Dự án mở rộng Thủy điện Hòa Bình - Từ nghiên cứu, thi công, đến vận hành tổ máy 1

Nhà máy Thủy điện Bản Vẽ đã ứng phó như thế nào trong lũ đặc biệt lớn? Siêu bão số 3 (Wipha) đổ bộ vào Bắc Trung bộ gây ra mưa lớn, lũ quét và đặc biệt xuất hiện đỉnh lũ lịch sử, vượt tần suất lũ kiểm tra p=0,02% tại vùng hồ Nhà máy Thủy điện Bản Vẽ. Để trả lời cho câu hỏi: Trong lũ đặc biệt lớn, các nhà máy thủy điện trên sông Cả đã ứng phó như thế nào? Chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam có bài phân tích dưới đây. Rất mong nhận được sự chia sẻ của bạn đọc.

Việc đầu tư mở rộng một số nhà máy thủy điện hiện đang vận hành sẽ cho phép cung cấp bổ sung công suất phủ đỉnh cho hệ thống điện, đạt mức hợp lý trong việc sử dụng tài nguyên nước của các lưu vực sông. Đối với tác động môi trường, các dự án thủy điện mở rộng không làm tăng tác động tiêu cực đối với toàn bộ vùng lưu vực công trình, quá trình tác động chỉ xảy ra trong khu vực bố trí tuyến năng lượng và phần gian máy mở rộng trong giai đoạn thi công.

Thủy điện Hòa Bình mở rộng được bố trí bên bờ phải tuyến đập công trình Thủy điện Hòa Bình hiện hữu.

Nhà máy Thuỷ điện (NMTĐ) Hoà Bình (phường Hòa Bình, tỉnh Phú Thọ) là loại công trình thủy điện đa mục tiêu, bao gồm: Chống lũ - phát điện - tưới tiêu - đảm bảo giao thông thủy. Công trình được đưa vào vận hành với 8 tổ máy từ ngày 4/4/1994, cho đến nay Nhà máy luôn thực hiện đúng nhiệm vụ được giao. NMTĐ Hòa Bình có chức năng và nhiệm vụ chính sau đây:

1. Phòng chống lũ cho hạ lưu: Với nhiệm vụ phòng chống lũ cho hạ du, hồ chứa Hòa Bình cùng hồ chứa NMTĐ Sơn La dành dung tích phòng lũ 7,0 tỷ m3 nước để cùng các hồ chứa trên sông Gâm và các công trình chống lũ khác sẽ bảo vệ thung lũng sông Hồng khỏi những cơn lũ có tần suất đến 0,2%.

2. Phát điện: Với công suất đặt 1.920 MW và khi làm việc độc lập, NMTĐ Hòa Bình sẽ phát ra lượng điện năng khoảng 8,2 tỷ kWh hàng năm và khi làm việc trong hệ thống bậc thang thủy điện trên sông Đà (bao gồm NMTĐ Sơn La, NMTĐ Lai Châu), hàng năm sản xuất xấp xỉ 10 tỷ kWh, tăng thêm khoảng 1,8 tỷ kWh so với khi làm việc độc lập.

3. Cấp nước: Ngoài 2 nhiệm vụ phòng chống lũ hạ du và phát điện, NMTĐ Hoà Bình còn bổ sung nước về mùa kiệt cho đồng bằng sông Hồng để phục vụ tưới cho sản xuất nông nghiệp vụ đông - xuân và giao thông thuỷ.

Thống kê tình hình vận hành của NMTĐ Hoà Bình trong vòng 17 năm gần đây cho thấy: Hàng năm, Nhà máy phải xả lũ một lượng khá lớn từ tháng 6 đến tháng 9. Do vậy, việc nghiên cứu mở rộng NMTĐ Hoà Bình nhằm tăng khả năng huy động công suất cho phụ tải khu vực miền Bắc, đặc biệt là trong các giờ cao điểm, góp phần cải thiện chế độ làm việc của hệ thống điện (tăng nguồn và điện năng phủ đỉnh của biểu đồ phụ tải, tăng tính linh hoạt trong vận hành, tăng hệ số tin cậy, an toàn…), qua đó góp phần giảm chi phí sản xuất của hệ thống.

