TIỂU LUẬN CƠ BẢN VỀ CÁC HỆ THỐNG SẢN XUẤT NĂNG LƯỢNG ĐIỆN

1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam 1.1 Giới thiệu chủ đề Ở phần đầu tiên của bài tiểu luận, chúng tôi xin giới thiệu về tổng quan về các vấn đề liên quan đến

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CHƯƠNG TRÌNH KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT PHÁP

TS Phạm Đình Anh Khôi (Giảng viên hướng dẫn) Tập thể lớp Việt Pháp 2011 – Chuyên ngành Hệ Thống Năng Lượng và Viễn Thông

TIỂU LUẬN

CƠ BẢN VỀ CÁC HỆ THỐNG SẢN XUẤT NĂNG LƯỢNG ĐIỆN

TPHCM - 2014

Hiện nay điện năng là “máu” của nền công nghiệp, đóng vai trò quyết định trong việc vận hành của các nhà máy, xí nghiệp Điện năng còn tác động trực tiếp tới rất nhiều lĩnh vực khác trong đời sống hằng ngày và các quá trình sản xuất Chính vì lý do đó, việc sản xuất, truyền tải và đảm bảo việc cung cấp điện một cách liên tục là nhiệm vụ vô cùng quan trọng và bức thiết của xã hội,

mà trực tiếp thực hiện những nhiệm vụ này là các kĩ sư và các công nhân kĩ thuật trong ngành điện

Thông qua môn học Sản xuất năng lượng điện, sinh viên được cung cấp những kiến thức cần thiết và bao quát nhất về hệ thống điện và các định hướng phát triển của nó Hơn nữa, bằng cách đọc giáo trình và tìm tòi nghiên cứu, tổ chức thuyết trình, viết tiểu luận, sinh viên hiểu thêm cách thức hoạt động của một số loại nhà máy điện, truyền tải, các tính toán kinh tế của nó Từ đó có thể tiếp tục nghiên cứu sâu vào các vấn đề như vận hành các nhà máy, các trạm biến áp, các trạm phân phối điện, các hệ thống điều độ quốc gia để đảm bảo việc vận hành điện cho đảm bảo, nắm được các bài toán về kĩ thuật và kinh tế để giảm thiểu việc hao phí trong sản xuất và có được số liệu cần thiết để đảm bảo cung cấp đủ, không thừa không thiếu

Trong quá trình biên soạn tập thể lớp chúng tôi nhận được rất nhiều những hướng dẫn tận tình về

nội dung lẫn hình thức trình bày bài tiểu luận của TS Phạm Đình Anh Khôi Tuy nhiên sai sót

trong quá trình biên soạn là khó tránh khỏi, chúng tôi xin nhận về những góp ý đến từ mọi người

để ngày càng hoàn thiện và cập nhật kịp thời tài liệu này

Địa chỉ liên lạc: Lớp Việt Pháp 2011 – Chuyên ngành Năng lượng và Viễn Thông, Chương trình đào tạo kỹ sư chất lượng cao Việt Pháp, Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP HCM, 268

Lý Thường Kiệt, Quận 10

ĐT: Lớp trưởng Võ Anh Tuấn, 0973 374 133

Nhóm biên soạn

1.2.1 Tổng quan về nguồn điện 1-11.2.2 Tổng quan về lưới điện trong hệ thống điện 1-41.2.3 Tổng quan về phụ tải điện 1-81.3 Các xu hướng phát triển về sản xuất điện và các vấn đề liên quan 1-101.3.1 Hệ thống điện thông minh (Smart Grid) 1-101.3.2 Truyền tải điện một chiều cao áp (High Voltage Direct Current - HVDC): 1-131.3.3 Xu hướng sử dụng năng lượng tái tạo ở Việt Nam [10] 1-141.3.4 Các xu hướng tìm kiếm năng lượng sạch trên thế giới [11] 1-171.3.5 An ninh năng lượng [12] 1-191.3.6 Vai trò quy hoạch xây dựng trong sử dụng tiết kiệm năng lượng [13] 1-24Nguồn tham khảo 1-27Phụ lục: Hỏi và trả lời 1-28

Danh sách thành viên nhóm:

1 Tổng quan về sản xuất điện và thực trạng hiện tại ở Việt Nam

1.1 Giới thiệu chủ đề

Ở phần đầu tiên của bài tiểu luận, chúng tôi xin giới thiệu về tổng quan về các vấn đề liên quan đến các định hướng phát triển hệ thống điện ở Việt Nam và vấn đề an ninh và tiết kiệm năng lượng hiện nay

1.2 Tổng quan về hệ thống điện và thực trạng ở Việt Nam

1.2.1 Tổng quan về nguồn điện

1.2.1.1 Đặc điểm xây dựng nhà máy điện

Xây dựng các nhà máy điện gắn liền với vị trí các nguồn năng lượng sơ cấp theo vị trí địa lý

Hình 1.1: Phân bố các nhà máy điện [1]

1.2.1.2 Tỷ trọng các loại hình sản xuất điện năng

Hình 1.2: Tỷ trọng các loại hình sản suất điện năng [1]

1.2.1.3 Cơ cấu đầu tư

Với mục đích góp phần đa dạng hóa hình thức đầu tư vào các công trình điện, từ đó giúp phát triển nguồn điện, gia tăng số lượng các nhà máy điện, thúc đẩy hình thành thị trường điện cạnh tranh, Bộ Công Thương đã quyết định thành lập Tổng công ty Phát điện 1, Tổng công ty Phát điện 2 và Tổng công ty Phát điện 3

Hình 1.3: Cơ cấu đầu tư vào thị trường điện Việt Nam[1]

1.2.1.4 Tầm nhìn về tương lai và chiến lược thực hiện

Để có thể đáp ứng được nhu cầu điện năng, Chính phủ Việt Nam đã đề ra mục tiêu cụ thể về sản xuất và nhập khẩu cho ngành điện Trong Tổng sơ đồ VII cho giai đoạn 2010-2020 tầm nhìn

4) Đẩy nhanh chương trình điện khí hoá nông thôn miền núi đảm bảo đến năm 2020 hầu hết số

hộ dân nông thôn có điện;

Các chiến lược được áp dụng để đạt các mục tiêu nói trên cũng đã được đề ra bao gồm:

1) Đa dạng hoá các nguồn sản xuất điện nội địa bao gồm các nguồn điện truyền thống (như than

và gas) và các nguồn mới (như Năng lượng tái tạo và điện nguyên tử);

2) Phát triển cân đối công suất nguồn trên từng miền: Bắc, Trung và Nam, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện trên từng hệ thống điện miền nhằm giảm tổn thất truyền tải, chia sẻ công suất nguồn dự trữ và khai thác hiệu quả các nhà máy thuỷ điện trong các mùa;

3) Phát triển nguồn điện mới đi đôi với đổi mới công nghệ các nhà máy đang vận hành;

4) Đa dạng hoá các hình thức đầu tư phát triển nguồn điện nhằm tăng cường cạnh tranh nâng cao hiệu quả kinh tế;

Cơ cấu các nguồn điện cho giai đoạn 2010-2020 tầm nhìn 2030 đã được đề ra trong Tổng sơ đồ VII và được tóm tắt ở bảng bên dưới Nguồn điện quan trọng nhất vẫn là than và nhiệt điện Điện nguyên tử và năng lượng tái tạo chiếm tỉ trọng tương đối cao vào giai đoạn 2010-2020 và

sẽ dần trở nên tương đối quan trọng trong giai đoạn 2020-2030 Thuỷ điện vẫn duy trì thị phần không đổi trong giai đoạn 2010-2020 và 2020-2030 vì thuỷ điện gần như đã được khai thác hết trên toàn quốc

Bảng 1.1: Cơ cấu nguồn điện theo công suất và sản lượng cho giai đoạn 2010-2020 tầm nhìn

2030 [2]

1.2.2 Tổng quan về lưới điện trong hệ thống điện

1.2.2.1 Hiện trạng hệ thống lưới điện ở Việt Nam

Hệ thống truyền tải điện bao gồm các cấp điện áp 500 kV, 220 kV và 110 kV Hệ thống truyền tải điện 500 kV với tổng chiều dài 4670 km từ Bắc tới Nam tạo điều kiện truyền tải trao đổi điện năng giữa các miền Bắc, Trung và Nam Mạch 1 của đường dây 500 kV được đưa vào vận hành tháng 9 năm 1994, mạch 2 được đưa vào vận hành vào cuối năm 2005

Năm 2012 lưới truyền tải 500 kV Bắc Nam vận hành tương đối ổn định và luôn truyền tải công suất cao từ Bắc vào Nam, tổn thất trên HTĐ 500 kV đạt 2,76% giảm 1,04% so với năm 2011 (3,80%) Nhiều công trình đường dây và trạm đã chính thức đưa vào vận hành góp phần đáng kể trong việc đảm bảo cung cấp điện, cải thiện chất lượng điện áp, giảm tổn thất, chống quá tải và nâng cao độ ổn định vận hành của hệ thống

Về HTĐ 500 kV đã đóng mới: 05 máy biến áp với tổng dung lượng 2734 MVA gồm: MBA AT5 Tân Định (450 MVA), AT1 Hiệp Hòa (900 MVA), AT2 Ô Môn (450 MVA), T5,T6 NMĐ Sơn La (2x467 MVA); thay mới và nâng cấp 03 máy biến áp với dung lượng tổng 1500 MVA gồm: AT1 Tân Định (600 MVA), AT1 Đăk Nông (600 MVA), MBA T2 Phú Mỹ 3 (300 MVA); đóng mới 02 ĐD 500 kV với tổng chiều dài 524,4 km (mạch kép Sơn La - Hiệp Hòa); nâng cấp

04 tụ bù dọc lên 2000 A (TBD 502 Đăk Nông, TBD 504 Đà Nẵng, TBD 505 Đà Nẵng, TBD 505 Pleiku)

1.2.2.2 Sơ đồ phân phối điện đường dây 500 kV

Hình 1.3: Sơ đồ phân phối điện đường dây 500 kV [3]

1.2.2.3 Sơ đồ phân phối điện vào mùa khô và mùa mưa

 Mùa khô

Hình 1.5: Trào lưu truyền tải điện vào mùa khô [3]

 Mùa mưa

Hình 1.6: Trào lưu truyền tải điện vào mùa mưa [3]

