Tài liệu Lợi ích của các nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ tỉnh lào cai trong bối cảnh biến đổi khí hậu ở việt nam

Chuyên đề tốt nghiệp 1 MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT......................................................................3 DANH SÁCH CÁC BẢNG...................................................................................4 DANH SÁCH CÁC HÌNH....................................................................................4 MỞ ĐẦU...............................................................................................................5 CHƯƠNG 1. THUỶ ĐIỆN VỪA VÀ NHỎ TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU...............................................................................................................9 1.1. Thuỷ điện vừa và nhỏ trong cơ cấu sử dụng năng lượng............................9 1.1.1. Thuỷ điện vừa và nhỏ.........................................................................9 1.1.2. Vai trò của thuỷ điện vừa và nhỏ trong nền kinh tế.......................11 1.1.3. Vai trò của thuỷ điện vừa và nhỏ trong cơ cấu sử dụng năng lượng.............................................................................................................12 1.2. Biến đổi khí hậu.........................................................................................13 1.2.1. Biến đổi khí hậu và nguyên nhân gây biến đổi khí hậu.................13 1.2.2. Sự cần thiết phải hạn chế biến đổi khí hậu.....................................19 1.3. Các nỗ lực nhằm hạn chế biến đổi khí hậu................................................28 1.3.1. Quốc tế...............................................................................................28 1.3.2. Ở Việt Nam........................................................................................31 1.4. Đánh giá hiệu quả thủy điện vừa và nhỏ...................................................32 1.4.1. Các tiêu chí lựa chọn thủy điện vừa và nhỏ....................................32 1.4.2. Tính toán thủy năng và kinh tế năng lượng...................................34 1.4.3. Tính toán chỉ tiêu kinh tế và xếp hạng các công trình thủy điện vừa và nhỏ....................................................................................................35 CHƯƠNG 2. TIỀN NĂNG VÀ HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN THỦY ĐIỆN VỪA VÀ NHỎ CUẨ TỈNH LÀO CAI...............................................................36 2.1. Tiềm năng phát triển thủy điện vừa và nhỏ tỉnh Lào Cai..........................36 2.1.1. Điều kiện tự nhiên.............................................................................36 2.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội tỉnh Lào Cai và những thuận lợi khi đầu tư vào thủy điện vừa và nhỏ...............................................................39 2.2. Hiện trạng các nhà máy thủy điện vừa và nhỏ tỉnh Lào Cai....................41 2.3. Nhu cầu điện của tỉnh Lào Cai đến năm 2010...........................................45 2.4. Phương hướng phát triển của thủy điện Lào Cai giai đoạn 2006 - 2010...46 2.5. Quy hoạch bổ sung thủy điện vừa và nhỏ tỉnh Lào Cai............................47 CHƯƠNG 3. ĐÁNH GIÁ LỢI ÍCH CỦA CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VỪA VÀ NHỎ TỈNH LÀO CAI TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở VIỆT NAM....................................................................................................................48 3.1. Theo tiêu chí kinh tế..................................................................................48 Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 2 Chuyên đề tốt nghiệp 3.1.1. Từ việc bán điện thành phẩm..........................................................48 3.1.2. Lợi ích từ các hồ chứa thuỷ điện.....................................................48 3.2. Theo tiêu chí môi trường...........................................................................52 3.3. Giảm phát thải khí nhà kính......................................................................53 3.4. Tiềm năng dự án CDM của các nhà máy thủy diện vừa và nhỏ tỉnh Lào Cai.....................................................................................................................54 KẾT LUẬN..........................................................................................................56 