Các nguồn năng lượng mới có tính tái tạo các cơ sở và những khả năng phát triển

Đơn vị của công suất theo hệ đơn vị chuẩn SI là watt W Đối với các thiết bị phát điện sử dụng năng lượng gió thì thường sử dụng các đơn vị là kW hay MW Tính chuyển đổi: 1 MW=103 kW = 106

CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG MỚI CÓ TÍNH TÁI TẠO CÁC CƠ SỞ VÀ NHỮNG KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN

1.1 1 Định nghĩa khái niệm và giải thích

1.1 Dẫn dắt

Hầu như tất cả các nguồn năng lượng mà con người hiện nay đang sử dụng xét chocùng đều xuất phát hay có liên quan tới mặt trời (chỉ trừ năng lượng nguyên tử, địanhiệt và các nhà máy phát điện hoạt động bằng năng lượng thuỷ triều) Người ta chia rathành 2 nhóm năng lượng chính:

- Năng lượng từ những nguồn năng lượng được sinh ra từ quá trình hoá thạch nhưdầu hay khí đốt

- Năng lượng mới mang tính tái tạo từ những nguồn năng lượng như Mặt trời,Gió, Hợp chất hữu cơ và nhiệt năng của trái đất

Các nguồn năng lượng được tạo ra từ quá trình hoá thạch chính là năng lượng mặt trờiđược biến đổi, lưu trữ trong các hợp chất hữu cơ Ngược lại ở các nguồn năng lượngmới mang tính tại tạo thì năng lượng mặt trời được sử dụng dưới rất nhiều hình thứckhác nhau Hiện nay có những khả năng sử dụng năng lượng mới mang tính tái tạo nhưsau:

- Năng lượng mặt trời

- Năng lượng gió

- Thuỷ điện hay năng lượng từ sức nước

- Địa nhiệt

- Năng lượng từ các hợp chất hữu cơ

Hiện nay mức tiêu thụ năng lượng trên thế giới tổng cộng là

1,07 x 1011 MWh

Trong đó mức tiêu thụ điện năng là

1,87 x 109 MWhChiếm khoảng 17% mức năng lượng tiêu thụ tổng cộng

Có thể thấy rằng trong những năm tiếp theo thì mức tiêu thụ năng lượng tổng cộng nóichung cũng như mức tiêu thụ điện năng nói riêng sẽ tăng lên rất mạnh trên phạm vitoàn thế giới.

1.2 Năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời là năng lượng được tạo ra từ các phát ứng hạt nhân của mặt trời.Năng lượng này có thể thu được dưới dạng bức xạ điện từ chiếu xuống trái đất

Ở biên giới khí quyển thì cường độ (Công suất) của bức xạ mặt trời có giá trị là 1,367kW/m² Nếu các tia bức xạ mặt trời chiếu vuông góc tới một mặt phẳng trên bề mặt tráiđất thì cường độ bức xạ chỉ còn vào khoảng 1 kW/m²

Thông qua các tia bức xạ mặt trời có thể thu được 1 mức năng lượng hàng giờ là

1,74 x 1011 MWhtrên trái đất

Hay nói cách khác là trái đất nhận một công suất là 1,74 x 1011 MW

Năng lượng mặt trời này dùng chủ yếu để làm ấm bầu khí quyển, trái đất và nước Chỉ

có khoảng 1 - 2 % năng lượng mặt trời được biến thành năng lượng gió Và khoảng0,02 – 0, 03 % năng lượng mặt trời được sử dụng để tạo ra các hợp chất hữu cơ

1.2.1 Quang điện

Quang điện là hiện tượng biến các chùm tia bức xạ mặt trời thành điện năng nhờ vàohiệu ứng quang điện trong các tế bào quang điện Cách tạo điện năng này hoàn toànkhông gây ra tiếng ồn và không gây ra sự toả hơi hay mùi

Tế bào quang điện có cầu tạo từ rất nhiều lớp mỏng được chế tạo từ vật liệu bán dẫn Vật liệu cơ bản của tế bào quang điện là Silic

Lượng tử ánh sáng mặt trời chiếu lên tế bào quang điện và kích thích các electron tự

do thoát ra khỏi vật liệu bán dẫn Các electron tự do này sẽ được dẫn theo một kênhdẫn đặc biệt và sẽ tạo ra được dòng điện

1.2.2 Nhiệt năng từ mặt trời

Nhiệt năng từ mặt trời sẽ được dùng để làm nóng nước được chứa trong các bộ thunhiệt mặt trời đặc biệt Nước được làm nóng trong các bộ thu nhiệt mặt trời này có thể

sử dụng cho sinh hoạt hay cho sưởi ấm

Để làm nóng nước cho sinh hoạt thì với các điều kiện khí hâu ở Đức thì trung bình cácthiết bị thu nhiệt cần phải có một diện tích thu nhiệt vào khoảng 1,5 – 2,0 m2/ 1 người

Đối với các thiết bị thu nhiệt dùng cho sưởi ấm thì diện tích thu nhiệt phải lớn hơn từ 2đến 3 lần.

1.3 Năng lượng gió

Năng lượng gió chính là động năng của khối không khí trong khí quyển

Động năng này xuất hiện do sự bức xạ không đều của mặt trời lên trái đất Do sự bức

xạ không đều này mà sự làm ấm khác nhau của khí quyển, nước và mặt đất sẽ bị tácđộng

Do sự khác nhau về áp suất và nhiệt độ cũng như quá trình quay của trái đất, khốikhông khí sẽ chuyển động và sẽ tạo ra những dòng không khí khác nhau vào các thờigian khác nhau trong năm

Có thể sử dụng động năng của khối không khí chuyển đông này của các thiết bị phátđiện sử dụng năng lượng gió hay các máy chạy bằng sức gió

1.4 Thuỷ năng

Thuỷ năng chính là khai thác năng lượng của dòng nước chảy Năng lượng của dòngnước chảy với sự giúp đỡ của những máy móc rất khác nhau sẽ được biến đổi thànhnăng lượng cơ học Trước kia năng lượng cơ học này thường được sử dụng trực tiếp.Tuy nhiên ngay này năng lượng cơ học này thường được biến đổi tiếp thành điện năng.Với sự trợ giúp của năng lượng mặt trời, nước sẽ bay hơi và chuyển đến các vùng caodưới dạng các cơn mưa Và khi chảy từ những vùng cao này trở lại về biển, thì thếnăng sẽ được biến thành động năng và năng lượng này có thể sử dụng được

Việc sử dụng thuỷ năng có thể được thực hiện với các thiết bị bánh xe nước đơn giảnhay nhưng tuốc bin hiện đại

Công suất tạo ra được sẽ phụ thuộc vào độ cao của thác cũng như phụ thuộc vào thểtích nước chảy qua

Ở những lớp đất phía trên (Độ sâu 20 m tính từ bề mặt trái đất) thì địa nhiệt được xácđịnh là phụ thuộc chủ yếu vào bức xạ của mặt trời

Ở những lớp đất sâu hơn do sự chênh lệch nhiệt độ giữa nhân trái đất và lớp bề mặt tráiđất, nhiệt năng của trái đất sẽ được truyền từ phía sâu ra ngoài Ở Đức thì cường độtruyền nhiệt năng này vào khoảng 60 - 80 mW/m²

Sự nóng lên sẽ phụ thuộc vào độ sâu và có giá trị vào khoảng 3 °C / 100 m chiều sâu Địa nhiệt được sử dụng chủ yếu cho mục đích sưởi ấm

Để sưởi ấm các ngôi nhà thì nước ngầm có nhiệt độ từ 8 – 100C từ độ sâu tới 30 m sẽđược sử dụng Nước ngầm này sẽ được xử lý tới nhiệt độ sưởi ấm nhờ vào một bơmnhiệt

Trong trường hợp cần lượng nhiệt năng lớn để cung cấp cho cả một vùng nào đó thìphải thực hiện khoan các lỗ với chiều sâu hàng nghìn mét

Ngoài ra cũng cần phải thực hiện các lỗ khoan như vậy trong trường hợp muốn dùngnhiệt năng của trái đất để làm bay hơi nước dùng cho các tuốc bin hơi nước nhằm tạo

Có thể khai thác sử dụng hợp chất hữu cơ từ những lĩnh vực sau đây:

- Các sản phẩm thực vật từ nông nghiệp hay lâm nghiệp

- Các sản phẩm chất thải như ngũ cốc, rơm, gỗ, vỏ bào từ nông nghiệp hay lâmnghiệp

- Các chất thải ví dụ như chất thải từ quá trình chế tạo các sản phẩm thực phẩmhay các chất thải được thu thập khác

Các chất thải sinh học có thể được sử dụng bằng 2 cách khác nhau để tạo ra nănglượng tuỳ thuộc vào hàm lượng xenlulo:

- Tạo ra năng lượng bằng cách đốt

- Tạo ra năng lượng bằng cách lên men

1.6.2 Sự cháy của các hợp chất hữu cơ

Khoảng 80% chất hữu cơ sẵn có hiện nay có cấu tạo từ gỗ và những chất hữu cơ này sẽđược đốt nhằm tạo ra năng lượng

Năng lượng tạo ra được từ quá trình đốt cháy này được sử dụng cho các nhu cầu sưởi

ấm hoặc tạo ra điện nặng

Quá trình đốt cháy về bản chất chính là sự oxy hoá hợp chất các bon trong hợp chấthữu cơ thành CO2 Quá trình oxy hoá này sẽ giải phóng nhiệt năng

