Nghiên cứu xây dựng định mức năng lượng bằng phương pháp phân tích đường bao - Áp dụng cho nhà máy nhiệt điện than tại Việt Nam

Nghiên cứu xây dựng định mức năng lượng bằng phương pháp phân tích đường bao - Áp dụng cho nhà máy nhiệt điện than tại Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Dương Trung Kiên

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐƯỜNG BAO – ÁP DỤNG CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THAN

TẠI VIỆT NAM Chuyên ngành: Kinh tế Công nghiệp

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu được trích dẫn có nguồn gốc Các kết quả trình bày trong Luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận án

Dương Trung Kiên

LỜI CẢM ƠN

Với tất cả sự kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất, tác giả xin chân thành cảm

ơn TS Phạm Thị Thu Hà và TS Trương Huy Hoàng đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo

và động viên trong suốt quá trình nghiên cứu và viết luận án để tác giả có thể hoàn thành luận án này

Xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy cô giáo Viện Kinh tế và Quản lý, Viện Đào tạo sau Đại học của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình góp ý

và giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện luận án

Xin được bày tỏ lòng biết ơn đến sự giúp đỡ quý báu của các đồng nghiệp trong Trường Đại học Điện lực, các Anh (Chị) và các bạn tại Các nhà máy nhiệt điện, Trung tâm điều độ Hệ thống điện Quốc Gia, Viện Năng lượng đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho tác giả trong bản luận án

Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình và những người bạn đã động viên, giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu, thực hiện luận án

Tác giả: Dương Trung Kiên

MỤC LỤC

MỤC LỤC iii

MỤC LỤC HÌNH MINH HỌA vi

MỤC LỤC BẢNG viii

MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN 4

6 BỐ CỤC LUẬN ÁN 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG 6

1.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỊNH MỨC 6

1.1.1 Khái niệm định mức 6

1.1.2 Khái niệm định mức năng lượng 8

1.1.3 Lợi ích của định mức năng lượng trong quản lý 9

1.2 QUY TRÌNH XÂY DỰNG MỨC NĂNG LƯỢNG 13

1.2.1 Bước 1: Chuẩn bị 14

1.2.2 Bước 2: Thực hiện định mức năng lượng 14

1.2.3 Bước 3: Đánh giá thực trạng sử dụng năng lượng tại đơn vị so với định mức 15

1.3 CÁC HƯỚNG TIẾP CẬN XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG 17

1.4 XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG THEO HƯỚNG TIẾP CẬN BẰNG XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN 20

1.4.1 Phương pháp bình phương cực tiểu (OLS) 23

1.4.2 Phương pháp phân tích biên ngẫu nhiên (SFA) 25

1.4.3 Phương pháp phân tích đường bao (DEA) 25

1.4.4 Phương pháp Xử lý yếu tố tự do Hull (FDH) 27

1.4.5 So sánh các phương pháp tính định mức theo hướng xây dựng đường chuẩn 27

1.5 CÁC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐƯỜNG BAO (Data Envelopment Analysis – DEA) 29

1.5.1 Quá trình phát triển của phương pháp phân tích đường bao 29

1.5.2 Một số ứng dụng của phương pháp phân tích đường bao trong xây dựng định mức năng lượng 30

TÓM TẮT CHƯƠNG 1 35

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐƯỜNG BAO TRONG XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG 37

2.1 XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐƯỜNG BAO 37

2.1.1 Nguyên tắc xây dựng định mức bằng phương pháp phân tích đường bao 37

2.1.2 Tính giá trị định mức bằng phương pháp phân tích đường bao [74] 41

2.2 CÁC MÔ HÌNH GIẢI BÀI TOÁN XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐƯỜNG BAO 45

2.2.1 Mô hình CCR[74] 45

2.2.2 Mô hình BCC 52

2.2.3 So sánh mô hình CCR và mô hình BCC 55

2.2.4 Đánh giá các đề xuất cải tiến từ hai mô hình CCR và BCC 57

2.3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH BÀI TOÁN TÍNH TOÁN GIÁ TRỊ CẢI TIẾN THEO ĐIỀU KIỆN ĐỊNH HƯỚNG YẾU TỐ CẢI TIẾN 58

2.3.1 Bài toán cải tiến cho mô hình CCR 59

2.3.2 Bài toán cải tiến cho mô hình BCC 61

2.4 MỘT SỐ LƯU Ý KHI XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐƯỜNG BAO 63

2.4.1 Mức độ ảnh hưởng của quy mô sản xuất đến hiệu quả sử dụng năng lượng 63

2.4.2 Mục tiêu xây dựng định mức năng lượng theo định hướng đầu vào hay định hướng đầu ra 63

2.4.3 Lựa chọn số lượng biến cho mô hình tính toán định mức năng lượng 63

2.4.4 Thử nghiệm với nhiều mô hình 64

TÓM TẮT CHƯƠNG 2 64

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG CHO CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THAN TẠI VIỆT NAM 66

3.1 LỰA CHỌN BIẾN XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THAN TẠI VIỆT NAM 66

3.1.1 Giới thiệu về đặc điểm nhà máy nhiệt điện than tại Việt Nam 66

3.1.2 Đặc thù tiêu hao năng lượng trong các nhà máy nhiệt điện than Việt Nam 68

3.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng năng lượng trong nhà máy nhiệt điện than Việt Nam 70

3.1.4 Xác định các biến sử dụng để xây dựng định mức năng lượng cho nhà máy nhiệt điện than Việt Nam 72

3.2 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU 75

3.2.1 Mẫu phiếu khảo sát 75

3.2.2 Khảo sát và tổng hợp dữ liệu thu thập 76

3.3 KIỂM ĐỊNH TÍNH TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC BIẾN ĐƯA VÀO TÍNH ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG CHO CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THAN VIỆT NAM 79

3.4 TÍNH TOÁN ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG CHO CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THAN VIỆT NAM 81

3.4.1 Tính định mức năng lượng theo mô hình CCR_Năm 2011 81

3.4.2 Tính định mức năng lượng nhà máy nhiệt điện than Việt Nam theo mô hình

BCC_Năm 2011 95

3.4.3 Tính định mức năng lượng nhà máy nhiệt điện than Việt Nam theo chuỗi số liệu_Năm 2005-2011 98

3.5 TÍNH TOÁN GIÁ TRỊ ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG ĐỀ XUẤT CẢI TIẾN CHO CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THAN VIỆT NAM 105

3.5.1 Tính toán giá trị định mức năng lượng đề xuất cải tiến cho các nhà máy nhiệt điện than Việt Nam_ Số liệu năm 2011 106

3.5.2 Tính toán giá trị định mức năng lượng đề xuất cải tiến cho các nhà máy nhiệt điện Than Việt Nam theo chuỗi số liệu năm 2005-2011 116

3.5.3 Phân tích các đề xuất cải tiến trong hai trường hợp tính toán với số liệu một năm 2011 và chuỗi số liệu 2005-2011 120

3.6 TÍNH TOÁN ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG CHO CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THAN VIỆT NAM TRONG ĐIỀU KIỆN CÓ SỰ THAM GIA CỦA MỘT SỐ NHÀ MÁY TRÊN THẾ GIỚI 122

TÓM TẮT CHƯƠNG 3 130

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 132

4.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 132

4.1.1 Lý thuyết 132

4.1.2 Áp dụng thực tế 133

4.2 BÀN LUẬN 135

KẾT LUẬN 138

TÀI LIỆU THAM KHẢO 139

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 145

PHỤ LỤC 146

MỤC LỤC HÌNH MINH HỌA

Hình 1 1: Định mức năng lượng 9

Hình 1 2: Danh sách xếp hạng 10 công cụ quản lý được ưa dùng [25] 10

Hình 1 3: Nhãn chứng nhận tiết kiệm năng lượng Energy Star 11

Hình 1 4: Tổng hợp các lợi ích khi thực hiện định mức năng lượng 13

Hình 1 5: Các bước chính trong xây dựng định định mức năng lượng 13

Hình 1 6: Sơ đồ quy trình xây dựng định mức năng lượng 16

Hình 1 7: Các hướng xây dựng định mức năng lượng 17

Hình 1 8: Ví dụ định mức năng lượng lò hơi theo hướng phân tích điểm chuẩn quy trình 18

Hình 1 9: Trang dữ liệu đầu vào của mô hình Energy Star định chuẩn NL cho tòa nhà tại Mỹ 21

Hình 1 10: Xếp hạng các nhà máy xi măng tại Canada 22

Hình 1 11: Xác định định mức năng lượng theo hướng xây dựng đường chuẩn 23

Hình 1 12: Sơ đồ quy trình thực hiện định mức bằng phương pháp bình phương cực tiểu 24

Hình 1 13: Đường định mức theo phương pháp phân tích đường bao 26

Hình 1 14: Đường định mức theo phương pháp FDH 27

Hình 1 15: Sự tăng trưởng các nghiên cứu ứng dụng phương pháp DEA 34

Hình 2 1 Đường đồng lượng trong sản xuất 37

Hình 2 2 Đường định mức theo phương pháp phân tích đường bao 38

Hình 2 3 Quá trình thay đổi đường định mức trong phương pháp DEA 39

Hình 2 4 Xây dựng định mức cho 9 nhà máy dệt 43

Hình 2 5 Ví dụ dạng đường định mức theo mô hình CCR 46

Hình 2 6 Ví dụ đường định mức theo mô hình BCC 53

Hình 2 7 Kiến nghị cải tiến hướng tâm 57

Hình 2 8 Kiến nghị cải tiến theo định hướng yếu tố đầu vào 58

Hình 3 1 Sơ đồ thiết bị nhà máy nhiệt điện 66

Hình 3 2 Sơ đồ dòng năng lượng chính trong nhà máy nhiệt điện than 69

Hình 3 3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng năng lượng trong NMNĐ than 73

Hình 3 4 Mô hình nghiên cứu xây dựng định mức năng lượng NMNĐ than 74

Hình 3 5 Sản lượng của các nhà máy nhiệt điện trong các năm 2005-2011 77

Hình 3 6 Tỷ lệ phát điện của các nhà máy nhiệt điện than năm 2011 78

Hình 3 7 Lượng than tiêu thụ tại các nhà máy nhiệt điện than từ năm 2005-2011 78 Hình 3 8 Lượng dầu tiêu thụ tại các nhà máy nhiệt điện than từ năm 2005-2011 79

Hình 3 9 Kết quả tính định mức năng lượng NMNĐ Than Việt Nam 2011 85

Hình 3 10 Kết quả tính định mức năng lượng NMNĐ Than Việt Nam 2011_Trường hợp 1 87 Hình 3 11 So sánh chỉ số hiệu quả tổng hợp Trường hợp cơ sở và Trường hợp 1 88

Hình 3 12 Kết quả tính chỉ số hiệu quả tổng hợp NMNĐ Than Việt Nam

2011_Trường hợp 2 89

Hình 3 13 So sánh chỉ số hiệu quả tổng hợp Trường hợp cơ sở và Trường hợp 2 90 Hình 3 14 Kết quả tính chỉ số hiệu quả tổng hợp NMNĐ Than Việt Nam 2011_Trường hợp 3 91

Hình 3 15 So sánh chỉ số hiệu quả tổng hợp Trường hợp cơ sở và Trường hợp 3 92 Hình 3 16 So sánh chỉ số hiệu quả tổng hợp Trường hợp cơ sở và 3 trường hợp xem xét 93

Hình 3 17 So sánh giá trịnh định mức năng lượng theo CCR và theo BCC 97

Hình 3 18 Lượng nhiệt lượng tiêu thụ tại các NMNĐ than_2005-2011 99

Hình 3 19 Sản lượng điện các NMNĐ than_2005-2011 99

Hình 3 20 Tỷ lệ số mẫu được khảo sát trong các năm 99

Hình 3 21 Giá trị tính định mức năng lượng_NMNĐ Formosa 102

Hình 3 22 Kết quả chỉ số hiệu quả tổng thể trong các năm 2005-2011 của nhóm 4 nhà máy cũ 103

Hình 3 23 Giá trị chỉ số hiệu quả tổng thể trong các năm 2005-2011 của nhóm 4 nhà máy mới 103

Hình 3 24 Kết quả tính định mức năng lượng theo mô hình CCR và CCR cải tiến_ _Năm 2011 108