Trong năm 2012, do miền Nam chưa kịp bổ sung công trình mới trong khi phụ tải tăng cao nên truyền tải công suất trên đường dây truyền tải 500 kV Bắc- Nam là rất căng thẳng, xu hướng truyền tải công suất chủ yếu từ HTĐ miền Bắc, miền Trung vào miền Nam Sản lượng điện nhận

từ HTĐ 500 kV của các HTĐ miền: HTĐ Bắc nhận 11,55 tỷ kWh chiếm 24,5% tổng sản lượng miền, điện nhận của HTĐ Trung là 2,35 tỷ kWh chiếm 19,9 % tổng sản lượng miền, điện nhận của HTĐ Nam là 19,49 tỷ kWh chiếm 32,8 % tổng sản lượng miền Các đoạn đường dây thường xuyên truyền tải cao là ĐD 500kV Hà Tĩnh - Nho Quan, Đà Nẵng - Hà Tĩnh, Phú Lâm - Đăk Nông, PleiKu - Di Linh - Tân Định Truyền tải trên đường dây 500 kV rất căng thẳng, các MBA trên HTĐ 500kV thường xuyên mang tải cao và xuất hiện quá tải: MBA AT1, AT2 Thường Tín; AT2 Nho Quan; AT1, AT2 Phú Lâm; AT1, AT2 Tân Định, Nhà Bè, Đăk Nông (khi phát cao các thủy điện Nam miền Trung)

Hệ thống phân phối điện mặc dù trong điều kiện tương đối tốt vẫn còn có tổn thất điện năng cao Đường dây bị quá tải, máy biến áp vận hành với hiệu suất chưa cao, cáp điện có chất lượng kém

là nhưng nguyên nhân chính gây ra tổn thất cao EVN đã có một số biện pháp quan trọng để giải quyết những vấn đề này và hiện nay đã giảm đáng kể những tổn thất trên lưới truyền tải và phân phối EVN có kế hoạch tiếp tục giảm tỷ lệ tổn thất hệ thống xuống dưới 8.8% vào năm 2013 và các năm tiếp theo

1.2.2.4 Tầm nhìn về tương lai

Để có thể đảm bảo nhu cầu về điện của quốc gia trong tương lai, Việt Nam có kế hoạch phát triển lưới quốc gia đồng thời cùng với phát triển các nhà máy điện nhằm đạt được hiệu quả tổng hợp của đầu tư, đáp ứng được kế hoạch cung cấp điện cho các tỉnh, nâng cao độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện và khai thác hiệu quả các nguồn điện đã phát triển, hỗ trợ chương trình điện khí hoá nông thôn và thiết thực chuẩn bị cho sự phát triển hệ thống điện trong tương lai

Theo Tổng sơ đồ VII, cho giai đoạn 2010 - 2020 tầm nhìn 2030 các trạm và đường dây truyền tải điện sẽ được bổ sung đáng kể vào hệ thống (xem Bảng 2 dưới đây)

Bảng 1.2: Số lượng đường dây và trạm điện được bổ sung vào lưới điện quốc gia cho giai đoạn

2010 – 2030 [2]

1.2.3 Tổng quan về phụ tải điện

1.2.3.1 Thông tin chung

Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, khí hậu được chia thành 2 mùa rõ rệt là mùa hè (từ tháng 4 đến tháng 9) và mùa đông (thời gian còn lại) Do ảnh hưởng của đặc điểm khí hậu cũng như tình hình phát triển của nền kinh tế trong giai đoạn hiện nay, biểu đồ phụ tải HTĐ Việt Nam chia thành 2 dạng điển hình: mùa hè và mùa đông

Đồ thị phụ tải hệ thống điện Quốc gia biến động lớn qua các giờ trong ngày (đặc biệt là đồ thị mùa đông) và xuất hiện nhiều cao điểm trong ngày Đồ thị phụ tải mùa hè bằng phẳng hơn đồ thị phụ tải mùa đông, tuy nhiên cao điểm tối của mùa đông thường đến sớm hơn so với mùa hè

Việc áp dụng và đưa vào hoạt động hệ thống công tơ 3 giá, công tác quản lý phụ tải đã được chú trọng, tỷ trọng điện cho Công nghiệp và xây dựng tăng cao nên đã cải thiện được biểu đồ phụ tải ngày Tuy nhiên dạng đồ thị phụ tải HTĐ Quốc gia vẫn chưa ổn định, hệ số Pmin/Pmax năm

2012 là 0,52 (năm 2011 là 0,54) vẫn thấp nên gây khó khăn trong vận hành an toàn và kinh tế HTĐ

Trong năm 2012, điện năng sản xuất và nhập khẩu toàn hệ thống điện Quốc Gia đạt 120,257 tỷ kWh (bao gồm cả sản lượng điện bán cho Campuchia), sản lượng điện tiêu thụ toàn quốc là 119,033 tỷ kWh, tăng 10,61 % so với năm 2011 Mức tăng trưởng này là tương đối thấp trong vòng 10 năm qua (tốc độ tăng trung bình từ năm 2001 đến 2011 là 13,22%)

Về nhu cầu phụ tải: sản lượng ngày cao nhất đạt 376,68 triệu kWh (ngày 04/5, bao gồm cả bán cho Campuchia), tăng 9,22% so với cùng kỳ 2011 (Amax2011 = 344,09 triệu kWh), công suất cao nhất đạt được là 18603 MW (ngày 22/11), tăng 12,81% so với năm 2011

1.2.3.2 Cơ cấu tiêu thụ điện

Bảng 1.3: Tiêu thụ điện theo ngành trong khoảng thời gian 2006 – 2010 [2]

Tốc độ tăng của tiêu thụ điện vượt xa tốc độ tăng trưởng GDP trong cùng kỳ Ví dụ trong thời gian 1995 - 2005 tốc độ tăng tiêu thụ điện hàng năm là hơn 14.9% trong khi tốc độ tăng trưởng GDP chỉ là 7.2% Tốc độ tăng tiêu thụ điện cao nhất thuộc về ngành công nghiệp (16.1%) và sau

đó là hộ gia đình (14%)

Trong tương lai, theo Tổng sơ đồ phát triển điện quốc gia (Tổng sơ đồ VII), nhu cầu điện của Việt Nam tiếp tục tăng từ 14-16%/năm trong thời kỳ 2011 - 2015 và sau đó giảm dần xuống 11.15%/năm trong thời kỳ 2016 - 2020 và 7.4-8.4%/năm cho giai đoạn 2021 - 2030

1.2.3.3 Tốc độ tăng trưởng phụ tải trong các năm

Bảng 1.4: Tốc độ tăng trưởng phụ tải trong giai đoạn 2002 – 2012 [4]

1.3 Các xu hướng phát triển về sản xuất điện và các vấn đề liên quan

1.3.1 Hệ thống điện thông minh (Smart Grid)

+ Nâng cao độ tin cậy, an toàn và đảm bảo cung cấp điện

+ Hiệu quả cao trong sản xuất, truyền tải, phân phối, tiết kiệm điện

+ Sử dụng rộng rãi các nguồn năng lượng tái tạo

+ Giảm thiểu các tác động ảnh hưởng tới môi trường

1.3.1.2 Lịch sử hình thành hệ thống điện thông minh [5,6]

Nhu cầu sử dụng điện của con người:

+ Yêu cầu sử dụng điện tăng liên tục, trong khi các nguồn năng lượng sơ cấp truyền thống bị dần cạn kiệt

+ Nhiều tình huống xung đột xuất hiện, đòi hỏi điện năng tăng đột biến: ngày lễ tết, khí hậu thời tiết , khiến nhiều hệ thống truyền tải và phân phối làm việc gần giới hạn cực đại, phát sinh nguy cơ rã lưới

Từ khởi đầu cho đến những năm 70 của thế kỷ 20, trong hệ thống điện, công nghệ điện cơ hoàn toàn chiếm ưu thế

Từ những năm 80, với sự phát triển mạnh mẽ của các bộ vi xử lý, xu hướng số hoá trong đo lường, điều khiển và bảo vệ hệ thống điện đã dần thắng thế

Từ năm 2000, hệ thống truyền thông kỹ thuật số dựa trên truyền dẫn bằng cáp quang, truyền thông qua mạng Internet và hệ thống định vị toàn cầu GPS đã thâm nhập vào hệ thống điện

Hoàn thành năm 2005, dự án Telegestore của Italia là lưới điện thông minh ra đời sớm nhất, và cũng là lớn nhất hiện nay Hệ thống này được đầu tư 2,1 tỷ Euro những lại có hiệu quả rất cao giúp tiết kiệm tới 500 triệu Euro một năm cho ngành năng lượng nước này

Telegestore khởi đầu cho ứng dụng và phát triển của mạng lưới điện thông minh trên quy mô toàn cầu

1.3.1.3 Hệ thống điện thông minh là gì? [5]

Về nguyên tắc, hệ thống điện thông minh là:

+ Sự nâng cấp và cập nhật hệ thống điện hiện có

+ Sử dụng công nghệ đo lường, điều khiển và bảo vệ kỹ thuật số

+ Kết hợp cùng với hệ thống truyền thông hiện đại

Chức năng: tăng cường kết nối, nâng cao trình độ tự động hoá và điều phối các nhà cung cấp, các hộ tiêu thụ và lưới điện nhằm thực hiện nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện trên phạm

vi rộng cũng như cục bộ Hệ thống điện thông minh phải có khả năng tự duy trì hoạt động trước các thay đổi bất thường

Các ưu điểm cơ bản của hệ thống điện thông minh:

+ Dễ dàng kết nối và đảm bảo vận hành cho tất cả các nguồn điện khác nhau làm cho toàn bộ hệ thống vận hành hiệu quả hơn

+ Hộ dùng điện chủ động tham gia vào việc vận hành tối ưu hệ thống, làm cho thị trường điện phát triển

+ Cung cấp cho các hộ dùng điện đầy đủ thông tin và các lựa chọn nguồn cung cấp + Giảm thách thức về môi trường của hệ thống điện một cách đáng kể

+ Nâng cao độ tin cậy, chất lượng và an toàn của hệ thống cung cấp điện

Hình 1.7: Mô hình hệ thống điện thông minh [7]

1.3.1.4 Công nghệ của hệ thống điện thông minh [5]

Về truyền thông: tự động hoá hoàn hoàn các trạm, tự động hoá phân tán, hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu SCADA, hệ thống quản lý phụ tải, mạng không dây, truyền thông qua đường dây tải điện, mạng cáp quang Các hệ thống thông tin này cho phép điều khiển thời gian thực, thông tin và dữ liệu nhằm tối ưu hoá hệ thống điện, sử dụng hệ thống hiệu quả và an toàn

Cảm biến và đo lường: có vai trò cốt lõi trong việc đánh giá tình trạng làm việc của hệ thống Các công nghệ gồm có dụng cụ thông minh dựa trên bộ vi xử lý, rơle bảo vệ kỹ thuật số, thiết bị đọc dữ liệu, hệ thống hiển thị bảng giá trực tuyến

Các cảm biến thông minh tốc độ cao PMU phân bố trong mạng có thể được sử dụng để chỉ thị chất lượng điện và một số đáp ứng một cách tự động

Các linh kiện tiên tiến như các bộ điện tử công suất, bộ lưu trữ điện và các linh kiện chẩn đoán

