class="bi x0 y0 w1 h1"

1
LỜI NÓI ĐẦU Yêu cầu tiêu thụ năng lượng trên thế giới tăng từ 3 đến 10 lần trong mỗi chu kỳ 10
năm. Khủng hoảng do năng lượng tăng đã ảnh hưởng đến sự lựa chọn nguồn năng
lượng tiêu thụ trong từng nhà của người dân. Điều này cũng không loại trừ đối với
Việt Nam. Tính trung bình trong khoảng thời gian từ năm 1995 đến năm 2000, tiêu
thụ năng l
ượng của nước ta tăng 13,9% và trong khoảng thời gian tiếp theo từ 2001
đến 2004 con số tăng tương ứng là 14,6%, hậu quả của nó là tác động đến môi trường
của tất cả các nguồn năng lượng truyền thống ngày càng nghiêm trọng. Vấn đề biến
đổi khí hậu mà chúng ta đang đối mặt càng gia tăng sức ép, buộc các quốc gia phải
thay đổi chính sách năng lượng từ sử dụng nhiên liệu hóa thạch sang các dạ
ng năng
lượng tái tạo. Được khởi động bằng sự cần thiết khai thác các nguồn năng lượng sạch,
tái tạo và ổn định và phù hợp với Hiệp định Kyoto, các nghiên cứu và triển khai trong
việc xử dụng năng lượng sạch – nguồn năng lượng xanh đại dương đã được khởi
xướng ít nhất cách đây ba chục năm. Năm 1973, tổ chức Năng lượng Quốc t
ế (IEA)
đã thi hành Thỏa thuận về Chương trình Nghiên cứu và Phát triển Năng lượng Sóng.
Trong chương trình này có 6 nước phát triển tham gia và chương trình gồm 3 nội
dung tập trung vào vấn đề các thông tin về trường sóng biển, trao đổi các thông tin về
nghiên cứu và phát triển năng lượng sóng và các thử nghiệm trên biển.
Việt Nam có hơn 3400 km đường bờ biển với hơn 3000 đảo và quần đảo lớn nhỏ,
điều này làm cho nước ta trở thành một trong các nướ

có trình độ chuyên sâu về nghiên cứu và giảng dạy nhiều năm tại viện nghiên cứu và
trường đại học. Một số các kết quả được đúc kết trong quá trình thực hiện đề tài
nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước mã số KC.09.19/06-10 “Nghiên cứu đánh giá
tiềm năng các nguồn năng lượng biển chủ yếu và đề xuất các gi
ải pháp khai thác” và
các báo cáo tại các Hội nghị về Khoa học Năng lượng biển Việt Nam tại Hạ Long
năm 2007 và tại Hà Nội năm 2009.
Đây là một cuốn sách với nội dung rất rộng, đề cập đến một vấn đề khá mới, liên
quan đến lĩnh vực năng lượng, đồng thời cũng có nhiều nội dung liên quan đến các
công nghệ khai thác năng lượng là các lĩnh vực chuyên môn khá xa lạ với nhóm các
tác gi
ả. Do vậy không thể tránh khỏi sự khiếm khuyết, các tác giả rất mong có sự đóng
góp ý kiến của các đồng nghiệp và sự đồng cảm.
Tham gia biên soạn có các cán bộ, nhà khoa học của nhiều cơ quan khác nhau có
trình độ chuyên môn và kinh nghiệm về nghiên cứu các dạng năng lượng tái tạo, về
nghiên cứu chính sách phát triển, khai thác và sử dụng năng lượng. Tập thể các tác giả
biên soạn, ngoài hai tác giả chính còn có: TS. Trần Quy, PGS. TS. Hoàng Xuân Cơ,
TS. Trần Thanh Lâm và PGS. TS. Nguyễ
n Xuân Cự.
Trong quá trình biên soạn chuyên khảo này, chúng tôi đã nhận được sự quan tâm
và giúp đỡ nhiệt tình của Lãnh đạo Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Lãnh đạo
Nhà xuất bản Khoa học tự nhiên và Công nghệ thuộc Viện Khoa học và Công nghệ
Việt Nam và Viện Cơ học. Chúng tôi cũng nhận được sự ủng hộ và khuyến khích
hiệu quả từ Chương trình Khoa học Công nghệ Biển trọng điểm cấp Nhà nướ
c
KC.09/06-10 “Khoa học và công nghệ biển phục vụ phát triển bền vững kinh tế - xã
hội”. Chúng tôi xin được chân thành cảm ơn.
Các tác giả

