đánh giá khả năng sử dụng năng lượng gió ở việt nam

Năng lượng là một trong những nhu cầu thiết yếu của con người và là một yếu tố đầu vào không thể thiếu được của hoạt sản xuất của nền kinh tế ngày càng hiện đại thì nhu cầu về năng lượn

ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ Ở VIỆT NAM

MỤC LỤC

LÒI NÓI ĐẦU - 2

I.NĂNG LƯỢNG GIÓ 1.khái niệm - 5

2.Sự hình thành - 5

3.Vật lý học về năng lượng gió -6

II.ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU Ở VIỆT NAM 1.Vị trí địa lý - 7

2.Đặc điểm gió ở VN -7

III.TỔNG QUAN 3-1.Tình hình năng lượng gió ở việt nam -9

3-2 Tiềm năng của năng lượng gió của nước ta -10

3-2.1.Các mặt lợi ích khi lắp đăt năng lượng gió -13

3-2.2.Các mắt hạn chế của năng lượng gió -16

3-3 Công suất - 16

3-3 Nguyên tắc hoạy động của hệ thống năng lượng gió -19

IV KẾT LUẬN 1.Những lợi ích về môi trường và xã hôi của điện gió -20

2.Năng lượng gió trong mối quan hệ với môi trường -21

2.1 Ưu điểm - 21

2.2.Nhược điểm - 22

3.Một số lựa chọnh cính sách của VN -22

4 Đề xuất một số khu vực xây dựng điện gió cho VN -23

5.Tóm lại - 24

Lơì nói đầu

Nhân loại đang bước vào thập niên đầu của thế kỷ XXI Thiếu

những mối đe dọa sự phát triển bền vững của ngôi nhà chung

vô hại đến môi trường thì nay người ta đã phải quan tâm đến những hậu quả nghiêm trọng là làm mất cân bằng sinh thái

Do vậy, việc khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng mới

năng lượng gió, năng lượng Mặt Trời là hướng đi quan trọng trong quy hoạch phát triển năng lượng, đảm bảo an ninh năng lượng cho mỗi quốc gia.

Năng lượng là một trong những nhu cầu thiết yếu của con người và là một yếu tố đầu vào không thể thiếu được của hoạt

sản xuất của nền kinh tế ngày càng hiện đại thì nhu cầu về năng lượng cũng ngày càng lớn, và việc thỏa mãn nhu cầu này thực sự là một thách thức đối với hầu hết mọi quốc gia Ở Việt Nam, sự khởi sắc của nền kinh tế từ sau Đổi Mới làm nhu cầu

về điện gia tăng đột biến trong khi năng lực cung ứng chưa phát triển kịp thời Nếu tiếp tục đà này, nguy cơ thiếu điện vẫn

sẽ còn là nỗi lo thường trực của ngành điện lực Việt Nam cũng như của các doanh nghiệp và người dân cả nước

Với giá dầu lên cao, xấp xỉ 140 đô la một thùng, năng lượng trở thành một vấn đề cấp bách cho mọi quốc gia, từ nước phát triển cho tới những nước đang phát triển Giá dầu lên kéo theo

giá các năng lượng khác như khí đốt, than cũng tăng Thêm vào

đó là vấn đề môi trường Than hay dầu khí thải nhiều hóa chất

ô nhiễm, làm nóng quả đất Điển hình 2 năm trước ngay tại Bắc Kinh ta có thấy rõ được ảnh hưởng của hóa chất thải đối môi trường sống của con người tại đây.

Năng lượng rẻ từ dầu khí đã đẩy mạnh cách mạng sản xuất của nhân loại trong trăm năm nay Nhưng nguồn năng lượng này đang có xu hướng giảm Theo ước tính, trữ lượng dầu sẽ hết trong 100 năm nữa Tìm nguồn năng lượng mới nhất là một nguồn năng lượng tái tạo đã trở thành một giấc mơ cần biến thành hiện thực, một nhu cầu, một bài toán cho nhân loại Trong các nguồn năng lượng tái tạo này, cho đến nay, chỉ có thủy điện là đáng kể Trong những nguồn còn lại: điện gió, điện mặt trời, trái đất, biomass cho đến nay tiềm năng lớn là năng lượng gió Nó được xem như dạng năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là nguồn năng lượng sạch, vô tận và là nguồn năng lượng thân thiện với môi trường Nội dung dưới

và quy hoạch năng lượng gió trên thế giới và ở Việt Nam Bên

I.Năng Lượng Gió

1.Khái niệm

- Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển Trái Đất Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời Sử dụng năng lượng gió là một trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất từ môi trường tự nhiên và đã được biết đến từ thời kỳ

