Chưa thể thay nhiệt điện than bằng phong điện [Tạm kết]

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

V -  Các “cường quốc” về phong điện

1. Trung Quốc

Đứng đầu thế giới về phong điện. Theo số liệu công bố 8/2017, đến cuối 2016 tổng công suất phong điện của Trung Quốc (TQ) là 169 GW, chiếm 34% của toàn thế giới.

Năm 2014, sản lượng phong điện của TQ là 138 tỷ kWh/2014, chiếm tỷ trọng 2,6%. Chỉ trong năm 2015, TQ đã xây dựng 33 GW công suất phong điện mới - kỷ lục của thế giới. Sản lượng phong điện năm 2015 ở TQ là 186,3 tỷ kWh/2015, chiếm tỷ trọng 3,3%. Trong giai đoạn 2016÷2020, TQ dự kiến sẽ xây dựng thêm 100 GW phong điện.

Theo đánh giá của Viện Nghiên cứu Khí hậu TQ (China Climate Science Research Institute), tiềm năng phong điện của TQ đạt 3.220 GW. Trong đó, tiềm năng kỹ thuật khoảng 1.000 GW, gồm 253 GW trong đất liền và 750 GW ngoài khơi.

Nội Mông là tỉnh có tiềm năng phong điện lớn nhất, chiếm 40% công suất phong điện của TQ. Đứng thứ hai là khu tự trị Tây Tạng.

Năm 2009, trạm phong điện ngoài khơi “Juwuba” được xây dựng ở Thượng Hải với công suất 100 MW, sản lượng 260 triệu kWh/năm, sử dụng 34 tua bin gió của hãng Sinovel công suất 3 MW mỗi chiếc. Đến 2013, tổng công suất phong điện ngoài khơi của TQ đạt 428,6 MW.

Tính đến 2005, TQ có 320 nghìn cột gió (phong điện nhỏ) với tổng công suất 65 MW (công suất bình quân hơn 203 W).

2. Mỹ

Trước đây, Pacific Northwest Laboratory đã đánh giá tiềm năng phong điện của 20 bang ở Mỹ tương đương với 10.777 tỷ kWh/năm (gấp 3 lần nhu cầu của cả nước Mỹ khi đó - năm 2001). Bang North Dakota được coi là “Ả Rập Xê Út về năng lượng gió” của Mỹ.

Theo nghiên cứu của National Renewable Energy Laboratory (NREL) vào năm 2010, tiềm năng phong điện ngoài khơi của Mỹ được đánh giá là 4.150 GW (năm 2008 tổng tiềm năng phong điện của Mỹ được đánh giá chỉ có 1.010 GW).

Phong điện của Mỹ là lĩnh vực phát triển tương đối nhanh. Năm 2008, Bộ Năng lượng Mỹ (DoE) đã đưa ra kế hoạch “20% Wind Energy” (đến 2030, tỷ trọng phong điện ở Mỹ phải đạt 20%). Năm 2014, đã có 34 bang sử dụng phong điện. Trong đó, 10 bang dẫn đầu (với tổng công suất lắp đặt 65,879 GW) gồm: Texas (14,098); Califonia (5,917); Iova (5,688); Окlahoma (3,782); Illinois (3,568); Оregon (3,153); Washington (3,075); Minnesota (3,035); Kаnsas (2,967); Colorado (2,593). Năm 2015 công suất lắp đặt tăng thêm 8,6 GW. Đến cuối 2015, tổng công suất lắp đặt đạt 74,5 GW (đứng thứ hai trên thế giới, sau Trung Quốc). Tỷ trọng phong điện chiếm 5% trong tổng sản lượng điện của Mỹ.

Giá thành phong điện công suất nhỏ ở Mỹ là 0,1÷0,11$/kWh (2006). Theo dự báo của Hiệp hội Năng lượng gió của Mỹ (AWEA), sau 5 năm giá thành phong điện nhỏ còn 7cents/kWh, và đến 2020, tổng công suất lắp đặt của phong điện nhỏ tăng lên 50 GW (cấp điện cho 15 triệu gia đình và 1 triệu doanh nghiệp nhỏ), chiếm 3% tổng công suất lắp đặt của cả nước. Những vùng có triển vọng phát triển phong điện nhỏ là những vùng có giá điện cao hơn 0,1$/kWh.

Các hãng cung cấp thiết bị phong điện chính ở Mỹ (2007) như sau:

3. Đức

Đức là quốc gia đứng thứ ba trên thế giới về công suất lắp đặt và có tốc độ phát triển rất nhanh về phong điện. Năm 2006, sản lượng phong điện đạt 20,6 tỷ kWh (tương đương thủy điện - 21,6 tỷ kWh/2006), chiếm tỷ trọng 3,5%. Tổng nguồn thu liên quan đến phong điện là 7,2 tỷ Euro. Trong đó giá trị thiết bị phong điện là 5,6 tỷ Euro.

Theo đánh giá của Viện nghiên cứu Phong điện của Đức (DEWI), tỷ trọng thiết bị của Đức chiếm 50% trên thị trường phong điện thế giới năm 2007. Năm 2011, tỷ trọng phong điện tăng lên 8%. Năm 2014, ở Đức có 24.867 tua bin gió với tổng công suất 38,116 GW và sản lượng phong điện chiếm tỷ trọng 8,6%. Năm 2015, tổng công suất lắp đặt phong điện của Đức là 44,9 GW, chiếm 8% tổng công suất phát điện của cả nước.

Từ 2007, các công ty lưới điện đã phải trả tiền mua điện cho các chủ cối xay gió với giá €0,0836/kWh trong vòng 5 năm đầu, sau đó mỗi năm giá mua giảm 2%.

Tua bin gió ngoài khơi đầu tiên (hãng Nordex AG) có công suất 2,5 MW, đường kính cánh 90m, đường kính móng 18m, tổng chiều cao 125m được xây dựng từ 2006 ở khu vực có độ sâu 2m, cách bờ biển Vostok 500m. Móng tua bin được xây bằng 500 tấn bê tông, 550 tấn cát và 100 tấn thép.

Dự kiến đến 2030, Đức sẽ xây dựng 25 GW công suất phong điện ngoài khơi biển Ban tích và Biển Bắc.

VI - Tóm lại

Phong điện là nguồn năng lượng tái tạo, sạch, nhưng rất bất định vì phụ thuộc vào thiên nhiên. Trong hệ thống điện quốc gia, tỷ trọng của phong điện cao sẽ gây bất ổn trong vận hành và đòi hỏi phải xây thêm công suất phát điện dự phòng từ các nguồn khác. Điều này làm tăng đáng kể giá điện.

Trên thế giới, phong điện đang có tốc độ tăng trưởng cao, nhưng chưa thể thay thế được nhiệt điện (than, dầu, khí) về quy mô (về sản lượng) và về giá. Ở Việt Nam, mức độ phát triển phong điện phụ thuộc vào sức mua điện của các ngành kinh tế và cơ chế hỗ trợ về giá của Chính phủ.

Trong dự báo về phát triển năng lượng của thế giới đến 2035, Viện nghiên cứu Năng lượng của Viện Hàn lâm Khoa học Nga đã kết luận: (i) Nguồn năng lượng tái tạo có xu hướng tăng trưởng; nhưng, (ii) chưa thể cạnh tranh được với than và khí; và, (iii) phụ thuộc vào sự bảo trợ của nhà nước.

TS. NGUYỄN THÀNH SƠN 

Tài liệu điện tử tham khảo:

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