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................58 PHỤ LỤC.............................................................................................................59 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt BĐKH LCU Nội dung Biến đổ khí hậu Local control Unit PLC Hệ thống điều khiển tổ máy Powerline Communication SCADA Công nghệ truyền thông đường điện Supervisory Control and Data Acquisition SYU Hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu Switch Yard Unit CKTC DN TOE UNFCCC Hệ thống điều khiển thiết bị trạm Cơ khí thuỷ công Doanh nghiệp Triệu tấn dầu tương đương The United Nations Framework Convention on Climate Change CDM Công ước khung c ủa Liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu Clean Development Mechanism JI Cơ chế phát triển sạch Joint Implementation IET Cơ chế cùng thực hiện International Emissions Trading Cơ chế buôn bán phát thải quốc tế Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp TCXDVN 285 : 2000 3 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 285 : 2000 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1. Bảng số lượng dự án CDM v à CER...............................................30 Bảng 2.1. Các công trình thủy điện vừa và nhỏ...................................................42 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1. Thay đổi nhiệt độ trung bình bề mặt toàn cầu trong 2000 năm qua....14 Hình 1.2. Nhiệt độ trung bình bề mặt toàn cầu từ 1860 đến 2000.......................14 Hình 1.3. Các dòng bức xạ và hiệu ứng nhà kính................................................17 Hình 1.4. Nồng độ CO2 trong khí quyển tăng trong thời gian 1870 - 2000.........18 Hình 2.1. Bản đồ hành chính tỉnh Lào Cai..........................................................36 Hình 2.2. Sơ đồ phân bố các công trình thủy điện vừa và nhỏ tỉnh Lào Cai.......45 Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 4 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài và mục đích nghiên cứu Khí hậu trái đất đã và đang nóng lên và có tác động lớn tới nhiều hoạt động kinh tế - xã hội của cả loài người. Gần 50 năm qua từ đầu những năm 50 đến nay đã xuất hiện 13 lần El Nino và 10 lần La Nina. El Nino 1982-1983 gây ra lũ lụt nghiêm trọng ở Pêru, Equađo và nhiều vùng ở đông Thái Bình Dương, đồng thời gây ra hạn hán trên nhiều quần đảo tây Thái Bình Dương như Inđônêxia, Philippin, Ôxtrâylia,... Nghiêm trọng nhất phải kể đến là El Nino 1997-1998 gây ra bão tố, hạn hán và lũ lụt lịch sử trên cả hai bờ đông và tây Thái Bình Dương. Đáng lo ngại là sự nóng lên toàn cầu đã bắt đầu làm tan băng trên nhiều vùng ở Nam cực, Bắc cực, trên dãy AnPơ, dãy Himalaya và sẽ tiếp tục tan trong các thập kỷ tới. Hậu quả tan băng chắc chắn là làm nước biển dâng lên uy hiếp nhiều quốc gia đảo và nhiều đồng bằng rộng lớn trên các châu lục. Biến đổi khí hậu ở Việt Nam là một bộ phận của biến đổi khí hậu trên thế giới. Đặc điểm và mức độ biến đổi của các yếu tố khí hậu ở Việt Nam vừa phản ánh xu thế nóng lên trên phạm vi toàn cầu, vừa thể hiện tính bất ổn định trong cơ chế khí hậu nhiệt độ gió mùa của một lãnh thổ nằm ở rìa đông nam đại lục châu á với bờ biển dài trên 3200 km. Trong hơn 4 thập kỷ vừa qua hàng loạt dị thường thời tiết, thiên tai nghiêm trọng liên tiếp xẩy ra ở nước ta. Cơn bão ngày 26/9/1955 làm vỡ hàng chục quãng đê biển ở Thái Bình, Hải Phòng, Quảng Ninh. Tháng 4, tháng 5/1957 mưa đá đã xảy ra ở Thanh Hóa, Vĩnh Phú, Bắc Ninh, Hưng Yên làm bị thương hơn 50 người, hàng trăm nóc nhà bị tốc mái,... Năm 1964, bão mạnh đã vào Quảng Ninh, Hà Tĩnh, Quảng Bình,... làm ngập hàng vạn hecta lúa. Các năm 1967, 1974, 1975 băng và mưa tuyết đã xảy ra ở Sa Pa,... Hạn hán xảy ra nghiêm trọng trong các năm El Nino 1977, 1982, 1983, 1987, 1992, 1993, 1998 và úng ngập xảy ra vào các năm La Nina 1971, 1984, 1985, 1988, 1996,... Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 5 ở Việt Nam, trong 2-3 thập kỷ gần đây, số cơn bão trung bình hàng năm lên đến 6 - 7 cơn. Số ngày mưa phùn giảm đi rõ rệt ở nhiều nơi, nhất là vùng núi phía Bắc. Nhiệt độ trung bình các tháng mùa hè tăng lên với mức 0,1 - 0,3 0C mỗi thập kỷ. Lượng mưa năm cũng như lượng mưa tháng tuy không thể hiện rõ rệt xu thế tăng hay giảm song đã xảy ra nhiều dị thường dáng kể: Mưa lớn cuối mùa mưa, lũ đột ngột, hạn hán gay gắt. Mực nước biển dâng lên chừng 3-4 cm mỗi thập kỷ. Theo các kết quả nghiên cứu về biến đổi khí hậu, trong các mốc thời gian chính của thế kỷ tới, nhiệt độ trung bình tăng lên với mức 0,15 - 0,20 0C mỗi thập kỷ, lượng mưa sẽ nhiều hơn hay ít hơn hiện nay khoảng 10%. Song cường độ mưa sẽ tăng lên 5 - 10% vào khoảng năm 2070 và mực nước biển có thể dâng lên chừng 30 - 90 cm vào năm đó. Nếu không ngăn ngừa được nguy cơ biến đổi khí hậu, tác động của sự nóng lên toàn cầu sẽ hết sức nghiêm trọng. Mà nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu chính là sự tăng lên của nồng độ các chất gây hiệu ứng nhà kính. Lượng phát thải các khí nhà kính chủ yếu phụ thuộc vào hoạt động năng lượng trong các ngành dầu khí, than, điện, cơ khí, hóa chất, giao thông và các hoạt động phi năng lượng trong các ngành sản xuất xi măng, phân bón, canh tác lúa, chăn nuôi, khai thác rừng...Trong khi các nhà máy điện chạy than phát thải một lượng lớn các khí nhà kính thì các nhà máy thuỷ điện nhỏ dường như không thải ra môi trường các khí độc như SO2, CO2, NO...Việc vận hành các nhà máy thuỷ điện nhỏ, cũng không liên quan nhiều đến việc xử lý rác thải, không tạo nên các trận mưa a xít, không làm chua đất, không làm thay đổi khí hậu, không làm thủng tầng ô zôn ... Đó chính là ưu thế của thuỷ điện nhỏ so với các loại hình nhà máy điện khác. Bởi thế mà thuỷ điện nhỏ ngày càng trở nên phổ biến và mang lại không chỉ lợi ích kinh tế mà nó còn giải quyết tốt vấn đề môi trường. Đặc điểm của địa hình các tỉnh miền núi và trung du ở nước ta là nhiều sông suối nên rất phù hợp cho phát triển thuỷ điện nhỏ. Nếu được đầu tư thích đáng, thuỷ điện nhỏ không Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 6 chỉ tạo thu nhập cho người dân mà còn góp phần giảm nguồn năng lượng thiếu hụt cho nhà nước. Từ lâu, thuỷ điện nhỏ đã được sử dụng ở Việt Nam nhằm giải quyết nhu cầu năng lượng ở quy mô gia đình và cộng đồng nhỏ, chủ yếu là ở vùng trung du miền núi. Thuỷ điện nhỏ có sức cạnh tranh so với các nguồn năng lượng khác do có giá thành hợp lý, chi phí nhân công thấp bởi các nhà máy này được tự động hoá cao và có ít người làm việc tại chỗ khi vận hành thông thường. Các hồ chứa của các nhà máy thuỷ điện có thể trở thành điểm thu hút khách du lịch. Đặc biệt, các nhà máy thuỷ điện không phải chịu cảnh tăng giá cũng như phải nhập nhiên liệu như các nhà máy nhiệt điện Chính vì mức độ cấp thiết của việc ngăn ngừa và thích ứng với biến đổi khí hậu mà đề tài “Lợi ích của các nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ tỉnh Lào Cai trong bối cảnh biến đổi khí hậu ở Việt Nam” Với mục đích nghiên cứu là:  Nghiên cứu khả năng về biến đổi khí hậu  Áp dụng kiến thức kinh tế học vào vấn đề biến đổi khí hậu  Tiếp cận với thuỷ điện vừa và nhỏ theo hướng phát triển thành dự án CDM 2. Phạm vi, đối tượng của đề tài Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài là:  Biến đổi khí hậu  Các nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ tỉnh Lào Cai 3. Phương pháp nghiên cứu  Phương pháp tính giá truyền tải  Phương pháp tính theo giá thị trường  Phương pháp tiếp cận thực tế Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 7 4. Lời cảm ơn Trong quá trình làm chuyên đề thực tập em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của PGS.TS. Lê Thu Hoa. Không chỉ hướng dẫn chuyên đề cô còn đóng góp nhiều ý kiến quý giá. Đồng thời em cũng nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của TS. Trần Hồng Thái (Giám đốc Trung tâm Tư vấn Khí tượng Thuỷ văn và Môi trường). Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Lê Thu Hoa và TS.Trần Hồng Thái đã giúp đỡ em hoàn thành chuyên đề này 5. Lời cam đoan Em xin cam đoan mọi thông tin và số liệu sử dụng trong chuyên đề này là đúng sự thật và tuân thủ đúng nguyên tắc về bản quyền. Người thực hiện Nguyễn Thị Phương Anh Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 8 CHƯƠNG 1. THUỶ ĐIỆN VỪA VÀ NHỎ TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1.1. Thuỷ điện vừa và nhỏ trong cơ cấu sử dụng năng lượng 1.1.1. Thuỷ điện vừa và nhỏ 1.1.1.1. Quy mô của các nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ Các nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ là các nhà máy sản xuất điện được xây dựng trên lưu vực các sông, suối nhằm tận dụng sức nước ở đây. Tuy nhiên quy mô của chúng đúng 1.1.1.2. Công nghệ sử dụng trong nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ Hệ thống điều khiển tổ máy (LCU-Local Control Unit): Hệ thống LCU trong các nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ phụ trách toàn bộ phần