NGUỒN NĂNG LƯỢNG THAY THẾ - NĂNG LƯỢNG GIÓ (KĨ THUẬT)

Cùng với sự biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp nên việc sử dụng năng lượng ngày càng tăng, nguồn năng lượng thiên nhiên khai thác tăng nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng trên toàn

GVHD : TS NGUYỄN THỊ MINH CHÂU

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

PHẦN I TỔNG QUAN VỀ CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG THAY THẾ 3

1.1 Những nguồn năng lượng đang được sử dụng hiện nay 3

1.2 Những nguồn năng lượng thay thế hiện nay 4

1.2.1.Năng lượng hạt nhân 4

1.2.2 Năng lượng nước ( Thuỷ năng ) 5

1.2.3 Năng lượng gió (Phong năng) 5

1.2.4 Năng lượng mặt trời ( Quang năng ) 6

PHẦN II TỔNG QUAN NĂNG LƯỢNG GIÓ 8

2.1 Khái niệm về năng lượng gió 8

2.2 Lịch sử phát triển 8

2.3 Nguồn tài nguyên gió 8

2.3.1 Sự hình thành năng lượng gió 8

2.3.2 Bản chất của gió 9

2.4 Năng Lượng gió trên thế giới và Việt Nam 9

2.4.1 Thống kê tổng công suất năng lượng gió trên toàn thế giới 9

2.5 Năng lượng gió ở Việt Nam Triển vọng và phát triển 12

2.5.1 Tình hình cung- cầu điện năng ở Việt Nam 12

2.5.2 Tiềm năng điện gió của Việt Nam 13

2.5.3 Những khó khăn thách thức đối với Việt Nam 14

2.5.4 Một số giải pháp 15

CHƯƠNG III CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TUỐC BIN NĂNG LƯỢNG GIÓ 18

3.1 Nguyên lý hoạt động 18

3.2 Cấu trúc tuốc bin gió 18

3.2.1 Cấu trúc tuốc bin gió có trục nằm ngang 18

3.2.2 Cấu trúc tuốc bin gió có trục dọc 20

3.3 Cấu trúc của hệ thống năng lượng gió 21

3.3.1 Tháp đỡ 21

3.3.2 Tuốc bin 22

3.3.3 Cánh đón lấy gió 24

3.4 Tính toán công suất của tuabin gió 27

3.4.1 Tốc độ gió và công suất 27

3.4.2 Vòng quét Roto 27

3.4.3 Mật độ không khí 28

CHƯƠNG IV KẾT LUẬN 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO 31

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Năng lượng hóa thạch 3

Hình 1.2 Năng lượng hạt nhân 4

Hình 1.3 Năng lượng nước 5

Hình 1.4 Năng lượng gió 5

Hình 1.5 Năng lượng mặt trời 6

Hình 2.1 Tổng dung lượng gió tích lũy trên toàn cầu từ 1990 đến 2007 (MW) 11

Hình 2.2 Dung lượng năng lượng gió hàng năm từ 1991 đến 2007(MW) 12

Hình 3.1 Nguyên lý hoạt động của tuabin gió 18

Hình 3.2 Cấu trúc của tuốc bin gió có trục ngang 19

Hình 3.3 Tuốc bin gió có trục quay nằm ngang 20

Hình 3.4 Tuốc bin gió có trục quay nằm dọc 21

Hình 3.5 Phần trên tháp đỡ 22

Hình 3.6 Đường kính và chiều cao tháp đỡ của tuốc bin gió (600 kW) 23

Hình 3.7 Chiều cao của tháp đỡ tương ứng với nhiều dung lượng khác nhau của tuốc bin gió 24

Hình 3.8 Rotor hai cánh đón gió 25

Hình 3.9 Rotor ba cánh đón gió 25

Hình 3.10 Các phương pháp điều khiển tốc độ được sử dụng cho các tuốc bin vừa và nhỏ 26

Hình 3.11 Hiệu suất của rôto 27

Hình 3.12 Hệ số mật độ không khí so với độ cao 29

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Tổng dung lượng năng lượng gió trên toàn thế giới được lắp đặt từ năm 2007 đến hết năm 2008 Nguồn [GWEC] 11