3

ượng khai thác từ sóng biển
17
I.2.5. Năng lượng khai thác từ chênh lệch nhiệt độ nước biển
18
I.2.6. Năng lượng khai thác từ chênh lệch độ mặn
18
I.3. Nghiên cứu khai thác năng lượng tái tạo ở Việt Nam
18
I.3.1. Mục tiêu tổng quát phát triển ngành năng lượng Việt Nam
trong giai đoạn tới
19
I.3.2. Năng lượng bức xạ Mặt trời
26
Nguyễn Mạnh Hùng, Dương Công Điển và những người khác
4
I.3.3. Năng lượng gió
27
I.3.4. Thủy điện nhỏ
43
I.3.5. Năng lượng sinh học
51
I.3.6. Nghiên cứu khai thác năng lượng biển tại Việt Nam
59
I.4. Khó khăn và thách thức đối với nghiên cứu khai thác các
nguồn năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng tái
tạo trên biển nói riêng tại Việt Nam
67 Chương II. LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ TRƯỜNG SÓNG VÙNG

80
Mục lục
5

II.5. Lý thuyết phổ sóng
82
II.5.1. Phổ tần vùng nước sâu
82
II.5.2. Phổ tần vùng ven bờ
84
II.5.3. Phổ hai chiều, các dạng hàm phân bố góc
86
II.6. Năng lượng sóng
88
II.6.1. Cơ sở lý thuyết về năng lượng sóng, mật độ năng
lượng sóng
88
II.6.2. Thông lượng năng lượng sóng
89
II.7. Mô hình tính sóng toàn cầu
91
II.7.1. Lịch sử phát triển các phương pháp, mô hình tính sóng
91
II.7.2. Mô hình tính sóng áp dụng cho khu vực Biển Đông và ven
bờ phục vụ tính toán năng l
ượng sóng. Mô hình tính sóng
thế hệ 3 – SWAN
93
II.8. Đo đạc trường sóng
106

III.2.3. Nguyên lý sử dụng phương pháp dao động thuỷ lực để biến
đổi điện năng bằng cách tạo áp suất không khí
123
III.2.4. Nguyên lý sử dụng phương pháp l
ắc có công suất lớn để
biến đổi năng lượng sóng sang cơ - điện năng
124
III.2.5. Nguyên lý tạo điện năng từ sóng với công suất nhỏ thông
qua tuốc bin thuỷ lực
125
III.2.6. Nguyên lý tạo điện năng bằng guồng quay
125
III.2.7. Phương pháp tích tụ năng lượng sóng biển để chuyển sang
điện năng với công suất lớn
126
III.3. Các loại thiế
t bị chuyển đổi năng lượng sóng thành điện
năng được nghiên cứu trên thế giới
127
III.4. Ma trận năng lượng của các thiết bị chuyển đổi năng
lượng sóng thành điện năng
154
Chương IV. NĂNG LƯỢNG SÓNG KHU VỰC BIỂN ĐÔNG
VÀ VÙNG BIỂN VIỆT NAM
155
ng năng
lượng tái tạo
225
V.1.1. Phát huy những ưu thế thân thiện môi trường
225
V.1.2. Hạn chế và ngăn chặn khả năng tác động xấu đến môi
trường
230
V.2. Chính sách năng lượng của Việt Nam
232
V.2.1. Tóm tắt nội dung chính
232
V.2.2. Phân tích khuyến khích về đầu tư, tài chính, nhân lực
237
V.3. Định hướng phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam
239
V.4. Hợp tác quố
c tế về phát triển năng lượng tái tạo
242
V.4.1. Xu hướng của thế giới
242
V.4.2. Hợp tác quốc tế của Việt Nam
245 TÀI LIỆU THAM KHẢO
247 9