Ở quá trình sản xuất điện năng từ các hợp chất hữu cơ thì nhiệt năng được giải phóng

từ quá trình oxy hoá này sẽ dùng để tạo ra hơi nước tư nước chứa trong các bình chứa.Hơi nước này sẽ được dẫn vào các tuốc bin chạy bằng hơi nước để tạo ra điện năng

1.6.3 Sự lên men các hợp chất hữu cơ.

Sự lên men các hợp chất hữu cơ là sự phân huỷ của các vật liệu hữu cơ với hàm lượngxenlulo thấp nhờ vào các vi sinh vật trong điều kiện không có oxy và có sự cung cấpnhiệt năng Quá trình lên men này sẽ tạo ra các khí sinh học Khí sinh học có cấu tạo từMethan (Chiếm 60 -70 %) và CO2 (Chiếm 30 – 40 %) Khí sinh học này có thể đượcđốt cháy để cung cấp nhiệt năng hoặc dùng để chạy các động cơ nhằm tạo ra điện năng.Các hợp chất hữu cơ dùng cho việc lên men chủ yếu là các sản phẩm từ nông nghiệpnhư ngũ cốc hay các chất thải như chất thải từ sinh hoạt hàng ngày hoặc là phân dướidạng lỏng

Quá trình lên men diễn ra theo 3 mức: Thuỷ phân, Tạo thành axid acetic và tạo thànhmethan

Các phần chất thải hữu cơ còn lại sau quá trình lên men này có thể được tái sử dụnglàm phân bón trong nông nghiệp

1.6.4 Sự biến thành dầu của các hợp chất hữu cơ

Các sản phẩm nông nghiệp có chứa hàm lượng dầu thực vật lớn như đậu nành, cây cảidầu có thể được ép để tạo ra dâu thực vật Dầu thực vật nay có thể dung để chạy cácđộng cơ nhằm tạo ra năng lượng

2 Tiềm năng cũng như tình hình triển khai ứng dụng cho đến nay

2.1 Năng lượng mặt trời

Mặt trời cung cấp một lượng năng lương hàng năm là :

1- 2% năng lượng bức xạ từ mặt trời được chuyển thành năng lượng gió Lượng nănglượng biến chuyển thành năng lượng gió này có giá trị là 1013 MWh

Giả thiết rằng một khu công viên gió với diện tích vào khoảng 100 ha có thể tạo ra mộtlượng điện năng là 45 x 106 kWh hàng năm thì người ta cần phải có một diện tích đấttổng công là khoảng 60 000 ha để có thể thoả mãn được nhu cầu điên năng trên thếgiới hàng năm là vào khoảng 27 x 106 MWh Diện tích này chỉ bằng 0,001 % diện tíchtổng cộng của Việt Nam

2.3 Thuỷ năng

Hiện nay trên thế giới thuỷ năng đáp ứng được khoảng 20% nhu cầu về điện năng.Điện năng được tạo ra từ thuỷ năng là 5,4 x 106 MWh/năm Chính vì vậy có thể nóirằng hiện nay trong các nguồn năng lượng mới có tính tại tạo thì thuỷ năng đóng gópphần lớn nhất đối với quá trình tạo ra điện năng

Các chuyên gia cho rằng tiềm năng có thể khai thác được của thuỷ năng còn có thể caohơn mức khai thác hiện nay đến 5 lần và như vậy nếu khai thác được hết tiềm năng củathuỷ năng thì có thế đáp ứng được toàn bộ nhu cầu điện năng hàng năm trên toàn thếgiới Tuy nhiên việc khai thác thuỷ năng còn phụ thuộc rất lớn vào những tác động vềmặt sinh thái tới môi trường

2.4 Địa nhiệt

Tiềm năng khai thác nhiệt năng từ trái đất là vô tận Tuy nhiên hiện nay do các lý do vềchi phí, quá trình khai thác địa nhiệt không có khả năng cạnh tranh với các dạng nănglượng khác

Tuy nhiên với sự thiếu hụt của các nguồn năng lượng được tạo ra từ quá trình hoáthạch cũng như sự đắt lên của các nguồn năng lượng do sự thiếu hụt này thì trongtương lại nguồn năng lượng dự trự này sẽ được khai thác rất mạnh

thải rắn từ nông nghiệp, lâm nghiệp cũng như các chất thải từ các sản phầm thực phẩmhay các chất thải đô thị được sử dụng.

3 Các viễn cảnh trong tương lai

CÁC CƠ SỞ LÝ THUYẾT Tiến sỹ kỹ thuật Peter Henigin

Năng lượng và công suất

Năng lượng chính là „Công“ được lưu trữ trong một hệ thống hoặc là khả năng của một hệ thống để thực hiện một „Công“ nào đó (Ví dụ: năng lượng cơ học dưới dạng động năng, thế năng, nhiệt năng, năng lượng dính kết) Đơn vị của hệ năng lượng theo

hệ đơn vị chuẩn SI là Joule (J)

Đối với các thiết bị phát điện bằng sức gió thì thường áp dụng các đơn vị sau đây để biểu thị cho năng lượng như kWh hay MWh

Công suất là năng lượng hay „Công“ trên một đơn vị thời gian Đơn vị của công suất theo hệ đơn vị chuẩn SI là watt (W)

Đối với các thiết bị phát điện sử dụng năng lượng gió thì thường sử dụng các đơn vị là

kW hay MW

Tính chuyển đổi: 1 MW=103 kW = 106 W

Công suất gió

Theo định luật về lực của Newton (Định luật 2 Newton) thì

Với K - Lực

Từ công thức (5), (6) có thể rút ra một kết luận rất quan trọng là công suất gió sẽ tỷ

lệ với luỹ thừa bậc 3 của vận tốc gió.

Hình 2 chỉ rõ sự tăng lên của công suất gió trên mỗi một m² tương ứng với sự tăng lên của vận tốc cho trường hợp mật độ không khí 1, 225 kg/m³ (Đây chính là mật độ không khí khô tại áp suất khí quyển ở chiều cao mặt nước biển với nhiệt độ không khí là 15 °C)

Hình 2: Công suất gió

Công suất của thiết bị WEA

Để xác định được công suất của thiết bị WEA thì cần phải áp dụng các định luật sau đây:

a) Phương trình về tính liên tục ở dạng phương trình (4)

(9) - Với v1 - Vận tốc gió trước khi gặp thiết bị WEA

- Với v2 - Vận tốc gió sau khi gặp thiết bị WEA

- Với v- Vận tốc gió khi gặp (tại) thiết bị WEA

V2

Hình 3: Bảo toàn động lượng

Phần năng lượng được sử dụng bởi thiết bị WEA trên một đơn vị thời gian hay nói cáchkhác là công suất P được tạo ra bởi thiết bị WEA sẽ chính là hiệu số giữa phần công suất gió trước khi gặp và sau khi gặp thiết bị WEA

Sẽ hợp lý hơn về mặt vật lý nếu như có được một tỷ lệ tối ưu giữa v1 và v2 và với tỷ lệ tối ưu này thì công suất của thiết bị WEA sẽ là lớn nhất

Hình 4: Tỷ lệ P/P0

Từ hình 4 có thể dễ dàng nhận thấy rằng giá trị lớn nhất của hàm P / P0 là 16/27 đạt được tại giá trị v2/v1 = 1/3

Điều này có nghĩa là, công suất lớn nhất có thể của 1 thiết bị WEA sẽ đạt được nếu như

v2/v1 = 1/3 và công suất lớn nhất có thể sẽ vào khoảng 59% Hệ số về công suất này trong thực tế không thể đạt được ở những thiết bị WEA cỡ lớn (Tuy nhiên trong những trường hợp này thì hệ số công suất cũng lớn hơn 0,5)

Việc rút ra những vấn đề trên đây được dựa theo các công trình được công bố từ năm

1922 đến năm 1925 của Albert Betz Chính vì vậy các kết quả nguyên bản đôi khi cũng còn được gọi là định luật Betz`sches

NHỮNG SUY NGHĨ MANG TÍNH NGUYÊN TẮC CƠ BẢN VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN CHO VIỆC LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM

Tiến sỹ kỹ thuật Peter Henigin

Các tiêu chuẩn liên quan:

1 Điều kiện gió

2 Khoảng cách tới các công trình dân cư

3 Kết nối vào mạng lưới hoặc hoạt động riêng biệt

1 Điều kiện gió:

Thông số quan trọng nhất quyết định một địa điểm nào đó có thích hợp cho việc lắp đặtthiết bị phát điện chạy bằng năng lượng gió (WEA) hay không chính là các điều kiệngió Tiêu chuẩn quan trọng nhất biểu thị điều kiện gió chính là vận tốc gió trung bình( xem hình 1) Vận tốc gió trung bình sẽ cho biết gió theo phương ngang thổi tại mộtđịa điểm xác định trong khoảng thời gian quan sát tổng cộng (Ví dụ 1 năm) với độmạnh trung bình như thế nào

Vận tốc gió trung bình này sẽ được tính theo công thức sau:

với v - vận tốc gió trung bình (m/s)

l - Số lần đo vận tốc gió trong 1 năm

n - Chỉ số của mỗi lần đo

Vận tốc gió trung bình này bị ảnh hưởng bởi các thông số rất khác nhau như độ nhấpnhô, sơn văn học, sự chuyển động không đều của không khí…Sau đây chúng ta sẽ đilần lượt vào những thông số ảnh hưởng này

2 Khoảng cách tới các công trình dân cư:

Có tổng cộng 3 tác động làm phiền tới con người mà các thiết bị WEA có thể gây ranhư sau:

a) Tác động tới tầm nhìn

b) Ảnh hưởng về tiếng ồn

c) Hiệu ứng “Bóng râm chuyển động”

Tác động về tầm nhìn phụ thuộc vào độ lớn của thiết bị Tác động về tầm nhìn hoàntoàn phụ thuộc chủ quan vào những người quan sát, liệu họ cảm thấy độ lớn như vậy làhợp lý hay là với độ lớn như vậy thì cảm thấy bị quấy rầy

Tác động về tiếng ồn xuất hiện do sự phát ra tiếng ồn trong quá trình quay của các cánh

quạt của rotor Tuy nhiên những tiếng ồn này ở khoảng cách 100 m thì hầu như khôngthể cảm nhận thấy do bị lẫn với các tiếng ồn nhiễu khác từ môi trường xung quanh nhưtiếng ồn của cây cối hay các tiếng ồn của cuộc sống sinh hoạt hàng ngày.

