 66II.1.1 Số liệu quan trắc gió bề mặt từ các trạm khí tượng 66

II.1.2 Số liệu khảo sát gió theo độ cao do đề tài tổ chức đo bổ sung 72II.1.3 Số liệu quan trắc gió từ vệ tinh của Hoa Kỳ và Nhật Bản 78II.1.4 Số liệu ‘tái phân tích’ (Re-analyze) của Hoa Kỳ 83

II.2 Phương pháp và kết quả tính toán năng lượng gió theo các mức 85

II.2.2 Mô hình tính tốc độ và mật độ năng lượng gió theo độ cao 88II.2.3 Mô hình tính năng lượng gió cho khu vực nhỏ có địa hình phức

tạp

91

II.2.5 Tính tốc gió từ mô hình dự báo thời tiết khu vực (WRF) 97II.2.6 Chọn mô hình ngoại suy tốc độ gió theo độ cao 103

II.3.1- Tập bản đồ năng lượng gió vùng Biển Đông và biển ven bờ Việt

Nam

106

II.4.1 Sự phát triển của công nghệ tuốc bin gió 109

II.4.3 Chuyển tải điện từ các trại gió ngoài khơi vào bờ 117

CHƯƠNG III NĂNG LƯỢNG SÓNG, THỦY TRIỀU VÀ DÒNG CHẢY

VÙNG BIỂN ĐÔNG VÀ VÙNG VEN BỜ BIỂN VIỆT NAM

119

III.1 Bộ số liệu đo đạc của đề tài phục vụ nghiên cứu tính toán năng lượng

sóng, thủy triều và dòng chảy

119

III.1.1 Số liệu đo đạc bổ sung trong thời gian tiến hành đề tài 119III.1.2 Số liệu trường gió thu thập cho toàn vùng Biển Đông 120III.2 Tính toán và xây dựng tập bản đồ năng lượng sóng 123III.2.1 Mô hình tính sóng, kiểm chứng mô hình và tính toán năng lượng

sóng

123

III.2.2 Xây dựng tập bản đồ năng lượng sóng vùng Biển Đông và vùng

ven bờ biển Việt Nam

130

III 3 Tính toán và xây dựng tập bản đồ năng lượng thủy triều, dòng chảy 135III.3.1 Tính thủy triều và năng lượng triều, dòng chảy 135III.3.2 Kết quả tính toán năng lượng thủy triều các vũng vịnh Việt

Nam, mật độ năng lượng thủy triều và dòng chảy khu vực Biển Đông

và vùng ven bờ biển Việt Nam

148

III.4 Công nghệ khai thác năng lượng sóng, thủy triều và dòng chảy 170

III.4.2 Thiết bị khai thác năng lượng thủy triều và dòng chảy 195

CHƯƠNG IV ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG BIỂN VÀ

TIỀM NĂNG KHAI THÁC CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG BIỂN CHỦ

YẾU TẠI MỘT SỐ VÙNG BIỂN TRỌNG ĐIỂM VÀ TÁC ĐỘNG ĐẾN

KINH TẾ XÃ HỘI, MÔI TRƯỜNG CỦA VIỆC KHAI THÁC NĂNG

LƯỢNG BIỂN

199

IV.1 Đánh giá tiềm năng các nguồn năng lượng biển ở Việt Nam 199

IV.1.3 Đánh giá tiềm năng năng lượng thủy triều và dòng chảy 226

IV.2 Đánh giá tiềm năng khai thác các nguồn năng lượng biển chủ yếu tại

một số vùng trọng điểm và tác động kinh tế - xã hội, môi trường của

việc khai thác năng lượng biển

234

IV.2.1 Đánh giá tiềm năng khai thác năng lượng gió và sóng tại khu

vực trọng điểm giữa vịnh Bắc Bộ và khu vực ven bờ nam Trung Bộ

234

IV.2.2 Đánh giá tác động kinh tế - xã hội, môi trường của việc khai

thác năng lượng biển

đẩy sử dụng năng lượng tái tạo

273

IV.3.4 Các phân tích và đề xuất hướng xây dựng chính sách, biện pháp

hỗ trợ thúc đẩy sử dụng năng lượng tái tạo trên biển, quản lý và khai

thác tại Việt Nam

276

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 286

I Các công việc nghiên cứu, hoạt động khoa học và đào tạo đã thực hiện của

đề tài

286

III Kiến nghị về phương hướng phát triển năng lượng biển 291

1 Hướng phát triển cho năng lượng gió ngoài khơi tại Việt Nam 291

2 Hướng phát triển cho năng lượng sóng vùng ven bờ biển Việt Nam 292

IV Đề xuất phương hướng tiếp tục nghiên cứu triển khai áp dụng năng

lượng biển

293

Bảng I.4 Tổng hợp nhu cầu điện năng và công suất toàn huyện đảo Bạch

Long Vĩ giai đoạn đến 2015

trong đề tài

68

Bảng II.2: Tốc độ gió trung bình tháng và năm tại các đảo (m/s) 71Bảng II.3: Độ lệch chuẩn của tốc độ gió trung bình tháng và năm (m/s) 72Bảng II.4 Các điểm khảo sát profile gió theo độ cao 73Bảng II.6 Độ lệch chuẩn của tốc độ gió theo độ cao của các tháng tại các trạmkhảo sát

78

Bảng II.7 Tốc độ gió trung bình (m/s)nội suy cho các đảo theo số liệu vệ tinh 81Bảng II.8 Độ lệch chuẩn của tốc độ gió trung bình (m/s) nội suy cho các đảotheo số liệu vệ tinh

82

Bảng II.9 Hệ số độ gồ ghề ứng với một số dạng địa hình 90Bảng II.10 So sánh giữa kết quả tính với số liệu quan trắc 94

Bảng II.13 Phân lớp năng lượng gió của Cục Năng lượng Hoa Kỳ 108Bảng II.14: Phân cấp tài nguyên gió trên biển châu Âu dựa trên 5 bản đồchuẩn

Bảng III.3 Tần suất độ cao thủy triều ngày theo các cấp tại các vũng vịnh

Bảng III.4 Phân loại các thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng

165171Bảng III.5 Thống kê các thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng thành điện

Bảng IV.9 Thời gian tác động (giờ) theo số liệu trung bình năm của trườngsóng (tại độ cao 10 so với mặt biển) tại khu vực ven bờ nam Trung Bộ.