điều khiển và giám sát mọi sự hoạt động của tổ máy trong phạm vi của nó, như điều khiển và giám sát điều tốc, điều khiển kích từ, điều khiển và đo lường các thiết bị thuộc tổ máy… Tuỳ thuộc vào quy mô và yêu cầu cụ thể của từng dự án thuỷ điện mà ta có thể chọn các cấu hình thiết bị điều khiển khác nhau, có thể bớt đi hoặc thêm vào một vài cấu trúc phần cứng nào đó. Cũng như có thể thay đổi các thiết bị phần cứng PLC (Powerline Communication), thay đổi kiểu giao thức truyền thông cho phù hợp...Tuy nhiên các chức năng giám sát và điều khiển cơ bản vẫn phải đảm bảo. Đối với các hệ thống nhỏ ta có thể sử dụng các thiết bị điều khiển có cấu hình nhỏ hơn, thậm chí chỉ cần dùng một PLC cỡ nhỏ như dòng S7-200 của Siemens cũng có thể đáp ứng được yêu cầu. Ngày nay cùng với sự phát triển của công nghệ vi xử lý, các thiết bị điều khiển cũng hết sức đa dạng, hay các thiết bị tích hợp cho phép kết nối, thiết lập cấu hình và khả năng đáp ứng nhanh theo thời gian thực như DSP (Digital Signal Processing), các vi mạch tích hợp FPGA (Field Programmable Gate Array), CPLD (Combination of Programmable Logic Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 9 Design) ... Đã làm giàu thêm những lựa chọn và giải pháp cho xây dựng thành công các hệ LCU. Hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu (SCADA-Supervisory Control and Data Acquisition) Tuỳ vào những yêu cầu cụ thể của từng dự án, tuỳ vào công suất và quy mô của mỗi nhà máy thuỷ điện mà có nhà máy sử dụng hệ thống SCADA, có nhà máy không sử dụng. Ta có nhận xét rằng hệ thống SCADA cho giám sát điều khiển và thu thập dữ liệu trong nhà máy thuỷ điện về cơ bản cũng như các hệ SCADA áp dụng cho các nhà máy công nghiệp khác. Trừ một vài mô đun phần cứng, phần mềm mang tính đặc thù cho điều khiển thuỷ điện ra, các phần còn lại của hệ thống ta có thể tích hợp thiết bị của nhiều hãng sản xuất khác nhau. Đối với các hệ thống nhỏ ta có thể dùng các máy PC công nghiệp trang bị phần mềm WinCC của Siemens hay Pro DMS 600 của hãng ABB, Labview của hãng NI ... đều có thể đảm đương được. Hệ thống điều khiển thiết bị trạm (SYU-Switch Yard Unit ) SYU cho nhà máy thuỷ điện bao gồm việc điều khiển, giám sát hệ thống các máy cắt, cầu dao trung áp, cao áp, tình trạng máy biến áp và bảo vệ liên động hệ thống. Việc thực hiện thiết kế, chế tạo hệ thống SYU cũng có nhiều phương án, nhiều giải pháp. Đối với những nhà máy có công suất tổ máy nhỏ (≤ 6 MW) trong một số nhà máy người ta tích hợp luôn hệ thống này vào cùng với hệ thống LCU cho điều khiển riêng mỗi tổ máy và trao đổi các tín hiệu liên động giữa các hệ LCU, nhằm mục tiêu giảm suất đầu tư cho hệ thống. Với mục tiêu phân định chức năng rõ ràng và dễ dàng quản lý, trao đổi tín hiệu liên động thì việc thiết kế riêng hệ thống SYU là hợp lý, đặc biệt là đối với những nhà máy thuỷ điện có nhiều tổ máy. Hệ thống điều khiển các thiết bị cơ khí thuỷ công, các thiết bị phụ trợ (SIAO-Spillway_Intake_Gate And Others) Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 10 Hệ thống thiết bị cơ khí thuỷ công trong các nhà máy thuỷ điện là một hệ thống quan trọng, nó bao gồm các cửa nhận nước, các cửa xả tràn, ngoài ra có thể bao gồm các cửa xả sâu hay các cửa van điều hoà trong một vài dự án cụ thể. Hệ thống nâng hạ các cửa van ngày nay đều sử dụng là hệ xilanh thuỷ lực nên ta có thể biểu diễn trực quan hệ thống điều khiển các thiết bị cơ khí thuỷ công. 1.1.1.3. Đặc điểm kỹ thuật trong nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ Bộ điều tốc: Bộ điều tốc cho các turbin thuỷ lực ngày nay đa phần là dùng loại điều tốc điện-thuỷ lực. Các tổ máy phát điện có ba chế độ hoạt động cơ bản, một là khi máy phát nối với lưới điện có công suất vô cùng lớn, hai là khi máy phát làm việc độc lập và ba là khi máy phát làm việc trong chế độ song song. Trong mỗi chế độ làm việc theo yêu cầu của người vận hành bộ điều tốc sẽ lựa chọn một chương trình làm việc tương ứng với chế độ vận hành đó. Trong chế độ làm việc thứ nhất bộ điều chỉnh sẽ chỉ điều chỉnh chỉ điều chỉnh công suất mà không cần điều chỉnh tần số. Chế độ vận hành thứ hai bộ điều chỉnh chỉ điều chỉnh chỉ điều chỉnh tần số mà không cần điều chỉnh công suất. Trong chế độ làm việc thứ ba thì bộ điều chỉnh cần phải tính toán các giá trị sai lệch để điều chỉnh tần số và công suất của các máy phát cho phù hợp. Thiết bị kích từ máy phát đồng bộ: Hệ thống kích từ máy phát đồng bộ được sử dụng ngày nay có thể chia ra làm 3 kiểu là: kích từ DC, kích từ AC và kích từ tĩnh. Ngày nay người ta thường sử dụng hệ thống kích thích tĩnh cho các nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ do những tính năng mềm dẻo, đơn giản trong điều khiển, cho phép điều chỉnh dòng kích thích lớn và có thể dùng nguồn độc lập,... 