Anh. Các cơ quan thực hiện và tài trợ các nhà máy và mô hình trình diễn khai
thác năng lượng sóng là các chính phủ, các nhà công nghiệp, các công ty đầu tư
và các cơ quan khai thác điện năng. Một số các công ty thương mại cũng đưa ra
các thiết bị khai thác năng lượng sóng ở giai đoạn trình diễn.
Khác với năng lượng thủy triều, là năng lượng được tạo ra do lực hút củ
a Mặt
trăng, Mặt trời lên Trái đất, năng lượng sóng là năng lượng phát sinh do gió. Có
thể nhấn mạnh rằng năng lượng sóng trên mặt biển lớn hơn 5 lần năng lượng gió
Nguyễn Mạnh Hùng, Dương Công Điển và những người khác
10
tương ứng tại độ cao 20 mét phía trên mặt biển và lớn hơn khoảng 20 – 30 lần
năng lượng bức xạ Mặt trời.
Một phần năng lượng bức xạ Mặt trời mà Trái đất nhận được, được chuyển đổi
thành năng lượng gió thông qua sự đốt nóng khác nhau trên Trái đất. Một phần
năng lượng gió đó lại được truyền cho mặt nước tạo ra sóng. Trong khi năng
lượ
ng bức xạ trung bình phụ thuộc vào một loạt các yếu tố như khí hậu, vĩ độ, thì
lượng năng lượng truyền cho sóng phụ thuộc vào tốc độ gió, thời gian gió thổi và
khoảng cách gió thổi (được gọi là đà sóng). Trường gió mạnh tồn tại trong thời
gian dài sẽ tạo ra trường sóng phát triển hoàn toàn và điều kiện này nếu tồn tại ổn
định và đều đặn trong năm sẽ tạ
o ra nguồn năng lượng sóng hữu ích. Những sóng
có năng lượng lớn trên Trái đất thường được tạo ra trong dải vĩ độ 30
0
đến 60
0
.
Ngoài ra cũng tồn tại các vùng sóng lớn trong dải vĩ độ +/- 30
0
gần xích đạo do

Theo các số liệu thống kê và dự báo của Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ
(EIA) thì mức tiêu thụ năng lượng của thế giới sẽ tăng 57% trong thời gian từ
năm 2004 đến năm 2030, trong đó mức tiêu thụ điện năng sẽ tăng với tốc độ
trung bình một năm là 0,46 kW/giờ/người. Hậu quả của sự gia tăng nhu cầu năng
lượng này là sự tăng r
ất mạnh lượng khí thải CO
2
. Nếu như năm 2004 có 26,9 tỷ
mét khối lượng khí này thải vào khí quyển thì đến năm 2015, con số này sẽ là
33,9 và năm 2030 là 42,9 tỷ mét khối [16]. Để khắc phục sự cạn kiệt các nguồn
năng lượng truyền thống - không tái tạo được, đồng thời để hạn chế sự ô nhiễm
môi trường do khai thác năng lượng gây ra, đã tập trung nghiên cứu khai thác các
nguồn năng lượng sạch, tái tạo được như
năng lượng bức xạ, gió, địa nhiệt, sinh
khối, thủy điện, thủy triều, dòng chảy, sóng và một số nguồn năng lượng khác.
Các nguồn năng lượng trên, ngoài năng lượng địa nhiệt, sinh khối và năng lượng
thủy triều (do tác động của cả Mặt trời và Mặt trăng), các nguồn còn lại đều do
tác động trực tiếp của Mặt trời nên được gọi là n
ăng lượng Mặt trời. Nguồn năng
lượng của Mặt trời rất phong phú: ở tầng trên của khí quyển được đánh giá bằng
1,38 kW/m
2
và khi đi qua bầu khí quyển bị yếu đi, đến mặt đất nó còn lại khoảng
0,5 - 1,0 kW/m
2
. Nguồn năng lượng này thay đổi theo chu kỳ ngày, mùa và năm
và là nguồn gốc của tất cả các dạng năng lượng khác trên Trái đất. Các nguồn
năng lượng tái tạo này tồn tại trên biển, đại dương được gọi là năng lượng tái tạo
trên biển. Lấy một ví dụ về năng lượng sóng: theo các đánh giá sơ bộ, mật độ
năng lượng sóng trung bình trên các đại dương là 2,7 W/m

