Vì sao ở nước ta ngành công nghiệp thủy điện không phải là sự lựa chọn của tương lai

Tác giả: Lê Hồng Hiệp

Tại một hội nghị vào tháng trước về Quy hoạch Điện VIII [ 2021-2030] do Bộ Công Thương tổ chức, các chuyên gia Viện Năng lượng, cơ quan đóng vai trò quan trọng trong việc lập kế hoạch phát triển năng lượng ở Việt Nam, đã đề xuất đưa điện hạt nhân vào cơ cấu năng lượng của Việt Nam sau năm 2040. Cụ thể, Viện dự kiến ​​năng lượng hạt nhân sẽ đóng góp 1 gigawatt [GW] điện cho Việt Nam vào năm 2040 và 5 GW vào năm 2045.

Đến cuối năm 2019, tổng công suất phát điện lắp đặt của Việt Nam là 54,88 GW, bao gồm điện than [33,2%], thủy điện lớn [30,1%], dầu khí [14,8%], và thủy điện nhỏ và năng lượng tái tạo [20,3%]. Việt Nam hiện đặt mục tiêu tăng gấp đôi công suất lên 130 GW vào năm 2030. Trong một kịch bản được trình bày tại hội thảo, Viện Năng lượng dự kiến tổng công suất lắp đặt của Việt Nam sẽ tiếp tục tăng sau đó và có thểđạt mức 268 GW vào năm 2045.

Như vậy, nếu Việt Nam đạt công suất điện hạt nhân là 5 GW vào năm 2045, thì công suất này chỉ chiếm 1,9% tổng công suất lắp đặt dự kiến của Việt Nam vào thời điểm đó – một tỉ lệ không đáng kể. Tuy nhiên, điện hạt nhân có thể được coi là một nguồn năng lượng ổn định giúp tăng cường sự ổn định của hệ thống điện quốc gia. Phát triển năng lượng hạt nhân cũng có thể là một cách để chính phủ Việt Nam xây dựng năng lực quốc gia về sản xuất và công nghệ hạt nhân, đồng thời biểu tượng cho tầm nhìn biến Việt Nam thành một nước công nghiệp vào năm 2045.

Việt Nam không phải là quốc gia duy nhất ở Đông Nam Á có tham vọng phát triển năng lượng hạt nhân. Philippines và Indonesia cũng đang xem xét việc hồi sinh kế hoạch phát triển năng lượng hạt nhân. Việt Nam trước đây từng chuẩn bị xây hai nhà máy điện hạt nhân với tổng công suất 4 GW tại Ninh Thuận, nhưng dự án đã bị hoãn lại hồi tháng 11/2016 vì nhiều lý do khác nhau, bao gồm vấn đề kinh phí và lo ngại về an toàn.

Việt Nam vẫn còn nhiều thời gian để xem xét cẩn trọng lựa chọn năng lượng hạt nhân. Tuy nhiên, nếu xét những vấn đề và tranh cãi liên quan đến năng lượng hạt nhân, Việt Nam không cần phải theo đuổi lựa chọn này bằng mọi giá. Thay vào đó, Việt Nam nên tập trung vào các giải pháp thay thế khác, chẳng hạn như năng lượng tái tạo và các nhà máy điện khí, vốn an toàn hơn, có chi phí hợp lý hơn trong khi ít gây tranh cãi.

Năng lượng tái tạo đang nổi lên trở thành một nguồn năng lượng quan trọng cho Việt Nam. Tới cuối năm 2019, tổng công suất lắp đặt của các dự án điện mặt trời của Việt Nam đạt 5,5 GW, chiếm khoảng 44% tổng công suất điện mặt trời của Đông Nam Á. Các trang trại điện gió, cả trên bờ và ngoài khơi, cũng đang bùng nổ trên cả nước. Theo GWEC Market Intelligence, Việt Nam có tổng công suất điện gió lắp đặt hơn 4,87 GW vào cuối năm 2019, biến Việt Nam thành thị trường điện gió lớn thứ hai ở Đông Nam Á.