2.Sự hình thành năng lượng gió

Bức xạ Mặt Trời chiếu xuống bề mặt Trái Đất không đồng đều làm cho bầu khí quyển, nước và không khí nóng không đều nhau Một nửa bề mặt củaTrái Đất, mặt ban đêm, bị che khuất không nhận được bức xạ của Mặt Trời vàthêm vào đó là bức xạ Mặt Trời ở các vùng gần xích đạo nhiều hơn là ở các cực, do đó có sự khác nhau về nhiệt độ và vì thế là khác nhau về áp suất mà không khí giữa xích đạo và 2 cực cũng như không khí giữa mặt ban ngày và mặt ban đêm của Trái Đất di động tạo thành gió Trái Đất xoay tròn cũng góp phần vào việc làm xoáy không khí và vì trục quay của Trái Đất nghiêng đi (so với mặt phẳng do quỹ đạo Trái Đất tạo thành khi quay quanh Mặt Trời) nên cũng tạo thành các dòng không khí theo mùa.

Bản đồ vận tốc gió theo mùa

Do bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng Coriolis được tạo thành từ sự quay quanh trục của Trái Đất nên không khí đi từ vùng áp cao đến vùng áp thấp không chuyểnđộng thắng mà tạo thành các cơn gió xoáy có chiều xoáy khác nhau giữa Bắcbán cầu và Nam bán cầu Nếu nhìn từ vũ trụ thì trên Bắc bán cầu không khí dichuyển vào một vùng áp thấp ngược với chiều kim đồng hồ và ra khỏi một vùng áp cao theo chiều kim đồng hồ Trên Nam bán cầu thì chiều hướng ngược lại

Ngoài các yếu tố có tính toàn cầu trên gió cũng bị ảnh hưởng bởi địa hình tại từng địa phương Do nước và đất có nhiệt dung khác nhau nên ban ngày đất nóng lên nhanh hơn nước, tạo nên khác biệt về áp suất và vì thế có gió thổi

từ biển hay hồ vào đất liền Vào ban đêm đất liền nguội đi nhanh hơn nước vàhiệu ứng này xảy ra theo chiều ngược lại

3.Vật lý học về năng lượng gió

Năng lượng gió là động năng của không khí chuyển động với vận tốc Khối lượng đi qua một mặt phẳng hình tròn vuông góc với chiều gió trong thời gian là:

với ρ là tỷ trọng của không khí, V là thể tích khối lương không khí đi qua mặt cắt ngang hình tròn diện tích A, bán kinh r trong thời gian t

Vì thế động năng E (kin) và công suất P của gió là:

Điều đáng chú ý là công suất gió tăng theo lũy thừa 3 của vận tốc gió và vì thế vận tốc gió là một trong những yếu tố quyết định khi muốn sử dụng năng lượng gió

Công suất gió có thể được sử dụng, thí dụ như thông qua một tuốc bin gió để phát điện, nhỏ hơn rất nhiều so với năng lượng của luồng gió vì vận tốc của gió ở phía sau một tuốc bin không thể giảm xuống bằng không Trên lý thuyết chỉ có thể lấy tối đa là 59,3% năng lượng tồn tại trong luồng gió Trị giá của tỷ

lệ giữa công suất lấy ra được từ gió và công suất tồn tại trong gió được gọi là

hệ số Betz (xem Định luật Betz), do Albert Betz tìm ra vào năm 1926

Có thể giải thích một cách dễ hiểu như sau: Khi năng lượng được lấy ra khỏi luồng gió, gió sẽ chậm lại Nhưng vì khối lượng dòng chảy không khí đi vào

và ra một tuốc bin gió phải không đổi nên luồng gió đi ra với vận tốc chậm hơn phải mở rộng tiết diện mặt cắt ngang Chính vì lý do này mà biến đổi hoàn toàn năng lượng gió thành năng lượng quay thông qua một tuốc bin gió

là điều không thể được Trường hợp này đồng nghĩa với việc là lượng không khí phía sau một tuốc bin gió phải đứng yên

II ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU Ở VIỆT NAM.

