Chương 3 KINH TẾ NĂNG LƯỢNG THỦY ĐIỆN
1. Xác định sự cần thiết
Nước là yếu tố cần thiết cho sự sống, cho con người, động vật và thực vật và cho các sinh vật sống khác. Nước cũng cần thiết cho các hoạt động của con người trong các lĩnh vực như nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải và giải trí…
Nguồn nước trên thế giới thì rất lớn, nhưng nước ngọt để đáp ứng nhu cầu sử dụng của con người chỉ chiếm 0,003%. Nếu chúng ta coi lượng nước trên toàn thế giới là 100 lít thì lượng nước ngọt dành cho con người chỉ là 0,003 lít và như vậy chỉ bằng 1/2 muỗng cà phê.
Ngoài ra, nguồn cung cấp nước này không đồng đều theo không gian và thời gian. Một số nơi trên Trái đất thì quá ít nước, trong khi một số nơi khác thì lại quá nhiều nước.
Ngay cả ở một số khu vực, mùa khô thì quá ít nước gây ra hạn hán còn mùa mưa thì lại quá nhiều nước gây ra lũ.
Vì vậy, những khó khăn chủ yếu về vấn đề cung cấp nước là:
a. Thiếu nước cho sản xuất, đặc biệt là trong sản xuất nông nghiệp b. Lũ thời đoạn
c. Thiếu nước sinh hoạt
d. Tình trạng xâm mặn và ngập mặn
Để tăng nguồn cung cấp nước ngọt, người ta có thể xây dựng đập để giữ lại lớp nước mặt, chuyển nước từ những vùng nhiều nước sang những vùng thiếu nước và khoan các giếng để khai thác nước ngầm, nhưng hình thức khai thác nước bằng các công trình đập và các hồ chứa có quy mô tương đối lớn đã được sử dụng từ hàng ngàn năm nay (so với việc sử dụng giếng để trữ nước).
Con đập cổ xưa nhất có thể được xây dựng ở Ai Cập cổ đại vào khoảng 3000 năm trước công nguyên, đập này có độ cao khoảng 15 mét và dài khoảng 450 mét.
Ngoài những mục đích kể trên, trong thời đại công nghiệp, động năng của những thác nước và các dòng chảy đã được sử dụng để tạo ra điện.
Thủy điện đã tạo ra khoảng 20 sản lượng điện trên của toàn thế giới nhưng với tỷ lệ là 50% ở các nước đang phát triển, ở áo là 67%, ở Thụy Sỹ là 74% và ở Na uy là 95%.
Theo sự phân loại của Uỷ Ban Quốc tế về các đập lớn (đập có độ cao trên 15m hoặc hồ chứa có trữ lượng trên 1 triệu m3) thì trên thế giới hiện nay có khoảng 40.000 đập lớn và khoảng 800.000 đập nhỏ.
Đã từ lâu, nhu cầu về nước trên toàn thế giới tăng đều hàng năm là khoảng 2,3%, tăng gấp 2 lần trong vòng 21 năm, nhưng nguồn cung cấp nước có thể không theo kịp tốc độ tăng này. Tới năm 2005, có khoảng 34 nước không thể đạt được ngưỡng cung cấp 1000m3 nước ngọt có thể phục hồi cho một người trong một năm. Do vậy, rất có khả năng người ta sẽ xây dựng đập và các hồ chứa không phải chỉ cho mục đích chính là phát điện mà còn là để cung cấp nước.
* Việt Nam không phải là quốc gia có nguồn nước dồi dào, với tổng lượng nước trung bình hàng năm là 835 km3, nhưng lượng nước có thể tái sử dụng trung bình hàng năm chỉ vào khoảng 376km3, tương đương với 5.040 m3/người. Người ta tính trung bình với 27 nước ở Châu á Thái Bình Dương, thì con số này chỉ đạt ở mức là 4410m3/người.
ở Việt Nam, 3 nhóm ngành sử dụng nhiều nước nhất là nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt. Riêng về tổng lượng nước ngọt thì ba nhóm này sử dụng lượng nước lần lượt ở các mức là 78%, 9% và 13%.