đã làm thay đổi các khả năng và đặc tính của hệ thống: hệ thống điện xoay chiều linh hoạt, truyền tải điện một chiều cao áp, hệ thống nguồn phân tán, cáp siêu dẫn

Điều khiển nâng cao: Tự động hoá hệ thống điện có khả năng dự đoán nhanh chóng và chính xác các giải pháp cho lưới điện Ba công nghệ điều khiển nâng cao được sử dụng là tác tử thông minh phân tán, các công cụ phân tích (thuật toán phần mềm và máy tính tốc độ cao), các ứng dụng (SCADA, tự động hoá trạm, đáp ứng tải) và trí tuệ nhân tạo

1.3.1.5 Tình hình sử dụng hệ thống điện thông minh ở nước ta [6]

Từ năm 2003, EVN đã đưa vào sử dụng các trạm biến áp tự động Mới đầu, công ty sử dụng các sản phẩm của nước ngoài với giá thành khá cao Sau đó, đã có những sản phẩm do Công ty ATS (trong nước) sản xuất với giá thành chỉ bằng một nửa

Các hệ thống giám sát và điều khiển trạm tích hợp với phần mềm @Station (sản phẩm được xếp hạng 4 sao tại Sao Khuê 2010) đã được đưa vào vận hành trong hàng chục trạm 500 kV và 220

kV tại Việt Nam

Tuy nhiên, đây mới chỉ là những bước đầu của một hệ thống mạng lưới điện thông minh quy mô

và cần nhiều nghiên cứu, đầu tư hơn nữa

1.3.2 Truyền tải điện một chiều cao áp (High Voltage Direct Current - HVDC):

Hệ thống HVDC đầu tiên ứng dụng van thyristor thực hiện năm 1972 giữa các hệ thống NewBrunkswick và Quebec của Canada, van thyristor trở thành phần tử chính của các trạm biến đổi điện một chiều

Các trường hợp có thể áp dụng hệ thống VHDC:

+ Cáp ngầm dưới nước có chiều dài lớn hơn 30 km

+ Kết nối không đồng bộ giữa hai hệ thống xoay chiều

+ Truyền tải điện một chiều là một phương án cạnh tranh được với truyền tải điện xoay chiều đối với khoảng cách hơn 600 km khi truyền tải một lượng công suất lớn với khoảng cách

xa bằng đường dây trên không

+ Sự kết nối giữa hai hệ thống điện xoay chiều có cùng tần số qua đường dây

+ Truyền tải công suất từ một trạm lớn từ xa đến trung tâm phụ tải cách đó vài trăm km + Liên kết giữa các hệ thống lớn nhằm trao đổi liên tục công suất với các hệ thống lân cận bất chấp có sự biến đổi về điện áp hoặc tần số

1.3.2.2 Cấu hình hệ thống điện cao áp một chiều (HVDC)

Các kết nối DC được chia làm 3 loại chính [8]:

+ Kết nối đơn cực: dùng một dây dẫn, thường dùng cực tính âm Đường về có thể dùng đất hoặc nước

+ Kết nối lưỡng cực: Kết nối này gồm hai dây một dương và một âm, mỗi đầu đều có bộ biến đổi điện áp với điện áp định mức bằng nhau, mắc nối tiếp về phía điện một chiều Điểm nối giữa hai bộ biến đổi được nối đất

+ Kết nối đồng cực: Kết nối này gồm hai hay nhiều dây có cùng cực tính, thường chọn cực tính âm vì có ít nhiễu thông tin do vầng quang gây ra hơn Đường trở về thông qua đất

1.3.2.3 Thuận lợi và không thuận lợi khi xây dựng hệ thống điện cao áp một chiều

- Các vấn đề liên quan đến kết nối và điều khiển hệ thống đơn giản hơn

+ Không thuận lợi [8]:

- Chi phí cao do xây dựng các trạm biến đổi phức tạp và các khí cụ đắt tiền

- Bộ biến đổi tiêu thụ công suất phản kháng đáng kể

- Công suất phản kháng của phụ tải phải được cung cấp tại chỗ do đường dây DC không truyền tải công suất phản kháng

- Phát sinh họa tần, đòi hỏi mạch lọc

- Việc thiếu máy cắt DC có thể gây trở ngại vận hành của mạng điện

- Không có máy biến áp kiểu DC để thay đổi điện áp theo cách đơn giản

1.3.2.4 Tình hình và khả năng xây dựng hệ thống điện cao áp 1 chiều ở Việt Nam

Ở Việt Nam hiện nay chưa có hệ thống điện cao áp một chiều, tuy nhiên trong tương lai có thể sẽ

có

Những dự án truyền tải điện cao áp một chiều tiềm năng [9]:

+ Truyền tải điện khu vực Nam Trung Bộ - Đông Nam Bộ

+ Truyền tải điện liên kết Việt Nam - Trung Quốc

1.3.3 Xu hướng sử dụng năng lượng tái tạo ở Việt Nam [10]

Việt Nam có tiềm năng phát triển các nguồn Năng lượng tái tạo sẵn có của mình Những nguồn Năng lượng tái tạo có thể khai thác và sử dụng trong thực tế đã được nhận diện đến nay gồm: thủy điện nhỏ, năng lượng gió, năng lượng sinh khối, năng lượng khí sinh học (KSH), nhiên liệu sinh học, năng lượng từ nguồn rác thải sinh hoạt, năng lượng mặt trời, và năng lượng địa nhiệt

1.3.3.1 Thủy điện nhỏ

Hình 1.8: Nhà máy thủy điện nhỏ

Được đánh giá là dạng năng lượng tái tạo khả thi nhất về mặt kinh tế - tài chính Căn cứ vào các báo cáo đánh giá gần đây nhất thì hiện nay có trên 1.000 địa điểm đã được xác định có tiềm năng phát triển thủy điện nhỏ, qui mô từ 100kW tới 30MW với tổng công suất đặt trên 7.000MW, các

vị trí này tập trung chủ yếu ở vùng núi phía Bắc, Nam Trung Bộ và Tây Nguyên

Vấn đề đặt ra khi thực hiện đề án về thủy điện nhỏ:

+ Xây dựng: đó là quá trình đấu thầu và tiến hành xây dựng ở Việt Nam còn nhiều tiêu cực, khiến cho chất lượng của các thủy điện xây lên không cao, an toàn thấp và hiệu suất điện năng không đạt như yêu cầu

+ Vận hành: một nhà máy thủy điện nào khi vận hành thì đều có chi phí cho nhân lực và duy

tu bảo dưỡng cho máy móc… trong khi đó giá bán điện hiện nay thì các nhà máy thủy điện công suất nhỏ phải bán cho EVN rồi EVN mới bán điện lại cho dân, vì thế các nhà máy điện nhỏ không thể chủ động và thường xuyên bị ép giá, khiến cho nguồn thu của các nhà máy điện này quá thấp, không đủ để duy trì hoặc duy trì một cách yếu ớt

1.3.3.2 Năng lượng gió

Hình 1.9: Khai thác năng lượng gió

Được đánh giá là quốc gia có tiềm năng phát triển năng lượng gió nhưng hiện tại số liệu về tiềm năng khai thác năng lượng gió của Việt Nam chưa được lượng hóa đầy đủ bởi còn thiếu điều tra

và đo đạc Số liệu đánh giá về tiềm năng năng lượng gió có sự dao động khá lớn, từ 1.800 MW đến trên 9.000 MW, thậm chí trên 100.000 MW Theo các báo cáo thì tiềm năng năng lượng gió của Việt Nam tập trung nhiều nhất tại vùng duyên hải miền Trung, miền Nam, Tây Nguyên và các đảo

1.3.3.3 Năng lượng sinh khối (Biomass)

Là một nước nông nghiệp, Việt Nam có tiềm năng rất lớn về nguồn năng lượng sinh khối Các loại sinh khối chính là: gỗ năng lượng, phế thải - phụ phẩm từ cây trồng, chất thải chăn nuôi, rác thải ở đô thị và các chất thải hữu cơ khác Khả năng khai thác bền vững nguồn sinh khối cho sản xuất năng lượng ở Việt Nam đạt khoảng 150 triệu tấn mỗi năm Một số dạng sinh khối có thể khai thác được ngay về mặt kỹ thuật cho sản xuất điện hoặc áp dụng công nghệ đồng phát năng lượng (sản xuất cả điện và nhiệt) đó là: trấu ở Đồng bằng Sông Cửu long, bã mía dư thừa ở các nhà máy đường, rác thải sinh hoạt ở các đô thị lớn, chất thải chăn nuôi từ các trang trại gia súc,

hộ gia đình và chất thải hữu cơ khác từ chế biến nông-lâm-hải sản…

1.3.3.4 Năng lượng mặt trời

Hình 1.10: Khai thác năng lượng mặt trời

Việt Nam có tiềm năng về nguồn năng lượng mặt trời, có thể khai thác cho các sử dụng như: + Đun nước nóng

+ Phát điện

+ Các ứng dụng khác như sấy, nấu ăn

Với tổng số giờ nắng cao lên đến trên 2.500 giờ/năm, tổng lượng bức xạ trung bình hàng năm vào khoảng 230-250 kcal/cm2

theo hướng tăng dần về phía Nam là cơ sở tốt cho phát triển các công nghệ năng lượng mặt trời

1.3.3.5 Năng lượng địa nhiệt

Mặc dù nguồn địa nhiệt chưa được điều tra và tính toán kỹ Tuy nhiên, với số liệu điều tra và đánh giá gần đây nhất cho thấy tiềm năng điện địa nhiệt ở Việt Nam có thể khai thác đến trên 300MW Khu vực có khả năng khai thác hiệu quả là miền Trung.Hiện tại, sử dụng năng lương tái tạo ở Việt Nam mới chủ yếu là năng lượng sinh khối ở dạng thô cho đun nấu hộ gia đình Năm 2010, mức tiêu thụ đạt khoảng gần 13 triệu tấn quy dầu.Ngoài việc sử dụng năng lượng sinh khối cho nhu cầu nhiệt, thì còn có một lượng Năng lượng tái tạo khác đang được khai thác cho sản xuất điện năng Theo số liệu mới nhất đến năm 2010, tổng điện năng sản xuất từ các dạng Năng lượng tái tạo đã cung cấp lên lưới điện quốc gia đạt gần 2.000 triệu kWh, chiếm khoảng 2% tổng sản lượng điện phát lên lưới toàn hệ thống

1.3.4 Các xu hướng tìm kiếm năng lượng sạch trên thế giới [11]

1.3.4.1 Nhà máy điện nổi trên mặt nước

Hãng Startup Sway đang thử nghiệm nhà máy điện nổi kiểu mới: turbin không đặt trên nền bê tông mà được thả neo ở vùng nước sâu rất xa bờ và khai thác năng lượng gió ở ngoài biển khơi với công nghệ hoàn toàn mới Theo tính toán của chuyên gia năng lượng biển Jochen Bard thuộc

