Ashui.com

Sunday
Nov 17th
Text size
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size
Home Công nghệ Ứng dụng Tính khả thi của điện gió

Tính khả thi của điện gió

Viết email In
Trước nhu cầu về điện ngày càng tăng, khả năng cạnh tranh của điện gió trên thế giới đang cải thiện, Việt Nam hoàn toàn có thể sớm triển khai một chương trình quốc gia về điện gió để cung cấp điện tại chỗ cho nhiều vùng dân cư và góp phần làm giảm bớt sự mất cân đối giữa cung và cầu về điện năng.

Xu thế rất rõ nét trong cân bằng năng lượng của Việt Nam là “cung” ngày càng nhỏ hơn “cầu”. Việt Nam đứng trong số 15 nước có số dân đông nhất thế giới, nhưng về nguồn năng lượng hóa thạch không tái tạo (dầu, khí, than, uranium), Việt Nam chỉ đứng vào hàng trung bình thấp của thế giới. Vì vậy, việc phát triển các nguồn năng lượng tái tạo (gần như vô tận) ngày càng có vai trò lớn trong cân bằng năng lượng và có ý nghĩa quan trọng trong vấn đề an ninh năng lượng của Việt Nam.

Riêng năng lượng gió được đánh giá tương đối lớn và dễ khai thác hơn do địa hình tự nhiên của Việt Nam tương đối đa dạng, kéo dài theo hướng Bắc-Nam, có đủ các vùng đồng bằng, trung du, cao nguyên, có bờ biển dài...Từ trước những năm 90 của thế kỷ trước, với sự trợ giúp của Nhật Bản, Việt Nam đã xây dựng và cho chạy thử thành công trạm điện gió tại bờ biển Hải Hậu, tỉnh Nam Định, với công suất khoảng 30 KW. Theo số liệu của các chuyên gia của Đại học Bách khoa Hà Nội, trạm điện này đã hoạt động với các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tương đối hấp dẫn cho đến khi khu vực xung quanh trạm mọc lên các ngôi nhà ở của dân cao 3-5 tầng che kín mọi hướng gió. Tuy nhiên, điều kiện kinh tế và kỹ thuật để phát triển hàng loạt các trạm điện gió của Việt Nam khi đó còn bị hạn chế. Ngày nay, trước nhu cầu về điện ngày càng tăng, khả năng cạnh tranh của điện gió trên thế giới đang cải thiện, Việt Nam hoàn toàn có thể sớm triển khai một chương trình quốc gia về điện gió để cung cấp điện tại chỗ cho nhiều vùng dân cư và góp phần làm giảm bớt sự mất cân đối giữa cung và cầu về điện năng.

Về mặt công nghệ

Trong nhiều trường hợp, việc xây dựng trạm điện gió ở những nơi có tốc độ gió trung bình lớn cho phép thay thế hoàn toàn điện lưới và thời gian hoàn vốn chỉ khoảng 5-10 năm. Tuy nhiên, ở những nơi có tốc độ gió trung bình thấp chỉ ở mức 14 ki lô mét/giờ (mức thấp nhất được khuyến nghị cho việc xây dựng các trạm điện gió), thời gian hoàn vốn có thể kéo dài tới 20 năm.

Những tiến bộ về kỹ thuật và công nghệ trong lĩnh vực điện gió trong những năm gần đây là rất đáng kể, đã góp phần nâng cao tính cạnh tranh của các trạm điện gió. Các loại vật liệu mới như sợi thủy tinh, sợi cacbon, composite, cao su được áp dụng để chế tạo ra các tua bin gió có chiều dài cánh tới 60 mét, nhưng chỉ nặng 20 tấn, có thể quay tới 500 triệu vòng trong thời gian được bảo hành 20 năm.

Về mặt kỹ thuật

Thế giới cũng chuộng điện gió 

Tính đến năm 2008, tổng công suất các trạm điện gió của thế giới đã đạt trên 100.000 MW, với sản lượng điện đủ cung cấp cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày của 150 triệu người. Dự kiến đến năm 2020, tổng công suất các trạm điện gió của thế giới sẽ đạt 2-3 triệu MW (gấp 20-30 lần hiện nay). Nước Đức hiện đứng đầu thế giới về điện gió với tổng công suất lắp đặt lên tới 22.000 MW và sẽ tiếp tục phát triển các trạm điện gió ở ngoài khơi. Mỹ, mặc dù là nước có nguồn năng lượng hóa thạch rất lớn, cũng có tổng công suất điện gió hiện nay là 16.800 MW. Tây Ban Nha hiện đứng thứ ba thế giới với tổng công suất lắp đặt là 15.100 MW. Đứng thứ tư trên thế giới về khai thác năng lượng gió là Ấn Độ với tổng công suất lắp đặt khoảng 8.000 MW. Một điển hình trong việc phát triển năng lượng gió là Trung Quốc. Theo dự kiến của chính phủ nước này, đến năm 2020 sẽ đưa tổng công suất của các trạm điện gió của Trung Quốc hiện nay là 6.050 MW lên tới 30.000 MW. 

