Năng lượng - Môi trường

Vấn đề môi trường của phong điện

06:44 |16/01/2018

 - 

Từ trước đến nay, với điện gió (phong điện), chúng ta mới chỉ đề cập đến khía cạnh sạch, tái tạo, nhưng ít ai để ý đến vấn đề môi trường trong quá trình sản xuất ra nguồn năng lượng này. Đó là môi trường đất, nước, không khí, tiểu khí hậu, tiếng ồn và rung động tần số thấp, vv... Tất nhiên, ảnh hưởng (gây ô nhiễm) của phong điện đến môi trường là không đáng kể, ngoại trừ một số vấn đề mà Tạp chí Năng lượng Việt Nam muốn lưu ý với bạn đọc dưới đây.

Chưa thể thay nhiệt điện than bằng phong điện [Kỳ 1]

1/ Môi trường đất: Ở các nước như Đan Mạch, Hà Lan, Đức trong một trang trại gió, tua bin chiếm khoảng 1% diện tích. Phần 99% diện tích còn lại vẫn có thể sử dụng cho mục đích khác. Móng của tua bin gió có đường kính khoảng 10m và thường nằm sâu dưới mặt đất, cho phép tăng diện tích sử dụng đất đến tận chân tháp gió. Chi phí thuê đất cho 1 tua bin gió ở Mỹ bình quân 3000÷5000 $/năm.

Mức độ chiếm đất bình quân (m2) của các nguồn điện (tính cho 1 triệu kWh trong 30 năm) như sau: điện địa nhiệt - 404; phong điện - 1067; quang điện công nghệ PV - 364; quang điện công nghệ tháp - 3561; nhiệt điện than - 3642.

2/ Môi trường nước: Phong điện không sử dụng nước làm mát, không gây ô nhiễm môi trường nước. Tuy nhiên, ưu thế này sẽ không đáng kể nếu so với các dự án nhiệt điện Duyên Hải của Việt Nam hiện đang được làm mát bằng nước biển.

3/ Môi trường không khí: Theo lý thuyết, 1 MW phong điện giúp giảm phát thải hàng năm khoảng 1.800 tấn CO2, 9 tấn SOx và 4 tấn NOx. Theo dự tính của Global Wind Energy Council, đến 2050 chương trình phong điện trên toàn thế giới sẽ làm giảm phát thải 1,5 tỷ tấn CO2. Nếu tính hàm lượng bình quân của CO2 trong khí quyển hiện nay khoảng 400 ppm thì lượng 1,5 tỷ tấn CO2 này của toàn thế giới chỉ tương đương 0,07% (tổng khối lượng của khí quyển là 5,1 x 10^18kg).

4/ Về tiểu khí hậu: Các tua bin gió sẽ “ăn” một phần động năng của luồng không khí chuyển động, làm giảm vận tốc của gió. Về mặt lý thuyết, việc sử dụng hàng loạt nhiều tua bin gió, việc giảm tốc độ gió sẽ có ảnh hưởng đến các điều kiện khí hậu tại chỗ. Nếu tốc độ gió trung bình giảm đi thì luồng không khí chuyển động đó sẽ bị nung nóng hơn về mùa hè và lạnh hơn về mùa đông. Điều này làm cho khí hậu mang tính lục địa hơn.

Ngoài ra, khi năng lượng của gió trong không khí bị giảm đi sẽ kéo theo sự thay đổi về độ ẩm trong không khí bao quanh. Việc nghiên cứu về vấn đề tác động này mới chỉ bắt đầu, chưa có các đánh giá định lượng. Tuy nhiên, các số liệu ban đầu đã khẳng định ảnh hưởng của các tua bin gió đến các điều kiện tiểu khí hậu của vùng là không nhỏ như chúng ta dự báo trước đây.

Theo mô phỏng của Đại học Stendford, các trạm phong điện lớn ngoài khơi có thể làm suy yếu đáng kể các trận bão từ ngoài biển trước khi tràn vào đất liền. Theo tính toán của các chuyên gia Mỹ, trong vòng 9 năm các trạm phong điện trong đất liền đang làm nhiệt độ cục bộ của mặt đất nóng lên 0,72 độ C. Như vậy, đối với những nơi có trạm phong điện trên đất liền thì sau 100 năm, nhiệt độ không khí sẽ nóng lên 8 độ C.

Rainer Abbencet - giám đốc hãng “Exxton Mobil” cho rằng phong điện và quang điện không những không thể giúp làm giảm phát thải khí độc hại vào khí quyển, mà còn làm ảnh hưởng đến việc luân chuyển tự do của các luồng không khí và ở các khu vực gần các khu công nghiệp chúng còn cản trở việc phát tán khí thải vào các lớp trên cao của khí quyển.

5/ Về tiếng ồn: Phong điện sản sinh ra 2 loại tiếng ồn: (i) Tiếng ồn cơ học - phát ra trong quá trình làm việc của các chi tiết cơ khí. Đối với các tua bin mới, tiếng ồn cơ học có thể được khắc phục tương đổi triệt để; (ii) Tiếng ồn khí động học - phát ra trong quá trình tương tác của cánh tua bin với luồng gió. Tiếng ồn này tăng lên rõ rệt khi cánh tua bin quay đến gần thân tháp.