Đặc biệt, Thủy điện Hòa Bình mở rộng còn là một phần trong chiến lược thực hiện cam kết phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 mà Việt Nam đã đưa ra tại Hội nghị COP26 - khẳng định quyết tâm phát triển năng lượng bền vững và thân thiện với môi trường.

Hơn 10 năm nghiên cứu để đưa dự án trở thành hiện thực:

Sau khi NMTĐ Sơn La đưa vào vận hành tháng 12/2012, việc nghiên cứu mở rộng NMTĐ Hòa Bình đã được đưa ra xem xét. Tại Quyết định số 428/QĐ-TTg ngày 18/03/2016 về việc phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030 từng dự kiến đưa dự án NMTĐ Hòa Bình mở rộng vào vận hành năm 2022.

Hơn 10 năm nghiên cứu, vào ngày 10/1/2021, dự án NMTĐ Hòa Bình mở rộng chính thức được Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) khởi công xây dựng với vị trí bố trí bên bờ phải tuyến đập công trình Thủy điện Hòa Bình hiện hữu.

Dự án NMTĐ Hòa Bình mở rộng là công trình quan trọng quốc gia, được Thủ tướng phê duyệt chủ trương đầu tư tại Quyết định số 389/TTg-CN ngày 11/4/2018. Công trình có tổng mức đầu tư 9.220 tỷ đồng, quy mô gồm 2 tổ máy với tổng công suất 480 MW. Tuyến năng lượng gồm kênh dẫn vào cửa lấy nước, cửa lấy nước, đường hầm dẫn nước và Nhà máy thủy điện. Các hạng mục hồ chứa, đập dâng, đập tràn sử dụng chung với công trình hiện hữu. Khi đi vào vận hành, dự án bổ sung thêm hàng năm khoảng 488 triệu kWh điện cho hệ thống.

Những khó khăn trong quá trình triển khai dự án:

Việc thực hiện dự án đã gặp một số khó khăn do địa chất khu vực thi công các hạng mục công trình khá phức tạp, khiến công tác đào hầm dẫn số 1 chậm hơn kế hoạch (khoảng 2-3 tháng), nhà thầu phải vừa làm, vừa gia cố để bảo đảm an toàn. Do vấn đề địa chất phức tạp, nên trong quá trình thi công đã xảy ra sạt trượt mái taluy khu vực hố móng bố trí Nhà máy Thủy điện mở rộng, nhà thầu phải dừng thi công gần 1 năm để xử lý, dẫn đến phát sinh nhiều chi phí…

Ngoài vấn đề địa chất phức tạp, nhà thầu thi công còn gặp những khó khăn do giá vật tư, thiết bị, cũng như nhân công đã tăng mạnh so với thời điểm ký kết hợp đồng. Đại diện Tổng Công ty Xây dựng Trường Sơn - nhà thầu đứng đầu Liên danh Tổng công ty Xây dựng Trường Sơn - Công ty CP Lilama 10 - Công ty CP Xây dựng 47 thực hiện Gói thầu số 1XL-HB Thi công xây lắp công trình Thủy điện Hòa Bình mở rộng (3.071,509 tỷ đồng) cho biết: Gói thầu số 1XL-HB được tổ chức lựa chọn nhà thầu từ những năm 2020, thời điểm đó giá cả không có nhiều biến động. Vì thế, mặc dù thời gian thi công kéo dài, nhưng hợp đồng vẫn theo đơn giá cố định. Tuy nhiên, sau khi triển khai thi công được một thời gian ngắn, thì chuỗi cung ứng trên toàn cầu bị đứt gãy... Những yếu tố này đã khiến giá nguyên vật liệu, cũng như giá xăng dầu, giá nhân công biến động tăng mạnh, gây nhiều khó khăn cho nhà thầu xây lắp trong quá trình thực hiện thi công dự án.

