Đường dây 500kV mạch 3 [kỳ 1]: Tổng quan hệ thống điện Việt Nam

Trước nguy cơ thiếu điện [tạm kết]: Nhận diện rủi ro và giải pháp

NGUYỄN ANH TUẤN - TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

KỲ 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM

Các vấn đề được nêu sau đây tuy không phải là mới, và rất nhiều trong chúng ta đã hiểu rõ. Nhưng để bạn đọc thuộc các chuyên môn, lĩnh vực khác nhau hiểu thêm về hệ thống điện nước ta và những thách thức về đảm bảo cung cấp điện cho nền kinh tế và sinh hoạt người dân, chúng tôi thiết nghĩ cũng không thừa khi nhắc lại.

Hệ thống điện (HTĐ) Việt Nam là một mạng lưới cơ sở hạ tầng kỹ thuật phức tạp, bao gồm hàng trăm nhà máy điện các loại, hàng chục ngàn cây số đường dây truyền tải điện và hàng trăm ngàn cây số đường dây phân phối điện đến các hộ tiêu thụ.

Từ những thành quả của chính sách "đổi mới" nền kinh tế của Đảng và Nhà nước, hệ thống điện Việt Nam đã có những bước phát triển vượt bậc: Sản lượng điện sản xuất của năm 2017 đã đạt trên 198 tỷ kWh, lớn gấp 7,3 lần so với năm 2000 và gần 2 lần so với năm 2010; con số đó ở năm 2018 là trên 220 tỷ kWh (tăng trưởng 2017 - 2018 là 11,3%); Tổng công suất đặt các nguồn điện năm 2018 đã đạt trên 48.700 MW. Quy mô sản xuất của HTĐ Việt Nam đã thuộc loại lớn, tổng lượng điện tiêu thụ năm 2016 đứng thứ 23 trên thế giới, thứ 10 châu Á và thứ 3 ASEAN [1]. Về tốc độ tăng trưởng tiêu thụ điện giai đoạn 2006 - 2016, Việt Nam có tốc độ cao nhất (trên 12%/năm) trong phạm vi Top 50 nước trên thế giới về quy mô sản lượng tiêu thụ.

Trên cả nước, ngoài các vùng đô thị đã được điện khí hóa, cuối năm 2018 đã có 100% số xã và trên 99% số hộ nông thôn được cấp điện từ lưới điện quốc gia. Ngành điện Việt Nam được sự chỉ đạo sát sao của Đảng và Nhà nước, cùng với những nỗ lực lớn lao không ngừng của các đơn vị trong ngành, đã đảm bảo cung cấp nguồn năng lượng đáp ứng nhu cầu, tạo động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội, đảm bảo an ninh quốc phòng và nâng cao đời sống nhân dân.

1. Nguồn điện

Các nhà máy phát điện (nguồn điện) truyền thống điển hình là nhà máy nhiệt điện (gồm nhiệt điện than, nhiệt điện dầu, nhiệt điện khí và điện hạt nhân); Nhà máy thủy điện (bao gồm các nhà máy thủy điện lớn, vừa, nhỏ và thủy điện tích năng). Vài thập kỷ gần đây có sự phát triển mạnh mẽ của các loại nguồn điện sử dụng nguồn năng lượng tái tạo [2] phi thủy điện như điện mặt trời, điện gió, điện sinh khối...

Các nhà máy điện thường được xây dựng trên cơ sở tiềm năng, trữ lượng sẵn có và phân bố địa lý của các nguồn tài nguyên năng lượng, nhiên liệu. Nước ta có đa dạng và khá phong phú các loại tài nguyên năng lượng (khoảng 95% tài nguyên than đá (đã xác minh) nằm ở vùng Quảng Ninh, hầu hết tiềm năng trữ lượng khí đốt đáng kể nằm ở miền Nam và miền Trung, trong khi tiềm năng thủy điện chiếm tới trên 80% ở miền Bắc và miền Trung).

