Tài liệu Cấu trúc phát hiện tối ưu của hệ thống điện việt nam khi có sự tham gia của phát điện hạt nhân năm 2020

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu. 1.1.1. Đặt vấn đề. Trong những năm gần đây nhu cầu sử dụng điện ngay càng cao. Trên cơ sở đánh giá tăng trưởng nhu cầu điện những năm vùa qua, các dự báo về phát triển kinh tế xã hội giai đoạn 2011-2015 có xét đến năm 2025 vào 2030, tinh thần dự thảo nghị quyết Đại Hội đãng VI. Dự báo nhu cầu điện trong QHĐ VI đã tính toán các phương án nhu cầu phụ tải điện giai đoạn 2011-2030. Trong đó có xét đến tiết kiệm và sử dụng năng lượng hiệu quả, áp dụng công nghệ tiên tiến, kết quả các chương trình dự báo DMS. Dự báo nhu cầu phụ tải điện cho nền kinh tế Việt Nam tương ứng với tốc độ GDP là 7,96%/năm giai đoạn 2011 – 2015, 8,44%/năm giai đoạn 2016 – 2020, 8,64%/năm giai đoạn 2021 – 2030, tưng ứng với mức sản xuất điện năng tương ứng theo các giai đoạn là 15,9%/năm, 11,4%/năm và 8,7%/năm Dự báo điện năng sản xuất theo phương án cơ sở năm 2015 là 194,3 tỷ KWh, Pmax 30,803 MW. Năm 2020 là 329,4 tỷ KWh, Pmax 52,04 MW. Tốc độ tăng nhu cầu điện giai đoạn 2011-2015 là 14,1%/năm, giai đoạn 2016-2020 là 11,3%/năm. Những con số thống kê ở trên cho thấy mức tiêu thụ điện luôn đi đôi với đà sản xuất cũng như tăng trưởng kinh tế và bài toán này hiện nay đang làm các giới chức hữu trách Việt Nam lúng túng. Khi nền kinh tế bắt đầu tăng tốc cũng là lúc Việt Nam nhận ra được nguồn điện của mình không đủ cung cấp cho xã hội và cho các nhà máy có yêu cầu sử dụng điện công nghiệp ngày một tăng cao. Mặc dù nguồn nhiệt điện và thủy điện đã chạy hết công xuất, Việt Nam vẫn phải mua điện của Trung Quốc cho các tỉnh phía Bắc và trong tương lai gần, cho cả miền Trung và Cao nguyên. Theo các các con số thống kê và các nghiên cứu thì vào năm 2015 Việt Nam sẽ thiếu điện trầm trọng. Chính vì vậy giải pháp điện hạt nhân được đưa ra nhằm cân bằng tình trạng thiếu điện trầm trọng này cũng là phương cách tối ưu trong tình hình thiếu điện ở nước ta. Bên cạnh đó điện hạt nhân cũng góp phần HVTH: Lê Thanh Lành Page 1 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường giải quyết lo ngại về ô nhiễm môi sinh vì khí thải của các nhà máy nhiệt điện tại nhiều nước ta. Khi có điện hạt nhân tham gia vào hệ thống điện Việt Nam vào năm 2025 thì sẽ làm thay đổi cấu trúc phát điện, các dạng nguồn cung cấp của toàn hệ thống điện Việt Nam. Vì vậy việc nghiên cứu “Cấu Trúc Phát Điện Tối Ưu Của Hệ Thống Điện Việt Nam Khi Có Sự Tham Gia Của Phát Điện Hạt Nhân 2020” rất quan trọng và cần thiết. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc giá thành phát điện thấp nhất và giảm thiểu lượng khí thải CO2 thải ra môi trường. Nó sẽ giúp chúng ta có được một cơ sở lý luận để điều khiển vận hành tối ưu hệ thống điện nhằm giải quyết hai mục tiêu trên. 1.1.2. Tầm quan trọng của lĩnh vực nghiên cứu. Trước tình trạng thiếu điện hiện nay và gải pháp cho điện hạt nhân tham gia vào hệ thống điện vào năm 2025 là tất yếu. Vì vậy việc nghiên cứu các phương pháp để điều khiển tối ưu hệ thống điện khi có sự tham gia của phát điện hạt nhân là rất cấp bách và cần thiết. Và chính từ đây ta có thể thấy rõ được tầm quan trọng của nguồn điện hạt nhân trong tương lai đối với nền kinh tế Việt Nam. 1.2. Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước. 1.2.1. Các kết quả nghiên cứu trong nước. Hiện nay có nhiều cơ quan, tổ chức, đơn vị trong nước tham gia các dự án nhằm xây dựng quy hoạch, kế hoạch phát triển, chính sách, chiến lược phát triển và điều khiển tối ưu hệ thống điện khi có điện hạt nhân tham gia với các mục tiêu giảm giá thành, giảm CO2 ở Việt Nam như:  Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam là tập đoàn hàng đầu trong lĩnh vực năng lượng tại Việt Nam, đóng vai trò chủ đạo trong nhiệm vụ đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia (www.evn.com).Tháng 07/2007 thủ tướng chính phủ đã ra quyết định phê duyệt Quy Hoạch Phát Triển Điện Lực Quốc Gia Giai Đoạn 2006-2015 có xét đến năm 2025 – Gọi tắt là Quy Hoạch Điện VI. Trong đó đưa ra các quy hoạch về dự báo