Năng lượng tái tạo và vấn đề tích hợp hệ thống điện [Kỳ 1]: Bất cập sau các quyết định

Lựa chọn nào để Việt Nam có cơ cấu nguồn điện hợp lý?

Cơ cấu nào cho nguồn điện gió, mặt trời trong Quy hoạch điện VIII?

KỲ 1: CƠ CHẾ, CHÍNH SÁCH VÀ NHỮNG BẤT CẬP SAU KHI CÓ CÁC QUYẾT ĐỊNH VỀ CƠ CHẾ KHUYẾN KHÍCH PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
 

Việc phát triển nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) sẽ giảm thiểu tác động đến môi trường, bổ sung nguồn công suất cho hệ thống điện; góp phần gia tăng lợi ích kinh tế cho địa phương, doanh nghiệp, tạo việc làm cho người lao động. Để hướng tới sự phát triển bền vững, hòa cùng làn sóng chuyển đổi sang NLTT trên toàn cầu, Chính phủ đã ban hành các quyết định về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời, điện gió, cơ chế hỗ trợ phát triển các dự án điện sinh khối và cơ chế hỗ trợ biểu giá chi phí tránh được cho các nhà máy thủy điện nhỏ tại Việt Nam. Sự có mặt các cơ chế hỗ trợ này là “cú hích” cho thị trường NLTT tại Việt Nam.

Tính đến tháng 12/2020, tỷ trọng của các nguồn NLTT trong cơ cấu nguồn điện toàn quốc đã tăng lên khoảng 4 lần so với cùng kỳ năm 2018. Trong đó:

(1) Tỷ trọng phát triển cao thiên về các nguồn điện mặt trời và điện gió, bên cạnh đó, công suất phát của các nguồn điện này rất biến động, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết nên sẽ gây áp lực rất lớn đến công tác điều độ hệ thống điện.

(2) Các nguồn điện sinh khối chỉ chiếm tỷ trọng nhỏ trong cơ cấu nguồn điện và ảnh hưởng không đáng kể đến hệ thống điện.

(3) Các nguồn thủy điện nhỏ đã có lịch sử phát triển từ lâu và là nguồn cung ứng linh hoạt bởi khả năng điều chỉnh công suất nên việc phát triển thủy điện nhỏ chủ yếu mang lại hiệu quả tích cực cho hệ thống điện.

Cơ chế, chính sách nhằm khuyến khích phát triển nguồn năng lượng tái tạo Việt Nam 

Trong những năm qua, với sự vào cuộc tích cực của Chính phủ, các bộ, ngành, địa phương, môi trường kinh doanh của Việt Nam liên tục được cải thiện, tạo tâm lý phấn khởi cho các nhà đầu tư trong, ngoài nước mở rộng quy mô hoạt động sản xuất, kinh doanh. Thêm vào đó, đời sống kinh tế vật chất của người dân tăng lên khiến cho nhu cầu sử dụng điện tăng cao. Tuy nhiên, đây cũng là một thách thức rất lớn cho ngành điện Việt Nam trong bối cảnh:

1/ Nguồn cung năng lượng sơ cấp trong nước đã tới hạn, dẫn đến phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu.

2/ Phân bố nguồn điện và phụ tải không đồng đều gây áp lực truyền tải lớn trên hệ thống đường dây 500 kV Bắc - Nam.

3/ Tác động về biến đổi khí hậu dẫn đến khô hạn, hồ thuỷ điện thiếu nước để sản xuất.

4/ Một số dự án điện theo Quy hoạch điện VII điều chỉnh bị chậm tiến độ so với yêu cầu đặt ra…

Những thách thức trên diễn ra trong bối cảnh hệ thống điện đang chịu nhiều áp lực về bảo đảm cung ứng điện, đặc biệt khi tiến độ vận hành của các nguồn nhiệt điện gặp nhiều rủi ro thì việc phát triển các dự án năng lượng tái tạo được xem là một trong những giải pháp quan trọng.

Trước tình hình đó, Chính phủ đã ban hành nhiều cơ chế, chính sách nhằm phát triển các nguồn điện mặt trời và điện gió như:

1/ Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg ngày 11/04/2017 về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam.