(1 năm đo)

267

Bảng IV.18 Các văn bản chính sách về năng lượng của Việt Nam 268

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình I.1 Nhà máy năng lượng thủy triều Rance – Cộng hòa Pháp

Hình I.2 Sơ đồ phân bố năng lượng sóng

1251Hình I.3 Sơ đồ vận hành của nhà máy khai thác điện thủy triều 60Hình II.1 Diễn biến của tốc độ gió trung bình năm tại một số trạm khí tượng

đất và vệ tinh

95

Hình II.12 Đồ thị tương quan giữa tốc độ gió theo vệ tinh và tại trạm Cô Tô

(trái), Lý Sơn (phải)

95

Hình II.13 Đồ thị tương quan giữa tốc độ gió theo vệ tinh và tại trạm Phú

Quốc (trái), Bạch Long Vĩ (phải)

Hình II.17 Đồ thị tương quan giữa V_QT và V_WRF trạm Cô Tô (trái), BạchLong Vĩ (phải).

thập từ vệ tinh trong năm 2003

122

Hình III.2 So sánh giữa tốc độ gió tại trạm Trường Sa và tốc độ gió thu thập từ

vệ tinh trong năm 2005

122

Hình III.3 Lưới tính sóng vùng nước sâu cho toàn vùng Biển Đông 123Hình III.4 So sánh giữa độ cao sóng thực đo và tính toán tại khu vực ven bờQuảng Bình

125

Hình III.5 So sánh giữa độ cao sóng thực đo và tính toán tại khu vực ven bờPhan Rí

125

Hình III.6 So sánh giữa độ cao sóng thực đo và tính toán tại giàn khoan Bạch

Hổ MSP-1 mùa gió đông bắc (từ tháng 1 đến tháng 3 ) năm 2002

125

Hình III.7 So sánh giữa độ cao sóng thực đo và tính toán tại giàn khoan Bạch

Hổ MSP-1 mùa gió tây nam (từ tháng 7 đến tháng 9 ) năm 2002

126

Hình III.8 So sánh kết quả tính năng lượng sóng trung bình tháng 1 tại các

điểm dọc bờ biển Việt Nam

128

Hình III.9 So sánh kết quả tính năng lượng sóng trung bình tháng 4 tại các

điểm dọc bờ biển Việt Nam

128

Hình III.10 So sánh kết quả tính năng lượng sóng trung bình tháng 7 tại các

điểm dọc bờ biển Việt Nam

128

Hình III.11 So sánh kết quả tính năng lượng sóng trung bình tháng 10 tại các

điểm dọc bờ biển Việt Nam

129

Hình III.12 So sánh kết quả tính năng lượng sóng trung bình trong mùa gió

đông bắc tại các điểm dọc bờ biển Việt Nam

Hình III.16 Bản đồ độ cao sóng (phải) và năng lượng sóng (trái) trung bình

mùa gió mùa đông bắc

132

Hình III.17 Bản đồ độ cao sóng (phải) và năng lượng sóng (trái) trung bình

mùa gió mùa tây nam

133

Hình III.18 Bản đồ độ cao sóng (phải) và năng lượng sóng (trái) trung bình

năm

134

Hình III.23 So sánh giữa mực nước tính toán và bảng thủy triều tại trạm Nha

Hình III.29 So sánh giữa mực nước tính toán và bảng thủy triều tại trạm Đà

Hình III.35 Tiềm năng năng lượng thủy triều các vịnh khu vực Thừa Thiên

Huế - Quảng Nam

Hình III.44 Phân bố mật độ năng lượng thủy triều trung bình ngày cho một

năm trên vùng Biển Đông

Hình III.45 Phân bố mật độ năng lượng thủy triều trung bình ngày cho một

năm trên vùng Biển Đông

Hình III.46 Phân bố năng lượng dòng chảy trung bình trên Biển Đông trong

tháng 1

167

168

169

Hình III.47 Nguyên lý sử dụng dao động của phao để tạo ra điện năng 172Hình III.48 Nguyên lý biến đổi điện để tạo ra điện năng 173Hình III.49 Sử dụng dao động thủy lực để biến đổi năng lượng sóng thành

177

Hình III.55 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Wave Dragon 186Hình III.56 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Pelamis 186Hình III.57 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Archimedes Wave Swing 187Hình III.58 Thiết bị chuyển đổi năng lượng AquaBuoy 187

Hình III.60 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Floating platform 188Hình III.61 Thiết bị chuyển đổi năng lượng PowerBuoy 189Hình III.62 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Floating – buoy design 189Hình III.63 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Wavebob 190Hình III.64 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Sper buoy 190Hình III.65 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Sloped Buoy 191Hình III.66 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Wave Rider 191Hình III.67 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Salter Duck 192Hình III.68 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Pendulor 192Hình III.69 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Wavegen 193Hình III.70 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Hosepump 193Hình III.71 Thiết bị chuyển đổi năng lượng Limpet 194Hình III.72 Thiết bị chuyển đổi năng lượng ECOFYSE 194

Hình III.73 Nguyên lý hoạt động của bể triều 195Hình III.74 Thiết bị khai thác năng lượng dòng triều, dòng chảy 197Hình IV.1 Mật độ năng lượng gió trung bình năm khu vực có độ sâu nhỏ hơn50m dọc bờ biển Việt Nam.

229

Hình IV.8 Phân bố cường độ tổng bức xạ mặt trời khu vực Đông Á 230Hình IV.9 Phân bố cường độ tổng trực xạ mặt trời khu vực Biển Đông 230Hình IV.10 Phân bố cường độ tổng bức xạ mặt trời khu vực Biển Đông 231Hình IV.11 Biến trình năm của các đặc trưng bức xạ tại Bắc Biển Đông 232Hình IV.12 Biến trình năm của các đặc trưng bức xạ tại giữa Biển Đông 233

Hình IV.13 Biến trình năm của các đặc trưng bức xạ tại nam Biển Đông. 233Hình IV.14 Biến trình năm của các đặc trưng bức xạ tại các khu vực đảo ven

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CDM Cơ chế phát triển sạch

DTI Bộ Công thương của Anh

DOE Phòng Năng lượng thuộc EPRI

EPRI Viện Nghiên cứu Điện năng (Mỹ)

FWF Vùng khai thác gió nổi trên biển (Floating WindFarm Ins )

JMA Sở khí tượng Nhật Bản

IEA Cơ quan Năng lượng Quốc Tế

IPCC Hội đồng Quốc tế về Thay đổi khí hậu

NASDA Cơ quan phát triển Không gian Quốc gia Nhật Bản

NLSH Nhiên liệu sinh học

NLTT Năng lượng tái tạo

NCAR Cơ quan Nghiên cứu khí quyển Hoa Kỳ

NREL Phòng thí nghiệm quốc gia Mỹ về năng lượng tái tạo

MASS Hệ thống mô phỏng khí quyển khu vực

PV Tế bào quang điện

OSMOSIS Chuyển đổi năng lượng muối trên biển

OTEC Chuyển đổi nhiệt năng trên biển

PMT Pin mặt trời

pSAC Khu vực đề xuất bảo vệ

REVN Công ty Cổ phần Năng lượng tái tạo Việt Nam

RISO Phòng Thực nghiệm năng lượng gió của Đan Mạch

RPS Tiêu chuẩn Năng lượng Tái tạo Quốc gia

STB Đập thủy triều Serven

SPA Khu vực đặc biệt cần bảo vệ

SSSI Khu vực có ý nghĩa khoa học đặc biệt

SST Đo nhiệt độ mặt nước biển

TMI Đo mưa nhiệt đới

UNEP Chương trình Môi trường Liên Hợp quốc

VAWT Máy gió trục đứng

WRF Mô hình dự báo thời tiết khu vực

WAsP Phần mềm phân tích năng lượng gió

WMO Tổ chức Khí tượng thế giới

Hà Nội, ngày 13 tháng 12 năm 2010

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I THÔNG TIN CHUNG

Ngày, tháng, năm sinh: 19/12/1948 Nam/ Nữ: Nam

Học hàm, học vị: Phó Giáo sư, Tiến sĩ

Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên chính

Điện thoại:

Tổ chức: (04)38326382 Nhà riêng: (04)38434502 Mobile: 0912623120 Fax: (04)8589739 E-mail: nmhungim@gmail.com

Tên tổ chức đang công tác: Viện Cơ học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt

Nam

Địa chỉ tổ chức: 264 Đội Cấn, Ba Đình, Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: Số 81, phố Yên Ninh, quận Ba Đình, Hà Nội.

