Để phát triển điện mặt trời ‘tự sản, tự tiêu’ ở Việt Nam có hiệu quả kinh tế

Kết quả tính toán hiệu quả kinh tế và tổn thất của điện mặt trời mái nhà tự dùng Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo, không cạn kiệt. Nguồn điện từ điện mặt trời mái nhà giúp tiết kiệm chi phí tiền điện do không sử dụng điện lưới, hoặc giảm chi phí tiền điện theo giá điện sinh hoạt bậc thang; chi phí vận hành và bảo trì thấp; suất đầu tư đối với điện mặt trời giảm bình quân trên 10%/năm trong những năm gần đây; làm giảm lượng khí thải carbon gây hiệu ứng nhà kính toàn cầu. Ngoài ra, sử dụng điện mặt trời còn làm tăng thêm khả năng cạnh tranh hàng hoá khi áp dụng chứng chỉ xanh. (Tính toán, phân tích của chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam).

Tại Quyết định 500/QĐ-TTg ngày 15/5/2023 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021 - 2030, tầm nhìn đến năm 2050 nêu: Ưu tiên, khuyến khích phát triển điện gió, điện mặt trời tự sản, tự tiêu, trong đó có điện mặt trời mái nhà (ĐMTMN) của người dân và mái công trình xây dựng, điện mặt trời tại các cơ sở sản xuất, kinh doanh, tiêu thụ tại chỗ, không đấu nối, hoặc không bán điện vào lưới điện quốc gia. Định hướng phát triển điện mặt trời phải kết hợp với pin lưu trữ khi giá thành phù hợp.

Câu hỏi được nhiều chuyên gia và bạn đọc đặt ra là: Liệu chính sách này có đem lại hiệu quả kinh tế?

Chúng ta hãy lần lượt xem xét quy mô công suất lắp đặt ĐMTMN của hộ gia đình, văn phòng công sở, công ty và các nhà máy, xí nghiệp với thời gian sử dụng có ích của loại hình nguồn điện này như sau:

1. Về quy mô công suất:

- Đối với hộ gia đình: Công suất ĐMTMN lắp đặt nhỏ, thường từ 3 đến 10 kWp.

- Văn phòng công sở, công ty, hay nhà máy, xí nhiệp: Thông thường công suất ĐMTMN từ 10 đến khoảng 50 kWp.

2. Về thời gian sử dụng thực tế (có ích) điện năng từ năng lượng mặt trời:

- Đối với hộ gia đình: Thông thường, các hộ gia đình, nhu cầu sử dụng điện vào ban đêm nhiều hơn ban ngày, vì ban ngày các hộ gia đình phần lớn phải ra khỏi nhà để đi làm từ 7h đến 18h hàng ngày. Như vậy, khi khung giờ ĐMTMN phát huy hiệu quả phát điện, thì lại không có nhu cầu sử dụng điện. Riêng các hộ gia đình ở chung cư thì không thể lắp ĐMTMN. Do đó, đối với hộ gia đình, hiệu quả sử ĐMTMN là rất thấp, nên nhu cầu lắp đặt không nhiều, vì không hiệu quả (trừ các hộ gia đình có sử dụng điện vào ban ngày). Còn nếu lắp thêm hệ thống pin lưu trữ, chi phí đầu tư sẽ tăng cao (hiện tại giá khoảng 30 triệu đồng cho loại pin 100 Ah).

- Đối với văn phòng công sở, công ty, hay nhà máy, xí nghiệp:

+ Với văn phòng công ty, công sở, trong 1 năm có 115 ngày nghỉ cuối tuần và nghỉ lễ, còn lại 250 ngày làm việc. Như vậy, hiệu ích việc sử dụng năng lượng từ hệ thống ĐMTMN “tự sản, tự tiêu” là: (365 ngày - 115 ngày)/365 ngày x 100% = 68,5%. Trong đó, chưa kể thời gian của một ngày làm việc bắt đầu từ 8h sáng đến 17h chiều và nghỉ trưa 1h từ 12h - 13h hàng ngày.