LỜI MỞ ĐẦU

Năng lượng (trong đó có điện năng) có vai trò vô cùng quan trọng trong sự phát triển của mỗi Quốc gia Năng lượng là một trong các nhu cầu thiết yếu đối với sinh hoạt của nhân dân và cũng chính là yếu tố đầu vào không thể thiếu của rất nhiều ngành kinh tế khác, có tác động ảnh hưởng không nhỏ đến các hoạt động kinh tế, chính trị, văn hóa, xã hội

Ngày nay, do sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, các ngành Công nghiệp sử dụng các dạng năng lượng tăng mạnh Cùng với sự biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp nên việc sử dụng năng lượng ngày càng tăng, nguồn năng lượng thiên nhiên khai thác tăng nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng trên toàn cầu, nguồn năng lượng thiên nhiên dần cạn kiệt đang dẫn tới tình trạng khủng hoảng về năng lượng trên toàn thế giới

Các nguồn năng lượng truyền thống như: dầu mỏ, khí đốt tự nhiên và than đá đang ngày một cạn kiệt, chỉ có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng của chúng ta thêm 50-70 năm nữa Vì vậy, cần phải tìm kiếm các nguồn năng lượng mới để thay thế Giải pháp hiện nay

là nghiên cứu sử dụng nguồn năng lượng tái tạo Vậy năng lượng tái tạo là gì ? và việc triển khai thực hiện sẽ có những thuận lợi và khó khăn như thế nào, trong phạm vi bài báo này chúng ta cùng tìm hiểu

PHẦN I TỔNG QUAN VỀ CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG THAY THẾ

1.1 Những nguồn năng lượng đang được sử dụng hiện nay

Đầu thế kỷ 21, Năng lượng hóa thạch ( Dạng năng lượng hình thành hàng triệu năm trước từ xác các loài động thực vật ) cung cấp hơn 85% tổng năng lượng tiêu thụ toàn cầu

Ở Mỹ, hai phần ba lượng điện năng hiện nay là từ việc đốt cháy các nguồn nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ và khí tự nhiên Theo số liệu thống kê của Bộ Năng Lượng và

Cơ quan bảo vệ môi trường Liên bang, những hoạt động đó đã thải ra môi trường trên dưới 2,3 tỷ tấn carbon dioxide (2,5 tỷ tấn Mỹ) vào năm 1999 Hơn 150 năm qua, ước chừng 245

tỷ tấn ( 270 tỷ tấn Mỹ ) carbon dưới dạng carbon dioxide đã được thải ra không khí bằng việc đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch

Nhiên liệu hóa thạch cung cấp năng

lượng cho những phương tiện giao thông,

các nhà máy công nghiệp, sưởi ấm các toà

nhà và sản sinh ra điện năng phục vụ đời

sống con người Tuy nhiên, sự tồn trữ các

nguồn nhiên liệu này là vô cùng hạn chế mà

thực tế là không thể thực hiện được Do vậy,

chúng vẫn thường được gọi là những nguồn

tài nguyên không thể phục hồi Đã có rất

nhiều dự đoán được đưa ra rằng, với tốc độ

tiêu thụ năng lượng toàn cầu hiện nay thì trữ

lượng dầu và khí tự nhiên sẽ thường xuyên

nằm trên đà sụt giảm mạnh trong suốt thế

kỷ 21 Than đá, nguồn nhiên liệu hóa thạch

có trữ lượng lớn hơn dầu và khí tự nhiên, thì

lại là một trong những tác nhân gây ra sự

nóng lên toàn cầu

Hình 1.1 Năng lượng hóa thạch

Một thực tế không thể tránh khỏi đang diễn ra là nhu cầu năng lượng cho những nền công nghiệp đang phát triển cũng như các xã hội tân tiến đã phát triển liên tục tăng,

do đó sự chuyển hướng sử dụng sang những nguồn năng lượng thay thế trong tương lai trở thành tất yếu Giữ gìn những nguồn năng lượng hiện có và sử dụng chúng một cách hiệu quả là giải pháp kết hợp để giải quyết triệt để vấn đề năng lượng, một vấn đề mang tính cấp thiết của thời đại ngày nay