2/ Quyết định số 39/2018/QĐ-TTg ngày 10/09/2018 về việc sửa đổi, bổ sung một số điều của Quyết định số 37/2011/QĐ-TTg ngày 26/06/2011 của Thủ tướng Chính phủ về cơ chế hỗ trợ phát triển các dự án điện gió tại Việt Nam.

3/ Quyết định số 13/2020/QĐ-TTg ngày 06/04/2020 về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam (thay thế Quyết định 11 năm 2017).

Đồng thời, Bộ Chính trị cũng đã đưa ra Nghị quyết 55 về định hướng Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045. Trong đó, đề ra mục tiêu cho các nguồn năng lượng tái tạo chiếm tỷ lệ trong tổng cung năng lượng sơ cấp đạt khoảng 15 - 20% vào năm 2030; 25 - 30% vào năm 2045.

Hình 1: Cơ chế khuyến khích phát triển nguồn năng lượng tái tạo hiện hành [10]. 

Tình hình phát triển điện mặt trời và vấn đề bất cập sau khi có các quyết điện về cơ chế khuyến khích phát triển

Như chúng ta đều biết, thời điểm bùng nổ điện mặt trời trang trại lần thứ nhất là khi Quyết định số 11 có hiệu lực.

Tính đến năm 2018, tổng công suất các nhà máy điện mặt trời đưa vào vận hành chỉ khoảng 86 MW chiếm 0,18% cơ cấu công suất nguồn điện toàn quốc. Tuy nhiên, ở thời điểm đó khi Quyết định số 11 có hiệu lực, đã có rất nhiều dự án điện mặt trời trang trại (ĐMTTT) đã được bổ sung quy hoạch.

Cụ thể, tính đến tháng 4/2018, tổng công suất các nhà máy ĐMTTT đã được bổ sung vào Quy hoạch là khoảng 7.667 MWp, tương đương khoảng 6.286 MW(ac). Tuy nhiên, Quy hoạch đấu nối lên lưới của các dự án nhà máy điện mặt trời này được thực hiện một cách độc lập mà chưa có sự đánh giá toàn diện khả năng đáp ứng của lưới điện có liên quan trong khu vực. Nhận thấy việc này có thể gây ra những rủi ro cho lưới điện truyền tải hiện hữu, vào tháng 5/2018, PECC2 đã chủ động đề xuất với Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) để tính toán và lập Báo cáo “Nghiên cứu giải tỏa công suất các dự án nhà máy điện mặt trời, điện gió trên toàn quốc đến năm 2020” và đã được EVN thống nhất. Báo cáo giải tỏa công suất của PECC2 đã thực hiện các nội dung chính sau:

(1) Rà soát danh mục nguồn điện mặt trời, điện gió dự kiến đưa vào vận hành giai đoạn đến năm 2020 đã được Bộ Công Thương và Thủ tướng Chính phủ bổ sung quy hoạch.

(2) Rà soát lưới đồng bộ các dự án và danh mục lưới điện dự kiến đầu tư của EVN đến năm 2020.

(3) Đánh giá khả năng đáp ứng của lưới điện.

(4) Tính toán lượng công suất điện mặt trời, điện gió không thể tiêu thụ được do lưới điện chưa đáp ứng.

(5) Kiến nghị các giải pháp lưới điện liên quan đưa vào vận hành nhằm đáp ứng nhu cầu truyền tải công suất của nhà máy điện mặt trời, điện gió.

Trên cơ sở các tính toán và phân tích hệ thống điện, Báo cáo của PECC2 đã chỉ ra nhiều khu vực xuất hiện tình trạng quá tải cục bộ trên lưới điện 500 kV, 220 kV và 110 kV các tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận, Khánh Hòa, Phú Yên, Đắk Lắk, Tây Ninh, An Giang. Đặc biệt, tình trạng quá tải lưới điện nghiêm trọng sẽ xảy ra tại khu vực tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận, tiêu biểu như:

1/ Cung đường dây 110 kV Ninh Phước - Tuy Phong - Phan Rí với tiết diện AC185 chỉ có khả năng tải 100 MVA phải truyền tải công suất của 14 nhà máy điện mặt trời với tổng công suất lên tới khoảng 525 MWac.

2/ Cung đường dây 220 kV Tháp Chàm - Vĩnh Tân với tiết diện 2xAC330 có khả năng tải khoảng 518 MVA, nhưng phải truyền tải công suất của 10 nhà máy điện mặt trời với tổng công suất lên tới khoảng 1.279 MWac.