Các thiết bị WEA có thể tạo ra hiệu ứng „Bóng râm chuyển động“ phụ thuộc vàohướng gió, tình trạng nắng cũng như tình trạng hoạt động Ở Đức thời gian kéo dài tối

đa cho phép theo luật định của hiệu ứng „Bóng râm chuyển động“ là 30 phút một ngàyhoặc 30 giờ một năm

3 Kết nối vào mạng lưới hoặc hoạt động riêng biệt:

Do độ lớn về mặt công suất, những thiết bị WEA loại lớn (công suất lớn hơn 1 MW) sẽđược nối kết vào mạng lưới Thích hợp phổ biển cho sự kết nối này là các đường dây 10đến 30 kV Tuy nhiên cũng cần kiểm tra khả năng tiếp nhận đối với hệ thống đườngdây có sẵn như thế nào

Nếu giá trị này bị vượt qua thì cần thiết phải nâng công suất của hệ thống đường dây

Hoạt động riêng biệt (Năng lượng điện tạo ra bởi các thiết bị WEA sẽ không được nốikết vào mạng lưới có sẵn hay mạng lưới sẽ được xây dựng) thường xuất hiện ở nhữngthiết bị WEA cỡ nhỏ khi có những nhu cầu về năng lượng không đổi hoặc có thể đạtđược những thiết bị lưu trữ năng lượng (Ví dụ giống như hệ thống trữ nước trên đảo,xem hình 2)

4 Độ nhấp nhô và sự dịch chuyển

Độ nhấp nhô của bề mặt đất càng lớn thì gió càng bị cản lại mạnh Điều này xuất hiệnrất rõ nét trong đối với những khu vực có công trình xây dựng lớn hay những khu rừng.Ngược lại đối với những bề mặt nước phẳng rộng lớn (ví dụ như mặt biển) thì gió hầunhư không bị cản trở Để có thể mô phỏng được vận tốc gió trung bình thì độ nhấp nhơ

bề mặt đất được chia thành các cấp (xem bảng sau đây)

Bảng 1: Cấp nhấp nhô và chiều cao nhấp nhô

Cấp nhấp

nhô

Chiều cao nhấp nhô [m]

Chỉ số năng lượng

[%]

Kiểu bề mặt đất

0,5 0,0024 73 Những địa hình thoáng với các bề

mặt phẳng ví dụ như bê tông, đườngbăng hạ cánh, các thảm cỏ được cắttỉa

không có hang rào với những ngôinhà nằm phân tán ở xa

Các gò đồi rất thấp

ít nhà và các rào chắn với chiều cao8m ở khoảng cách xấp xỉ 1250 mxung quanh

ít nhà và các rào chắn với chiều cao8m ở khoảng cách xấp xỉ 500 mxung quanh

ít nhà và các rào chắn với chiều cao8m ở khoảng cách xấp xỉ 250 mxung quanh

Do độ nhấp nhô, càng gần mặt đất vận tốc gió sẽ càng giảm đi Diễn biến này được gọi

là hiện tượng dịch chuyển của gió Hiện tượng này có liên quan rất quan trọng tới cácthiết bị WEA vì các cánh quạt của rotor sẽ chịu tại rất khác nhau phụ thuộc vào sự dịchchuyển của gió Những mối quan hệ chính xác hơn về hiện tượng dịch chuyển của gió

(bao gồm cả các công thức) sẽ được trình bày trong bài giảng „Các cơ sở lý thuyết củanăng lượng gió“

5 Sơn văn học

Sơn văn học mô tả địa hình của một khu vực nào đó Do vậy nó có ảnh hưởng lớn đốivới vận tốc gió Các thiết bị WEA thường được lắp đặt trên các đỉnh đồi núi vì ở đâyvận tốc gió lớn hơn các khu vực xung quanh Điều này đặc biệt đúng trong nhữngtrường hợp trước đỉnh đồi núi theo hướng gió chính không có những vật cản có chiềucao tương ứng Ở nơi có những vật cản này thì gió sẽ bị cản lại do sự nhấp nhô của địahình hay do chính những vật cản chắn gió này (Xem hình 3)

Hiệu ứng „Đường hầm“ xuất hiện khi một thiết bị WEA được lắp trên đỉnh đồi núi ởhướng gió chính Trong trường hợp này, dòng không khí đến sẽ bị nén lại dẫn đến vậntốc sẽ tăng lên Do vậy nó sẽ thổi qua „rào chắn“ với vận tốc lớn hơn (Xem hình 4)

Điều này đã chỉ ra rằng sự lựa chọn địa điểm đúng đắn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tốđầu vào Ngược lại, ở sự lựa chọn địa điểm sai không thích hợp thì thường yếu tố sơnvăn học không được chú ý đầy đủ dẫn đến vận tốc gió thấp hơn giá trị dự đoán lýthuyết

6 Sự chuyển động không đều của không khí

Sự chuyển động không đều của không khí xuất hiện khi dòng không khí bị làm chệchhướng bởi các rào chắn Do các rào chắn này vận tốc của gió sẽ bị giảm đi đến mức saucác rào chắn sẽ xuất hiện hiện tượng chuyển động không đều của không khí (Không khíchuyển động hỗn loạn)

Chính vì vậy cần đặc biệt chú ý để không có các rào chắn trước các thiết bị WEA donhững rào chắn này sẽ làm giảm vận tốc gió cũng như gây ra hiện tượng chuyển độngkhông đều của không khí (Xem hình 5)

8 Tỷ suất tác động (tỷ số giữa năng lượng thực tế mà 1 WEA tạo ra và năng lượng lớn nhất về mặt lý thuyết mà 1 WEA tạo ra)

Nếu như các thiết bị WEA được bố trí liên tiếp nhau trong hướng gió chính thì cũng cóthể gây ra hiện tượng „Rào chắn“ Do các WEA phía trước sẽ cản gió của WEA phíasau Những phát biểu chính xác hơn về hiện tượng này sẽ được trình bày trong bàigiảng „Những cơ sở lý thuyết của năng lượng gió - Kỹ thuật thiết bị - Kỹ thuật xâydựng“

Tuy nhiên về mặt kinh nghiệm thì khoảng cách giữa 2 thiết bị WEA trong hướng gióchính phải bằng 7 lần đường kính rotor và khoảng cách giữa 2 thiết bị WEA vuông gócvới hướng gió chính phải bằng 4 lần đường kính rotor (xem hình 7)

Với sự giúp đỡ của các mô hình tương ứng cũng như các hiểu biết về các thông số khácnhau ví dụ hướng gió có thể xác định được sự mất mát về năng lượng

KINH TẾ VÀ TÀI CHÍNH

Wolfgang Fettig Mục lục

1 Những kiến thức cơ bản

1.1 Các dữ liệu lịch sử về sự phát triển của „Phát điện sử dụng năng lượng gió“

1.2 Các giai đoạn dự án để phát triển một „Công viên gió“ (1 địa điểm tập trung rất

nhiều thiết bị phát điện chạy bằng sức gió – WKA)

1.3 Các đối tác tham gia và nhiệm vụ của các đối tác

1.4 Luật công ty và luật hợp đồng

2 Tính kinh tế của các dự án „Phát điện sử dụng năng lượng gió“

2.1 Các mong đợi về mặt kinh tế

2.2 Chi phí đầu tư

2.3 Chí phí vận hành

2.4 Các khả năng của việc tối ưu hoá lợi suất

3 Nguồn tài chính của các dự án “Phát điện sử dụng năng lượng gió”

3.1 Nguồn tài chính cho việc phát triển dự án

3.2 Nguồn tài chính của dự án

3.3 Nguồn tài trợ và các phụ cấp

4 Bài tập

5 Phụ lục

1

Những kiến thức cơ bản

Việc sử dụng năng lượng của gió nhằm tạo ra năng lượng cần thiết cho cuộc sống củacon người đã có truyền thống lâu đời, hàng nghìn năm Trong vòng hai thập kỷ vừaqua, quá trình sử dụng năng lượng gió để sản xuất điện và để tạo ra các nguồn nhiệt đãtrải một quá trình phục hưng bền vững chưa từng có Điều này bắt nguồn từ sự cạn kiệtcủa các nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu khác cũng như sự thay đổi về khí hậu củatrái đất Chương đầu tiên của bài giảng về „Kinh tế và tài chính của năng lương gió“ sẽchuyển giao cho người nghe một vài dữ kiện lịch sử cũng như các kiến thức cơ sở vềchủ đề này

