Tăng công suất nguồn lắp đặt và hiệu quả sản xuất điện năng của Việt Nam

Quy hoạch nguồn điện Việt Nam và kinh nghiệm quốc tế về tỷ trọng năng lượng tái tạo


TS. NGUYỄN XUÂN HUY - CHUYÊN GIA KINH TẾ NĂNG LƯỢNG [*]

1/ Vài nhận xét về dữ liệu đầu vào cho mô hình tính toán

Giá trị tổng công suất lắp đặt nguồn năm 2020 có sự khác biệt trong báo cáo của Trung tâm Điều độ Quốc gia và Quy hoạch điện VIII (62.234 MW so với 69.094 MW).

Có một số bảng biểu trình bày thiếu đơn vị đo (Bảng 9.22, trang 402, QHĐ VIII), và việc sử dụng đơn vị giữa các phần trình bày chưa thống nhất. Ví dụ tổng công suất nguồn dùng nhiều đơn vị khác nhau như GW, MW, 1.000 MW.

Điện thương phẩm dùng nhiều đơn vị khác nhau như TWh, GWh, tỷ kWh. Một số dữ liệu tăng trưởng kinh tế GDP, công suất nguồn lắp đặt, Pmax, mức thu nhập đầu người khác nhau khi trình bày giữa các chương có liên quan. Ví dụ như tổng công suất nguồn lắp đặt mỗi năm (Bảng 1.7, trang 40, lấy theo MW), khác với biểu đồ thể hiện ở hình 1.23 (trang 52 trong Quy hoạch điện VIII) lấy theo GW. Nên thống nhất dùng cùng loại đơn vị cho cùng đại lượng đề cập đến.

Dữ liệu hệ số đàn hồi điện / GDP trong cùng giai đoạn nhưng có giá trị lại khác nhau. Giai đoạn 2011 - 2015 có giá trị là 1,79 lần (trang 32) nhưng trong trang 49 trình bày giá trị 1,84. Giai đoạn 2016 - 2020 có hệ số đàn hồi là 1,42 (trang 32), nhưng hệ số đàn hồi giai đoạn 2016 - 2020 lại có giá trị 1,67 (trang 248). Dựa trên tốc độ tăng trưởng của GDP và căn cứ trên hệ số đàn hồi điện có biến đổi theo từng giai đoạn để dự báo tốc độ tăng trưởng của sản lượng điện thương phẩm, trên cơ sở đó mới dự báo tổng công suất nguồn điện lắp đặt và cơ cấu nguồn điện phù hợp. Vì vậy, cần phải xem xét lại dữ liệu và trình bày rõ phương pháp tính và trích xuất dữ liệu từ nguồn nào là hợp lý.

Nhiều biểu đồ, hình ảnh chỉ trình bày mô tả dữ liệu, chưa trình bày phương pháp thực hiện và đánh giá độ tin cậy của kết quả mô hình. Ví dụ kết quả từ mô hình Balmorel (Bảng 9.17, trang 409, QHĐ VIII) chỉ đưa ra kết quả dự báo công suất nguồn lắp đặt mà không thấy thể hiện thông số đầu vào là gì? Mối quan hệ giữa cơ cấu nguồn điện và các thông số khác có liên quan là gì?

Nhiều dữ liệu không có nguồn trích dẫn, thiếu độ tin cậy, nên bổ sung tài liệu tham khảo vào cuối báo cáo.

2/ Đánh giá hiệu quả sản xuất điện năng giữa Việt Nam và các nước khu vực

Thứ nhất: Tổng công suất lắp đặt và sản lượng điện thương phẩm ở Việt Nam:

Dựa trên dữ liệu thu thập (Hình 1) cho thấy sản lượng điện thương phẩm tăng trưởng liên tục theo số lượng tổng công suất lắp đặt tương ứng, đến năm 2020 sản lượng điện thương phẩm đạt 214.300 GWh tăng gấp 2,53 lần so với năm 2010 (84.600 GWh), tương ứng tăng trưởng bình quân cả giai doạn 2011 - 2020 là 9,6% (Viện Năng lượng, 2021). Cùng thời gian đó, tổng công suất nguồn lắp đặt cũng tăng gấp 3,5 lần, từ 19.735 GW vào năm 2010 tăng lên đến 69.094 GW vào năm 2020, trong đó nguồn phát điện truyền thống chiếm 74%, nguồn năng lượng tái tạo chiếm 26 %, đặc biệt trong 2 năm 2019 và 2020, tổng công suất lắp đặt mới khoảng hơn 17.900 GW, trong đó 93.3% là nguồn điện mặt trời.