Hình 3 25 Tiềm năng cải tiến từ kiến nghị tính định mức năng lượng_CCR 120

Hình 3 26 Kết quả tính định mức năng lượng NMNĐ than Thế giới và Việt Nam 126

Hình 3 27 Tỷ lệ cải tiến tại NMNĐ Việt Nam trong hai trường hợp tính định mức năng lượng điều kiện so sánh với Thế Giới và so sánh chỉ trong Việt Nam 129

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1 1: So sánh các hướng định chuẩn năng lượng 20

Bảng 1 2 So sánh các phương pháp xây dựng định mức theo hướng xây dựng đường chuẩn 28

Bảng 2 1 Giá trị đầu vào và đầu ra cho 9 nhà máy dệt 43

Bảng 2 2 Thông số đầu vào và đầu ra của 12 đơn vị 44

Bảng 2 3 Kết quả tính toán định mức của các đơn vị 44

Bảng 2 4 So sánh kết quả tính toán bằng trọng số cố định và biến đổi 45

Bảng 2 5 Mối quan hệ tương ứng giữa mô hình tuyến tính và mô hình đối ngẫu [74] 48

Bảng 2 6 Mối quan hệ tương ứng giữa mô hình BCC ban đầu và mô hình đối ngẫu 54 Bảng 3 1 Các thông số cần thu thập để tính toán định mức năng lượng cho NMNĐ than 75

Bảng 3 2 Danh sách các nhà máy tiến hành khảo sát 77

Bảng 3 3 Số liệu khảo sát nhà máy Uông Bí 1 trong các năm 2005-2011 80

Bảng 3 4 Kết quả tính toán hồi quy 81

Bảng 3 5 Kết quả đánh giá mức quan hệ của các biến độc lập 81

Bảng 3 6 Kết quả đánh giá mức quan hệ của các biến phụ thuộc 81

Bảng 3 7 Bảng số liệu đầu vào tính toán định mức năng lượng nhà máy nhiệt điện than năm 2011 83

Bảng 3 8 Kết quả tính định mức năng lượng nhà máy nhiệt điện than năm 2011 84

Bảng 3 9 Kết quả tính định mức năng lượng NMNĐ than năm 2011_Trường hợp 1 86 Bảng 3 10 So sánh chỉ số hiệu quả tổng hợp Trường hợp cơ sở và Trường hợp 1 88

Bảng 3 11 Kết quả tính chỉ số hiệu quả tổng hợp NMNĐ than năm 2011_Trường hợp 2 89

Bảng 3 12 So sánh chỉ số hiệu quả tổng hợp Trường hợp cơ sở và Trường hợp 2 90

Bảng 3 13 Kết quả tính chỉ số hiệu quả tổng hợp NMNĐ than năm 2011_Trường hợp 3 91

Bảng 3 14 So sánh chỉ số hiệu quả tổng hợp Trường hợp cơ sở và Trường hợp 3 92

Bảng 3 15 Tổng hợp kết quả so sánh chỉ số hiệu quả tổng hợp 93

Bảng 3 16 Giá trị định mức năng lượng của các NMNĐ than Việt Nam theo CCR 94

Bảng 3 17 Giá trị tính định mức năng lượng của các NMNĐ than Việt Nam theo BCC 96

Bảng 3 18 Giá trị tính chỉ số hiệu quả tổng hợp các NMNĐ than Việt Nam 2005_2011 theo CCR 101

Bảng 3 19 Kết quả tính chỉ số hiệu quả tổng hợp các NMNĐ than Việt Nam 2005_2011 theo BCC 105

Bảng 3 20 Bảng yêu cầu trong cải tiến tại các nhà máy nhiệt điện than Việt Nam 106

Bảng 3 21 Giá trị tính toán theo mô hình cải tiến trong các NMNĐ than Việt Nam_ năm 2011 107

Bảng 3 22 Kết quả tính định mức năng lượng theo mô hình CCR và CCR cải

tiến_Năm 2011 108Bảng 3 23 Các trọng số tham khảo từ mô hình cải tiến NMĐ than _Năm 2011 109Bảng 3 24 Nhiệt lượng than và dầu đề xuất cải tiến tại các nhà máy nhiệt điện than Việt Nam_số liệu tính toán năm 2011 111Bảng 3 25 Số liệu đầu vào tính toán kiểm tra các đề xuất cải tiến NMNĐ than Việt Nam_Năm 2011 112Bảng 3 26 Kết quả tính định mức năng lượng_CCR NMNĐ Than với số liệu cải tiến_Năm 2011 113Bảng 3 27 Tổng hợp giá trị nhiệt lượng cần cải tiến tại NMNĐ than _Năm 2011 114Bảng 3 28 Giá trị định mức năng lượng cải tiến tại các NMNĐ than Việt Nam

_Năm 2011 115Bảng 3 29 Thứ tự các NMNĐ than có hiệu sử dụng năng lượng tốt nhất ở Việt

Nam _Năm 2011 116Bảng 3 30 Giá trị định mức năng lượng theo mô hình cải tiến _Năm 2005-2011 117Bảng 3 31 Tập tham khảo cho các NMNĐ than năm 2011 với kết quả tính toán

định mức năng lượng theo chuỗi số liệu _Năm 2005-2011 118Bảng 3 32 Giá trị nhiệt lượng than và dầu đề xuất cải tiến tại NMNĐ than năm

2011 theo kết quả tính định mức năng lượng_Năm 2005-2011 119Bảng 3 33 So sánh giá trị nhiệt lượng than và dầu đề xuất cải tiến 120Bảng 3 34 Kết quả tính định mức năng lượng cho 12 NMNĐ than Việt Nam 122Bảng 3 35 Số liệu các NMNĐ than Thế giới và Việt Nam tham gia xây dựng định mức năng lượng 124Bảng 3 36 Kết quả tính định mức năng lượng NMNĐ than Thế giới và Việt Nam 125Bảng 3 37 So sánh kết quả tính định mức năng lượng NMNĐ than Việt Nam trong điều kiện tính cùng NMNĐ Thế giới và điều kiện tính riêng Việt Nam 127Bảng 3 38 Kết quả tính định mức năng lượng theo CCR cải tiến NMNĐ than Việt Nam trong điều kiện tính cùng NMNĐ Thế giới 128Bảng 3 39 Giá trị cần cải tiến của các NMNĐ than Việt nam trong trường hợp so sánh với Thế Giới 129Bảng 4.1 Tổng hợp kết quả các trường hợp tính định mức năng lượng NMNĐ Than Việt Nam 134Bảng 4.2 Thứ tự các NMNĐ có chỉ số hiệu quả tổng hợp trong sử dụng NL tốt nhất

ở Viêt Nam 134Bảng 4 2 Bài toán tính định mức năng lượng và tính đề xuất cải tiến cho NMNĐ than Việt Nam 136

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

1 AEMAS Hệ thống quản lý năng lượng ASEAN

2 ANSI Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (American National

Standards Institute)

3 BCC Mô hình bài toán tính định mức theo quy mô do ba nhà bác học

Banker - Charner – Cooper xây dựng

4 CCR Mô hình bài toán tính định mức không theo quy mô do ba nhà

bác học Charnes – Cooper – Rhodes xây dựng

5 CDM Cơ chế phát triển sạch (Clean Development Mechanism)

6 DEA Phương pháp phân tích đường bao_ data envelopment analysis

7 EPA Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ

8 EVN Tập đoàn Điện lực Việt Nam

9 GEF Quỹ môi trường toàn cầu

10 MSE Hệ thống quản lý năng lượng (Management System for Energy)

12 NMNĐ Nhà máy nhiệt điện

13 TEM Hệ thống quản lý năng lượng tổng thể (Total Energy

Management)

14 TK&HQ Tiết kiệm và hiệu quả

15 TKNL Tiết kiệm năng lượng

16 UNDP Chương trình Phát triển Liên Hiệp Quốc

17 WB Ngân hàng thế giới

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Năng lượng là hàng hóa có vị trí đặc biệt quan trọng trong đời sống xã hội, là yếu tố đầu vào cho mọi hoạt động sản xuất, là nhu cầu thiết yếu trong sinh hoạt đời sống của nhân dân, và cũng là yếu tố đảm bảo cho phát triển kinh tế – xã hội của mỗi quốc gia Mặc dù vậy, ở Việt Nam cũng như trên toàn thế giới, tình trạng thiếu hụt năng lượng vẫn đang xảy

ra Việc sử dụng không hiệu quả nguồn năng lượng không những làm tiêu tốn tài nguyên,

mà còn đưa đến các tác động tiêu cực về môi trường Sử dụng năng lượng luôn đi liền với phát thải chất khí gây hiệu ứng nhà kính, hỏng tầng ozon, gây ra sự nóng lên của trái đất,… Tác động của nó đã và đang gây ra những hậu quả hết sức nghiêm trọng đối với môi trường sống hiện nay Vấn đề sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả không còn là vấn

đề của một doanh nghiệp, của một đất nước mà nó đã trở thành vấn đề toàn cầu

Trên Thế giới các mô hình quản lý năng lượng hiệu quả đã được nghiên cứu, xây dựng và ứng dụng vào thực tế như: Mô hình quản lý năng lượng tổng thể_TEM (Total Energy Management), mô hình quản lý năng lượng theo ISO 50001, Hệ thống quản lý năng lượng MSE 2000 (Management System for Energy) Tuy nhiên để các mô hình quản

lý năng lượng phát huy hiệu quả thì một công việc không thể thiếu được đó chính là cần phải xác định được các mức chuẩn trong sử dụng năng lượng phù hợp cho mỗi đơn vị, giúp các đơn vị có được định hướng trong cải tạo và quản lý sử dụng năng lượng Giá trị năng lượng chuẩn được xác định như vậy được gọi là định mức năng lượng (Thuật ngữ được sử dụng theo tiếng Anh là Energy Benchmark)

Định mức năng lượng sau khi được xây dựng sẽ đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng: Giúp các đơn vị sử dụng năng lượng có được định hướng trong quản lý năng lượng; giúp cơ quan quản lý nhà nước xác định tiềm năng tiết kiệm năng lượng trong từng đơn vị, từng ngành là cơ sở để xây dựng các mục tiêu, chính sách quản lý nhà nước về sử dụng năng lượng

Trên Thế giới hiện nay, các phương pháp xây dựng định mức năng lượng là khá đa dạng Tuy nhiên, khi tiến hành xây dựng định mức năng lượng lại không thể sử dụng rập khuôn một phương pháp nào cả Vì mỗi phương pháp thực hiện cần phải được xây dựng trên cơ sở đặc thù sử dụng năng lượng của từng ngành, từng Quốc gia thì mới có thể phản ánh đúng và phù hợp được với thực tế việc sử dụng năng lượng tại đó Ở Việt Nam, việc xây dựng định mức năng lượng theo hướng xác định tiềm năng và hỗ trợ cải tiến sử dụng năng lượng đang còn là một vấn đề rất mới, hầu như chưa có các nghiên cứu chi tiết nào

Do đó việc lựa chọn phương pháp xây dựng định mức năng lượng nào? Thực hiện ra sao trong điều kiện ngành công nghiệp Việt Nam hiện nay đang là những câu hỏi cần có lời giải

Việt Nam trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế, gia tăng nhu cầu năng lượng thì vấn đề thiếu hụt năng lượng đã trở nên nghiêm trọng, nó đang

là rào cản cho sự phát triển kinh tế xã hội của Việt Nam Công nghệ lạc hậu, ý thức sử dụng năng lượng chưa cao đang là những nguyên nhân gây lãng phí năng lượng tại Việt Nam [2] Nhận thức được tầm quan trọng của năng lượng cho sự phát triển bền vững, Việt Nam cũng đã quan tâm và có những hành động thiết thực nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, giảm phát thải Với sự giúp đỡ của các tổ chức Quốc tế (UNDP, WB,GEF) các chương trình Tiết kiệm năng lượng Thương mại_CEEP; Chương trình sử dụng năng lượng tiết kiệm trong doanh nghiệp nhỏ và vừa_Pecsme; Chương trình chiếu sáng hiệu suất cao;… đã được thực hiện thành công trong giai đoạn từ năm 2000 đến năm 2010 Và đặc biệt chương trình mục tiêu Quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đang được thực hiện một cách mạnh mẽ, với những kết quả toàn diện từ nâng cao nhận thức trong sử dụng tiết kiệm năng lượng đến việc xây dựng hành lang pháp lý cho quản lý sử dụng năng lượng Tiêu biểu là luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã chính thức được Quốc hội thông qua và có hiệu lực từ ngày 1/1/2011[5]