3/ Trạm biến áp 500 kV Vĩnh Tân, 500 kV Di Linh, đường dây 500 kV Vĩnh Tân rẽ Sông Mây - Tân Uyên cũng sẽ bị quá tải nặng nề khi lượng công suất điện mặt trời đẩy lên từ lưới điện 220 và 110 kV phía dưới.

Xu hướng truyền tải công suất và giải pháp của khu vực Ninh Thuận, Bình Thuận được thể hiện như hình sau:

Hình 2: Xu hướng truyền tải công suất của các nguồn điện khu vực tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận [11].

PECC2 đã trình bày Báo cáo trước các đơn vị chuyên môn, cũng như UBND tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận và được EVN thông qua, trình Bộ Công Thương. Trong đó, đưa ra lượng công suất không thể phát của các nguồn điện mặt trời do lưới điện truyền tải chưa đáp ứng làm cơ sở đề xuất đẩy nhanh rất nhiều các công trình lưới điện đã có trong Quy hoạch, bổ sung 15 danh mục công trình lưới điện 500 và 220 kV và nhiều danh mục công trình lưới điện 110 kV. Điển hình là trạm biến áp (TBA) 500 kV Thuận Nam và đấu nối, đường dây (ĐD) 500 kV Thuận Nam - Chơn Thành, nâng công suất các TBA 500 kV: Vĩnh Tân, Di Linh, TBA 220 kV Ninh Phước, ĐD 220 kV Ninh Phước - Thuận Nam, ĐD 220 kV Ninh Phước - Vĩnh Tân, nâng khả năng tải các cung đoạn đường dây  110 kV Tuy Phong - Phan Rí, Tháp Chàm - Ninh Phước, Lương Sơn - Phan Rí - Phan Thiết, Đại Ninh Phan Rí… Báo cáo và danh mục công trình lưới điện cần bổ sung Quy hoạch điện VII điều chỉnh nêu trên đã nhanh chóng được Bộ Công Thương trình Thủ tướng Chính phủ xem xét và phê duyệt tại văn bản 1891/TTg-CN ngày 27/12/2018. 

Tính đến ngày 30/6/2019 - thời điểm cuối cùng để các nhà máy ĐMT được hưởng ưu đãi về giá FIT 1 (theo Quyết định số 11), đã có 82 nhà máy điện mặt trời đưa vào vận hành với tổng công suất khoảng 4.464 MW, chiếm khoảng 8,28% cơ cấu công suất nguồn điện toàn quốc. Trong đó, tập trung chủ yếu ở 2 tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận với 38 nhà máy điện gió, điện mặt trời có tổng công suất đặt lên tới khoảng 2.027 MW. Trong khi nguồn công suất tại chỗ lớn, nhu cầu tiêu thụ tại chỗ lại rất nhỏ, cùng với sự trễ tiến độ một số dự án lưới truyền tải giải tỏa công suất đã dẫn đến tình trạng là đa số các đường dây, trạm biến áp trên địa bàn đều quá tải, tại những vị trí đúng như PECC2 đã tính toán và cảnh báo trước đó.

Để hệ thống điện vận hành trong ngưỡng cho phép, buộc phải có những giải pháp đẩy mạnh cải tạo - nâng cấp hệ thống truyền tải và không thể tránh khỏi việc cắt giảm công suất. Tại một số khu vực điểm nóng, các nhà máy điện mặt trời sau khi đi vào hoạt động luôn phải cắt giảm sản lượng điện, mức công suất phát cao nhất chỉ đạt khoảng 60%. Con số cắt giảm trung bình từ 30% đến 35%, gây thiệt hại hàng tỷ đồng cho xã hội, lãng phí nguồn lực, tạo tâm lý lo lắng, bức xúc cho nhiều nhà đầu tư và từ đó đặt ra vấn đề về việc quản lý hiệu quả nguồn điện mặt trời.

Tính đến thời điểm hiện tại, hầu hết các công trình lưới điện được phê duyệt trong danh mục mà PECC2 đề xuất đã được đưa vào vận hành, góp phần giải tỏa thêm công suất của nguồn ĐMT trên toàn quốc, đặc biệt là khu vực tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận. Tuy nhiên, nếu duy trì tốc độ tăng trưởng như trên, công suất nguồn ĐMT sẽ vượt xa mục tiêu của Quy hoạch điện VII điều chỉnh đến năm 2030.

