Vì sao Việt Nam cần sớm quy hoạch cơ sở hạ tầng cho điện gió ngoài khơi?

Khi nào thích hợp cho đấu thầu điện gió ngoài khơi ở Việt Nam? Việt Nam đang đứng trước một bước ngoặt quan trọng để quyết định lựa chọn các nguồn năng lượng đáp ứng được nhu cầu điện ngày càng tăng và thúc đẩy nền kinh tế phát triển mạnh mẽ.

Phát triển điện gió ngoài khơi: Việt Nam cần chính sách phù hợp Đây là ý kiến của một số chuyên gia, doanh nghiệp năng lượng liên quan đến việc phát triển điện gió ngoài khơi tại Việt Nam gắn với xu thế phát triển của thế giới.

Vì sao cần hiện thực hóa tiềm năng điện gió ngoài khơi trong Quy hoạch điện VIII? Điện gió ngoài khơi, với tiềm năng thay thế dầu khí để trở thành động lực mới thúc đẩy phát triển nền kinh tế Việt Nam. Bên cạnh bài toán đảm bảo an ninh năng lượng, việc đẩy mạnh phát triển điện gió ngoài khơi sẽ tạo ra những “trang trại hải đăng” là “mắt thần” giúp tăng cường bảo vệ an ninh trên biển, khẳng định chủ quyền biển đảo của nước ta. Do đó, chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam cho rằng: Quy hoạch điện VIII cần đánh thức nguồn năng lượng tiềm năng này để phục vụ con người. Nếu không, tiềm năng vẫn chỉ là tiềm năng mà thôi.

Trên thế giới, phát triển điện gió ngoài khơi (ĐGNK) đang là một xu thế mới của ngành năng lượng tái tạo, 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 “xanh” phục vụ cho nhiều lĩnh vực kinh tế.

Phát triển năng lượng tái tạo có thể giúp các quốc gia đạt được các mục tiêu phát triển bền vững bằng việc cung cấp khả năng tiếp cận năng lượng sạch. Năng lượng tái tạo đã trở thành xu hướng, chiếm phần lớn công suất bổ sung trong nguồn sản xuất điện những năm gần đây.

Hàng chục gigawatt năng lượng gió, năng lượng mặt trời và thủy điện được lắp đặt trên toàn thế giới, tạo ra thị trường cạnh tranh trị giá hàng trăm tỷ USD mỗi năm. Thị trường công nghệ năng lượng tái tạo ngày càng phát triển với giá cả thiết bị giảm đáng kể, chứng minh sự thành công từ các hoạt động nghiên cứu, ứng dụng khoa học công nghệ và tốc độ mở rộng thị trường.

Tổng công suất lắp đặt ĐGNK toàn cầu đạt 35.196 MW, chiếm 5% tổng công suất tất cả các nguồn toàn cầu (hình 1). Thị trường phát triển nhanh nhất là Trung Quốc, Hà Lan, Bỉ. Thị trường ĐGNK đã tăng trưởng 106% chỉ trong 5 năm qua, trong đó thị trường hàng năm đã tăng gấp 3 lần trong 5 năm cho thấy ưu thế và hiệu quả của ĐGNK.

Ngành năng lượng Việt Nam đang ở thời điểm quan trọng quyết định chiến lược phát triển ngành trong thập kỷ tiếp theo, đó là hoàn chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021 - 2030 tầm nhìn đến năm 2045 (Quy hoạch điện VIII).

Với bờ biển dài hơn 3.000 km, diện tích vùng biển hơn 1 triệu km2 cùng nhiều vùng gió có vận tốc và thời lượng tốt, Việt Nam được đánh giá có tiềm năng rất lớn để phát triển ĐGNK.

Theo dự báo của Tổ chức Năng lượng Thế giới (IEA): Việt Nam sẽ là một trong năm trung tâm điện gió biển của thế giới cùng với Bắc Âu, Mỹ, Đông Á, Nam Mỹ.