Theo đánh giá của Công ty AKF (Đan Mạch), chi phí tiếng ồn và ảnh hưởng đến thị giác từ máy phát điện gió ước tính gần 0,0012 Euro/kWh. Đánh giá dựa trên các cuộc phỏng vấn những người sống gần các trang trại gió. Cư dân được hỏi họ sẵn sàng trả bao nhiêu để được thoát khỏi (ở xa) máy phát điện gió.

Hiện nay, độ ồn của các tua bin gió chỉ được xác định bằng phương pháp tính toán. Việc đo độ ồn trực tiếp không phản ảnh đúng thực tế vì việc tách tiếng ồn của tua bin gió ra khỏi tiếng ồn của gió tại thời điểm hiện nay là không thực hiện được.

Mức độ ồn của tua bin gió (ở khoảng cách 350m có độ ồn 35÷45 Db) được so sánh với các mức độ ồn khác như sau: tai người có thể chịu đựng - 120 Db; ô tô tải chạy với tốc độ 48km/h cách xa 100m - 65Db; ô tô con chạy tốc độ 64km/h - 55Db; trong phòng làm việc - 60 Db; ở làng quê về ban đêm - 20-40 Db, vv... Ở gần trục cánh quạt của các tua bin gió công suất lớn, độ ồn có thể vượt 100 Db.

Quy định của các nước về độ ồn tối đa của tua bin gió là 45 Db (vào ban ngày) và 35 Db (ban đêm). Khoảng cách tối thiểu cách nhà ở của dân cư là 300m.

Các nghiên cứu về hoạt động của các trang trại nông nghiệp nằm trong vùng hoạt động của phong điện cho thấy, các súc vật nuôi có phản ứng sợ hãi do tiếng ồn tạo ra từ các cánh quạt tua bin gió. Các trạm phong điện nằm trong vùng nước cạn gần bờ sẽ làm thay đổi môi trường sống thông thường của chim và cá heo. Vì vậy, Bộ trưởng Kinh tế Đức Clement và Bộ trưởng Môi trường Trittin đã quyết định giảm trợ cấp trong việc xây dựng các trang trại gió. Các hiệp hội môi trường, các nhà khoa học và nông dân đề xuất để thay đổi triệt để các chương trình phát triển năng lượng thay thế.

6/ Các ảnh hưởng khác:

Về rung động tần số thấp: Một tua bin gió công suất 1 MW có thể gây ra các rung động tần số thấp (truyền qua nền đất) ở mức có thể làm rung kính cửa trong các tòa nhà nằm cách 60m. Vì vậy, khoảng cách an toàn đến các tòa nhà phải 300m. Ở khoảng cách này, các rung động tần số thấp sẽ không cảm thấy.

Ảnh hưởng đến radio và TV: Các kết cấu thép của phong điên, đặc biệt là các cánh gió có khả năng làm nhiễu đáng kể các tín hiệu radio và TV. Tua bin gió càng lớn, tín hiệu càng bị nhiễu. Trong một số trường hợp, cần phải cài đặt thêm transponder để giải quyết vấn đề này.

Cánh quạt có thể gây chết chim: Tính bình quân trên thế giới, cứ 1 MW công suất tua bin khi cánh quạt quay sẽ làm chết 4 con chim/năm. Trong số 10.000 con chim bị sát hại do các hoạt động của con người, chỉ có 1 con do phong điện.

Phong điện cũng có tác động đáng kể đến hệ động thực vật. Nguồn: World Council for Nature.

Băng tuyết: Ở các nước ôn đới, về mùa đông, khi độ ẩm cao các cánh quạt của tua bin gió có thể bị đóng băng và băng có thể bị văng ra khi cánh quạt quay. Vì vậy, người ta quy định khoảng cách an toàn để hạn chế rủi ro này là 150m kể từ chân cột. Trong trường hợp các cánh quạt bị đóng băng ít, các đặc tính khí động học của tua bin có thể được cải thiện (giảm ma sát).

Môi trường cảnh quan: Để cải thiện vẻ đẹp thẩm mỹ của các trạm phong điện, nhiều công ty lớn sử dụng các nhà thiết kế chuyên nghiệp. Các kiến trúc sư cảnh quan cũng được tham gia vào việc thiết kế các dự án mới. Về cơ bản, phong điện không có ảnh hưởng đến du lịch.

Đèn cảnh báo hàng không được quy định bắt buộc phải lắp ở chiều cao trên 60m. Bóng của các cách quạt khi quay có thể làm rối mắt.