1.1 Các dữ liệu lịch sử về sử phát triển của „Phát điện sử dụng năng lượng gió“

1.1.1 Quá trình phát triển lịch sử của „Phát điện sử dụng năng lượng gió“

Quá trình phát triển của việc sự dụng năng lượng gió nhằm sản xuất ra điện năng đã bắtđầu vào những năm 70 với những thí nghiệm đầu tiên Tuy nhiên sự phát triển bùng nổcủa lĩnh vực này diễn ra vào những năm 80 Trong khoảng thời gian này, người ta bắtđầu thực hiện tài trợ cho những nghiên cứu sử dụng năng lượng gió để tạo ra nănglượng điện Với luật cung cấp điện ra đời vào năm 1991, thì sự phát triển bùng nổ liêntục cho đến tận thời điểm hiên nay của sử dụng năng lượng gió đã bắt đầu trước hết ởĐức và hiện nay là trên phạm vi quốc tế

Điểm cốt lõi của luật cung cấp điện là trách nhiệm của người điều hành mạng lưới cungcấp điện đối với như cầu điện năng cũng như các quy tắc có liên quan về giá thanh toáncủa điện năng đã được cung cấp

Sự phát triển này được thúc đẩy một lần nữa vào năm 2001 với việc thông qua luật vềcác nguồn năng lượng mới mang tính tái tạo ở Đức (viết tắt là EEG) và sự phát triểnnày chỉ bị thay đổi chút ít do các điều luật sửa đổi bổ xung vào năm 2004 Theo điềuluật bổ xung này thì giá thanh toán không đổi trong thời gian hoạt động 20 năm kể từnăm bắt đầu hoạt động đã được xác định Giá thanh toàn này (hiện nay khoảng 8.1cent/kWh) thì thấp hơn khoảng 2% so với sự giảm hàng năm Với điều này mọi ngườimuốn đảm bảo tạo ra sự tăng năng suất ở quá trình chế tạo thiết bị

Hình vẽ: Công suất điện năng được tạo ra từ năng lượng gió (MW) trong khoảng thờigian từ năm 1991 đến năm 2006 (Nguồn: Hiệp hội liên bang về năng lượng gió e.V.BWE, 1/2007)

Dưới tác động của những quyết định mang tính chính trị này, cho đến cuối năm 2003 cóđến khoảng 2/3 các thiết bị phát điện sử dụng năng lượng gió ở Châu Âu được lắp đặt ởCHLB Đức Từ thời điểm đó hiện nay ở Đức có khoảng 18685 thiết bị WEA với côngsuất lắp đặt vào khoảng 20621 MW Như vậy ở Đức năng lượng gió giúp đáp ứng được5.7% năng lượng điện tiêu thụ

Hình vẽ: Quá trình phát triển của công suất được lắp đặt trên toàn thế giới (Nguồn:Nghiên cứu về năng lượng gió 2006, viên năng lượng gió CHLB Đức DEWI GmbH)

1.1.2 Quá trình phát triển kỹ thuật của thiết bị phát điện sử dụng năng lượng gió

(Chiều cao trục, công suất và đường kính rotor)

Vào những năm 80 xu hướng chủ yếu là phát triển những thiết bị có công suất 30 đến

50 kW Vào những năm 90 công suất được nâng lên từ 150 đến 250 kW Cho đếnnhững năm cuối thập niên 90 người ta đã bắt đầu chế tạo những thiết bị có công suấtlớn hơn 500 kW cho đến 900 kW Kể từ những năm bắt đầu thiên niên kỷ mới đến nay,các nhà chế tạo đã nâng được công suất của thiết bị lên đến mức MW Hiện này côngsuất của những thiết bị được lắp đặt cỡ trung vào khoảng 2 MW và những thiết bị cỡlớn có thể có công suất lên đến 6 MW (Xem hình vẽ)

Hình vẽ: Công suất lắp đặt trung bình trên mỗi thiết bị phát điện sử dụng năng lượnggió WEA và hàng năm ở Đức (Nguồn: Viện năng lượng gió CHLB Đức DEWI GmbH,2007)

Một sự phát triển tương tự về mặt công suất có thể thấy ở chiều cao của trục và đườngkính của rotor Các thiết bị loại lớn hiện nay được chào bán trên thị trường có chiều caotrục vào cỡ 160 m và đường kính rotor vào cỡ 112 m

Hình vẽ: Diễn biến phát triển của công suất danh nghĩa (kW), đường kính rotor vàchiều cao trục (m) trong khoảng thời gian từ 1980 đến 2005 Nếu sử dụng thang loga thì

có thể thấy các mối quan hệ này có dạng gần như là tuyến tính (Nguồn:

www.weltderphysik.de, 2006)

1.1.3 Sự phát triển của hiệu suất (Thu nhập và chi phí)

Sự phát triển về mặt công nghệ kỹ thuật như đã nói ở trên đã đem lại sự tăng thêm vềmặt năng suất rất lớn trong những năm vừa qua Vào những năm 1990 giá mua 1 thiết

bị WEA vào khoảng 1260 Euro/kW thì đến năm 2004 giá mua 1 thiết bị WEA đã giảmxuống còn 890 Euro/kW (giảm hơn 29%) Khi so sánh giá thành tài sản của 1 thiết bịWEA với thời gian làm việc trong 1 năm đã được định trước (Đơn vị Euro/1kWh) từnăm 1994 đến năm 2004 thì có thể thấy 1 xu hướng là giá thành tài sản giảm 53% từ0,8 Euro/1kWh xuống còn 0,38 Euro/1kWh

Hình vẽ: Giá thành thiết bị WEA tính trên 1 kWh trong 1 năm làm việc xác đinh (Địađiểm tham khảo) (Nguồn hiệp hội liên bang về năng lượng gió e.V BWE, 2006)

Như vậy có thể thấy rõ rằng hiện này với những thiết bị cỡ lớn với công suất từ 2 – 3

MW thì tại một địa điểm xác định có thể tạo ra được nhiều điện năng hơn 20 lần với giáthành giảm đi rõ rệt so với thời điểm trước đây 20 năm

1.1.4 Những yếu tố về mặt kinh tế của „Phát điện sử dụng năng lượng gió“ từ các ví

dụ của CHLB Đức

Sự phát triển bùng nổ hiện nay của „Phát điện sử dụng năng lượng gió“ không chỉ ởĐức mà trên toàn thế giới thể hiện những yếu tố về mặt kinh tế đầy hứa hẹn Các công

ty Đức về lĩnh vực „Phát điện sử dụng năng lượng gió“ đã nâng doanh thu trong 3 nămvừa qua từ khoảng trên 3 tỷ Euro lến đến xấp xỷ 5 tỷ Euro Tính trên phạm vi toàn thếgiới thì doanh thu của các công ty từ khoảng trên 6 tỷ Euro vào năm 2004 đã tăng lênvào khoảng 18 tỷ Euro vào năm 2007.

Nhờ vào sự phát triển ở quy mô lớn này mà có thể tạo ra được nhiều chỗ làm việc mới

Ở Đức vào năm 2006 có hơn 70000 người làm việc trong lĩnh vực năng lượng sức gió.Ngoài ra theo tính toán vào năm 2020 phải tạo ra được 112 000 chỗ làm việc trong lĩnhvực năng lượng sức gió

Hình vẽ: Số chỗ làm việc trong ngành năng lượng sức gió (Nguồn: Hiệp hội liên bangnăng lượng gió e V BWE, 2005)

Theo tính toán của Hiệp hội liên bang năng lượng gió của Đức thì đối với quá trình đầu

tư, mỗi triệu Euro giá trị gia tăng sẽ giúp tạo ra 10,5 chỗ làm việc Trong khi đó thì quátrình vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị thì cần ít vốn hơn và với mỗi triệu Eurodoanh thu thì có thể tạo ra 14,9 chỗ làm việc

Những người tạo ra việc làm ở đây chủ yếu là các công ty vừa và nhỏ Tuy nhiên do cácmối liên quan truyền thống với các ngành chế tạo máy, lắp đặt thiết bị cũng như chế tạothiết bị cũng như ngành công nghiệp kim loại, ngành năng lượng sức gió đảm bảo sẽtạo ra rất nhiều chỗ làm trong tương lai

Dọc theo chuỗi giá trị giá tăng tổng cộng thì các chỗ làm của ngành năng lượng gió yêucầu những nhân viên với các phẩm chất nghề nghiệp rất khác nhau từ người thợ thủcông đến người thợ kỹ thuật, kỹ sư cho đến các luật sư, nhà khoa học, nhà kinh tế, từthợ hàn, thợ lắp điện đến các nhà kỹ thuật về chất dẻo Ngoài ra cũng cần đến kỹ sư

kinh tế xí nghiệp, người bán hàng, các chuyên gia IT và các nhà vật lý.