Theo đánh giá của Ngân hàng Thế giới (WB) năm 2019: Việt Nam có tiềm năng phát triển 475 GW điện gió ngoài khơi tại vùng biển có độ sâu dưới 200 m, riêng về tiềm năng kỹ thuật và theo một số tiêu chí (loại trừ như luồng hàng hải, khu vực bảo tồn, cấm khai thác, mỏ khai thác dầu khí, khoảng cách đến bờ và độ sâu đáy biển, vùng gió bão khắc nghiệt và động đất, cáp ngầm đáy biển) thì khả năng phát triển tốt là 162 GW. Trong đó, ĐGNK móng cố định có thể xây dựng 132 GW với độ sâu đáy biển không sâu quá 50 m và 30 GW với móng nổi khi độ sâu đáy biển lớn hơn 50 m.

ĐGNK là nguồn năng lượng tái tạo có khả năng đáp ứng phụ tải lưng biểu đồ, có tính đoán định cao và có thể giúp giảm thiểu rủi ro khi chậm tiến độ nguồn điện LNG.

Hình 1. Công suất lắp đặt mới ĐGNK toàn cầu từ năm 2015 - 2020 (MW). (Nguồn: GWEC).

Xu hướng tương lai đối với LCOE của ĐGNK, than và LNG tại Việt Nam:

Theo tính toán của Hội đồng Năng lượng gió Toàn cầu (GWEC): Đến năm 2030, nếu Việt Nam phát triển ĐGNK với công suất lắp đặt khoảng 4 - 5 GW sẽ dẫn đến mức giảm đáng kể cho chi phí (hình 2). Biểu đồ dựa trên chi phí quy dẫn than và khí dựa trên dữ liệu của Bloomberg New Energy Finance cho năm 2021 - 2035. Chi phí quy dẫn ĐGNK thể hiện mức giảm chi phí dự kiến 40% vào năm 2035.

Mỗi MWh điện sản xuất từ năng lượng gió sẽ thay thế 1 MWh điện sản xuất từ việc sử dụng nhiên liệu nhập khẩu (trong vòng 25 năm). Điều này đem đến những lợi ích to lớn cho cán cân thương mại: Khoảng 60% chi phí vòng đời của 1 nhà máy điện LNG là chi phí nhiên liệu, còn 4 - 5 GW ĐGNK đầu tiên ở Việt Nam đòi hỏi chi phí ban đầu từ 10 - 12 tỷ USD cho việc xây dựng nhưng sẽ tránh tiêu tốn 650 - 800 triệu USD mỗi năm (trong 25 năm) cho nhập khẩu than và sẽ tạo ra nhiều việc làm trong nước hơn điện than.

Rõ ràng, đây là con số khá thú vị và nếu chúng ta đưa dự án ĐGNK Thăng Long Wind do Tập đoàn Enterprize Energy (Anh - Singapore) làm chủ đầu tư vào Quy hoạch điện VIII để xây dựng trong giai đoạn 2022 - 2030 là phù hợp.

Hình 2. Xu hướng LCOE của ĐGNK - Than và CCGT/Khí. (Nguồn: GWEC).

Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia đến năm 2030 cần giải quyết các nhu cầu về vận hành linh hoạt hệ thống:

Để hiện thực hóa tiềm năng lớn của năng lượng gió ngoài khơi cần sớm xác định rõ vai trò của năng lượng gió trong quy hoạch cơ sở hạ tầng. Năng lượng gió là một nguồn năng lượng biến đổi vì nó phụ thuộc vào tốc độ gió của từng khu vực và biến đổi theo mùa. Mùa tốc độ gió cao rơi vào các tháng có gió mùa Đông Bắc (tháng 12, tháng 1, tháng 2) và mùa tốc độ gió thấp là trong khoảng giữa các tháng có gió mùa (tháng 3, tháng 4 và tháng 5). Tốc độ gió biến đổi theo mùa ở Việt Nam liên quan đến các cơn gió mùa và độ biến thiên trong ngày liên quan đến chu kỳ gió ngày đêm nằm trong phạm vi 30 - 50%, trong khi đó, độ biến đổi giữa các năm có thể đạt tới 10%.

Chế độ gió ở miền Bắc khác với chế độ gió ở miền Nam và miền Trung. Khu vực miền Trung và miền Nam có mối tương quan cao (<80%), trong khi khu vực miền Bắc có mối tương quan yếu hơn so với miền Nam (<5%). Những hệ số tương quan khá thấp này cho thấy sản xuất điện từ gió sẽ không đạt cực đại trong cùng một thời điểm trên cả nước.