1.2 Những nguồn năng lượng thay thế hiện nay

1.2.1.Năng lượng hạt nhân

Năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng thay thế có được bằng một trong hai cách: Phân rã hạt nhân các nguyên tử ( Nuclear fission: Sự phân hạch ) hoặc kết hợp hạt nhân các nguyên tử ( Nuclear fusion: Sự tổng hợp hạt nhân ) Dù là cách nào trong hai phương pháp trên thì đều mang lại nguồn năng lượng khổng lồ Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò phản ứng hạt nhân, trong đó xảy ra sự phân tách các nguyên tử uranium hoặc plutonium, nhằm điều khiển phản ứng phân hạch Nhiệt năng giải phóng từ phản ứng phân hạch được thu lại và được sử dụng để sản sinh ra điện năng Cho đến năm 2000, đã có 110 nhà máy điện nguyên tử được xây dựng và vận hành tại Mỹ Trong khi đó, trên 70% lượng điện năng tiêu thụ ở Pháp là từ năng lượng hạt nhân

Hình 1.2 Năng lượng hạt nhân

Rất nhiều nhà khoa họctrên thế giới cho rằng, phản ứng tổng hợp hạt nhân sẽ là giải pháp tối ưu cho vấn đề năng lượng toàn cầu trong tuơng lai Phản ứng tổng hợp hạt nhân mang lại lượng năng lượng lớn gấp bội so với phản ứng phân hạch Tuy nhiên, cho đến nay, khoa học hiện đại vẫn chưa tìm ra cách điều khiển sự xảy ra của phản ứng này

Mặc dù năng lượng hạt nhân là dạng năng lượng sạch, rẻ tiền và tương đối an toàn, nhưng công chúng khắp thế giới ngày nay vẫn đang dấy lên mối quan ngại sâu sắc với khía cạnh mất an toàn mà việc xây dựng và vận hành các nhà máy điện hạt nhân đem tới Những

sự cố tại các nhà máy điện hạt nhân như Three Miles Island, Pennsylvania năm 1979 hay điển hình là Chernobyl, Ukraine năm 1986 đã thải ra bầu không khí một lượng lớn chất phóng xạ và đồng thời gieo giắc nỗi kinh hoàng về sự xảy ra của các thảm họa tương tự Thêm vào đó, vấn đề xử lý rác thải phóng xạ một cách an toàn cũng cần được quan tâm một cách đúng mực

1.2.2 Năng lượng nước ( Thuỷ năng )

Hình 1.3 Năng lượng nước

Năng lượng từ các dòng nước lưu động là một giải pháp sản sinh điện năng sạch và hiệu quả Nước tràn xuống từ đập nhà máy thuỷ điện làm quay tuốc bin nối với máy phát điện Năng lượng sản sinh ra sau đó được phân bổ tới những mạng lưới điện lớn, phục vụ đời sống con người Canada, Mỹ và Brazil hiện đang là 3 quốc gia dẫn đầu thế giới về sản lượng điện từ thuỷ năng

Mặc dầu đem lại những lợi ích to lớn, nhưng việc xây dựng các con đập cho những nhà máy thuỷ điện lại ảnh hưởng sâu sắc tới môi trường xung quanh Lý do là các con đập này đã gây ngập úng cho các vùng đất phía trên cũng như phá vỡ dòng chảy tự nhiên của các nguồn nước bên dưới nền móng của chúng Điều này đương nhiên sẽ tác động đến hệ sinh thái và gây nên những hậu quả khó có thể lường trước được