1.2 Các giai đoạn dự án để phát triển một „Công viên gió“ (1 địa điểm tập trung rất nhiều thiết bị phát điện chạy bằng sức gió - WEA)

Đặc trưng của việc phát triển một công viên gió nằm ở điểm phải luôn trải qua các giaiđoạn dự án mang tính tuần hoàn Nó gồm các giai đoạn như tìm kiểm địa điểm với sựđảm bảo bằng hợp đồng, giai đoạn xin cấp phép, giai đoạn xây dựng lắp đặt thiết bị vàtiếp theo đó là giai đoạn hoạt động trong nhiều năm của thiết bị Giá trị giá tăng của dự

án cũng phát triển cũng với các giai đoạn của dự án, điều này có nghĩa là sau khi mỗigiai đoạn của dự án được hoàn thành thì giá trị của dự án cũng sẽ tự động được nângcao lên Những bước quan trọng nhất nằm ở các giai đoạn mang tính thương mại có liênquan sẽ được vạch ra tiếp theo

1.2.1 Lựa chọn địa điểm và đảm bảo địa điểm

1.2.1.1 Các tiêu chuẩn của việc lựa chọn địa điểm (Bảng liệt kê những mục cần kiểm

tra)

Việc lập kế hoạch của một dự án công viên gió luôn bắt đầu bằng việc tìm kiếm mộtđịa điểm thích hợp Với sự giúp đỡ của một danh sách liệt kê các tiêu chuẩn như ởbảng dưới đây, có thể tìm ra được các địa điểm mà ở đó về cơ bản có khả năng sửdụng các thiết bị WEA và có vẻ là sẽ hứa hẹn các thành công Sau đó việc lập kếhoạch xin phép sẽ diễn ra dựa trên các cơ sở đã được đảm bảo chắc chắn ở bướclàm việc tiếp theo

Tiêu chuẩn Thông tin

Địa văn học

Vị trí ngoài trời nếu có thể thì nằm ở những địa điểm cao

Ít có sự chiếu trực giao chuyển động, ví dụ không có những thung lũng

sâu

Ít có những rào chắn cây cối, ví dụ không có rừng ở xung quanh

thì tốt hơn là xuất hiện những cây cao

Có dòng chảy đến của không khí hoàn toàn tự do từ hướng gió chính

Không có những gò cao trong khoảng từ 4 đến 5 km ngang với

hướng gió chínhĐối với mỗi thiết bị WEA phải có ít nhất 10 hecta

4 mKiểm tra vị trí tới mạng lưới điện trung thế, theo kinh nghiệm đối với mỗi MW lắp đặt thì khoảng cách tới điểm cung cấp điện tiếp theo không được vượt quá 0,5 km

Vị trí tới các khu vực bảo tồn (Khu vực bảo tồn thiên nhiên, khu vực bảo tồn cảnh quan)

Vị trí tới sân bay, cột thông tin liên lạc, các cột thu phát truyền hình( tuân theo nguyên tắc „càng xa càng tốt“)

Bảng : Các tiêu chuẩn để lựa chọn địa điểm cho các thiết bị WEA

1.2.1.2 Kiểm tra địa điểm - kiểm tra tính khả thi về mặt thương mại

Nếu như các câu hỏi trong bảng các danh mục cần kiểm tra ở trên được xác nhận thì cóthể tiến hành bước tiếp theo, đó là kiểm tra địa điểm về mặt thương mại và kỹ thuật.Công việc kiểm tra này sẽ bao gồm sự giải thích rõ ràng hơn về mặt kỹ thuật và mặtpháp lý theo yêu cầu (Tham khảo bài giảng 13.12.07) cũng như sự đánh giá về mặt kinh

tế của địa điểm

Sự đánh giá về mặt kinh tế đầu tiên sẽ được thực hiện thông qua sự tiêu thụ tại địa

Điều kiện tiên

Kiểm tra xem có những thông tin về những vùng tập trung cho việc

sử dụng các thiết bị WEA hay không? Nếu như không có thì việc xin cấp phép phải diễn ra dưới hình thực một đặc quyền theo điều luật BauGB § 35

Những vùng có ý nghĩa tập trung cần được chú ý (Theo các tiêu chuẩn FFH cũng như các tiêu chuẩn bảo vệ loài chim – vùng

„Special Protected Areas“)

Điều kiện tiên

Kiểm tra xem có những thông tin về những vùng tập trung cho việc

sử dụng các thiết bị WEA hay không? Nếu như không có thì việc xin cấp phép phải diễn ra dưới hình thực một đặc quyền theo điều luật BauGB § 35

Những vùng có ý nghĩa tập trung cần được chú ý (Theo các tiêu chuẩn FFH cũng như các tiêu chuẩn bảo vệ loài chim – vùng

„Special Protected Areas“)

điểm căn cứ theo các giá trị cơ bản còn „thô“ Điều này sẽ giúp đạt được một sự lựachọn thông minh Ngay khi những đánh giá đầu tiên đã được thực hiện cũng như danhmục cần kiểm tra của địa điểm lựa chọn đã có sẵn trong tay thì về mặt nguyên tắc tínhkinh tế sẽ được tính toán một cách so sánh Việc tính toán này được thực hiện dựa trên

cơ sở của việc chú ý tới các mặt như tính toán giá thành đầu tư, lập kế hoạch về khảnăng thanh toán bằng tiền mặt của nhiều năm, lãi và lỗ của từng năm hoạt động Ngoài

ra những câu hỏi cũng được đặt ra cho nhà đầu tư nhằm giúp nhà đầu tư có được nhữngthông tin cần thiết phục vụ cho các kỹ sư trong quá trình thiết kế bố cục địa điểm như

số lượng thiết bị WEA và kiểu thiết bị WEA thích hợp, các thông số về kích thước củađịa điểm, đường giao thông …

Các giá trị „Cơ bản“:

Các giá trị „Cơ bản“ là những giá trị kinh nghiệm còn rất „thô“ được rút ra từ những dự

án „Phát điện sử dụng năng lượng gió“ khác trong nhưng năm vừa qua Nó giúp choviệc đánh giá chất lượng của một địa điểm nào đó Những giá trị „Cơ bản“ quan trọngnhất gồm:

Vận tốc gió ở chiều cao trục > 6,0 m/s

Giá thành đầu tư trên 1 MW 1,25 – 1,4 Mio €

Giá thành đầu tư trên 1 kW điện năng

Phí thuê đất (Vùng nội địa – Bờ biển) khoảng 3-5% doanh thu

Khoảng cách tới mạng lưới 20 kV < 500 – 800 m/MW

Tính toán về mặt kinh tế (Xem chương 2)

Tính kinh tế của một dự án được xác định quá chi phí đầu tư cũng như qua trình hoạtđộng của thiết bị trong nhưng năm sau đó Một sự chi phí đầu tư hợp lý sẽ cho phépgiảm được khấu hao hàng năm và ngược lại

Chí phí đầu tư gồm 2 phần: chi phí xuất phát từ giá cả của thiết bị ( chiếm khoảng 70%đến 80% chi phí đầu tư) và các chi phí đầu tư phụ khác Các phần của sự phân bố chiphí đầu tư thay đổi tuỳ vào từng dự án cụ thể, phụ thuộc vào kiểu thiết bị WEA (Độlớn, khái niệm), địa điểm cụ thể (Bờ biển, khu vực nội địa, khu vực núi) cũng như số

lượng thiết bị WEA trong công viên gió.

Hình vẽ: Cấu trúc giá thành của các thiết bị WEA có công suất 1,2 MW ở Đức(Nguồn: Công ty TNHH Viện năng lượng gió DEWI, CHLB Đức 2002)

Các chi phí phí đầu tư phụ khác như chi phí cho việc lập kế hoạch, nền móng, kết nốivào mạng lưới điện và khai thác khu đất có sự khác biệt so với chi phí về thiết bị(Trung bình bằng 1/4 chi phí đầu tư) Từ quan điểm của người phát triển dự án thì cácphần chi phí cho việc kết nối cũng như nền móng rất quan trọng do những rủi ro có thể

có liên quan đến tính chất của nền đất Ở một chừng mực nào đó thì hai thành phần chiphí quan trọng nhất của chi phí đầu tư phụ này phải được làm sáng tỏ một cách chínhxác nhất

Hình: Chi phí đầu tư phụ của các thiết bị WEA trong khoảng thời gian từ 1994 đến

2001 (Nguồn: Hiệp hội liên bang năng lượng gió e V BWE, 2002)

Việc xác định lỗ lãi được xác định từ lượng điện năng thu được (được xác nhận bởi cácchuyên gia về năng lượng gió) cũng như từ các chi phí cho việc hoạt động vận hành củathiết bị Chi phí cho việc hoạt động vận hành của thiết bị bao gồm các chi phí cho bảotrì bảo dưỡng thiết bị, chi phí cho sửa chữa cũng như thay thế các chi tiết bị mòn, chiphí cho bảo hiểm, chi phi thuê các mảnh đất thuộc quyền sở hữu cá nhân…Theo ước

tính của hiệp hội năng lượng gió thì chi phí cho bảo trì bảo dưỡng và vận hành thiết bịchiếm từ 1.5 đến 2 % chi phí đầu tư Trong khi các ngân hàng cho vay ước tính chi phínày vào khoảng 3%.