3 Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:

Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Cơ học, Viện Khoa học và Công nghệ VN

Điện thoại: (04)37i629102 Fax: (04)37622039

E-mail: dvmạnh@imech.ac.vn

Website: http://www.imech.ac.vn

Địa chỉ: 264 Đội Cấn, Ba Đình, Hà Nội

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: TS Đinh Văn Mạnh

Số tài khoản: 931.01.086 tại Kho bạc Nhà nước Ba Đình, Hà Nội

Ngân hàng:

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

1 Thời gian thực hiện đề tài/dự án:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 04 năm 2008 đến tháng 10 năm 2010

- Thực tế thực hiện: từ tháng 04 năm 2008 đến tháng 10 năm 2010

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

Đối với đề tài:

- Lý do thay đổi (nếu có): Không

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực

TT

Số, thời gian ban hành

Ghi chú

Phê duyệt nội dung và kinh phí các đề tài cấp Nhà

nước bắt đầu thực hiện năm 2008 thuộc Chương trình “Khoa học và Công nghệ Biển phục vụ phát

triển bền vững kinh tế - xã hội”, mã số 10.

và Giám đốc Văn phòng các chương trình với chủ

trì đề tài và Trường Đại học KHTN, ĐHQGHN Quyết định số 2005/QĐ-

VCH ngày 19/11/2008

của Viện Cơ học

Về việc phê duyệt kết quả đấu thầu (thiết bị khoa học kỹ thuật cho đề tài KC.09/06-10)

4

Công văn số 476/VCH

ngày 9/12/2008 của Viện

Cơ học gửi Văn phòng

Cho phép điều chỉnh chuyển mục chi “thuê tàu

trọn gói” sang 02 mục chi là thuê tầu và mua nhiên liệu chạy tàu

Về việc cử đoàn cán bộ của đề tài

KC.09.19/06-10 đi làm việc tại Pháp và Thụy Điển

8 học gửi Văn phòng các

chương trình và Ban chủ

nhiệm chương trình

KC.09/06-10

Về việc cử người tham dự hội nghị năng lượng

đại dương tại Tây Ban Nha

Cho phép tham gia Hội nghị Quốc tế về Năng

lượng Đại dương tại Tây Ban Nha 10/2010

Sản phẩm chủ yếu

đạt được

Ghi chú*

1

Viện Cơ học Viện Cơ học Thu thập tư liệu các yếu tố khí tượng

thủy văn để tính toán năng l ượng biển.

Tiến hành khảo sát đo đạc thực địa.

Tính năng lượng thủy triều, dòng chảy,

sóng Xây dựng bộ tư liệu và tập atlas

năng lượng biển Nghiên cứu các giải

pháp công nghệ khai thác các nguồn

năng lượng biển có tiềm năng Đánh giá tác động của khai thác năng l ượng biển đến các điều kiện xã hội và môi trường.

Lập báo cáo tổng kết đề tài.

Các chuyên đề, đề

mục, Báo cáo tổng kết và hệ thống bản

đồ năng lượng biển

2

Viện Hải dương học Viện Hải dương học Thu thập tư liệu các yếu tố khí tượng

thủy văn để tính toán năng l ượng biển.

Tiến hành khảo sát đo đạc thực địa Xây dựng bộ tư liệu và tập atlas năng lượng biển.

Báo cáo đề mục và

chuyên đề về đo đạc thực địa, bộ tư liệu

năng lượng biển

lượng gió trên biển.

Báo cáo chuyên đề

về số liệu gió

4 dao động mực nước Xây dựng bộ tư

liệu các dạng năng lượng, sóng, thủy triều, dòng chảy trên biển.

Bộ tư liệu các dạng

năng lượng sóng,

dòng chảy và thủy triều

5

Trung tâm Công nghệ Khí

tượng Thủy văn và Môi

trường

Trung tâm Công nghệ Khí

tượng Thủy văn và Môi trường

Thu thập tư liệu các yếu tố khí tượng thủy văn để tính toán năng l ượng biển.

Tính tiềm năng năng lượng gió Xây dựng bộ tư liệu gió và tập atlas năng

lượng, bức xạ, gió trên biển.

Báo cáo chuyên đề

6

Trung tâm Ứng dụng Công

nghệ Khí tượng Thủy văn

Trung tâm Ứng dụng Công nghệ Khí tượng Thủy văn

Thu thập tư liệu các yếu tố khí tượng thủy văn để tính toán năng l ượng biển.

Xây dựng bộ tư liệu và tập atlas năng

Tiến hành khảo sát đo đạc thực địa.

Tính năng lượng sóng Xây dựng bộ tư

liệu sóng, thủy triều, dòng chảy trên biển và tập atlas năng lượng biển.

Báo cáo chuyên đề.

Bộ số liệu đo đạc

năng lượng biển

- Lý do thay đổi (nếu có): Không

người kể cả chủ nhiệm)

Số

TT

Tên cá nhân đăng ký

theo Thuyết minh

Tên cá nhân đã tham

gia thực hiện

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

1 PGS TS Nguyễn

Mạnh Hùng

PGS TS Nguyễn Mạnh Hùng

Chủ trì, phụ trách chung

Triển khai đề tài

và tổng kết đề tài

2 TS Nguyễn Thị Việt

Liên

TS Nguyễn Thị Việt Liên

Tham gia tính toán

năng lượng thủy triều

Tham gia tính toán

năng lượng thủy triều

dòng chảy

Báo cáo năng lượng thủy triều,

dòng chảy

4 TS Trần Việt Liễn TS Trần Việt Liễn Tham gia tính toán

năng lượng gió

Báo cáo về năng

lượng gió

5 TS Nguyễn Thọ Sáo TS Nguyễn Thọ Sáo Tham gia khảo sát vànghiên cứu năng

lượng thủy triều

Báo cáo khảo sát

7 TS Tạ Văn Đa TS Tạ Văn Đa Tham gia đo đạc gióchuyên đề và tính

toán năng lượng gió

Báo cáo khảo sát

và năng lượng gió

8 CN Dương Công

Điển

CN Dương Công Điển

Thư ký đề tài, tham gia đo đạc các dạng năng lượng biển

Báo cáo khảo sát

năng lượng biển

(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa

điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn,

số lượng người tham gia )

Thực tế đạt được

(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa

điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia )

Ghi chú*

1

- Học tập, trao đổi kinh nghiệm về

năng lượng Biển tại phòng thí

nghiệm Thủy lực và Môi trương

quốc gia Pháp và đại học Chalmers

tại Gothenburg Thụy Điển:

(theo Thông tư số 91/2005/TT-BTC)

- Bảo hiểm cá nhân: 3 người x 30

USD x 0,016 tr.đ = 1,44 tr.đ

- Công tác phí: 12 ngày x 3 người x

55 USD x 0,016 tr.đ = 31,68 tr.đ

- Học tập, trao đổi kinh nghiệm về

năng lượng Biển tại phòng thí

nghiệm Thủy lực và Môi trương quốc gia Pháp và đại học Chalmers tại Gothenburg Thụy

- Vé máy bay: 3 người x 1.500 USD

Tham gia hội nghị về Năng lượng tái

tạo trên biển lần thứ 5 MAREC tại

Tham gia Hội nghị Năng lượng

Đại dương tại Tây Ban Nha

- Bảo hiểm cá nhân: 1 người x 30

lượng sóng biển tại Tây Ban Nha

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

1

Hội thảo triển khai đề tài, theo kế

hoạch tổ chức vào năm 2008 kinh

phí: 8,58 triệu đồng, địa điểm tổ

Hội thảo đánh giá các nguồn năng

lượng biển chủ yếu sau 2 năm

thực hiện, tổ chức vào năm 2010;

kinh phí 9,93 triệu đồng, địa điểm

Hội thảo đánh giá các nguồn năng

lượng biển chủ yếu và giải pháp

khai thác, tổ chức vào năm 2010;

kinh phí 10,3 triệu đồng, địa điểm

tổ chức tại Hà Nội

Hội thảo đánh giá các nguồn năng lượng biển chủ yếu và giải pháp khai thác, tổ chức vào năm 2010; kinh phí 10,3 triệu

đồng, địa điểm tổ chức tại Hà Nội

- Lý do thay đổi (nếu có): Không

(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài)

Thực tế

đạt được

1 Xây dựng thuyết minh đề tài. 5/2008 5/2008 Nguyễn Mạnh Hùng,

Trần Việt Liễn và các cộng tác viên.

Viện Cơ học, Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng - Khí hậu, Trung tâm Công nghệ Khí tượng Thủy văn

và Môi trường.

2 Nội dung 1: Thu thập và phân tích

số liệu các yếu tố dẫn suất (gồm gió,

dòng chảy triều, sóng) để tính toán

tiềm năng các nguồn năng lượng

biển Đánh giá hiện trạng số liệu.

1-2009 12/2009

1-2009 12/2009

Nguyễn Thị Việt Liên,

Đỗ Ngọc Quỳnh, Dương Công Điển, Trần Việt

Liễn, Tạ Văn Đa và các cộng tác viên.

Viện Cơ học, Viện Hải

dương học, Trung tâm

Nghiên cứu KT - KH,

Trung tâm Động lực và Môi trường Biển, Trung

tâm Công nghệ KTTV và

Môi trường, Trung tâm Ứng dụng Công nghệ

KTTV, Trung tâm KTTV Biển.

2.1 Thu thập các nguồn số liệu khí

tượng hải văn tại 57 đài, trạm khí

tượng hải văn phục vụ tính tiềm

năng nguồn năng lượng gió, sóng

thủy triều.

2.2 Thu thập số liệu khí tượng hải văn

trong các đợt khảo sát chuyên đề,

các tầu khảo sát của nước ngoài, các

trạm phao

2.3 Thu thập số liệu khí tượng hải văn

từ nguồn tư liệu viễn thám, trường

gió phân tích

2.4 Thu thập số liệu gió đo chuyên đề

phục vụ thiết kế các trạm phát điện

từ sức gió.

2.5 Đánh giá hiện trạng số liệu.

3 Nội dung 2: Tiến hành các đợt khảo

sát bổ sung có định hướng.

5/2008 12/2009

-5/2008 – 5/2010

ven bờ và hải đảo là Quảng Ninh,

Nam Định, đảo Lý Sơn, Tuy Hòa,

Ninh Thuận và Phú Quốc trong thời

gian 3-6 tháng.

Lê Đình Màu và các cộng

tác viên.

Trung tâm Nghiên cứu KT

- KH, Trung tâm Công nghệ KTTV và Môi

trường.

Viện Cơ học, Viện Hải

dương học, Trung tâm Động lực và Môi trường

Biển, Trung tâm KTTV Biển.

3.2 Đối với năng lượng sóng: Tiến hành

khảo sát tại khu vực Quảng Bình và

Khánh Hòa trong mùa gió đông bắc

và khu vực Khánh Hòa, Phan Rí

trong mùa gió tây nam.

3.3 Đối với năng lượng thủy triều và

dòng chảy: Tiến hành khảo sát dòng

chảy tổng cộng khu vực Hòn Khoai

- Cà Mau mùa gió đông bắc và tây

nam.

3.4 Xử lý chỉnh biên số liệu khảo sát.

Phân tích đánh giá và lập báo cáo

3.5 Vận chuyển và công tác cho ban chủ

nhiệm đề tài

4 Nội dung 3: Tính toán các yếu tố

dẫn suất để tính toán tiềm năng các

nguồn năng lượng biển.

1-2009 12/2009

1-2009 12-2009

Dương Công Điển,

Nguyễn Thị Việt Liên,

Tạ Văn Đa, Nguyễn Thọ Sáo.

Viện Cơ học, Trung tâm Nghiên cứu KT - KH Viện Cơ học, Trung tâm

Động lực và Môi trường

Biển.

4.1 So sánh, đánh giá các số liệu gió thu

được từ vệ tinh và gió quan trắc.

Hiệu chỉnh trường gió từ số liệu vệ

tinh Hiệu chỉnh biến thiên tốc độ

gió theo các mức độ cao khác

nhau.Thống kê phân bố chế độ gió

5 Nội dung 4: Nghiên cứu lựa chọn

công nghệ khai thác các nguồn năng

lượng biển.

1/2010 8/2010

1/2010 8/2010 Trần Việt Liễn, DươngCông Điển và các cộng tác

viên Trung tâm Công nghệ

5.3 Nghiên cứu công nghệ khai thác các

nguồn năng lượng sóng, dòng chảy,

thủy triều hiện tại và dự báo sự phát

triển của công nghệ trong tương lai.

5.4 Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật để có

thể khai thác có hiệu quả năng lượng

sóng, dòng chảy, thủy triều.

6 Nội dung 5: Xác định tiềm năng

khai thác các dạng năng lượng biển

dựa trên cơ sở đánh giá tiềm năng và

công nghệ khai thác, từ đó xác định

các dạng năng lượng biển có tiềm

năng nhất.

7/2009 12/2009

Trần Việt Liễn, Tạ Văn

6.3 Tính toán tiềm năng khai thác năng

lượng thủy triều, dòng chảy.

7 Nội dung 6: Lập cơ sở dữ liệu và

tập atlas các nguồn năng lượng biển

tiềm năng có thể khai thác được.

1/2010 8/2010

1/2010 8/2010

Dương Công Điển, Lê Đình Màu và các cộng

tác viên Viện Cơ học, Viện Hải

dương học, Trung tâm Động lực và Môi trường

Biển, Trung tâm Công nghệ KTTV và Môi

trường, Trung tâm Nghiên

7.3 Cơ sở dữ liệu năng lượng thủy triều

dòng chảy và tập atlas (nếu có khả

năng khai thác).

nghệ khai thác các nguồn năng

lượng biển có triển vọng.

