giáo trình kinh tế năng lượng

Một số thuật ngữ cơ bản• Tìm hiểu khái niệm năng lượng • Các loại đơn vị đo năng lượng • Hàm lượng năng lượng • Nhiệt trị nhiên liệu • Khả năng phát nhiệt 7... Ví dụ: Tấn dâu tương đương

Môn học:

CƠ SỞ KINH TẾ NĂNG LƯỢNG

Đỗ Thị Loan KHOA QUẢN LÝ NĂNG LƯƠNG

Nội dung môn học

Chương 1: Các khái niệm cơ bản

Chương 2: Nguồn năng lượng

Chương 3: Năng lượng và tăng trưởng kinh tế

Chương 4: Thống kê năng lượng

Chương 5: Cân bằng năng lượng

Chương 6: Doanh nghiệp năng lượng và các mô hình tổ chức

2

Chương 1 Các khái niệm cơ bản

• Đặt vấn đề

- Kinh tẽ năng lượng nghiên cứu những vấn đề của hệ thống năng lượng dưới góc độ kinh tẽ

- Hệ thống năng lượng là một hệ thống bao gồm các khâu

từ sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ năng lượng

3

Chủ đề Thảo luận 1

• Mối quan hệ giữa kinh tế và năng lượng?

• Mục đích nghiên cứu kinh tế năng lượng?

4

• Mục đích nghiên cứu:

— Nhận thức quá trình sản xuất, truyền tải-phân phối

và tiêu thụ năng lượng

— Tìm hiểu cách thức thực hiện quá trình một cách hiệu quả nhất

Sán xuât cái gì? Sán xuât bao nhiêu? Sán xuât với giá thành nào? Giá bán ra như thế nào?

5

• Phương pháp nghiên cứu:

— Kết hợp nghiên cứu chi tiết và tổng thể

— Nghiên cứu từng khối năng lượng riêng biệt trong toàn ngành năng lượng

— Nghiên cứu mang tính hệ thống

— Nghiên cứu khả năng thay thế giữa các dạng năng lượng khác nhau

— Nghiên cứu khả năng khai thác và sử dụng hiệu quả-tiết kiệm năng lượng

> I I ■ A ể I ể • ể 4 A I ? A A • \

— Nghiên cứu dưới góc độ bảo vệ môi trường

6

Một số thuật ngữ cơ bản

• Tìm hiểu khái niệm năng lượng

• Các loại đơn vị đo năng lượng

• Hàm lượng năng lượng

• Nhiệt trị nhiên liệu

• Khả năng phát nhiệt

7

P r e c ip it a t io n

KEY

Fats Oils & Sweets

□ Fa: (naiural/ occurring end acde:)

USE SPARINGLY

□ Sucdrs (added;

ihovfil¿ íidaJút-J n v u m i I i / h N

Khái niệm năng lượng ?

— Năng lượng biểu thị khả năng sinh công hoặc nhiệt

— Năng lượng là một phạm trù vật chất ứng với một quá trình sinh công nào đó

Quá trình sinh công là quá trình biến đổi năng lượng một cách tự nhiên hoặc nhân tạo

Energy is defined as: "the ability to do work."

9

Thảo luận

• Năng lượng thực chất chỉ là một dạng vật chất nào đó?

• Có những dạng năng lượng nào trong tự

nhiên?

• Các dạng năng lượng khác nhau có thể

chuyển hóa lẫn nhau?

10

• Năng lượng trong tự nhiên có thể thu

được từ nhiều nguồn khác nhau:

— Nhiên liệu hóa thạch

— Năng lượng nhiệt (địa nhiệt)

— Năng lượng bức xạ (ánh sáng mặt trời)

— Sinh học và vật chất khác

— Cơ năng (sức nước, sức gió)

12

* • t • ' • Ị í

13

Photo credit National Park Service

Năng lượng

cơ năng.

15

Photo credit: U.S, Department of Energy

B io m a ss P ow er Plant - P h oto credit:

U.S, Departm ent o f Energy.

