Truyền tải điện bằng cáp ngầm biển xuyên biên giới - Đề xuất giải pháp cho Việt Nam

Điện hạt nhân - Nguồn làm mát biến đổi khí hậu, gợi ý cho trường hợp Việt Nam Vấn đề khí nhà kính đã, đang và sẽ tiếp tục gây nên hiện tượng nóng lên toàn cầu, nước biển dâng, biến đổi khí hậu - là thách thức lớn của loài người. Các hiện tượng khí hậu cực đoan ngày càng nhiều và dữ dội (từ bão tố, lũ lụt, đến nắng nóng, hạn hán, băng tan nhanh, hệ sinh thái bị huỷ hoại nhiều nơi trên toàn cầu). Tuy nhiên, đang và sẽ có nhiều giải pháp căn cơ để cứu hành tinh và nhân loại. Tổng hợp, phân tích và đề xuất, kiến nghị của chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam.

Lộ trình Net zero của Việt Nam - Nghiên cứu và khuyến nghị từ quốc tế McKinsey - một trong ba công ty tư vấn chiến lược lớn nhất thế giới (Big Three) của Hoa Kỳ vừa cập nhật báo cáo tựa đề “Hoạch định lộ trình hoàn thành mục tiêu phát thải Net zero cho Việt Nam” (Charting a path for Vietnam to achieve its Net-zero goals). Tạp chí Năng lượng Việt Nam tóm tắt các nghiên cứu và khuyến cáo chính của McKinsey liên quan đến lĩnh vực năng lượng để bạn đọc tham khảo.

Truyền tải điện dưới biển - công nghệ và thách thức:

Để phục vụ cho việc sản xuất, mua bán và liên kết lưới điện giữa các nước, thế giới đang áp dụng công nghệ mới: Cáp điện ngầm dưới biển xuyên quốc gia.

Đường dây truyền tải điện dưới biển mang điện kết nối các quốc gia, vùng, đảo, hoặc cơ sở ngoài khơi. Hệ thống cáp ngầm này rất quan trọng để truyền tải điện tin cậy và hiệu quả, đồng thời có thể tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo vào mạng lưới điện quốc gia.

Việc truyền tải điện ngầm dưới biển bắt đầu từ một dây cáp đồng qua eo biển Manche giữa Anh và Pháp năm 1850. Những tiến bộ công nghệ đã dẫn đến khả năng sử dụng điện áp cao hơn và khoảng cách dài hơn, bao gồm hệ thống HVDC (truyền tải dòng một chiều điện áp cao) vào năm 1891 và cáp ngầm siêu dẫn đầu tiên vào năm 2010.

Ngày nay, việc truyền tải điện dưới biển rất quan trọng đối với các dự án năng lượng ngoài khơi như giàn khoan dầu khí, trang trại gió ngoài khơi, các nhà máy điện thủy triều và sóng biển.

Truyền tải điện dưới biển bao gồm dây cáp, đầu nối và trạm biến áp để truyền tải điện an toàn dưới biển. Cáp có thể là điện xoay chiều (AC), hoặc một chiều (DC) và bao gồm các đầu nối với cáp, hoặc các thành phần khác. Các trạm biến áp có thể được đặt trên bờ, hoặc ngoài khơi.

Thông số kỹ thuật của cáp chủ yếu tập trung vào các khía cạnh như điện áp, cách điện, ngăn ngừa rò rỉ điện và đoản mạch trong dây cáp, lớp chắn bảo vệ cáp. Khoảng cách truyền dẫn là chiều dài cáp tối đa mà không gây tổn thất điện năng, hoặc sụt áp đáng kể, từ vài km đến vài trăm km. Các đầu nối và trạm biến áp dưới nước rất quan trọng cho việc truyền tải điện dưới nước.

Xu hướng công nghệ truyền tải điện ngầm không ngừng phát triển. Một số xu hướng đang diễn ra trong công nghệ truyền tải điện ngầm chính là vật liệu tiên tiến như nanocomposite, graphene, ống nano carbon có thể cải thiện hiệu suất và độ bền của cáp ngầm nhờ có độ dẫn điện cao hơn, điện trở thấp hơn, và trọng lượng thấp hơn so với vật liệu thông thường. Các hệ thống giám sát thông minh như cảm biến, camera và máy bay không người lái có thể phát hiện, ngăn ngừa lỗi ở cáp ngầm dưới biển theo thời gian thực, đưa ra cảnh báo để bảo trì. Cáp UHV (siêu cao áp) và HTLS (chịu nhiệt cao) có thể truyền tải nhiều năng lượng hơn trên khoảng cách xa hơn với điện áp cao hơn, dòng điện cao hơn và tổn thất thấp hơn so với cáp thông thường.