1 Vị trí địa lý.

Nước ta nằm ở phía đông bán đảo Đông Dương, ven biển Thái Bình Dương, kéo dài

từ vĩ độ 23 o 23’B – 8 o 27’B Lãnh thổ nằm hoàn toàn trong vành đai nhiệt đới nửa cầu Bắc, phía đông giáp biển.

2 Đặc điểm gió ở Việt Nam.

Đặc điểm nổi bật nhất của khí hậu nước ta là tính chất nhiệt đới ẩm gió mùa Với vị trí lãnh thổ nằm trên đường di chuyển của nhiều khối khí và đặc thù về vị trí địa lý như: bờ biển kéo dài hơn 3000 km, nhiều hải đảo và cao nguyên kết hợp với sự chênh lệch khác nhau về các khu vực, vùng khí hậu của Việt Nam tạo nên nhiều yếu tố tạo ra các nguồn gió có tốc độ lớn, đều và phân bố quanh năm với tổng tiềm năng đạt 513.360MW Có thể nói Việt Nam là quốc gia có tiềm năng gió rất lớn (đạt mức khá trên thế giới).

- Công suất gió của các vùng trên lãnh thổ:

+ Bờ biển: Bắc bộ, Trung bộ: W: 800 - 1000 kWh/m2

+ Đồng bằng Bắc bộ: Theo chiều từ trung du ra biển: 250-800 (1000) kWh/m2

+ Trung du & núi thấp: W < 200 kWh/m2

+ Cao nguyên thoáng gió W: 600 kWh/m2

+ Phía tây Quảng Nam, Quảng Ngãi: 300 kWh/m2

+ Đông Nam bộ: 600 - 800 kWh/m2

+ Đồng bằng Nam bộ: 300 - 450 kWh/m2

+ Ngoài khơi: 500 - 600 kWh/m2

- Tốc độ gió trung bình ở độ cao 10 m tại một số địa phương Việt Nam.

Địa Phương V TB (m/s) Địa Phương V TB (m/s)

Lai Châu 2.9 Nha Trang 2.8

Lào Cai 4.2 Trường Sa 5.9

Hà Nội 2.0 Tp Hồ Chí Minh 2.8

Đảo Cô Tô (QN) 4.2 Buôn Mê Thuột 3.3

III TỔNG QUAN

3-1 Tình hình năng lượng gió ở Việt Nam

Tiềm năng gió của Việt Nam rất lớn, vì thế việc nghiên cứu phát triển nănglượng gió là một công việc cần thiết Sự nghiên cứu triển khai năng lượng gió ở ViệtNam đã đi những bước đầu tiên Nhưng cơ bản sự phát triển năng lượng gió trongnước còn nhỏ lẻ, còn khá khiêm tốn so với tiềm năng to lớn của Việt Nam Hiện tạiViệt Nam có tất cả 20 dự án diện gió với dự kiến sản xụất 20 GW Nguồn điện gió này

sẽ kết nối với hệ thống điện lưới quốc gia và sẽ được phân phối và quản lý bởi TổngCông Ty Điện Lực Việt Nam Trong thời gian qua (tháng 4 năm 2004) , Việt Nam đãlắp đặt trạm năng lượng gió công suất 858KW trên đảo Bạch Long Vĩ do chính phù tàitrợ và các tổ máy được chế tạo bởi hãng Technology SA (Tây Ban Nha) Ngoài raTrung Tâm Năng Lượng Tái Tạo và Thiết Bị Nhiệt (RECTARE) Đại học Bách Khoa

tp Hồ Chí Minh đã lắp đặt trên 800 tuốc bin gió trong hơn 40 tỉnh thành với sự tài trợcủa Hiệp hội Việt Nam – Thụy Sĩ tập trung nhiều nhất gần Nha Trang, trong đó cógần 140 tuốc bin gió đã hoạt động Ở Cần Giờ thành phố Hồ Chí Minh với sự hỗ trợcủa Pháp cũng đã lắp đặt được 50 tuốc bin gió Tuy nhiên những tuốc bin gió trên đều

có công suất nhỏ khoảng vài KW mức độ thành công không cao vì không được bảodưỡng thường xuyên theo đúng yêu cầu.