Trong những ngày khối văn phòng công sở, công ty làm việc (từ thứ Hai đến thứ Sáu hàng tuần), thời gian nghỉ trưa 1 giờ (từ 12h - 13h). Đây là thời gian có hiệu suất cao nhất của hệ thống điện mặt trời, trung bình (tính trong năm) công suất phát bằng 60% công suất lắp đặt - tương đương 0,6 giờ Tmax (Tmax là số giờ trung bình phát công suất cực đại của hệ thống ĐMTMN).

Đối với khu vực miền Nam, số giờ trung bình phát công suất cực đại là 4,2h đến 4,5h/ngày; miền Bắc từ 2,8h đến 3h/ngày; khu vực Ninh Thuận, Bình Thuận khoảng 5,2h đến 5,5h/ngày và vùng Tây Ninh, Đắk Lắk, Kon Tum từ 4,5h đến 5h/ngày.

Hệ thống ĐMTMN hoạt động từ 5h30 sáng đến 18h30 chiều. Nhưng giờ làm việc hành chính thông thường từ 8h sáng đến 17h chiều. Do vậy, 2,5 giờ sáng sớm và 1,5 giờ chiều tối không sử dụng, nhưng do các giờ này công suất phát rất thấp nên chỉ tính ở mức 0,1 giờ Tmax.

Với việc 1 giờ nghỉ trưa, cộng với 2,5 giờ buổi sáng và 1,5 giờ buổi chiều (tổng cộng là 5 giờ) không sử dụng năng lượng từ hệ thống ĐMTMN, tạm tính trung bình là 0,7 giờ Tmax, tương ứng không sử dụng thêm 0,7/4,5 tương đương 15,56% (tính theo Tmax của miền Nam).

Như vậy, tổng tỷ lệ điện năng không sử dụng, hay nói cách khác là bỏ phí là: 115 ngày nghỉ/365 ngày cả năm x 100% + 15,56% = 47,07%, tương ứng với 47,07% vốn đầu tư không sử dụng đến.

Riêng với khối văn phòng công ty, công sở làm thêm sáng thứ Bảy, nghỉ chiều thứ Bảy và ngày Chủ nhật hàng tuần (52 Chủ nhật + 26 thứ Bảy +11 ngày lễ = 89 ngày nghỉ) thì tổng tỷ lệ điện năng không sử dụng, hay nói cách khác là bỏ phí gồm: 89 ngày nghỉ/365 ngày (cả năm) x 100% + 15,56% = 39,96% cũng tương ứng với 39,96% vốn đầu tư vô ích.

Như vậy, khi đầu tư ĐMTMN không nối lưới thì khu vực văn phòng công sở, công ty chỉ làm việc 5 ngày trong tuần, hiệu ích sử dụng vốn đầu tư chỉ đạt 52,39%. Còn công ty, hoặc công sở làm việc thêm sáng thứ Bảy hàng tuần, thì hiệu ích sử dụng vốn đầu tư chỉ đạt 60,04%.

+ Với khối nhà máy, xí nghiệp làm việc 3 ca - tức thời gian làm việc 24h/7ngày, nhu cầu phụ tải lớn hơn, nên điện năng tiêu thụ hàng tháng rất lớn, cần lắp đặt ĐMTMN với công suất lớn, có thể từ vài trăm kWp đến 5 - 7 MWp cho một nhà máy sẽ có lợi hơn. Hiện tại giá điện trung bình mà các nhà máy, xí nghiệp này mua từ EVN cao hơn giá FIT1 và FIT2 (theo biểu giá 3 giá hiện hành). Tuy nhiên, việc lắp đặt ĐMTMN với công suất lớn cũng rất dễ ảnh hưởng bởi thời tiết bất thường, ảnh hưởng rất lớn đến điều độ hệ thống. Do đó, phải có sự điều tiết và khuyến khích phù hợp để không gây phát triển nóng, nhưng vẫn ưu tiên các nhà máy đăng ký tiêu chuẩn môi trường xanh (LEED; Lotus ...).