Các dự án truyền tải điện dưới biển cần có sự phê duyệt, đồng thuận theo quy định từ nhiều bên liên quan khác nhau, bao gồm chính phủ, cơ quan, công ty điện lực và cộng đồng. Những phê duyệt này có thể liên quan đến các khía cạnh pháp lý, kỹ thuật, kinh tế, xã hội như giấy phép, thuế quan, tư vấn, ảnh hưởng đến tính khả thi, chi phí và thời gian của dự án. Các dự án truyền tải điện dưới biển đòi hỏi sự hợp tác xuyên biên giới và tiêu chuẩn hóa chính sách. Hợp tác quốc tế có thể tác động đến sự thành công, độ tin cậy, sự ổn định của dự án, cũng như liên quan đến các vấn đề chính trị, ngoại giao và an ninh.

Ngoài ra, còn có những thách thức về xây dựng, bảo trì, thách thức về quản lý chi phí và thời gian của các dự án truyền tải điện dưới biển là những khía cạnh quan trọng và đòi hỏi khắt khe. Nó liên quan đến nhiều thách thức khác nhau như hạn chế về ngân sách, sự không chắc chắn về mặt kỹ thuật và sự chậm trễ trong hoạt động. Các dự án truyền tải điện dưới biển rất tốn kém, đòi hỏi chi phí đầu tư và vận hành cao, có ý nghĩa lớn đến tính khả thi, lợi nhuận và tính bền vững của chúng.

Một số dự án truyền tải cáp ngầm biển trên thế giới hiện nay:

1. Dự án Xlinks ở Vương quốc Anh:

Chính phủ Anh ủng hộ mạnh mẽ kế hoạch đưa năng lượng tái tạo từ một dự án lớn ở Maroc sang Anh - đây là 1 trong ít nhất 3 dự án điển hình trên toàn thế giới về truyền tải điện cáp ngầm biển xuyên biên giới. Trong đó, các tuyến cáp ngầm dài hàng nghìn dặm sẽ cung cấp năng lượng từ các trang trại năng lượng gió, mặt trời nằm cách xa các khu vực lân cận đến nơi tiêu thụ nhiều điện nhất. Đó là dự án Xlinks.

Dự án Xlinks thực chất là hệ thống cáp ngầm dưới biển, chuyển tải 3,6 GW điện mặt trời và gió từ Bắc Phi về Devon ở Anh. Theo phát ngôn viên của Xlinks, bà Claire Coutinho - người được bổ nhiệm làm Quốc vụ khanh Vương quốc Anh phụ trách an ninh năng lượng và Net zero của Anh vào cuối tháng 8/2022, đã đưa ra quyết định mang tính điểm nhấn về hệ thống cáp ngầm này sau khi Xlinks tìm kiếm đầu tư. Tuyên bố của Coutinho về cơ bản mang lại sự khởi đầu cho kế hoạch năng lượng trị giá 20 tỷ bảng Anh (24,5 tỷ USD). Theo thiết kế, hệ thống cáp dưới biển dài 3.800 km, gồm có 4 dây cáp có thể cung cấp khoảng 8% nhu cầu điện của Anh.

Nguồn điện đưa tới Anh đến từ hệ thống gió, mặt trời 10,5 GW (trong đó công suất phát điện mặt trời là 7 GW và gió là 3,5 GW) kết hợp với bộ lưu trữ năng lượng pin 5 GW/20 GWh, đặt tại vùng phía Nam Guelmim Oued Noun của Maroc. Xlinks cho biết, trước đây họ đã thực hiện được hai kết nối lưới điện 1,8 GW ở phía Tây Nam Vương quốc Anh từ lưới điện quốc gia. Dự án này được tài trợ bởi một số tổ chức và vào tháng 4/2023 đã nhận được khoảng 30 triệu bảng Anh (36,6 triệu đô la) nguồn tài trợ mới từ Công ty Năng lượng Quốc gia Abu Dhabi và Octopus Energy - tập đoàn năng lượng tái tạo có trụ sở tại Vương quốc Anh.