Tháng 8-2008 Fuhrlaender AG, một tập đoàn sản xuất tuốc bin gió hàng đầucủa Đức đã bàn giao 5 tổ máy (cánh quạt gió) sản xuất ðiện gió ðầu tiên cho dự ánðiện gió tại Tuy Phong , Bình Thuận với mỗi tổ máy có công suất 1.5MW (cũng xinghi nhận nơi đây thời tiết ở Tuy Phong rất khô khan, nhưng có nhiều nắng vá gió Tốc

độ gió trung bình ở đây là 6.7 m/s) Tổ máy đầu tiên được lắp đặt vào tháng 11-2008

và chính thức hòan thành kết nối vào điện lưới quốc gia vào tháng 8 năm 2009 (xemHình 3)

Hình 3 : Năm tổ máy của nhà máy điện gió tầm cỡ MW đầu tiên ở Việt Nam

ở xã Bình Thạnh, huyện Tuy Phong , tỉnh Bình Thuận

Chiều cao của mỗi cái tháp là 103.75 m và đường kính của cánh quạt là 37.5 m [3]

Tòan bộ thiết bị của 15 tổ máy còn lại của giai đọan 1 sẽ được hòan thành trongthời gian sắp tới để hòan tất việc lắp đặt toàn bộ 20 tổ máy cho giai đọan 1 Tổng côngsuất của nhà máy điện gió tại Bình Thuận trong giai đoạn này là 30MW do Công Ty

Cổ Phần Năng Lượng Tái Ttạo Việt Nam (REVN) làm chủ đầu tư Thời gian hoạtđộng của dự án là 49 năm Nhà máy được xây dựng trên diện tích 328ha Theo kếhoạch giai đoạn 2 sẽ mở rộng sau đó với công suất lên 120MW.[4]

Tháng 10-2008 tại Hà Nội đã diễn ra lễ ký kết giữa Tổng Công Ty Điện LựcDầu Khí Việt Nam (PV Power) thuộc Tập Đoàn Dầu Khí Việt Nam và Tập ĐoànLuyện Kim của Argentina Industrias Metallurgica Pescamona S.A.I.yF (IMPSA) thỏa

thuận chi tiết về việc sản suất và phát triển các dự án điện gió và thủy điện tại ViệtNam Hai bên đã đồng ý góp vốn để kinh doanh và thương mại hóa tuốc bin gió, pháttriển và quản lý các dự án điện gió, cung cấp các dịch vụ bảo trì, sửa chữa các thiết bịđiện gió ở Việt Nam Hai bên cũng đã kí thỏa thuận hợp tác triển khai nhà máy điệngió công suất 1 GW trên diện tích 10.000 ha nằm cách xã Hòa Thắng huyện Bắc Bìnhtỉnh Bình Thuận khoảng 6 km về hướng đông bắc Nhà máy sẽ được lắp đặt tuốc bingió IMPESA Unipower IWP –Class II công suất 2,1MW các tổ máy gồm nhiều tuốcbin gió cho phép sản xuất 5,5Gwh/năm Dự kiến tổng vốn đầu tư cho dự án là 2,35 tỷUSD trong 5 năm Hai bên cũng thỏa thuẩn về dự án sản suất tuốc bin gió công suất2MW có sải cánh quạt dài 80m cho ViệtNam và cho xuất khẩu.

Những đế án khác [3] chẳng hạn như: (i) Phương Mai - Quy-Nhơn với côngxuất 2.5 MW do chuyên viên tập đòan Avantis Energy Group; (ii) hai đề án với côngxuất 150 MW & 80 MW tại tỉnh Lâm Đồng đang được tích cực triễn khai; (iii) Công

ty Thụy Sĩ Aerogie Plus Solution AG lắp đặt nhà máy điện gió có công xuất 7.5 MWkết hợp với động cơ diesel tại Côn Đảo , tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu

Thế giới tiến tới những nguồn năng lượng tái tạo đó là một xu thế không thểthay đổi, với xu thế đó Việt Nam đang có những bước chuyển mình để phù hợp, thíchnghi cho dù còn chưa nhanh và mạnh nhưng đó là một công việc cần làm và cần đẩymạnh nhiều hơn nữa