Trong tương lai, năng lượng tái tạo sẽ tiếp tục đóng một vai trò quan trọng đối với an ninh năng lượng của Việt Nam. Viện Năng lượng ước tính tổng tiềm năng năng lượng mặt trời của Việt Nam là 434 GW, trong khi năng lượng gió là 377 GW. Tổng hai nguồn năng lượng này là quá đủ để đảm bảo điện cho sự phát triển kinh tế Việt Nam trong nhiều thập niên tới. Đến năm 2045, năng lượng tái tạo dự kiến ​​sẽ chiếm 43% tổng công suất lắp đặt của Việt Nam, gấp nhiều lần so với tỉ lệ 1,9% được dự kiến cho năng lượng hạt nhân.

Vì các nguồn năng lượng tái tạo không ổn định, bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết thay đổi nên vẫn cần các nguồn năng lượng ổn định hơn. Tuy nhiên, ngay cả trên khía cạnh này, năng lượng hạt nhân không phải là lựa chọn tốt nhất cho Việt Nam do công suất hạn chế của nó. Một nguồn năng lượng ổn định sạch hơn, dễ phát triển hơn và an toàn hơn là các nhà máy điện khí. Hiện tại, Việt Nam đang xây dựng hoặc quyhoạch một số kho chứa khí đốt tự nhiên hóa lỏng [LNG] và các nhà máy điện khí đi kèm, nhà máy đầu tiên trong số này sẽ đi vào hoạt động năm 2026. Đến năm 2028, các nhà máy này sẽ có tổng công suất 10,4 GW. Nếu tất cả các nhà máy điện khí theo quy hoạch được xây dựng, tổng công suất của chúng sẽ đạt 108,5 GW.

Điểm yếu của các nhà máy điện khí là chúng khá đắt trong khi ít nhiều phụ thuộc vào LNG nhập khẩu. Tuy nhiên, so với năng lượng hạt nhân, chúng vẫn an toàn hơn và khả thi hơn về mặt tài chính. Do tính chất phức tạp của các nhà máy điện hạt nhân, chính phủ Việt Nam có thể sẽ phải chịu gánh nặng kép, vừa là chủ sở hữu, vừa là người cung cấp tài chính cho các dự án đó. Tuy nhiên đối với các nhà máy điện khí, chúng có thể được đầu tư xây dựng và vận hành bởi các nhà đầu tư tư nhân hoặc nước ngoài, do đó giúpchính phủ không phải bận tâm về những vấn đề này.

Một yếu tố quan trọng không kém có thể cản trở tham vọng điện hạt nhân của Việt Nam là nhận thức tiêu cực về năng lượng hạt nhân trong cộng đồng, đặc biệt là sau thảm họa hạt nhân năm 2011 tại Fukushima. Năm 2017, khi giải thích về quyết định tạm gác lại dự án điện hạt nhân Ninh Thuận của Việt Nam, nguyênChủ tịch nước Trương Tấn Sang đã thừa nhận rằng sự cố ở Fukushima đã gây lo ngại cho người dân địa phương, dẫn đến việc phản đối dự án. Trên thực tế, không chỉ người dân Ninh Thuận lo lắng; người dân ở các địa phương khác nơi các nhà máy điện hạt nhân được quy hoạch cũng chia sẻ lo ngại tương tự. Vì vậy, nếu chính phủ Việt Nam quyết định theo đuổi các dự án này, căng thẳng chính trị – xã hội có thể tăng lên,gây thêm nhiều thách thức cho nỗ lực phát triển điện hạt nhân của Việt Nam.

Khi nền kinh tế tiếp tục phát triển, nhu cầu năng lượng của Việt Nam sẽ tiếp tục gia tăng. Năng lượng hạt nhân, dù hấp dẫn ở một số khía cạnh nhất định, vẫn là một lựa chọn tốn kém và gây tranh cãi. Năng lượng tái tạo và điện khí có thể cung cấp những giải pháp tốt hơn cho thách thức năng lượng của Việt Nam trongtương lai.

Một phiên bản tiếng Anh của bài viết đã được xuất bản trên ISEAS Commentary.

Bài 2:

Lựa chọn nguồn năng lượng nào cho Việt Nam tới đây, theo quy hoạch Điện 8, là bài toán không dễ dàng.

Phụ tải và công suất phát điện mặt trời 

Cách đây không lâu, tôi đã có những phân tích phụ tải và công suất phát điện mặt trời vào ngày Tết dựa trên biểu đồ phụ tải do Trung tâm điều độ quốc gia công bố. Khi đó, công suất phát điện mặt trời cao hơn phụ tải vào giữa trưa. Việc cắt điện mặt trời vào thời điểm đó là việc không mong muốn nhưng dứt khoát phải làm.