Kinh nghiệm từ các nước châu Âu cho thấy sự biến thiên về sản lượng theo tháng của điện mặt trời và điện gió do ảnh hưởng của thời tiết theo mùa là khác nhau dẫn đến tổng điện năng đầu ra của cả hai loại nguồn này ổn định hơn. Ngoài ra, còn có hiệu ứng cân bằng theo mùa giữa các nguồn năng lượng tái tạo biến thiên ở Việt Nam.

Theo thống kê, gió đạt tốc độ cao từ tháng 11 đến tháng 2, bức xạ mặt trời đạt cực đại từ tháng 2 đến tháng 6 và vào mùa mưa từ tháng 7 đến tháng 11 có lưu lượng nước nhiều. Như vậy, năng lượng gió, năng lượng mặt trời là sự bổ sung tuyệt vời cho tính mùa vụ của thủy điện.

Theo kết quả khảo sát, gió ngoài khơi có tốc độ ổn định hơn trong suốt cả năm so với gió trên đất liền. Điều này làm giảm bớt vấn đề về sự thiếu ổn định và góp phần đảm bảo hiệu suất của hệ thống trong trung và dài hạn. Một thực tế là việc lắp đặt các nguồn năng lượng tái tạo (gió và mặt trời) nhanh hơn so với việc xây dựng các giải pháp linh hoạt, đặc biệt là xây dựng cơ sở hạ tầng của hệ thống lưới điện. Điều này đã dẫn đến việc quá tải hệ thống, sản lượng điện phát bị cắt giảm liên tục trong thời gian vừa qua. Tỷ trọng ngày càng tăng của điện mặt trời và điện gió đòi hỏi phải áp dụng các giải pháp linh hoạt về kinh tế và kỹ thuật.

Nói tóm lại, các giải pháp linh hoạt không phải là một giả thuyết xa vời, chúng là những nhu cầu cụ thể trong tương lai gần. Bây giờ chính là lúc để thay đổi hệ thống đáp ứng với sự thay đổi về cơ cấu nguồn phát. Tính linh hoạt cần được xem là nguyên tắc chủ đạo trong quá trình xây dựng Quy hoạch phát triển điện trong giai đoạn 2020 - 2030.

Hiện có nhiều lựa chọn để tăng tính linh hoạt của hệ thống như việc vận hành linh hoạt các nhà máy nhiệt điện và ứng dụng các giải pháp kỹ thuật như quản lý phía cầu một cách thông minh, tăng cường lưới điện truyền tải giữa các tỉnh, thành và với các quốc gia lân cận như Trung Quốc, Lào, Cămpuchia, xây dựng các nhà máy thủy điện tích năng, xây dựng hệ thống pin lưu trữ và chuyển đổi nhiên liệu từ than sang khí đốt.

Phát triển cơ sở hạ tầng quốc gia tập trung vào hệ thống điện gió ngoài khơi:

Việc phát triển ĐGNK sẽ tăng trưởng nhanh chóng khi các cơ quan, doanh nghiệp Nhà nước (Chính phủ cùng Tập đoàn Điện lực Việt Nam - EVN và Tập đoàn Dầu khí Việt Nam - PVN) quyết định cùng thực hiện mục tiêu khuyến khích xây dựng sự hợp tác xoay quanh dự án cơ sở hạ tầng quốc gia - đó là một hệ thống cáp ngầm cho ĐGNK. Khi hệ thống nguồn điện mở rộng thì cần củng cố mạng lưới truyền tải điện để tích hợp hệ thống điện ở ba miền Bắc, Trung và Nam.

Về mặt kỹ thuật, đường cáp ngầm cao thế ngoài khơi có thể lắp đặt song song với đường bờ biển. Đường cáp ngầm ngoài khơi sẽ vận chuyển điện tới hai trung tâm phụ tải ở phía Bắc và phía Nam và tới các đường truyền có công suất thấp hơn, đó là đến các tỉnh ven biển khác ở miền Trung. Tổng chiều dài của đường cáp này sẽ là 1.775 km, bao gồm cả các đường nối ở đất liền.