1.2.1.2 Bảo đảm địa điểm

Sau khi đánh giá địa điểm cả về mặt kỹ thuật, về mặt qui hoạch cũng như về mặtthương mại thi cần phải đảm bảo được địa điểm Ở đây xuất hiện những khả năng giúpcho đảm bảo địa điểm như mua khu đất hay lập hợp đồng cấp phép sử dụng và cho thuêkhu đất (Tham khảo thêm mục 1.4.3)

Việc đảm bảo khu đất phải được hoàn tất trước khi tiến hành xem xét các hợp đồng xâydựng vì các mong muốn sở hữu khu đất cũng như giá trị của khu đất sẽ tăng lên do việc

sử dụng khu đất cho các thiết bị WEA

1.2.2 Giai đoạn xin cấp phép:

Giai đoạn xin cấp phép thực ra đã bắt đầu từ các suy nghĩ mang tính qui hoạch đầu tiênnhằm bố trí phác thảo công viên gió Tuy nhiên giai đoạn xin cấp phép sẽ trở nên cụ thểhơn với việc chuẩn bị các giấy tờ cho hồ sơ xin cấp phép (Các thủ tục chính xác cụ thểcũng như các điểm đặc biệt cần lưu ý được nói kỹ hơn ở bài giảng của Dr Ha và ngàiEymann)

Từ quan điểm thương mại thì trong giai đoạn này cũng cần phải làm sáng tỏ ngay tiếptheo các vấn đề khác như nguồn tài chính của dư án (Vốn tự có và vốn từ bên ngoài),các khả năng cung cấp và các thoả thuận pháp lý Ngoài ra với việc đệ trình xem xétcấp phép xây dựng thì giai đoạn xây dựng cũng có thể coi là bắt đầu một cách gián tiếpngày từ giai đoan xin cấp phép Mặt khác người lập kế hoạch cũng như người phát triển

dự án bắt đầu cần sự thanh toán ứng trước từ những bước phát triển dự án này

1.2.3 Từ việc xây dựng lắp đặt thiết bị cho đến việc bắt đầu đi vào hoạt động của thiết

bị:

Từ quan điểm thương mại thì giai đoạn xây dựng lắp đặt thiết bị được thể hiện thôngqua việc bàn giao các hợp đồng xây dựng (Đường xá, nền móng, hệ thống cáp…), việcquản lý hợp đồng, việc thanh toán chuyển tiền, đặc biệt là việc kiểm tra chi phí và cácthời hạn cũng như việc phối hợp liên tục cần thiết giữa nhà đầu tư, ngân hàng, nhà quihoạch và người sở hữu khu đất

Quá trình đi vào hoạt động của thiết bị sẽ diễn ra sau khi kết thúc giai đoạn xây dựng vàthường nối tiếp ngay sau khi kết thúc giai đoạn xây dựng với việc vận hành kiểm trathiết bị trong một thời gian nhất định theo thoả thuận Sau khi kết thúc giai đoạn vậnhành kiểm tra thiết bị, thì sự tiếp nhận thiết bị có thể diễn ra Với quá trình tiếp nhậnthiết bị này thì thiết bị sẽ được chuyển giao chính thức về mặt pháp lý cho những nhàđầu tư và chủ sở hữu.

Việc bắt đầu hoạt động của thiết bị WEA sẽ được ghi nhớ trong biên bản bàn giao Việchiện thực hoá một dự án „Phát điện sử dụng năng lượng gió“ ở Đức thường kéo dài từ

18 đến 24 tháng kể từ khi bắt đầu tìm địa điểm, qua giai đoạn cấp phép cho đến giaiđoạn thiết bị bắt đầu đi vào hoạt động

1.2.4 Hoạt động của thiết bị và quản lý hoạt động:

Kể từ năm bắt đầu đi vào hoạt động thì một công viên gió có tuổi thọ trung bình vàokhoảng 20 năm Trong khoảng thời gian này các thiết bị phải được điều hành cả về mặt

kỹ thuật lẫn mặt thương mại Chính vì vậy về mặt nguyên tắc việc quản lý hoạt độngcủa thiết bị về mặt kỹ thuật cũng như mặt thương mại cần phải được thoả thuận vớinhững người phát triển dự án (trong trường hợp lý tưởng là sẽ thoả thuận cho toàn bộ

„tuổi thọ“ của thiết bị

Việc quản lý hoạt động của thiết bị nhằm bảo đảm sự hoạt động trôi chảy của thiết bị để

có thể đạt được sự cung cấp điện năng cao nhất có thể Việc quản lý này gồm:

• Quản lý hoạt động về mặt thương mại:

- Trong khuôn khổ quản lý công ty thì bao gồm mọi nhiệm vụ quản lý dự án vềmặt hành chính và kinh tế

- Trong khuôn khổ vận hành của thiết bị thì gồm giám sát khả năng thanh toánbằng tiền mặt của công ty, thông báo cho nhà băng cũng như các cổ đông củacông ty một cách liên tục về tình trạng tiền tệ của tệ

- Hoàn thành tất cả các hợp động bảo dưỡng, dịch vụ cần thiết với nhà sản xuấtthiết bị

- Xử lý mọi nhiệm vụ liên quan đến bảo hiểm

- Thực hiện việc yêu cầu thanh toán với các công ty cung cấp năng lượng

- Kiểm tra các dữ liệu về sản lượng (So sánh giữa sản lượng thực tế và sản lượngdanh nghĩa, xây dựng các bảng thống kê)

- Lập các bảng quyết toán báo cáo tài chính hàng năm theo yêu cầu

- Thông báo thường xuyên cho các nhà đầu tư về tình trạng điều hành hoạt động

dưới hình thức các bản tin về công ty cũng như các buổi họp mặt các cổ đôngcủa công ty.

- Thực hiện việc quan hệ công chúng cho công ty

• Quản lý hoạt động về mặt kỹ thuật:

- Đảm nhiệm công việc giám sát từ xa thiết bị WEA

- Bảo đảm việc thông tin liên lạc trong khu vực công viên gió

- Tiến hành kiểm tra thường xuyên các thiết bị WEA

- Sắp đặt và giám sát các công viên bảo dưỡng sửa chữa của nhà sản xuất thiết

bị

- Đảm nhiệm việc chẩn đoán sự cố cũng như khắc phục lỗi theo thoả thuận với

các nhà sản xuất thiết bị

- Thu thập, lưu trữ và phân tích các gián đoạn hoạt động của thiết bị

- Tiến hành tuyển chọn và lưu trữ dữ liệu cũng như phân tích đánh giá các dữ

liệu

Chi phí cho giám đốc điều hành nằm trong khoảng từ 3 đến 5 % của doanh thu

1.3 Các đối tác tham gia và nhiệm vụ của các đối tác:

Ở việc phát triển một công viên gió thường có một số lượng lớn các đối tác tham gia.Các đối tác này cũng với nhiệm vụ và thẩm quyển tương ứng được trình bày cụ thể ởbảng dưới đây:

Đối tác tham gia Nhiệm vụ

Người phát triển dự án Phát triển dự án của một thiết bị WEA hay của một công

viên gió tại một địa điểm về mặt tổ chức cũng như mặt kỹthuật

Đặt ra dự án, tiến hành nghiên cứu tính khả thi cũng nhưthực hiện các tính toán về mặt kinh tế, thiết lập các kháiniệm kinh tế, chuyển giao các nguồn vồn từ bên ngoài cũngnhư các nguồn vốn riêng Ngoài ra còn thực hiện quản lýđiều hành, kiểm tra và điều phối các hoạt động diễn ra của

dự án Người phát triển dự án phải chịu các trách nhiệm rủi

ro về mặt kinh tế cho đến khi dự án được cấp phép

Người chủ sở hữu địa

điểm/ Người cho thuê

Người sở hữu những khu đất thích hợp cho việc lắp đặt,vận hành và duy trì các thiết bị WEA về mặt nguyên tắc sẽchuyển giao những khu đất này cho những người chủ thiết

bị WEA thông qua hợp đồng cấp phép cho mục đích sửdụng Người sở hữu khu đất có được sự bồi hoàn sử dụnghàng năm từ người chủ thiết bị cho đến khi dỡ bỏ các thiết

bị WEA căn cứ theo hợp đồng

Người lập kế hoạch Đó chính là doanh nghiệp hoạt động liên quan tới việc kế

hoạch của một thiết bị WEA hoặc một công viên gió, baogồm việc đảm bảo địa điểm thông qua việc quản lý cấpphép, việc dẫn dắt xây dựng về mặt chuyên môn, giám sátcác chi phí và các thời hạn cho đến khi thiết bị bắt đầu hoạtđộng

ra xem xét với sự chú ý tới các điều luật khác nhau Đốivới việc cấp phép thì chính quyền liên bang (ví dụ như luậtxây dựng liên bang, luật đường phố, luật hàng không),chính quyền từng bang (ví dụ như qui tắc xây dựng củabang, các giới hạn về chiều cao, các qui tắc về khoảngcách), chính quyền hành chính tại địa điểm ( ví dụ cấpphép xây dựng) đều có thể có thẩm quyền Các cơ sở luậtpháp để xem xét cấp phép ở nước Đức là bộ luật liên bang

về xây dựng cũng như luật liên bang bảo vệ con người khỏinhững tác động có hại từ môi trường như tiếng ồn, khôngkhí không sạch…Quá trình cấp phép sẽ được kiểm tra bởicác nhà chức trách địa phương thông qua việc thu hồi cácdiện tích đất thích hợp (có tên gọi là các diện tích đất ưutiên)

Các chuyên gia đánh giá

Người cung cấp năng

lượng

Căn cứ theo luật về các nguồn năng lượng mới có tính táitạo EEG thì nhà cung cấp năng lượng có trách nhiệm tiếpnhận nguồn điện năng được tạo ra từ năng lượng gió vớimột mức giá phù hợp xác định Người chủ các thiết bịWEA có quyền đưa ra mức giá cung cấp cao trong 5 nămhoạt động đầu tiên của thiết bị (2007 vào khoảng 8,1cent /kWh), sau khi đạt được một thu nhập nhất định thì giáthành cung cấp sẽ giảm xuống còn 5,39 cent /kWh