E n e rg y E fficie n cy & R enew able

• Đo lường năng lượng như thế nào?

• Cac đơn vị đo lường năng lượng gồm

2 nhóm chính:

- Đơn vị tường minh

- Đơn vị không tường minh

17

• Đơn vị tường minh: biểu diễn ở các đơn vị vật

lý theo các hệ đo chuẩn của riêng từng nước

• Đơn vị không tường minh: thường do có lý

do thuận tiện trong nghiên cứu thương mại nên

người ta có thể sử dụng các quy ước, quy đổi cho

phù hợp với mục đích riêng

18

Đơn vị khoa học hay “đơ n

Đơn vị nhiệt Anh (BTU) Tấn than tham chiế u CRT, tấn

than tư ơ ng đư ơ ng TCE

19

• Các đơn vị khoa học có khái niệm thống nhất trên toàn thế giới.

• Các đơn vị thương mại không thống nhất trên toàn thế giới.

Ví dụ: Tấn dâu tương đương là đơn vị thương mại phổ

biến; jun là đơn vị đo nhiệt lượng được sử dụng rộng rãi.

20

• Các đơn vị thường dùng tại một số nước

Trung Quố c Tấn đư ơ ng lư ợng than

Ấn Đô • Tấn than tham chiế u Indonexia Tấn than tư ơng đư ơ ng

Malayxia J , tấn dầ u tư ơng đư ơ ng (thùng dầ u tư ơng

đư ơ ng/ngày) Philippine Thùng dầ u tư ơng đư ơ ng

Thái Lan Tấn đư ơ ng lư ợng dầ u (kcal, barel đư ơ ng

lư ợng dầ u thô, lít đư ơng lư ợng dầ u thô) Việ t Nam Tấn dầ u tư ơng đư ơ ng

Các đ ơ n v ị trong ngo ặ c là đ ơ n v ị đã đ ượ c s ử d ụ ng tr ướ c kia.

21

Các đương lượng của đơn vị nâng lượng khoa học

Calo Kilocalo Megacalo

GWh 860 x 109 860 x106 860 x103

22

So sánh các đơn vị thơng mại và đơn vị tờng minh

M3 8899.254 35314.5 0.353145 37266.558 0.03726656 10.34797 10347969.8

Fit3(SC

F) 252 1000 0.01 1055.2764 0.00105528 0.293023 293023.256 Thùng 1414.98 5615 0.05615 5925.3769 0.00592538 1.645326 1645325.58

TOE 10 triệu 10 39682539.7 396.8254 41876047 41.8760469 11627.91 0.01162791 TCE 7 triệu 7 27777777.8 277.7778 29313233 29.3132328 8139.535 0.00813953

23

• Hàm lượng năng lượng: là đại lượng biểu diễn lượng năng lượng trong một đơn vị thể tích hoặc trên một đơn vị khối lượng.

• Hàm lượng năng lượng của các sản phẩm năng lượng thương mại có giá trị khác nhau tuỳ thuộc cách đánh giá của các tổ chức năng lượng, các quốc gia khác nhau

24

• Nhiệt trị của nhiên liệu tính bằng nhiệt lượng

trong một đơn vị thể tích hoặc đơn vị khối lượng

• Nhiệt trị của cùng một dạng nhiên liệu có giá trị biến động theo thời gian, không gian, theo vùng lãnh thổ, theo hỗn hợp của khối lượng sản phẩm

25

• Khả năng phát nhiệt toàn bộ (nhiệt trị cao-

GCV) tính đến lượng nhiệt thu được từ việc đốt

cháy toàn bộ nhiên liệu (nhiệt trị toàn bộ)

• Khả năng phát nhiệt trị thấp (nhiệt trị làm việc-

NCV) chỉ tính phần nhiệt thực được sử dụng

hay lượng nhiệt hữu ích (nhiệt trị hữu ích)

• Chênh lệch giữa GCV và NCV là do hàm lượng

nước trong nhiên liệu cao hay thấp:

k = (GCV-NCV)/GCV

26

• Chênh lệch giữa GCV và NCV tính theo %

Các nguồn Cục QLNL Liên bang Mỹ (FEA) Liên hợp quốc

Phân loại năng lượng

• Phân loại theo dạng vật chất:

— Rắn (than, củi, gỗ )

— Lỏng (dầu và các sản phẩm của dầu .)