phụ tải, phát triển nguồn điện, phát triển lưới điện, điện nông thôn - miền núi và hải đảo, nguồn vốn đầu tư, cơ chế tài chính, đổi mới tổ chức quản lý – nâng cao hiệu quả hoạt động,…Tiếp đó, mới đây nhất ngày 21/7/2011, Thủ tướng Chính phủ đã ký Quyết định 1208/QĐ-TTg phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011HVTH: Lê Thanh Lành Page 2 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường 2020 có xét đến năm 2030 (gọi tắt là Quy hoạch điện VII) nhằm đảm bảo ổn định các nguồn cung cấp điện cho hệ thống khi nhu cầu phụ tải tăng cao, và đảm bảo cung cấp đầy đủ điện năng với chất lượng ngày càng cao, giá cả hợp lý cho phát triển kinh tế-xã hội; đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.  Viện Năng Lượng Nguyên Tử Việt Nam (NLNTVN) là tổ chức sự nghiệp khoa học trực thuộc Bộ Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam, thành lập theo nghị quyết số 09/2004/QĐ-BKHCN đã và đang nghiên cứu xây dựng chính sách, phương hướng, chiến lược, quy hoạch và kế hoạch phát triển năng lượng nguyên tử Việt Nam, bên cạnh đó còn thực hiện các nghiên cứu cơ bản, nghiên cứu ứng dụng khoa học kỹ thuật hạt nhân, công nghệ lò phản ứng hạt nhân và nhiên liệu, vật liệu hạt nhân cũng như nghiên cứu phát triển về an toàn bức xạ và an toàn hạt nhân, nghiên cứu công nghệ xử lý và công nghệ quản lý chất thải phóng xạ phục vụ phát triển kinh tế và giảm thiểu tác hại đến môi trường. 1.2.2 Các kết quả nghiên cứu ngoài nước. Mỗi quốc gia đều có các nghiên cứu riêng của theo hằng năm nhằm hoạch định và nghiên cứu điều khiển tối ưu các hệ thống điện nhằm đảm bảo mục tiêu giảm gái thành phát điện và giảm thiểu khí thải CO2. Đặc biệt là các quốc gia phát triển, không chỉ đảm bảo nguồn năng lượng, các quốc gia này đang tích cực hướng đến các chính sách và kế hoạch phát triển theo hướng bảo vệ môi trường sống bằng cách nghiên cứu các biện pháp để giảm thiểu tối đa các khí thải trong quá trình phát triển kinh tế bền vững – gọi chung là chính sách năng lượng xanh. Các nước đi đầu trong lĩnh vực này có thể kể đến như Đức, Thụy Sĩ, Đan Mạch, Bồ Đào Nha, Mỹ, Hàn Quốc… Ở các nước Châu Âu và Châu Mỹ thì các nghiên cứu về hoạch định năng lượng được thực hiện hàng năm. Và các nghiên cứu về điện nguyên tử cũng được chú trọng rất nhiều. Trên đây là sơ lược một số nghiên cứu của các nước trên thế giới trong nổ lực đảm bảo giảm thiểu khí thải CO2, giảm giá thành phát điện và bảo vệ môi trường, cho thấy xu hướng chung của thế giới trong vấn đề năng lượng. HVTH: Lê Thanh Lành Page 3 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường 1.3. Mục đích của đề tài. Trong bối cảnh hội nhập và phát triển đất nước, bên cạnh mặt tích cực chúng ta cũng đang đối mặt với những thách thức trong thời đại mới. Một trong số đó là vấn đề giảm chi phí phát điện từ đó giảm giá thành điện thành phẩm. Cùng với xu thế chung của thế giới việc đảm bảo năng lượng cho phát triển đất nước phải hướng đến một nền kinh tế sạch đảm bảo phát triển bền vững và bảo vệ môi trường sống. Do đó, đề tài được thực hiện với mục đích: Nghiên cứu và tìm ra cấu trúc phát điện tối ưu về công suất lắp đặt của các nhà máy, sản lượng điện năng phát của toàn hệ thống khi có sự tham gia của phát điện hạt nhân vào năm 2025. Xây dựng một cấu trúc phát điện tối ưu với hai mục tiêu chính là giảm giá thành phát điện và giảm lượng khí thải CO2 để bán trên thị trường thế giới. 1.4. Giới hạn đề tài. Do một số các yếu tố về vấn đề an toàn và xử lý các chất phóng xạ của điện hạt nhân đề tài có những giới hạn sau:  Nghiên cứu này chỉ áp dụng cho hệ thống điện Việt Nam.  Không quan tâm đến vấn đề về mức độ an toàn, quá trình và phương pháp xử lý chất thải phóng xạ của điện hạt nhân.  Lấy các số liệu của năm 2011 làm cơ sở dự báo, nghiên cứu và tính toán cho các năm 2025 và 2030. 