Như chúng ta đã biết, trong Báo cáo Triển vọng Năng lượng Việt Nam (EOR 19), do Cục Năng lượng Đan Mạch phối hợp với Bộ Công Thương thực hiện nghiên cứu năm 2019, với kết quả phân tích tối ưu phát triển nguồn điện có định hướng khuyến khích năng lượng tái tạo, dự kiến năm 2030 công suất 2 loại nguồn trụ cột là điện gió sẽ đạt 11.000 MW và điện mặt trời đạt 14.000 MW - việc này đồng nghĩa với con số cắt giảm cũng sẽ không dừng lại ở đó.

Kỳ tới: Ảnh hưởng của điện mặt trời mái nhà đối với hệ thống và giải pháp vận hành ổn định trong điều kiện nguồn điện mặt trời mái nhà bùng nổ

THS. VŨ ĐỨC QUANG - TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN - PECC2

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]        Năng lượng Việt Nam, “Kết luận của Thủ tướng về dự thảo cơ chế phát triển điện mặt trời”. [Trực tuyến]. Địa chỉ: http://nangluongvietnam.vn/dien-hat-nhan-nang-luong-tai-tao/ket-luan-cua-thu-tuong-ve-du-thao-co-che-phat-trien-dien-mat-troi.html. [Truy cập: 22/11/2020]

[2]        Bản tin PECC2, “Thị trường năng lượng tái tạo Việt Nam: “Trứng vàng” ngàn tỷ cho nhà đầu tư”, 1/10/2018 [Trực tuyến]. Địa chỉ: http: //www.pecc2.com/Detail.aspx?newsID=51041. [Truy cập: 22/11/2020].

[3]        Tạp chí Công Thương, “Phát triển năng lượng tái tạo tại Việt Nam: Sức bật từ chính sách”. [Trực tuyến]. Địa chỉ: http://tapchicongthuong.vn/bai-viet/phat-trien-nang-luong-tai-tao-tai-viet-nam-suc-bat-tu-chinh-sach-75060.htm. [Truy cập: 22/11/2020].

[4]        Hoàng Hải, “Bùng nổ năng lượng mặt trời áp mái – giới hạn nào để tránh “khủng hoảng thừa,”” Bản tin PECC2, 26/11/2020 [Trực tuyến]. Địa chỉ:http: //www.pecc2.com/Detail.aspx?newsID=1015188. [Truy cập: 15/12/2020].

[5]        Năng lượng Việt Nam, “Phát triển năng lượng tái tạo Việt Nam: Vì sao còn “mắc kẹt””. [Trực tuyến]. Địa chỉ: http://nangluongvietnam.vn/nhan-dinh-phan-bien-kien-nghi/phat-trien-nang-luong-tai-tao-viet-nam-vi-sao-con-mac-ket.html. [Truy cập: 22/11/2020].

[6]        EVNGENCO1, “Việt Nam cần phát triển năng lượng tái tạo, nhưng…” , 28/8/2019. [Trực tuyến]. Địa chỉ: https://www.evngenco1.vn/d6/vi-VN/news/Viet-Nam-can-phat-trien-nang-luong-tai-tao-nhung-6-1322-516. [Truy cập 22/11/2020].

[7]        EVN, “Quyết định 13/2020/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ chính thức có hiệu lực thi hành từ ngày 22/5/2020, điện mặt trời mái nhà được kỳ vọng phát triển mạnh” , 23/5/2020. [Trực tuyến]. Địa chỉ: https://www.evn.com.vn/d6/news/Quyet-dinh-132020QD-TTg-cua-Thu-tuong-Chinh-phu-chinh-thuc-co-hieu-luc-thi-hanh-tu-ngay-2252020-dien-mat-troi-mai-nha-duoc-ky-vong-phat-trien-manh-66-142-25694.aspx. [Truy cập 22/11/2020].

[8]        Năng lượng sạch Việt Nam, “Sẽ sớm đề xuất cho phép kéo dài ưu đãi với các dự án điện gió” , 23/9/2020. [Trực tuyến]. Địa chỉhttps://nangluongsachvietnam.vn/d6/vi-VN/news/Se-som-de-xuat-cho-phep-keo-dai-uu-dai-voi-cac-du-an-dien-gio-6-164-7963. [Truy cập 22/11/2020].