Sự cố sạt lở mái taluy hố móng:

Đối với các công trình thủy lợi, thủy điện, trong quá trình thi công vẫn thường xảy ra các hiện tượng sạt lở taluy, sự cố do đất yếu cục bộ và nguy hiểm như xuất hiện túi bùn, hồ ao, giếng cũ, hang caster, nền, móng bị lún… Thông thường, những sự cố như vậy, thì chủ đầu tư phối hợp với tư vấn thiết kế, nhà thầu thi công và tư vấn giám sát nghiên cứu đề xuất các giải pháp hợp lý để khắc phục sự cố.

Dự án NMTĐ Hòa Bình mở rộng được triển khai ngay bên bờ phải Nhà máy Thủy điện hiện hữu - một công trình có vai trò đặc biệt quan trọng với hệ thống điện quốc gia. Do đó, các hoạt động thi công đều được kiểm soát nghiêm ngặt nhằm bảo đảm an toàn tuyệt đối cho công trình hiện có (từ việc nổ mìn, vận chuyển thiết bị nặng, đến xử lý chất thải đều phải tính toán kỹ lưỡng) tránh gây ảnh hưởng tới môi trường và làm phát sinh rung chấn.

Ngay sau khi khởi công, nhà thầu thi công tiến hành xây đê quây với nhiệm vụ ngăn dòng chảy từ hồ chứa hiện hữu vào hố móng nhằm tạo điều kiện thi công hố móng trong môi trường khô. Sau khi hoàn thành xây dựng đê quây, các nhà thầu thi công bắt đầu đồng thời triển khai thi công kênh dẫn dòng vào cửa lấy nước, thi công cửa nhận nước, thi công 2 đường hầm tuyến năng lượng và thi công mở móng mặt bằng bố trí Nhà máy Thủy điện mở rộng.

Sau 10 tháng thi công (vào khoảng 3h sáng ngày 6/11/2021) đã xảy ra sạt lở đất tại khu vực thi công hố móng với khối lượng ước tính khoảng trên 80.000 m3, gây lấp cửa hầm phụ thi công công trình, không gây thiệt hại về người, chưa ảnh hưởng đến an toàn của NMTĐ Hòa Bình hiện hữu và các công trình quan trọng trong khu vực.

Vì vậy, để đảm bảo an toàn cho các hạng mục NMTĐ hiện hữu, Văn phòng Chính phủ đã ra thông báo theo ý kiến kết luận của Phó Thủ tướng Chính phủ Lê Văn Thành sau khi kiểm tra hiện trạng mặt bằng thi công tại công trường đã yêu cầu EVN tạm dừng thi công, thực hiện ngay các biện pháp giảm thiểu rủi ro, tiến hành rà soát, xử lý và gia cố.

Ngay sau đó, tư vấn thiết kế là Công ty Tư vấn Xây dựng Điện 1 (PECC1) đã đề xuất phương án xử lý sự cố và được Hội đồng thẩm định phê duyệt, cho phép nhà thầu thi công tiến hành xử lý sạt lở.

Sau khi xem xét, đánh giá toàn diện việc tư vấn thiết kế cùng nhà thầu thi công xử lý xong sạt trượt, lở mái taluy đảm bảo an toàn và ổn định, Thủ tướng Chính phủ đã cho phép dự án được thi công trở lại vào tháng 9/2022. Từ đó đến nay, nhà thầu thi công triển khai các công việc đảm bảo an toàn, đúng tiến độ điều chỉnh.

