Tác động môi trường của điện gió trên biển Việt Nam và giải pháp bảo vệ

Làm sạch thiết bị điện gió ngoài khơi bằng AI, robot và thị trường Việt Nam Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời, rất dồi dào và sạch giúp giảm sự lệ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Để duy trì sản xuất năng lượng gió ổn định, tại Anh hiện đang áp dụng công nghệ mới, dùng trí tuệ nhân tạo (AI) và robot tự động để vệ sinh thiết bị gió ngoài khơi. Tại Việt Nam, điện gió và các nguồn điện năng lượng tái tạo khác cũng đang được ưu tiên phát triển, thể hiện rõ trong chiến lược phát triển năng lượng quốc gia (Nghị quyết 55 của Bộ Chính trị) cũng như trong dự thảo Quy hoạch điện VIII. Chính vì vậy, thị trường vận hành và bảo dưỡng (O&M) điện gió tại Việt Nam cũng được dự báo sẽ phát triển mạnh trong thời gian tới.

Vì sao Việt Nam cần sớm quy hoạch cơ sở hạ tầng cho điện gió ngoài khơi? Phát triển điện gió ngoài khơi đang là một xu thế mới của ngành năng lượng tái tạo trên thế giới, bởi điện gió ngoài khơi không chỉ sản xuất điện năng mà còn góp phần quan trọng chống biến đổi khí hậu do không phát thải khí carbon, cũng như sản xuất pin siêu sạch phục vụ cho nhiều lĩnh vực kinh tế. Để hiện thực hóa tiềm năng lớn của năng lượng này, Việt Nam cần sớm xác định rõ vai trò của nguồn năng lượng này trong quy hoạch cơ sở hạ tầng. Bài viết sau đây, chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam phân tích, đánh giá sự cần thiết, vai trò và đề xuất giải pháp để thực hiện quy hoạch cơ sở hạ tầng cho điện gió ngoài khơi.

1. Hiện trạng và xu hướng phát triển ngành điện gió trên biển Việt Nam:

Theo lịch sử phát triển năng lượng tái tạo của Tổ chức năng lượng tái tạo quốc tế (IRENA) năm 2019, năng lượng tái tạo toàn cầu đã có bước tiến dài sau Hiệp định Khí hậu Paris năm 2015, nhằm giảm khí thải nhà kính để nhiệt độ trái đất không tăng quá 1,5 độ C vào năm 2100. Năm 2005 với 50 GW điện gió, 15 GW điện mặt trời, đến hết năm 2018 đã đạt kỷ lục tổng công suất điện gió là 590 GW, điện mặt trời là 400 GW. Theo dự báo của IRENA, tốc độ lắp đặt điện tái tạo hàng năm hiện nay đối với điện gió, mặt trời là 109 GW/54 GW/ năm, năm 2030 là 300 GW/ 200 GW/năm, năm 2050 là 360 GW/ 240 GW/năm. Tỷ trọng đóng góp hiện nay trong tổng nguồn điện là 25% điện từ năng lượng tái tạo, năm 2030 sẽ là 57%, năm 2050 sẽ là 86%.

Việt Nam là một quốc gia có tiềm năng năng lượng tái tạo rất lớn với tổng công suất lên đến hàng ngàn GW từ các nguồn năng lượng gió, mặt trời, sinh khối, thủy điện, sóng, thủy triều, hải lưu…. Theo số liệu của Tập đoàn Điện lực Việt Nam, tổng công suất nguồn đã lắp đặt năm 2020 khoảng 69.094 MW, trong đó thủy điện (30%), nhiệt điện than (30%), năng lượng mặt trời (24%), điện khí - dầu diesel (13%), điện gió khoảng 1%, các nguồn khác khoảng 1%.