1.1.2. Vai trò của thuỷ điện vừa và nhỏ trong nền kinh tế Việc phát triển các dự án thủy điện, nhất là các dự án thủy điện vừa và nhỏ trong thời gian qua đã đóng góp một sản lượng điện đáng kể cho mạng lưới điện quốc gia. Chỉ riêng giai đoạn 2006-2010 có khoảng 1.000MW thủy điện Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 11 nhỏ (mỗi nhà máy công suất dưới 30MW) sẽ đưa vào vận hành, góp phần tận dụng được nguồn năng lượng thiên nhiên hiện có, đồng thời tiết kiệm nguồn nhiên liệu than, dầu, khí đang ngày càng khan hiếm; điều hòa lượng nước cho nông nghiệp thủy lợi, giao thông vận tải và sinh hoạt của người dân, nhất là vào mùa khô; đóng góp quan trọng vào việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế ở những vùng khó khăn, bảo vệ an ninh-quốc phòng. Không những vậy, thông qua việc khuyến khích các hộ dân tham gia vào việc góp vốn xây dựng các nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ, sẽ là động lực thúc đẩy kinh tế hộ gia đình phát triển. Khi đó, các hộ dân có thể tận dụng các hồ chứa của các nhà máy thuỷ điện này để nuôi trồng thuỷ sản hoặc mở mô hình du lịch (chèo thuyền ngắm cảnh)….Nhờ đó, kinh tế được cải thiện đồng thời giải quyết được vấn đề việc làm cho người dân (đặc biệt là đối với khu vực miền núi và vùng cao). 1.1.3. Vai trò của thuỷ điện vừa và nhỏ trong cơ cấu sử dụng năng lượng Năm 2006, tổng năng lượng sản xuất của cả nước cũng đạt mức trên 46,8 triệu TOE (triệu tấn dầu tương đương), tăng 5,2% so với năm 2005; trong đó có 37 triệu tấn than sạch, 17,3 triệu tấn dầu thô, 7 tỷ m 3 khí thiên nhiên (gồm cả khí đồng hành) và 19,6 tỷ kWh thủy điện. Sản xuất năng lượng có tốc độ tăng trưởng bình quân giai đoạn 1991-2005 là 12,7%/năm; trong đó, tăng nhanh nhất là khai thác dầu khí tăng 16,1%, tiếp đến là than tăng 13,4% và điện sản xuất tăng 12,7%. Cơ cấu năng lượng sản xuất trong các năm 2005-2006 tương ứng như: dầu mỏ chiếm 41,2% và 37,2%, than 36,8% và 44,2%, thủy điện 7,5% và 3,6%, khí thiên nhiên 14,5% và 15%. Đặc biệt, nhu cầu điện của nước ta luôn phát triển ở mức cao trong những năm qua (khoảng 13 - 14% năm). Dự báo những năm tới, các doanh nghiệp (DN) tiếp tục đầu tư mạnh. Mặt khác, đầu tư vào dự án thủy điện còn khẳng định sự đa dạng trong sản xuất kinh doanh của các DN, nhất là đối với các DN kinh tế lớn đã và đang xây dựng tập đoàn. Với các DN trong ngành xây lắp, việc làm chủ đầu tư các dự án thủy điện vừa và nhỏ không chỉ tận dụng được thiết bị, Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 12 lao động... mà còn là bước tập dượt để làm chủ đầu tư xây dựng những dự án lớn. Trong điều kiện thiếu nguồn điện như hiện nay thì tổng công suất từ thủy điện vừa và nhỏ cung cấp cho hệ thống là sự đóng góp đáng kể song phải có quy hoạch rõ ràng, thống nhất quản lý để kiểm soát. Do một số công trình thủy điện lớn chậm tiến độ nên các công trình thủy điện vừa và nhỏ có thể đưa vào vận hành trong năm 2007 và 2008. Đến nay có 216 dự án thủy điện vừa và nhỏ đăng ký đầu tư, với tổng công suất 4.067MW (chưa kể nhiều dự án đã được đăng ký với các tỉnh). Tính đến cuối tháng 9/2007, đã có 22 nhà máy vận hành với tổng công suất 408MW. Riêng 9 tháng đầu năm nay, có 9 dự án đưa vào vận hành với tổng công suất 148,6MW. Theo tiến độ đang xây dựng của các công trình, từ nay đến cuối năm sẽ có thêm 7 nhà máy được vận hành, tổng công suất 41,6 MW. Trong năm 2008, có khả năng đưa vào vận hành 24 nhà máy thủy điện với tổng công suất 343 MW. _ Nguồn:[www.hiendaihoa.com] Như vậy, trong năm 2008, thuỷ điện vừa và nhỏ của cả nước đóng góp 5008,2 MW (chiếm khoảng 8,5% tổng sản lượng điện cả nước) 1.2. Biến đổi khí hậu 1.2.1. Biến đổi khí hậu và nguyên nhân gây biến đổi khí hậu Khí hậu trái đất đã có những thay đổi trong qúa khứ với qui mô thời gian từ vài triệu năm đến vài trăm năm. Những biến động tự nhiên có thể gây ra những biến động khí hậu. Những vụ núi lửa phun trào mạnh, đưa vào khí quyển một lượng khói bụi khổng lồ ngăn cản ánh sáng mặt trời xuống trái đất. Những thay đổi tự nhiên của sự phân bố nhiệt từ mặt trời và những thay đổi của khí nhà kính cũng như các bụi khói trong khí quyển đã tạo ra những thời kỳ băng hà và những thời kỳ ấm