TS. NGUYỄN THÀNH SƠN

Tài liệu điện tử tham khảo (bao gồm cho cả bài viết "Chưa thể thay nhiệt điện than bằng phong điện")

1) Năng lượng gió của Đức

2) Năng lượng gió của Mỹ

3) Năng lượng gió của Đan Mạch

4) Năng lượng gió của Ấn Độ

5) Năng lượng gió của Canada

6) Năng lượng gió của Trung Quốc

7) Năng lượng gió của Nga

8) Tuabin gió trục đứng kiểu Darrieus

9) Tháp năng lượng

10) Feed-in Tariff

11) http://www.gwec.net/wp-content/uploads/vip/GWEC-PRstats-2015_LR.pdf

12) Bernard Chabot Analysis of the Global Electricity Production up to 2014

13) REN21: Renewables Global Status Report 2015

14) http://www.gwec.net/gwec-lauds-1-1-million-workers-in-wind/

15) Владимир Сидорович. Мировая энергетическая революция: Как возобновляемые источники энергии изменят наш мир. — М.: Альпина Паблишер, 2015. — 208 с. — ISBN 978-5-9614-5249-5.

16) Impact of Wind Power Generation in Ireland on the Operation of Conventional Plant and the Economic Implications. eirgrid.com (February 2004). Проверено 22 ноября 2010.Архивировано 25 августа 2011 года.

17) "Design and Operation of Power Systems with Large Amounts of Wind Power", IEA Wind Summary Paper (PDF). Архивировано 25 августа 2011 года.

18) Энергетический портал. Вопросы производства, сохранения и переработки энергии

19) http://www.riarealty.ru/ru/article/34636.html «РусГидро» определяет перспективные площадки в РФ для строительства ветроэлектростанций

20) http://www.tuuliatlas.fi/tuulisuus/tuulisuus_4.html Пограничный слой в атмосфере

21) http://www.tuuliatlas.fi/tuulivoima/index.html Размеры генераторов по годам

22) http://www.hyotytuuli.fi/index.php?page=617d54bf53ca71f7983067d430c49b7Параметры действующих ветрогенераторов. Пори, Финляндия

23) Edward Milford BTM Wind Market Report 20 Июль 2010 г.

24) Германия участвует в создании острова, Germania.one.

25) Jorn Madslien. Floating wind turbine launched, BBC NEWS, London: BBC, стр. 5 June 2009. Проверено 4 января 2018.

26) Annual installed global capacity 1996—2011

27) US and China in race to the top of global wind industry

28) https://web.archive.org/web/20100215003032/http://www.gwec.net/fileadmin/
documents/PressReleases/PR_2010/Annex%20stats%20PR%202009.pdf

29) 2014 a «massive year» for wind and solar power in Scotland — new data published — WWF UK

30) Postcard From the Grid’s Future: Record-Breaking Wind Integration in Denmark : Greentech Media

31) Wind power — clean and reliable

32) Испания получила рекордную долю электричества от ветра

33) Denmark aims to get 50 % of all electricity from wind power

34) John Blau France Could Be Next Offshore Wind Powerhouse 26 Январь 2011 г.

35) EWEA: 180 GW of Wind Power Possible in Europe by 2020 | Renewable Energy World

36) Lema, Adrian and Kristian Ruby, «Between fragmented authoritarianism and policy coordination: Creating a Chinese market for wind energy», Energy Policy, Vol. 35, Isue 7, July 2007

37) China’s Galloping Wind Market (англ.). Проверено 21 января 2011.

38) India to add 6,000 MW wind power by 2012 (англ.). Проверено 21 января 2011.Архивировано 25 августа 2011 года.

39) Venezuela, Dominican Republic Step into Wind 9 Сентябрь 2010 г.

40) American Wind Energy Association. The Economics of Wind Energy

41) Wind Energy and Wildlife: The Three C’s

42) Wind Energy Could Reduce CO2 Emissions 10B Tons by 2020

43) D.W.Keith,J.F.DeCarolis,D.C.Denkenberger,D.H.Lenschow,S.L.Malyshev,S.Pacala,P.J.Rasch The influence of large-scale wind power on global climate (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2004. — Iss. 46.

44) Dr.Yang(Missouri Western State University) A Conceptual Study of Negative Impact of Wind Farms to the Environment (англ.) // The Technology Interface Journal. — 2009. — Iss. 1.

45) Offshore wind farms could tame hurricanes, Stanford-led study says

46) https://web.archive.org/web/20071012073209/http://www.canwea.ca/images/uploads/File/
CanWEA_Wind_Turbine_Sound_Study_-_Final.pdf

47) Wind Energy in Cold Climates

48) Wind energy Frequently Asked Questions Архивировано 19 апреля 2006 года.

49) Энергия ветра: мифы против фактов

50) MEMBRANA | Мировые новости | Ветровые турбины убивают летучих мышей без единого прикосновения

51) Устаревшие РЛС тормозят развитие ветровой энергетики 06 сентября 2010 года

52) https://alter220.ru/veter/vetrovye-elektrostantsii.html



®   Khi đăng lại tin, bài, hay trích dẫn số liệu phải ghi rõ nguồn: TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM và dẫn link tới bài gốc trên NangluongVietnam.vn

Based on MasterCMS 2012 ver 2.3