1.2.3 Năng lượng gió (Phong năng)

Phong năng là một trong những

hình thức sử dụng năng lượng được hình

thành sớm nhất của con người Vào đầu

thế kỷ 20, rất nhiều nông trang đã sử dụng

cối xay gió để bơm nước và phát điện

Ngày nay, được coi như là một nguồn

năng lượng thay thế, phong năng đã và

đang được khai thác bởi các nhà máy điện

hiện đại, với những bộ lá cánh tuốc bin nhẹ

hơn và hoạt động hiệu quả hơn Ở Mỹ, tại

những tiểu bang như California

Hình 1.4 Năng lượng gió

Hampshire, Oregon hay Montana, vài trăm máy phát điện sức gió được hoạt động đồng thời trên những vùng đất trống trải và có gió mạnh không ngừng thổi qua

Một nhà máy điện từ sức gió lớn có thể cung cấp điện năng sử dụng cho vài nghìn

hộ dân tại Mỹ mỗi năm Một số công ty điện nước này hiện nay cũng đang lên kế hoạch xây dựng những tổ hợp máy phát điện sức gió ( Wind farm ) lớn tại Texas, New Jersey, Massachusetts, Minnesota và một số tổ hợp nhỏ hơn tại Pennsylvania, Connecti-cut, New York trước năm 2020 Tới thời điểm đó, Bộ năng lượng Mỹ hy vọng sản lượng điện từ năng lượng gió sẽ đạt 5% tổng sản lượng điện Liên Bang Với những công nghệ mới được phát triển cho mục đích tăng hiệu năng khai thác, năng lượng gió là dạng năng lượng thay thế sạch, rẻ, hứa hẹn và vô cùng dồi dào cho tương lai

1.2.4 Năng lượng mặt trời ( Quang năng )

Hình 1.5 Năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tự nhiên không gây ô nhiễm và vô cùng dồi dào Nguồn quang năng này có thể được sử dụng để sưởi ấm các tòa nhà, đun nóng nước hoặc sản sinh ra điện năng Tuy nhiên, hạn chế của nó là sự khó khăn trong việc thu thập ánh sáng mặt trời vào những ngày thời tiết mây mù, và bên cạnh đó là chi phí sản xuất còn khá cao

Có hai loại hệ thống máy năng lượng mặt trời, đó là hệ thống chủ động và hệ thống thụ động Hệ thống thụ động thu thập và lưu giữ năng lượng mặt trời vì chính vật liệu, cấu trúc thiết kế của nó Một ví dụ điển hình cho hệ thống kiểu này là những tòa cao ốc với mặt ngoài hoàn toàn bằng kính, giúp cho ánh nắng được hấp thụ và bên trong là những bức tường dày, nhằm lưu lại nhiệt năng và giải phóng lượng năng lượng đó về đêm

Hệ thống máy năng lượng mặt trời chủ động sử dụng quạt hoặc máy bơm để luân chuyển nhiệt năng mà bộ phận thu quang năng lấy được Bộ phận thu quang năng này có

chức năng hấp thụ năng lượng mặt trời và chuyển nó thành nhiệt năng đi sưởi ấm các tòa nhà cũng như làm nóng nước Bộ phận này thường có dạng tấm phẳng, gắn trên nóc công trình và được làm từ vật liệu hấp thụ nhiệt như đồng hoặc nhôm, được bao ngoài bởi chất dẻo hay kính Nước hoặc không khí luân chuyển trong hệ thống hấp thụ nhiệt và được chuyển tới bộ phận lưu giữ nhiệt năng, sau đó, nhờ hệ thống quạt hoặc máy bơm để thổi khí hoặc bơm nước nóng tới các phòng cần được sưởi ấm Với những nơi sử dụng hệ thống máy năng lượng mặt trời, sẽ phải có một hệ thống làm nóng thông thường khác chạy dự phòng vào những ngày khó thu thập ánh sáng

Hiện nay, ánh sáng mặt trời còn được hấp thụ và chuyển trực tiếp thành điện năng nhờ sự ra đời của pin mặt trời ( Hai hệ thống trước chuyển quang năng thành nhiệt năng, sau đó mới có thể thành điện năng ) Pin mặt trời là một pin nhạy sáng hay sự kết hợp của các pin được thiết kế để tạo ra một điện áp nhờ sự chuyển đổi trực tiếp từ ánh sáng thành điện khi tiếp xúc với nguồn sáng Pin mặt trời được sử dụng trong vệ tinh vũ trụ để cung cấp điện, hay trong đồng hồ đeo tay hoặc máy tính bỏ túi Những tấm bảng gồm nhiều pin mặt trời hiện cũng đã được lắp đặt tại những ngọn hải đăng, thuyền bè hay những ngôi nhà