Về tình hình khai thác các nguồn tài nguyên năng lượng cho phát điện như sau:

Trên sông Đà có các nhà máy thủy điện lớn nhất Đông Nam Á như: Hòa Bình 1.920 MW, Sơn La 2.400 MW, Lai Châu 1.200 MW, nhỏ hơn là các thủy điện: Huội Quảng, Bản Chát, Nậm Chiến; trên dòng Lô - Gâm - Chảy có thủy điện: Thác Bà, Tuyên Quang; trên sông Mã, sông Chu có thủy điện: Trung Sơn, Hủa Na; trên sông Cả có thủy điện: Bản Vẽ, Khe Bố; trên sông Thu Bồn có thủy điện: A Vương, Sông Bung 2 và 4; trên sông Sê San có thủy điện: Yaly, Sê San 3 và 4,... ; trên sông Srepok có thủy điện: Srepok 3 và 4,..; trên sông Đồng Nai có thủy điện: Trị An, Đồng Nai 2, 3, 4, 5... Tổng công suất đặt các nhà máy thủy điện từ lớn đến nhỏ đã đạt tới trên 20.000 MW (chiếm 40,8% tổng công suất nguồn điện) vào 2018, trong đó 3.300 MW là các thủy điện nhỏ [3].

Năm 2017 là năm nhiều nước, các nguồn thủy điện đã sản xuất tới 86,4 tỷ kWh, chiếm hơn 43,5% tổng sản lượng điện cả nước. Bên cạnh đó, một số nhà máy thủy điện lớn và vừa còn đóng vai trò quan trọng, tích cực, hiệu quả trong việc chống lũ, điều hòa, cấp nước tưới nông nghiệp và nước sinh hoạt cho hạ du. Tuy nhiên, trong quá trình xây dựng và vận hành, việc quản lý tại một vài nhà máy thủy điện cũng còn có những yếu kém, để xảy ra một vài sự cố về kỹ thuật, đe dọa an toàn con người, cũng như xả lũ chưa đảm bảo quy trình, ảnh hưởng tới người dân vùng sau đập.

Đến nay chúng ta đã có tổng cộng 28 nhà máy nhiệt điện than, với tổng công suất đặt gần 19.000 MW (chiếm trên 38,5% tổng công suất nguồn điện). Do các mỏ than nằm chủ yếu ở Quảng Ninh nên 22 trên tổng 28 nhà máy nhiệt điện than được xây dựng ở miền Bắc và Bắc Trung bộ. Trong số 6 nhà máy nhiệt điện than ở phía Nam, ngoài nhà máy Formosa 465 MW tại Đồng Nai, có 4 nhà máy mới vào vận hành trong vài năm gần đây ở duyên hải Nam Trung bộ là Vĩnh Tân 2, Vĩnh Tân 4 và Vĩnh Tân 1, ở miền Tây Nam bộ là Duyên Hải 1 và Duyên Hải 3.

Các nhà máy nhiệt điện khí hầu hết nằm ở khu vực miền Nam, với cụm tua bin khí chu trình hỗn hợp Phú Mỹ 1, 2, 3 và 4, Bà Rịa, Nhơn trạch 1 và 2 với tổng công suất tới gần 5.500 MW, sử dụng khí tự nhiên và khí đồng hành từ các mỏ khí Nam Côn Sơn và Cửu Long. Phía cực Nam tổ quốc có nhà máy tua bin khí hỗn hợp Cà Mau 1 và 2 công suất 1.500 MW, sử dụng khí đốt từ mỏ khí PM3-CAA.

Ngoài ra, có nhà máy nhiệt điện dầu/ khí Ô Môn 1 (660 MW) tại cần Thơ... Tổng công suất các tua bin khí và tua bin khí chu trình hỗn hợp đã đạt trên 7.400 MW, chiếm 15% tổng công suất nguồn.