Những tiến bộ về kỹ thuật hiện nay đã cho phép xây dựng các trạm điện gió công suất lớn (tới 3 MW). Xu thế chung về phát triển điện gió trên thế giới là xây dựng nhiều trạm điện gió gần nhau thành một tổ hợp. Ở những vị trí thuận lợi nhất, theo tính toán, trong phạm vi 1 ki lô mét vuông với sự bố trí tối ưu có thể xây dựng nhiều trạm điện gió và có thể đạt được sản lượng điện 20 MWh/năm (tương đương 55 kWh/mét vuông/năm).

Theo công bố kết quả nghiên cứu của các chuyên gia thuộc Đại học Tổng hợp Stanford được công bố trong tạp chí Khí tượng và Khí hậu số ra tháng 11-2007, trước đây, năng lượng gió được coi là không ổn định (vì phụ thuộc vào tốc độ gió tự nhiên), nhưng hiện nay được coi là nguồn năng lượng ổn định và đáng tin cậy nhờ cách tiếp cận mới về điện gió. Những cách tiếp cận này là tiền đề cho chương trình phát triển năng lượng gió quốc gia của Việt Nam.

Thứ nhất: trước đây các trạm điện gió không được sử dụng như những nguồn điện ổn định vì tốc độ gió thường xuyên thay đổi. Vì vậy, cách làm hiện nay là đấu nối nhiều trạm điện gió với nhau bằng một đường dây tải điện để hợp nhất các trạm điện gió nhỏ lẻ thành một nguồn năng lượng đủ mạnh và ổn định. Việc hợp nhất các trạm điện gió sẽ giảm đáng kể sự dao động (do sự không ổn định của gió) của công suất phát và ít nhất hơn một phần ba sản lượng điện phát ra sẽ được ổn định tương tự như sản lượng điện của các nhà máy nhiệt điện. Như vậy, nếu hợp nhất càng nhiều trạm điện gió, xác suất ổn định của năng lượng điện phát ra càng lớn.

Hơn thế nữa, trên thực tế, nếu tại địa điểm này gió lặng, thì tại địa điểm khác sẽ có gió to, vì vậy nếu hợp nhất các trạm điện gió, sự bất ổn định sẽ giảm đáng kể. Kết quả khảo sát 19 địa điểm khác nhau đã cho phép các nhà khoa học Mỹ đi đến kết luận: ở độ cao 80 mét tốc độ gió bình quân trong năm vượt 6,9 mét/giây, theo tính toán, sẽ có 33-47% sản lượng điện hàng năm được ổn định nếu các trạm điện gió được hợp nhất với nhau. Kết luận này cũng sẽ đúng cho một tổ hợp gồm hơn 10 trạm điện gió trở lên nếu các trạm đều được xây dựng với điều kiện đảm bảo tốc độ gió bình quân trong năm và độ cao tối thiểu của cánh quạt.

Một lợi ích khác của việc hợp nhất làm tăng tính cạnh tranh của điện gió là giảm tổng chiều dài của đường dây tải điện. Khi hợp nhất, ban đầu các trạm điện gió được đấu nối với nhau tại một điểm chung gần nhất, sau đó từ điểm đấu nối này sẽ xây dựng đường phân phối điện đến các hộ tiêu dùng (phụ tải). Lợi ích này cũng giống như việc thu gom các nguồn nước suối vào một dòng sông để cùng cấp nước sẽ lợi hơn nhiều so với việc đào mương dẫn nước về từ các suối đơn lẻ. Ngoài ra, các trạm điện gió thường phát được công suất tối đa một cách không liên tục, nếu xây dựng các đường tải điện riêng phải tính cho công suất tối đa đơn chiếc của từng trạm điện gió (ví dụ 1,5 MW). Trong trường hợp này việc xây dựng một đường phân phối điện riêng sẽ không tối ưu vì phải tính cho công suất 1,5 MW nhưng trên thực tế lượng điện truyền dẫn tối đa lại không thường xuyên. Phương án tối ưu là đấu nối các trạm điện gió vào một hệ thống dây dẫn điện chung. Như vậy, việc hợp nhất các trạm điện gió cho phép chúng ta có được nguồn điện vừa ổn định, vừa đủ lớn và vừa rẻ tiền. Chính vì vậy, chương trình phát triển năng lượng gió phải xây dựng được nhiều cụm điện với nhiều trạm điện gần nhau.