Người chủ sở hữu thiết

bị/

Người chủ thiết bị phải có trách nhiệm đảm bảo sự hoạtđộng của thiết bị tuân theo các qui định của luật pháp.Người chủ trách nhiệm phải chịu trách nhiệm trước các cơquan cấp phép về hoạt động an toàn của thiết bị cũng nhưchịu trách nhiệm trước các cổ đông về hoạt động kinh tếcủa thiết bị Người chủ thiết bị cũng sẽ giám sát thiết bị tạiđịa điểm

Quản lý hoạt động về

mặt kỹ thuật

Quản lý về mặt kỹ thuật nhằm đảm bảo sự hoạt động antoàn về mặt kỹ thuật của thiết bị Nó gồm những công việcnhư kiểm tra thiết bị WEA thường xuyên, khắc phục các sự

cố cũng như giám sát các công việc bảo dưỡng sửa chữacủa nhà sản xuất thiết bị

Quản lý hoạt động về

mặt thương mại

Nhiệm vụ chính của hoạt động quản lý hoạt động các thiết

bị WEA về mặt thương mại là công việc điều hành dự án

cả về mặt kinh tế lẫn quản lý hành chính cũng như giám sátmọi quá trình hoạt động cho đến cung cấp các thông tin cầnthiết cho nhà đầu tư và các cổ đông

Các nhà đầu tư bằng vốn

riêng tự có

Tư nhân cũng như các nhà đầu tư với mức tiền đầu tư củamình sẽ có được lợi nhuận về mặt kinh tế cũng như phảichịu các rủi ro mạo hiểm của các thiết bị WEA từ khi bắtđầu xây dựng cho đến khi bắt đầu hoạt động

Ngân hàng Có thể nộp đơn tìm kiếm các nguồn vốn cho vay từ bên

ngoài từ chương trình môi trường của liên minh Châu Âu,

từ chương trình môi trường của ngân hàng Đức dành chonhững người bị trục xuất và những người bị thường (thànhlập theo luật bồi thường chiến tranh vào năm 1950) - DtA,

từ các công ty cho vay phục vụ cho việc tái thiết xây dựnglại - KfW Nếu như các đơn xin cho vay nộp ở cơ quan cấptín dụng (ví dụ như ngân hàng nhà thì những cơ quan tíndụng này sẽ phải chịu rủi ro thay cho DtA cũng như KfW

Sự bảo đảm các nguồn cho vay dựa trên sự chuyển giaochắc chắn của các thiết bị WEA, việc nhượng lại các lợinhuận cũng như mức độ mua bảo hiểm

Nhà bảo hiểm Hoạt động của các thiết bị WEA đòi hỏi phải có sự mua

bảo hiểm nhằm tránh được các rủi ro khác nhau Chính vìvậy bảo hiểm tai nạn đối với hoạt động của thiết bị sẽ giúpbồi thường những rủi ro có thể xuất hiện từ hoạt động kỹthuật của thiết bị Các bảo hiểm về sự gián đoạn của thiết

bị cũng như bảo hiểm về máy móc sẽ giúp bảo đảm chocác sự cố hỏng học của thiết bị

Bảng: Các đối tác tham gia vào một dự án công viên gió và nhiệm vụ tương ứng củacác đối tác

1.4 Luật công ty và luật hợp đồng

1.4.1 Những hiểu biết cơ bản cần thiết về luật pháp.

Trong quá trình phát triển một dự án „Phát điện sử dụng năng lượng gió“ người ta phảitiếp xúc với rất nhiều lĩnh vực luật khác nhau Ví dụ như phải thực hiện giao dịch muahay thuê đất đối với người chủ sở hữu khu đất (cá nhân hay công công), phải ký cáchợp đồng xây dựng, giao hàng, phải xin cấp phép liên quan đến luật xây dựng cũng nhưluật bảo vệ con người khỏi các tác hại từ môi trường, phải thành lập một công ty pháttriển dự án…

Chính vì vậy ở sự phát triển của một dự án thường có sự đi kèm tư vấn của các luật sưcũng như các tư vấn về thuế Tuy nhiên lịch vực luật nào sẽ là lịch vực quan trong nhấttương ứng trong khuôn khổ phát triên của một dự án?

1.4.1.1 Quyền sở hữu cá nhân

Bước đầu tiên (Bước quyết định của phát triển dự án) là đảm bảo địa điểm Việc đảmbảo địa điểm đạt được nhờ vào việc mua địa điểm cần thiết hoặc thực hiện một hợpđồng cho thuê nhiều năm với người chủ sở hữu khu đất.

Ở Tây Âu việc mua một khu đất để xây dựng một công viên gió được miễn thuế Việcmua bán như vậy phải được thực hiện hoàn toàn thông qua công chứng viên và côngchững viên sẽ chú ý tới những mối quan tâm của cả hai phía trong hợp đồng (Ngườibán và người mua)

Việc thanh toán tiền diễn ra tương ứng với tiến độ chuyển giao khu đất Sau khi thựchiện đánh dấu trong sổ đăng ký địa chính của người mua (Với quá trình này thì ngườimua sẽ đảm bảo với người bán), người mua sẽ trả tiền mua cho người bán (Người chủ

sở hữu)

Sau khi người mua hứng minh sự trả tiền bằng một cách thích hợp cho công chứng viên(ví dụ nộp bảng kê các thanh toán của tài khoản) thì sự đánh dấu trong sổ địa chính củangười mua sẽ được dỡ bỏ và việc chuyển giao tài sản cho người mua trong sổ địa chỉnh

sẽ hoàn tất Như vậy một quá trình diễn biễn hợp pháp luôn phải qua công chứng viên

Phổ biến hơn việc mua bán là việc thực hiện các hợp đồng cho thuê, cấp phép sử dụng

Ở Đức thì một hợp đồng cho thuê cấp phép thường kéo dài trong vòng 20 năm ngoài racòn có bổ xung thêm khả năng kéo dài tiếp theo từ 5 đến 10 năm

Các hợp đồng cho thuê, cấp phép sử dụng không cần đến sự có mặt hay xác nhận củacông chứng mà các hợp đồng này có được hiệu lực thông qua các thoả thuận viết tay cánhân (Dưới dạng một hợp đồng viết tay được ký từ cả hai phía)

Quan trọng ở đây là phải biết được việc thuê mướn khu đất sẽ không thể kết thúc doviệc bán lại khu đất cho một bên thứ ba nào đó Bên thứ ba sẽ mua khu đất sẽ phải đảmnhiệm tiếp tục hợp đồng cho thuê đất đã có ngay cả trong thực tế bên thứ ba này khôngbiết gì về hoạt động thuê mướn đang diễn ra đối với khu đất

Sự bảo vệ này đối với người thuê đất theo hợp đồng chỉ được dỡ bỏ trong trường hợpphá sản của người cho thuê (chủ sở hữu khu đất) Trong trường hợp cụ thể phá sản củangười cho thuê hay chủ sở hữu khu đất thì người thuê đất sẽ mất quyền đòi hỏi sử dụngkhu đất Trong trường hợp người thuê đất đã lắp đặt và đưa vào hoạt động các thiết bịWEA, thì người thuê đất cũng không có quyền đòi hỏi sự tiếp tục hoạt động của cácthiết bị của mình Trong trường hợp này người thuê đất phải thoả thuận lại với ngườichủ mới của khu đất để có thể được phép tiếp tục sự hoạt động của các thiết bị WEA

với các điều kiện hợp đồng chắc chắn là xấu hơn và đắt hơn so với các điều kiện cũ.

Ở Tây Âu có thể khắc phục vấn đề nay bằng cách ghi nhớ trực tiếp quyền xây cất trên

sổ địa chính và ngay cả trong trường hợp phá sản thì quyền xây cất này vẫn được xemxét

Việc ghi nhận quyền xây cất nói trên nhằm đảm bảo tách riêng được về mặt quyền sởhữu thiết bị WEA ra khỏi khu đất Ở Tây Âu nếu như một thiết bị được lắp đặt trên mộtkhu đất mà không có sự ghi nhận quyền xây cất nói trên thì có thể coi như thiết bị này

sẽ thuộc về khu đất Do vây người sở hữu khu đất đương nhiên sẽ được coi là người sởhữu các thiết bị WEA

1.4.1.2 Luật hợp đồng cá nhân:

Người phát triển các thiết bị WEA thường phải đương đầu với các câu hỏi được đặt ra

về mặt luật hợp đồng Ở đây cần phải có sự liện hệ chặt chẽ với các chuyên gia phápluật ngay từ khi phác thảo các hợp đồng khu đất (Xem lại mục 1.4.1.1.)