Gọi a là tỉ số giữa sản lượng điện sản xuất trong mỗi năm và tổng công suất nguồn lắp đặt, có thể xem tỉ số a (GWh/GW) là số giờ vận hành quy đổi trong mỗi năm. Sự gia tăng công suất nguồn điện lắp đặt (GW) thường làm gia tăng sản lượng điện (GWh), nhưng hiệu quả sản xuất điện năng phản ánh thông qua tỷ số a (GWh/GW) có thể tăng mà cũng có thể giảm, tất cả phụ thuộc vào cơ cấu tỷ trọng các dạng nguồn và khả năng khai thác các nguồn điện đã lắp đặt. Hiệu quả sản xuất điện năng, hay tỉ số a, chịu ảnh hưởng rất lớn của tỉ trọng các loại nguồn điện trong tổng công suất nguồn điện đã lắp đặt, đồng thời cũng phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố khác như thiết bị, loại công nghệ, khả năng truyền tải của lưới điện, nguồn nhiên liệu, chế độ vận hành và bảo dưỡng, và yếu tố con người. 

Các nguồn phát điện truyền thống thường có tỉ số GWh/GW khá cao, trong khi các nguồn năng lượng tái tạo thường có tỉ số GWh/GW khá thấp vì nguồn phát không ổn định. Từ đó cho thấy, nếu trong cơ cấu tổng công suất các nguồn điện đã lắp đặt mà tỉ trọng các nguồn năng lượng tái tạo càng tăng cao thì tỉ số trung bình GWh/GW sẽ càng giảm thấp. Dựa trên biểu đồ (Hình 2) cho thấy năng suất sản xuất điện năng trung bình đạt hiệu quả cao nhất là 4.287 giờ vào năm 2010, có nghĩa khi sử dụng mỗi 1 GW nguồn điện sẽ sản xuất quân bình 4.287 GWh điện trong năm 2010, khi đó tổng công suất nguồn rất thấp chỉ có 19.74 GW chủ yếu là nguồn phát điện truyền thống.

Sau năm 2010, mặc dù tổng công suất nguồn lắp đặt hằng năm tăng dần nhưng số giờ vận hành bắt đầu giảm dưới ngưỡng 4.000 giờ, đặc biệt số giờ vận hành năm 2019 từ 3.787 giờ xuống còn 3.575 giờ vào năm 2020. Do đó, cho thấy hiệu quả sản xuất điện năng thực tế đang giảm mạnh mặc dù công suất nguồn lắp đặt và sản lượng điện vẫn tăng dần theo hằng năm, nguyên nhân chủ yếu là do tỷ trọng điện mặt trời tăng quá nhanh gần 24% tổng công suất nguồn lắp đặt, trong khi hệ số sử dụng công suất chỉ dưới 20%. Hiện tượng công suất lắp đặt điện mặt trời tăng gấp 20 lần so với QHĐ VII-ĐC là do thiếu sự kiểm soát chặt chẽ từ các cơ quan quản lý nhà nước.