Tạ Văn Đa, Trần Việt Liễn

Trung tâm Công nghệ

KTTV và Môi trường,

Trung tâm Nghiên cứu KT

- KH.

8.1 Nghiên cứu lựa chọn các giải pháp

khai thác năng lượng gió phù hợp

với trình độ công nghệ hiện tại và

tương lai gần của đất nước.

8.2 Nghiên cứu đánh giá tác động của

khai thác các nguồn năng lượng gió

đến môi trường và sự phát triển kinh

tế - xã hội tại khu vực khai thác làm

chỉ tiêu để chọn lựa các phương án

khai thác.

8.3 Nghiên cứu lựa chọn các giải pháp

khai thác năng lượng sóng, thủy

triều và dòng chảy phù hợp với trình

độ công nghệ hiện tại và tương lai

gần của đất nước.

Nguyễn Mạnh Hùng,

Đỗ Ngọc Quỳnh

Viện Cơ học, Viện Hải

dương học, Trung tâm Động lực và Môi trường

Biển.

8.4 Nghiên cứu đánh giá tác động của

khai thác các nguồn năng lượng

sóng, thủy triều, dòng chảy đến môi

trường và sự phát triển kinh tế - xã

hội tại khu vực khai thác làm chỉ

tiêu để chọn lựa các phương án khai

thác.

9 Nội dung 8: Các chính sách hỗ trợ

và đánh giá rủi ro trong khai thác

năng lượng biển, các chỉ tiêu an toàn

đối với công trình khai thác năng

lượng biển được áp dụng cho các

điều kiện cụ thể của vùng biển Việt

Nam.

3/2010 8/2010

3/2010 8/2010

lượng tái tạo trên biển, quản lý khai

thác tại Việt Nam.

9.2 Đánh giá rủi ro trong khai thác năng

lượng gió, các chỉ tiêu an toàn đối

với công trình biển trên các đảo.

với công trình biển trên vùng biển

- Lý do thay đổi (nếu có): Không

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

1 Kết quả đánh giá tiềm

năng năng lượng biển chủ

yếu ở Việt Nam

2 Đề xuất giải pháp khai

thác các dạng tiềm năng

năng lượng biển chủ yếu

Bộ tư liệu tiềm

năng các dạngnăng lượng

02 Tập atlas

năng lượng

sóng, gió vàthủy triều

Đề xuất giải

pháp khai tháccác dạng tiềm

năng nănglượng biển chủ

yếu

Đề xuất giải

pháp khai tháccác dạng tiềm

năng nănglượng gió, sóng

và thủy triều

- Lý do thay đổi (nếu có): Không

Nguyễn Mạnh Hùng: Năng lượng sóng ở Việt Nam Sách “Tiềm năng và phương hướng khai thác các dạng năng lượng tái tạo ở Việt Nam Luck House Graphics, Hà Nội 12/2008 (sách của Bộ Kế hoạch và Đầu tư, do Sida tài trợ.

2

Nguyễn Mạnh Hùng, Dương Công Điển: Tính toán, xây dựng tập bản đồ tiềm năng năng l ượng sóng vùng Biển Đông và ven bờ biển Việt Nam.

Đăng trong “Tuyển tập hội nghị khoa học Điều

tra, khảo sát tiềm năng năng lượng biển Việt

Nam” của hội nghị Triển khai Hội thảo khoa

học toàn quốc Hà Nội 1/2010.

3

Nguyen Manh Hung, Tran Van Quy, Duong Cong Dien: Wave Wnergy Atlas in the East Sea and Near Shore Zone of Vietnam International Conference on Innovation for renewable energy IRE 2010, September 2010, Hanoi Vietnam.

4

Nguyen Manh Hung, Duong Cong Dien: Wave Enwergy Atlas in Vietnam International Conference on Ocean Energy ICOE 2010, Bilbal Spain, 10/2010.

vực quần đảo Trường Sa Báo cáo tại hội nghị Khoa học kỷ niệm 35 năm Viện Khoa học v à Công nghệ Việt Nam, 26/10/2010 H à nội 10/2010

6 Sách chuyên khảo về năng lượng

Nguyễn Mạnh Hùng, Dương Công Điển và những người khác: Năng lượng sóng biển khu vực Biển Đông và vùng biển Việt Nam, Nhà xuât bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội - 2009

- Lý do thay đổi (nếu có): Không

Theo kế hoạch Thực tế đạt được

bảo vệ

2

Tiến sỹ

1 Tiến sỹ chuyên ngành “Bảo vệ

tài nguyên và môi trường”

1 Hỗ trợ 1 NCS

- Lý do thay đổi (nếu có):

đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp, quyền đối với giống cây trồng:

Theo kế hoạch Thực tế đạt được

1 Tập bản đồ tiềm năng năng lượng

sóng và gió 1

Đang làm thủ tục đăng ký

2

- Lý do thay đổi (nếu có):

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

1 Có được bộ cơ sở dữ liệu về các nguồn năng lượng biển chủ yếu là năng lượng

gió, sóng và dòng chảy; Đặc biệt là các tập bản đồ các dạng năng lượng biển nêu trên

2 Đề xuất được các giải pháp công nghệ khai thác các dạng năng lượng biển cótiềm năng nhất: là gió và sóng

b) Hiệu quả về kinh tế - xã hội:

Việc xây dựng được bộ số liệu bao gồm các tập bản đồ tiềm năng các dạng năng

lượng biển có khả năng khai thác cùng với đề xuất các giải pháp khai thác giúp cho công

các vùng ven bờ hải đảo của nước ta Đóng góp vào việc phát triển kinh tế, xã hội tại cácvùng biển, hải đảo xa và các tỉnh ven biển cần được ưu tiên xóa đói giảm nghèo.

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:

Số

Thời gian thực hiện

III Nghiệm thu cơ sở

Nghiệm thu cơ sở 18/11/2010

- Chất lượng đảm bảo, nội dung đầy đủ, cần chỉnh sửa theo yêu cầu của phản biện Chủ tịch Hội đồng: PGS TS Đinh Văn Mạnh

- không tái tạo được, đồng thời để hạn chế sự ô nhiễm môi trường do khai thác năng

lượng gây ra đã tập trung nghiên cứu khai thác các nguồn năng lượng sạch, tái tạođược như năng lượng bức xạ, gió, địa nhiệt, sinh khối, thủy điện, thủy triều, dòng

chảy, sóng và một số nguồn năng lượng khác Các nguồn năng lượng trên, ngoài

năng lượng địa nhiệt, sinh khối và năng lượng thủy triều (do tác động của cả mặt

trời và mặt trăng), các nguồn còn lại đều do tác động trực tiếp của mặt trời nên đượcgọi là năng lượng mặt trời Nguồn năng lượng của mặt trời rất phong phú, ở tầngtrên của khí quyển được đánh giá bằng 1,38 kW/m2 và khi đi qua bầu khí quyển bị

yếu đi, đến mặt đất nó còn lại khoảng 0,5 - 1,0 kW/m2 Nguồn năng lượng này thay

đổi theo chu kỳ ngày, mùa và năm và là nguồn gốc của tất cả các dạng năng lượngkhác trên trái đất Các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) này tồn tại trên biển, đạidương được gọi là năng lượng tái tạo trên biển – sau đây gọi tắt là năng lượng biển