1.5. Nội dung nghiên cứu. Chương 1: Giới thiệu tổng quan. Chương 2: Hiện trạng các nguồn năng lượng sơ cấp và tình hình phát điện ở Việt Nam. Chương 3: Vấn đề CO2 và thị trường CO2 trên thế giới. Chương 4: Mô hình và tính toán cấu trúc phát điện tối ưu khi có sự tham gia của điện hạt nhân. Chương 5: Kết quả tính toán tối ưu chi phí phát điện Chương 6: Kết luận và kiến nghị. HVTH: Lê Thanh Lành Page 4 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường 1.6. Phương pháp và phương tiện nghiên cứu. Phương pháp: Để đáp ứng được mục tiêu đã đề ra, người thực hiện tiến hành nghiên cứu và giải quyết các vấn đề theo các phương pháp sau:  Thu thập số liệu, tài liệu liên quan đến đề tài. Với các số liệu chưa có ở Việt Nam thì sẽ được lấy các số liệu tương đương từ nước ngoài.  Sử dụng phần mềm.  Thành lập mô hình toán và tính toán tối ưu.  Phân tích kết quả đạt được. Phương tiện:  Tài liệu: Sử dụng các báo cáo khoa học, bài báo,góp ý của giáo viên hướng dẫn, các quyết định, quy hoạch được thủ tướng, chính phủ, các cơ quan liên quan phê duyệt, tổng hợp từ các nguồn trên internet, các hướng dẫn sử dụng đi kèm phần mềm…  Phần mềm: Sử dụng phần mềm LINDO (Linear, INteractive, and Discrete Optimizer) trong việc giải hàm mục tiêu nhằm tối ưu về chi phí phát điện và giảm lượng khí thải CO2. 1.7. Kết quả dự kiến đạt được. Các thông số nghiên cứu:  Các năm nghiên cứu lấy kết quả năm 2011 làm cơ sở nghiên cứu cho năm 2025 và 2030  Tỉ lệ giảm lượng CO2 lần lượt là 0% - 5% - 10% - 15% Kết quả dự kiến đạt được:  Xác định được công suất lắp đặt của từng loại nguồn.  Tính toán được sản lượng điện năng phát tối ưu cho từng loại nguồn.  Tính được chi phí phát điện thấp nhất phục vụ cho mục tiêu giảm thiểu lượng khí thải CO2  Thành lập được các biểu đồ biểu diễn ứng với từng tỉ lệ tham gia vào hệ thống điện Việt Nam. HVTH: Lê Thanh Lành Page 5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường CHƯƠNG 2 HIỆN TRẠNG CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SƠ CẤP VÀ TÌNH HÌNH PHÁT ĐIỆN TẠI ` VIỆT NAM 2.1. Giới thiệu chung. Với nghiên cứu này, người thực hiện mong muốn xây dựng các cấu trúc phát điện tối ưu và các kết quả ứng với từng phương pháp điều khiển tối ưu với từng hàm mục tiêu khác nhau. Và việc tính toán toàn diện về cách năng lượng được sản xuất, chuyển đổi và tiêu thụ ở Việt Nam theo các thực trạng của các nguồn năng lượng hóa thạch. Vì vậy, chương 2 sẽ trình bày một cách tổng quan các nguồn năng lượng sơ cấp đang sử dụng và tỉ lệ đóng góp của từng loại nguồn vào tổng sảng lượng điện năng của hệ thống điện quốc gia. Trong thực tế, có nhiều dạng năng lượng đang được sử dụng nhằm đáp ứng các nhu cầu sử dụng của con người như xăng dầu, điện, khí hóa lỏng, gỗ, than đá, dầu diesel… Trong đó, năng lượng điện là dạng phổ biến nhất hiện nay, vì nó có thể được truyền tải một cách dễ dàng với hiệu suất cao và chi phí hợp lý. Chính vì vậy, khi nhắc đến năng lượng người ta thường nghĩ ngay đến năng lượng điện. Thực tế, người ta cũng sử dụng các nguồn năng lượng kể trên và các nguồn năng lượng tự nhiên khác từ nước, gió, mặt trời, sinh khối…để chuyển hóa thành năng lượng điện để phục vụ đời sống và phát triển kinh tế. 2.2. Các dạng năng lượng sơ cấp. Năng lượng sơ cấp được hiểu là các nguồn năng lượng thô, có sẵn trong tự nhiên, để sử dụng cần phải qua một quá trình gọi là chuyển hóa năng lượng để trở thành nhiệt năng, điện năng, công năng… Có nhiều nguồn năng lượng sơ cấp như: năng lượng hóa thạch (than, dầu, khí đốt), năng lượng sinh khối (rác thải, phế phẩm nông-lâm nghiệp, dầu sinh học,…), năng lượng tự nhiên (gió, mặt trời, địa nhiệt, thủy triều, sóng biển…) hay năng lượng hạt nhân (nhiệt hạch, phân hạch). Mặc dù được đánh giá là có nhiều tiềm năng nhưng Việt Nam đang gặp nhiều khó khăn trong việc khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng sơ cấp để chuyển hóa thành các dạng năng lượng hữu ích như điện, nhiệt phục vụ đời sống. HVTH: Lê Thanh Lành Page 6 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường 2.2.1. Tiềm năng và hiện trạng các dạng năng lượng hóa thạch. 