Do giá thành điện năng từ các nhà máy nhiệt điện chạy dầu còn cao nên ta không phát triển nhiều các nhiệt điện dầu. Ngoài nhiệt điện dầu/ khí Ô Môn 660 MW chạy tạm nhiên liệu dầu để chờ khí tự nhiên từ Lô B, EVN chỉ duy trì các cụm nhiệt điện dầu Thủ Đức, Cần Thơ với công suất nhỏ (170+37 MW) để dự phòng và phủ cao điểm khi cấp thiết. Tổng các nguồn nhiệt điện dầu chỉ chiếm khoảng 3,2% công suất nguồn hệ thống.

Nguồn điện từ năng lượng tái tạo, tuy đã được Nhà nước ban hành các cơ chế khuyến khích, nhưng đến cuối năm 2017 công suất được đưa vào vận hành còn rất khiêm tốn. Điện gió mới có ở Tuy Phong, Phú Lạc (Bình thuận), Đảo Phú Quý và Bạc Liêu với tổng công suất 120 MW; điện sinh khối có 2 nhà máy là Bourbon 24 MW và KCP Phú Yên 31 MW; Điện mặt trời không đáng kể (khoảng 5 MW). Nhưng sau khi có cơ chế khuyến khích các dự án điện mặt trời (ĐMT) qua Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg, ban hành ngày 11 tháng 4 năm 2017, hàng loạt các dự án điện mặt trời đã được xây dựng. Các dự án này được phát triển tập trung phần lớn tại các tỉnh ven biển Nam Trung bộ và Tây Nguyên như Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, Đăk Lăk... Tổng công suất các dự án ĐMT đã trình lên đến khoảng 25.000 MW, hơn gấp hai lần con số trong QHĐ VII điều chỉnh. Chính phủ và Bộ Công Thương đã phê duyệt hàng trăm dự án và đến tháng 6/2019 đã có 114 dự án ĐMT với tổng công suất trên 5.800 MW đã ký hợp đồng mua bán điện với EVN. Theo Trung tâm Điều độ điện Quốc gia, tính đến 30/6/2019 đã có 82 nhà máy ĐMT với tổng công suất 4.464 MW đóng điện thành công vào lưới điện quốc gia, chiếm khoảng 8,28% tổng công suất nguồn điện tới thời điểm đó.

Mặc dù vậy, rất nhiều ĐMT tại Ninh Thuận, Bình Thuận hiện phải giảm công suất phát điện do lưới truyền tải không đủ năng lực hấp thụ, quá trình đầu tư xây dựng lưới truyền tải ở đây còn phải cần 1 đến 3 năm mới hoàn thành.

Với chủ trương của Nhà nước về đa dạng hóa hình thức đầu tư nguồn điện, giảm áp lực đầu tư từ ngân sách, tăng cường tính cạnh tranh, hiệu quả kinh tế, đến nay đã có nhiều nhà đầu tư trong và ngoài nước xây dựng, vận hành các nhà máy điện. Ngoài các nhà máy điện thuộc EVN, đã có nhiều nguồn điện thuộc Tập đoàn CN Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV), Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN), Tổng công ty Sông Đà, các nhà đầu tư tư nhân trong nước, các tập đoàn nước ngoài với các hình thức đầu tư dạng: BOT, IPP... Năm 2018 tỷ trọng công suất các nguồn điện thuộc EVN, các GENCO trực thuộc và đã cổ phần hóachiếm 58% (trong đó trực thuộc EVN - 18%, các GENCO - 40%) còn các nhà đầu tư khác chiếm tới 42%.

Có thể nói, hệ thống nguồn điện nước ta hiện nay, với sự đa dạng về hầu hết các chủng loại thủy điện, nhiệt điện than, nhiệt điện khí, NLTT... là một trong các hệ thống nguồn điện điển hình của thế giới. Tỷ trọng thủy điện lớn cho thấy, Việt Nam là quốc gia có tỷ trọng nguồn sử dụng năng lượng tái tạo khá cao trên thế giới. Tuy nhiên, chúng ta đã khai thác gần hết tiềm năng thủy điện lớn và vừa, nên trong tương lai gần, tỷ trọng các nguồn nhiệt điện sẽ tăng nhanh. Tiềm năng các dạng năng lượng tái tạo khác của nước ta khá dồi dào, việc bùng nổ xây dựng các nhà máy ĐMT vừa qua là minh chứng, nhưng sự phát triển nguồn điện gió, mặt trời vừa qua đã gặp những thách thức, khó khăn về yêu cầu kỹ thuật - kinh tế trong đầu tư lưới truyền tải điện đồng bộ, cũng như việc vận hành hệ thông điện trong điều kiện thiếu công suất dự phòng.