Nghị quyết số 55-NQ/TW ngày 11/2/2020 của Bộ Chính trị về định hướng Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045 có chủ trương phát triển mạnh các nguồn năng lượng tái tạo. Năm 2018, theo Quyết định 39/2018/QĐ-TTg giá điện gió trong đất liền là 1.927 đồng/kWh, tương đương 8,5 Uscent/kWh; điện gió trên biển là 2.223 đồng/kWh, tương đương 9,8 Uscent/kWh. Giá điện này được áp dụng cho một phần hoặc toàn bộ nhà máy có ngày vận hành thương mại trước ngày 1/11/2021 và áp dụng trong 20 năm kể từ ngày vận hành thương mại.

Đến cuối năm 2020, tổng công suất các nhà máy điện gió đạt 630 MW và đến hết năm 2021 có thể đạt hơn 4.000 MW, tiềm năng phát triển điện gió trong quy hoạch điện 8 đến năm 2050 có thể đạt hàng trăm GW với hàng ngàn công trình điện gió trên bờ và ngoài khơi.

Hiện nay các dự án điện gió biển đề xuất vào Quy hoạch điện 8 là gần 60 GW (hình 1).

Hình 1. Các dự án điện gió trên biển Việt Nam [1].

Theo báo cáo [2] về Lộ trình phát triển điện gió ngoài khơi của Việt Nam của Ngân hàng thế giới, Việt Nam có thể phát triển 70 GW điện gió biển đến năm 2020.

Nhu cầu phát triển điện gió trên biển ở Việt Nam đã và đang gia tăng mạnh dẫn tới các vấn đề tác động môi trường mới phát sinh trong các giai đoạn xây dựng, vận hành và dỡ bỏ. Vòng đời công trình điện gió biển lên đến 25 - 30 năm, vì vậy cần có đánh giá nguy cơ tác động môi trường, xã hội của các dự án điện gió trên biển.

2. Nguy cơ tác động môi trường của các công trình điện gió Việt Nam:

2.1. Tác động tới môi trường:

a. Môi trường đất: Các nhà máy điện gió chiếm dụng diện tích đất, diện tích biển tương đối lớn, tuy phần diện tích còn lại vẫn có thể sử dụng cho mục đích khác. Phần móng của tua bin gió có đường kính khoảng 10 m - 20 m và thường nằm sâu dưới mặt đất/đáy biển khoảng 40 m - 80 m.

b. Môi trường nước: Điện gió không sử dụng nước làm mát, không gây ô nhiễm môi trường nước. Tuy nhiên, ưu thế này sẽ không đáng kể nếu so với các dự án nhiệt điện Duyên Hải của Việt Nam hiện đang được làm mát bằng nước biển.

c. Môi trường không khí: Theo đánh giá của Hội đồng năng lượng gió toàn cầu (GWEC) 1 MW điện gió giúp giảm phát thải hàng năm khoảng 1.800 tấn CO₂, 9 tấn SO_x và 4 tấn NO_x. Theo dự tính của GWEC, đến 2050 chương trình điện gió trên toàn thế giới sẽ làm giảm phát thải 1,5 tỷ tấn CO₂. Nếu tính hàm lượng bình quân của CO₂ trong khí quyển hiện nay khoảng 400 ppm thì lượng 1,5 tỷ tấn CO₂ này của toàn thế giới chỉ tương đương 0,07% (tổng khối lượng của khí quyển là 5,1 x 10^18kg).

d. Tiểu khí hậu: Các tua bin gió sẽ lấy một phần động năng của luồng không khí chuyển động, làm giảm vận tốc của gió. Về mặt lý thuyết, việc sử dụng hàng loạt nhiều tua bin gió, việc giảm tốc độ gió sẽ có ảnh hưởng đến các điều kiện khí hậu tại chỗ. Nếu tốc độ gió trung bình giảm đi thì luồng không khí chuyển động đó sẽ bị nung nóng hơn về mùa hè và lạnh hơn về mùa đông.

Theo mô phỏng của Đại học Stanford, Mỹ các trạm điện gió lớn ngoài khơi có thể làm suy yếu đáng kể các trận bão từ ngoài biển trước khi tràn vào đất liền. Theo tính toán của các chuyên gia Mỹ, trong vòng 9 năm các trạm điện gió trong đất liền đang làm nhiệt độ cục bộ của mặt đất nóng lên 0,72 độ C. Như vậy, đối với những nơi có trạm điện gió trên đất liền thì sau 100 năm, nhiệt độ không khí sẽ nóng lên 8 độ C.