Viện Fraunhofer của Đức thì vùng biển của châu Âu có đủ tiềm năng xây dựng các nhà máy điện gió ở những vùng có độ sâu tới 200m để tạo ra sản lượng điện lên tới 8000 Terawatt/giờ Lượng điện này nhiều gấp đôi lượng điện mà EU đã sử dụng trong năm 2010 Hiện nay người ta đã thử nghiệm cáp ngầm dẫn điện dài hàng trăm km vào đất liền tại các công viên gió ở ngoài khơi (Windpark- Offshore)

Hãng Startup Ocean Power Technologies của Hoa Kỳ còn có ý định tận dụng năng lượng sóng thành năng lượng điện thông qua các máy phát điện được đặt trên phao ở vùng biển sâu khoảng 50m Nhà máy thử nghiệm đầu tiên hoạt động ở ngoài khơi Schottland và cũng đạt công suất 150

kW Các nhà nghiên cứu hy vọng khi lắp đặt hàng trăm hệ thống như thế gần kề nhau cũng có thể tạo ra một sản lượng điện tương đương một nhà máy điện chạy than cỡ trung bình hiện nay

Viện nghiên cứu Scienza Industria Tecnologia của Italia đã thử nghiệm một loại công nghệ khác ở trên hồ thuộc vùng Toscana: lắp đặt hàng loạt module năng lượng Mặt trời (Solarmodule) trên một phao nổi theo nằm chênh chếch với bầu trời Nhà máy điện nổi này xoay xung quanh Mặt trời và được làm mát nhờ hệ thống dàn phun nước Công nghệ này có thể giúp công suất điện tăng hai phần ba so với nhà máy điện Mặt trời trên mặt đất

1.3.4.2 Đại lộ mặt trời

Doanh nghiệp Start-Up Solar Roadways đang muốn lắp thêm các mô đun năng lượng Mặt trời trên đường và biến các đại lộ giao thông trở thành nhà máy phát điện tương lai Các mô đun này hình vuông, mỗi chiều 3 m và được che bằng một tấm kính cường lực, xe tải có thể chạy qua mà không gây sự cố Những mô đun này nằm liền kề với nhau trên cả tuyến đường Theo tính toán của các chuyên gia tại Start-Up Solar Roadways, nếu như trên các tuyến đường của Hoa Kỳ đều ứng dụng công nghệ này thì sản lượng điện được tạo ra từ các tuyến đường gấp ba lần lượng điện

mà người dân Hoa Kỳ sử dụng hằng năm Tuy chi phí lắp đặt một tấm lên tới 10.000 USD nhưng

họ vẫn tin rằng chỉ sau 20 năm sẽ hoàn vốn Ngoài ra, Start-Up Solar Roadways còn lắp đặt hệ thống đèn LED để chiếu sáng các biển báo giao thông Ngay trong năm nay doanh nghiệp này đã

có bước đi đầu tiên - xây dựng tại bang Idaho nhà máy phát điện đầu tiên trên một bãi đỗ xe

1.3.4.3 Tế bào nhiên liệu vi sinh

Tế bào nhiên liệu vi sinh vật có thể giải quyết vấn đề hiện nay của ắc quy là hiệu suất thấp và nhanh hết điện Hãng Toshiba đã đưa ra thị trường tế bào nhiên liệu có kích thước như một bàn tay và có thể nạp điện vào bình ắc quy trên đường đi Methanol được tạo thành từ rác thải hay phụ phẩm nông nghiệp Viện Fraunhof đã chế tạo một tế bào nhiên liệu to bằng khuy áo, không lâu nữa nó có thể lấy hydro từ một phản ứng hóa học của kim loại và nước

1.3.4.4 Tế bào quang điện hữu cơ

Martin Pfeiffer, giám đốc kỹ thuật hãng Solar-Startups Heliatek Dresden (Đức) đưa ra một miếng nhựa hết sức đặc biệt có thể, được tạo thành từ các tế bào quang điện hữu cơ có khả năng biến ánh sáng thành điện Tuy loại tế bào này chỉ có khả năng biến nhiều nhất 10,7 % năng lượng Mặt trời mà nó thu được thành năng lượng điện, trong khi đó loại tế bào silizium thông thường có thể tận dụng tới 20% Nhưng loại nhựa tổng hợp này chỉ có trọng lượng 500 gram/m2

, chỉ bằng 1/15 so với tế bào silizium và giá bán 1 Watt là 50 Cent trong khi giá bán siliziummodulle là 73 Cent

Tế bào quang điện hữu cơ có khả năng tạo nhiệt cả từ ánh sáng nhân tạo, nên trong tương lai có thể kết hợp với các bình ắc quy cỡ nhỏ để thay thế cho pin lắp trong thiết bị điều khiển tự động, thiết bị báo khói và các thiết bị rất nhỏ khác Khi tích hợp trong dãy hành lang ở các tòa nhà thì

tế bào chất dẻo này sẽ biến các tòa nhà thành những nhà máy điện mini

1.3.4.5 Dầu tảo

Hãng Startups Sapphire Energy của Mỹ đang nhân giống và nuôi trồng trên diện rộng một loại lục tảo có khả năng sản xuất một chất có thể thay thế dầu đốt Chất dầu này sẽ được tách lọc khỏi nước và tinh luyện thành dầu công nghiệp Khác với dầu mỏ khi bị đốt cháy sẽ sản sinh ra một lượng lớn khí thải gây hiệu ứng nhà kính CO2 và làm cho khí hậu nóng lên loại dầu tảo mới này lại không có tác động phụ đó Loại tảo này có thể sinh sôi, nảy nở trong điều kiện nuôi trồng nhân tạo, ánh sáng trời và khí CO2 là nguồn phân bón của chúng Hãng Sapphire có kế hoạch nhân rộng diện tích nuôi trồng tảo để từ đó từng bước thay thế nguồn tài nguyên quan trọng nhất hiện nay là dầu mỏ đang ngày càng khan hiếm và đắt đỏ Tập đoàn ô tô VW của Đức đã bắt đầu thử nghiệm loại nhiên liệu mới này

1.3.5 An ninh năng lượng [12]

1.3.5.1 Khái niệm

 Khái niệm năng lượng

+ Thuật ngữ năng lượng được định nghĩa là những tài nguyên thiên nhiên có thể cung cấp nguyên liệu làm các vật thể hoạt động, vận động máy móc và thao tác sản xuất Từ điển Tiếng Việt định nghĩa là “đại lượng vật lí cho khả năng sinh ra công của một vật” Đại từ điển Bách khoa toàn thư Tiếng Anh đã định nghĩa năng lượng như sau: “là thuật ngữ bao gồm nhiệt năng, thủy năng và ánh sáng, con người có khả năng chuyển hóa thích hợp để cung cấp nhu cầu năng lượng cho chính mình” [9, tr.24] Từ điển Hán ngữ hiện đại định nghĩa năng lượng là “những vật chất có thể sản sinh ra năng lượng như: nhiệt năng, thủy năng…”

+ Cho đến nay, khái niệm năng lượng được phổ cập ở hầu hết khắp các quốc gia, ở cấp độ toàn cầu Người ta căn cứ vào những loại hình (khí hóa lỏng, xăng dầu, điện lực…), quá trình hình thành (năng lượng có sẵn, năng lượng đến từ thiên thể, năng lượng do tác dụng của trái đất…), trình độ và cách sử dụng (năng lượng truyền thống, năng lượng mới), phương pháp khai thác (khai thác từ tự nhiên, chuyển hóa, gia công…), khả năng tái sinh (năng lượng tái sinh và không tái sinh) và căn cứ vào mức độ ảnh hưởng đến môi trường (năng lượng sạch, năng lượng không sạch…) để định nghĩa năng lượng

+ Tuy nhiên, khái niệm năng lượng được hiểu chung nhất là các nguồn tài nguyên, nhiên liệu cung cấp, phục vụ cho đời sống, sản xuất và các nhu cầu thiết yếu của con người Năng lượng là một trong những điều kiện tối kiên quyết của sự sống còn và phát triển của mỗi con người và toàn nhân loại Điều kiện tiên quyết cho sự tồn tại và phát triển của bất kì nền văn minh nào đều là năng lượng Trong các loại năng lượng, dầu mỏ, than đá và khí hóa lỏng là ba loại hình năng lượng quan trọng nhất, có ảnh hưởng đến mọi đời sống của con người

 Khái niệm an ninh năng lượng

+ An ninh năng lượng là một lĩnh vực quan trọng gắn với vấn đề an ninh và an ninh quốc gia

An ninh năng lượng là một từ xuất hiện trong hệ thống từ ngữ hiện đại từ thập niên 50 của

thế kỉ XX Nội hàm của an ninh năng lượng thay đổi theo đà phát triển của kinh tế xã hội, những thay đổi giữa con người và thiên nhiên mà có những điều chỉnh nhất định

+ An ninh năng lượng là một khái niệm rộng và mở Nó bắt đầu được đề cập đến kể từ thập niên 70 của thế kỷ trước, đặc biệt là giai đoạn xảy ra cuộc khủng hoảng dầu lửa năm 1973-

1974 Thời kỳ này, an ninh năng lượng được hiểu theo nghĩa hẹp, đồng nghĩa với “an ninh dầu lửa”, tức là đảm bảo khả năng tự cung cấp dầu ở mức cao nhất, đồng thời giảm mức nhập khẩu dầu và kiểm soát được những nguy cơ đi kèm việc nhập khẩu Ngày nay, những thay đổi trong thị trường dầu và các năng lượng khác cùng sự xuất hiện nhiều nguy cơ như: tai nạn, chủ nghĩa khủng bố, đầu tư kém vào cơ sở hạ tầng và thị trường hạn chế đã khiến khái niệm này không còn phù hợp Tuy nhiên, khái niệm an ninh năng lượng không đơn thuần là các nguồn cung cấp năng lượng (chủ yếu là dầu lửa) được đảm bảo như những thập kỉ trước đây, mà còn được hiểu một cách toàn diện, bao quát hơn là phải đảm bảo công tác bảo vệ môi trường, giá cả hợp lý và khả năng ứng phó với các tình huống khẩn cấp phát sinh từ các nhân tố kinh tế, chính trị bên trong và bên ngoài quốc gia

+ Đến nay, khái niệm an ninh năng lượng đã trải qua nhiều tranh luận và cách tiếp cận khác nhau, tuy nhiên thuật ngữ này hiện nay được thống nhất đó là sự đảm bảo đầy đủ năng lượng dưới nhiều dạng khác nhau, sạch và rẻ Có thể nói trong bối cảnh toàn cầu hoá ngày nay, an ninh và an ninh năng lượng cũng đang nổi lên như những vấn đề toàn cầu hết sức bức thiết