ở các vùng hẻo lánh mà lưới điện khó có thể vươn tới được

Nhà máy điện từ năng lượng mặt trời, sử dụng quang năng để sản sinh ra hơi quay tuốc bin, là một giải pháp tiềm năng thay thế cho nhà máy điện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch với nhiều ưu điểm nổi bật như thân thiện với môi trường… Tại California, công trình nhà máy điện từ năng lượng mặt trời, sử dụng bộ thu làm

Trong những nguồn năng lượng thay thế tiềm năng gió ở Việt nam là rất lớn, vượt trội hơn so với tiềm năng của các nước láng giềng trong khu vực Theo các kết quả đánh giá tiềm năng gió của Ngân hàng Thế giới (2001) thông qua một nghiên cứu được thực hiện cho bốn quốc gia trong khu vực Đông Nam Á, Việt nam được xác định là quốc gia có tiềm năng gió lớn nhất so với các nước láng giềng trong khu vực như Lào, Campuchia và Thái Lan Tiềm năng năng lượng gió của Việt Nam được ước tính vào khoảng 513.360

MW, cao hơn gấp sáu lần so với tổng công suất dự báo của ngành điện vào năm 2020 Trong đó, những khu vực hứa hẹn nhất cho phát triển điện gió chủ yếu nằm ở các vùng ven biển và cao nguyên miền nam trung bộ và miền nam của Việt nam Cũng theo nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới, ước lượng khoảng 8,6% tổng diện tích lãnh thổ Việt nam có tiềm năng gió với mức từ “cao” đến “rất cao”, phù hợp cho việc triển khai tuabin gió cỡ lớn (với tốc độ gió trên 7,0 m/s)

Trong báo cáo này, xin giới thiệu và phân tích các vấn đề liên quan đến một trong những

nguồn năng lượng thay thế - nguồn năng lượng gió

PHẦN II TỔNG QUAN NĂNG LƯỢNG GIÓ 2.1 Khái niệm về năng lượng gió

Nguồn Năng lượng gió là sự biến đổi năng lượng của gió thành một loại năng lượng hữu dụng như là điện năng sử dụng tuốc bin gió, nguồn năng lượng được sản xuất từ tuốc bin gió là nguồn năng lượng xanh, sạch không gây ô nhiễm môi trường không gây hiệu ứng nhà kính

Tuốc bin gió đầu tiên được lắp đặt để tạo ra điện sử dụng cho những vùng nông thôn

ở Mỹ vào năm 1890 sau đó liên tiếp các thử nghiệm nối lưới các hệ thống tuốc bin gió được lắp đặt Một thử nghiệm lắp đặt tuốc bin gió có công suất 2MW được lắp đặt tại Howard Knob năm 1979, tuốc bin gió 3MW được lắp đặt tại scốt len vào năm 1988

Ngày nay khoa học công nghệ ngày càng phát triển, nhu cầu về cung cấp điện cũng như các nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt Những tuốc bin gió lớn được lắp đặt ngày càng nhiều, nó mang lại những lợi ích về kinh tế và môi trường to lớn

Dung lượng trung bình của các tuốc bin gió vào khoảng 300 kW cho đến những năm 1990 Những tuốc bin gió mới được lắp đặt từ những năm 1990 đến nay nằm trong phạm vi 1MW đến 3MW Những tuốc bin gió có công suất 5MW đang được lắp đặt tại một số quốc gia