3-2 Tiềm năng của năng lượng gió của nước ta

Sau khi cải cách mở cửa, nền kinh tế Việt Nam đã có những bước chuyển biếntích cực, cơ cấu kinh tế cũng có những thay đổi cơ bản từ nông nghiệp sang côngnghiệp hiện đại hóa Nền kinh tế phát triển với tốc độ nhanh khoảng 7% trong nhữngnăm gần đây; điều đó dẫn đến nhu cầu về năng lượng của nền kinh tế tăng nhanh vớitrung bình 12%-13% gần gấp đôi so với tăng trưởng GDP Để có thể đảm bảo việccung cấp năng lượng cho nhu cầu của nền kinh tế đòi hỏi chúng ta phải dự báo đượcnhu cầu năng lượng trong tương lai để hoạch định được một chính sách phát triển phùhợp đủ sức đảm đương trọng trách nặng nề của nhu cầu năng lượng đất nước

Theo dự báo của Tổng Công ty Điện lực Việt Nam, nếu tốc độ tăng trưởngGDP trung bình tiếp tục được duy trì ở mức 7,1% /năm thì nhu cầu điện sản xuất củaViệt Nam vào năm 2020 sẽ là khoảng 200.000 GWh, vào năm 2030 là 327.000 GWh[5] Trong khi đó, ngay cả khi huy động tối đa các nguồn điện truyền thống thì sảnlượng điện nội địa của Việt Nam cũng chỉ đạt mức tương ứng là 165.000 GWh (năm2020) và 208.000 GWh (năm 2030) Điều này có nghĩa là nền kinh tế sẽ bị thiếu hụt

điện một cách nghiêm trọng, và tỷ lệ thiếu hụt có thể lên tới 20-30% mỗi năm Nếu dựbáo này của Tổng Công ty Điện lực trở thành hiện thực thì hoặc là Việt Nam phảinhập khẩu điện với giá đắt gấp 2-3 lần so với giá sản xuất trong nước, hoặc là hoạtđộng sản xuất của nền kinh tế sẽ rơi vào đình trệ, và đời sống của người dân sẽ bị ảnhhưởng nghiêm trọng.[5]

Thấy được điều đó , ngành điện lực đã triển khai nhiều công trình năng lượngquy mô lớn như nhà máy điện nguyên tử ở Ninh Thuận, các dự án năng lượng gió ởmiền Trung, một loạt các nhà máy thủy điện sẽ được đưa vào sử dụng trong thời giantới Với dân sổ 87 triệu người , 96% điện cung cấp từ mạng lưới quốc gia Về thànhphần điện xử dụng hiện tại : 58 % thuộc từ năng lượng hóa thạch, 4% nhập cảng và

37 % thuộc về năng lượng tái sinh (thủy điện : 6.304 MW, biomass : 150 MW, điệngió : 10.5 MW, điện mặt trời : 1.25 MW) [6]

Việc xây dựng nhà máy điện nguyên tử còn nhiều điều phải bàn về an toàn vàviệc nắm bắt công nghệ, đó là một công việc lâu dài và gian khổ Dù khó khăn thế nào

đi nữa, Việt Nam cũng vẫn phải thực hiện nhưng về lâu dài trong nước vẫn còn thiếutrầm trọng điện năng cho nền kinh tế Việc triển khai tràn lan các nhà máy thủy điệnchúng ta đã thấy hậu quả tai hại của nó đối với môi sinh, ảnh hưởng nghiêm trọng đếnmôi trường sống của các thế hệ con cháu chúng ta Tiếp tục xây dựng các nhà máythủy điện là một phương pháp về lâu dài là cực kỳ ảnh hưởng không tốt đến đất nước

Xét trên nhiều khía cạnh việc phát triển năng lượng gió là một công việc đúngđắn và hợp lý Nó giải quyết nhanh chóng vấn đề năng lượng trong thời gian ngắn và

về lâu dài nó cũng đóng góp không nhỏ cho nguồn năng lượng quốc gia nhất là ở ViệtNam với tiềm năng về năng lượng gió thuộc vào hàng lớn nhất trên thế giới như đãđược thể hiện qua màu trắng trong bản đồ gió ở Hình 4

Hình 4: Tốc độ gió trung bình theo mùa trên thế giới [7]