Lấy một ví dụ về năng lượng sóng, theo các đánh giá sơ bộ, mật độ năng lượng sóngtrung bình trên các đại dương là 2,7 W/m2, có nghĩa là bằng khoảng 1/200-400 tổng

năng lượng mặt trời [3]

Khai thác nguồn NLTT để từng bước thay thế các nguồn năng lượng truyền thống

đang ngày càng cạn kiệt và giảm thiểu ô nhiễm, hiệu ứng nhà kính là chiến lược vềnăng lượng của các nước trên thế giới, điều này cũng không loại trừ đối với Việt

Nam Để đáp ứng nhu cầu trong khi việc cung ứng năng lượng đang và sẽ phải đốimặt với nhiều vấn đề và thách thức, đặc biệt là sự cạn kiệt dần nguồn nhiên liệu hóathạch nội địa, giá dầu biến động theo xu thế tăng và đất nước sẽ sự phụ thuộc nhiều

hơn vào giá năng lượng thế giới chúng ta đang xem xét khai thác các nguồn nănglượng tái tạo sẵn có bao gồm cả trong đất liền lẫn phân bố trên biển Nguồn NLTT

nói chung và năng lượng biển nói riêng, trong những thập kỷ tới sẽ có ý nghĩa hếtsức quan trọng cả về kinh tế, xã hội, an ninh năng lượng lẫn bảo vệ môi trường của

đất nước Đề tài “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng các nguồn năng lượng biển chủ yếu và đề xuất các giải pháp khai thác” được đặt ra để thực hiện mục tiêu của

chương trình Khoa học và công nghệ biển phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã

hội là “Làm rõ một số vấn đề cơ bản của Biển Đông; nghiên cứu, đề xuất kiến nghị việc áp dụng các phương pháp tiên tiến cho dự báo biển, nuôi trồng, khai thác, quản

lý nguồn lợi hải sản, xây dựng công trình biển, phục vụ cho việc điều tra, tìm kiếm khoáng sản, phát triển các ngành kinh tế biển (công nghiệp khai thác, vận tải, du lịch, dịch vụ hàng hải), bảo vệ môi trường sinh thái và an ninh quốc phòng biển”.

Mục tiêu của đề tài:

- Xác định được tiềm năng về năng lượng biển chủ yếu ở Việt Nam

- Có được các giải pháp công nghệ khai thác các nguồn năng lượng biển có tiềm

năng nhất ở Việt Nam

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Các dạng năng lượng biển nghiên cứu của đề tài là năng lượng gió, năng lượng sóng

và năng lượng thủy triều, dòng chảy Năng lượng bức xạ trên biển cũng là một

nguồn năng lượng biển chính, tuy nhiên do thời gian và kinh phí bị hạn chế nêntrong nội dung nghiên cứu của đề tài không tiến hành các nghiên cứu chi tiết Mặc

dù vậy, khi đánh giá tiềm năng các nguồn năng lượng biển chủ yếu năng lượng bức

xạ cũng được xem xét đánh giá Năng lượng biển được xác định là các dạng NLTTtrên biển, trong khối nước biển, dưới đáy biển và trên hải đảo Các dạng năng lượngbiển nghiên cứu như gió, sóng, thủy triều và dòng chảy đều có kích cỡ phân bố khárộng – cỡ vùng, nên phạm vi nghiên cứu bao gồm cả vùng Biển Đông và vùng biểnven bờ hải đảo Việt Nam

Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng:

- Sử dụng các phương pháp thống kê, thu thập số liệu để nghiên cứu đánh giácác yếu tố dẫn suất và các nguồn tiềm năng năng lượng biển Phương phápnày cũng cho phép nhận được chế độ các yếu tố khí tượng thủy văn, từ đótiến hành tính toán các tiềm năng năng lượng biển

- Sử dụng các phương pháp mô hình toán để tính toán các tham số dẫn suất, từ

đó tính tiềm năng các nguồn năng lượng biển

- Kết hợp giữa các mô hình toán và các đo đạc thực nghiệm (lý thuyết và thựcnghiệm) để hiệu chỉnh và kiểm chứng mô hình nhằm đảm bảo độ chính xáccủa các kết quả tính toán Phương pháp điều tra đo đạc thực nghiệm cũng cho

phép xác định các nguồn năng lượng biển tại một số khu vực cụ thể cần làm

sáng tỏ các kết quả tính toán

- Phương pháp “bản đồ khí hậu” cùng với công nghệ GIS sẽ được sử dụng đểxây dựng tập bản đồ năng lượng biển.

- Sử dụng các thiết bị đo đạc để đo bổ sung các yếu tố dẫn suất phục vụ tínhtoán tiềm năng năng lượng biển

- Sử dụng phương pháp tính toán mô hình hóa để tính toán phân bố chế độ cácyếu tố thủy động lực biển từ đó tính toán chế độ tiềm năng năng lượng biển

Cấu trúc của báo cáo tổng hợp

Báo cáo tổng hợp của để tài bao gồm phần mở đầu, kết luận và 5 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan - nêu tình hình nghiên cứu và ứng dụng NLTT trên thế giới

và ở Việt Nam, các nguồn năng lượng biển chủ yếu là đối tượng nghiên cứu của đềtài và tóm tắt cơ sở lý thuyết của các nguồn năng lượng biển này;

Chương 2: Năng lượng gió vùng Biển Đông và vùng biển ven bờ, hải đảo Việt Nam;Chương 3: Năng lượng sóng và thủy triều, dòng chảy vùng Biển Đông và vùng biển

ven bờ, hải đảo Việt Nam;

Chương 4: Đánh giá tiềm năng các nguồn năng lượng biển chủ yếu và đề xuất các

giải pháp khai thác;

Và cuối cùng là các kết luận và kiến nghị về khai thác, sử dụng nguồn NLTT quýgiá trên biển

Trong thời gian tiến hành đề tài KC.09/06-10, chủ nhiệm đề tài và các cộng tác viên

đã nhận được sự giúp đỡ của các vụ chức năng và cơ quan của Bộ Khoa học và

Công nghệ: Vụ Khoa học Xã hội và Tự nhiên, Vụ Kế hoạch – Tài chính, Văn phòng

các Chương trình trọng điểm cấp nhà nước, Ban chủ nhiệm Chương trình Khoa học

Công nghệ Biển KC.09/06-10 Ngoài ra Cơ quan chủ trì đề tài – Viện Cơ học đãluôn tạo điều kiện để các cán bộ đề tài hoàn thành các công việc đặt ra đúng thờihạn Chủ nhiệm đề tài và các cộng tác viên được tỏ lòng biết ơn sự sự giúp đỡ nhiệttình của tất cả các cơ quan nêu trên Ngoài ra cũng xin được chân thành cảm ơn sựcộng tác của các đồng nghiệp trong và ngoài nước, các cơ quan hợp trong quá trìnhthực hiện đề tài