Đến nay, trên thế giới, các đường cáp siêu cao áp có công suất truyền tải lớn nhất khoảng 1 GW với mức điện áp thường đạt đến 1.000 kV trên mỗi cáp.

Ví dụ hệ thống cáp điện quốc tế (NordLink) kết nối giữa Na Uy và Đức dài hơn 620 km, với công suất 1.400 MW, ước tính có giá 1,5 đến 2 tỷ euro. Hệ thống cáp điện quốc tế North Sea Link, kết nối giữa Na Uy và Vương quốc Anh dài 730 km và công suất 1.400 MW ước tính có giá 2 tỷ euro.

Việc xây dựng quy hoạch cơ sở hạ tầng chung sẽ giảm chi phí nối lưới cho các dự án ĐGNK và gần bờ. Do đó, tổng mức đầu tư cho tổng chiều dài đường cáp ngầm cao thế ngoài khơi truyền tải kèm theo đó là tổng chi phí có thể sẽ thấp hơn với hệ thống thanh dẫn busway thông thường, so với việc kết nối độc lập và lần lượt từng nhà máy điện gió ngoài khơi vào lưới điện trong đất liền.

Việc xây dựng chiến lược cơ sở hạ tầng không chỉ làm tăng hiệu quả đầu tư cho các dự án ngoài khơi mà còn cho thấy cam kết dài hạn của Chính phủ trong phát triển ĐGNK và gần bờ, điều này cũng làm tăng sự tự tin cho các nhà đầu tư trong việc đầu tư xây dựng một ngành công nghiệp địa phương.

Một hệ thống cáp điện ngầm xuyên biển là giải pháp kỹ thuật hợp lý để tránh ảnh hưởng vấn đề về sử dụng đất, phục vụ mở rộng và tăng cường kết nối hệ thống điện Bắc - Trung - Nam. Vì vậy, cần sớm thực hiện nghiên cứu đánh giá lợi ích và chi phí của ý tưởng giải pháp này (chẳng hạn như đóng góp của nó cho sự ổn định tần số của lưới điện, độ tin cậy của nguồn cung và các khía cạnh địa chiến lược). Ngoài ra, cũng cần có nghiên cứu về tài chính cho việc mở rộng lưới điện. Các mô hình tài chính đổi mới liên quan đến thu hút đầu tư từ khu vực tư nhân có thể áp dụng cho việc xây dựng hệ thống cơ sở hạ tầng cáp điện ngầm xuyên biển.

Hiện nay chúng ta đang ở giai đoạn ban đầu hình thành chiến lược phát triển kinh tế biển nói chung và ĐGNK nói riêng. Do vậy, cần xác định phát triển điện gió gần bờ và ĐGNK là một trong những động lực quan trọng thúc đẩy phát triển kinh tế biển và bảo vệ chủ quyền biển, hải đảo. Như vậy, một số Quy hoạch quốc gia cần thể hiện cụ thể vai trò và định hướng chiến lược cho ĐGNK như sau:

Một là: Quy hoạch không gian biển quốc gia thời kỳ 2021 - 2030, định hướng đến năm 2050. Quy hoạch này là căn cứ, cơ sở pháp lý quan trọng cho việc tổ chức quản lý và khai thác tiềm năng gió ngoài khơi. Quy hoạch cần có sự tiếp cận đa ngành, cụ thể:

1/ Trong quá trình xây dựng và lựa chọn kịch bản khai thác sử dụng không gian biển nhằm phát triển các ngành kinh tế biển, cần tính đến mục tiêu khai thác, sử dụng tài nguyên gió gần bờ và ngoài khơi cho phát triển điện gió.

2/ Kết quả của hai loại bản đồ:

- Bản đồ định hướng khai thác và sử dụng tài nguyên.

- Bản đồ định hướng phát triển kết cấu hạ tầng kỹ thuật trong phạm vi không gian biển nên xem xét bố trí không gian biển cho phát triển điện gió gần bờ, ĐGNK; hệ thống cơ sở hạ tầng cáp điện ngầm xuyên biển và hệ thống cảng biển phục vụ ngành năng lượng.