Xlinks được thành lập vào năm 2019, do Paddy Padmanathan - cựu Giám đốc điều hành của tập đoàn quyền lực ACWA có trụ sở tại Ả Rập Saudi và Dave Lewis - Giám đốc điều hành lâu năm của Tesco - chuỗi siêu thị lớn nhất nước Anh điều hành. Sam Richards - người sáng lập và Giám đốc chiến dịch của Britain Remade - một nhóm làm việc về các vấn đề kinh tế xung quanh lĩnh vực năng lượng của Vương quốc Anh nói về quyết định này như sau: “Xlinks là loại hình phát triển năng lượng sạch sáng tạo mà chính phủ nên hỗ trợ. Nó không chỉ giúp cắt giảm sự phụ thuộc vào khí đốt đắt tiền của nước ngoài mà còn đóng một vai trò quan trọng trong việc giúp Anh trở nên an toàn về năng lượng. Dự án đầu tiên này có tiềm năng cung cấp năng lượng sạch, tái tạo cho hơn 7 triệu ngôi nhà vào năm 2030. Nó cũng sẽ tạo ra hàng nghìn việc làm (được trả lương cao) ở Anh - nơi sản xuất và cung ứng các dây cáp xuyên đại dương nối với Maroc”.

2. Dự án GREGY ở Hy Lạp:

Có tên GREGY interconnection (GREGY) và được coi là dự án đầu tiên kiểu này trong Dự án lợi ích chung (PCI) do Liên minh châu Âu (EU) đề xuất. GREGY có vốn đầu tư 3,5 tỷ euro (3,7 tỷ USD). Việc chỉ định này có nghĩa là dự án được ưu tiên chính để kết nối cơ sở hạ tầng hệ thống năng lượng của EU. Cáp ngầm dưới biển sẽ mang 3 GW điện từ các trang trại gió, mặt trời ở Ai Cập và các nước châu Phi khác đến Hy Lạp trên cung đường dài trên 1.373 km.

GREGY đã được phát triển trong vài năm và sôi động hơn vào đầu năm 2023 khi Tập đoàn Copelouzos thông qua các công ty con đã ký một biên bản ghi nhớ (MoU) với Infinity Power (một liên doanh của Masdar, hay Abu Dhabi Future Energy Co., và Egypt's Infinity của Hy Lạp) để nghiên cứu phát triển các dự án năng lượng tái tạo nhằm cung cấp sự kết nối với các nguồn năng lượng sạch hơn. MoU được đưa ra sau một thỏa thuận được ký năm ngoái giữa Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất (UAE) và Hy Lạp nhằm thiết lập khuôn khổ đầu tư khoảng 4,2 tỷ USD cho dự án.

Một dự án truyền tải dưới biển khác cho Hy Lạp đi vào hoạt động vào tháng 6/2023 - khi nhà điều hành lưới điện Hy Lạp IPTO đưa tuyến Hành lang phía Tây vào hoạt động. Hành lang phía Tây là một phần của kết nối Peloponnese, bao gồm đường dây truyền tải điện nối Megalopoli với Patras và trung tâm phía Tây Hy Lạp. Đây là hệ thống cáp ngầm mạch kép điện áp siêu cao 400 kV được kết nối giữa Rio và Antirio. Đường dây dài hơn 11 dặm (gần 18 km) này được thiết kế, sản xuất và lắp đặt bởi Hellenic Cables.

3. Dự án AAPL ở Australia:

Một dự án ở Australia sẽ truyền tải năng lượng tái tạo từ Australia đến Singapore thông qua hệ thống cáp ngầm dưới biển dài 4.600 km. Kế hoạch của Australia được dẫn dắt bởi tỷ phú Mike Cannon-Brookes - người vào tháng 9/2023 đã lên nắm quyền kiểm soát một dự án đang bị đình trệ. Công ty đầu tư Grok Ventures của Cannon-Brookes thông báo họ đã hoàn tất việc mua lại SunCable - một tập đoàn hoạt động trong các dự án sản xuất và truyền tải năng lượng tái tạo, đồng thời đang xúc tiến các cuộc đàm phán với chính quyền ở cả Singapore và Indonesia. Cũng qua thông báo cho thấy, các kế hoạch xây dựng một nhà máy sản xuất cáp ngầm điện áp cao và các kế hoạch cho các dự án phát triển truyền tải năng lượng toàn cầu khác được đề cập.

Trong một tuyên bố gần đây, Cannon-Brookes cho biết: Kế hoạch này “có tất cả các thành phần để biến sáng kiến ​​cơ sở hạ tầng tuyệt vời tiếp theo của Australia thành hiện thực… mang lại lợi ích to lớn cho cả Australia và các nước láng giềng”. Trong giai đoạn đầu của dự án, một trang trại năng lượng mặt trời lớn ở lãnh thổ phía Bắc của Australia sẽ cung cấp ít nhất 900 MW điện cho ngành công nghiệp hỗ trợ xung quanh Darwin - thủ phủ của miền Bắc, đồng thời xuất khẩu 1,7 GW điện sang Singapore. Đề cương của dự án cũng cho thấy cần thêm 3 GW nữa để phục vụ người dùng điện tại Australia.