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU KHAI THÁC NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

I.1 Nghiên cứu khai thác các nguồn năng lượng tái tạo trên thế giới

Khai thác nguồn NLTT nói chung, để từng bước thay thế các nguồn năng

lượng truyền thống đang ngày càng cạn kiệt và giảm thiểu ô nhiễm, hiệu ứng nhà

kính, là chiến lược về năng lượng của các nước trên thế giới, đặc biệt là các nước có

nền công nghiệp phát triển Đạo luật về Chiến lược Năng lượng năm 2005 của Mỹ

đã được Quốc hội Mỹ phê chuẩn với điều khoản bổ sung về năng lượng tái tạo trên

biển bao gồm việc khuyến khích các sản phẩm năng lượng biển, pháp lệnh vềkhuyến khích đầu tư và giảm thuế đối với năng lượng biển như thủy triều, dòngchảy, sóng và khuyến khích nghiên cứu phát triển các công nghệ khai thác liên

quan Đạo luật cũng cho phép và khuyến khích Ban Thư ký Năng lượng đầu tư vào

công nghệ năng lượng biển

Chính phủ Mỹ Đã đưa ra Tiêu chuẩn Năng lượng Tái tạo Quốc gia (Federal

Renewable Power Standard - RPS), trong đó coi năng lượng biển là nguồn NLTT

có triển vọng Trong RPS nêu trên cũng đưa ra mục tiêu là phải sản xuất được 10%

năng lượng sử dụng từ NLTT vào năm 2020 Trong Công bố Chiến lược số 04/01

của Ủy ban Di sản Thiên nhiên Scốt-len [39] cũng đã đưa ra mục tiêu sản xuất 40%

điện năng từ NLTT vào năm 2020

Viện Nghiên cứu Điện năng (EPRI) của Mỹ là một cơ quan nghiên cứu hàng

đầu của thế giới về các phương pháp khai thác điện năng, đặc biệt tập trung vào các

nguồn NLTT Theo tính toán dự báo của EPRI thì vào năm 2030, nguồn điện khai

thác được từ các nguồn NLTT là 737 TWh (1TW=1012kW) Cũng theo tạp chí củaEPRI thì vấn đề cốt lõi là cần thiết phải đầu tư phát triển công nghệ khai thác cácnguồn năng lượng tái tạo, EPRI cho rằng trong những năm tới công nghệ khai tháccác nguồn NLTT như bức xạ mặt trời, sinh khối và năng lượng sóng sẽ được ưu tiên

đầu tư [37]

Từ những năm 70, các nước có vùng biển rộng và khoa học tiên tiến như Na

Uy, Thụy Điển, Mỹ, Pháp và Nhật đã có các chương trình nghiên cứu về năng

lượng sóng Nhà máy năng lượng sóng đầu tiên được xây dựng ở Na Uy năm 1984

và hoàn thành năm 1986

Trên toàn thế giới đã có 45 quốc gia thiết lập chương trình mục tiêu về

năng lượng tái tạo Đến giữa năm 2005, ít nhất 43 quốc gia đ ã có mục tiêu quốc

gia về NLTT, bao gồm cả 25 nước EU Liên minh Châu Âu đã đề ra mục tiêu

Đề tài: “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng các nguồn năng lượng biển chủ yếu và đề xuất

cho toàn Châu Âu như sau: đạt 21% điện lượng và 12% của tổng năng lượng đến

2010 43 quốc gia, 18 bang của nước Mỹ (và một quận của bang Columbia) và 3tỉnh của Canada đã có những mục tiêu dựa trên các tiêu chuẩn về năng lượng táitạo (mặc dầu cả Mỹ và Canada không có mục tiêu quốc gia về năng lượng táitạo) Ngoài ra, 7 tỉnh của Canada cũng đang thiết lập các mục ti êu về NLTT.Phần lớn các mục tiêu quốc gia đều đưa ra tỷ lệ phần trăm năng lượng tái tạotrong tổng điện lượng, thông thường từ 5% đến 30%, tỷ trọng trong công suấtxây lắp từ 1% đến 78% Các mục tiêu khác là tỷ trọng trên tổng năng lượng sơcấp, đặc biệt là công suất xây lắp, hoặc tổng điện lượng phát từ NLTT, bao gồm

cả các nguồn nhiệt Phần lớn các mục tiêu nhắm tới giai đoạn 2010  2012 43quốc gia có mục tiêu quốc gia bao gồm 10 nước đang phát triển: Brazil, TrungQuốc, Cộng hòa Dominic, Ai Cập, Ấn Độ, Malaysia, Mali, Philippin, Nam Phi

và Thái Lan Một số nước đang phát triển khác đang chuẩn bị đưa ra mục tiêuquốc gia về năng lượng tái tạo Theo đánh giá, dự báo thì đến năm 2009 sẽ đầu

tư 13,6 tỷ USD để tiến hành các chương trình năng lượng biển Các chương trình

này tập trung chủ yếu ở khu vực vùng biển khơi châu Âu Lúc đó sẽ khai tháckhoảng 7.700 MW, tương đương với 7 nhà máy điện nguyên tử Có khoảng2.334 tuốc bin năng lượng gió với vốn đầu tư 4 tỷ USD trên biển sẽ được đưavào khai thác [10]

Tại châu Á, một quỹ đầu tư cho năng lượng tái tạo với 50 triệu Euro đã

được thiết lập và đặt trụ sở tại Thái Lan Mục tiêu của quỹ này là tiến hành các

trợ giúp và đầu tư cho các công ty và dự án khai thác năng lượng tái tạo tại khuvực châu Á Theo dự kiến, quỹ sẽ trợ giúp cho 10 - 15 dự án khai khai thác năng

lượng tái tạo với tổng trị giá của các dự án khoảng 200 - 400 triệu Euro và sảnlượng khai thác sẽ đạt 150 - 500 MW Mục tiêu của quỹ đầu tư là sẽ làm giảm 20

- 30 triệu tấn khí CO2 thải vào khí quyển Trung Quốc, quốc gia tiêu thụ dầu mỏlớn thứ hai thế giới, chỉ sau Mỹ, đã có nhiều kế hoạch tham vọng nhằm thúc đẩy

năng lượng tái tạo Những kế hoạch đó bao gồm việc nâng sản l ượng điện từnăng lượng gió ở mức 570 MW hiện nay lên 20.000 MW vào năm 2020 và50.000 MW vào năm 2030 Tại Nhật Bản, một trong những nước nhập khẩu dầuhàng đầu thế giới, các nhà sản xuất ô tô đang đầu tư mạnh vào pin nhiên liệu

hydro dành cho các loại xe thế hệ mới Mặc dù vậy, chi phí vẫn ngoài tầm vớicủa những người có thu nhập trung bình Vừa qua, Thủ tướng Ấn Độ kêu gọi cácquan chức và giới khoa học tăng tốc độ phát triển các nguồn năng l ượng tái tạocho quốc gia tiêu thụ dầu lớn thứ ba Châu Á này Để giảm lượng dầu mỏ tiêuthụ, Ấn Độ đã bắt đầu trộn xăng với ethanol cũng như tiến hành thử nghiệm một

số loại phương tiện giao thông sử dụng hỗn hợp diesel sinh học chiết xuất từthực vật và diesel dầu mỏ Bộ Tài nguyên Năng lượng Phi truyền thống của Ấn