Hai là: Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia đến năm 2030, định hướng đến năm 2045 cần cụ thể hóa mục tiêu phát triển điện gió nói chung và ĐGNK nói riêng theo từng năm, giai đoạn và định hướng hệ thống đường cáp điện ngầm xuyên biển.

Ba là: Quy hoạch phát triển hệ thống cảng biển Việt Nam đến năm 2030, định hướng đến năm 2045. Hệ thống cảng biển cần dựa trên việc đánh giá hiện trạng năng lực cảng biển phục vụ ngành năng lượng và xác định cụ thể mục tiêu phát triển hệ thống cảng biển cung cấp các dịch vụ cho ngành năng lượng như phục vụ phát triển ĐGNK tích hợp với dịch vụ hậu cần và kinh doanh liên quan đến các loại hình năng lượng khác như LNG.

Kết luận:

Việt Nam chúng ta có một nguồn tài nguyên gió dồi dào với công suất tiềm năng lên đến hàng chục GW trên đất liền và ngoài khơi. ĐGNK có thể đóng góp đáng kể vào cấu trúc nguồn phát trong trung và dài hạn của hệ thống điện. Sự hạn chế về quỹ đất đối với hệ thống điện gió trên đất liền đòi hỏi các giải pháp sáng tạo để hài hòa với nhu cầu phát triển nông nghiệp.

Hiện nay, Quy hoạch điện VIII đã được Bộ Công Thương trình Thủ tướng Chính phủ phê duyệt với đề xuất phát triển ĐGNK - phương án cao là 2 GW. Rõ ràng, con số này là khá thấp so với kiến nghị của các chuyên gia năng lượng trong nước, cũng như quốc tế là định hướng tập trung vào dải công suất lắp đặt ĐGNK đến năm 2030 là 10 - 12 GW.

Sự cố thiếu nguồn cung than, khí đốt hiện nay cũng khiến giá năng lượng tăng vọt ở châu Âu. Tại Trung Quốc giá than đá tăng cao. Lượng than đá mà nước này sử dụng cao hơn tổng lượng sử dụng than toàn thế giới. Trung Quốc cũng là nước sản xuất than đá hàng đầu thế giới, nhưng thiếu nguồn cung đã buộc nước này phải phân phối điện và hạn chế sản lượng của các nhà máy. Cả thế giới chịu trận vì khủng hoảng thiếu điện ở Trung Quốc.

Điện gió ngoài khơi của nước ta có tiềm năng lớn và đặc điểm của ĐGNK là thời gian sử dụng công suất lắp máy khá cao, khoảng 29 - 52%, gấp đôi điện mặt trời, cao hơn điện gió trên bờ và tương đương điện khí, là nguồn năng lượng tái tạo có khả năng chạy phụ tải nửa nền và lưng.

Ngoài ra, ĐGNK có gió mạnh vào ban ngày, thường phù hợp với nhu cầu dùng điện cao hơn. Chi phí sản xuất điện năng từ điện gió ngoài khơi ngày càng giảm do thời gian sử dụng công suất lắp máy cao, công nghệ sản xuất tua bin gió được cải tiến liên tục để mang lại hiệu suất cao và giá thành ngày càng rẻ hơn.

Do vậy, cần có sự cân nhắc cẩn trọng về quy hoạch phát triển và kế hoạch xây dựng cơ sở hạ tầng để sớm triển khai xây dựng điện gió ngoài khơi nhằm phát triển ngành công nghiệp đầy hứa hẹn này phục vụ nền kinh tế quốc dân./.

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

Tài liệu tham khảo:

[1] . Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia thời kỳ 2021 - 2030 tầm nhìn đến năm 2045 (sau rà soát). Viện Năng lượng, 9/2021.

[2] . TS.Nguyễn Huy Hoạch. Vì sao cần hiện thực hóa tiềm năng điện gió ngoài khơi trong Quy hoạch điện VIII? Tạp chí Năng lượng Việt Nam ngày 10/9/2021.

[3]. Điện gió ngoài khơi tại Việt Nam. Hội thảo trực tuyến giữa GWEC và Tạp chí Năng lượng Việt Nam. Tháng 9/2021.

[4]. Các kịch bản phát triển điện gió ở Việt Nam đến năm 2030. Sáng kiến chuyển dịch năng lượng Việt Nam (VIET SE). Tháng 12/2019.