kW). Cũng theo tạp chí của EPRI thì vấn đề cốt lõi là cần thiết phải
đầu tư phát triển công nghệ khai thác các nguồn năng lượng tái tạo, EPRI cho
rằng trong những năm tới công nghệ khai thác các nguồn năng lượng tái tạo như
bức xạ Mặt trời, sinh khối và năng lượng sóng sẽ được ưu tiên đầu tư.
Từ những năm 70, các nước có vùng biển rộng và khoa học tiên tiến như Na
Uy, Th
ụy Điển, Mỹ, Pháp và Nhật đã có các chương trình nghiên cứu về năng
lượng sóng. Nhà máy năng lượng sóng đầu tiên được xây dựng ở Na Uy năm
1984 và hoàn thành năm 1986.
Trên toàn thế giới đã có 45 quốc gia thiết lập các chương trình, mục tiêu
quốc gia về năng lượng tái tạo. Đến giữa năm 2005, ít nhất 43 quốc gia đã có
mục tiêu quốc gia về năng lượng tái tạo, bao gồm cả 25 nước EU. Liên minh
Châu Âu đ
ã đề ra mục tiêu cho toàn Châu Âu như sau: đạt 21% điện lượng và
12% của tổng năng lượng đến 2010. 43 quốc gia, 18 bang của nước Mỹ (và
một quận của bang Columbia) và 3 tỉnh của Canada đã có những mục tiêu dựa
trên các tiêu chuẩn về năng lượng tái tạo (mặc dù cả Mỹ và Canada không có
mục tiêu quốc gia về năng lượng tái tạo). Ngoài ra, 7 tỉnh của Canada cũng
đang thiết lập các mục tiêu về năng l
ượng tái tạo. Phần lớn các mục tiêu quốc
gia đều đưa ra tỷ lệ phần trăm năng lượng tái tạo trong tổng điện lượng, thông
thường từ 5% đến 30%, tỷ trọng trong công suất xây lắp từ 1% đến 78%. Các
mục tiêu khác là tỷ trọng trên tổng năng lượng sơ cấp, đặc biệt là công suất
xây lắp, hoặc tổng điện lượng phát từ năng lượng tái tạ
o, bao gồm cả các
nguồn nhiệt. Phần lớn các mục tiêu nhắm tới giai đoạn 2010 ÷ 2012. 43 quốc
gia có mục tiêu quốc gia bao gồm 10 nước đang phát triển: Brazil, Trung
Quốc, Cộng hòa Dominic, Ai Cập, Ấn Độ, Malaysia, Mali, Philippin, Nam Phi
và Thái Lan. Một số nước đang phát triển khác đang chuẩn bị đưa ra mục tiêu
quốc gia về năng lượng tái tạo. Theo đánh giá, đến năm 2009 đã đầu tư 13,6 tỷ

hỗn hợp Diesel sinh học chiết xuất từ thực vật và Diesel dầu mỏ. Bộ Tài
nguyên Năng lượng Phi truyền thống của Ấn Độ ước tính nước này có tiềm
năng sản xuấ
t 80.000 MW điện từ các nguồn tái tạo. Tuy nhiên, hiện nay năng
lượng tái tạo ở Ấn Độ mới đạt 5.000 MW, 50% trong số này có nguồn gốc từ
năng lượng gió. Kể từ đầu những năm 80, Malaisia đã bắt đầu áp dụng chính
sách nhằm đa dạng hóa các nguồn năng lượng. Tuy nhiên, do tương đối có sẵn
các nguồn cung ứng nhiên liệu hóa thạch, nhất là dầu mỏ và khí đốt nên ngành
năng lượ
ng của Malaisia đã chú trọng chủ yếu vào việc phát triển và ứng dụng
các dạng năng lượng phi tái tạo mà không có sự chú ý và phân bổ nguồn lực
đúng mức cho các nguồn năng lượng tái tạo. Năm 1995, tỷ lệ năng lượng tái
tạo được tiêu thụ trên toàn bộ nguồn năng lượng là 13%, trong đó 2/3 thu
được từ nguồn sinh khối, 1/3 là thủy điện. Năng lượng Mặt trời được dùng để
đun nước và phát triển cho các vùng xa, nhưng mức độ đóng góp còn hết sức
nhỏ. Tháng 7/2004, các loại xe của chính phủ Philippin đã bắt đầu sử dụng
nhiên liệu pha 1% methyl ester từ dừa. Philippin, quốc gia sản xuất điện địa
nhiệt lớn thứ hai thế giới, muốn đầu tư hơn nữa vào ngành này nhằm giảm sự
thiếu hụt điện hiện nay. Indonesia cũng đang đầu tư
vào điện địa nhiệt nhằm
đáp ứng nhu cầu điện tăng trưởng 10% của nước này.
Nguyễn Mạnh Hùng, Dương Công Điển và những người khác
14
Năm 2006, Hội nghị Quốc tế về Năng lượng Tái tạo trên Biển (MAREC -
2006) lần thứ 4 đã được tổ chức tại Luân Đôn (hội nghị lần thứ 3 được tổ chức
vào năm 2004). Các hội nghị này là nơi thảo luận tất cả các vấn đề về năng
lượng tái tạo trên biển: từ đầu tư nghiên cứu đến công nghệ khai thác và công
nghệ hòa mạng v
ới lưới điện sinh hoạt cùng các chính sách khuyến khích đầu
tư. Ngoài ra, tại hội nghị lần thứ 4 này đã đề cập đến các tác động của khai thác