2.2.2. Than. [1],[2] a. Tiềm năng. Đây là nguồn nguyên liệu chủ yếu được cung cấp cho các nhà máy nhiệt điện than, bên cạnh còn phục vụ cho một số ngành khác như phân bón, giấy, xi măng, luyện kim và xuất khẩu. Ngoài các mỏ đang khai thác như các mỏ ở bể than Quảng Ninh, Thái Nguyên, Quảng Nam…trữ lượng trên 15 tỷ tấn, gần đâyTập đoàn Công nghiệp Than-Khoáng sản Việt Nam (Vinacomin) đã cho biết, theo các biện pháp thăm dò và phân tích kỹ thuật thì có một mỏ than diện tích 3.500km2 nằm sâu dưới đồng bằng sông Hồng hàng trăm đến hàng ngàn mét, trải dài từ Hà Nội - Hưng Yên - Hải Dương - Thái Bình... Tổng trữ lượng dự báo là 210 tỷ tấn - lớn hơn rất nhiều so với các mỏ vùng Đông Bắc mà Việt Nam đang khai thác (theo http://vccinews.vntháng 8/2011). Với trữ lượng lớn và chất lượng cao khoáng sản than đang góp phần tăng tỷ lệ đóng góp của các nhà máy nhiệt điện nói riêng và năng lượng nói chung trong cơ cấu năng lượng của Việt Nam. b. Tình hình khai thác than và sử dụng than. [2] Than được sử dụng làm nguyên liệu đầu vào quan trọng cho một số ngành như sản xuất điện, thép và kim loại, xi măng… Than đá và than non thường được dùng trong sản xuất điện và đây là ngành tiêu thụ than lớn nhất hiện nay không chỉ ở Việt Nam mà ở cả các nước khác trên thế giới. Trong công nghiệp thép và kim loại thường dùng loại than cốc. 50 Phát điện Tiệu thụ nội địa Xuất khẩu 6.1 6.8 30 11.4 5.9 10.7 7.3 9.2 7.0 11.3 11.4 12.9 17.1 19.8 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2001 0 2004 10 6.1 12.6 4.5 10.9 3.8 3.2 21.3 24.2 19.4 24.4 18.7 7.1 8.3 16.5 14.7 6.0 10.5 4.2 5.5 6.5 2003 20 2002 Triệu tấn than 40 Hình 2.1: Khai thác, sử dụng và xuất khẩu than Việt Nam 2001 - 2011. HVTH: Lê Thanh Lành Page 7 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường Sản lượng than khai thác qua các năm được trình bày trong Hình 3.1 Có thể thấy rằng sản lượng than khai thác trong những năm gần đây không có nhiều đột biến do không có nhiều các mỏ than mới được phát hiện và đưa vào khai thác. Trong khi nhu cầu tiêu thụ trong nước đang có xu hướng tăng nhanh hướng đến các mục tiêu phát triển kinh tế và phát điện,thì lượng than xuất khẩu đang giảm dần nhằm ưu tiên phục vụ nhu cầu trong nước. Tương lai gần Việt Nam sẽ trở thành nước nhập khẩu than lớn và đây là vấn đề mà các chuyên gia bộ ngành liên quan cần nghiên cứu xem xét xây dựng các kế hoạch dài hạn. 2.2.2.1. Dầu khí. [1] a. Tiềm năng Hiện nay, Việt Nam đã xây dựng được một ngành công nghiệp dầu khí hoàn chỉnh từ khâu thăm dò, khai thác, vận chuyển, chế biến, lưu trữ, phân phối, dịch vụ và xuất nhập khẩu. Ngành dầu khí có vai trò đặc biệt quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế quốc dân với 18-20% GDP và đóng góp 20-30% ngân sách nhà nước (số liệu tổng hợp năm 2010 và 4 tháng đầu năm 2011). Với việc đẩy mạnh đầu tư khảo sát, thăm dò và khai thác đã xác định trữ lượng dầu mỏ Việt Nam đứng thứ 4, và trữ lượng khí đốt đứng thứ 7 trong khu vực Châu Á Thái Bình Dương. Cùng với xu hướng giá dầu mỏ tiếp tục tăng cao sẽ là điều kiện thuận lợi cho ngành có cơ hội tăng trưởng mạnh trong những năm tới. Tuy nhiên, cũng cần phải có cơ chế, chính sách và kế hoạch khai thác để đối phó với những biến động giá dầu trên thế giới cũng như nguy cơ giảm trữ lượng dầu trong nước. Ngoài các sản phẩm cơ bản như xăng, dầu, khí đốt…một trong những sản phẩm quan trọng phục vụ nền kinh tế quốc dân đó là sản phẩm điện khí đang được chú trọng đầu tư. b. Tình hình khai thác dầu-khí. [1] Những năm tới, vấn đề thiếu hụt năng lượng khi các nguồn hóa thạch sơ cấp đã được khai thác gần hết là vấn đề đang được tính đến. Nhằm đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội của đất nước, trong các chiến lược phát triển năng lượng quốc gia không thể không kể đến nguồn năng lượng từ dầu-khí. Định hướng phát triển của ngành là đầu tư phát triển bổ sung đối với các mỏ dầu-khí đang khai thác, mở rộng thăm dò tìm kiếm các mỏ dầu-khí mới, phát triển các đường ống dẫn khí để cấp khí cho các nhà máy điện, các hộ công nghiệp, xây dựng các quy hoạch HVTH: Lê Thanh Lành Page 8 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường tổng thể hệ thống sản xuất – vận chuyển – sử dụng dầu khí trên toàn quốc. Bên cạnh đó phải phát triển công nghệ chế biến dầu khí, giảm dần xuất khẩu ở dạng thô với giá trị kinh tế thấp và nhập các sản phẩm dầu-khí đã qua chế biến với giá cao. Phải hoàn thành