Thứ hai: Đánh giá hiệu quả sản xuất điện năng giữa Việt Nam và các quốc gia:

Tính đến hết năm 2020, tổng công suất lắp đặt hệ thống điện quốc gia đạt khoảng 69 GW, phát triển khá lớn so với nhu cầu phụ tải, trong đó các nguồn năng lượng tái tạo bất ổn định (mặt trời, gió) phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết chiếm tỷ trọng cao, trên 25% tổng công suất nguồn điện. Các nguồn thủy điện có tổng công suất trên 20 GW, cũng chiếm 30% và phụ thuộc vào điều kiện khí tượng thủy văn theo từng năm. Kết quả phân tích cho thấy hiệu quả sản xuất điện năng trung bình của Việt Nam là thấp nhất khoảng 3.575 giờ (hay còn gọi là Tmax - số giờ sử dụng công suất cực đại, Tmax = Điện sản xuất/ công suất đặt thiết bị), thấp hơn so với mức trung bình của nước láng giềng Indonesia là 3.777 giờ, Singapo là 4.158 giờ, Thái Lan gần 4.016 giờ, Malaysia 4.513 giờ và Philipin 4.152 giờ (Hình 3).

Như vậy, phần lớn các quốc gia ở Đông Nam Á hiện nay đều có số giờ Tmax trên 4.000 giờ. Còn Việt Nam có Tmax đạt cao nhất là 4.290 giờ vào năm 2010, sau đó sụt giảm xuống dưới ngưỡng 4.000 giờ do thay đổi cơ cấu công suất lắp đặt nguồn bất hợp lý như trên. Hiệu quả sản xuất điện năng chủ yếu phụ thuộc vào trình độ công nghệ các nguồn phát điện, cơ cấu tối ưu các thành phần nguồn phát truyền thống và năng lượng tái tạo, cũng như hạ tầng kỹ thuật của hệ thống truyền tải vì thế cần phải cải tiến công nghệ để nâng cao chất lượng toàn hệ thống. 

3/ Đánh giá công suất lắp đặt nguồn dựa trên quy mô nền kinh tế

Dựa trên tốc độ tăng trưởng của GDP và căn cứ trên hệ số đàn hồi điện và cường độ sử dụng điện có biến đổi theo từng giai đoạn để dự báo tốc độ tăng trưởng của sản lượng điện thương phẩm, dựa trên cơ sở đó mới dự báo tổng công suất nguồn điện lắp đặt và cơ cấu nguồn điện phù hợp.  

Một là: Đánh giá hiệu quả kinh tế dựa trên hệ số đàn hồi điện:

Hệ số đàn hồi về điện năng là tỷ lệ giữa mức tăng trưởng về nhu cầu điện năng và mức tăng trưởng của GDP. Dựa trên dữ liệu điện thương phẩm (trang 33, QHĐ VIII), công suất lắp đặt nguồn (trang 52, QHĐ VIII), tốc độ tăng trưởng GDP (trang 115, QHĐ VIII) thể hiện ở biểu đồ (Hình 4) cho thấy tốc độ tăng trưởng GDP hằng năm trung bình chỉ khoảng 6%, nhưng sản lượng điện thương phẩm luôn gia tăng ở mức cao, từ 8% đến 14%. Hiện tượng này cho thấy điện thương phẩm tăng cao hơn mức tăng trưởng kinh tế nên dẫn đến hệ số đàn hồi điện dao động ở mức trung bình 1,67 trong giai đoạn 2016 - 2020,  và đây là con số khá cao so với các nước trong khu vực và trên thế giới, có nghĩa là Việt Nam đang ngày càng trở nên kém hiệu quả trong sử dụng năng lượng. Trong khi đó, ở các nước kinh tế phát triển (G8, G20, OECD) giá trị hệ số đàn hồi thường nhỏ hơn 1. Như vậy, thông qua các chỉ tiêu hiện nay cho thấy, hiệu quả sử dụng điện của Việt Nam còn thấp, chưa tạo ra được giá trị kinh tế cao từ mỗi kWh điện.