lên của khí hậu trái đất. Như vậy, có thể hiểu biến đổi khí hậu (B ĐKH) là hiện tượng xảy ra khi các yếu tố khí hậu, thời tiết thay đổi. Biểu hiện của BĐKH cũng rất phức tạp. Biểu hiện có thể thấy rõ nhất là: nhiệt độ tăng, băng tan, mực nước biển dâng, Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 13 lượng mưa thay đổi. Tuy nhiên, BĐKH còn ẩn chứa nhiều tai biến bất thường khó lường trước. Hình 1.1. Thay đổi nhiệt độ trung bình bề mặt toàn cầu trong 2000 năm qua (thang độ bên trái chỉ sự thay đổi của nhiệt độ bằng độ C (oC)) Nguồn:[www.ipcc.ch] Từ khoảng giữa thế kỷ XIX, nhờ đo đạc chính xác bằng các dụng cụ, chúng ta mới có được số liệu định lượng chi tiết về BĐKH trong hơn một thế kỷ qua. Những số liệu có được cho thấy, xu thế chung là nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng lên đáng kể. Những kết quả đo đạc và nghiên cứu hiện nay cho thấy, nhiệt độ không khí trung bình toàn cầu trong thế kỷ XX đã tăng lên 0,6 0C ( 0,20C). Hình 1.1 và hình 1.2 mô phỏng xu thế diễn biến của nhiệt độ nói trên. Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 14 Hình 1.2. Nhiệt độ trung bình bề mặt toàn cầu từ 1860 đến 2000 Nguồn:[www.ipcc.ch] Các nhà khoa học đều nhất trí rằng, tình trạng nóng nhất xảy ra trong 50 năm cuối của thế kỷ XX là do hậu quả hoạt động của con người, đó là một sự thật hiển nhiên. Sang những năm đầu thế kỷ XXI, nhiệt độ tiếp tục tăng. Có thể lấy năm 2003 làm minh chứng. Nhiệt độ trung bình toàn cầu năm 2003 tăng 0,46 0C so với trung bình thời kỳ 1971 - 2000, là năm ấm thứ ba kể từ năm 1861. Trong đó, chuẩn sai nhiệt độ bán cầu Bắc là + 0,59 0C và bán cầu Nam: +0,320C. Năm ấm thứ hai là 2002 với chuẩn sai nhiệt độ là + 0,48 0C. Kể từ năm 1861 đến 2003 có 5 năm ấm nhất được xếp thứ tự như sau: 1998, 2002, 2003, 2001 và 1995. Rõ ràng, 5 năm nóng nhất của trên 100 năm qua đều rơi vào thập niên gần đây. Hiện tượng thời tiết ấm lên ở Alaska trong những năm gần đây là một minh chứng rõ rệt. Tại đây, nhiệt độ đã tăng 1,5 0C so với trung bình nhiều năm. Lớp băng vĩnh cửu giảm 40% và, hàng năm, lớp băng thường dày 1,2 m, nay chỉ còn khoảng 0,3 m (mỏng hơn 4 lần so với nhiều năm). Về mưa, cũng có những biến động đáng kể, tăng 5 - 10% trong thế kỷ 20 trên lục địa Bắc bán cầu và giảm ở một số nơi, tuy xu thế không rõ rệt như nhiệt độ. Hiện tượng mưa lớn tăng lên ở các vĩ độ trung bình và cao của Bắc bán cầu. Tương ứng với sự tăng của nhiệt độ toàn cầu, mực nước trung bình của đại dương cũng tăng lên 10 - 25cm (trung bình 1 -2mm/năm trong thế kỷ 20) do băng tan và giãn nở nhiệt đại dương. Xu thế tăng của mực nước như vậy là lớn, đặc biệt là trong vòng 15 năm cuối cùng. Sự tan băng ở các vùng núi cao, giảm tuyết ở Bắc bán cầu và tăng nhiệt độ đã làm cho mực nước biển dâng cao. Từ cuối những năm 1960, phạm vi lớp phủ tuyết giảm khoảng 10%. Độ dày của lớp băng biển ở Bắc Cực trong thời kỳ từ cuối mùa hạ đến đầu mùa thu giảm xuống khoảng 40% trong vài thập kỷ gần đây. Cùng với xu thế tăng nhiệt độ toàn cầu là sự phân bố các dị thường của nhiệt độ. Khoảng 20 năm gần đây, người ta đã phát hiện thấy mối quan hệ giữa các dị thường khí hậu với hiện tượng ENSO. Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 15 Các biểu hiện của BĐKH diễn ra rất phức tạp, thuy nhiên biểu hiện: nhiệt độ tăng, mực nước biển dâng, và biến động về lượng mưa là thấy rõ. Nguyên nhân của các hiện tượng này là do sự tập trung qúa nhiều các khì nhà kính trong khí quyển (vượt quá khả năng chịu tải của hệ thống hấp thụ tự nhiên). Để hiểu rõ về nguyên nhân gây ra BĐKH và các tác động của nó, chúng ta sẽ xem xét những vấn đề sau:  Hiệu ứng nhà kính  Nguyên nhân gây ra BĐKH ngày nay  Các tác động của BĐKH 1.2.1.1. Hiệu ứng nhà kính Mặt trời là nguồn nhiệt duy nhất từ bên ngoài trái đất. Mặt trời phát ra bức xạ sóng ngắn, chủ yếu ở dạng bức xạ ánh sáng và bức xạ tử ngoại. Khi luồng bức xạ này đến trái đất, 25% bức xạ bị khí quyển của trái đất giữ lại, 25% bị mây phản xạ trở lại vào không trung. Phần bức xạ còn lại xuống tới mặt đất và đốt nóng bề mặt trái đất. Trái đất, với nhiệt độ trung bình khoảng 15 0C, nên phát xạ từ bề mặt trái đất là bức xạ sóng dài (tức là bức xạ hồng ngọai). Có rất nhiều khí chiếm một tỷ lệ rất nhỏ trong khí quyển (khí hiếm), nhưng có ảnh hưởng lớn đến bức xạ khí quyển, như H 2O, O3, CO2, CFC v.v... Trong số này, có những khí vốn có sẵn trong khí quyển, như H 2O, CO2 v.v..., trong khi một số khác, như chlorofluorocarbon (CFC s) do con