Nghiên cứu tiền khả thi cho biết: Dự án có tên AAPL, có vốn đầu tư khoảng 20,7 tỷ USD, do Sun Cable làm chủ đầu tư. Sun Cable muốn xây dựng trang trại năng lượng mặt trời và cơ sở lưu trữ pin lớn nhất thế giới tại lãnh thổ phía Bắc của Australia và cung cấp năng lượng sạch cho thành phố Darwin, cũng như Singapore.

Theo ông David Griffin - CEO của Sun Cable, sản phẩm của họ có thể mang lại mức giá cạnh tranh và ổn định lâu dài cho người tiêu dùng điện ở Singapore. Qua phân tích kinh tế, kỹ thuật chi tiết cho thấy nguồn cung xuyên lục địa có thể cạnh tranh với điện nhập khẩu vào Singapore từ các nước láng giềng.

Bên cạnh đó, Sun Cable hiện đang thương thảo với Jakarta về công tác hậu cần cho việc lắp đặt và bảo trì dây cáp tại vùng biển Indonesia. Đây sẽ là một trong những dự án năng lượng sạch mang lại kết quả tốt nhất cho Singapore và Indonesia.

Mục tiêu xuất khẩu điện gió ngoài khơi của Việt Nam - Một số vấn đề cần quan tâm:

Như chúng ta đã biết, vào tháng 9/2023, Liên danh PTSC - Sembcorp đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam cấp phép khảo sát vùng biển tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu nhằm thu thập các dữ liệu cần thiết để triển khai công tác đầu tư, phát triển dự án điện gió ngoài khơi, xuất khẩu sang Singapore. Cùng với đó, Bộ Công Thương đã có báo cáo gửi Thủ tướng Chính phủ một số nội dung liên quan đến chủ trương xuất khẩu điện từ Việt Nam sang Singapore.

Về cơ sở pháp lý để thực hiện mục tiêu này, Nghị quyết số 55-NQ/TW một mặt đánh giá: “Mục tiêu bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia còn nhiều thách thức; các nguồn cung trong nước không đủ đáp ứng yêu cầu, phải nhập khẩu năng lượng ngày càng lớn”, một mặt đặt mục tiêu: “... Khai thác và sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên năng lượng trong nước kết hợp với xuất, nhập khẩu năng lượng hợp lý”. Nhưng trong mục tiêu cụ thể đặt ra cho giai đoạn 2021-2030 lại không có nội dung xuất khẩu điện.

Trong khi đó, Quy hoạch điện VIII có đặt mục tiêu xuất khẩu khoảng 5.000-10.000 MW vào năm 2030.

Quy hoạch tổng thể năng lượng quốc gia thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến 2050 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt (tại Quyết định số: 893/QĐ-TTg ngày 26 tháng 7 năm 2023) cũng có mục tiêu xuất khẩu năng lượng tái tạo.

Luật Điện lực (sửa đổi) tại Khoản 6 Điều 1 quy định: “Đầu tư phát triển điện lực phải phù hợp với quy hoạch phát triển điện lực. Dự án đầu tư chưa có trong quy hoạch phát triển điện lực chỉ được thực hiện khi cơ quan lập quy hoạch phát triển điện lực trình trình cấp có thẩm quyền phê duyệt quy hoạch cho phép”.

Nghị định số 137/2013/NĐ-CP quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Điện lực quy định tại Khoản 1 Điều 22 chỉ quy định về mua bán điện với nước ngoài qua hệ thống điện quốc gia. Nhưng chưa có quy định về mua bán điện ngoài hệ thống điện quốc gia.

Thủ tướng Chính phủ đã có những chỉ đạo trực tiếp về xuất khẩu điện. Trong đó có Quyết định số 48/QĐ-TTg ngày 3 tháng 2 năm 2023 về Chương trình công tác năm 2023 của Chính phủ, trong đó giao Ủy ban Nhân dân tỉnh Cà Mau lập “Đề án xuất khẩu điện vùng biển ngoài khơi tỉnh Cà Mau” và giao Bộ Công Thương thẩm định.

Thực hiện các chỉ đạo của Thủ tướng Chính phủ về hợp tác năng lượng với Singapore, Bộ Công Thương đã ban hành Quyết định số 1592/QĐ-BCT ngày 29 tháng 6 năm 2023 về việc thành lập Nhóm công tác năng lượng Việt Nam - Singapore. Từ đó đến nay, Bộ Công Thương Việt Nam và Bộ Thương mại và Công nghiệp Singapore đã có các buổi làm việc về liên kết hệ thống và mua bán điện.