2.3 Nguồn tài nguyên gió

2.3.1 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 của trái đất, mặt ban đêm bị che khuất không nhận được bức xạ mặt trời và thêm vào đó bức xạ mặt trời ở các vùng gần xích đạo nhiều hơn là ở các cực, do đó có sự khàc nhau về nhiệt độ và vì thế là khác nhau

về áp suất mà không khí giữa xích đạo và hai cực cũng như không khí giữa mặt ban ngày

và mặt ban đêm của trái đất di chuyển 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 quỹ đạo trái đất tạo thành khi quay quanh mặt trời) nên cũng tạo thành các dòng không khí 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 chuyển động thẳng mà tạo thành các cơn gió xoáy có chiều xoáy khác nhau giữa bắc bán cầu và nam bán cầu Nếu nhìn từ vũ trụ thì trên bắc bán cầu không khí di chuyển 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 tính toán trên gió cũng bị ảnh hưởng bởi địa hình tại 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 nhanh hơn nước và hiệu ứng này xảy ra theo chiều ngược lại

2.3.2 Bản chất của gió

Năng lượng có sẵn trong gió khác nhau tùy thuộc vào lập phương của tốc độ gió, do

đó sự hiểu biết về đặc tính của tài nguyên gió là rất quan trọng cho tất cả các khía cạnh của khai thác năng lượng gió, từ việc xác định những địa điểm phù hợp và dự đoán khả năng kinh tế của các dự án trang trại năng lượng gió cho tới việc thiết kế các tuốc bin gió và sự hiểu biết về hiệu quả của năng lượng gió trên các mạng phân phối điện

Từ đặc điểm của năng lượng gió đặc tính nổi bật nhất của nguồn tài nguyên gió là

sự biến thiên của nó Gió có sự biến động về mặt địa lý và tính chất tạm thời của nó Hơn nữa sự biến đổi này có quy mô ảnh hưởng trên phạm vi rộng cả về không gian và thời gian Tầm quan trọng của điều này là mối quan hệ lập phương của tốc độ gió với hệ năng lượng

có sẵn

Trên một quy mô rộng lớn hơn, không gian biến thiên mô tả một thực tế rằng có rất nhiều sự khác nhau về khí hậu ở các vùng khác nhau trên thế giới, một số nơi có gió lớn hơn hoặc có nhiều bão hơn so với khu vực khác trên thế giới Sự hiểu biết về vấn đề này giúp cho vấn đề điều khiển và thiết kế các tuốc bin gió phù hợp với điều kiện thời tiết từng khu vực Trên thực tế một trong những vùng khí hậu biến thiên trên một quy mô nhỏ hơn phần lớn được quyết định bởi địa lý tự nhiên ví dụ như tỷ trọng của đất và biển, kích thước của đất, và sự hiện diện của các ngọn núi hoặc vùng đồng bằng

2.4 Năng Lượng gió trên thế giới và Việt Nam

2.4.1 Thống kê tổng công suất năng lượng gió trên toàn thế giới

Theo thống kê của WEC (Global wind energy council) kết thúc năm 2008 tổng công suất sản xuất được của các tuốc bin gió trên toàn cầu là 120,791 gigawats (Gw) chiếm 1.5% dung lượng điện sản xuất được của thế giới Bảng 1.1 mô tả chi tiết tổng dung lượng năng lượng gió được lắp đặt từ năm 2007 đến năm 2008 trên toàn cầu theo từng châu lục

Bảng 2.1 Tổng dung lượng năng lượng gió trên toàn thế giới được lắp đặt từ năm 2007

đến hết năm 2008 Nguồn [GWEC]

Hình 2.1 Tổng dung lượng gió tích lũy trên toàn cầu từ 1990 đến 2007 (MW)

Hình 2.2 Dung lượng năng lượng gió hàng năm từ 1991 đến 2007(MW)

Chú thích

Rest of the world: Phần còn lại của thế

giới EU: Châu Âu

2.5 Năng lượng gió ở Việt Nam Triển vọng và phát triển

2.5.1 Tình hình cung- cầu điện năng ở Việt Nam

Tốc độ tăng trưởng trung bình sản lượng điện ở Việt Nam trong 20 năm trở lại đây đạt mức rất cao, khoảng 12-13% năm- tức là gần gấp đôi tốc độ tăng trưởng GDP của nền kinh tế Chiến lược công nghiệp hoá và duy trì tốc độ tăng trưởng cao để thực hiện, dân giàu, nước mạnh và tránh nguy cơ tụt hậu sẽ còn tiếp tục đặt lên vai ngành điện nhiều trọng trách và thách thức to lớn trong những thập niên tới Để hoàn thành được những trọng trách này, ngành điện phải có khả năng dự báo nhu cầu về điện năng của nền kinh tế trên cơ sở