đúng kế hoạch xây dựng các trung tâm lọc hóa dầu và chế biến dầu khí để tăng giá trị xuất khẩu đồng thời đáp ứng cho các nhu cầu sử dụng trong nước, trong đó có các nhà máy nhiệt điện khí, dầu. Tính đến hết năm 2010, số lượng mỏ dầu phát hiện tại Việt Nam khoảng gần 30 mỏ[14], tập trung chủ yếu tại các bể trầm tích Đệ Tam như: Sông Hồng, Phú Khánh, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Mã lay – Thổ Chu, Tư Chính – Vũng Mây, nhóm bể Trường Sa và Hoàng Sa. Xét theo quy mô mỏ thì có 7 mỏ có trữ lượng trên 13 triệu tấn, trong đó mỏ dầu Bạch Hổ là lớn nhất thềm lục địa Việt Nam với trữ lượng trên 190 triệu tấn[14]. Ngoài ra, còn nhiều dự án khác đang được phát triển và đưa vào khai thác cả trong và ngoài nước như Tê giác Trắng, Chim Sáo, Đại Hùng giai đoạn 2, RC-6, RC-7, Visovoi (Liên bang Nga), Dana (Malaysia) Sư Tử Trắng, Lan Đỏ, Mèo Trắng, Gấu Trắng, Khối H4-Tê Giác Trắng, Giàn E-1A mỏ Rạng Đông, Tây Khosedaiu (Liên bang Nga), Tây Desaru (Malaysia), Junin 2 (Venezuela)… Đồng thời hoàn tất các thủ tục đầu tư và triển khai liên quan đến phát triển mỏ khí Hải Thạch và Mộc Tinh tại lô 05-2 và 05-3. Triển khai đầu tư dự án đường ống dẫn khí lô B-Ô Môn, vận hành an toàn các nhà máy Đạm Phú Mỹ, Điện Cà Mau 1&2, Điện Nhơn Trạch 1... và tập trung nguồn lực để đẩy nhanh việc hoàn thành các dự án đầu tư, đặc biệt là các dự án trọng điểm như: Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, Liên hợp Lọc hóa dầu Nghi Sơn, Nhà máy Lọc dầu Long Sơn, Tổ hợp Hóa dầu Miền Nam...nhằm tăng cường năng lực phát điện cũng như chế biến xăng dầu và sản phẩm từ dầu mỏ khác. Sản lượng khai thác dầu thô có tốc độ tăng trưởng trung bình khoảng 19.7%/năm giai đoạn 1990-2000, tuy nhiên giai đoạn từ 2000-2011 có xu hướng giảm do đã đưa vào khai thác hầu hết các mỏ đã được thăm dò. Đối với khí đốt nhờ bắt đầu áp dụng các công nghệ thu hồi và xử lý khí, đã có thể khai thác được khí tự nhiên, khí đồng hành thay vì phải đốt bỏ như công nghệ cũ do đó tốc độ tăng trưởng bình quân là tương đối cao, khoảng 22.4%/năm giai đoạn 2001-2011. HVTH: Lê Thanh Lành Page 9 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường Tỷ m3 8 NG-Gen. NG-DUse. 25 CO-Pro. Dầu thô 20 6 15 Khí 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 0 2004 0 2003 5 2002 2 2001 10 2000 4 Triệu tấn dầu (MTOE) 10 NG-Gen: Sản lượng khí dùng sản xuất điện NG-DUse: Sản lượng khí dùng tiêu thụ nội địa; CO-Pro: Sản lượng dầu thô. Hình 2.2: Sản lượng khí tự nhiên và dầu thô ở Việt Nam giai đoạn 2000-2011 Sản lượng khai thác dầu thô và khí đốt giai đoạn 2001 – 2011 được thể hiện trên hình 3.2.Có thể thấy, hiện nay phần lớn lượng khí khai thác được sử dụng để phát điện, phần còn lại được dùng cho nhu cầu sản xuất công nghiệp trong nước đặc biệt là sản xuất phân đạm, sản xuất nhiệt... 2.3. Năng lượng điện. 2.3.1. Tổng quan về ngành điện Việt Nam. [2],[5],[1], [13] Đặc điểm nổi bật của ngành Điện Việt Nam là tính độc quyền cao với Tập đoàn điện lực (EVN) là người mua và bán điện duy nhất tới tay người tiêu dùng. Ngành điện bao gồm 4 khâu là: đầu tư, phát điện, truyền tải và phân phối thì EVN gần như độc quyền trong khâu truyền tải và phân phối. Các công ty sản xuất điện độc lập (PPI) không được bán điện trực tiếp cho người tiêu dùng mà phải thông qua đàm phán, ký kết hợp đồng thỏa thuận giá với EVN. Hầu hết các công ty trong ngành đều do EVN quản lý, điều tiết, phân bổ nguồn và sản lượng điện. Việc đảm bảo cung cấp đủ điện nói riêng và năng lượng nói chung là trách nhiệm của ba tập đoàn kinh tế là EVN (Tập đoàn điện lực Việt Nam), PVN (Tập đoàn dầu khí Việt Nam) và KTV (Tập đoàn công nghiệp than - khoáng sản Việt Nam). Sản HVTH: Lê Thanh Lành Page 10 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường lượng dầu khí và than khai thác được ưu tiên tối đa cho hoạt động sản xuất điện trong những năm vừa qua và định hướng cho những năm tới. Trong những năm vừa qua tình hình cung-cầu về điện của Việt Nam đều có xu hướng tăng. Đó là cơ hội để phát triển của ngành điện nhưng cũng là thách thức trong việc đảm bảo cung cấp điện cho nhu cầu sử dụng và