Từ nhu cầu thực tiễn cần đưa các hoạt động sử dụng năng lượng ở Việt Nam ngày càng hiệu quả và tiết kiệm thì việc nghiên cứu phương pháp xây dựng các định mức năng lượng tại Việt Nam là hết sức cần thiết Đặc biệt là xây dựng định mức cho các ngành công nghiệp, với lượng năng lượng sử dụng chiếm 48% tổng năng lượng tiêu thụ của Việt Nam[1]

Xây dựng định mức năng lượng theo hướng đánh giá hiệu quả và định hướng cải tiến trong sử dụng năng lượng cũng đang là xu hướng ở các nước trên Thế giới, đặc biệt là tại các nước có nền công nghiệp phát triển như Mỹ, Nhật và các nước Châu Âu Ngoài ra một

số nước đang phát triển như Thái Lan, Trung Quốc, Ấn Độ,… cũng đang rất tích cực trong việc thực hiện xây dựng định mức năng lượng cho các ngành Công cụ quản lý bằng định mức năng lượng đã trở thành một tiêu chí để đánh giá về mức độ quan tâm và thực hiện quản lý năng lượng tại các nước Theo kết quả báo cáo về hiệu quả sử dụng năng lượng trong ngành công nghiệp tại các nước thuộc khối APEC tháng 4 năm 2010, thì hiện tại Việt Nam đang là một trong những nước còn thiếu các công cụ quản lý trong sử dụng năng lượng Mà cụ thể là Việt Nam chưa xây dựng được các định mức phục vụ cho công tác quản lý sử dụng năng lượng, trong khi nhiều nước trong khối APEC đã áp dụng và đạt được những thành công với công cụ quản lý bằng định mức năng lượng [15]

Với tính cấp thiết của việc cần nghiên cứu phương pháp xây dựng định mức năng lượng phù hợp cho điều kiện Việt Nam, Tác giả đã lựa chọn đề tài nghiên cứu của mình là

“Nghiên cứu xây dựng định mức năng lượng bằng phương pháp phân tích đường

bao_Áp dụng cho nhà máy nhiệt điện than tại Việt Nam”

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Mục tiêu khoa học:

(1) Nghiên cứu và đề xuất phương pháp xây dựng định mức năng lượng đảm

bảo cơ sở khoa học và tính khả thi trong điều kiện Việt Nam - Áp dụng phù hợp tính định mức năng lượng cho các nhà máy nhiệt điện than Việt Nam

Định mức năng lượng được xây dựng là cơ sở đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng cũng như xác định tiềm năng, định hướng cải tiến nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các nhà máy.

Mục tiêu nghiên cứu thực hiện:

(2) Xây dựng định mức năng lượng phù hợp cho các nhà máy nhiệt điện than

Việt Nam

(3) Đánh giá tiềm năng tiết kiệm năng lượng và cơ hội cải tiến nâng cao hiệu

quả sử dụng năng lượng tại các nhà máy nhiệt điện than Việt Nam

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu:

Luận án nghiên cứu phương pháp xây dựng định mức năng lượng phù hợp trong điều kiện Việt Nam, áp dụng cho đối tượng cụ thể là các nhà máy nhiệt điện than Việt Nam (Bao gồm 12 nhà máy được nghiên cứu)

Ngoài ra để có những đánh giá, so sánh nhà máy nhiệt điện Than Việt Nam với Thế giới, Luận án cũng tiến hành nghiên cứu một số nhà máy nhiệt điện than của: Indonesia, Trung Quốc, Ấn Độ

Phạm vi nghiên cứu:

Luận án tiến hành nghiên cứu phương pháp xây dựng định mức năng lượng phục vụ cho việc đánh giá hiện trạng và định hướng cải tiến sử dụng năng lượng tại các đơn vị, trong điều kiện so sánh với các đơn vị trong ngành Luận án không xem xét đến khía cạnh xây dựng định mức năng lượng trong điều kiện từng đơn vị, phục vụ cho việc ban hành thành các quy định áp dụng trong quản lý sản xuất tại mỗi đơn vị đó

Phương pháp được đề xuất có phạm vi áp dụng phù hợp với điều kiện sử dụng năng lượng trong công nghiệp Việt Nam, và đặc biệt phù hợp xây dựng định mức cho các nhà máy nhiệt điện than

Số liệu phục vụ cho áp dụng tính toán mẫu được thu thập trong giai đoạn từ năm

2005 đến năm 2011, tại 12 nhà máy nhiệt điện than Việt Nam

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trong luận án sẽ sử dụng phương pháp thống kê, phân tích, so sánh để đánh giá các phương pháp xây dựng định mức đã và đang được thực hiện trên Thế Giới Từ đó thấy được ưu nhược điểm từng phương pháp và tìm kiếm phương pháp phù hợp trong điều kiện Việt Nam

Sử dụng phương pháp mô hình hóa, xây dựng bài tối ưu, thiết lập mục tiêu và các ràng buộc trong việc tính toán xây dựng định mức năng lượng Với phương pháp phân tích đường bao được nghiên cứu trong luận án, sẽ sử dụng hai mô hình là mô hình CCR và mô hình BCC để tính toán giá trị định mức năng lượng

Trong nghiên cứu luận án sử dụng phương pháp điều tra, khảo sát, lấy ý kiến chuyên gia trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cho tính toán định mức năng lượng

Trên cơ sở bài toán tối ưu đã được thiết lập, luận án sẽ sử dụng các công cụ phần mềm Microsoft Excel và Macros giải bài toán và tìm giá trị định mức năng lượng

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN

Ý nghĩa khoa học của luận án:

(1) Kết quả nghiên cứu của luận án giúp đưa ra một phương pháp mới trong việc xây dựng định mức năng lượng, đóng góp cho Khoa học quản lý năng lượng của Việt Nam một công cụ hữu ích phục vụ cho công tác quản lý và sử dụng hiệu quả năng lượng

(2) Luận án đề xuất được mô hình tính toán định mức năng lượng và tính toán các giá trị năng lượng cải tiến trong điều kiện áp dụng tại Việt Nam Đề xuất của luận án

có giá trị ứng dụng thực tiễn cao, phù hợp với xu thế trên Thế giới

Ý nghĩa thực tiễn của luận án:

(1) Đề xuất được mô hình CCR và BCC trong phương pháp phân tích đường bao để tính toán định mức năng lượng cho các nhà máy nhiệt điện Than Việt Nam Đề xuất được mô hình CCR cải tiến và BCC cải tiến giúp đưa ra các kiến nghị cải tiến phù hợp theo định hướng các biến ưu tiên

(2) Đối với nhà máy nhiệt điện than: Tính toán được định mức năng lượng cho 12 nhà máy nhiệt điện Than trong điều kiện so sánh tại Việt Nam và trong điều kiện so sánh với một số nhà máy nhiệt điện Than trên Thế giới

(3) Đối với cơ quan quản lý nhà nước: Có được công cụ xây dựng định mức năng lượng phục vụ công tác quản lý nhà nước theo Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm

và hiệu quả, và là cơ sở cho việc cấp chứng nhận về tiết kiệm năng lượng

(4) Đối với vấn đề hội nhập Quốc tế: Xây dựng định mức năng lượng giúp Việt Nam hoàn thiện hệ thống các công cụ quản lý nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, đồng thời đáp ứng các điều kiện đánh giá của các tổ chức Quốc tế về hệ thống quản

lý năng lượng của mỗi Quốc Gia

Chương 1 Giới thiệu tổng quan về định mức năng lượng: Trình bầy các nội dung cơ

bản về định mức năng lượng, các ứng dụng của định mức trong quản lý sử dụng năng lượng Các phương pháp và bước thực hiện định mức năng lượng

Chương 2 Trình bầy chi tiết về phương pháp xây dựng định mức bằng phân tích

đường bao, với các mô hình tính toán CCR và BCC Ngoài ra chương 2 cũng tổng hợp và

đưa ra các lưu ý khi sử dụng phương pháp phân tích đường bao cho xây dựng định mức

năng lượng

Chương 3 Trên cơ sở các nghiên cứu trong chương 1 và chương 2, chương 3 luận

án trình bầy kết quả xây dựng định mức năng lượng cho các nhà máy nhiệt điện than Việt

Nam Nội dung bao gồm từ khảo sát, tổng hợp số liệu, phân tích và tính toán định mức

năng lượng Đưa ra các kết quả tính định mức năng lượng cho từng nhà máy nhiệt điện

than, đồng thời đề xuất các giá trị cải tiến cần thiết cho từng nhà máy nhiệt điện than Việt

Nam

Chương 4 Bàn luận về các kết quả đạt được trong nghiên cứu, cũng như các đưa ra

các đề xuất kiến nghị từ kết quả nghiên cứu

Kết luận: Tổng kết các kết quả đã thực hiện được của luận án, các định hướng cho

các nghiên cứu phát triển phương pháp phân tích đường bao trong lĩnh vực năng lượng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG

1.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỊNH MỨC

1.1.1 Khái niệm định mức

Định mức không phải là cái gì đó xa lạ mà nó hết sức gần gũi, và được hình thành ngay trong cuộc sống hàng ngày Những ý niệm đầu tiên về định mức được hình thành từ rất sớm, khi con người bắt đầu biết đặt ra những câu hỏi tại sao và làm thế nào công việc người khác lại có năng suất cao hơn công việc của mình? Làm thế nào để có thể tìm hiểu

và học hỏi những kinh nghiệm thành công của người khác? Hay như làm thế nào để có thể kiểm tra và đánh giá thường xuyên công việc của mình? Khi đó các nhà quản lý đã nghiên cứu, phân tích và định ra một mức để so sánh việc sử dụng các yếu tố trong quá trình sản xuất Giá trị mức dùng để so sánh như vậy được gọi là định mức

Như vậy việc xây dựng định mức là nhằm định ra một mức sử dụng các yếu tố đầu vào để tạo ra một số lượng sản phẩm đầu ra nhất định Định mức được xây dựng thường có hai mục đích: Một là phục vụ cho việc giám sát và quản lý; Hai là phục vụ cho việc đánh giá hiện trạng và định hướng cải tiến Do đó với từng mục đích khác nhau trong quản lý

mà giá trị định mức sẽ được xây dựng cho phù hợp, việc xây dựng định mức cũng được chia thành hai dạng:

- Dạng thứ nhất: Xây dựng định mức phục vụ cho việc giám sát và quản lý vận hành Theo dạng này thì định mức sẽ được xây dựng trên cơ sở phân tích

các thiết bị, phân tích các đặc điểm thực tế trong vận hành, trên cơ sở đó tính toán và ban hành giá trị định mức Định mức lúc này trở thành một giá trị để giám sát việc vận hành trong đơn vị Kết quả quản lý vận hành trong quá trình sản xuất sẽ thể hiện trên cơ sở kết quả thực tế so với định mức Giá trị định mức trong trường hợp này thường mang tính nội bộ của từng đơn vị, hoặc cũng có thể của một ngành với điều kiện công nghệ, điều kiện sản xuất tại các đơn vị trong ngành là gần như tương tự nhau

- Dạng thứ hai: Xây dựng dịnh mức phục vụ việc đánh giá hiện trạng và định hướng cải tiến Định mức xây dựng theo dạng này sẽ tiến hành so sánh việc sử

dụng các yếu tố đầu vào tại các đơn vị, sau đó phân tích các nhân tố ảnh hưởng

và tính toán định mức sử dụng các yếu tố đầu vào phù hợp mà từng đơn vị có thể đạt được Định mức trong trường hợp này chính là giá trị tốt nhất mà mỗi đơn vị

có thể đạt được trong điều kiện của mình Trên cơ sở đó, mỗi đơn vị sẽ tự so sánh thực tế việc sử dụng các yếu tố đầu vào hiện tại của mình với định mức, đánh giá kết quả thực hiện và đồng thời xây dựng được định hướng cải tiến phù hợp Theo

xu thế này, định mức xây dựng sẽ đưa ra các chỉ số mà từ đó thúc đẩy quá trình cải tiến trong sản xuất diễn ra một cách liên tục