1.3.5.2 Cấu trúc thị trường điện thế giới

Kể từ sau cuộc khủng hoảng năng lượng 1970 đến nay, đặc biệt trong hơn thập niên đầu thế kỉ XXI, cấu trúc thị trường năng lượng thế giới có nhiều biến động lớn Lịch sử giá cả năng lượng trên thị trường thế giới tăng liên tục Cuộc khủng hoảng năm 70 thế kỉ trước, với giá dầu tăng từ 10-11USD/thùng lên 37USD/thùng, năm 2005 ở mức 70USD/thùng, năm 2006 gần 80 USD/thùng, năm 2007 dao động dưới mức 100 USD/thùng, nhưng đến tháng 7/2008, giá dầu lần đầu tiên đạt kỉ lục lịch sử với mức giá 150 USD/thùng Theo Bộ Năng lượng Mỹ, nhu cầu dầu lửa thế giới đến năm 2025 tăng lên 35%, theo IEA, đến năm 2030 là 60% và nhu cầu dầu lửa thế giới sẽ tăng đến 116 triệu thùng/ngày so với 86 triệu thùng/ngày như hiện nay Than đá và khí đốt cũng ở tình trạng tương tự

Tuy nhiên, trong tương lai, trữ lượng một số nguồn năng lượng có xu hướng giảm Theo văn phòng Tổ chức kiểm soát năng lượng Anh (EWG), dưới lòng đất hiện còn khoảng 1.255 tỉ thùng dầu, đủ để cho con người sử dụng trong 42 năm Với tốc độ khai thác như hiện nay, thế giới chỉ sản xuất được 39 triệu thùng/ngày vào năm 2030, so với 81 triệu thùng/ngày như hiện nay và trong vòng 50-60 năm nữa, nguồn dầu lửa dưới lòng đất sẽ hoàn toàn cạn kiệt Còn theo IEA, đến năm 2030, thế giới chỉ được cung cấp chưa đến 1/3 nhu cầu dầu lửa, trữ lượng than đá và khí đốt tự nhiên chỉ còn khoảng 909 tỉ tấn và sẽ cạn kiệt trong 155 năm nữa

Vậy nguyên nhân nào dẫn đến cấu trúc thị trường năng lượng thay đổi? Chúng ta lí giải ở ba góc

độ về khía cạnh kinh tế, khía cạnh về an ninh và khía cạnh bất đồng quan điểm của các chủ thể

về giải pháp xử lí khủng hoảng năng lượng, nhất là dầu mỏ

Đối với khía cạnh kinh tế, do nhu cầu về sử dụng năng lượng và đầu tư ở các nước phát triển và đang phát triển, nhất là những trung tâm tiêu thụ mới xuất hiện như Trung Quốc, Ấn Độ, quá trình công nghiệp hóa ở các nước đang phát triển trong khi hạn chế nguồn năng lượng thay thế, dân số tăng nhanh, làm cho nhu cầu dầu lửa thế giới tăng nhanh chóng

Mỹ là nước tiêu thụ dầu lớn nhất thế giới (24,6% thế giới), khí đốt (16% thế giới); Lượng dầu tiêu thụ tại Trung Quốc trong 40 năm qua tăng 25 lần, chiếm 8,55% thế giới, nước này có mức tăng trưởng tiêu thụ cao nhất, năm 2004 tăng 31%; Các nước Tây Âu tiêu thụ 22% dầu thế giới, trong đó, Đức nhập khẩu khí đốt lớn thứ hai thế giới (14%); ASEAN cũng đang thiếu năng lượng trầm trọng trong quá trình đẩy mạnh công nghiệp hóa…

Đối với khía cạnh an ninh, hầu hết các khu vực chiến lược về năng lượng, nhất là dầu lửa (như Trung Đông, Trung Á, Mỹ Latinh, châu Phi, Biển Đông…) là mục tiêu tranh giành của các cường quốc và xu hướng bất ổn của nó Sự kiện Mỹ phát động những cuộc chiến tranh những năm gần đây ở Trung Đông, mâu thuẫn Nga-Mỹ tại Trung Á, Nga - châu Âu và sự bành trướng của Trung Quốc ở Biển Đông và các nước châu Phi… cùng với những bất ổn như: xung đột, mâu thuẫn sắc tộc, tôn giáo ở nhiều nước và khu vực căng thẳng đã ảnh hưởng đến nguồn cung dầu mỏ thế giới, cũng là những nhân tố làm tăng giá dầu thế giới

Cuối cùng là quan điểm về cung cấp dầu mỏ của các chủ thể Đó là những bất ổn, bất đồng quan điểm giữa các quốc gia, các tổ chức quốc tế xuất khẩu dầu mỏ và những nước sử dụng dầu mỏ như Mĩ, OPEC… trong việc bất hợp tác trong kiềm chế giá dầu tăng, phớt lờ đề nghị cộng đồng quốc tế về tăng sản lượng khai thác, cố tình duy trì giá dầu để thu lợi

1.3.5.3 Năng lượng chủ yếu ở các khu vực và sự cạnh tranh

 Tình hình năng lượng một số khu vực trên thế giới

Đến nay, sự phân bố không đều trữ lượng năng lượng của một số quốc gia trên thế giới làm cho vấn đề an ninh năng lượng trở nên phức tạp Theo thống kê, ba khu vực có trữ lượng dầu mỏ nhiều nhất thế giới là Trung Đông, Bắc Phi, Trung Á và Bắc Mĩ, chiếm 82,3% trữ lượng dầu mỏ thế giới, trong đó ở khu vực Trung Đông chiếm 64%, châu Mĩ (14%), châu Phi (7%), Nga (4,8%), châu Á-Thái Bình Dương (4,27%) Cụ thể, theo đánh giá của Tổ chức Dầu mỏ và Khí đốt thế giới (2009):

+ Đối với Trung Đông, đây là khu vực có trữ lượng dầu mỏ và khí đốt lớn nhất thế giới, trữ lượng dầu mỏ chiếm hơn 50% tổng trữ lượng dầu mỏ thế giới với 727,314 tỷ thùng dầu và gần ½ trữ lượng khí đốt thế giới, với 2.591,653 Tcf, trong đó, Saudi Arabia (266,710 tỉ thùng), Iran (136,150 tỉ thùng), Iraq (155 tỉ thùng), Kuwait (104 tỉ thùng), UAE (97,8 tỉ thùng) Đây là những nước có trữ lượng dầu mỏ lớn nhất khung vực Trung Đông và xếp theo thứ tự thế giới lần lượt là 1, 3, 4, 5 và 7 Về trữ lượng khí đốt, Iran (991,6 Tcf), Qatar (890 Tcf), Saudi Arabia (258Tcf) và lần lược xếp 2, 3, 4 thế giới

+ Đối với châu Phi, đây là khu vực có trữ lượng dầu mỏ đứng thứ 4 thế giới với 117,064 tỉ thùng, chiếm 10% tổng trữ lượng dầu mỏ thế giới, còn trữ lượng khí đốt xếp thứ 3 thế giới (sau Trung Đông) và Trung Á, với 494,078 Tcf Trong đó, trữ lượng dầu mỏ của Libya chiếm 3,4%, Nigeria chiếm 3% tổng trữ lượng dầu thế giới và được xếp vị trí 9, 10 thế giới; Còn khí đốt, Nigeria đứng thứ 7, với 184,2 Tcf và Algeria đứng thứ 9 với 159 Tcf Về khả năng sản xuất và tiêu thụ, có thể nói Trung Đông là khu vực sản xuất dầu mỏ lớn nhất thế giới, hơn 70% tổng sản lượng của OPEC và 30% tổng sản lượng thế giới, còn châu Phi lần lượt chiếm 30% và 13%

+ Đối với Nga, dự trữ khí đốt vào khoảng 47,2 - 47,5 nghìn tỉ m3, hơn 70% trữ lượng thăm

dò tập trung vùng Ural - Tây Xiberia, dự trữ về dầu lửa chiếm 13% toàn thế giới, trữ lượng thăm dò ước tính khoảng 15,5 - 15,7 tỉ tấn, đứng sau Saudi Arabia và 4/5 trữ lượng dự báo tập trung ở vùng Xiberi

+ Đối Trung Á, đây là khu vực hàng đầu thế giới về trữ lượng dầu khí và gaz tự nhiên, tập trung chủ yếu ở Kazakhstan, Turkmenistan và Uzbekistan, trong đó, Kazakhstan có trữ lượng dầu mỏ đứng thứ 7 thế giới, với khả năng khai thác hiện nay là 4 tỉ tấn, trữ lượng khí đốt có thể khai thác là 3.000 m3

+ Ở Mĩ Latinh, theo Tổ chức Năng lượng Mỹ Latinh (OLADE), trữ lượng dầu lửa của khu vực này hiện đã được xác định là gần 1,7 ngàn tỷ thùng, chiếm 20% tổng trữ lượng dầu lửa toàn cầu Mỹ Latinh còn là khu vực có trữ lượng dầu lửa lớn thứ 2 thế giới sau khu vực Trung Đông (chiếm 55% trữ lượng dầu lửa toàn cầu) Hiện nay, ít nhất 345 tỷ thùng dầu lửa ở Mỹ Latinh đã sẵn sàng để khai thác Các nước có trữ lượng lớn về dầu lửa của khu vực là Venezuela, Brazil, Mehico, Ecuardo…

+ Đối với Biển Đông, theo đánh giá của Bộ Năng lượng Mỹ, lượng dự trữ dầu đã được kiểm chứng ở Biển Đông là 7 tỉ thùng, với khả năng sản xuất 2,5 triệu thùng/ngày Theo đánh giá của Trung Quốc, trữ lượng dầu khí ở Biển Đông khoảng 213 tỷ thùng, trong đó, trữ lượng dầu tại quần đảo Trường Sa có thể lên tới 105 tỷ thùng Với trữ lượng này và sản lượng khai thác có thể đạt khoảng 18,5 triệu tấn/năm, duy trì được trong vòng 15 - 20 năm tới

Nhìn chung, trữ lượng dầu mỏ, khí đốt chỉ tập trung ở một số quốc gia, khu vực, đặc biệt là các nước vùng Vịnh, Trung Á, Bắc Phi, vùng sông Niger… Vị trí địa lý ưu đãi cho các khu vực cơ hội khai thác và sản xuất đầy tiềm năng không những đáp ứng nhu cầu tiêu thụ năng lượng trong nước đang ngày càng cao mà còn giúp các nước xuất khẩu Song làm thế nào để phát huy tối đa lợi thế này thực sự vẫn còn là một vấn đề đặt ra đối với chính các quốc gia nói trên và đối với cả thế giới

 Cạnh tranh chiến lược giữa các nước lớn

Như trên phân tích, nguồn tài nguyên năng lượng hầu hết tập trung ở các khu vực Trung Á, châu Phi, Mỹ Latinh, Trung Đông… và việc xuất hiện các cường quốc tiêu thụ năng lượng mới (như