chất lượng điện năng ngày càng tăng của xã hội. Hình 2.3 thể hiện tổng sản lượng điện sản xuất và mua ngoài của EVN từ năm 2004 đến nay. 120 100 Tỷ kWh 80 60 40 20 2011f 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 0 Hình 2.3:Sản lượng điện sản xuất và mua ngoài qua các năm (Tỷ kWh). Trong đó, đóng góp của EVN trong tổng sản lượng điện luôn chiếm một tỷ lệ lớn, đặc biệt là trong giai đoạn đầu khi mà lĩnh vực đầu tư cho ngành điện chưa được quan tâm đúng mức và các chính sách chưa được mở rộng. Theo thời gian, kinh tế điện đã có những bước phát triển mạnh mẽ, nhiều công ty điện lực đã đi vào hoạt động. Tuy nhiên, tỷ trọng của EVN vẫn rất lớn. Ví dụ năm 2010 tỷ lệ này là 65%, và trong 9 tháng đầu năm 2011 là 47.1%.Tương lai có thể có thêm nhiều nguồn cung cấp điện phục vụ nhu cầu của cả nước tuy nhiên vai trò của EVN trong an ninh năng lượng quốc gia gần như không thay đổi, vẫn giữ vai trò đầu tàu trong chiến lược phát triển năng lượng ở nước ta. Điện năng sản xuất ở Việt Nam chủ yếu đến từ thủy điện với tỷ trọng khá lớn, tiếp đến là nhiệt điện bao gồm các nhà máy nhiệt điện than, nhiệt điện khí, nhiệt điện dầu. Bên cạnh đó con có nguồn điện đến từ các dạng năng lượng tái tạo như: mặt trời, HVTH: Lê Thanh Lành Page 11 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường gió, hạt nhân,… đang ngày càng được quan tâm hơn trong các chiến lược phát triển năng lượng sạch. Lượng thiếu hụt sẽ được nhập khẩu từ các nước lân cận như Trung Quốc, Lào, Campuchia. Hình 2.4: Cơ cấu đóng góp trong ngành điện năm 2010 [1] Theo quy hoạch phát triển lưới điện quốc gia Việt Nam giai đoạn 2011-2020 có tầm nhìn 2030[1] (gọi tắt là Quy Hoạch Điện VII) thì cơ cấu các nguồn điện sẽ có sự dịch chuyển. Nguồn điện quan trọng nhất vẫn là nhiệt điện và thủy điện, điện nguyên tử và năng lượng tái tạo tăng dần trong giai đoạn 2010-2020 và sẽ dần trở nên tương đối quan trọng trong giai đoạn 2020-2030. Thuỷ điện lớn đến năm 2020 gần như sẽ được khai thác hết khả năng, giai đoạn 2020-2030 chỉ có thuỷ điện tích năng được đầu tư thêm. Mục tiêu của quy hoạch điện VII là nhằm cung cấp đủ nhu cầu điện để phát triển kinh tế và đảm bảo đời sống xã hội. Hình 2.5 và 2.6 trình bày rõ hơn cơ cấu nguồn điện trong tương lai theo quy hoạch điện VII. HVTH: Lê Thanh Lành Page 12 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 4.5% GVHD: TS.Võ Viết Cường 2.1% 3.0% 10.1% 3.8% 6.0% 19.6% 46.8% 9.3% 56.4% 24.0% Nhiệt điện than Nhiệt điện dầu-khí Thủy điện-Thủy điện tích năng Năng lượng tái tạo Hạt nhân Nhập khẩu Hình 2.5: Cơ cấu đóng góp trong ngành điện đến năm 2020. [4] 14.4% Nhiệt điện than Nhiệt điện dầu-khí Thủy điện-Thủy điện tích năng Năng lượng tái tạo Hạt nhân Nhập khẩu Hình 2.6: Cơ cấu đóng góp trong ngành điện đến năm 2030. [4] Quy hoạch điện VII nhấn mạnh đến mục tiêu phải nâng cấp, cải tiến công nghệ để sử dụng điện có hiệu quả, từ khâu sản xuất đến khâu tiêu thụ.Từ đó tiến đến mục tiêu giảm dần hệ số đàn hồi giữa tốc độ tăng nhu cầu điện và GDP, theo đó hệ số này sẽ giảm từ 2 lần hiện nay xuống còn 1,5 lần vào năm 2015 và tiếp tục giảm xuống 1 vào năm 2020.Quy hoạch cũng xác định mục tiêu ưu tiên phát triển nguồn năng lượng tái tạo (điện gió, điện mặt trời, điện sinh khối,...) cho sản xuất điện, tăng tỷ lệ điện năng sản xuất từ nguồn năng lượng này đạt mức 5.6% tổng điện năng sản xuất vào năm 2020 và đạt 9.4% vào năm 2030. 2.3.2.Thủy điện. [5],[1], [13] a. Tiềm năng thủy điện. [1] Việt Nam có diện tích khoảng 331000 km2, đồi núi và cao nguyên chiếm 4/5 diện tích. Việt Nam lại nằm ở vùng nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều, lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2000 mm và hệ thống sông ngòi rất đa dạng, trải khắp cả nước (có 2400 con sông có chiều dài lớn hơn 10 km[1]). Do đó, tiềm năng về thủy điện của nước ta khá lớn. Về mặt lý thuyết tiềm năng này khoảng 300 tỷ kWh và tiềm năng kỹ thuật xác định khoảng 123 tỷ kWh tương đươngvới công suất lắp máy khoảng 31000 MW. Tiềm năng kinh tế, kỹ thuật hiện được xác định khoảng 75÷80 tỷ kWh, HVTH: Lê Thanh Lành Page 13 