Theo đánh giá của Viện Vật lý Địa cầu cho thấy: Chỉ số rung chấn trong quá trình thi công nhỏ hơn nhiều so với yêu cầu trong hồ sơ thiết kế, không ảnh hưởng đến công trình hiện hữu như đập dâng nước, Tượng đài Bác Hồ…

Vượt khó để thành công:

Là dự án quan trọng quốc gia, chủ đầu tư là EVN, Ban Quản lý Dự án Điện 1 (EVNPMB1) đã cùng với tư vấn thiết kế PECC1, nhà thầu thi công và tư vấn giám sát ngày đêm bám sát hiện trường, chủ động, rốt ráo dồn sức cho dự án, tập trung điều hành công trường, đốc thúc triển khai công việc theo đúng tiến độ thi công đã được phê duyệt.

Phía nhà thầu thi công đã tập trung nhân lực, thiết bị, máy móc, tổ chức thi công 3 ca liên tục (kể cả ngày Lễ, Tết...) phải bảo đảm tuyệt đối kỷ luật làm việc, đẩy nhanh tiến độ xây dựng công trình. EVNPMB1 thường xuyên làm việc với nhà thầu thi công xây lắp và đơn vị tư vấn, tập trung đôn đốc, giám sát thi công. Tư vấn thiết kế phối hợp với chủ đầu tư và nhà thầu đưa ra các phương án xử lý, đặc biệt là các vị trí địa chất phức tạp để bảo đảm công tác thi công an toàn, đáp ứng yêu cầu tiến độ.

Lãnh đạo EVN và các nhà thầu trên công trường mở rộng Thủy điện Hòa Bình.

Tháo dỡ đê quây:

Đê quây được khởi công xây dựng ngay từ đầu và cũng là hạng mục cần được tháo dỡ đầu tiên. Sau khi đê quây được tháo dỡ, dòng nước từ hồ Thủy điện Hòa Bình chính thức lưu thông đến khu vực cửa lấy nước và kênh dẫn của phần mở rộng. Ngày 15/6/2025, tại công trường NMTĐ Hòa Bình mở rộng - dự án thủy điện mở rộng lớn nhất Việt Nam hiện nay, chủ đầu tư phối hợp cùng các nhà thầu đã hoàn thành hạng mục tháo dỡ đê quây - đánh dấu cột mốc quan trọng trong tiến độ dự án.

Hình ảnh tháo dỡ đê quây.

Hạ đặt Rotor nặng 585 tấn của tổ máy số 1:

Ngày 6/7/2025, tại công trường Dự án NMTĐ Hòa Bình mở rộng, EVN và EVNPMB1 đã phối hợp với các nhà thầu thi công (Liên danh Tổng công ty Xây dựng Trường Sơn - Công ty Cổ phần Xây dựng 47 - Công ty Cổ phần Lilama 10) tổ chức hạ đặt thành công Rotor nặng 585 tấn của tổ máy số 1. Sự kiện này là cột mốc tiến độ quan trọng trong quá trình lắp đặt thiết bị và hoàn thiện tổ máy, nhằm đưa tổ máy số 1 có thể hòa lưới ngày 19/8/2025 và dự án NMTĐ Hòa Bình mở rộng tiến gần hơn đến cột mốc phát điện trong năm 2025.

Hạ đặt Rotor nặng 585 tấn của tổ máy số 1.

Rotor tổ máy số 1 có trọng lượng khoảng 585 tấn, là phần quay của máy phát. Quá trình hạ đặt thành công vào Stator tổ máy phải bảo đảm các yêu cầu kỹ thuật với độ chính xác rất cao. Việc hạ đặt Rotor là một bước quan trọng trong chuỗi các công đoạn lắp đặt tổ máy, đòi hỏi sự phối hợp đồng bộ, chính xác giữa các đơn vị thi công, giám sát và lắp đặt thiết bị cơ điện. Việc hoàn thành hạ đặt Rotor tổ máy số 1 dự án NMTĐ Hòa Bình mở rộng có ý nghĩa rất quan trọng, là tiền đề để tiếp tục thực hiện nhiều hạng mục lắp đặt cơ điện tiếp theo, tiến tới thử nghiệm và vận hành tổ máy với mục tiêu phát điện tổ máy số 1 vào dịp kỷ niệm 80 năm Cách mạng Tháng Tám (19-8-1945/19-8-2025) và Quốc khánh 2/9 đúng tiến độ yêu cầu theo chỉ đạo của Thủ tướng Chính phủ.