triển mạnh của công nghệ chế tạo các tế bào quang điện, năng lượng Mặt trời đã
chiếm một vị trí đáng kể trên thị trường điện năng thế giới. Năm 1999, tổng điện
Chương I. Mở đầu
15
năng 1 GW đầu tiên đã được hòa vào lưới điện. Hiện nay, tổng công suất điện
năng thu được từ bức xạ Mặt trời đã vượt quá 5 GW. Mặc dù vậy, giá cả điện
năng của PV cần phải giảm hơn nữa mới có thể cạnh tranh được với các nguồn
năng lượng tái tạo khác. Theo đánh giá của Phòng Năng lượng (DOE) thuộc Viện
Nghiên c
ứu Điện năng EPRI thì giá lắp đặt trung bình của PV phải giảm từ 6,25
USD/W trong năm 2000 xuống 3,30 USD/W vào năm 2015. Với giá này thì theo
đánh giá của DOE, giá thành điện khai thác từ bức xạ Mặt trời sẽ giảm từ 25
cent/kWh tại thời điểm hiện nay xuống 9 cent/kWh, khi không có bao cấp [16].
I.2.2. Năng lượng khai thác từ gió
Năng lượng gió trên biển được chuyển đổi thành điện năng nhờ các tuốc bin.
Các loại tuốc bin này cũng giống như các tuốc bin năng lượng gió trên đất liền
nhưng đã được "biển hóa" và được chế tạo với tuổi thọ cao hơn để phù hợp với
điều kiện khắc nghiệt trên biển. Các tuốc bin này nói chung có kích thước to hơn
cùng loại trên đất liền và có công suất l
ớn hơn. Công suất của các tuốc bin gió
tăng rất nhanh trong những năm gần đây. Các nước có sự gia tăng rất mạnh công
suất các tuốc bin gió là Đan Mạch, Đức, Hà Lan, Na Uy, Thụy Điển và Anh.
Hiện nay, tại vùng biển Nantucket Sound bang Massachusetts đang triển khai
xây dựng vùng khai thác gió lớn nhất trên thế giới bao gồm 130 tuốc bin trên
diện tích 28 dặm vuông, tạo ra điện năng trung bình hàng ngày là 170 MW và
cực đại là 420 MW [25] cung cấp đủ đ
iện năng cho 3/4 điện năng tiêu thụ tại mũi
Cod. Tổng điện năng khai thác từ gió tại Mỹ là 11.603 MW. Tại Mỹ cũng đã xây
dựng hệ thống khai thác điện năng tổng hợp giữa gió và sóng. Tại Đan Mạch,
Thụy Điển và Hà Lan đã xây dựng 4 khu phát điện bằng sức gió giữa các năm

biển) hoạt động giống như tuốc bin gió. Đã tiến hành giai đoạn thử nghiệm loại
tuốc bin “Marine Current Turbin” tại vị trí 11 km ở phía bắc Foreland Point gần
Lynmouth tại kênh Bristol. Giai đoạn 1 của đợt thử nghiệm (1999-2003) sử