Xây dựng định mức theo dạng thứ nhất có ưu điểm là dễ thực hiện, phục vụ tốt cho công tác giám sát và quản lý vận hành Tuy nhiên định mức theo dạng này thường mang tính nội bộ, khả năng so sánh mở rộng ít Một đơn vị khi đạt được định mức theo dạng này

cũng chưa chắc đã là đơn vị quản lý vận hành tốt nhất, chưa chắc đơn vị đó đã tận dụng hết được tiềm lực của mình Do đó định mức trong trường hợp này không thể đánh giá được tiềm lực thực sự của đơn vị, cũng như xác định được cơ hội và định hướng cải tiến phù hợp Mà trong điều kiện hiện nay, yêu cầu trong quản lý luôn đòi hỏi phải tìm tòi cái tốt hơn, khai thác được nhiều hơn tiềm năng của mỗi đơn vị Vì vậy xu hướng xây dựng định mức theo dạng thứ nhất đang ngày càng ít được ưa dùng và thay vào đó là xu thế xây dựng định mức theo dạng thứ hai [28]

Thực hiện xây dựng định mức theo dạng thứ hai, định mức phục vụ việc đánh giá và định hướng cải tiến hiện nay đang rất được quan tâm nghiên cứu và phát triển, nó đang được ứng dụng nhiều tại các nước phát triển Hầu hết các nghiên cứu về xây dựng định mức năng lượng hiện nay đều thực hiện theo dạng này Mặc dù việc tính toán xây dựng định mức theo dạng thứ 2 là phức tạp khá phức tạp, nhưng kết quả tính toán lại rất có ý nghĩa trong việc quản lý, đánh giá hiện trạng và xác định tiềm năng trong cải tiến nâng cao hiệu quả sản xuất Định mức năng lượng được xây dựng sẽ giúp các đơn vị tự nhìn nhận được thực trạng sản xuất của đơn vị mình so với các đơn vị khác Từ đó tìm ra các cơ hội học hỏi trong quản lý vận hành, trong cải tạo kỹ thuật, xác định được tiềm năng và mức độ cải tiến nâng cao hiệu quả sản xuất một cách phù hợp nhất cho đơn vị mình

Để phù hợp với xu thế phát triển và hội nhập, đáp ứng nhu cầu thực tế tại Việt Nam, trong luận án tác giả sẽ chỉ đi sâu nghiên cứu về các phương pháp xây dựng định mức theo dạng thứ hai Và từ đây thuật ngữ định mức được sử dụng trong luận án là nói đến định mức xây dựng theo hướng phục vụ việc đánh giá và định hướng cải tiến

Trước thập niên 70, những ứng dụng về định mức khá lộn xộn, không được phát triển rộng rãi, và chưa được coi là công cụ quản lý tiến bộ Chỉ đến khi việc xây dựng định mức đã giúp hãng Xerox_Mỹ thoát khỏi khủng hoảng, phát triển mạnh mẽ thì khi đó các tổ chức mới bắt đầu có cài nhìn đúng đắn hơn về định mức Và với những gì Xerox đã làm được trong hơn 30 năm qua, là minh chứng cho thấy hiệu quả của công tác định mức trong quản lý

Sau thập niên 70 việc thực hiện so sánh và xây dựng định mức chuẩn phục vụ nâng cao hiệu quản lý sản xuất, nâng cao hiệu quả kinh doanh trở thành một trào lưu Đặc biệt trong ngành công nghiệp, khi ngành công nghiệp trở nên lớn mạnh và có tổ chức hơn, để

có thể thu được lợi nhuận yêu cầu các doanh nghiệp phải có các sản phẩm tốt, được sản xuất nhanh và hiệu quả hơn Lúc này trên thị trường xuất hiện sự cạnh tranh gay gắt giữa các đơn vị cùng ngành, ai cũng mong muốn vươn lên dẫn đầu Để đạt được mục đích đó, các tổ chức phải không ngừng cải tiến trang thiết bị, máy móc, cách thức vận hành và quản

lý, học hỏi những ý tưởng, phương pháp tốt nhất của các đối thủ cạnh tranh và ứng dụng cho đơn vị mình Các cố gắng, nỗ lực không ngừng trong học hỏi và đổi mới đó đã đưa công cụ định mức chuẩn so sánh ngày càng được phổ biến và hoàn thiện

Qua các sự phát triển của từng thời kỳ và qua việc ứng dụng định mức trong các lĩnh vực khác nhau mà có nhiều quan điểm định nghĩa về định mức, một số các quan điểm có thể kể ra như sau:

Quan điểm Thứ nhất, được hình thành từ thời kỳ đầu tiên Quan điểm này cho rằng

định mức chỉ là quá trình so sánh dữ liệu trong các tổ chức khác nhau Nghĩa là định mức chỉ bao gồm việc so sánh và đánh giá mức độ sử dụng hiệu quả các yếu tố đầu vào để sản xuất ra sản phẩm đầu ra của các tổ chức, và không quan tâm tới việc đề xuất cải tiến của các tổ chức tham gia thực hiện định chuẩn

Quan điểm Thứ hai, Quan điểm này cho rằng định mức là một quá trình được thực

hiện liên tục, không phải là thực hiện một lần duy nhất, có thể áp dụng cho sản phẩm, dịch

vụ và quy trình sản xuất, nhằm mục đích tạo lợi thế cạnh tranh với các đối thủ hoặc với tổ chức dẫn đầu trong ngành Quan điểm này đã cho thấy để cạnh tranh với các đối thủ khác, đơn vị phải biết rõ điểm mạnh và điểm yếu của chính mình bằng việc so sánh với các đối thủ cạnh tranh, và nhìn nhận được mức hiệu quả của đơn vị mình so với hiệu quả cao nhất hiện tại

Quan điểm Thứ ba, (quan điểm của Roger Milliken) Roger Milliken đưa ra một định

nghĩa hết sức thú vị về định mức: “Đánh cắp mà không phải xấu hổ- stealing shamelessly”[74] Trong quan điểm của mình Roger Milliken cho rằng, quy trình tốt nhất trong ngành tại một đơn vị sẽ được các đơn vị khác lựa chọn và áp dụng, việc áp dụng này nhận được sự đồng ý của các đơn vị khác cùng tham gia vào quá trình thực hiện định mức Khi đó định mức mang ý nghĩa nghiên cứu, so sánh và tìm ra những đối tượng đã có sự thành công để học hỏi

Ngoài ra, qua những những ấn phẩm đã được phát hành cũng đưa ra những định nghĩa khác nhau về định mức, Tiến sĩ Robert Camp định nghĩa trong cuốn sách về định mức của mình “Định mức là việc nghiên cứu tìm phương pháp tốt nhất giúp hoạt động của mình đạt hiệu quả cao hơn” [69] Việc áp dụng những kiến thức học hỏi được sẽ làm cơ sở

để xây dựng chiến lược hoạt động nhằm theo kịp và vượt lên trên những đối thủ cạnh tranh đang ở tốp đầu trong ngành Trong cuốn Benchmarking book, Michael Spendolini định nghĩa lại định mức như sau: “Định mức là một quá trình có hệ thống và liên tục, đánh giá sản phẩm, dịch vụ và các quá trình của một tổ chức đã được xác nhận là đại diện cho những phương thức làm việc tốt nhất nhằm mục đích cải tiến doanh nghiệp mình”[55] Qua đây có thể thấy cách nhìn nhận về định mức qua các thời kỳ, cho từng đối tượng khác nhau là khá phong phú và đa dạng Có những quan điểm định nghĩa dựa trên kết quả cuối cùng và cũng có những quan điểm định nghĩa dựa vào quá trình thực hiện Như vậy tùy vào đối tượng tượng thực hiện định mức và mục tiêu thực hiện định mức, mà từ đó có thể đưa ra khái niệm về định mức cho phù hợp

1.1.2 Khái niệm định mức năng lượng

Trong khuôn khổ luận án, với mục đích nghiên cứu tìm ra một phương pháp định mức năng lượng trong công nghiệp bằng việc so sánh các đơn vị trong ngành, từ đó xây dựng được mức chuẩn sử dụng năng lượng cho từng đơn vị, giúp các đơn vị tự đánh giá hiệu quả hiện tại trong sử dụng năng lượng của đơn vị mình Qua đây các đơn vị xác định tiềm năng tiết kiệm năng lượng và tìm kiếm được các định hướng học hỏi trong cải tiến từ các đơn vị khác trong ngành

Ngoài ra định mức năng lượng được xây dựng còn nhằm giúp các cơ quan quản lý nhà nước có được bộ dữ liệu hỗ trợ việc quản lý sử dụng năng lượng trong công nghiệp theo Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, giúp tạo căn cứ cho việc dán nhãn tiết kiệm năng lượng Trên cơ sở mục tiêu đó, khái niệm định mức năng lượng trong luận án có

thể được định nghĩa như sau:

Định mức năng lượng là một phương pháp đo lường và xác định cơ hội cải tiến trong sử dụng năng lượng của một đơn vị thông qua việc so sánh đơn vị đó với các đơn vị khác trong cùng lĩnh vực (cùng ngành) Định mức năng lượng được đề xuất chính là mức chuẩn so sánh

Hình 1 1: Định mức năng lượng

Định mức năng lượng sẽ được xây dựng trên cơ sở thu thập số liệu các yếu tố đầu vào về năng lượng (than, dầu, khí,…) và các yếu tố ảnh hưởng đến sử dụng năng lượng tại các đơn vị (năm vận hành, chế độ bảo trì, bảo dưỡng, công nghệ sử dụng…), từ đó thực hiện quá trình phân tích, so sánh, đánh giá mức độ sử dụng các yếu tố đầu vào để tạo ra sản phẩm đầu ra của một đơn vị với các đơn vị khác trong cùng ngành Trên cơ sở kết quả so sánh và phân tích sẽ tìm ra được đơn vị tốt nhất trong ngành, xác định được mức chuẩn tiêu hao năng lượng phù hợp Kết quả định mức năng lượng giúp mỗi đơn vị tự đánh giá được thực tế sử dụng năng lượng tại đơn vị mình so với các đơn vị tốt nhất Kết quả tính toán cũng đưa ra được tiềm năng tiết kiệm năng lượng của mỗi đơn vị, và mỗi đơn vị cũng

sẽ có những tập tham khảo phù hợp để cải tiến và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng tại đơn vị mình [74][65]

1.1.3 Lợi ích của định mức năng lượng trong quản lý

Định mức là xu thế tiến bộ

Khi mà các mô hình quản lý như: Quản lý chất lượng tổng thể (Total Quality

Management), Tiêu chuẩn quản lý ISO (the Quality Management Standard ISO9000)…

bộc lộ nhược điểm khi chưa đưa ra được những phương án cải tiến khi doanh nghiệp gặp vấn đề trong sử dụng năng lượng, không đưa ra được các khuyến cáo, các định hướng trong sản xuất… Khi đó định mức năng lượng được xem là công cụ giải quyết các vấn đề này Công cụ định mức đang ngày càng khẳng định được tính ưu việt trong việc hỗ trợ các đơn vị trong cải tiến và phát triển, xu thế sử dụng định mức trong công nghiệp đang ngày càng trở nên phổ biến

Kết quả tổng kết xu hướng sử dụng các công cụ quản lý tại các đơn vị trên Thế Giới

từ năm 1993 đến năm 2009 của Bain & Company, đã cho thấy từ đầu thế kỷ 21 định mức

đã phát triển và khẳng định vị thế trở thành công cụ quản lý được ứng dụng phổ biến nhất Bảng tổng kết 10 công cụ quản lý đang được sử dụng nhiều nhất trong Hình 1 2 cho thấy

vị trí đứng đầu của công cụ định mức

Hình 1 2: Danh sách xếp hạng 10 công cụ quản lý được ưa dùng [28]

Định mức trở thành công cụ ưa thích số một, là do khi mức độ cạnh tranh ngày càng khốc liệt, nền kinh tế xảy ra suy thoái, các doanh nghiệp phải khẳng định và tìm kiếm hướng cải tiến cho mình một cách tích cực hơn Ngoài việc tập trung cho các đề xuất phát triển và đổi mới, định mức còn là công cụ mạnh và nhanh nhất trong việc tìm kiếm, đề xuất được các giải pháp tối ưu cho từng hoạt động thực tế tại đơn vị bằng cách so sánh và học hỏi các đơn vị khác trong ngành

Định mức năng lượng giúp rút ngắn quá trình cải tiến trong sử dụng năng lượng

Định mức năng lượng được coi như là một con đường tắt để cải tiến nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong đơn vị Một thực tế là khi doanh nghiệp muốn cải tiến cần:

Trong khi đó nếu sử dụng định mức năng lượng: Lựa chọn phương pháp và quy trình tốt nhất hiện có đã được sử dụng tại đơn vị khác trong ngành, áp dụng và cải tiến cho đơn

vị mình Khi đó cơ hội thành công sẽ cao hơn rất nhiều, bởi các phương án này đã được chứng minh bằng thực tế Định mức năng lượng sẽ so sánh hiệu quả sử dụng năng lượng giữa các đơn vị và dễ dàng nhìn nhận được các điểm yếu của mình, cũng như học hỏi được các kinh nghiệm của người đi trước, tránh được các rủi ro có thể có và vì thế rút ngắn quá trình cải tiến

Định mức năng lượng giúp xác định được mục tiêu tiết kiệm năng lượng phù hợp

Trong sản xuất công nghiệp, các đơn vị luôn đưa ra các mục tiêu phấn đấu để giảm năng lượng tiêu thụ, giảm phát thải CO2 Nhưng thường có rất ít căn cứ để đề xuất mục tiêu phù hợp, các mục tiêu được đưa ra một cách tùy ý đôi khi là quá cao, rất khó có thể thực hiện được nhưng cũng có khi lại quá thấp chưa tận dụng hết được tiềm năng Vì thế định mức năng lượng còn là công cụ giúp các đơn vị xác định được mục tiêu tiết kiệm năng lượng, giảm phát thải CO2 một cách phù hợp thông qua những gì mà các đơn vị khác trong ngành đã làm được

Định mức năng lượng giúp tạo động lực cho cải tiến

Định mức năng lượng sẽ đưa ra mức chuẩn cho từng đơn vị, và sẽ là một động lực lớn để các đơn vị thực hiện cải tiến Vì nếu một đơn vị không thể đạt được mức chuẩn tương đương hoặc tốt hơn các đối thủ trong ngành thì sẽ không có sức cạnh tranh, nguy cơ

bị loại ra khỏi thị trường là rất cao

Một ví dụ điển hình là việc xây dựng quy chế trong hoạt động phân phối điện ở Châu

Âu Trước những năm 90 của thập kỷ 20, tại Châu Âu phân phối điện thường là một ngành độc quyền, các doanh nghiệp này động lực cho cải tiến, giảm chi phí, nâng cao chất lượng

là hầu như không có Tuy nhiên những năm 90 sau khi Na Uy xây dựng định mức cho hệ thống phân phối điện và đã tạo ra động lực cải tiến mạnh mẽ cho các công ty phân phối điện tại Na Uy Và đến năm 2000 thì hầu hết các nước Châu Âu đã sử dụng định mức để tạo động lực cho cải tiến hiệu quả của hệ thống phân phối điện

Định mức năng lượng là điều kiện để

đạt được các chứng nhận về quản lý

Hiện nay các đơn vị muốn được

các tổ chức chứng nhận, trao giải

thưởng về quản lý sử dụng năng lượng

thì điều kiện bắt buộc là doanh nghiệp

này phải thực hiện và đạt chuẩn định

mức năng lượng Ví dụ Tổ chức Energy

Star của Mỹ sẽ chứng nhận và dán nhãn

tiết kiệm năng lượng cho các tòa nhà,

thiết bị tiêu thụ năng lượng khi tòa nhà,

thiết bị đó tham gia thực hiện xây dựng

Hình 1 3: Nhãn chứng nhận tiết kiệm năng lượng

Energy Star

định mức và đạt chuẩn định mức tiêu hao năng lượng

Trong luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả của Việt Nam cũng quy định các sản phẩm, đơn vị sử dụng năng lượng phải tham gia thực hiện định mức và đạt được mức chuẩn tiêu thụ năng lượng thì mới được dán nhãn tiết kiệm năng lượng

Định mức năng lượng giúp xây dựng nên mạng lưới liên kết cùng lĩnh vực

Mặc dù đây thường không phải là mục đích chính để thực hiện định mức, nhưng nó cũng là một hệ quả tích cực của việc thực hiện định mức Việc thực hiện định mức giúp liên kết những đơn vị, cá nhân, tổ chức hoạt động trong cùng lĩnh vực lại với nhau, từ đó

có thể trao đổi và học hỏi kinh nghiệm lẫn nhau Ví dụ như các thành viên tham gia các diễn đàn, web, tham gia vào các hiệp hội ngành…

Định mức năng lượng là công cụ quản lý liên tục

Tại nhiều nước, việc ứng dụng công cụ định mức trong quản lý năng lượng đã được

áp dụng và đang đem lại hiệu quả rất tích cực Sự kết hợp giữa công cụ định mức năng lượng với các hệ thống quản lý như: MSE 2000-Hệ thống quản lý năng lượng của Mỹ do

tổ chức ANSI phát triển; TEM-Hệ thống quản lý năng lượng tổng thể - phát triển tại Nhật Bản; AEMAS-Hệ thống quản lý năng lượng ASEAN; ISO 50001-Hệ thống quản lý năng lượng theo chuẩn quốc tế - tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO đang phát triển… đưa lại cho doanh nghiệp các giải pháp tiết kiệm năng lượng toàn diện và bền vững Khoa học phát triển ngày một hiện đại và tinh vi hơn, vì thế các chỉ số định mức về sử dụng năng lượng liên tục thay đổi và ngày một tốt hơn Thông qua việc xây dựng định mức năng lượng, các đơn vị cũng liên tục được cập nhật thông tin và giải pháp để học hỏi kinh nghiệm và đưa ra các biện pháp cải tiến liên tục

Hội đồng năng lượng Thế giới, hàng năm cũng liên tục cập nhật về hiệu quả sử dụng năng lượng và xây dựng các mức chuẩn về sử dụng năng lượng, đánh giá phát thải CO2 của 82 Quốc gia và vùng lãnh thổ Những số liệu này là cơ sở quan trọng để mỗi Quốc gia, mỗi đơn vị trong Quốc gia đó có được thông tin trong cải tiến sử dụng năng lượng Tuy nhiên, trong danh sách các Quốc gia này chưa có Việt Nam, vì ở Việt Nam hiện nay việc xây dựng định mức còn nhiều hạn chế, chưa được quan tâm đúng mức [42]

Định mức năng lượng giúp tìm kiếm những kinh nghiệm thực tế phù hợp

Những nguồn tài liệu về những kinh nghiệm thực tiễn tốt nhất đã được công

bố khi tham gia thực hiện định mức năng lượng là một tài liệu rất có giá trị Trên cơ sở đó các đơn vị có thể lựa chọn, phát triển và hoàn thiện các giải pháp tiết kiệm năng lượng để ứng dụng cho đơn vị mình

Hình 1 4: Tổng hợp các lợi ích khi thực hiện định mức năng lượng

1.2 QUY TRÌNH XÂY DỰNG MỨC NĂNG LƯỢNG

Trong quá trình thực hiện định mức năng lượng tùy từng điều kiện cụ thể, tùy từng phương pháp lựa chọn mà quy trình xây dựng cũng sẽ khác nhau Không thể áp dụng cứng nhắc trong từng bước thực hiện, từng nhiệm vụ mà cần phải cân nhắc và xem xét một cách linh hoạt Đôi khi cũng cần có những điều chỉnh để phù hợp trong từng tình huống cụ thể, theo từng quy mô và phương pháp thực hiện định mức Tuy nhiên dù ở quy mô nào, dù theo điều kiện nào thì quá trình thực hiện cũng cần phải đảm bảo ba bước chính: Chuẩn bị

- Thực hiện - Đánh giá

Hình 1 5: Các bước chính trong xây dựng định định mức năng lượng

Trong bước chuẩn bị đầu tiên sẽ đưa ra những đề xuất để xác định mục tiêu, thời gian, các thành phần tham gia vào dự án thực hiện định mức Tiếp đó trong bước thứ 2, sẽ lựa chọn các đối tác tham gia vào thực hiện định mức năng lượng và tiến hành thu thập dữ liệu, phân tích và viết báo cáo Bước cuối cùng của quá trình thực hiện định mức năng lượng là các đơn vị tham gia sẽ nhận được các kết quả đánh giá, từ đó nhìn nhận lại việc sử dụng năng lượng tại đơn vị mình để lựa chọn phương án cải tiến, tìm kiếm được đơn vị tham khảo để giúp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng

1.2.1 Bước 1: Chuẩn bị

Mục tiêu của bước chuẩn bị là đưa ra các căn cứ thuyết phục cho việc thực hiện dự

án định mức năng lượng Bước 1 bao gồm: Sự cần thiết của dự án, các đề xuất thực hiện, các nguồn lực cần thiết, các đối tác tham gia dự án Chi tiết của bước chuẩn bị như sau:

Chứng minh sự cần thiết phải thực hiện định mức năng lượng

Giống như các dự án khác, để thực hiện dự án định chuẩn năng lượng thì điều đầu tiên là phải thuyết phục được người ra quyết định thấy được sự cần thiết của dự án, thấy được vai trò của công cụ định mức năng lượng trong việc quản lý và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng Công việc này có thể được tiến hành bằng một cuộc điều tra đánh giá hiện trạng sử dụng năng lượng, chỉ ra những điểm sử dụng năng lượng chưa hợp lý, và giải thích ưu điểm của định mức trong việc khắc phục những điểm chưa hợp lý này tại đơn vị Ngoài ra cũng có thể thông qua kết quả thành công từ các dự án định mức đã thực hiện để làm cơ sở thuyết phục người ra quyết định

Xây dựng đề xuất

Đề xuất một kế hoạch thực hiện dự án, bao gồm: Phạm vi nghiên cứu, các lý do nghiên cứu và mục tiêu cần đạt được

Lựa chọn các đối tác tham gia tiềm năng

Một vấn đề quan trọng trong bất kỳ nghiên cứu định mức nào đó là việc tìm kiếm được các đối tác cùng tham gia xây dựng định chuẩn Công việc này đòi hỏi phải có những nghiên cứu kỹ lưỡng, để xác định được các đối tác tham gia phù hợp

Việc tìm kiếm các đối tác tham gia dự án đôi khi là hết sức khó khăn, vì trên quan điểm cạnh tranh để cho phép và sẵn sàng chia sẻ các dữ liệu năng lượng để thực hiện định mức năng lượng là không đơn giản Vì thế, khi xác định các đối tác cùng tham gia dự án cũng cần phải xác định được cách thức chia sẻ dữ liệu, có thể thông qua một tổ chức trung gian độc lập như các hiệp hội, các cơ quan quản lý nhà nước hay qua một đơn vị tư vấn

Xác định nguồn lực

Để mời các đối tác tham gia nghiên cứu thì việc hoạch định một chiến lược rõ ràng là một điều rất hữu ích và cần thiết Các nguồn lực cần thiết phải có bao gồm: Nhân lực và tài chính, ngoài ra cũng còn có các yêu cầu khác như chuyên gia và ban cố vấn…

trực tiếp, qua khảo sát thực tế, qua internet, nhóm thực hiện sẽ kết hợp cùng các đơn vị tham gia để thu thập và hoàn thiện bộ dữ liệu

Để kết quả định mức năng lượng có giá trị thì các số liệu thu thập cần có độ chính xác và thống nhất Vì thế trong quá trình khảo sát, song song với việc nhận các thông tin từ các đơn vị cung cấp, nhóm khảo sát cũng cần có những kiểm chứng cần thiết để xác nhận

độ minh bạch của số liệu và bổ sung các số liệu còn thiếu

Phân tích và viết báo cáo

Sau khi có được các số liệu cần thiết, sẽ tiến hành phân tích số liệu đã thu thập Việc phân tích để tính toán chuẩn năng lượng có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau (xây dựng đường hồi quy, xác định suất tiêu hao,…) tùy từng điều kiện cụ thể của dự án

Công việc cuối cùng của bước 2 là trên cơ sở kết quả phân tích, tính toán viết báo cáo kết quả tính chuẩn năng lượng và gửi báo cáo về cho các đơn vị tham gia Báo cáo sẽ chỉ ra các đơn vị đạt chuẩn và các đơn vị không đạt chuẩn, đồng thời trong báo cáo cũng cần đưa ra các khuyến nghị cần thiết trong cải tiến cho từng đơn vị tham gia thực hiện định chuẩn Báo cáo sẽ là căn cứ để các đơn vị có hướng cải tiến việc sử dụng năng lượng tại đơn vị mình

1.2.3 Bước 3: Đánh giá thực trạng sử dụng năng lượng tại đơn vị so với định mức

Từ những kết quả phân tích trong báo cáo, các đơn vị tham gia sẽ thấy được thực trạng sử dụng năng lượng của đơn vị mình so với định mức về tiêu hao năng lượng, mức

độ đạt hiệu quả sử dụng năng lượng đứng thứ bao nhiêu trong ngành Từ đây mỗi đơn vị sẽ xác định được tiềm năng tiết kiệm năng lượng và hướng cải tiến