2.2. Tác động tới cảnh quan:

Cánh đồng điện gió thường được xây dựng tại những nơi xa khu dân cư, ven bờ biển hoặc ngoài khơi. Tuy nhiên, những công trình này cũng ít nhiều ảnh hưởng đến cảnh quan và địa hình nên đã có những quy định phải giữ đúng khoảng cách cần thiết từ nơi đặt tua bin đến những vùng bảo tồn thiên nhiên, bảo vệ di tích, rừng phòng hộ hoặc khu dân cư.

Ngoài ra, cũng cần phải tính ảnh hưởng của hệ thống lưới điện đến cảnh quan. Bên cạnh đó, để loại bỏ ảnh hưởng do phản chiếu (disco effect) của lớp sơn hoặc nhựa bóng bảo vệ khi tua bin hoạt động dưới ánh sáng mặt trời, người ta chọn cách sơn hoặc tráng nhựa mờ (matt) cho tuabin điện gió.

Khi mặt trời chiếu sáng, tua bin điện gió hoạt động sẽ gây ra hiện tượng nhấp nháy, gây cảm nhận khó chịu. Bóng của các cách quạt khi quay có thể làm rối mắt. Tuy nhiên, tác động này chỉ có ảnh hưởng trong một phạm vi nhỏ dưới chân tua bin.

2.3. Tác động đến hệ sinh thái biển:

Ảnh hưởng đáng kể của tua bin điện gió đặt ngoài khơi đến sinh thái biển là độ ồn và tần số rung trong nước biển khi lắp đặt chân đế và đóng trụ trên nền biển có thể ảnh hưởng đến sự sinh sống của sinh vật biển, cá voi và cá heo.

Việc đặt dây cáp dưới nền biển để dẫn điện về đất liền có thể xáo động sự sinh sống của những sinh vật sống dưới biển cũng như sinh thái biển, đặc biệt là tại những vùng biển cần bảo vệ.

Ngoài ra, tua bin điện gió có thể là chướng ngại cho tàu thuyền đi biển hoặc việc đánh bắt hải sản nếu trang trại điện gió nằm gần tuyến hàng hải hoặc ngư trường.

2.4. Tác động đến sức khỏe con người:

Vì cánh đồng điện gió có thể là điểm tham quan thú vị nên cần phải chú ý đến khả năng cánh quạt bị gãy, khả năng những hạt nước đông thành đá tại cánh quạt rồi rơi xuống (chỉ có ở vùng ôn đới) hoặc sự nguy hại trong việc khai thác chất neodym (Nd) từ đất hiếm để tạo hợp chất NdFeB dùng trong máy phát điện. Việc khai thác, tách chất Nd từ đất hiếm để lại phần rác có nguy hiểm đến sức khỏe con người (các chất phóng xạ uran và thorium). Vì thế, hiện nay một số viện nghiên cứu trên thế giới đang thử nghiệm để tìm ra vật liệu khác thay thế cho Nd.

Khả năng cánh quạt bị gãy đã được hầu hết những nhà sản xuất tua bin điện gió khắc phục. Để tránh nước đông thành đá và rơi xuống gây tai nạn, phải có biện pháp khuyến cáo người và ngăn gia súc không đến gần trụ tua bin điện gió.

2.5. Tác động đến sinh vật:

Theo Tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế (WWF), 2014, bình quân trên thế giới, cứ 1 MW công suất tua bin khi cánh quạt quay sẽ làm chết 4 con chim/năm. Trong số 10.000 con chim bị sát hại do các hoạt động của con người, chỉ có 1 con do điện gió.