Người ta ước tính rằng, với tỷ lệ tăng là 5%/năm, thì tới năm 2030 thì tổng nhu cầu về nước chỉ chiếm 25% lượng nước rút, nhưng do lượng mưa phân bố rất không đồng đều do đó tình trạng thiếu nước và xâm mặn càng trở nên nghiêm trọng vào mùa khô.
Khoảng 70-75% lượng mưa trong năm tập trung trong 3-4 tháng mùa mưa, trong đó tháng mưa nhiều nhất chiếm tới 20-30% lượng mưa của cả năm. Mặt khác, lũ lụt vẫn
còn là mối đe dọa thường trực tới hoạt động sản xuất và tính mạng của người dân (xem Bảng 5.1).
Về vấn đề điện năng, Việt Nam là một trong số các nước sử dụng điện năng ít nhất nếu tính theo đầu người (Theo số liệu năm 1995, thì mỗi người sử dụng khoảng 200Kwh/năm) Kể từ năm 1981, mức tiêu thụ điện gia tăng hàng năm ở vào khoảng 9%.
Người ta dự kiến rằng công suất hàng năm sẽ tăng gấp đôi trong vòng 15 năm tới. Thuỷ điện sẽ tạo ra một lượng điện lớn trong tổng sản lượng điện của cả quốc gia. Theo số liệu của năm 1995, tổng sản lượng điện ở nước ta là 14.867 triệu Kwh, trong đó thuỷ điện chiếm 83% là 12.342 triệu Kwh (Nguồn: Tài nguyên thế giới 1998-1999). ở nước ta, thuỷ điện sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu về điện năng, bởi sản lượng điện thực tế vẫn còn thấp hơn rất nhiều so với sản lượng tiềm năng.
Bảng 5. 1: Thiệt hại do lũ và bão gây ra (1971-1994) Năm Tổng thiệt
hại (triệu đôla)
Số người tử vong
Diện tích lúa bị ngập
(km2)
Thất thu (1000t)
Số nhà bị phá huỷ
(1000)
1971 78 594 Na 288 158
1973 57 138 Na 400 18
1977 5 153 928 222 163
1978 20 676 12.976 1.343 652
1980 10 403 27.783 324 225
1983 19 818 3.932 186 357
1984 Na 464 4.174 Na 282
1985 Na 1013 5.304 Na 344
1986 110 797 3.543 1.097 787
1987 28 120 1.332 166 242
1988 35 292 1.429 169 284
1989 74 494 6.428 805 1.290
1990 17 354 1.722 169 220
1991 44 480 2.019 Na 398
1992 62 352 Na Na 277
1993 82 387 2.300 Na 257
1994 280 507 5.739 1.000 634
Việt Nam vẫn cần có những công trình hồ chứa đa mục tiêu trong những năm tới để đáp ứng nhu cầu về nước của nhiều ngành khác nhau, và Việt nam cũng sẽ cố gắng khai thác nguồn nước của mình một cách hiệu quả nhất.
Nhưng bài học rút ra từ quá khứ trong việc phân tích lợi ích và chi phí (thiệt hại) chủ yếu của công trình hồ chứa thì cũng là điều thiết yếu và đáng được quan tâm nhất. Lấy trường hợp công trình thuỷ điện Hòa Bình làm ví dụ, cho đến nay thì đây vẫn là một công trình thuỷ điện lớn nhất Việt Nam.
Người ta đã xây dựng công trình này trong 15 năm tính từ ngày khởi công cho tới ngày kết thúc (1979-1994), và đã không có sự ưu tiên EIA trong giai đoạn thiết kế và xây dựng. Nghiên cứu EIA mới chỉ được thực hiện chủ yếu vào đầu những năm 80. Nhà máy Thủy điện Thác Bà, một công trình nhỏ hơn nhà máy Thuỷ điện Hoà Bình nhưng được xây dựng trước cũng không được áp dụng phương pháp tính EIA.
Một số thông số kỹ thuật của hồ Hoà Bình:
• Diện tích mặt hồ: F=200km2
• Chiều dài: L=230 km
• Chiều rộng trung bình: B=1km
• Độ sâu trung bình: H=50m
• Dung tích toàn bộ: V =9,5 tỷ m3
• Công suất: P=1.920MW