dụng một tuốc bin 300 kW với đường kính 11 m. Sau đó (2002-2004) khai thác
hai tuốc bin 150 kW với đường kính 8 m. Giai đoạn hai (2003-2005) đã nối với
mạng điện quốc gia và thử nghiệm với kích cỡ thực hai tuốc bin với công suất
750 - 1.000 kW khai thác cho cả hai hướng dòng chảy. Giai đoạn nghiên cứu
phát triển kết thúc vào năm 2005 và chuyển sang giai đoạn thương mại. Dự kiến
năm 2010 sẽ cung cấp 300 MW. Giai đoạ
n cuối cùng (2004-2005) đã thiết kế
khu vực khai thác nhỏ đầu tiên được kết nối với hệ thống của giai đoạn hai, đưa
thêm 2 - 3 tuốc bin vào sử dụng để đạt được nguồn năng lượng thêm khoảng 2,5
đến 5 MW.
Thuộc nhóm thứ hai có loại thiết bị “Stingray” hiện đang được công ty “The
Engineering Business” phát triển. Thiết bị này bao gồm giàn thép hỗ trợ và máy
thủy lực dao động, khi dao động tác động lên các ố
ng thủy lực dầu cao áp và làm
quay động cơ phát điện. Thiết bị “Stingray” được thử nghiệm vào mùa hè năm
2002 tại Yell Sound giữa đảo Bigga và Yell tại khu vực các đảo Shetland.
Thiết bị TISEC (Tidal In-stream Energy Conversion) của EPRI hoàn toàn
tương tự như tuốc bin gió. Năm 2005-2006, EPRI đã thử nghiệm TISEC giai
đoạn khả thi cho 7 vùng có triển vọng tại khu vực Bắc Mỹ với các thiết kế kích
cỡ nhà máy phát điện thương mại. K
ết luận cuối cùng là phụ thuộc vào vị trí,
kích cỡ nhà máy và các phương án đầu tư, điện năng của TISEC sẽ có giá là 5 -
Chương I. Mở đầu
17
12 cent/kWh, tương đương với dải giá thấp của điện năng từ gió và thấp hơn giá
thành của điện Mặt trời. Na Uy đã tiến hành thử nghiệm đập thủy triều dạng kích

Hawaii. Bản quyền ứng dụng nhà máy điện phục vụ dân sinh cỡ thực tế đầu tiên
được thực hiện tháng 11/2006 với công suất 1 MW tại vịnh Makah, bang
Washington, Mỹ. Các thông tin chi tiết về nghiên cứu và khai thác năng lượng từ
sóng biển ở Việt Nam sẽ được đề cập đến trong các chương tiếp theo.
Nguyễn Mạnh Hùng, Dương Công Điển và những người khác
18
I.2.5. Năng lượng khai thác từ chênh lệch nhiệt độ nước biển
Thiết bị chuyển đổi nhiệt năng trên biển (Ocean Thermal Energy Conversion –
OTEC) sử dụng gradien nhiệt độ giữa lớp nước trên mặt biển và lớp nước dưới
tầng sâu để tạo ra điện năng. Một loại OTEC khác là sử dụng nước biển ấm trên
tầng mặt để làm bốc hơi một loại chất lỏng dễ bay hơi (ví dụ như amoniac), tạo ra
áp suất làm quay tuố
c bin phát điện. Hệ thống khai thác điện OTEC cần chênh
lệch nhiệt độ ít nhất là 20ºC giữa nước tầng mặt và tầng ở độ sâu không lớn hơn
1.000 m. Điều kiện này chỉ có được ở ranh giới địa lý giữa 20º bắc và 20º nam.
Tại Hawaii năm 1979 đã xây dựng một nhà máy điện OTEC với công suất 50
kW. Năm 1993 nguồn điện 50 kW đã được khai thác với tổng công suất c
ủa nhà
máy điện OTEC là 210 kW. Thách thức lớn nhất của các nhà máy điện OTEC là
kinh phí đầu tư cho đường ống. Với công suất thiết kế 40 MW của nhà máy điện
OTEC tại Kahe Point của Hawaii thì cần đầu tư tới 3.670 mét đường ống dẫn
nước. Giá của đường ống này chiếm tới 1/4 - 1/3 tổng kinh phí đầu tư của nhà
máy. Ngoài ra, các nhà máy điện OTEC cũng phải giải quyết các vấn đề về môi
trường tại khu vực sản xuất.
I.2.6. Năng lượng khai thác từ chênh lệch độ mặn
Thiết bị khai thác năng lượng loại này dựa trên nguyên lý khi có hai khối nước
có độ mặn khác nhau được ngăn cách bằng một màng ngăn thì sẽ luôn có dòng
nước chảy từ khối nước ngọt sang khối nước mặn - nguyên lý này gọi là
OSMOSIS. Dòng nước ngọt chảy qua màng tạo ra áp suất thủy tĩnh làm quay
tuốc bin phát điện. Theo đánh giá thì tiềm năng năng lượng của OSMOSIS tại