2. Hệ thống lưới điện

Thành tố thứ hai của hệ thống điện là lưới điện, bao gồm lưới truyền tải và lưới phân phối. Hiện chúng ta quy định lưới điện từ 220kV và 500kV là lưới truyền tải (trong đó cấp 500kV được gọi là cấp truyền tải siêu cao áp), từ cấp điện áp 110kV trở xuống là lưới phân phối. Đến năm 2018, hệ thống lưới truyền tải của Việt Nam có khoảng 8.000 km đường dây 500kV, trên 17.500 km đường dây 220kV với hàng chục ngàn MVA công suất các máy biến áp truyền tải.

Xét về quy mô sản lượng điện truyền tải, hệ thống truyền tải của Việt Nam, do Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia (EVNNPT) quản lý vận hành, đứng thứ 18 trong 41 tổ chức truyền tải điện so sánh trên thế giới, và nằm trong nhóm có sản lượng truyền tải trung bình (từ 50 - 200 TWh/ năm).

Đặc điểm địa hình nước ta trải dài trên 2.000 km từ Lũng Cú - Hà Giang tới mũi Cà Mau. Ở miền Bắc, các nguồn thủy điện lớn lại nằm chủ yếu ở vùng núi Tây Bắc như: Lai Châu, Sơn La, Hòa Bình,... với tổng công suất lên tới gần 6.700 MW, các nguồn nhiệt điện than lại tập trung ở vùng Đông Bắc như: Quảng Ninh, Hải Phòng, Lạng Sơn, Bắc Giang với gần 8.300 MW. Trong khi phụ tải tiêu thụ điện tập trung ở khu vực châu thổ Sông Hồng. Từ đó hình thành nhu cầu lớn truyền tải công suất điện từ nguồn tới vùng phụ tải. Vì vậy, đã xuất hiện một vòng khép kín hệ thống đường dây và trạm 500kV từ Lai Châu - Sơn La - Hiệp Hòa (Bắc Giang) - Mông Dương (Quảng Ninh) - Phố Nối - Thường Tín - Nho Quan - Hòa Bình - Sơn La với tổng chiều dài hàng ngàn km.

Ở miền Nam và nhất là vùng Đông Nam bộ, xung quanh TP. Hồ Chí Minh cũng đã hình thành vòng lưới 500kV dài hàng trăm km. Các đường dây 500kV từ các nguồn điện khí Phú Mỹ, Bà Rịa, Ô Môn, các nguồn điện than Vĩnh Tân (Bình Thuận), Duyên hải (Trà Vinh), cùng các tuyến 220kV từ tua bin khí Cà Mau, từ thủy điện Trị An, Hàm Thuận - Đa Mi,... đưa điện về trung tâm phụ tải lớn tại các tỉnh miền Đông Nam bộ.

Dọc theo dãy Trường Sơn, từ Tây Quảng Nam tới Tây Nguyên có nhiều nhà máy thủy điện với tổng công suất lên tới gần 5.000 MW, trong khi phụ tải điện ở miền Trung chỉ khoảng 10% tổng cả nước, dẫn tới nhu cầu truyền tải dòng công suất lớn về miền Nam.