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường tương đương với công suất lắp máy khoảng 18000÷20000 MW. Hiện nay, các công trình thủy điện đã khai thác đượckhoảng 4800 MW (trên 20% tiềm năng kinh thế, kỹ thuật của thủy điện). Như vậy, có thể thấy tiềm năng thủy điện của nước ta vẫn cònvà đang được quy hoạch nhằm khai thác hợp lý tài nguyên phục vụ phát triển kinh tế. b. Khai thác và đầu tư cho thủy điện. [1] Nhu cầu và kế hoạch phát triển thủy điện đang được Tập Đoàn Điện Lực Việt Namđầu tư triển khai mạnh trong giai đoạn từ 2010-2015 và có xu hướng giảm dần trong giai đoạn sau đó do tiềm năng khai thác giảm, tuy nhiên các nhà máy thủy điện tích năng và thủy điện nhỏ vẫn tiếp tục được nghiên cứu phát triển. Bảng 2.1 Liệt kê các nhà máy thủy điện đang vận hành (Tổng công suất: 4449MW) tính đến năm 2010. Bảng 2.1: Các nhà máy thủy điện đang vận hành. [2] STT Tên công trình Tỉnh Công suất (MW) Hòa Bình 1920 Gia Lai 720 Đồng Nai 400 Bình Thuận 300 Gia Lai 260 1 Hòa Bình 2 Yaly 3 Trị An 4 Hàm Thuận 5 Sê San 3 6 Đa Mi Bình Thuận 175 7 Đa Nhim Ninh Thuận 160 8 Thác Mơ Bình Phước 150 9 Thác Bà Yên Bái 100 10 Cần Đơn Bình Phước 78 11 Sông Hinh Phú Yên 70 12 Vĩnh Sơn Bình Định 66 HVTH: Lê Thanh Lành Page 14 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 13 GVHD: TS.Võ Viết Cường Các nhà máy thủy điện nhỏ 50 Tổng công suất 4.449 Nguồn: Hội Đập Lớn và Phát Triển Nguồn Nước Việt Nam. Các nhà máy thủy điện đang được triển khai xây dựng và dự kiến đưa vào sử dụng từ cuối năm 2010 đến cuối năm 2012 (Tổng công suất: 6698MW). Bảng 2.2:Các nhà máy thủy điện đang triển khai. [2] STT Tên công trình Tỉnh Công suất (MW) Tuyên Quang 342 Sơn La 2.400 Huội Quảng 520 1 Tuyên Quang 2 Sơn La 3 Huội Quảng 4 Bản Chát Lai Châu 220 5 Bản Vẽ Nghệ An 320 6 Quảng Trị Quảng Trị 64 7 Sông Tranh 2 Quảng Nam 190 8 Sông Ba Hạ Phú Yên 220 9 An Khê-Kanak Gia Lai 173 10 A Vương Quảng Nam 210 11 Đồng Nai 3 Lâm Đồng 240 12 Đồng Nai 4 Lâm Đồng 270 13 Đại Ninh Lâm Đồng 300 14 Bắc Bình Bình Thuận 33 15 Buôn Tou Srah ĐakLak 86 16 Buôn Kuop ĐakLak 280 17 Srêpok 3 ĐakLak 220 18 PleiKrông Kon Tum 110 HVTH: Lê Thanh Lành Page 15 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường 19 Sê San 4 Gia Lai 330 20 A Lưới Thừa Thiên-Huế 170 Tổng công suất 6.698 Nguồn: Hội Đập Lớn và Phát Triển Nguồn Nước Việt Nam Các nhà máy đang triển khai chuẩn bị đầu tư để đưa vào vận hành vào cuối năm 2015 (Tổng công suất: 1905MW). Bảng 2.3:Các nhà máy thủy điện đang triển khai chuẩn bị đầu tư. [1] STT Tên công trình Tỉnh Công suất (MW) 1 Lai Châu Lai Châu 1200 2 Trung Sơn Thanh Hóa 250 3 Sông Bung 2 Quảng Nam 100 4 Sông Bung 4 Quảng Nam 145 5 Sông Bung 5 Quảng Nam 60 6 Khe Bố Nghệ An 90 7 Sê San 4a Gia Lai 60 Tổng công suất 1905 Nguồn: Hội Đập Lớn và Phát Triển Nguồn Nước Việt Nam Các nhà máy thủy điện tích năng hiện EVN đang triển khai công tác chuẩn bị, đầu tư để đưa vào vận hành vào năm 2018-2022 với tổng công suất dự kiến khoảng 4800MW. Ngoài ra còn có các nhà máy thủy điện với công suất lắp máy lớn hơn 30MW do các đơn vị trong nước làm chủ đầu tư theo các hình thức vốn BOT, IPP đang triển khai xây dựng và đưa vào vận hành dự kiến: + Giai đoạn 2011-2015: Khoảng 3100MW. + Giai đoạn 2016-2020: Khoảng 1000MW HVTH: Lê Thanh Lành Page 16 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường Các nhà máy thủy điện nhỏ cũng đang được đầu tư và dự kiến đưa vào vận hành: + Giai đoạn 2011-2015: Khoảng 500MW. + Giai đoạn 2016-2020: Khoảng 1000MW. 2.3.3.Nhiệt điện. [5],[1],[13] Khi các tiềm năng về thủy điện đáp ứng được các yêu cầu về kinh tế-kỹ thuật đang dần được khai thác hết thì các nhà máy nhiệt điện ngày càng quan trọng trongcơ cấu ngành điện Việt Nam.Có thể thấy rằng nguồn năng lượng từ khai thác than và dầukhí có đóng góp đáng kể trong cơ cấu nguồn năng lượng, hầu hết chúng được sử dụng cho sản xuất điện và một phần để đáp ứng cho các nhu cầu năng lượng khác phục vụ sản xuất công nghiệp và đời sống. 2.3.3.1. Nhiệt điện than. [1], [13] Như đã trình bày than hiện đang là năng lượng chủ yếu trong các nhà máy nhiệt điện.Bên cạnh đó, theo Quy hoạch điện VII, nhằm đảm