Mỹ, EU, Trung Quốc, Nhật, Ấn Độ…) với nhu cầu tiêu thụ ngày càng tăng trong khi nguồn cung đang cạn kiệt đã tác động mạnh mẽ tới cơ cấu quyền lực của thế giới, vấn đề an ninh năng lượng ngày càng trở nên cấp bách

Theo dự báo, đến năm 2030 nhu cầu năng lượng sẽ tăng lên 60% so với năm 2005, với tốc độ phát triển kinh tế trung bình 3,5-4% trên toàn cầu và dân số thế giới tăng lên 8,3 tỉ người Trong các nước phát triển, nhu cầu về năng lượng sẽ tăng từ 3 đến 3,5 lần so với OEDC, trong đó, Trung Quốc, Ấn Độ chiếm hơn 50%, theo ước tính tới 2020 Mỹ cần thêm 50% khí và 1/3 lượng dầu hiện nay, hiện nước Mỹ, dầu mỏ chiếm khoảng 40% nhu cầu năng lượng trong nước

Tại Hội nghị thượng đỉnh EU (22/5/2013), dự kiến đến năm 2035, EU phải nhập 80% lượng khí đốt, nhập khẩu dầu 90%, than đá 70% Ấn Độ sẽ sớm trở thành nước tiêu thụ năng lượng lớn thứ

4 thế giới sau Hoa Kì, Trung Quốc, Nhật Bản, với 33% nhu cầu năng lượng và 65% lượng dầu nhập khẩu

Các dự báo đều cho rằng, nguồn cung dầu mỏ của thế giới chỉ gia tăng thêm trong khoảng nửa thập kỉ nữa trước khi đạt đỉnh điểm rồi bắt đầu giảm, còn nguồn cung khí đốt sẽ tiếp tục tăng thêm 1-2 thập kỷ rồi cũng giảm Điều này làm cho cuộc cạnh tranh giành giật các nguồn tài nguyên như: dầu mỏ, khí đốt, than và uranium ngày càng quyết liệt trên toàn cầu, quyền lực của cải đang chuyển dần từ những nước thiếu năng lượng (Trung Quốc, Mỹ, Nhật, EU) sang các

nước dư thừa năng lượng (Nga, Saudi Arabia, Venezuela) và tiêu thụ năng lượng của các quốc gia đang phát triển trong tổng lượng tiêu thụ năng lượng sẽ tăng lên và các quốc gia phát triển sẽ giảm đi Rõ ràng vấn đề an ninh năng lượng buộc các quốc gia phải điều chỉnh chiến lược đối ngoại của mình, đi tìm kiếm những nguồn cung cấp năng lượng ổn định Cùng với tăng cường quan hệ ngoại giao chính trị, kinh tế thương mại với các khu vực, các nước nhiều dự trữ năng lượng, các cường quốc luôn áp dụng các biện pháp quân sự nhằm gia tăng vị thế trong cuộc chiến về năng lượng như: hành động của Mỹ, Trung Quốc, Nga, EU… ở Trung Đông, Bắc Phi, Trung Á, Biển Đông… những năm gần đây

Tất cả những vấn đề trên đây làm cho triển vọng phát triển năng lượng toàn cầu liên quan tới việc nâng cao tính minh bạch, dự báo được và tính ổn định của thị trường toàn cầu Cải thiện môi trường đầu tư và lĩnh vực năng lượng, nâng cao hiệu quả sử dụng và tiết kiệm năng lượng, đa dạng hóa các dạng năng lượng, bảo đảm an ninh năng lượng cũng như an ninh vận chuyển năng lượng, hạ tầng năng lượng, giảm bớt thiếu hụt năng lượng qui mô lớn, giải quyết các vấn đề biến đổi khí hậu và phát triển bền vững

 Đi tìm giải pháp cho cuộc khủng hoảng năng lượng

Trong bối cảnh các nguồn năng lượng ngày càng khan hiếm dần, đe dọa trực tiếp đến sự ổn định, đời sống kinh tế-xã hội của tất cả con người, mọi quốc gia trên hành tinh Ba giải pháp sau đây được cộng đồng thế giới thường dùng

+ Thứ nhất, tiết kiệm tối đa việc sử dụng năng lượng

+ Thứ hai, tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế và giải pháp;

+ Thứ ba, chỉ một số nước áp dụng, là dùng các biện pháp an ninh, quân sự, kinh tế … nắm lại các nguồn nguyên liệu năng lượng chiến lược

Tuy nhiên, các nguồn năng lượng thay thế vẫn còn nhiều bất cập, chưa phù hợp và chưa phổ biến Đến nay, thế giới đã và đang tập trung phát triển năng lượng hạt nhân, năng lượng tái sinh

và năng lượng sinh học, đã có 32 quốc gia và vùng lãnh thổ (dân số gần 4 tỉ người) có máy điện hạt nhân, và các nhà máy điện hạt nhân cung cấp 16,4% sản lượng toàn cầu, tuy nhiên, khó khăn

là năng lượng hạt nhân thường đi kèm với nguy cơ rò rỉ phóng xạ, các nước lợi dụng sản xuất vũ khí hạt nhân, hạn chế về tài chính… trên thế giới hiện có 45 quốc gia sử dụng năng lượng tái sinh, 60 nước có chương trình quốc gia phát triển năng lượng tái sinh, 19 nước khuyến khích sử dụng năng lượng mặt trời và sưởi ấm, nhưng nhược điểm của nó phụ thuộc vào thời tiết, công trình thủy điện dễ gây biến đổi địa chất, khan hiếm nguồn nước, bên cạnh đó, phát triển năng lượng sinh học như sản xuất etanol, dầu diezen…

Đối với Việt Nam, vấn đề năng lượng và an ninh năng lượng tác động rất lớn đến nước ta, đồng thời cũng đặt ra yêu cầu cấp thiết Việt Nam đã đưa ra “Chiến lược Phát triển năng lượng quốc gia” đến năm 2020, tầm nhìn 2050 (19/12/2007)], mặc dù vấn đề thực hiện còn nhiều hạn chế do phụ thuộc vào nhiều nhân tố, nhưng nhìn chung với chiến lược kể trên, tương lai Việt Nam có nhiều cơ hội để mở rộng hợp tác trong lĩnh vực năng lượng, khai thác, sử dụng và sản xuất năng lượng với các quốc gia, tổ chức khu vực và trên thế giới

Nhìn tổng quan, giải pháp ưu tiên hàng đầu hiện nay là tiết kiệm năng lượng Tuy nhiên, giải pháp này cho đến nay vẫn không thể làm giảm được nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một tăng của thế giới Đặc biệt tại những nước công nghiệp hóa, để đáp ứng nhu cầu phát triển, người ta vẫn phải sử dụng nếu không tìm ra loại năng lượng khác thay thế dầu, than và khí đốt

1.3.5.4 Kết luận

Năng lượng và an ninh năng lượng từ lâu đã trở thành nhân tố tác động trực tiếp đến sự phát triển kinh tế, xã hội hầu hết các quốc gia trên thế giới Sự phân bố, mất cân bằng trong kết cấu năng lượng thế giới đã dẫn đến sự mất cân bằng trong khai thác, sử dụng năng lượng các quốc gia Hiện tại, dầu mỏ, than đá và khí đốt vẫn là nguồn năng lượng chủ yếu, tác động đến mọi sinh hoạt, đời sống nhân loại Tuy nhiên, các nguồn tài nguyên này có nguy cơ cạn kiệt trong 50 năm tới Vì vậy, vấn đề nan giải và trong một vài thập niên tới là khả năng phát hiện và đưa vào

sử dụng các nguồn năng lượng mới của thế giới Theo đánh giá của nhiều chuyên gia, vẫn chỉ ở mức dự án tiền khả thi Do vậy, sức ép về thiếu hụt năng lượng lại tiếp tục gia tăng, dù có nhiều quan điểm lạc quan, nhưng vấn đề an ninh năng lượng đối với nhân loại vẫn là vấn đề bức xúc giống như thế kỉ trước, nếu không muốn nói là còn căng thẳng ít nhất trong khoảng 3/4 đầu thế

kỉ XXI

Bên cạnh đó, vấn đề năng lượng và an ninh năng lượng tiếp tục không còn là vấn đề chuyên môn

kĩ thuật thuần túy mà là vấn đề chính trị xã hội, vấn đề quan hệ quốc tế Các cuộc xung đột thế kỉ

XX đều gắn chặt với vấn đề năng lượng và an ninh năng lượng, tình trạng này càng rõ nét và căng thẳng hơn trong quan hệ quốc tế thập niên đầu thế kỉ XXI

Cuộc khủng hoảng năng lượng vẫn tiếp tục được dự báo, thậm chí mang tính phức tạp hơn Trong bối cảnh đó, Việt Nam càng cần phải xây dựng một chiến lược hiệu quả về an ninh năng lượng cho quốc gia đến 100 năm tới

1.3.6 Vai trò quy hoạch xây dựng trong sử dụng tiết kiệm năng lượng [13]

1.3.6.1 Tổng quan

Những năm gần đây, tại một số khu vực trên thế giới thường xảy ra các cuộc xung đột có nguyên nhân bắt nguồn từ việc tranh chấp về năng lượng và cụm từ “An ninh năng lượng“ cũng được đề cập đến nhiều Nhận thức được vấn đề này, các Quốc gia đã tự xây dựng cho mình một chương trình phát triển năng lượng mà trọng tâm là hướng đến nguồn năng lượng sạch, có tính bền vững ( như xây dựng thành luật để sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả) Trong xu hướng này, hơn lúc nào hết, chúng ta, những “người lính” tiên phong, những nhà định hướng cho sự phát triển xã hội hàng trăm năm sau, phải ý thức được trách nhiệm của mình trước xã hội, trước vấn đề thời sự

mà tất cả các quốc gia quan tâm: “Sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả”

Thực tế các công trình nghiên cứu cho thấy chi phí năng lượng gắn liền với các yếu tố: mật độ dân số, hệ thống giao thông, hệ thống cấp và thoát nước, hệ thống cây xanh mặt nước, hệ thống chiếu sáng công cộng và cách phân bố dân cư cũng như các công trình công nghiệp và công sở Những nghiên cứu của giáo sư Davit Banister - Trường Ðại học Oxford (Anh) cho thấy:

+ Vai trò của cấu trúc đô thị ở tầm chiến lược có ảnh hưởng rất lớn trong việc tiết kiệm năng lượng sử dụng

+ Các yếu tố sử dụng đất và hệ thống giao thông, khoảng cách bố trí các khu làm việc gần khu ở sẽ giảm đáng kể năng lượng phải tiêu thụ

+ Mật độ dân cư cũng đóng vai trò trọng yếu trong việc tiết kiệm năng lượng Mật độ dân cư cao thì việc tiêu thụ năng lượng sẽ giảm

+ Giải quyết tốt vấn đề chiếu sáng công cộng trong đô thị cũng nằm trong một nguyên tắc khi quy hoạch nhằm tiết kiệm năng lượng sử dụng