Các dự án đang được đề xuất từ Singapore:

- Đề án xuất khẩu điện tỉnh Cà Mau, công suất từ 2.000-5.000 MW.

- Đề án xuất khẩu điện tỉnh Trà Vinh, công suất 1.000 MW.

- Đề xuất của Liên danh Công ty TNHH Sembcorp Utilities (SCU) và Tổng công ty Cổ phần Dịch vụ Kỹ thuật Dầu khí Việt Nam (PTSC), công suất 2.300 MW.

Cả ba đề xuất trên đều bao gồm các nhà máy điện không đấu nối vào hệ thống điện quốc gia.

Khó khăn, thách thức:

Theo Quy hoạch điện VIII, dự báo tăng trưởng nhu cầu điện bình quân hàng năm giai đoạn 2021-2030 khoảng 8,8%. Như vậy, Việt Nam vẫn có tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm cao dẫn đến thách thức trong đảm bảo cung ứng điện cho đất nước giai đoạn tới. Giai đoạn đến năm 2030, Việt Nam vẫn có nhu cầu nhập khẩu nhiên liệu cho phát điện.

Do đang trong tình trạng thiếu điện và sẽ còn thiếu điện, việc xuất khẩu điện ở quy mô lớn cần được cân nhắc kỹ lưỡng về tác động đến an ninh năng lượng đất nước.

Đáp ứng nhu cầu điện cho phát triển đất nước và có thể xuất khẩu nguồn điện gió ngoài khơi vào năm 2030 là thách thức rất lớn, nhưng hiện tại, Quy hoạch không gian biển quốc gia thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2045 chưa được phê duyệt. Do đó, việc lựa chọn các vị trí điện gió ngoài khơi và giải pháp, xuất khẩu điện gặp nhiều khó khăn.

Cạnh đó, Luật Đầu tư năm 2020 chưa quy định thẩm quyền chấp thuận chủ trương đầu tư đối với dự án nằm ngoài khu vực biển 6 hải lý (như dự án điện gió ngoài khơi). Càng lo ngại hơn, hiện vẫn chưa có quy định về lựa chọn nhà đầu tư để thực hiện dự án đầu tư điện ngoài khơi trên biển Việt Nam.

Đề xuất, kiến nghị Thủ tướng Chính phủ:

Thứ nhất: Xin chủ trương cụ thể từ Bộ Chính trị về việc xuất khẩu điện quy mô lớn và giao các bộ, ngành xây dựng hệ thống văn bản pháp luật để thể chế hóa chủ trương, làm cơ sở để triển khai thực hiện.

Thứ hai: Giao Bộ Công Thương nghiên cứu, giải quyết các vướng mắc về pháp luật điện lực nêu trên trong hồ sơ Dự thảo Luật Điện lực (sửa đổi) đang được thực hiện.

Thứ ba: Giao Bộ Kế hoạch và Đầu tư, Bộ Tài nguyên và Môi trường có ý kiến về thẩm quyền cấp chủ trương đầu tư, việc lựa chọn nhà đầu tư các dự án trên biển và nghiên cứu bổ sung quy định thẩm quyền quyết định chủ trương đầu tư dự án điện gió ngoài khơi, cáp ngầm vượt biển đi qua khu vực lãnh hải, đặc quyền kinh tế biển của nhiều nước.

Thứ tư: Giao Bộ Quốc phòng đưa ra các tiêu chí, yêu cầu để đảm bảo an ninh quốc phòng, chủ quyền biển đảo trong quá trình phát triển dự án điện gió ngoài khơi.

Thứ năm: Giao Bộ Kế hoạch và Đầu tư hướng dẫn quy trình lập, thẩm định phê duyệt các hồ sơ (dưới hình thức đề án) để Bộ Công Thương có căn cứ thẩm định đề án xuất khẩu điện do UBND tỉnh Cà Mau trình theo chỉ đạo của Thủ tướng Chính phủ (tại Văn bản số: 1400/VPCP-CN ngày 20 tháng 2 năm 2019 của Văn phòng Chính phủ)./.

BBT TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Link tham khảo:

1/ https://www.linkedin.com/pulse/subsea-power-transmission-technology-innovation-project-pmp-wu07c

2/ https://www.powermag.com/undersea-cable-projects-to-transmit-renewable-energy-move-forward/

3/ https://www.channelnewsasia.com/sustainability/singapore-renewable-power-northern-territory-sun-cable-explainer-2780861