Các loài chim khi bay qua nơi đặt tua bin điện gió đều nhận thức được đó là vật cản và hầu hết đều đổi hướng bay hoặc bay cao hơn đỉnh của cánh rotor. Cũng theo những nghiên cứu trên, các tua bin điện gió cũng không ảnh hưởng đến tập tính của các loài chim di chuyển từ nơi này đến nơi khác hàng năm.

Theo nghiên cứu của Đại học Loughborough (Anh), 2021 nếu tua bin điện gió được sơn màu xám nhạt thì nó thu hút những loài côn trùng bay đến trú ngụ và ngược lại, khi được sơn màu tím, côn trùng sẽ tránh xa nên người ta đã chọn sơn màu tím. Tua bin điện gió hiện đại có tốc độ số vòng quay rất thấp (chỉ từ 3,5 đến 15 vòng/phút) nên chim, dơi và những động vật khác dễ cảm nhận được và tránh xa cánh quạt.

2.6. Các tác động khác:

Rung động tần số thấp: Một tua bin gió công suất 1 MW có thể gây ra các rung động tần số thấp (truyền qua nền đất) ở mức có thể làm rung kính cửa trong các tòa nhà nằm cách 60 m. Vì vậy, khoảng cách an toàn đến các tòa nhà phải 300 m. Ở khoảng cách này, các rung động tần số thấp sẽ không cảm thấy.

Ảnh hưởng đến sóng vô tuyến: Các kết cấu thép của điện gió, đặc biệt là các cánh gió có khả năng làm nhiễu đáng kể các tín hiệu đài và tivi. Tua bin gió càng lớn, tín hiệu càng bị nhiễu. Tua bin điện gió có lớp sơn bảo vệ mờ không bị phản chiếu ánh sáng nhưng vẫn gây nhiễu do phản chiếu của sóng điện từ (từ sóng phát thanh truyền hình và truyền thanh không dây, sóng của mạng thông tin di động, mà chủ yếu là những hệ thống analog). Tuy nhiên, là độ nhiễu rất thấp, không đáng kể, đặc biệt là khi cánh quạt được sản xuất bằng vật liệu không tác động đến sóng vô tuyến.

Ảnh hưởng đến đường hàng không: Tua bin điện gió có thể được cho là nguyên nhân gây trở ngại cho đường hàng không, đặc biệt là gây nhiễu có hại cho hệ thống thông tin không lưu. Thông thường, trong bán kính khoảng 10 km tính từ trung tâm của sân bay, việc xây dựng cánh đồng điện gió phải có sự đồng ý của cơ quan quản lý hàng không.

Trang trại điện gió gồm nhiều tua bin điện gió lắp đặt gần nhau sẽ tạo nhiều bóng râm và có thể gây ảnh hưởng đến tầm quan sát xa của radar do luồng sóng của radar bị xáo động. Khi cánh quạt tua bin điện gió quay, sóng dội của radar sẽ bị ảnh hưởng và có thể phát tín hiệu không chính xác. Vì thế, tua bin điện gió không được lắp đặt tại những nơi gần hệ thống radar, đặc biệt là radar bảo vệ bầu trời hoặc radar phục vụ không lưu.

Ảnh hưởng của tiếng ồn: Điện gió sản sinh ra 2 loại tiếng ồn:

(i) Tiếng ồn cơ học - phát ra trong quá trình làm việc của các chi tiết cơ khí. Đối với các tua bin mới, tiếng ồn cơ học có thể được khắc phục tương đổi triệt để.

(ii) Tiếng ồn khí động học - phát ra trong quá trình tương tác của cánh tua bin với luồng gió. Mức độ ồn của tua bin gió (ở khoảng cách 350 m có độ ồn 35÷45 Db). Ở gần trục cánh quạt của các tua bin gió công suất lớn, độ ồn có thể vượt 100 Db.

3. Đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường các công trình điện gió trên biển Việt Nam:

Hiện nay chưa có quy định cụ thể cho công tác đánh giá tác động môi trường và giải pháp bảo vệ môi trường các dự án điện gió trện biển.