Thông qua các kinh nghiệm trong thực hiện tiết kiệm năng lượng của các đơn vị khác trong ngành, mỗi đơn vị sẽ học hỏi được những giải pháp kỹ thuật, giải pháp quản lý phù hợp để áp dụng cho đơn vị mình

Sự thành công và hiệu quả mang lại từ việc thực hiện định mức năng lượng sẽ tạo động lực để các đơn vị tiếp tục tham gia vào quá trình xây dựng định mức năng lượng cho ngành Quá trình diễn ra một cách liên tục và ngày một hoàn thiện hơn, điều đó giúp hoạt động sử dụng năng lượng tại mỗi đơn vị không ngừng được cải thiện Các đơn vị tham gia

sẽ luôn có những động lực trong việc tìm kiếm và phát triển công nghệ mới nhằm hướng tới vị trí dẫn đầu ngành

Thiết kế mẫu/ tiến hành thu thập dữ liệu

Làm rõ các nghi vấn

Xử lý dữ liệu

Xác nhận lại

Phân tích, tính toán định mức

Viết báo cáo

Làm việc với các đối tác tham gia

Thu thập và phân tích số liệu và tính định mức NL

So sánh và đề xuất cải tiến

sử dụng NL

1.3 CÁC HƯỚNG TIẾP CẬN XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG

Thực hiện xây dựng định mức năng lượng là một quá trình so sánh các hoạt động tiêu thụ năng lượng của đơn vị với một bộ tham chiếu, vì thế công việc chủ yếu ở đây chính là làm thế nào xây dựng được bộ tham chiếu phù hợp, thỏa mãn được đồng thời tất cả các đơn vị tham gia thực hiện định mức năng lượng Có nhiều quan điểm và cách thức xây dựng định mức năng lượng khác nhau, nhưng nói chung về cơ bản thì hiện tại có ba hướng chính tiếp cận để xây dựng định mức: Phân tích kỹ thuật; Xây dựng điểm chuẩn theo quy trình; Xây dựng đường biên

Việc lựa chọn thực hiện định mức năng lượng theo hướng nào ngoài lý do về quan điểm của các nhân, của tổ chức thì còn có các yếu tố như: Số lượng các đơn vị tham gia thực hiện định mức; Mục đích xây dựng định mức năng lượng; Đó là cơ sở để đưa ra lựa chọn hướng tiếp cận định mức cho phù hợp

Hình 1 7: Các hướng xây dựng định mức năng lượng

Định mức năng lượng theo hướng phân tích kỹ thuật: Đây là hướng tiếp cận xây dựng

chuẩn bằng cách phân tích đặc điểm kỹ thuật của thiết bị và từ đó xác định các đặc điểm tiêu thụ năng lượng, lượng năng lượng tiêu hao và đưa ra giá trị định mức năng lượng Việc xây dựng định mức theo hướng này dựa trên các phân tích kỹ thuật của thiết kế, các điều kiện vận hành lý thuyết của thiết bị, vì thế các yếu tố tác động bên ngoài trong sản xuất, những sai lệch giữa thiết kế và thực tế không được tính đến

Ví dụ để xây dựng định mức năng lượng cho một động cơ trong sản xuất, người ta sẽ tiến hành phân tích các yếu tố: Hiệu suất thiết kế của động cơ, cosφ, các đặc tính tải Từ đây tiến hành tính toán ra lượng điện năng tiêu thụ của động cơ và đề xuất giá trị định mức Theo cách tính toán này thì các yếu tố bên ngoài như: Chất lượng điện năng, môi trường hoạt động,

số năm vận hành… đã được bỏ qua Tương tự khi xây dựng định mức cho một quá trình sản xuất thì quá trình tính toán cũng thực hiện thông qua việc phân tích các thông số của từng thiết bị, từng điều kiện vận hành Và từ đó tính toán, xác định định mức năng lượng cho quá trình sản xuất

Khi sử dụng phương pháp phân tích kỹ thuật để xây dựng định mức, số lượng các tính toán, phân tích nhiều thiết bị, nhiều yếu nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả xuất không thể tính hết được Do đó định mức xây dựng bằng phương pháp này thường có nhiều sai số, có thể quá cao hoặc quá thấp Đây cũng chính là nhược điểm lớn nhất khi xây dựng định mức năng lượng theo hướng tiếp cận này

Tuy nhiên khi thực hiện định mức năng lượng cho các đối tượng mà số lượng mẫu là rất

ít hoặc duy nhất, thiếu các đơn vị để so sánh, thì chỉ có phương pháp tiếp cận theo hướng phân tích kỹ thuật là khả thi nhất Khi thực hiện xây dựng định mức năng lượng theo hướng này thì phương pháp được sử dụng chủ yếu là xây dựng các mô phỏng Người ta sẽ tiến hành

mô phỏng lại quá trình sản xuất với các đầu vào và đầu ra theo yêu cầu, trên cơ sở đó tính toán năng lượng tiêu thụ cho từng công đoạn của quá trình sản xuất, định mức năng lượng sẽ được thiết lập cho từng công đoạn và cho toàn nhà máy Mặc dù mức năng lượng được đề xuất có thể chưa phù hợp trong thực tế nhưng nó vẫn là tiêu chí quan trọng để đơn vị tiến hành so sánh và có hướng trong quá trình quản lý sử dụng năng lượng

Định mức năng lượng theo hướng xây dựng điểm chuẩn quy trình: Hướng tiếp cận này

được thực hiện bằng cách xây dựng định mức theo từng quy trình từng công đoạn cụ thể, các công đoạn hay quy trình này không nhất thiết là trong một ngành, trong một lĩnh vực, nó có thể được sử dụng trong những đơn vị sản xuất rất khác nhau Định mức năng lượng sau khi được xây dựng sẽ là mức năng lượng chuẩn tiêu hao cho một quy trình hay một công đoạn cụ thể, mà không nhất thiết phải xem xét xem quy trình hay công đoạn đó được sử dụng ở đâu và

sử dụng cho mục đích gì

Ví dụ, xây dựng định

mức năng lượng cho lò hơi

công nghiệp thì trong hướng

tiếp cận theo điểm chuẩn quy

trình sẽ chỉ quan tâm đến

công đoạn và quy trình sản

xuất hơi Không quan tâm

đến lò hơi đó phục vụ cho

nhà máy nào: Nhà máy nhiệt

điện, nhà máy giấy, nhà máy

sản xuất cao su hay là bất cứ

phụ tải hơi nào khác Các

thông số tiêu thụ năng lượng

của lò hơi tại từng nhà máy

khác nhau sẽ được thu thập

và đưa vào để tính toán định mức năng lượng Định mức năng lượng sau khi tính toán sẽ được

áp dụng cho toàn bộ các lò hơi, không phân biệt lò hơi đó thuộc nhà máy nào, ngành nào

Việc xây dựng định mức năng lượng theo hướng này chỉ quan tâm đến tiêu thụ năng lượng tại mỗi quy trình hay công đoạn cần xây dựng, không quan tâm quy trình, công đoạn đó thuộc ngành nào, ở đâu, phục vụ sản xuất sản phẩm gì Vì thế định mức được xây dựng theo phương pháp này thường có giá trị rất tốt, nó giúp các đơn vị có thể đưa ra được cải tiến mang tính đột phá về công nghệ mà không bị bó hẹp trong những cải tạo mang tính cục bộ của ngành Một nhà máy giấy hoàn toàn có thể học hỏi kinh nghiệm sản xuất hơi từ nhà một nhà máy điện, từ đó giúp nhà máy giấy trở thành đơn vị tiên phong trong ngành giấy, tạo được những lợi thế cạnh tranh giúp trở thành đơn vị đứng đầu ngành

Tuy nhiên do đối tượng nghiên cứu thuộc nhiều ngành, nhiều lĩnh vực nên khi tiến hành định mức năng lượng cũng sẽ gặp nhiều khó khăn, dữ liệu thu thập, tính phù hợp về công

Hình 1 8: Ví dụ định mức năng lượng lò hơi theo hướng phân tích

điểm chuẩn quy trình

nghệ và quy mô của từng ngành là khác nhau Đôi khi có những giải pháp phù hợp trong ngành này nhưng lại không phù hợp trong ngành khác Vì thế trong quá trình xây dựng và học hỏi cải tiến bằng định mức năng lượng theo hướng xây dựng điểm chuẩn quy trình, mỗi đơn

vị cần có những đánh giá tính phù hợp và điều kiện áp dụng của từng giải pháp cải tiến Xem các giải pháp cải tiến tiết kiệm năng lượng đưa ra có khả thi và công nghệ có phù hợp đối với ngành mình không Việc thực hiện các cải tiến từ những kiến nghị trong phương pháp này cũng tiềm ẩn nhiều rủi ro, bởi phương pháp cải tiến này đã được áp dụng thành công tại cùng công đoạn nhưng lại ở ngành khác, điều kiện khác, còn với điều kiện của đơn vị thì chưa có

sự kiểm chứng

Định mức năng lượng theo hướng xây dựng điểm chuẩn hiện nay thường được ứng dụng để xác định chuẩn cho các thiết bị, cho một quy trình cụ thể Nhằm xây dựng bộ dữ liệu tham khảo cho các đơn vị trong quá trình lựa chọn thiết bị, công nghệ để áp dụng tại đơn vị Hướng tiếp cận này ít được sử dụng khi muốn xây dựng định mức năng lượng cho các đơn vị trong một ngành

Định mức năng lượng theo hướng xây dựng đường chuẩn: Theo hướng này định mức

năng lượng sẽ được xác định bằng cách xây dựng một đường chuẩn thể hiện các giá trị mức tiêu hao năng lượng Phương pháp này sẽ tiến hành thu thập các thông số tiêu thụ năng lượng

và yếu tố ảnh hưởng đến tiêu thụ năng lượng của các đơn vị tham gia thực hiện định mức Sau

đó tiến hành xây dựng mối tương quan giữa các yếu tố đầu vào và đầu ra, từ đó đề xuất định mức năng lượng phù hợp cho từng đơn vị

Theo hướng tiếp cận này thì các đơn vị tham gia thực hiện định mức năng lượng bắt buộc phải có tính tương đồng, phải là các đơn vị trong cùng ngành, cùng lĩnh vực Khi đó việc

so sánh hiệu quả sử dụng năng lượng giữa các đơn vị mới có ý nghĩa và có tính thuyết phục Định mức năng lượng xây dựng theo hướng tiếp cận này sẽ giúp các đơn vị có được cái nhìn tổng quan về hiệu quả sử dụng năng lượng trong toàn ngành, và vị trí của đơn vị mình so với các đơn vị khác trong ngành Từ đó tìm kiếm được các cơ hội cải tạo nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong đơn vị

Định mức năng lượng theo hướng tiếp cận này được xây dựng theo điều kiện thực tế của các đơn vị trong ngành, nên giá trị định mức năng lượng đề xuất là khá phù hợp Các đơn

vị trong ngành hoàn toàn có thể cải tiến để đạt được định mức theo như đề xuất

Các học hỏi để cải tiến nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng theo hướng tiếp cận bằng xây dựng đường chuẩn có tính khả thi và ít rủi ro Bởi những cải tiến đó đã được ứng dụng thành công tại một đơn vị tương tự, khả năng thành công tại đơn vị cùng ngành là rất cao Tuy nhiên các học hỏi cải tiến theo hướng tiếp cận này thường bị bó hẹp và hạn chế theo ngành, các học hỏi đều chỉ theo đơn vị tốt nhất trong ngành, ít tính mở rộng và đột phá

Để đánh giá được ưu nhược điểm và tính phù hợp của từng hướng tiếp cận, Bảng 1 1 đưa ra kết quả so sánh các hướng tiếp cận xây dựng định mức năng lượng

Bảng 1 1: So sánh các hướng định chuẩn năng lượng

Hướng xây dựng định mức Phân tích kỹ

thuật

Xây dựng điểm chuẩn quy trình

Xây dựng đường chuẩn

hay quy trình

Các đơn vị trong cùng ngành

Phương pháp thực hiện Phân tích đặc

điểm kỹ thuật

So sánh từng công đoạn sản xuất

Cao Phù hợp theo điều

kiện ngành

đơn vị dị biệt

Thiết bị, quy trình, công đoạn

- Hướng tiếp cận phân tích kỹ thuật ứng dụng cho: Sản phẩm đơn lẻ, công nghệ dị biệt