bảo an ninh năng lượng cho chiến lược phát triển kinh tế và đảm bảo đời sống xã hội, trong thời gian tới nhiều dự án nhà máy nhiệt điện kể cả than và dầu khí được xây dựng và đưa vào sử dụng. Do đó, Việt Nam từ một nước xuất khẩu than sẽ chuyển dần thành nước nhập khẩu than để đáp ứng cho nhu cầu sử dụng trong nước đặc biệt là dùng cho các nhà máy nhiệt điện than. Các nhà máy nhiệt điện than đang vận hành tính đến năm 2010 (Tổng công suất: 5347 MW). Bảng 2.4: Các nhà máy nhiệt điện than đang vận hành. [1] STT Tên công trình Tỉnh Công suất (MW) 1 Phả Lại 1 Hải Dương 440 2 Phả Lại 2 Hải Dương 600 3 Uông Bí 1; UB MR1; UB MR2 Quảng Ninh 410 4 Na Dương 1 Lạng Sơn 100 5 Sơn Động Bắc Giang 220 HVTH: Lê Thanh Lành Page 17 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường 6 Hải Phòng 1 Hải Phòng 600 7 Hải Phòng 2 Hải Phòng 600 8 Quảng Ninh 1 Quảng Ninh 600 9 Quảng Ninh 2 Quảng Ninh 600 10 Cẩm Phả 1 Quảng Ninh 300 11 Cẩm Phả 2 Quảng Ninh 300 12 Cao Ngạn Thái Nguyên 100 13 Nông Sơn Quảng Nam 30 14 Sơn Động Bắc Giang 200 15 Thủ Đức HCM 247 Tổng công suất 5.347 Các nhà máy nhiệt điện than đang được triển khai thực hiện dự kiến đưa vào sử dụng trên lưới trong giai đoạn 2013-2022 (Tổng công suất: 32686 MW). Bảng 2.5: Các nhà máy nhiệt điện than đang triển khai. [1] STT Tên công trình Tỉnh Công suất (MW) 1 Duyên Hải 1 Trà Vinh 1.200 2 Duyên Hải 2 Trà Vinh 1.200 3 Long Phú Sóc Trăng 1.200 4 Sông Hậu 2 Hậu Giang 2.000 5 TTNĐ Kiên Lương Kiên Giang 4.400 6 Vĩnh Tân 1 Bình Thuận 1.200 7 Vĩnh Tân 2 Bình Thuận 1.200 8 Vĩnh Tân 3 Bình Thuận 2.000 9 Vân Phong 1 Khánh Hòa 1.120 10 Vân Phong 2 Khánh Hòa 1.120 HVTH: Lê Thanh Lành Page 18 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường 11 Vũng Áng 1 Hà Tĩnh 1.200 12 Vũng Áng 2 Hà Tĩnh 1.200 13 Quỳnh lập 1 Nghệ An 1.200 Nghệ An 1.200 14 Quỳnh lập 2 15 Mông Dương 1 Quảng Ninh 1.080 16 Mông Dương 2 Quảng Ninh 1.120 17 Mạo Khê Quảng Ninh 440 18 Quảng Trạch 1 Quảng Bình 1.200 19 Đảo Lý Sơn Quảng Ngãi 6 20 Hải Phòng 3 Hải Phòng 2.400 21 Nghi Sơn 1 Thanh Hóa 600 22 Thái Bình 1 Thái Bình 600 23 Thái Bình 2 Thái Bình 1.200 24 Nam Định Nam Định 2.400 25 Na Dương 2 Lạng Sơn 100 26 An Khánh 1 (Việt-Trung) Thái Nguyên 100 Tổng công suất 32.686 2.3.3.2. Nhiệt điện khí - dầu. [5, [1]] Công nghiệp dầu – khí nước ta đang có những bước phát triển vượt bậc cả về công nghệ khai thác và chế biến, từng bước tăng thị phần phục vụ nhu cầu năng lượng trong nước, giảm dần xuất khẩu các nguyên liệu thô, tăng các sản phẩm đã qua chế biến với giá trị kinh tế cao. Nhờ công nghệ thu hồi và xử lý khí được cải thiện đáng kể, hiện nay khai thác khí tự nhiên và khí đồng hành phục vụ cho các nhà máy nhiệt điện khí, các trung tâm năng lượng khí – điện – đạm, các hộ công nghiệp đang đạt tốc độ tăng trưởng cao.Tuy nhiên, việc hạn chế về nguồn cung, công tác thăm dò chưa mang HVTH: Lê Thanh Lành Page 19 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.Võ Viết Cường lại kết quả khả quan, do đó không có nhiều các nhà máy nhiệt điện khí, trung tâm năng lượng khí – điện – đạm được cấp phép đầu tư. Chủ yếu là mở rộng, nâng cấp và triển khai các dự án đã được cấp phép.Đặc biệt chú trọng đến công nghiệp lọc hóa dầunhằm thu được lợi nhuận cao từ các sản phẩm đã qua chế biến, giảm bớt lượng ngoại tệ do nhập khẩu các sản phẩm này. - Các nhà máy nhiệt điện khí-dầu đang vận hành (Tổng công suất: 7952 MW) tính đến cuối năm 2010. Bảng 2.6: Các nhà máy nhiệt điện khí – dầu đang vận hành. [1] STT Tên công trình Tỉnh Công suất (MW) 1 Phú Mỹ 1 Bà Rịa-Vũng Tàu 1.114 2 Phú Mỹ 2.1 Bà Rịa-Vũng Tàu 514 3 Phú Mỹ 2.1 mở rộng Bà Rịa-Vũng Tàu 453 4 Phú Mỹ 4 Bà Rịa-Vũng Tàu 468 5 Phú Mỹ 2.2 Bà Rịa-Vũng Tàu 733 6 Phú Mỹ 3 Bà Rịa-Vũng Tàu 733 7 Bà Rịa Bà Rịa-Vũng Tàu 389 8 Nhơn Trạch 1 Đồng Nai 450 9 Nhơn Trạch 2 Đồng Nai 750 10 Cà Mau 1 Cà Mau 750 11 Cà Mau 2 Cà Mau 750 12 NĐ Cần Thơ Cần Thơ 188 13 Ô Môn 1 Cần Thơ 660 Tổng công suất 7.952 - Các nhà máy nhiệt điện khí – dầu đang được triển khai thực hiện dự kiến đưa vào sử dụng trên lưới trong giai đoạn 2013-2018 (Tổng công suất: 2.140 MW). HVTH: Lê Thanh Lành Page 20