— Khí (khí và các sản phẩm của kh í )

• Phân loại theo dòng biến đổi năng lượng:

— Năng lượng sơ cấp (NLSC)

— Năng lượng thứ cấp (NLTC)

— Năng lượng cuối cùng (NLCC)

— Năng lượng hữu ích (NLHI)

•Ví dụ?

28

• Phân loại theo công nghệ:

— Năng lượng truyền thống

— Năng lượng không truyền thống

• Phân loại theo khả năng tái sinh:

— Năng lượng tái tạo

— Năng lượng không tái tạo

• Phân loại theo tính thương mại:

— Năng lượng thương mại

— Năng lượng phi thương mại

•Ví dụ?

29

Các lĩnh vực sử dụng năng lượng

• Công nghiệp: được chia thành các phân ngành và có sự

I I / I • ■ IM ể a ' •

khác biệt giữa các quốc gia

• Giao thông vận tải: vận tải cho các ngành kinh tế quốc dân, sinh hoạt dân dụng, thương mại dịch vụ

• Nông nghiệp: là khối khó thực hiện chính xác các thông

kê năng lượng

• Dân dụng sinh hoạt và Thương mại dịch vụ: có đồ thịphụ tải mấp mô, sử dụng năng lượng kém hiệu quả; thường sử dụng năng lượng cho chiếu sáng, vận hành thiết bị và cung cấp nhiệt

31

Thống kê năng lượng

• Thống kê NL là khoa học thu thập, xử lý

và phân tích thông tin về các dòng NL.

32

Sự cần thiết của thống kê năng lượng:

— Cung cấp số liệu thống kê NL quốc gia qua các năm và các thời kỳ nghiên cứu

— Qua phân tích về NL và kinh tế, xác định các nhân tố chính làm thay đổi tiêu thụ NL

— Đánh giá hiệu suất sản xuất NL của từng dạng

và từng ngành NL để đề xuất các biện pháp sản xuất và sử dụng hiệu quả, tiết kiệm NL hơn

— Phân tích xu thế biến động của các dạng

NL và khả năng thay thế

33

• Hiện có 2 phương pháp cơ bản mô tả HTNL quốc gia:

- Mô tả HTNL theo dòng vật chất: mô tả các dòng

NL từ NLSC đến NLCC, hay các dòng NL từ khai thác, chẽ bien đen tiêu thụ cuối cùng

• Ưu điểm: đơn giản, dễ hiểu

• Nhược điểm:

— bỏ qua sự khác biệt về kinh tế của các dòng NL

— ít có khả năng mô tả chính xác NLHI.

34

— Mô tả HTNL theo dòng tài chính: mô tả HTNL dựa trên cơ sở yếu tố kinh tế kỹ thuật của các ngành với nhau trong toàn bộ nền kinh tế.

• Ưu điểm: thấy được sự dịch chuyển các dòng tài chính trong HTNL

• Nhược điểm: phức tạp và khó xác định hơn nhiều so với Bảng Cân bằng NL ở dạng vật chất

• Công cụ thường dùng trong thống kê NL: Bảng cân đối, Bảng kết toán NL và Bảng cân bằng NL

35

36

Chương 2 NGUỒN NĂNG LƯỢNG

Nội dung chính

• Các khái niệm tài nguyên, trữ lượng

• Đặc trưng của nguồn năng lượng?

• Đặc trưng các nguồn năng lượng trong thiên

nhiên?

• Đặc trưng các nguồn năng lượng nhân tạo?

• Nhận xét gì về các nguồn năng lượng hiện nay trên thế giới?

• Xu hướng phát triển của các nguồn năng lượng trong tương lai?