Ngay sau khi Rotor tổ máy số 1 được hạ đặt, mặt bằng sẽ tiếp tục được sử dụng để lắp dựng Rotor tổ máy số 2. Việc tổ chức hạ đặt thành công Rotor tổ máy số 1 thể hiện sự quyết tâm cao độ của EVN, EVNPMB1 và Liên danh các nhà thầu trong việc giữ vững cam kết với Chính phủ và nhân dân về tiến độ, chất lượng, an toàn của một công trình năng lượng trọng điểm quốc gia. Dự kiến, tổ máy số 2 sẽ được hòa lưới điện quốc gia vào cuối tháng 11, hoặc đầu tháng 12 năm nay (như kế hoạch điều chỉnh đã đề ra).

Ngày 7/8/2025, các hạng mục thuộc tuyến năng lượng như: Cửa lấy nước, kênh dẫn vào, đường hầm dẫn nước… đã cơ bản hoàn thành theo thiết kế được duyệt, chất lượng thi công đáp ứng yêu cầu.

Công tác chuẩn bị cho phát điện tổ máy 1 - Nhà máy Thủy điện Hòa Bình mở rộng đã sẵn sàng.

Kỹ sư Công ty TNHH MTV Thí nghiệm điện miền Bắc thực hiện công tác thí nghiệm điện.

Lời kết:

Việc xây dựng và đưa vào vận hành thành công dự án Nhà máy Thủy điện Hòa Bình mở rộng không chỉ tăng thêm nguồn điện bổ sung cho hệ thống, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định tần số, điều tiết điện áp, tăng tính linh hoạt vận hành hệ thống điện miền Bắc trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng khắc nghiệt và tỷ trọng năng lượng tái tạo tăng mạnh trong cơ cấu nguồn, qua đó góp phần giảm chi phí sản xuất của hệ thống. Mở rộng các nhà máy thủy điện hiện có là hướng đi đúng đắn trong chiến lược phát triển năng lượng xanh và bền vững của EVN.

Tuy nhiên, không phải nhà máy thủy điện nào cũng có khả năng mở rộng, mà phụ thuộc vào công trình có hồ chứa lớn, điều tiết nhiều năm, hoặc điều tiết năm, thì mới đủ điều kiện mở rộng. Điều đó có nghĩa là việc mở rộng các nhà máy thủy điện trong tương lai cũng bị giới hạn về số lượng và công suất, cho nên cần tiếp tục nghiên cứu, tính toán, lựa chọn những công trình thủy điện nhỏ có hiệu quả cao về kinh tế - kỹ thuật - môi trường để tiếp tục đầu tư, xây dựng nhằm khai thác tối đa nguồn thủy năng của nước ta (ước tính có thể khai thác tối đa đến 120 tỷ kWh/năm).

Trong giai đoạn 2025-2035 sẽ tiếp tục triển khai mở rộng các nhà máy thủy điện đang vận hành, nhằm khai thác triệt để nguồn thủy năng của các dòng sông. Theo Điều chỉnh Quy hoạch điện VIII, từ nay đến năm 2035 sẽ tiếp tục mở rộng thêm 13 nhà máy thủy điện (xem bảng dưới đây) với tổng công suất là 2.649 MW.

Các nhà máy thủy điện dự kiến mở rộng trong giai đoạn 2025-2035 (theo Điều chỉnh Quy hoạch điện VIII):

TS. NGUYỄN HUY HOẠCH - HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Tài liệu tham khảo:

Quyết định 768/QĐ-TTg phê duyệt Điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050 (Điều chỉnh Quy hoạch điện VIII) ngày 15/4/2025.