Độ ước tính nước này có tiềm năng sản xuất 80.000 MW điện từ các nguồn tái

tạo Tuy nhiên, hiện nay năng lượng tái tạo ở Ấn Độ mới đạt 5.000 MW, 50%trong số này có nguồn gốc từ năng lượng gió Kể từ đầu những năm 80, Malaisia

đã bắt đầu áp dụng chính sách nhằm đa dạng hóa các nguồn năng l ượng Tuynhiên, do tương đối có sẵn các nguồn cung ứng nhiên liệu hóa thạch, nhất là dầu

mỏ và khí đốt nên ngành năng lượng của Malaisia đã chú trọng chủ yếu vào việcphát triển và ứng dụng các dạng năng lượng phi tái tạo mà không có sự chú ý vàphân bổ nguồn lực đúng mức cho các nguồn năng lượng tái tạo Năm 1995, tỷ lệ

năng lượng tái tạo được tiêu thụ trên toàn bộ nguồn năng lượng là 13%, trong đó2/3 thu được từ nguồn sinh khối, 1/3 là thủy điện Năng lượng mặt trời đượcdùng để đun nước và phát triển cho các vùng xa, nhưng mức độ đóng góp còn

hết sức nhỏ.Tháng 7/2004, các loại xe của Chính phủ Philippin đ ã bắt đầu sửdụng nhiên liệu pha 1% methyl ester từ dừa Philippin, quốc gia sản xuất điện địanhiệt lớn thứ hai thế giới, muốn đầu tư hơn nữa vào ngành này nhằm giảm sựthiếu hụt điện hiện nay Indonesia cũng đang đầu t ư vào điện địa nhiệt nhằm đáp

ứng nhu cầu điện tăng trưởng 10% của nước này

Năm 2006, Hội nghị Quốc tế về Năng lượng Tái tạo trên Biển (MAREC

-2006) lần thứ 4 đã được tổ chức tại Luân Đôn (hội nghị lần thứ 3 được tổ chức vào

năm 2004) Các hội nghị này là nơi thảo luận tất cả các vấn đề về năng lượng tái

tạo trên biển: từ đầu tư nghiên cứu đến công nghệ khai thác và công nghệ hòamạng với lưới điện sinh hoạt cùng các chính sách khuyến khích đầu tư Ngoài ra,tại hội nghị lần thứ 4 này đã đề cập đến các tác động của khai thác năng lượng táitạo đến môi trường và đến tất cả các lĩnh vực về kinh tế - xã hội Tại Anh tháng 12

năm 2004 đã phát hành tập atlat trữ lượng năng lượng tái tạo trên biển trong đó

bao gồm năng lượng thủy triều, năng lượng sóng và năng lượng gió vùng khơi[22]

I.2 Nghiên cứu khai thác các nguồn năng lượng biển trên thế giới

Các dạng NLTT trên biển có thể bao gồm những loại sau: năng lượng bức xạmặt trời, năng lượng gió, năng lượng sóng, năng lượng thủy triều và dòng chảy biểnbao gồm năng lượng độ cao mực nước triều và năng lượng dòng triều - dòng chảy,

năng lượng nhiệt từ nhiệt độ nước, năng lượng chiết xuất từ gradient độ mặn củanước biển và năng lượng sinh học sinh ra từ các loài thực vật dưới biển Tuy nhiên,

với trình độ công nghệ hiện nay các nguồn NLTT trên biển được coi là có triển

Đề tài: “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng các nguồn năng lượng biển chủ yếu và đề xuất

vọng trong những thập kỷ tới là một số loại năng lượng đầu tiên, trong đó năng

lượng bức xạ mặt trời trên biển cũng được coi là một nguồn năng lượng biển có

triển vọng

I.2.1 Năng lượng bức xạ mặt trời

Sau hơn một thế kỷ phát minh ra hiệu ứng tế bào quang điện (Photovoltaic

-PV), hiệu ứng này đã được sử dụng lần đầu tiên trong thực tế bằng các giàn pin mặttrời trên tầu vũ trụ Sputnik 3 của Liên xô (trước đây) vào năm 1958 Trong nhiều

năm, năng lượng bức xạ mặt trời ít được sử dụng do giá quá cao Tuy nhiên, từ

những năm 1970, giá thành của pin năng lượng loại này đã hạ đáng kể do sự pháttriển mạnh của công nghệ Vào cuối các năm 1990, nhờ sự phát triển mạnh củacông nghệ chế tạo các tế bào quang điện, năng lượng mặt trời đã chiếm một vị trí

đáng kể trên thị trường điện năng thế giới Năm 1999, tổng điện năng 1 GW đầutiên đã được hòa vào lưới điện Hiện nay, tổng công suất điện năng thu được từ bức

xạ mặt trời đã vượt quá 5 GW Mặc dù vậy, giá cả điện năng của PV cần phải giảm

hơn nữa mới có thể cạnh tranh được với các nguồn năng lượng tái tạo khác Theođánh giá của Phòng Năng lượng (DOE) thuộc Viện Nghiên cứu Điện năng EPRI thì

giá lắp đặt trung bình của PV phải giảm từ 6,25 USD/W trong năm 2000 xuống

3,30 USD/W vào năm 2015 Với giá này thì theo đánh giá của DOE, giá thành điện

khai thác từ bức xạ mặt trời sẽ giảm từ 25 cent/kWh tại thời điểm hiện nay xuống 9cent/kWh, khi không có bao cấp

I.2.2 Năng lượng gió

Con người đã sử dụng năng lượng gió từ ngàn năm trước đây Ngoài việc sử

dụng buồn để chạy tầu, khoảng 5000 năm trước Công Nguyên, người ta đã sử dụngsức gió để quay chân vịt chạy tầu dọc sông Nile Đến 200 trước Công Nguyên,

người Trung Quốc đã sử dụng gió để bơm nước, cũng trong thời gian này người Ba

Tư đã sử dụng cối xay gió trục đứng để xay ngũ cốc Cha ông chúng ta đã luôn tìm

tòi sử dụng các phương pháp khai thác năng lượng gió khác nhau Đến trước thế kỷ

11, nhân dân vùng Trung Đông đã sử dụng rộng rãi sức gió để chế biến thực phẩm,

thiết kế các máy ép thực phẩm và các tầu buôn đã mang các ý tưởng đó về châu Âu

Người Đức đã sử dụng sức gió để bơm nước trong các hồ và vùng ngập nước tại

khu vực châu thổ sông Rhine Cuối thế kỷ 19 công nghệ này được nhập vào Mỹ và

được sử dụng để bơm nước tưới cho đồng ruộng và sau đó để phát điện phục vụ dân

sinh và công nghiệp Tuy nhiên trong quá trình công nghiệp hóa việc sử dụng các

động cơ hơi nước – rất thuận tiện đã làm giảm ứng dụng của sức gió Quá trình

công nghiệp hóa cũng thúc đẩy việc thiết kế các tuốc bin gió có công suất lớn hơn