cứu. Nhiều đề tài nghiên cứu đã được triển khai có kết quả
ở nhiều địa phương,
mang lại các lợi ích thiết thực, đặc biệt là tại các vùng sâu, vùng xa, nơi mà mạng
lưới điện quốc gia chưa được bao phủ.
Các nguồn năng lượng tái tạo sử dụng cho sản xuất điện bao gồm năng lượng
Mặt trời, gió, thủy điện nhỏ và năng lượng sinh học. Năng lượng tái tạo, ngoài lợi
thế là mộ
t nguồn năng lượng vô tận, không cạn kiệt và không gây ô nhiễm môi
trường còn có một lợi thế rất lớn là có tiềm năng tại các vùng sâu vùng xa, biên
giới, hải đảo, khi mà trong điều kiện phát triển kinh tế của nước ta các mạng lưới
điện quốc gia chưa tới được.
Dưới đây đầu tiên sẽ nêu vắn tắt mục tiêu tổng quát về phát triển ngành
năng lượng Việt Nam trong giai đo
ạn tới – một vấn đề hết sức quan trọng
đến sự phát triển của năng lượng tái tạo và tiếp sau đó sẽ đề cập đến một số
nghiên cứu và triển khai ứng dụng các dạng năng lượng tái tạo nêu trên ở
Việt Nam.
I.3.1. Mục tiêu tổng quát phát triển ngành năng lượng Việt Nam trong
giai đoạn tới
Trên quan điểm chỉ đạo nêu trong Nghị quyết Đại hội IX của Đảng, để
góp phần thực hiện thành công mục tiêu chiến lược phát triển kinh tế xã hội
của Đảng, mục tiêu tổng quát phát triển ngành năng lượng Việt Nam trong
giai đoạn tới là: “Khai thác và sử dụng hợp lý, có hiệu quả nguồn tài nguyên
năng lượng trong nước; Cung cấp đầy đủ năng lượng với chất lượ
ng ngày
càng cao, giá cả hợp lý cho phát tiển kinh tế - xã hội; Đảm bảo an ninh năng
Nguyễn Mạnh Hùng, Dương Công Điển và những người khác
20
lượng quốc gia; Đa dạng hóa phương thức đầu tư và kinh doanh trong lĩnh
vực năng lượng, từng bước hình thành và phát triển thị trường năng lượng

Với chương trình phát triển nguồn điện tái tạo này, đến năm 2015 tổng công
suất các nhà máy điện tái tạo của nước ta là 2.603 MW, trong đó thủy điện nhỏ
chiếm 76,3%, năng lượng sinh học 12,15%, năng lượng gió 8,34%, còn lại là các
nguồn năng lượng tái tạo khác.
Công suất lắp đặ
t các nguồn điện năng lượng tái tạo ở các miền trong toàn
quốc vào giai đoạn 2008 – 2015 thể hiện ở bảng I.1 [8].

Chương I. Mở đầu
21
Bảng I.1. Công suất (MW) các nguồn điện năng lượng tái tạo
trong giai đoạn 2008 – 2015 [8]
Loại năng lượng
tái tạo
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Toàn quốc 1.183,7 1.370,9 1.495,9 1.703,4 1922,3 2.104,3 2.347,6 2.603,0
Miền Bắc 411,6 476,7 505,7 571,8 661,2 688,7 769,4 825,0
Tổng điện năng 365,15 430,25 456,75 522,35 609,75 631,75 709,45 748,8
Năng lượng s. học 44,6 44,6 44.6 44,6 45,6 50,6 53,6 66,6
Năng lượng Mặt trời 0,504 0,504 0,504 0,504 0,504 0,504 0,504 0,8
Năng lượng gió 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
Địa nhiệt 0 0 0 0 0 0 0 0
Thủy triều 0 0 0 0 0 0 0 0
Miền Trung 637,9 760,0 798,5 812,9 818,4 936,9 986,5 1091,9
Tổng điện năng 579,8 700,4 700,4 714,8 719,8 814,8 845,9 864,4
Năng lượng s. học 57 57 67 67 67 72 72 97
Năng lượng Mặt trời 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 1
Năng lượng gió 0,45 0,45 28,45 28,45 28,45 28,45 28,45 72,45
Địa nhiệt 0 0 0 0 0 18 36 51
Thủy triều 0 0 0 0 0 0 0 0

Bảng I.2. Tổng hợp nhu cầu điện năng và công suất toàn huyện đảo Cô Tô
giai đoạn đến 2015
Nhu cầu điện năng (kWh) Nhu cầu công suất (kW)