Còn đối với ngày thường đi làm thì thế nào? Hãy lấy phụ tải ngày 4/3/2021 - ngày cả nước đi làm [Biểu đồ hình 1] để xem xét. Lúc này, đáy phụ tải 23 GW vượt hơn đỉnh của công suất phát mặt trời khoảng 7 GW. Nếu nhìn qua, có thể thấy khả năng để điện mặt trời phát hết công suất! Như vậy, ta vẫn nên cắt điện nhưng cắt ít hơn ngày Tết  vì tối hôm đó, phụ tải lên tận 35 GW.

Giả sử để điện mặt trời phát thoải mái thì phần còn lại cho điện truyền thống chỉ còn 7 GW lúc 12h. Từ công suất 7 GW đó, những nhà máy điện còn lại không nhảy nổi lên 35 GW vào lúc 18h.

Khi nghe đến việc điều chỉnh công suất hệ thống lên xuống, hơn 30% khiến nhiều người lo lắng, còn 50% khiến nhiều người căng thẳng. Trong khi đó, 35 GW so với 7 GW là 5 lần, tức là tăng 500% trong vòng 6 giờ rồi sau đó lại xuống ngay.

Thực tế, tôi đưa ra một số ước tính với từng loại hình điện đang có trong hệ thống Việt Nam theo dữ liệu trong dự thảo quy hoạch Điện lực 8 được công bố công khai.

Điện than muốn nhóm lò mất ít nhất 3 giờ, nhiều hơn là 10 giờ. Mỗi lần nhóm lò rất tốn kém và ô nhiễm môi trường. Khả năng tăng giảm công suất của lò tầng sôi tuần hoàn [CFB] đạt 2 lần, nhưng lò này hiệu suất chung kém lò than phun [PC].

Lò PC chỉ có thể giảm 30% công suất, muốn giảm nữa phải châm thêm dầu DO [tốn kém] hoặc là ngừng lò. Đa số nước ta dùng lò PC nên có thể nói 20 GW công suất đặt của than có khoảng 18 GW đang hoạt động và chỉ có thể giảm tối đa xuống 12 GW.

Thủy điện có thể đóng góp cho việc tăng giảm vì khả năng khởi động nhanh, nhất là khi chủ động chạy không tải, nhưng không nhiều vì mùa khô chính thủy điện phải ăn đong.

Thủy điện nhỏ và trung bình có nước là nhằm giờ cao điểm mà phát, hết giờ cao điểm hay thiếu nước phải tắt máy nằm chờ vì những ngày căng thẳng hơn còn ở phía trước cho đến khi có lũ tiểu mãn.

Mùa mưa phải cho thủy điện phát hết cỡ vì nó là nguồn rẻ nhất mà lại ổn định. Chuyên gia nước ngoài hay khuyên là không nên dùng thủy điện thường để phủ đỉnh [phát thêm tổ máy vào lúc phụ tải cao] vì nó làm giảm tuổi thọ của tổ máy. Nên lấy thủy điện tích năng để phủ đỉnh. Công suất thủy điện tích năng ở Việt Nam bằng con số không!

Công suất thủy điện mùa khô chắc cỡ 8 GW. Giảm hết cỡ còn khoảng 2 GW. Không thể giảm nữa vì thủy điện lớn duy trì tần số và chạy không tải để dự phòng thiếu điện đột ngột.

Vì vậy, điện khí chính là thứ tuyệt vời để phát vào lúc trời chập tối vì khả năng tăng giảm công suất rộng, có thể đạt 5 lần. Nhưng tổng công suất điện khí của Việt Nam chỉ có 8,2 GW, trừ 10% bảo dưỡng còn 7 GW. Tức là nếu ban ngày cho điện khí chạy cỡ 2 GW thì buổi tối có thể nâng lên 7 GW ngon lành nếu đủ nguồn khí.

Đặt giả thiết đó là vấn đề nóng vì các mỏ khí của ta đã cạn. Cứ cho là có đủ khí thì 7 GW là quá ít so với 35 GW phụ tải. Điện khí chu trình đơn có thể bật tắt rất nhanh nhưng hiện nước ta chưa làm vì hiệu suất thấp hơn so với chu trình hỗn hợp.