[10]      Viện Năng Lượng, “Báo cáo dự thảo lần 3 đề án Quy hoạch phát triển Điện lực Quốc gia thời kỳ 2021 – 2030 tầm nhìn đến năm 2025”, tháng 2/2021.

[11]      PECC2, “Báo cáo nghiên cứu đấu nối giải tỏa công suất các dự án nhà máy điện mặt trời, điện gió toàn quốc đến năm 2020”, tháng 7/2018.

[12]      PECC2, “Báo cáo phương án truyền tải công suất các nguồn điện khu vực Nam Trung Bộ 2 (tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận)”, tháng 8/2019.

[13]      PECC2, “Báo cáo nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn điện mặt trời áp mái lên Hệ thống điện”, tháng 1/2021.

[14]      PECC2, “Báo cáo nghiên cứu phương án giải tỏa công suất các dự án năng lượng tái tạo toàn quốc đến năm 2025”, tháng 9/2020.

[15]      Nguyễn Lê Quốc Khánh, “HVDC xứng đáng một vé để lên "con tàu" Quy hoạch điện VIII”, Bản tin PECC2, 25/05/2020 [Trực tuyến]. Địa chỉ: http://pecc2.com/Detail.aspx?isMonthlyNew=1&newsID=101401&MonthlyCatID=15. [Truy cập: 04/01/2021].

[16]      Trương Cảnh Toàn, “Quy hoạch điện VIII theo góc nhìn của những người làm tư vấn”, Bản tin PECC2, 31/03/2021 [Trực tuyến]. Địa chỉ: http://pecc2.com/Detail.aspx?isMonthlyNew=1&newsID=131581&MonthlyCatID=1024&year=2021. [Truy cập: 04/01/2021].

[17]      Bộ Công Thương Việt Nam, “Phát triển bền vững nguồn Năng lượng tái tạo nối lưới và Điện mặt trời mái nhà”, 09/07/2020 [Trực tuyến]. Địa chỉ: https://www.moit.gov.vn/web/guest/tin-chi-tiet/-/chi-tiet/phat-trien-ben-vung-nguon-nang-luong-tai-tao-noi-luoi-va-%C4%91ien-mat-troi-mai-nha-19897-2401.html. [Truy cập: 04/01/2021].

[18]      R. Yan, N. -Masood, T. Kumar Saha, F. Bai and H. Gu, "The Anatomy of the 2016 South Australia Blackout: A Catastrophic Event in a High Renewable Network," in IEEE Transactions on Power Systems, vol. 33, no. 5, pp. 5374-5388, Sept. 2018, doi: 10.1109/TPWRS.2018.2820150.

[19]      PECC2, “Nghiên cứu phương án truyền tải điện cao áp một chiều (HVDC)”, tháng 7/2020.

[20]      PECC2, “Nghiên cứu lắp đặt hệ thống tích trữ năng lượng dùng pin (BESS) trên hệ thống điện”, tháng 4/2019.

[21]      Sewdien, V., Wang, X., Rueda Torres, J., & van der Meijden, M. (2020). Critical Review of Mitigation Solutions for SSO in Modern Transmission Grids. Energies, 13(13), 3449.

[22]      Dong, X. L., Tian, X., Zhang, Y., & Song, J. (2017). Practical SSR incidence and influencing factor analysis of DFIG-based series-compensated transmission system in Guyuan farms. High Voltage Engineering, 43(1), 321-8.

[23]      Global Systems Laboratory, “Atmospheric Science for Renewable Energy Challenges”, https://www.esrl.noaa.gov/gsd/renewable/challenges.html.

[24]      PECC2, “Khó như… dự báo điện gió, điện mặt trời”, 28/9/2020.

[25]      NREL, “Wind-to-Hydrogen Project”, https://www.nrel.gov/hydrogen/wind-to-hydrogen.html

[26]      Siemen Gamesa, “Green hydrogen Fuel for the future”, https://www.siemensgamesa.com/en-int/products-and-services/hybrid-and-storage/green-hydrogen

(BÀI ĐĂNG TRONG KỶ YẾU HỘI THẢO “PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG SẠCH VIỆT NAM” DO CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN XÂY DỰNG ĐIỆN 2 TỔ CHỨC, NGÀY 16/4/2021)