2

Nâng lượng

hoá thạch.

MountaỉnGate LFG Recovery System

Năng lượng mặt trời

Năng lượng gió

4

Năng lượng thủy triều

5

B io m a ss Pow er Plant - P h oto credit:

u.s Departm ent o f Energy.

En erg y E fficie n cy & R enew able

En erg y Network (EREN )

Photo credit:

U S Department of Energy,

2.1 Các khái niệm

— Tài nguyên

— Tài nguyên năng lượng

— Trữ lượng

— Trữ lượng được xác nhận tại chỗ

— Khả năng thu hồi trữ lượng được xác nhận

— Tổng trữ năng lý thuyết

— Trữ năng có thể khai thác

8

• Tài nguyên: Toàn bộ các tiềm năng mà một môi trường vật lý, đặc biệt là năng lượng, mỏ, rừng có thể cung cấp.

• Tài nguyên năng lượng: tập hợp toàn bộ các tiềm năng năng lượng

mà thiên nhiên có thể cung cấp cho con người theo những tiêu chuẩn kinh tế - kỹ thuật trong những giai đoạn xác định

• Trữ lượng: Một phần tài nguyên có thể được khai thác có hiệu quả theo các điều kiện giá cả khoáng sản và chi phí sản xuat hiện tại.

• Trữ lượng được xác nhận tại chỗ: Một phần tài nguyên đã được kiểm đo cẩn thận, và được đánh giá là có thể khai thác được tại một nước hoặc một vùng nhất định trong các điêù kiện kinh tế hiện tại của khu vực (hoặc ở mức chi phí riêng) theo công nghệ có sẵn.

9

• Khả năng thu hồi trữ lượng được xác nhận: Một phần trữ lượng được xác nhận tại nơi có thể thu hồi được (được khai thác từ lòng đất

ở dạng nguyên khai) trong các giới hạn về kinh tế và kỹ thuật sẵn có.

• Tổng trữ năng lý thuyết: tổng năng lượng hàng năm ở dạng tiềm năng của một quốc gia với 100% hiệu suất của máy móc và thiết bị.

• Trữ năng có thể khai thác: Số lượng của tổng trữ năng lý thuyết có thể khai thác được trong giới hạn của trình độ kỹ thuật và các điều kiện kinh tế hiện tại có xét đến triển vọng của khu vực.

10

2.2 Đặc trưng các nguồn năng lượng

thế giới

— Tình hình khai thác và sử dụng NL trên thế giới nói chung

• Sản xuất năng lượng rất không đồng đều giữa các khu vực, các quốc gia và ngay cả các vùng của mỗi quốc gia

• Mức khai thác & sử dụng năng lượng phân bố không

4 XA 4 XA A I a ' % / %

đồng đều trên thế giới.

11

World’ total primary energy supply (TPES) from 1971 to 2014 by fuel (Mtoe)

1 World includes international aviation and international manne bunkers.

2 In these graphs, peat and oil shale are aggregated with coal.

3 Includes geothermal, solar, wind, heat, etc.

World1 total final consumption from 1971 to 2014

Top 03 quốc gia sản xuất năng lượng lớn

nhất thế giới

14

a) Ngành năng lượng dầu

• Thảo luân: Đặc điểm ngành công nghiệp

dầu mỏ

— Ngành công nghiệp mang tính toàn cầu

— Ngành công nghiệp đa sản phẩm

— Ngành công nghiệp sử dụng nhiều vốn

— Ngành công nghiệp của những sự khác biệt

15

— Dầu mỏ một sản phẩm dễ điều khiển, điều chỉnh, linh

hoạt trong sử dụng

— Dễ dàng vận chuyển (giá thành vận chuyển thấp)

— Dễ dàng dự trữ.