Ở đây sẽ cần thoả thuận cấp phép sử dụng cũng như các văn bản quyền được xây cấtliên quan đến việc lắp đặt thiết bị, việc hoạt động vận hành cũng như bảo trì bảo dưỡngcủa thiết bị Ngoài ra cần phải có các thoả thuận cấp phép về xây dựng lại đường giaothông và hệ thông dây dẫn cũng như sử dụng hệ thống dây dẫn sẵn có Tiếp theo cầnphải có sự đồng ý của của hàng xóm chấp nhận trường hợp cánh quạt quay của rotorvượt qua hay chấp nhận các khoảng cách bảo vệ

Hình vẽ: Các hợp đồng cũng như các thoả thuận liên quan đến việc sử dụng khu đất

Các bí quyết về luật hợp đồng rất cần thiết khi phác thảo hợp đồng với nhà sản xuấtthiết bị, với nhà lập kế hoạch, với các chuyên gia, với các công ty chịu trách nhiệm xâydựng, với nhà cung cấp điện năng cũng như việc kết nối vào mạng lưới điện

Tiếp theo cần phải đàm phán và thực hiện việc vay mượn tài chính từ các nhà tín dụngcho vay Trong trường hợp cần thiết người thực hiện dự án phải liên hệ chặt chẽ với cácnhà đầu tư cũng như kết hợp sử dụng các nguồn cá nhân

Cuối cùng còn có các hoạt động liên quan đến hoạt động vận hành của thiết bị như:Hợp đồng quản lý về mặt kỹ thuật trong suốt thời gian hoạt động của thiết bị, hợp đồngvới các nhà cung cấp điện năng nhằm đảm bảo sự cung cấp điện năng cũng như các hợpđồng bảo hiểm cần thiết khác

Quy mô tài chính của việc phát triển một công viên gió đã tăng lên rất nhiều trong vòng

10 đến 15 năm qua Chính vì vậy ý nghĩa của việc lập được một hợp đồng tốt thích hợpcũng đã tăng lên rất nhiều Ngày này rất nên thực hiện một dự án công viên gió với sự

có mặt của các chuyên gia pháp lý do những tác động về mặt tài chính sẽ xuất hiệntrong suốt thời gian hoạt động khoảng 20 năm của một công viên gió là rất đáng kể

1.4.1.3 Luật công cộng (Luật xây dựng, Luật bảo vệ con người khỏi các tác động xấu

từ môi trường, luật riêng của địa phương)

Khác với các thoả thuận riêng tư, trong khuôn khổ việc tiến hành xem xét cấp phép cầnphải xem xét tiếp xúc với các Luật công cộng

Chính vì vậy việc cấp phép cho các thiết bị WEA ở Châu âu phải tuân theo các luật vềxây dựng công cộng Nếu như phải xây dựng về mặt nguyên tắc nhiều hơn 3 thiết bịWEA tại một địa điềm thì những nhà lập pháp Đức yêu cầu phải có một sự cấp phéptuân theo luật bảo vệ con người khỏi các tác động xấu từ môi trường, ngoài ra còn yêucầu bổ xung các nghiên cứu về tính bền vững an toàn của môi trường

Nội dung chính của những công việc nêu trên là kiểm tra xem liệu có sự ảnh hưởng từviệc xây dựng cũng như vận hành của các công viên gió đối với môi trường cũng nhưtới cảnh quan tại địa điểm dự định theo kế hoạch Đối với những câu hỏi này sẽ cónhưng cơ sở khách quan mà dựa vào chúng có thể nhận thức được liệu tính tương thích

có xuất hiện hay không cũng như tính tương thích có thể được tạo ra đến mức nào Tuỳthuộc vào các hậu quả do sự ảnh hưởng tới môi trường, thì sự cấp phép sẽ được thôngqua những có chú thích thêm về các nghĩa vụ , biện pháp bổ xung cần thực hiện hoặctrong một số trường hợp đặc biệt thì sự cấp phép sẽ không được thông qua.

Các luật công cộng cũng được sử dụng khi thực hiện các hợp đồng cấp phép sử dụngkhu đất nếu như Liên bang, Bang hay địa phương là chủ sở hữu của khu đất Khác vớicác chủ sở hữu cá nhân, đối với các chủ sở hữu công cộng (ít nhất là ở nước Đức) sẽkhông có việc phá sản Chính vì vậy việc ghi nhớ thêm quyền xây cất là không cầnthiết

Thay vào đó trong hợp đồng cấp phép sử dụng phải đề cấp đến trách nhiệm của chủ sởhữu công cộng trong trường hợp khu đất được bán cho một khách hàng cá nhân trongtương lai Trong trường hợp như vậy thì phải có một sự ghi nhận thêm về quyền xây cất

có lợi cho người thuê khu đất theo hợp đồng

1.4.1.4 Luật năng lượng/Luật cung cấp

Năng lượng điện được tạo ra từ gió (cũng giống như các hình thức năng lượng mới cótính tái tạo khác) chỉ có thể đạt được sự phát triển nhanh chóng nhờ vào các biện phápcan thiệp của chính phú lên nền kinh tế năng lượng (ví dụ can thiệp về tự do giá cả).Chính vì vậy trên bình diện quốc gia cũng như quốc tế trong liên minh Châu Âu đã xuấthiện các điều luật mới về cung cấp năng lượng có tính tái tạo với các mô hình thanhtoán khác nhau (mô hình hạn ngạch hay hệ thống giá tối thiểu)

Ví dụ như ở Đức, Pháp hay Tây Ban Nha thì hệ thống giá tối thiểu được áp dụng Hệthống giá tối thiểu này được làm cho thích hợp với những gánh nặng của nhà cung cấpnăng lượng với một sự bắt buộc kết nối vào mạng lưới điện Mô hình này cũng bảo đảmmột giá thanh toán tối thiểu trong một thời gian hoạt động xác định (Đối với các thiết bịWEA thì thời gian này là 20 năm) tỷ lệ với một thiết bị tham khảo đã được chỉ định.Mặt khác nó cung buộc các nhà cung cấp dịch vụ điện năng không chỉ làm nhiệm vụcung cấp điện năng thông thường mà còn phải chịu các chi phí cần thiết cho việc xâydựng hệ thống đường dây theo yêu cầu Chính vì vậy người phát triển dự án sẽ có đượcmột sự đảm bảo về mặt dự toán lớn nhất có thể

Các sự thay đổi về mặt luật pháp luôn tác động tới các nhà cung cấp điện năng Chính

vì vậy trong những năm qua luôn phải giải quyết các xung đột về mặt pháp lý giữangười phát triển dự án và người chủ mạng lưới cung cấp điện Vấn đề này cũng với cácquy tắc an toàn càng nhấn mạnh thêm sự cần thiết phải có các tư vấn pháp lý và kỹ

thuật được thực hiện thông qua các chuyên gia luật cũng như các kỹ sư.

1.4.1.5 Luật công ty và luật thuê

Trong quá trình phát triển dự án „Phát điện sử dụng năng lượng gió“, cần phải đề cậpcác vấn đề liên quan đến việc thành lập công ty phát triển dự án như vấn đề đặt chế tạothiết bị, vấn đề hạn chế rủi ro nợ nần và tài chính, vấn đề tối ưu hoá tính kinh tế, vấn đềliên quan đến các câu hỏi về mặt luật công ty cũng như luật thuế

Hiện nay luật thuế của CHLB Đức được coi là quá phức tạp cũng như là quá tải trênbình diện quốc tế Người ta cho rằng luật thuế của Đức bao gồm tới hơn ¾ các tài liệuthuế quốc tế khác Chính vì vậy ở Đức vấn đề này sẽ không được bỏ qua Tuy nhiên ởViệt Nam các đòi hỏi về luật công ty và luật thuế không phức tạp và khó khăn như ởĐức chính vì vây trong khuôn khổ của bài giảng này không cần quan tâm kỹ đến cáccâu hỏi về mặt luật công ty cũng như luật thuế như đã nói ở trên

1.4.2 Hình thức pháp lý của công ty dự án

Có thể nói rằng việc phát triển dự án „Phát điện sử dụng năng lượng gió“ diễn ra „trongnhà“ của người phát triển dự án Người phát triển dự án phải chịu toàn bộ các rủi ro vềphát triên và rủi ro về chi phí Về nguyên tắc, chỉ sau xuất trình được sự cho phép xâydựng thì người phát triển dự án mới có được sự đảm bảo cần thiết để có thể hiện thựchoá dự án Trước khi đến được giai đoạn này thì vốn đầu tư của người phát triển dự án

sẽ có đặc tính là „Vốn đầu tư mạo hiểm“

Mặc dù vậy người ta thường khuyên nên sớm thành lập một công ty phát triển dự ánriêng Với sự trợ giúp của công ty phát triển dự án này có thể đạt được việc loại bỏ cácrủi ro ra khỏi công ty mẹ cũng như việc thực hiện các hợp đồng có liên quan (Nhữnghợp đồng này thường là quyết định cho việc triển khai đồng thời dự án)

Do hiện nay có một nhu cầu lớn về thiết bị WEA, đối với mỗi đơn đặt hàng nhà sảnxuất thường đưa ra thời hạn giao hàng rất lâu từ 1,5 đến 3 năm Trong thời gian này dự

án không chỉ chịu các rủi ro lạm phát mà còn chịu các rủi ro về mặt kinh tế khác (Giáthanh toán cho việc cung cấp điện năng giảm xuống ở những nước áp dụng mô hình giátối thiểu) hay các rủi ro về khả năng triển khai dự án (Thời gian có hiệu lực của giấyphép quá ngắn)

Sau khi thành lập công ty phát triển dự án với một khoản tiền đặt cọc cần thiết theo luậtpháp (việc thành lập này thường diễn ra sau khi thực hiện hợp đồng cấp phép sử dụngkhu đất) thì công ty phát triển dự án sẽ có thể ký được các hợp đồng cung cấp theo pháp