người tạo ra. Các khí chiếm tỷ lệ ít ỏi trong khí quyển nói trên hấp thụ bức xạ hồng ngoại phát ra từ mặt đất, đồng thời phản xạ, phát xạ một phần trở lại mặt đất. Khi ấy, khí quyển được ví như lớp vỏ kính của các nhà kính trồng cây ở các xứ lạnh. ở các nhà kính này, ánh sáng và các tia bức xạ sóng ngắn từ mặt trời có thể dễ dàng xuyên qua kính, làm ấm không khí bên trong nhà kính, nhưng các tia bức xạ sóng dài (bức xạ hồng ngoại) từ mặt đất trong nhà kính không xuyên qua kính ra ngoài được. Vì vậy, không khí trong nhà kính được sưởi ấm, bảo vệ cây cối khỏi bị chết rét. Khí quyển cho bức xạ sóng ngắn từ mặt trời chiếu tới đi qua, nhưng Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 16 hấp thụ các tia bức xạ sóng dài từ mặt đất phát ra và phát trở lại mặt đất. Hiện tượng này làm cho khí quyển và bề mặt trái đất ấm lên, giống như không khí ấm lên trong nhà kính. Vì vậy, hiệu ứng này cũng được gọi là hiệu ứng nhà kính của trái đất, còn các khí có đặc tính giữ nhiệt phát ra của trái đất được gọi là các khí nhà kính. Hiệu ứng nhà kính có vai trò cực kỳ quan trọng đối với trái đất và sự sống của mọi sinh vật. Hiệu ứng nhà kính là một quá trình vật lý tự nhiên, có tác dụng điều chỉnh khí hậu trái đất làm cho trái đất trở nên ấm áp, để con người có thể sinh sống. Theo tính toán của các nhà khoa học, nhờ có hiệu ứng nhà kính, trái đất có nhiệt độ trung bình là 15 0C, còn trong trường hợp không có hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất sẽ vào khoảng -18 0C. Các khí nhà kính và hiệu ứng nhà kính đã tồn tại từ khi có khí quyển trái đất. Hình 1.3. Các dòng bức xạ và hiệu ứng nhà kính Nguồn:[climatex.org] Thành phần khí quyển là yếu tố tương đối ít biến động so với nhiều yếu tố khác. Nói đúng hơn là, với những khoảng thời gian ngắn, thành phần khí quyển được coi là yếu tố không đổi. Thay đổi nồng độ của bất kỳ khí nào trong khí quyển cũng sẽ ảnh hưởng đến năng lượng đi tới và thoát ra khỏi trái đất. Nói cách khác, là làm thay đổi cán cân bức xạ của trái đất. Sự tăng nồng độ của các Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 17 khí nhà kính làm nóng tầng đối lưu và nguội tầng bình lưu, được coi là nguyên nhân chủ yếu gây ra sự BĐKH toàn cầu hiện nay. Hình 1.4. Nồng độ CO2 trong khí quyển tăng trong thời gian 1870 - 2000 Nguồn:[unep.org] 1.2.1.2. Nguyên nhân gây biến đổi khí hậu hiện nay BĐKH có thể do hai nguyên nhân: bởi những quá trình tự nhiên và bởi ảnh hưởng của con người. Chìa khóa của những quá trình tự nhiên là sự biến động của cường độ bức xạ mặt trời chiếu xuống trái đất và lượng bụi núi lửa tập trung nhiều phản xạ bức xạ mặt trời vào không trung. Cả hai yếu tố đó ảnh hưởng đến tổng lượng bức xạ mặt trời được hấp thụ bởi hệ thống khí hậu. Về những quá trình tự nhiên, chúng ta đã có dịp đề cập đến ở phần trên: “Biến đổi khí hậu”. Phần lớn các nhà khoa học đều khẳng định rằng, hoạt động của con người đã và đang làm BĐKH toàn cầu trở nên rõ ràng hơn. Nguyên nhân chủ yếu của sự biến đổi đó là sự tăng nồng độ các khí nhà kính trong khí quyển dẫn đến tăng hiệu ứng nhà kính. Đặc biệt quan trọng là khí điôxit cácbon (CO 2) được tạo Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 18 thành do sử dụng năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch (như dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên...), phá rừng và chuyển đổi sử dụng đất. Để đánh giá vai trò của khí nhà kính đến BĐKH cần xét 4 đặc trưng sau:  Thay đổi nồng độ;  Đặc tính hấp thụ bức xạ;  Thời gian tồn tại;  Tác động với các khí nhà kính khác. Một điều cần chú ý khi nói đến vai trò của khí nhà kính đối với BĐKH là, những đặc trưng của chúng chỉ có ý nghĩa khi xét trên qui mô toàn cầu. Vì vậy, những kết quả đo đạc thường là những đặc trưng mang tính toàn cầu. Những kết quả đo đạc được cho thấy, nhìn chung, nhiều loại khí hiếm có xu thế tăng lên đáng kể trong những năm gần đây. Những nghiên cứu chỉ rõ, có mối liên quan giữa sự tăng lên của nhiệt độ bề mặt trái đất với sự tăng lên nồng độ của một số loại khí nhà kính trong khí quyển như CO2 và CH4. Trong việc đánh giá hiệu ứng của các khí nhà kính, có hai vấn đề rất đáng lưu ý là:  Các khí nhà kính tồn tại lâu trong khí quyển, từ vài tháng trở lên, được xáo trộn nhanh chóng và làm thay đổi thành phần khí quyển toàn cầu nói chung.  