Cùng với sự cần thiết của truyền tải công suất từ các trung tâm nguồn điện lớn tới phụ tải, nhu cầu trao đổi điện qua các miền Bắc - Trung - Nam, tận dụng đặc thù khác biệt phát điện vào mùa mưa và mùa khô của các thủy điện, tăng cường an ninh cung cấp điện trong các tình huống bất thường, đến nay đã hình thành hệ thống truyền tải siêu cao áp 500kV Bắc - Trung - Nam với liên kết 2 mạch 500kV từ Sơn La tới Pleiku và 4 mạch 500kV (bao gồm 2 mạch đơn và một mạch kép) từ Pleiku tới Chơn Thành, Tân Định (phía Bắc TP. Hồ Chí Minh).

Hệ thống lưới 220kV có mặt trên hầu hết các tỉnh nước ta, làm nhiệm vụ truyền tải điện từ các nhà máy điện, từ các trạm 500/220kV tới các phụ tải lớn và cấp điện cho lưới phân phối. Lưới điện phân phối gồm nhiều cấp điện áp 110, 35, 22, 10 và 6kV với hàng ngàn trạm biến áp và hàng trăm ngàn km đường dây, bao phủ trên khắp các tỉnh, thành, đảm bảo cung cấp điện cho mọi lĩnh vực kinh tế, xã hội và phục vụ nhu cầu người dân.

Bản đồ lưới điện truyền tải của Việt Nam hiện nay được minh họa trong hình 1 dưới đây:

Ghi chú: Đường màu đỏ: ĐZ 500kV; Đường màu xanh: ĐZ 220kV; Dấu chấm màu đỏ: TBA 500kV; Dấu chấm màu xanh: TBA 220kV.

3. Tiêu thụ điện

Thành tố thứ 3 của hệ thống điện là các hộ tiêu thụ điện. Năm 2018 lượng điện tiêu thụ của nước ta đã đạt trên 190 tỷ kWh. Tiêu thụ điện bình quân đầu người từ vỏn vẹn 94kWh/người năm 1990 đã tăng lên hơn 21 lần, bằng 2.026 kWh/người năm 2018. Mức tăng trưởng bình quân tiêu thụ điện giai đoạn 1990 - 2018 đạt 11,5%/năm.

Cùng với nhịp tăng trưởng kinh tế, điện tiêu thụ cho nhóm ngành công nghiệp - xây dựng ngày càng chiếm ưu thế. Trong các nhóm ngành tiêu thụ được phân loại, năm 2018 tiêu thụ điện trong công nghiệp chiếm tỷ trọng lớn nhất: 55%; điện cho quản lý và tiêu dùng dân cư chiếm 32,3%, nhóm hộ tiêu thụ thương mại - khách sạn - nhà hàng chiếm 5,7%; tiêu thụ điện cho nông nghiệp ở mức 2,8% và các hộ khác (trường học, bệnh viện, kho, cảng...) chiếm 4,2%.

Về cơ cấu nhu cầu điện theo các miền, do đặc điểm phân bố về địa hình, dân cư và các trung tâm kinh tế cho thấy tỷ trọng tiêu thụ điện ở miền Nam dao động từ 48 - 52% tổng cả nước, miền Bắc chiếm 38 - 42% và miền Trung từ 9 - 11%. Tỷ trọng này dược duy trì trong nhiều năm tới nay.

Là quốc gia có nền kinh tế đang phát triển và thu nhập đầu người mới ở mức trung bình thấp, nên nhu cầu điện tăng nhanh vừa qua là điều hợp lý. Dự kiến nhu cầu tiêu thụ điện còn tiếp tục tăng ở mức trên dưới 10% trong một hai năm tới. Điều này dẫn đến áp lực lớn về vốn, kỹ thuật và các nguồn lực khác để đầu tư thêm các công trình điện. Trong khi đó, thói quen sử dụng điện còn lãng phí trong người dân, việc sử dụng các thiết bị công nghệ lạc hậu, tốn nhiều điện, quản lý tiêu dùng điện tùy tiện, kém hợp lý còn tồn tại đây đó ở các nhà máy, công xưởng sản xuất... Do đó, bên cạnh việc tăng cường xây dựng nguồn và lưới điện để đáp ứng nhu cầu, Nhà nước và ngành Điện lực Việt Nam đã có nhiều nỗ lực tìm kiếm, thực hiện các giải pháp từ vận động, khuyến khích tới áp dụng các chế tài bắt buộc để các ngành kinh tế cũng như người dân sử dụng hiệu quả và tiết kiệm điện.