Việt Nam cũng như nhiều quốc gia khác đang đứng trước sự mất cân đối nghiêm trọng giữa cung

và cầu về năng lượng, trước tốc độ phát triển kinh tế - xã hội và đô thị hóa đang diễn ra nhanh chóng Trong khi vẫn đang tồn tại cách tiêu dùng lãng phí và kém hiệu quả về năng lượng trong mọi mặt của đời sống xã hội Trong chiến lược và chương trình hành động tiết kiệm và bảo tồn năng lượng quốc gia, tiết kiệm năng lượng tiêu thụ trong khu vực xây dựng các toà nhà, các công trình xây dựng và trong quy hoạch chiếm một vị trí quan trọng Các giải pháp, nguyên tắc quy hoạch nào cho đô thị ở Việt Nam đáp ứng được vấn đề này? Hệ thống đô thị phải được phát triển

và phân bố hợp lý trên địa bàn cả nước, tạo ra sự phát triển cân đối giữa các vùng lãnh thổ và phải đảm bảo phát triển bền vững

Hội đồng Công trình xanh Việt Nam thuộc Quỹ các đô thị xanh của Hoa kỳ đã phối hợp với Trường đại học Kiến trúc Hà Nội đang triển khai xây dựng dự án Qui hoạch các đô thị xanh tại Việt Nam, nhằm thích ứng trước những thách thức của biến đổi khí hậu đang diễn ra ngày một trầm trọng Theo kinh nghiệm của một số nước trên thế giới, nếu công việc thiết kế quy hoạch, thi công và vận hành công trình tốt chúng ta có thể tiết kiệm được ít nhất 15%, thậm chí cao nhất

là 30% nhu cầu tiêu dùng về điện năng trong khu vực các toà nhà Ðây là một con số không nhỏ đóng góp đáng kể cho việc phát triển bền vững đô thị

Ðể tiết kiệm năng lượng một cách hiệu quả tại các đô thị lớn của Việt Nam, các chuyên gia Pháp cho rằng nên xây dựng mô hình đô thị tập trung, với mật độ dân số dày, tránh dàn trải Ông

S.Salat, Viện trưởng Viện các đô thị bền vững trong bài tham luận của mình có nói: “Mật độ

dân số đô thị có quan hệ chặt chẽ với vấn đề tiêu thụ năng lượng, tiêu thụ nguồn lực sinh thái Nếu kết cấu đô thị tại việt Nam được xây dựng theo mô hình tập trung, thì sẽ tiết kiệm được năng lượng đáng kể” ý kiến này vấp phải một số phản đối từ phía các chuyên gia Việt Nam, cho rằng

nếu tập trung dân số quá dày ở thành thị sẽ làm gia tăng vấn đề ô nhiễm môi trường Tuy nhiên, chuyên gia Pháp cho rằng vấn đề chính là ở khâu thiết kế: mô hình kết cấu dân số tập trung phải

đi liền với thiết kế hiệu quả, có cây xanh và nước, vừa tiết kiệm năng lượng vừa bảo vệ môi trường Ông nói thêm rằng Việt Nam nên tổ chức lại hệ thống đường thủy, đặc biệt ở miền Nam Miền Nam Việt Nam có hệ thống kênh rạch khá dày đặc, trong khi tác động khí thải đường sông

ít hơn nhiều so với đường bộ, nên phát triển hệ thống đường sông vừa giúp tiết kiệm năng lượng, vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường

Ông J.Lopez, chuyên gia ICE nói: “Lựa chọn xây dựng một mô hình thành phố là cho nhiều thế

kỷ, chứ không phải cho 100 năm nữa” Các chuyên gia Pháp cũng cho rằng quy hoạch tiết kiệm

năng lượng tại Việt Nam cần quan tâm hơn nữa đến vấn đề chiếu sáng công cộng và tính đến những yếu tố địa lý Ông Michel Rateau, Giám đốc phát triển Citelum nói rằng chiếu sáng đô thị chiếm 52% lượng tiêu thụ của một thành phố Vì vậy cần phải có quy hoạch chiếu sáng hiệu quả

và hợp lý để tiết kiệm năng lượng Các chuyên gia Pháp cho rằng quy hoạch chiếu sáng công cộng ở Việt Nam hiện vẫn đang bị bỏ quên, tạo sự lãng phí không đáng có Chuyên gia của CiTelum đưa ra 3 giải pháp trong tiết kiệm năng lượng chiếu sáng: cải tiến chất lượng thiết bị chiếu sáng, điều khiển hệ thống chiếu sáng từ xa và sử dụng năng lượng tái tạo Theo các chuyên gia, việc thiếu quy hoạch đồng bộ giữa chiếu sáng công cộng và các công trình hạ tầng đô thị khác cũng dẫn đến tình trạng xây dựng chồng chéo, lộn xộn, không đáp ứng được các yêu cầu

chung về kỹ thuật, đồng thời gây mất mỹ quan đô thị

1.3.6.2 Một số điều cần lưu ý trong tổ chức quy hoạch ở Việt Nam

Một số điều cần lưu ý trong tổ chức quy hoạch:

+ Chọn hướng nhà và công trình: thường thì theo hướng Nam và Ðông Nam để lấy gió mát mùa hè, ánh nắng mặt trời vào mùa đông, tránh nắng nóng hướng Tây và gió mùa Ðông Bắc Trong điều kiện không thể chọn được hướng tốt thì tìm các giải pháp quy hoạch thiết

kế xây dựng để hạn chế các bất lợi về điều kiện khí hậu

+ Tổ chức phân bố khu làm việc và khu ở không cách xa nhau để đảm bảo việc đi lại thuận tiện

+ Tổ chức hệ thống cây xanh mặt nước một cách hợp lý

+ Sử dụng các vật liệu truyền thống, các giải pháp về kiến trúc, kết cấu và tổ chức mặt bằng, công nghệ sử dụng… kết hợp với thông thoáng tự nhiên để tiết kiệm năng lượng

+ Thiết kế hệ thống chiếu sáng công cộng đô thị hợp lý

Hình 1.11: Quy hoạch nhà ở hợp lý để sử dụng tiết kiệm năng lượng

Ngày nay, nguồn năng lượng, việc khai thác và sử dụng là vấn đề thách thức toàn cầu Các nhà chuyên môn trong quản lý và quy hoạch xây dựng cần đặc biệt quan tâm đến vấn đề tiết kiệm năng lượng khi xây dựng một dư án quy hoạch Điều đó có ý nghĩa sống còn với chúng ta hiện nay và cho các thế hệ tương lai

Nguồn tham khảo

[1] gia.aspx

http://www.nldc.evn.vn/News/1/85/Tong-quan-ve-nguon-dien-trong-he-thong-dien-Quoc-[2] http://www.renewableenergy.org.vn/index.php?page=tong-quan-ve-nganh-dien-tai-viet-nam [3] http://www.nldc.evn.vn/News/1/86/Tong-quan-ve-luoi-dien-trong-he-thong-dien-Quoc-gia.aspx

[4] gia.aspx

http://www.nldc.evn.vn/News/1/87/Tong-quan-ve-phu-tai-dien-trong-he-thong-dien-Quoc-[5] http://automation.net.vn/Cong-nghe-Ung-dung/He-thong-dien-thong-minh-Smart-Grid.html [6] http://tietkiemnangluong.com.vn/home/pho-bien-kien-thuc/smart-grid-giai-phap-quan-ly-nang-luong-cho-tuong-lai-4001-12776.html

[7] http://electrical-engineering-portal.com/smart-grids-and-the-new-age-of-energy

[8] http://www.epu.edu.vn/XTH/Default.aspx?BT=13126

[9] Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ (Bộ Công thương Tập đoàn điện lực Việt Nam) - Mã số I-150 [10] http://ievn.com.vn/tin-tuc/Tong-quan-ve-hien-trang-va-xu-huong-cua-thi-truong-nang-luong-tai-tao-cua-Viet-Nam-5-999.aspx

[11] http://pcphuyen.cpc.vn/?show=news&catid=10&contentid=1499

[12] luong-mot-so-khu-vuc-tren-the-gioi-trong-chien-luoc-toan-cau.html

http://nangluongvietnam.vn/news/vn/an-ninh-nang-luong-va-moi-truong/an-ninh-nang-[13] hieu-qua-vai-tro-cua-quy-hoach-xay-dung.html

http://ashui.com/mag/chuyenmuc/quy-hoach-do-thi/423-su-dung-nang-luong-tiet-kiem-[14]

http://vneconomy.vn/thi-truong/vi-sao-viet-nam-van-phai-mua-dien-tu-trung-quoc-20140711095827812.htm

[15] http://kinhdoanh.vnexpress.net/tin-tuc/vi-mo/evn-ban-dien-cho-campuchia-2697539.html [16] http://nangluongvietnam.vn/news/vn/khoa-hoc-va-cong-nghe/dieu-khien-cac-nguon-phan-tan-trong-luoi-dien-thong-minh.html

[17] http://vi.swewe.net/word_show.htm/?318106_1&HVDC

[18] http://www.cpc.vn/cpc/home/Ttuc_Detail.aspx?pm=ttuc&sj=KHKT&id=2380#.VDWdaGd _uJc

[19] VN/Default.aspx

http://www.evn.com.vn/Home/Detail/tabid/84/ItemId/4528/View/2/CateId/48/language/vi-Phụ lục: Hỏi và trả lời

Hỏi: (Nhóm 3, nhóm 8) Tại sao Việt Nam phải mua điện từ Trung Quốc mà đồng thời cũng bán

điện cho Campuchia?

Trả lời [14, 15]: Để đảm bảo cung cấp điện ổn định và đảm bảo chất lượng điện năng cho các

tỉnh Tây Bắc, EVN vẫn phải duy trì mua điện Trung Quốc với một sản lượng tối thiểu

Chúng ta mua điện từ Trung Quốc trong giai đoạn nước chúng ta đang phát triển mạnh, cần một lượng điện cần thiết để sử dụng trong giai đoạn 2004-2008 Ngoài ra hợp đồng kí kết mua điện với Trung Quốc kéo dài đến năm 2015 Trong khi đó chúng ta bắt đầu bán điện cho Campuchia

từ năm 2009

Hỏi: (Nhóm 9)Tại sao đồ thị phụ tải theo các giờ trong ngày ở màu hè lại bằng phẳng hơn mùa đông?

Trả lời [4]: Theo mình thì trong mùa hè chúng ta sử dụng nhiều thiết bị điện và nó trải dài ra cả

trong ngày, trong khi đó thì vào mùa đông thì các thiết bị điện thường chỉ được sử dụng nhiều nhất vào những giờ cao điểm chẳng hạn, Vì vậy mà tại sao đồ thị phụ tải mùa hè lại bằng phẳng hơn mùa đông

Hỏi: (Nhóm 10) Cáp quang đóng vai trò gì trong hệ thống Smart Grid?