đó hoạch định và phát triển năng lực cung ứng của mình

Việc ước lượng nhu cầu về điện không hề đơn giản, bởi vì nhu cầu về điện là nhu cầu dẫn xuất Chẳng hạn như nhu cầu về điện sinh hoạt tăng cao trong mùa hè là do các hộ gia đình có nhu cầu điều hoà không khí, đá và nước mát Tương tự như vậy các công ty

sản xuất cần điện là do có thể được kết hợp với các yếu tố đầu vào khác (như lao động, nguyên vật liệu v.v) để sản xuất ra các sản phẩm cuối cùng Nói cách khác, chúng ta không thể lượng nhu cầu về điện một cách trực tiếp mà phải thực hiện một cách gián tiếp thông qua việc ước lượng nhu cầu của các sản phẩm cuối cùng Nhu cầu này, đến lược nó lại phụ thuộc vào nhiều biến số kinh tế và xã hội khác

Năm 2005 điện phục vụ tiêu dùng và công nghiệp chiếm tỷ trọng rất lớn, lần lượt là 43,81% và 45,91%, trong khi 11% còn lại dành cho nông nghiệp và các nhu cầu khác Nhu cầu điện của khu vực công nghiệp tăng cao là hệ quả trực tiếp của chủ trương công nghiệp hoá, hiện đại hoá nền kinh tế , mà một biểu hiện của nó là tốc độ tăng trưởng giá trị giá trị sản xuất công nghiệp trung bình hơn 10 năm qua đạt mức khá cao lá 10,5% Còn ở khu vực tiêu dùng, cùng với mức tăng dân số, tốc độ đô thị hoá khá cao Kết quả là nhu cầu về

về điện của toàn nền kinh tế tăng trung bình gần 13%/năm, và tốc độ tăng của mấy năm trở lại đây thậm chí còn cao hơn mức bình thường Theo dự báo, tốc độ tăng chóng mặt này

sẽ còn tiếp tục duy trì trong nhiều năm tới Đây thực sự là một thách thức to lớn, buộc ngành điện phải phát triển vuợt bậc để có thể đáp ứng được nhu cầu phát triển kinh tế của đất nước

2.5.2 Tiềm năng điện gió của Việt Nam

Nằm trong khu vực cận nhiệt đới gió mùa với bờ biển dài, Việt Nam có một thuận lợi cơ bản để phát triển năng lượng lượng gió So sánh tốc độ gió trung bình trong vùng biển đông VIệt Nam và các vùng biển lân cận cho thấy gió tại Biển Đông khá mạnh và thay đổi nhiều theo mùa

Trong chương trình đánh giá về năng lượng cho Châu Á, Ngân hàng thế giới đã có một khảo sát chi tiết về năng lượng gió khu vực Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam Theo tính toán của nghiên cứu này, trong bốn nước được khảo sát thì Việt Nam có tiềm năng gió lớn nhất và hơn hẳn các quốc gia lân cận là Thái Lan, Lào và Campuchia Trong khi Việt Nam có tới 8.6% diện tích lãnh thổ được đánh giá có tiềm năng từ “tốt” đến “rất tốt” để xây dựng các trạm điện gió cỡ lớn thì diện tích này ở Campuchia là 0.2% ở Lào là 2,9%,

và ở Thái Lan cũng chỉ là 0.2% Tổng tiềm năng điện gió của Việt Nam ước đạt 513.360