Nhận xét:

Qua phân tích như trên cho thấy, việc khuyến khích người dân lắp đặt ĐMTMN không kèm pin lưu trữ đối với hộ gia đình (trừ những hộ kinh doanh, hoặc hộ nuôi trồng thủy sản, hộ nghề cá đánh bắt xa bờ…) có hiệu quả rất thấp. Còn đối với khối văn phòng công sở, công ty, việc đầu tư ĐMTMN chỉ hiệu quả sử dụng vốn đầu tư có ích chỉ từ 52,39% đến 60,04%. Theo “định hướng phát triển điện mặt trời phải kết hợp với pin lưu trữ khi giá thành phù hợp” như Quy hoạch điện VIII đã nêu thì biện pháp này có thể hiệu quả khi giá pin lưu trữ giảm xuống hơn 60% trong thời gian tới.

3. Khuyến khích mua bán điện trực tiếp để tự sản tự tiêu:

Trong trường hợp này, đơn vị phát điện ký hợp đồng với EVN theo mẫu do Bộ Công Thương ban hành để tham gia thị trường bán buôn điện cạnh tranh và bán điện của nhà máy lên thị trường điện giao ngay. Đơn vị phát điện có trách nhiệm đăng ký tham gia thị trường bán buôn điện cạnh tranh, công bố công suất nhà máy điện… Ngoài ra, các khách hàng cũng được ký kết trực tiếp hợp đồng kỳ hạn dạng chênh lệch với đơn vị phát điện. Trong hợp đồng này, các bên sẽ cam kết về việc thanh toán khoản chênh lệch giữa giá thị trường điện giao ngay và giá cam kết tại hợp đồng cho một mức sản lượng điện cụ thể trong từng chu kỳ giao dịch trong tương lai.

Bộ Công Thương khẳng định: Sẽ thúc đẩy các đơn vị triển khai cơ chế mua bán điện trực tiếp (DPPA) trên cơ sở mua bán điện trực tiếp qua đường dây tư nhân riêng để kết nối trực tiếp với nhau, nhằm ưu tiên triển khai dự án điện tự sản, tự tiêu. Tuy nhiên, việc thực hiện cơ chế DPPA trực tiếp qua đường dây tư nhân riêng sẽ không đảm bảo cấp điện ổn định cho khách hàng. Để đảm bảo an toàn cung cấp điện cho hộ phụ tải, hệ thống năng lượng tái tạo (NLTT) buộc phải hoà lưới EVN là đương nhiên, do vậy, việc EVN thu phí đấu nối của nhà đầu tư là chấp nhận được. Cho nên, việc khuyến khích mua bán ĐMTMN trực tiếp để tự sản, tự tiêu cần phải có quy định chi tiết hơn về công suất bổ sung dự phòng do EVN đảm bảo, ngoại trừ khi các chủ đầu tư ĐMTMN có hệ thống pin lưu trữ.

4. Các giải pháp thúc đẩy phát triển nguồn NLTT:

Theo đánh giá của các chuyên gia năng lượng quốc tế, khi mức thâm nhập các nguồn NLTT biến đổi như điện mặt trời, điện gió vào hệ thống điện đạt từ 15% trở lên về quy mô sản lượng, thì việc đầu tư giải pháp lưu trữ năng lượng (ESS) sẽ có hiệu quả.

Tại nhiều quốc gia trên thế giới, hệ thống pin lưu trữ năng lượng (BESS - Battery Energy Storage System) đã và đang trở thành một công nghệ cần thiết trong quản lý nhu cầu, tích hợp năng lượng tái tạo, lưới điện thông minh. Cùng với các ứng dụng công nghệ khác, công nghệ pin lưu trữ năng lượng cũng đang được phát triển để góp phần thúc đẩy sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả. Hệ thống pin lưu trữ năng lượng ngày một trở nên quan trọng hơn khi lưới điện phát triển thành hệ thống thông minh hơn, tiếp nhận điện năng sản xuất từ các nguồn NLTT. Vì vậy chúng ta cần:

Thứ nhất: Xây dựng thêm các nhà máy điện có thể điều chỉnh công suất linh hoạt như điện khí, thủy điện tích năng, các nhà máy điện mặt trời có hệ thống pin lưu trữ, hoặc các trạm phát điện sử dụng pin lưu trữ độc lập. Khi hệ thống lưu trữ năng lượng xuất hiện sẽ góp phần giảm công suất cực đại vào giờ cao điểm của hệ thống điện, giảm tình trạng lưới điện bị quá tải, hoặc giảm nhu cầu đầu tư nguồn điện và hạ tầng lưới điện để đáp ứng nhu cầu phụ tải cho một số ít giờ cao điểm, qua đó nâng cao hiệu quả kinh tế của hệ thống điện.