Do sự xáo trộn như vậy, phát thải khí nhà kính từ bất kỳ nguồn nào, ở đâu cũng đều ảnh hưởng đến mọi nơi trên thế giới. Như vậy, phát thải khí nhà kính là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến BĐKH hiện nay, một sự thay đổi môi trường lớn lao nhất mà con người phải chịu đựng. Đây cũng là lý do vì sao BĐKH là một vấn đề mang tính toàn cầu. 1.2.2. Sự cần thiết phải hạn chế biến đổi khí hậu Xuất phát từ những tác động xấu do BĐKH gây ra và do yêu cầu của quá trình phát triển kinh tế - xã hội nên việc hạn chế BĐKH là hết sức cần thiết và quan trọng. Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 19 Trong khuôn khổ chuyên đề xin đưa ra các tác động của BĐKH (trên cơ sở nghiên cứu tài liệu “Thông tin BĐKH của Bộ Tài nguyên và Môi trường”) như sau: 1.2.2.1. Tác động của biến đổi khí hậu tới các hệ sinh thái và đa dạng sinh học Các hệ sinh thái trên trái đất cùng với muôn loài khác nhau (ta thường gọi là đa dạng sinh học) là nguồn giá trị kinh tế, môi trường và văn hóa của loài người. BĐKH sẽ làm dịch chuyển các vùng khí hậu. Các loài sẽ phải phản ứng thích nghi với các điều kiện khí hậu mới. Sự thay đổi của các loài sẽ làm thay đổi thành phần và phân bố địa lý của các hệ sinh thái này. Trước hết, do nóng lên toàn cầu, các ranh giới nhiệt của các hệ sinh thái lục địa và nước ngọt sẽ dịch chuyển về phía cực, đồng thời cũng dịch chuyển lên cao hơn. Khi ấy các loài thực vật, động vật nhiệt đới có thể phát triển ở các vĩ độ cao hơn hoặc trên những vùng núi và cao nguyên cao hơn trước. Trái lại, các loài ưa lạnh bị thu hẹp lại, hoặc phải di cư đi nơi khác. Một điều đáng chú ý là sự dịch chuyển ranh giới khí hậu được ghi nhận là đã xảy ra ở một số nơi trên thế giới. Vùng Bình nguyên lớn ở Mỹ chính là một ví dụ về nơi chịu ảnh hưởng điển hình của của sự dịch chuyển ranh giới khí hậu đã xảy ra trong 30 năm cuối của thế kỷ. Người ta cũng nhận thấy một số loài chim ở châu Âu mùa xuân di cư muộn hơn. BĐKH dẫn tới điều kiện khí hậu khắc nghiệt hơn như hạn hán, cháy rừng, lũ lụt v.v... sẽ làm cho các loài có khả năng bị giảm nhiều hơn nữa. Các vùng núi cao cũng sẽ chịu tác động mạnh. Nhiều loài có vú và loài chim sẽ bị giảm do điều kiện sinh sống không thích hợp, nguồn dinh dưỡng bị giảm. Bảo vệ tính đa dạng sinh học chính là bảo vệ nguồn gen mà thiên nhiên đã ban tặng cho trái đất này, cũng chính là để duy trì các hệ sinh thái truyền thống nhằm chống lại những sự mất cân bằng mà hiểm họa khó có thể lường hết trong các điều kiện khí hậu mới. Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46 Chuyên đề tốt nghiệp 20 1.2.2.2. Tác động của biến đổi khí hậu tới tài nguyên nước BĐKH tác động tới tài nguyên nước xảy ra trước hết là làm thay đổi lượng mưa và phân bố mưa ở các vùng. Nhiệt độ tăng sẽ làm bốc hơi nhiều hơn và do đó mưa sẽ nhiều hơn. Đặc điểm của mưa đối với từng khu vực cũng sẽ thay đổi. Lượng mưa có thể tăng lên hoặc giảm đi. Mùa mưa cũng sẽ có những thay đổi về thời gian bắt đầu và kết thúc. Những thay đổi về mưa sẽ dẫn tới những thay đổi về dòng chảy của các sông, tần suất và cường độ các trận lũ, tần suất và đặc điểm của hạn hán, lượng nước trong đất, việc cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt. BĐKH làm thay đổi chế độ thủy văn của các vùng núi, biến động của lũ lụt và dòng chảy sẽ mở rộng hơn nhiều và cường độ của những thay đổi cũng lớn hơn. Các hồ chứa cũng sẽ bị ảnh hưởng do BĐKH. Lượng mưa lớn gây trượt lở đất và nhất là hiện tương bồi lắng sẽ làm cho các hồ giảm sức chứa và nghiêm trọng hơn là trở thành các hồ chết. Lượng mưa lớn cũng làm cho nước từ hồ bị mất do dòng chảy. Chất lượng nước các hồ cũng sẽ thay đổi. Một hậu quả nghiêm trọng khác của BĐKH đối với tài nguyên nước là hạn hán. Những đợt hạn hán trầm trọng kéo dài có thể ảnh hưởng đến xã hội với qui mô rộng hơn nhiều so với lũ lụt. Hạn hán và kèm theo là hoang mạc hóa xảy ra ở nhiều vùng trên thế giới, làm tăng nguy cơ cháy rừng, gây ra những thiệt hại to lớn về kinh tế - xã hội và môi sinh. Vì vậy, bất kỳ sự thay nổi nào do BĐKH gây ra làm giảm tài nguyên nước đều dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng và ảnh hưởng đến nhiều hoạt động từ nông nghiệp, nghề cá, hàng hải, năng lượng, cung cấp nước sinh hoạt v.v... Những tác động này khác nhau đối với từng địa phương. 1.2.2.3. Tác động của biến đổi khí hậu tới vùng duyên hải và đất thấp Hiện nay, trên toàn thế giới có khoảng 46 triệu người đang bị nguy cơ ngập lụt và nước dâng do bão đe dọa. Nếu không có các giải pháp thích ứng, nếu nước biển dâng lên 50cm, số người bị nguy cơ ngập lụt thường xuyên sẽ tăng Nguyễn Thị Phương Anh Kinh tế môi trường 46