Về mặt kinh tế

Nhờ các tiến bộ khoa học công nghệ và cách tiệm cận như trên, suất đầu tư của các trạm điện gió đã giảm tới 80% so với những năm 80 của thế kỷ trước. Tuy nhiên, hiện nay suất đầu tư bình quân của điện gió vẫn cao khoảng 2 lần so với thủy điện và 2,5 lần so với nhiệt điện. Do đó, Nhà nước cần phải có các chính sách ưu đãi và khuyến khích cho việc xây dựng các trạm điện gió. Các chính sách này thường tập trung vào giải quyết vướng mắc lớn nhất về giá bán điện theo hướng áp dụng biểu giá điện đặc thù dựa trên chi phí bình quân của việc phát điện (của nhà đầu tư) và dựa trên giá trị hưởng lợi (của xã hội) nhờ sử dụng năng lượng sạch từ nguồn gió vô tận thay cho việc sử dụng năng lượng gây ô nhiễm từ các nguồn hóa thạch không tái tạo.

Theo tính toán của các nhà nghiên cứu châu Âu, nếu tính đúng và tính đủ các chi phí có liên quan đến bảo vệ môi trường, thì các nguồn điện khác sẽ cao hơn nhiều so với điện gió, trong đó, nhiệt điện than và dầu cao hơn 2 lần, nhiệt điện khí cao hơn 1,3 lần.

Về môi trường sinh thái

Theo đánh giá của các chuyên gia, một trạm điện gió công suất 10 KW xây dựng ở vùng có tốc độ gió trung bình 20 ki lô mét/giờ góp phần giảm phát thải gây ô nhiễm tương đương với việc loại bỏ một chiếc ô tô chạy trên đường. Tuy nhiên, các trạm điện gió cũng có những ảnh hưởng tiêu cực như: cánh quạt của tua bin gió dài và lớn, quay trong không gian thường hay làm chết chim (mặc dù chim ở Việt Nam không phải rất nhiều) và tạo ra tiếng ồn (mặc dù độ ồn của các trạm điện gió chỉ tương đương với độ ồn của đường phố và chỉ ở mức 50 DB và trên khoảng cách đến trạm điện gió lớn hơn 300 mét sẽ không phân biệt được tiếng ồn của trạm và tiếng ồn tự nhiên của gió). Về mặt chiếm đất, thực tế các trạm điện gió có diện tích không đáng kể, bình quân khoảng 1.000 mét vuông tính cho 1 MW công suất. Diện tích đất nằm giữa các cột gió vẫn có thể sử dụng để canh tác nông nghiệp. Về mặt cảnh quan, nếu xây dựng đồng loạt nhiều trạm điện gió gần nhau có thể sẽ tạo ra tính đơn điệu của phong cảnh.

Kiến nghị

So với các chương trình phát triển năng lượng khác (điện nguyên tử, hay than đồng bằng sông Hồng), chương trình phát triển điện gió với đặc thù riêng (phân tán, nhỏ lẻ, cục bộ) và với tính khả thi như đã đề cập ở trên, có thể giao cho các tổ chức hoặc doanh nghiệp tư nhân triển khai. Về phía Nhà nước, cần có chính sách ưu đãi, khuyến khích đầu tư đối với mọi dự án xây dựng điện gió ở bất kỳ địa điểm nào (trên bờ hay ngoài đảo, đồng bằng hay Tây Nguyên) trên cơ sở tham khảo kinh nghiệm của các nước.

TS. Nguyễn Thành Sơn - Giám đốc Công ty Năng lượng Sông Hồng-TKV
 

Lời bình  

 
+1 # pham toanf thang 09/03/2011 12:37
dien gio co phai dung Ac Quy de on dinh khong anh Son . neu chi tang len dien aps 20kv thi suat dau tu 01 MW khoang bao nhieu ha anh son.
Trả lời | Trả lời kèm trích dẫn | Trích dẫn
 

Thêm bình luận


Mã an toàn
Đổi mã khác

Bảng quảng cáo