Theo Quy hoạch điện VIII, đến năm 2030 sẽ xây dựng và đưa vào vận hành các nhà máy thủy điện tích năng với tổng công suất 2.400 MW và 300 MW pin lưu trữ. Hiện nay chúng ta mới khởi công xây dựng Thủy điện Tích năng Bác Ái, với công suất 1.200 MW, sẽ đưa vào vận hành khoảng năm 2030.

Thứ hai: Sử dụng điện NLMT sản xuất hydrogen và dùng hydrogen làm nhiên liệu thay thế khí đốt, làm pin nhiên liệu…

Thứ ba: Không để lãng phí tài nguyên, nguồn lực xã hội đối với việc phát triển ĐMTMN hộ gia đình và văn phòng công sở, đề xuất EVN mua lại phần điện năng không sử dụng trong các ngày nghỉ làm việc. Giá mua phần điện năng phát lên lưới EVN được tính toán đảm bảo hiệu quả cho EVN và mức giá cao hay thấp tùy thuộc vào thời điểm để điều tiết được lượng công suất lắp đặt đấu nối hòa vào hệ thống điện của EVN.

Nếu xét với một trạm biến áp cung cấp điện hạ thế cho một khu vực, trong đó có các phụ tải là văn phòng công sở, hộ gia đình, các cơ sở sản xuất, kinh doanh nhỏ với công suất lắp đặt chỉ dưới 70% công suất trạm, thì phần điện dư của các hộ phụ tải có lắp ĐMTMN sẽ đẩy lên lưới hạ thế của trạm và cấp cho các hộ phụ tải không lắp ĐMTMN cũng thuộc trạm biến áp này. Như vậy, sẽ không có phần điện dư từ trạm đẩy lên phía trung thế của trạm biến áp. Giải pháp này sẽ làm giảm tổn thất đường dây trung thế, tổn thất trạm và EVN có lợi về giá mua, giá bán. Vì công suất ĐMTMN nhỏ nên không ảnh hưởng đến điều độ hệ thống. Lợi ích này rất tốt đối với các phụ tải thành phố.

Riêng với các hộ sản xuất nhỏ, đặc biệt trong ngành nông nghiệp nên có chính sách khuyến khích vượt trội, vì công suất lắp đặt cũng không lớn mà mang lại lợi ích kép, góp phần thúc đẩy phát triển nền nông nghiệp nước nhà, đặc biệt trong nuôi trồng thuỷ sản, sản xuất nước đá cho nghề cá đánh bắt xa bờ, do tỷ trọng điện năng trong giá thành hiện nay là khá cao, nên cần khuyến khích các hộ dân đầu tư ĐMTMN sẽ mang lại lợi ích tốt hơn.

Thứ tư: Để tận dụng tối đa nguồn lực từ doanh nghiệp tư nhân, hộ gia đình đầu tư và vận hành hiệu quả, Bộ Công Thương cần đề ra chính sách giá mua điện, bán điện đối với công nghệ lưu trữ điện để làm cơ sở khuyến khích các doanh nghiệp, hộ gia đình đầu tư, phát triển loại hình nguồn điện mặt trời mái nhà có lưu trữ./.

TS. NGUYỄN HUY HOẠCH - TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Tài liệu tham khảo:

1. Nhận xét của Nguyễn Đỗ Nam về lợi ích từ việc “Doanh nghiệp mua bán điện sạch trực tiếp (DPPA) hay gián tiếp từ nhà máy” date: 28/09/2023 22:12:16 email: nambka07@mail.com

2. Vai trò hệ thống lưu trữ năng lượng trong vận hành hệ thống điện Việt Nam - TS. Nguyễn Huy Hoạch. NangluongVietNam online 07:09 | 09/08/2021.

3. Lưu trữ điện năng - Xu thế tất yếu khi Việt Nam phát triển năng lượng tái tạo - TS. Nguyễn Huy Hoạch. NangluongVietNam online 07:00 | 10/12/2021.