MW tức là bằng hơn 200 lần công suất của thủy điện Sơn La, và hơn 10 lần tổng công suất

dự báo của ngành điện vào năm 2020 Nếu xét tiêu chuẩn để xây dựng các trạm điện gió

cở nhỏ phục vụ cho phát triển kinh tế ở những khu vực khó khăn thì Việt Nam có đến 41% diện tích nông thôn có thể phát triển điện gió loại nhỏ Nếu so sánh con số này với các nước láng giềng thì Campuchia có 6%, Lào có 13% và Thái Lan là 9% diện tích nông thôn

có thể phát triển năng lượng gió

Năng lượng gió được đánh giá là thân thiện nhất với môi trường và ít gây ảnh hưởng xấu về mặt xã hội Để xây dựng một nhà máy thuỷ điện lớn cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng các rủi ro có thể xảy ra với đập nước Ngoài ra, việc di dân cũng như việc mất các vùng đất canh tác truyền thống sẽ đặt gánh nặng lên vai những người dân xung quanh khu vực đặt nhà máy, và đây cũng là bài toán khó đối với các nhà hoạch định chính sách Hơn nữa, các khu vực để có thể quy hoạch các đập nước tại Việt Nam cũng không còn nhiều

Song hành với các nhà máy điện hạt nhân là nguy cơ gây ảnh hưỡng lâu dài đến cuộc sống của người dân xung quanh nhà máy Các bài học về rò rỉ hạt nhân cộng thêm chi phí đầu tư cho công nghệ, kĩ thuật quá lớn khiến càng ngày càng có nhiều sự ngần ngại khi

sử dụng loại năng lượng này

Các nhà máy điện chạy nhiên liệu hoá thạch thì luôn là những thủ phạm gây ô nhiễm nặng nề, ảnh hưởng xấu đến môi trường và sức khoẻ người dân Hơn thế nguồn nhiên liệu này kém ổn định và giá có xu thế ngày một tăng cao

Ngoài ra với đặc trưng phân tán và nằm sát khu dân cư, năng lượng gió giúp tiết kiệm chi phí truyền tải Hơn nữa, việc phát triển năng lượng gió cần một lực lượng lao động là các kỹ sư kỹ thuật vận hành và giám sát lớn hơn các loại hình khác, vì việc giúp tạo thêm nhiều việc làm với kỹ năng cao

Tại các nước Châu Âu, các nhà máy điện gió không cần đầu tư vào đất đai để xây dựng các trạm tuốc bin mà thuê ngay đất của nông dân Giá thuê đất (khoảng 20 % giá thành vận hành thường xuyên) giúp mang lại một nguồn thu nhập ổn định cho nông dân, trong khi diện tích cầnh tác không bị ảnh hưởng nhiều

2.5.3 Những khó khăn thách thức đối với Việt Nam

Khó khăn về vốn, công nghệ, các nghiên cứu khoa học chưa hoàn chỉnh và

hệ thống chính sách chưa rõ ràng đang tạo rào cản phát triển dự án năng lượng tái tạo

Việt Nam có điều kiện vị trí thuận lợi và h ệ thống pháp luật khuyến khích phát triển nguồn năng lượng sạch, song để chuyển các điều kiện thuận lợi đó thành các dự án khả thi là một bài toán khó Nh ững khó khăn phải kể đến trong việc tiến hành các dự án năng lượng sạch này, trước hết nằm ở khả năng đầu tư nguồn vốn vào ngành năng lượng của nước ta Hiện tại có 3 Tập đoàn lớn đang chủ yếu phát triển ngành Điện là TKV, PVN và EVN Theo dự báo của các tổng công ty này, để đáp ứng nhu cầu phát triển từ năm 2010 trở đi, TKV phải huy động khoảng 1,3 -1,6 tỷ USD; kế hoạch từ 2010 – 2015 của PVN là vốn đầu tư nằm trong khoảng 20 tỷ USD, với EVN, con s ố này tính đến năm 2015 cũng lên đến 40 tỷ USD Như vậy, vốn đầu tư đổ vào ngành Điện sử dụng ngoài năng lượng sạch đã chiếm đến quá lớn khiến khả năng huy động trong nguồn năng lượng này khó khăn.Công nghệ cho việc phát triển năng lượng sạch cũng đang là điểm yếu của Việt Nam