Hai là: Đánh giá hiệu quả kinh tế dựa trên cường độ sử dụng điện:

Để đánh giá mức độ hiệu quả sử dụng điện để tăng trưởng kinh tế dựa trên 2 thông số cơ bản: Tổng thu nhập quốc dân GDP (tỷ USD), sản lượng điện sản xuất (tỷ kWh/năm). Hiệu quả sử dụng năng lượng, hay là mức tiêu thụ năng lượng, tiêu thụ điện để làm ra một đơn vị GDP được xác định là tỷ lệ giữa sản lượng điện sản xuất và tổng thu nhập quốc dân GDP. Dựa trên biểu đồ (Hình 5) (Nguồn WB) cho thấy cường độ sử dụng điện (kWh/1.000 USD) của Việt Nam cao nhất, 928 kWh/1.000 USD, có nghĩa là khi sử dụng 1 kWh điện thì ở Việt Nam chỉ tạo ra giá trị 1.07 USD, còn Thái Lan có giá trị 2.75 USD, Indonesia có giá trị 4.18 USD. Điều này thể hiện việc sử dụng năng lượng của nước ta còn kém hiệu quả, dẫn tới chi phí sản xuất cao, tính cạnh tranh thấp.

Hiện nay, ngành công nghiệp - xây dựng Việt Nam tiêu thụ khoảng 41% điện năng, trong đó, sản xuất xi măng, vật liệu xây dựng, thép… được đánh giá là tiêu tốn nhiều năng lượng nhưng ngành này chỉ mang lại 38% GDP. Trong khi đó, nông - lâm - thủy sản vốn là những ngành tiêu thụ ít năng lượng, chỉ tiêu thụ 15.1% tổng điện năng nhưng đem lại 45% GDP (2019).

4/ Kết luận

Thứ nhất: Cơ sở hạ tầng của ngành điện Việt Nam phát triển rất nhanh, quy mô tổng công suất lắp nguồn điện đã đứng thứ Hai khu vực Đông Nam Á, vượt qua cả Thái Lan. Tuy nhiên, việc sử dụng hiệu quả năng lượng để phát triển kinh tế còn thấp, thể hiện qua hệ số đàn hồi điện và cường độ sử dụng điện vẫn còn cao. Trong thời đại công nghệ cao, sử dụng hiệu quả năng lượng, phát triển kinh tế bền vững, bảo vệ môi trường mới là điều đáng quan tâm hơn.

Thứ hai: Cần phải có biện pháp, cơ chế chính sách để kích thích nhu cầu phụ tải tăng nhanh hơn trong các ngành tiêu thụ ít năng lượng nhưng tạo giá trị GDP cao, sử dụng điện hiệu quả hơn so với đầu tư thêm nguồn điện.

Thứ ba: Tăng giá điện cho những ngành có tiêu thụ điện năng lớn, sử dụng công nghệ lạc hậu nhưng mang lại hiệu quả kinh tế thấp.

Thứ tư: Cần phải nâng cao cải tiến cơ sở hạ tầng hệ thống điện nhằm giảm thiểu tổn hao điện, công nghệ phát điện cũng phải lựa chọn công nghệ tiên tiến, tránh nhập khẩu những công nghệ lạc hậu từ nước khác. Cần phải rút ra những bài học kinh nghiệm các nước đi trước để cơ cấu tỷ trọng các nguồn điện hợp lý theo lộ trình từng năm và vận hành sao cho đạt hiệu quả cao nhất./.

[*] KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ, ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

Tài liệu tham khảo:

1/ Viện Năng lượng - Bộ Công Thương Việt Nam. Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021 - 2030 tầm nhìn đến 2045. Quy hoạch điện VIII. Mã công trình E:542.

2/ Báo cáo tổng kết vận hành hệ thống điện quốc gia năm 2020_Final

3/ Quyết định phê duyệt điều chỉnh quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 - 2020 có xét đến năm 2030. Quy hoạch VII-ĐC.

4/ Report on peninsular Malaysia generation development plan 2019 (2020 -2030).

5/ Renewable Energy Outlook Thailand, IRENA, 2017.

6/ Singapore Energy Statistics. https://www.ema.gov.sg/Singapore_Energy_Statistics.aspx

7/ Bộ Năng lượng Thái Lan, 2015. Thailand power development plan, 2015 - 2036.

8. Korea Renewable Energy 3020 Plan.

9/ Renewable Energy Capacity Statistics, IRENA, 2020.

10/ Database from https://www.iea.org

11/ The World bank open data : https://data.worldbank.org/