— là nhiên liệu chủ yếu thoả mãn các nhu cầu ngày càng

tăng của thế giới

— Dầu mỏ là sản phẩm mang tính thương mại cao trên

thế giới

— Dầu mỏ đóng vai trò quan trọng trong bảng cân bằng

năng lượng thế giới

• Ngành công nghiệp mang tính toàn cầu

16

• Ngành công nghiệp đa sản phẩm

- |- \ | X ? / - I r ? I a ' I • a ' I • X A I I ? I A? I I X

— Từ dầu mỏ có thể chế biến ra nhiều loại sản phẩm khác nhau

— Các sản phẩm có nhiều công dụng khác nhau, có thể

dùng cho nhiều mục đích khác nhau

— Nhiều loại sản phẩm dầu khác nhau cũng có thể dùng

cho cùng một mục đích

17

- Để đầu tư cho tất cả các công đoạn trong dây truyền

- có khoảng 200 loại dầu mỏ khác nhau

- Chất lượng của dầu phụ thuộc trước hết vào hai yếu

tố:

• Tỷ trọng của dầu (d)

• Nồng độ các tạp chất

- Chi phí sản xuất bao gồm 3 thành phần chính

• Chi phí tìm kiếm để phát hiện các mỏ (10-20% )

• Chi phí phát triển trang bị các mỏ để có thể khai thác được dầu (40-60%)

• Chi phí khai thác (20-50%)

• Ngành công nghiệp của những sự khác biệt

19

Bảng: Cơ cấu sản phẩm một số loại dầu thô

Đơn v ị: %

Côoét (31.5 ° API)

Dầu thô Angieri (40 ° API)

Dầu thô Arập Xêút lọc thông thường (34 ° a PI)

Dầu thô Arập Xêút lọc sâu (34 ° API)

Tình hình sản xuất và tiêu thụ dầu

• Sản xuất

- Dầu là năng lượng sơ cấp sau khi đã làm sạch

- các loại dầu thô thường được sử dụng sau khi đã trải qua các quá trình lọc.

- Tuỳ từng loại dầu thô khác nhau sẽ cho ra các sản phẩm dầu với

San xuat dau tho the gifri

Crude oil1 production from 1971 to 2015

by region (Mt)

22

Các nước sản xuất, xuất khẩu ròng, nhập khẩu ròng

dầu thô

% of world total

Islamic Rep of Iran 168 3.9

United Arab Emirates 160 3 7

1 tìCijoes proơuctcn c fc r jt e oil. N'GL *«?ST0CAS aoa r «

a rc otrer rr/ơcocartcrs Exclûtes Áqàcs fiom orher ĨM sources

{renewal*, ccai a rc natural Ọ9SỈ.

2005 2010 2DU

I Non-energy use

1973 2014

Nooerergy use

1 Includes agriculture, commercial and public

services, residential, and non-specified other.

b) Ngành năng lượng khí đốt

• Thảo luân: Đặc điểm ngành công nghiệp khí

đốt

25

- Đặc điểm ngành công nghiệp khí đốt

• Khí chiế m 20% tiêu thụ nang lượng sơ cấ p - đứ ng vị trí thứ

ba trong tổng tiêu thụ nang lượng sơ cấ p.

• Sản lượng thươ ng mại củ a khí là khoảng 2000 Gm3.

• Linh hoạt trong sử dụ ng

• Phân bổ đề u hơn dầ u mỏ

• Trữ lượng dồ i dào hơn

• Chi phí sản xuất thấp, tuy nhiên chi phí vận chuyể n rấ t cao

• Việc vận chuyển bằng đường ống cầ n phải duy trì ấp suất cao

• Vậ n chuyể n trên biển phả i yêu cầu hoấ lỏ ng cũng đòi hỏi chi phí quấ cao.

• Do tính thươ ng mại và trữ lượng phân bổ đồ ng đều giữ a cấc khu vực, nên khí không có thị trường độ c quyền như dầ u.

• Bị sự cạ nh tranh gay gắt củ a cấc loại nhiên liệ u khấc dầu,

than

• Đặ c điểm về chi phí vận chuyển và tính độ c quyền là bất lợi đố i

với thị trường khí ngan cản việ c sử dụng rộ ng rãi khí đố t.

26