TT

Ngành
2010 2015 2010 2015
1 Tiêu dùng dân cư 1.211.759 2.776.945 682 1.250
2 Thương mại, dịch vụ, công nghiệp 2.594.692 4.555.546 749 1.183
3 Tổng nhu cầu toàn huyện 3.806.451 7.332.491 1.359 2.311
Phương án cấp điện:
- Các trạm phát điện gió (10-20kW) và pin Mặt trời (10-20kW) nạp ắc quy cấp
điện cho từng cụm dân cư sống gần nhau, còn trạm phát điện Diesel tại thị trấn
đã được cải tạo và nâng cấp; Xây mới trạm phát điện Diesel tại trung tâm xã đảo
Thanh Lân.
- Tổng vốn đầu tư cho nguồn và lưới điện đến năm 2015 là: 41.104 tỷ đồng.
2. Huy
ện đảo Bạch Long Vĩ (Hải Phòng)
Đến tháng 12/2004, trạm Điện gió – Diezel: Tuốc bin gió công suất 800 kW
và 2 máy phát điện Diesel (414kVA/máy) trên đảo đi vào hoạt động. Bảng I.3
nêu tổng hợp nhu cầu điện năng và công suất toàn huyện đảo Bạch Long Vĩ giai
đoạn đến 2015. Chương I. Mở đầu
23
Bảng I.3. Tổng hợp nhu cầu điện năng và công suất toàn huyện đảo Bạch Long Vĩ giai
đoạn đến 2015
Nhu cầu điện năng (kWh)

• Xây dựng mới lưới điện hạ áp với chiều dài là 7,4km; 4 trạm biến áp với
tổng công suất 1370k VA lắp đặt mới 88 công tơ điện 1 pha và 3 pha.
• Tổng vốn đầu tư cả giai đoạn là 47,3 tỷ đồng.
3. Huyện đảo Cồn Cỏ (Quảng Trị)
Bảng I.4 nêu tổng hợp nhu cầu điện năng và công suất toàn huyện đảo Cồn Cỏ
giai đoạn đến 2015. Nguyễn Mạnh Hùng, Dương Công Điển và những người khác
24
Bảng I.4. Tổng hợp nhu cầu điện năng và công suất toàn huyện đảo Cồn Cỏ
giai đoạn đến 2015
Nhu cầu điện năng (kWh) Nhu cầu công suất (kW)
TT Ngành
2010 2015 2010 2015
1 Công nghiệp, xây dựng 264.000 551.000 83 158
2 Thương mại, dịch vụ 113.000 269.000 66 158
3 Tiêu dùng dân cư 143.000 236.000 56 95
4 Khác 108.000 140.000 64 82
Tổng nhu cầu toàn huyện 628.000 1.196.000 205 374
Phương án cấp điện:
• Giai đoạn 2008 – 2010: Xây dựng nguồn Diesel công suất 2 x 160 =
320kVA. Xây dựng hai lộ đường dây 0,4kV, với tổng chiều dài 2.160 km.
• Giai đoạn 2010 – 2015: Tăng công suất Diesel lên thành 3 x 160 =
480kVA và lắp đặt thêm hệ thống nguồn cấp mới. Động cơ gió phát điện 1
x 250 KW. Xây dựng bổ sung một lộ đường dây 0,4 KV với tổng chiều dài
1.558 km.
• Tổng vốn đầu tư cả giai đoạn là 6,62 tỷ đồng.
4. Huyện đảo Lý Sơn (Quảng Ngãi)
Bảng I.5 nêu tổng hợp nhu cầu điện năng và công suất toàn huyện đảo Lý Sơn

2 Thương mại dịch vụ 2.846.000 6.261.200 1.150 2.250
3 Tiêu dùng dân cư 8.099.000 13.832.000 3.100 5.150
4 Khác 1.200.000 3.500.000 500 1.250
Tổng nhu cầu toàn huyện 13.517.000 29.216.000 3.300 6.500
Phương án cấp điện:
• Xây dựng nguồn Diesel (3.400 KVA) + tuốc bin gió (2×850 KVA). Đến
năm 2015 bổ sung thêm 1 tuốc bin gió.
• Tổng vốn đầu tư cả giai đoạn là 114,8 tỷ đồng.
6. Huyện đảo Côn Đảo (Bà Rịa – Vũng Tàu)
Bảng I.7 nêu tổng hợp nhu cầu điện năng và công suất toàn huyện đảo Côn
Đảo giai đoạn đến 2015.
Bảng I.7. Tổng hợp nhu cầu tiêu thụ điện của huyện đảo Côn Đảo
giai đoạn đến 2015
TT Hạng mục 2006 2007 2010 2015
1 Công suất (kW) 2.410,3 2.903,6 4.514,5 6.746,0
2 Điện thương phẩm 4.692,9 5.648,7 9.842,7 16.865,0