Theo Nghị định số 18/2015/NĐ-CP ngày 14/12/2015 của Chính phủ có quy định báo cáo ĐTM chỉ được yêu cầu thực hiện đối với các dự án điện gió sau đây:

- Có diện tích từ 100 ha trở lên, hoặc

- Tác động tới các khu vực bảo tồn, hoặc

- Sử dụng đất rừng hay đất trồng lúa, hoặc

- Yêu cầu lắp đặt đường dây nối lưới từ 110 kV trở lên.

Đối với các dự án không thuộc nhóm nêu trên, chủ đầu tư/đơn vị phát triển dự án chỉ cần lập Kế hoạch bảo vệ môi trường. Các nội dung về môi trường và xã hội được xem xét trong ĐTM được quy định cụ thể trong Thông tư số 27/2015/TT-BNTMT ngày 29/5/2015 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định và hướng dẫn chi tiết về quy hoạch và bảo vệ môi trường, đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC), đánh giác tác động môi trường (ĐTM) và Kế hoạch bảo vệ môi trường và yêu cầu cho những nội dung này được quy định bởi các tiêu chuẩn hoặc quy định trong nước. Thông tư 27 cũng hướng về quy trình thẩm định cũng như giám sát và đánh giá trong giai đoạn vận hành dự án. Quy định và hướng dẫn này được áp dụng cho tất cả các dự án phát triển ở Việt Nam (bao gồm cả dự án điện gió).

Kiến nghị các giải pháp bảo vệ môi trường các dự án điện gió trên biển:

Thứ nhất: Rà soát, bổ sung chi tiết yêu cầu đánh giá tác động môi trường đối với các dự án phát triển điện gió nói chung và cụ thể cho các dự án trên đất liền và trên biển tới môi trường tự nhiên và xã hội được nêu trong các Luật Bảo vệ Môi trường, Luật bảo vệ và phát triển rừng, Luật Tài nguyên, môi trường biển và hải đảo, Luật Tài nguyên nước, Luật Thủy sản, Luật Đa dạng sinh học...

Thứ hai: Nghiên cứu, đối sánh và bổ sung các quy định đánh giá tác động môi trường và xã hội theo quy chuẩn, tiêu chuẩn quốc tế.

Thứ ba: Xác định tác động môi trường sinh thái tới các khu bảo tồn thiên nhiên, vườn quốc gia, khu bảo tồn biển, khu dự trữ sinh quyển, khu di sản… lân cận.

Thứ tư: Đánh giá đầy đủ mức độ tổn thương, ước lượng giá thiệt hại môi trường của các dự án điện gió.

Thứ năm: Xem xét bổ sung thuế, phí mới của các dự án điện gió đóng góp các quỹ bảo vệ môi trường, quỹ phục hồi sinh thái, quỹ khí hậu, quỹ năng lượng xanh để phục vụ phát triển bền vững môi trường khu vực điện gió./.

DƯ VĂN TOÁN - VIỆN NGHIÊN CỨU BIỂN VÀ HẢI ĐẢO; NGUYỄN THÀNH MINH - BỘ TƯ LỆNH CẢNH SÁT BIỂN VIỆT NAM

Tài liệu tham khảo:

1/ Viện Năng lượng, 2021. Dự thảo báo cáo Quy hoạch điện 8, 300 trang.

2/ Ngân hàng thế giới. Báo cáo cuối cùng lộ trình điện gió ngoài khơi cho Việt Nam. 2021, 227 trang.

3/ Bộ Công thương và GIZ. Hướng dẫn thực hiện đánh giá tác động môi trường và xã hội cho các dự án điện gió tại Việt Nam, 96 trang.

4/ WWF, 2014. Environmental Impacts of Offshore Wind Power Production in the North Sea, 25 pp.

5/ Zhang, J.; Cosma, G.; Watkins, J , 2021. A Deep Learning Pipeline with New Evaluation Measures for Wind Turbine Blade Defect Detection and Classification.Journal of imaging 2021, 7(3),46 ; https://doi.org/10.3390/jimaging7030046

6/ GWEC. Global wind report 2021. 81 pp.