- Hướng tiếp cận xây dựng điểm chuẩn quy trình ứng dụng cho: Thiết bị sử dụng năng lượng, từng công đoạn trong quá trình sản xuất

- Hướng xây dựng đường chuẩn ứng dụng cho: Các nhà máy, đơn vị sản xuất trong một ngành, các tòa nhà

1.4 XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC NĂNG LƯỢNG THEO HƯỚNG TIẾP CẬN BẰNG XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN

Như đã phân tích ở trên thì định mức năng lượng theo hướng tiếp cận bằng xây dựng đường chuẩn là khá phù hợp khi xây dựng định mức năng lượng cho ngành Theo hướng tiếp cận này thì định mức năng lượng được thực hiện dựa trên cơ sở điều kiện sản xuất, vận hành của ngành nên kết quả tính toán sẽ phù hợp và có tính thực tiễn cao hơn Giá trị định mức năng lượng được xây dựng là mục tiêu khả thi cho các đơn vị trong ngành hướng tới

Hướng tiếp cận bằng đường biên hiện nay cũng đang là hướng tiếp cận được sử dụng khá phổ biến trên Thế giới trong việc xây dựng định mức năng lượng trong ngành công nghiệp:

Tại Mỹ, năm 2006 tổ chức Ceres phối hợp với Hội đồng bảo vệ tài nguyên thiên nhiên

(NRDC), Public Service Enterprise Group (PSEG) và tập đoàn PG&E thực hiện nghiên cứu xây dựng định mức năng lượng cho 100 nhà máy sản xuất điện lớn nhất tại quốc gia này về mức độ phát thải các khí ô nhiễm môi trường Các loại chất gây ô nhiễm có trong khí thải được đo đạc tính toán bao gồm: S02, N0x, thủy ngân và C02 Tỷ lệ phát thải của từng chất phát thải được xác định bằng cách xây dựng đường biên mối tương quan giữa chất thải và sản lượng điện sản xuất

Ngoài ra, Chính phủ Mỹ

cũng đã xây dựng một chương

trình quốc tế để xác định chuẩn

năng lượng là Energy Star, đây là

một chuẩn về tiết kiệm năng

lượng được áp dụng đầu tiên trên

các sản phẩm điện máy tại Mỹ

Sau đó được các nước Úc,

Canada, Nhật và New Zealand,

Đài Loan và cuối cùng là châu

Tại Canada, Viện giấy và bột giấy Canada sử dụng phương pháp xây dựng định mức theo

định hướng đường chuẩn để tiến hành xác định chuẩn so sánh tiêu hao năng lượng cho ngành giấy Viện đã thu thập số liệu năng lượng và sản phẩm từ 51 nhà máy giấy trong 2 năm liên tục, trên cơ sở đó xây dựng đường biên hiệu quả và đưa ra được một bảng chỉ tiêu tiêu thụ năng lượng cho nhóm các sản phẩm giấy và bột Canada cũng đã tiến hành xây dựng định mức năng lượng cho ngành công nghiệp xi măng theo định hướng đường biên Thông qua số liệu tiêu thụ năng lượng và sản lượng tại 15 nhà máy xi măng Canada, tiến tính toán chỉ số hiệu quả sử dụng năng lượng từng nhà máy Kết quả tính toán sẽ được so sánh và xếp hạng, từ

đó xác định và đề xuất đường chuẩn tiêu hao năng lượng phù hợp cho Canada

Hình 1 9: Trang dữ liệu đầu vào của mô hình Energy Star định

chuẩn NL cho tòa nhà tại Mỹ

Hình 1 10: Xếp hạng các nhà máy xi măng tại Canada

Ngoài ra Văn Phòng Hiệu Quả Năng Lượng của quốc gia này cũng đã nghiên cứu và tiến hành định mức năng lượng theo hướng tiếp cận biên cho các ngành công nghiệp trọng điểm khác như: sản xuất xi măng Clinker, sản xuất bơ sữa, Dệt công nghệ ướt, khai thác mỏ, ngành công nghiệp thép, sản xuất phụ tùng ô tô…[22][58][59]

Tại Thái Lan, Bộ Năng lượng Thái Lan, Văn phòng chính sách và kế hoạch năng lượng Thái

Lan (EPPO) học tập phương pháp luận của Canada trong việc xây dựng định mức năng lượng theo hướng xây dựng đường chuẩn, và đã áp dụng thành công xây dựng định mức năng lượng cho ngành giấy và bột giấy

Tại Nhật Bản, là một trong những nước đi tiên phong trong việc xây dựng định mức năng

lượng, Nhật bản cũng lựa chọn hướng tiếp cận đường biên là phương pháp chủ yếu để định mức năng lượng cho các ngành công nghiệp, tòa nhà thương mại, các sản phẩm sử dụng năng lượng Nhật Bản đã tiến hành xây dựng định mức năng lượng cho các nhà máy điện sử dụng nguyên liệu hóa thạch, cho hệ thống phân phối điện,…

Ngoài ra hướng tiệp cận đường biên cũng được ứng dụng để xây dựng định mức năng lượng trong ngành công nghiệp tại các nước như: Anh, Chile, Đài Loan, Hy Lạp, Đan Mạch,

Ấn Độ,…

Như vậy với ba hướng tiếp cận để xây dựng định mức năng lượng thì hướng tiếp cận về xây dựng đường chuẩn không những là hướng tiếp cận phù hợp mà đây cũng là hướng tiếp cận đang sử dụng phổ biến trong việc xây dựng định mức năng lượng trên Thế Giới Đây cũng sẽ là hướng tiếp cận được tác giả lựa chọn để tiến hành xây dựng định mức năng lượng tại Việt Nam

Khi thực hiện định mức năng lượng theo hướng tiếp cận bằng xây dựng đường chuẩn thì hiện nay có hai cách xây dựng là mô hình phi tham số và mô hình tham số Mô hình tham số tập trung vào một số biến ưu tiên (các biến có ảnh hưởng trực tiếp đến dữ liệu tính toán Ví

dụ, như nhiên liệu đầu vào – điện năng đầu ra) được thiết lập từ tập dữ liệu Mô hình phi tham

số ít bị giới hạn bởi biến ưu tiên, nó có thể bao gồm tất cả các biến Các phương pháp định mức theo định hướng xây dựng đường chuẩn được trình bày trong sơ đồ sau:

Trong đó:

- OLS: Phương pháp bình phương cực tiểu (Ordinary Least Squares)

- SFA: Phương pháp phân tích biên ngẫu nhiên (Stochastic Frontier Analysis)

- DEA: Phương pháp phân tích đường bao (data envelopment analysis)

- FDH: Phương pháp xử lý yếu tố tự do Hull (Free Disposal Hull)

1.4.1 Phương pháp bình phương cực tiểu (OLS)

Phương pháp bình phương cực tiểu xây dựng định mức bằng cách xác định mối liên hệ giữa một đầu ra Y (gọi là biến phụ thuộc hay biến được giải thích) với các yếu tố đầu vào X (gọi là biến độc lập hay biến được giải thích) Mối quan hệ này thường được thể hiện theo một phương trình toán học [50]

𝑦𝑖 = 𝑓 𝑥𝑖; 𝛽 𝑇𝐸𝑖

yi :Sản lượng của đơn vị thứ i (i=1…l)

xi : Các đầu vào sản xuất của đơn vị thứ i

β: Các thông số công nghệ

TEi: Hiệu suất kỹ thuật (TEi ≤1)

Phương pháp này đề cập đến việc thiết lập một hàm hồi quy về chi phí hay về năng lượng sử dụng với sản lượng đầu ra bằng bình phương cực tiểu Sau đó trên cơ sở hàm hồi quy tính toán, phân tích và đưa ra quyết định đề xuất giá trị định mức phù hợp Kỹ thuật phân tích hồi quy được thực hiện theo bảy bước sau:

1 Nêu ra các giả thuyết về các mối quan hệ giữa các biến trong mô hình

2 Thiết lập các mô hình toán học để mô tả mối quan hệ giữa các biến

3 Thu thập số liệu: Để ước lượng các tham số của mô hình, cần phải thu thập một lượng

số liệu đủ lớn, giúp cho kết quả hồi quy có ý nghĩa

4 Ước lượng các tham số của mô hình nhằm nhận được số đo về mức ảnh hưởng của các yếu tố với các số liệu hiện có Các ước lượng này là các kiểm định thực nghiệm cho các lý thuyết kinh tế

Hình 1 11: Xác định định mức năng lượng theo hướng xây dựng đường chuẩn

5 Dựa trên lý thuyết kinh tế để phân tích đánh giá kết quả nhận được, xét xem các kết quả nhận được có phù hợp không Nếu chưa phù thì khi đó lặp lại bước một để tìm ra một mô hình đúng

6 Sử dụng mô hình hồi quy đã được chấp nhận ở bước 5 làm tiêu chuẩn để so sánh và đánh giá

7 Đưa ra quyết định về giá trị định mức phù hợp

Hình 1 12: Sơ đồ quy trình thực hiện định mức bằng phương pháp bình phương cực tiểu

Phương pháp bình phương cực tiểu hiện được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khi thực hiện định mức Phương pháp này được ứng dụng cho việc định mức chi phí cho các

hệ thống ngân hàng, định mức năng lượng cho các công ty cấp nước (OFWAT ở Anh với tiêu chuẩn OPEX và CAPEX), định mức năng lượng cho các tòa nhà (định mức năng lượng cho

hệ thống sưởi ấm và làm mát các tòa nhà ở NorthPort, Florida, USA)…

- Mẫu dữ liệu cần phải lớn và đáng tin cậy

Nêu ra giả thiết

Thu thập số liệu

Thiết lập mô hình toán học

Phân tích kết quả

Sử dụng mô hình hồi quy

để đánh giá hiệu qủa

Ra quyết định, đề xuất định

mức Ước lượng tham số

- Các kết quả hồi quy rất nhạy cảm với các dạng hàm Vì vậy cần phải lựa chọn dạng hàm chính xác Nếu lựa chọn không chính xác sẽ dẫn đến kết quả hàm lỗi và không giải thích đầy đủ về thông tin, từ đó đưa ra các kết luận biến sai lệch khác nhau tùy thuộc vào cách lập hàm hồi quy ban đầu

1.4.2 Phương pháp phân tích biên ngẫu nhiên (SFA)

Phân tích biên ngẫu nhiên thực hiện định mức bằng cách ước tính một đường biên hiệu quả tương tự như phương pháp bình phương cực tiểu Tuy nhiên trong phương pháp phân tích biên ngẫu nhiên có xét thêm các biến nhiễu Trong phương pháp bình phương cực tiểu chỉ xét đến những biến có ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm đầu ra, tuy nhiên trên thực tế một số yếu

tố ngẫu nhiên như: Thời tiết, suy thoái của nền kinh tế, chất lượng sản phẩm… cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất Khắc phục đặc điểm này thì trong phương pháp phân tích biên ngẫu nhiên sẽ đưa vào các biến ngẫu nhiên để xây dựng đường hồi quy và xác định đường biên hiệu quả Các biến như vậy gọi là biến nhiễu, khi đó hàm đặc trưng của SFA được biểu diễn như sau [54]:

𝑦𝑖 = 𝑓 𝑥𝑖; 𝛽 𝑇𝐸𝑖 exp⁡{𝑣𝑖} Trong đó: yi :Sản lượng của đơn vị thứ i (i=1…l)

xi : Các đầu vào trong sản xuất của đơn vị thứ i β: Các thông số công nghệ

TEi: Hiệu suất kỹ thuật (TEi ≤1) exp{vi}: Giá trị biểu thị các thay đổi của biến nhiễu

Ưu điểm: Giống như phương pháp bình phương cực tiểu, tuy nhiên phương pháp biên ngẫu

nhiên còn đánh giá được cả những ảnh hưởng từ các yếu tố ngẫu nhiên

Nhược điểm: Dạng hàm đa dạng và phức tạp, vì thế yêu cầu lựa chọn hàm phải được cân nhắc

và tính toán cẩn thận Khi tính toán cũng cần phải tách biệt được những tác động nào là do biến ngẫu nhiên, những tác động nào là do hiệu quả sản xuất của đơn vị Ngoài ra cũng như phương pháp bình phương cực tiểu, phương pháp biên ngẫu nhiên cũng cần một lượng mẫu quan sát lớn thì kết quả mới chính xác