Trả lời [16]: Nhờ vào cáp quang mà hệ thống có thể kết nối với hệ thống điện thoại và Internet,

từ đó thu thập thông tin để giúp cho hệ thống vận hành một cách tối ưu Một ví dụ cụ thể là thông qua hệ thống cáp quang điện thoại và Internet, người tiêu dùng có thể lựa chọn nhiều nguồn cung cấp điện, kiểm tra được chất lượng điện năng, lượng điện tiêu thụ và hóa đơn tiền điện trực tuyến, thậm chí điều khiển các thiết bị dùng điện từ xa

Hỏi:(Nhóm 5) Tại sao truyền tải HVDC lại ít tổn hao hơn truyền tải AC? Áp truyền tải HVDC

là khoảng bao nhiêu?

Trả lời [17, 18]: Khi sử dụng dòng DC thì sẽ không xuất hiện điện cảm, điện dung giống như

AC gây ra sự mất mát công suất phản kháng Đồng thời sử dụng đường dây DC thì sẽ tốn ít đường dây, từ đó sẽ có ít sự mất mát công suất do tỏa nhiệt trên dây dẫn Mức áp HVDC tiêu chuẩn là ±500 kV (được sử dụng ở châu Á)

Hỏi: (Nhóm 4) Thủy điện nhỏ có ưu điểm là chi phí thấp, nhân lực thấp, ít gây tổn hại môi trường, tại sao không xây nhiều?

Trả lời [10]: Như đã trình bày trong bài thuyết trình thì thủy điện nhỏ có nhiều ưu điểm, tiềm

năng lớn nhưng ở Việt Nam chưa được phát triển đúng mức là vì 2 nguyên nhân sau:

 Xây dựng: đó là quá trình đấu thầu và tiến hành xây dựng ở Việt Nam còn nhiều tiêu cực, khiến cho chất lượng của các thủy điện xây lên không cao, an toàn thấp và hiệu suất điện năng không đạt như yêu cầu

 Vận hành: một nhà máy thủy điện nào khi vận hành thì đều có chi phí cho nhân lực và duy tu bảo dưỡng cho máy móc… trong khi đó giá bán điện hiện nay thì các nhà máy thủy điện công suất nhỏ phải bán cho EVN rồi EVN mới bán điện lại cho dân, vì thế các

nhà máy điện nhỏ không thể chủ động và thường xuyên bị ép giá, khiến cho nguồn thu của các nhà máy điện này quá thấp, không đủ để duy trì hoặc duy trì một cách yếu ớt

Chính vì điều này cho nên nhà nước ta cần có những biện pháp tích cực vào ngành xây dựng và ngành điện để mô hình thủy điện nhỏ có thể phát huy được tối đa tiềm năng của nó mang lại phục vụ đời sống và sản xuất cho người dân

Hỏi:(Nhóm 2) Năng lượng mặt trời được sử dụng chủ yếu ở Việt Nam thông qua dạng nào?

Trả lời [10]: Hiện nay ở Việt Nam sử dụng chủ yếu năng lượng mặt trời vào việc đun nóng nước

phục vụ sinh hoạt, nấu ăn … còn việc sản xuất thành điện để sử dụng thì còn nhiều hạn chế với rất ít nhà máy điện mặt trời và công suất cũng rất nhỏ, chưa tương xứng với tiềm năng về nguồn năng lượng này ở Việt Nam

Hỏi:(Nhóm 11) Xây nhiều thủy điện trên cùng một lưu lượng sông có gây nên vấn đề gì không?

Trả lời: Vấn đề thì luôn xảy ra, nhưng tùy vào thiết kế cũng như điều kiện khác nhau mà mức độ

ảnh hưởng cũng khác nhau Nhưng nếu quá nhiều thủy điện cùng xây trên 1 lưu vực sông thì sẽ gây thay đổi mạnh dòng chảy, hệ sinh thái, động thực vật sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng, đe dọa cân bằng sinh thái của khu vực

Hỏi: (Nhóm 7) Tại sao năng lượng gió tiềm năng lớn nhưng chưa được phát triển nhiều?

Trả lời: Đây lại là một vấn đề cố hữu đó là về mặt công nghệ, chúng ta chưa tiếp thu được công

nghệ, mặt khác dù rằng năng lượng gió tiềm năng lớn, nhưng trong thời gian trước mắt thì khả năng phát triển nó của Việt Nam còn rất thấp, đòi hỏi sự tiếp thu công nghệ, đồng thời có sự đầu

tư đồng bộ trong hệ thống để phát huy được tiềm năng về gió, vì các turbine gió có đặc thù khác

so với các nhà máy điện khác là ta không điều khiển được sức gió, và các turbine gió dùng nam châm vĩnh cửu chứ không dùng dòng kích từ để duy trì từ tính của stator

Hỏi:(Nhóm 6) Ở phần tổng quan về hệ thống điện nhóm có nhắc đến hệ số đàn hồi điện Vậy hệ

số đàn hồi điện là gì? Cho ví dụ

Trả lời [19]: Hệ số đàn hồi điện là một con số phản ánh hiệu quả sử dụng điện Nếu hệ số đàn

hồi của nền kinh tế cao đồng nghĩa với việc sử dụng điện lãng phí và kém hiệu quả; thiết bị lạc hậu, hiệu suất thấp, tiêu tốn nhiều năng lượng; lãng phí điện trong sản xuất công nghiệp, sinh hoạt; ý thức tiết kiệm chưa cao Và hệ số đàn hồi thấp thể hiện điều ngược lại

Năm 2011, hệ số đàn hồi điện/GDP là 1,75, giảm đáng kể so với năm 2010 là 2,03 Tuy nhiên, nếu so với các nước khác thì vẫn tương đối cao

2 Phân bố tối ưu công suất giữa các nhà máy nhiệt điện 2-12.1 Giới thiệu bài toán 2-12.1.1 Mở đầu 2-12.1.2 Phát biểu bài toán 2-12.2 Cơ sở lý thuyết 2-12.2.1 Phương pháp Lagrange 2-12.2.2 Xác định đặc tính chi phí sản xuất và công suất 2-32.3 Nguyên lý phân bố tối ưu công suất 2-42.3.1 Dạng toán học của bài toán 2-42.3.2 Nguyên lý phân bố tối ưu công suất 2-42.4 Phương pháp phân bố tối ưu công suất 2-62.4.1 Suất tăng tiêu hao nhiên liệu ε 2-62.4.2 Phương pháp phân bố tối ưu công suất 2-8Nguồn tham khảo 2-13 Hỏi và trả lời 2-13

Danh sách thành viên nhóm:

2 Phân bố tối ưu công suất giữa các nhà máy nhiệt điện

2.1 Giới thiệu bài toán

2.1.1 Mở đầu

Cần phải xác định sự phân bố tối ưu công suất giữa các nhà máy điện trong hệ thống điện (nhà máy nhiệt điện, nhà máy điện) đáp ứng một giá trị phụ tải tổng cho trước nhằm nâng cao tính vận hành kinh tế của hệ thống điện

Đây là bài toán đa chỉ tiêu:

- Chi phí nhiên liệu tổng trong toàn hệ thống là nhỏ nhất

- Đảm bảo độ tin cậy hợp lý

- Chất lượng điện năng đảm bảo

Hiện nay chưa có mô hình toán học chặt chẽ cho bài toán đa chi tiêu này nên chúng ta chỉ giải quyết các bài toán riêng biệt sau đó kết hợp lại Vì vậy bài toán phân bố tối ưu công suất giữa các nhà máy điện thường chỉ xét đạt mục tiêu quan trong là chi phí nhiên liệu tổng trong toàn hệ thống là nhỏ nhất

2.1.2 Phát biểu bài toán

Có n nhà máy nhiệt điện cung cấp cho phụ tải tổng ܲ௣௧ cố định Biết những số liệu về đặc tính tiêu hao nhiên liệu ở từng nhà máy Cần phải xác định công suất phát tối ưu của mỗi nhà máy P với mỗi ݆ ൌ ሾͳǤ Ǥ ݊ሿǡsao cho chi phí nhiên liệu tổng trong hệ thống đạt cực tiểu với ràng buộc về điều kiện cân bằng công suất

2.2 Cơ sở lý thuyết

2.2.1 Phương pháp Lagrange

2.2.1.1 Phát biểu bài toán

Xác định các ẩn số ݔଵǡ ݔଶǡ ǥ ǡ ݔ௝ǡ ǥ ǡ ݔ௡ sao cho hàm mục tiêu F đạt cực trị

ܨ൫ݔଵǡ ݔଶǡ ǥ ǡ ݔ௝ǡ ǥ ǡ ݔ௡൯ ՜ ‹ሺƒšሻ

Và thỏa mãn m điều kiện ràng buộc, ݉ ൏ ݊

Trong trường hợp hàm mục tiêu F là giải tích, khả vi, hệ điều kiện ràng buộc gồm toàn đẳng thức và số nghiệm không lớn ta có thể dùng phương pháp trực tiếp để giải bình thường Khi hàm mục tiêu và hệ điều kiện ràng buộc tuyến tính và x it ta có thể dùng thuật toán quy hoạch 0tuyến tính để giải như phương pháp phương pháp hình học, đơn hình, vận tải,

, , , 0

n n

2.2.1.2 Phương pháp nhân tử Lagrange

Nghiệm tối ưu của hàm mục tiêu F cũng chính là nghiệm tối ưu của hàm Lagrange và ngược lại

Vì vậy ta cần tìm lời giải tối ưu cho hàm ܮ൫ݔଵǡ ݔଶǡ ǥ ǡ ݔ௝ǡ ǥ ǡ ݔ௡൯

Xác định ൫ݔଵǡ ݔଶǡ ǥ ǡ ݔ௝ǡ ǥ ǡ ݔ௡൯ và ሺߣଵǡ ߣଶǡ ǥ ǡ ߣ௠ሻ thỏa mãn hệ phương trình điểm dừng:

Lấy đạo hàm bậc 2 tại điểm dừng

Kết luận: Hàm mục tiêu F đạt cực tiểu tại điểm dừng

2

1 2

182

13

123

x

O O

1 2 2 2

( , )

2 0( , )

2 0

L x x x

L x x x

°

®w

F

2.2.2 Xác định đặc tính chi phí sản xuất và công suất

Trong đó: Z là chi phí trong một giờ làm việc (triệu đồng/h)

P là công suất của tổ máy phát (MW)

a, b, c là các hệ số từ các số liệu thống kê theo phương pháp bình phương cực tiểu

2.2.2.2 Phương pháp bình phương cực tiểu

Giả sử ta có tập số liệu về chi phí Z phụ thuộc vào công suất P:

Các số liệu thống kê về chi phí của một nhà máy điện cho trong bảng sau Hãy xác định hàm chi