Chương trình mục tiêu quốc gia về hiệu quả và tiết kiệm năng lượng (VNEEP) đã được triển khai thực hiện với 2 giai đoạn: 2006 - 2010 và từ 2011 - 2015. Kết quả đã tiết kiệm được khoảng 5,6% tổng nhu cầu năng lượng ở năm 2015. Gần đây, Chính phủ đã phê duyệt VNEEP giai đoạn 3 [4], từ năm 2019 -2030 với mục tiêu tiết kiệm từ 5 - 7% tiêu thụ năng lượng giai đoạn đến năm 2025 và từ 8 - 10% giai đoạn đến năm 2030. Một mặt, việc sử dụng hiệu quả và tiết kiệm điện làm giảm bớt gánh nặng đầu tư từ ngân sách Nhà nước. Mặt khác, tăng thêm hiệu quả kinh tế trong việc giảm giá thành sản phẩm và giảm bớt chi tiêu của người dân.

Trong gần 3 thập kỷ gần đây, hệ thống điện Việt Nam đã có bước phát triển vượt bậc với tốc độ vào hàng nhanh nhất thế giới. Ngành điện đã đóng góp đáng kể vào động lực tăng trưởng kinh tế đất nước và cải thiện đời sống người dân. Cả nước đến nay chỉ còn dưới 1 phần nghìn (0,095%) số hộ dân nông thôn chưa được cấp điện lưới. Tuy nhiên, trước mắt còn khá nhiều thách thức: hạn chế về vốn, nguồn lực cho xây dựng các công trình điện để phục vụ nhu cầu tăng tiếp tục nhanh; việc phát triển các nhà máy điện chưa cân đối với nhu cầu các vùng trung tâm phụ tải, dẫn đến lượng điện truyền tải lớn, lãng phí đầu tư và tăng tổn thất.

Mặt khác, sự cạn kiệt dần tài nguyên nhiên liệu nội địa, dẫn tới bắt đầu phụ thuộc vào nhập khẩu than, khí đốt từ nước ngoài, suy giảm mức an ninh cung cấp năng lượng; tiềm năng nguồn năng lượng tái tạo khá dồi dào, nhất là nguồn năng lượng mặt trời, năng lượng gió, nhưng giai đoạn phát triển ban đầu còn nhiều gặp hạn chế về kỹ thuật, kinh tế.

Để đảm bảo vai trò quan trọng của ngành điện trong cung cấp điện an toàn, ổn định cho sản xuất và đời sống, đảm bảo phát triển bền vững, bên cạnh sự nỗ lực của Nhà nước, sự phấn đấu của các doanh nghiệp ngành điện, cần nhiều hơn trách nhiệm của các chuyên gia và mọi người dân trong nghiên cứu, góp ý, phản biện, cùng vượt qua các thách thức, xây dựng hệ thống điện ngày càng mạnh hơn, càng tin cậy hơn.

Kỳ tới: Vấn đề an ninh cung cấp điện ở Việt Nam hiện nay và trong tương lai tới

Tài liệu tham khảo:

[1] Nguồn: Viện Năng lượng - Theo dữ liệu thống kê của Enerdata (Global Energy Statistical Yearbook 2017)

[2] Thủy điện thuộc loại nguồn năng lượng tái tạo, cũng như các nguồn năng lượng địa nhiệt, năng lượng thủy triều, năng lượng từ sóng biển,...

[3] Hiện chúng ta đang quy định các nhà máy thủy điện có công suất đặt nhỏ hơn hoặc bằng 30 MW là thủy điện nhỏ

[4] Quyết định số 290/QĐ-TTg ngày 13/3/2019