1.4.3 Phương pháp phân tích đường bao (DEA)

Phương pháp phân tích đường bao là một cách tiếp cận phi tham số để xây dựng định mức trong sản xuất, được đề xuất bởi Farrell (Năm 1957) Phương pháp này sử dụng kiến thức về mô hình toán tuyến tính để so sánh mức độ hiệu quả trong vận hành của một tập các đơn vị (như các công ty, các nhà máy sản xuất, hoặc các hệ thống phân phối…) Để việc so sánh có ý nghĩa thì các đơn vị được điều tra cần phải có sự tương đồng ở một mức độ nhất định

Phương pháp phân tích đường bao xây dựng mối tương quan giữa các đầu ra và các đầu vào, mà không cần xác định dạng hàm cũng như không cần quan tâm đến đơn vị đo của các yếu tố đầu ra hay đầu vào được xem xét Kết quả tính toán từ phương pháp phân tích đường bao sẽ xây dựng một đường biên đánh giá mức độ sử dụng các yếu tố đầu vào để tạo ra các đầu ra tương ứng, trên cơ sở đó xác định được mức chuẩn cho các đơn vị tham gia vào quá trình tính toán định mức

Trên Hình 1 13 là ví dụ về kết quả tính toán định mức cho một quá trình sản xuất với một đầu vào và một đầu ra, mỗi điểm xác định trên hình tương ứng với một đơn vị tham gia vào quá trình xây dựng định mức Đường bao phía ngoài (đường số 1) chính là đường định mức, những đơn vị có kết quả xuất nằm trên đường bao này là những đơn vị đạt định mức Những đơn vị nằm phía trong đường bao là những đơn vị chưa đạt được định mức

Hình 1 13: Đường định mức theo phương pháp phân tích đường bao

Ưu điểm:

- Có thể áp dụng khi không xác định được dạng công nghệ hoặc dạng hàm sản xuất

- Có thể giải quyết các ràng buộc trong việc xác định dạng sản xuất và vô số các phương thức phân phối của phần dư

- Ước lượng biên sản xuất dựa trên kết quả hiện có sẽ cho ra một đường biên gần với thực tế hơn

- Có thể áp dụng ở cấp độ đơn vị sản xuất với nhiều đầu vào, nhiều đầu ra

- Sử dụng dữ liệu đầu vào là dữ liệu theo chuỗi thời gian, nghĩa là dữ liệu trong quá khứ đã được các đơn vị thống kê

- Có khả năng xác định các nguồn và mức không hiệu quả trong mỗi đầu vào và mỗi đầu ra cho mỗi đơn vị

- Có khả năng xác định tập các đơn vị đạt chuẩn và các đơn vị không đạt chuẩn

- Xác định các tập tham khảo để cải tiến cho các đơn vị chưa đạt chuẩn

1.4.4 Phương pháp Xử lý yếu tố tự do Hull (FDH)

Cũng giống như phương pháp phân tích đường bao, phương pháp xử lý yếu tố tự do cũng thực hiện định mức bằng việc so sánh chỉ số hiệu quả tương đối của các đơn vị tham gia vào quá trình tính toán định mức Tuy nhiên điểm khác biệt ở đây là phương pháp xử lý yếu

tố tự do cho phép tính toán bao gồm các yếu tố đầu vào sản xuất tự do, tức là với một mức đầu vào khác 0 thì vẫn có thể tạo ra mức đầu ra bằng 0 Nói cách khác, trong phương pháp phân tích đường bao thì chỉ xét trong trường hợp mà mọi sự thay đổi yếu tố đầu vào đều làm thay đổi sản lượng đầu ra tương ứng, trong phương pháp xử lý yếu tố tự do thì tính đến trường hợp có những yếu tố đầu vào thay đổi nhưng không làm thay đổi kết quả đầu ra [21]

Đường gấp khúc bậc thang trong Hình 1 14 (đường số 1) là đường định mức được xây dựng bằng phương pháp xử lý yếu tố tự do Các đơn vị nằm trên đường này là các đơn vị đạt được định mức, các đơn vị nằm phía trong đường này là các đơn vị chưa đạt được định mức theo phương pháp xử lý yếu tố tự do

Hình 1 14: Đường định mức theo phương pháp FDH

Ưu điểm: Cũng giống như phương pháp phân tích đường bao, tuy nhiên trong phương pháp

xử lý yếu tố tự do có xét đến yếu tố đầu vào mà trong đó sự thay đổi của các yếu tố này không

làm thay đổi kết quả đầu ra Số lượng các tham số được xem xét là đa dạng hơn

Nhược điểm: Do phương pháp xử lý yếu tố tự do xét đến các yếu tố mà tác động của nó không

ảnh hưởng đến đầu ra, do đó tập tham khảo đôi khi không phản ảnh hết được các ảnh hưởng của yếu tố sản xuất Tính toán phức tạp, thường chỉ ứng dụng khi xây dựng định mức cho các ngành dịch vụ

1.4.5 So sánh các phương pháp tính định mức theo hướng xây dựng đường chuẩn

Qua những nghiên cứu về các phương pháp xây dựng định mức theo hướng xác định đường chuẩn, nhận thấy mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm và điều kiện áp dụng khác nhau Tổng hợp các đặc điểm chính của bố phương pháp: Bình phương cực tiểu (OLS), phân tích biên ngẫu nhiên (SFA), phân tích đường bao (DEA) và xử lý yếu tố tự do (FDH) được đưa ra trong bảng tổng hợp sau:

Bảng 1 2 So sánh các phương pháp xây dựng định mức theo hướng xây dựng đường chuẩn

Phương pháp

tính định mức

Xây dựng hàm hồi quy

Xây dựng hàm hồi quy

Đường hiệu quả Đường hiệu quả

Dạng biến Xác định Ngẫu nhiên Xác định Tự do

Sự phụ thuộc

của kết quả

Nhạy cảm với dạng hàm

Nhạy cảm với dạng hàm

Không xác định hàm

Không xác định hàm

Tính toán Đơn giản Đơn giản Phức tạp Rất phức tạp Phương trình Tham số Tham số Phi tham số Phi tham số Đơn vị sản xuất Nhiều đầu vào,

dụng phù hợp

Tòa nhà, sản phẩm cụ thể

Thương mại, dịch vụ

Sản xuất công nghiệp, tòa nhà

Thương mại, dịch vụ

Như vậy, phương pháp bình phương cực tiểu và phương pháp biên ngẫu nhiên là hai phương pháp có cách thức tính toán đơn giản, xây dựng được mối tương quan giữa các yếu tố đầu vào và đầu ra Tuy nhiên có một yêu cầu hết sức quan trọng trong hai phương pháp này,

đó là số mẫu phải đủ lớn khi đó đường hồi quy được xây dựng mới có tính chính xác và khả thi Ngoài ra hai phương pháp này thường phù hợp cho việc xác định giá trị định mức tại các đơn vị mà quá trình sản xuất chỉ có một đầu ra, nếu với đơn vị có nhiều đầu vào và nhiều đầu

ra thì việc xây dựng hàm hồi quy là hết sức khó khăn Vì thế phương pháp bình phương cực tiểu và phương pháp biên ngẫu nhiên chủ yếu được dùng để xây dựng định mức cho các đối tượng mà số lượng mẫu tương đối nhiều như các tòa nhà hay các sản phẩm cụ thể Kết quả của hai phương pháp bình phương cực tiểu và phương pháp biên ngẫu nhiên cũng bị phụ thuộc rất nhiều vào dạng hàm, khó khăn khi tính định mức cho các đơn vị mà sự biến thiên của các yếu tố đầu vào, đầu ra là không tuyến tính, khó xác định dạng hàm

Trong phương pháp phân tích đường bao và phương pháp xử lý yếu tố tự do việc tính toán là khá phức tạp Tuy nhiên hai phương pháp này lại không đòi hỏi quá nhiều mẫu để đưa vào tính toán Do đó phương pháp phân tích đường bao và phương pháp xử lý yếu tố tự do phù hợp khi ứng dụng xây dựng định mức cho các đơn vị trong ngành công nghiệp nơi mà số lượng mẫu là không nhiều Ngoài ra hai phương pháp này còn có thể đáp ứng được khi tiến hành tính định mức cho các đơn vị mà quá trình sản xuất thường sử dụng nhiều đầu vào để sản xuất ra nhiều sản phẩm đầu ra Quá trình tính toán có thể đưa được các yếu tố gián tiếp liên quan đến hiệu suất sử dụng năng lượng vào mô hình để đánh giá, sự kết hợp giữa các yếu

tố trực tiếp là năng lượng và các yếu tố gián tiếp sẽ giúp việc định mức năng lượng được xây dựng phù hợp và chính xác hơn Do hai phương pháp này không cần xây dựng hàm, nên các

biến đưa vào mô hình tính toán không nhất thiết phải cùng đơn vị; điều đó giúp lựa chọn được các yếu tố đưa vào đánh giá được mở rộng và có tính đại diện cao hơn

Giữa hai phương pháp phân tích đường bao và phương pháp xử lý yếu tố tự do, thì phương pháp phân tích đường bao sẽ là phù hợp hơn trong việc xây dựng định mức năng lượng Khi chỉ xem xét đến hiệu quả sử dụng năng lượng thì mọi sự thay đổi yếu tố đầu vào đều làm ảnh hưởng đến hiệu suất sử dụng năng lượng, tác động đến kết quả đầu ra Gần như không có trường hợp nào mà đầu vào thay đổi lại không làm thay đổi hiệu quả sử dụng năng lượng trong sản xuất Do đó phương pháp xử lý tham số tự do ít phù hợp trong việc xây dựng định mức về năng lượng, phương pháp này thường được sử dụng phù hợp khi xây dựng định mức cho đối tượng thuộc nhóm dịch vụ

Trong luận án tác giả tập trung nghiên cứu và ứng dụng phương pháp phân tích đường bao (Data Envelopment Analysis - DEA) phục vụ cho việc tính toán định mức năng lượng - Áp dụng tính định mức năng lượng cho các nhà máy nhiệt điện than Việt Nam

1.5 CÁC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐƯỜNG BAO (Data Envelopment Analysis – DEA)

1.5.1 Quá trình phát triển của phương pháp phân tích đường bao

Trong giai đoạn đầu tiên, khi mới hình thành do việc xây dựng và giải các bài toán trong phương pháp phân tích đường bao là khá phức tạp vì thế phương pháp này chỉ được một số ít nhà khoa học quan tâm, chưa có những ứng dụng vào thực tiễn Cho đến năm 1978, Charnel, Cooper và Rhodes đã tạo ra bước đột phá khi đưa ra khái niệm “Phân tích đường bao” vào ứng dụng phổ biến, họ đã cùng nghiên cứu và đề xuất một mô hình giải bài toán với giả thiết tối thiểu hóa đầu vào để sản xuất ra một lượng sản phầm đầu ra cho trước, hoặc tối đa hóa đầu

ra với các yếu tố đầu vào cho trước Mô hình giải bài toán này được đặt tên theo chữ cái đầu

của ba nhà khoa học là mô hình CCR (Charnel, Cooper, Rhodes) Mô hình CCR được xây

dựng giúp việc tính toán giá định mức cho các đơn vị theo phương pháp phân tích đường bao được thuận lợi, tuy nhiên trong việc tính toán bằng mô hình CCR không xét đến tính quy mô của các đơn vị khi tham gia vào xây dựng định mức Do đó mô hình CCR là mô hình tính toán với giả thiết là hiệu quả sản xuất không thay đổi theo quy mô sản xuất (Constant Return

to Scale – CRS) Sau khi mô hình CCR được đề xuất thì từ đây phương pháp phân tích đường bao đã được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều trong thực tế như: Xây dựng định mức trong quản lý hệ thống ngân hàng, xây dựng định mức trong các trường đại học, xây dựng định mức cho hệ thống bệnh viện,…

Sau này, đến năm 1984 các nhà khoa học Banker, Charnes, Cooper còn đề cập tới một

số giả định khác và xây dựng thêm mô hình phân tích đường bao với giả thiết hiệu suất sản

xuất thay đổi theo quy mô (Variable Return to Scale - VRS) Và mô hình này cũng được đặt

tên theo chữ cái đầu tiên của ba nhà khoa học đã nghiên cứu và xây dựng: Mô hình BCC (Banker, Charnes, Cooper) Mô hình BCC khắc phục nhược điểm của mô hình CCR khi xây dựng định mức cho các đối tượng mà quá trình sản xuất ảnh hưởng nhiều bởi quy mô, mô hình BCC xác định định mức trong điều kiện xét đến tính quy mô của các đơn vị khi tham gia vào quá trình tính toán