Điện diesel khởi động nhanh, công suất linh hoạt nhờ điều phối số tổ máy. Nhưng diesel kịch cỡ chỉ có chưa đầy 1 GW mà rất đắt. Nó là dự bị chiến lược cho những đợt nắng nóng cao điểm hay mất điện đột ngột.

Gió, sinh khối, nhập khẩu cỡ 2 GW. Không có khả năng tăng theo lệnh tuy gió có thể cắt giảm được.

Vậy là để có 18 GW điện than, 8 GW thủy điện, 7 GW điện khí và sinh khối, nhập khẩu, gió 2 GW nữa vào buổi chiều tối, ta cần duy trì tối thiểu khoảng 12+2+2+2=18 GW công suất cho các loại kia vào điểm thấp nhất. Phụ tải vào giữa trưa là 23 GW. Vậy là chỉ còn 5 GW đất trống dành cho 16,5 GW điện mặt trời.

Nếu mạnh dạn tắt điện khí, được thêm 2 GW nữa 7 GW. Có 16 GW điện mặt trời trong khi nhu cầu mua chỉ có 7 GW, buộc phải cắt giảm! Than, thủy, khí cũng chỉ lên đỉnh 35 GW vài giờ là lại cắt. Một hệ thống điện càng an toàn, công suất dự trữ càng nhiều và số giờ bị cắt càng lớn. Trên thế giới không có hệ thống điện nào mà nhu cầu có thể tạo ra một đường thẳng trong 24 giờ. 

Ba giải pháp

Khó khăn nào cũng có thể đề ra giải pháp. Có thể có 3 giải pháp sau: 

Thứ nhất, tăng công suất điện khí lên khoảng 30% tổng công suất đặt [hiện nay 12%], cao hơn cả kế hoạch trong dự thảo quy hoạch Điện 8. Điện khí vừa khởi động nhanh [nếu chu trình đơn], vừa có thể tăng giảm công suất rộng.

Có một công ty điện khí LNG [khí tự nhiên hóa lỏng] ở Bạc Liêu năm 2018 nói như đinh đóng cột sẽ phát điện vào năm 2021, với giá rẻ đến mức người khác ngao ngán. Nhưng đến nay, công ty ấy chưa đổ được mét khối bê tông nào.

Ngoài ra, nếu phát triển điện khí tốt, giá bán lẻ điện phải tăng lên vì nguồn khí rẻ đã hết. Nguồn khí sắp tới, từ khí khai thác trong nước đến LNG nhập khẩu đều đắt hơn nên điện khí sẽ đắt hơn. Chưa kể, một tỷ trọng tua bin khí chu trình đơn cao sẽ làm giảm hiệu suất sử dụng khí.

Chúng ta có thể hiểu vì sao nước Đức nổi tiếng với công suất đặt điện năng lượng tái tạo rất cao vẫn phải nhập khí đốt qua đường ống từ Nga để chạy điện khí. Công suất đặt điện khí ở Đức là 30,5 GW so với đỉnh phụ tải 80 GW.

Thứ hai, lưu trữ điện. Giá mà điện mặt trời lưu trữ được 50% rồi phát chậm hơn 5-7 giờ là tuyệt vời [hình 2]. Nhưng vấn đề muôn thuở là tiền ở đâu? EVN sẽ có giải pháp lưu trữ điện nhưng chỉ là lưu trữ để đảm bảo tần số khi có biến. Lưu trữ hàng ngày phải là công việc của bên sản xuất điện.

Thứ ba, sử dụng các biện pháp quản lý bên người dùng [DSM] bao gồm tạo ra biểu giá để thay đổi thói quen dùng điện và tiết kiệm điện luôn là giải pháp cả thế giới áp dụng. Các biện pháp này ở Việt Nam đang áp dụng cho điện sản xuất và cũng góp phần san bớt đỉnh phụ tải vào giờ cao điểm, tăng thêm ca làm đêm vào giờ thấp điểm.

Nhưng DSM cũng có giới hạn vì ngay cả ở các nước phát triển với giá điện biến động từng giờ, đường cong phụ tải cũng không bao giờ phẳng được.

Đào Nhật Đình

Cân bằng nhu cầu luôn là đầu vào quan trọng cho quy hoạch ngành Điện. Cần tính toán kỹ lưỡng nhu cầu điện năng trong tương lai để xử lý bài toán cân bằng cung cầu và đảm bảo an ninh năng lượng cho đất nước.