ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
ĐỖ THỊ LIỄU NGHIÊN CỨU TIỀM NĂNG CÁC NGUỒN
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TẠI KHU DI TÍCH K9,
HUYỆN BA VÌ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Hà Nội - 2014
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
ĐỖ THỊ LIỄU
Đỗ Thị Liễu ii LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành bản luận văn này, tác giả đã nhận được
sự quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ của Ban giám hiệu, Khoa Đào tạo Sau đại học -
Trường Đại học Quốc gia Hà Nội; Ban lãnh đạo Trung tâm môi trường - Ban Quản lý
Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh, các cán bộ chiến sĩ làm việc tại Khu Di tích K9, Bộ tư
Lệnh Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh. Nhân dịp này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới sự
quan tâm giúp đỡ quý báu đó.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Văn Cự với tư cách
là người hướng dẫn khoa học đã tận tình giúp đỡ và có những đóng góp quý báu cho
luận văn.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn sự ủng hộ, giúp đỡ của gia đình, cảm ơn những ý
kiến nhận xét, đóng góp và sự động viên của bạn bè đồng nghiệp.
Xin cảm ơn chủ nhiệm Đề tài VAST.NĐP.05/11-12 và các cộng tác viên đã hỗ
trợ về kinh phí, tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình thu thập dữ liệu và thực hiện
bản luận văn này.
Hà Nội, ngày tháng năm 201
HỌC VIÊN
Đỗ Thị Liễu
2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 36
2.3 Nội dung nghiên cứu 40
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 41
3.1 Kết quả khảo sát phụ tải điện tại Khu Di tích K9 41
3.1.1 Địa điểm khảo sát 41
3.1.2 Kết quả khảo sát phụ tải điện 41
3.1.3 Lượng điện năng tiêu thụ 42
3.1.4 Nhận xét 43
3.2 Đánh giá tiềm năng năng lượng mặt trời và năng lượng gió tại K9 44
3.2.1 Số liệu điều tra tiềm năng năng lượng mặt trời và năng lượng gió tại K9 44
3.2.2 Tiềm năng năng lượng bức xạ mặt trời tại khu vực K9 45
iv
3.2.3 Tiềm năng năng lượng gió tại khu vực K9 47
3.3 Tiềm năng giảm phát thải CO
2
của nguồn NLTT tại khu vực K9 51
3.4 Đề xuất giải pháp công nghệ sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo có triển
vọng khai thác tại K9 54
3.4.1 Công nghệ và thiết bị khai thác điện NLMT độc lập 55
3.4.2 Công nghệ và thiết bị khai thác điện NLMT nối lưới 56
3.5 Mô hình trạm điện mặt trời nối lưới thử nghiệm ở K9 58
3.5.1 Xác định điểm đặt cho trạm điện mặt trời tại K9 58
3.5.2 Xác định phụ tải điện ưu tiên sẽ được cung cấp bởi trạm điện pin mặt trời 58
3.5.3 Tính toán lựa chọn công suất trạm điện pin mặt trời 59
3.5.4 Lựa chọn sơ đồ lưới điện của trạm điện mặt trời 60
3.5.5 Tính toán sản lượng điện và lượng giảm phát thải CO
2
của trạm điện mặt trời
tại K9 62
NLG Năng lượng gió
NLTT Năng lượng tái tạo
PMT Pin mặt trời
Viện HLKH&CNVN Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Thứ tự các “cường quốc” điện gió kèm theo Tổng công suất điện gió tuyệt
đối theo MW (cột cuối) và tương đối trên triệu dân, MW/triệu dân 17
Bảng 1.2: Giá trị trung bình cường độ BXMT ngày trong năm và số giờ nắng của một
số khu vực khác nhau ở Việt Nam [5] 23
Bảng 1.3: Ước lượng phát thải khí nhà kính năm 2010, 2020, 2030 [1] 27
Bảng 1.4: Phương án ước tính với tỷ trọng NLTT 6%; 10% tổng nhu cầu điện năng
vào 2020 và 2030 [18] 29
Bảng 1.5 : Thành phần dân số và dân tộc các xã khu vực K9 33
Bảng 1.6: Một số cơ quan, hộ gia đình ứng dụng điện mặt trời nối lưới của vùng Đông
Bắc Việt Nam từ 2010 - 2014 34
Bảng 3.1: Tổng hợp các hộ tiêu thụ điện khu vực K9 năm 2013 41
Bảng 3.2: Tổng hợp tình hình tiêu thụ điện K9 từ tháng 1/2009-12/2010 42
Bảng 3.3: Bảng tính toán kết quả bức xạ mặt trời tại Khu Di tích K9 46
Bảng 3.4: Tốc độ gió trung bình tại Khu vực K9 ở các độ cao khác nhau 47
Bảng 3.5: Tiềm năng giảm phát thải CO
2
của năng lượng mặt trời tại khu vực K9 53
Bảng 3.6: Phụ tải điện ưu tiên sử dụng nguồn điện pin mặt trời 58
Bảng 3.7: Kết quả tính toán công suất trạm ĐMT cần thiết đáp ứng nhu cầu phụ tải
theo các tháng trong năm 59
Bảng 3.8: Kết quả tính toán sản lượng điện năng của trạm ĐMT tại Khu Di tích K9.63
vii
Hình 3.15: Đoàn thăm quan trạm điện mặt trời nối lưới tại K9 62
Hình 3.16: Giao diện màn hình hiển thị thông tin trạm điện mặt trời nối lưới tại K9 65
1
MỞ ĐẦU
Khu Di tích K9, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội là Khu Di tích lịch sử cấp
Quốc gia, thuộc phạm vi quản lý của Bộ Tư lệnh Bảo vệ Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh.
K9 là một di tích lịch sử hết sức quan trọng. Nơi đây, Chủ tịch Hồ Chí Minh tượng
trưng cho tinh hoa của dân tộc Việt Nam, là tấm gương sáng về phẩm chất đạo đức
cách mạng đã từng sống và làm việc. Ngoài ra, nơi đây cũng đã từng là đại bản doanh
của Trung ương Đảng, nơi mà Chủ tịch Hồ Chí Minh cùng các đồng chí lãnh đạo Bộ
Chính trị và Trung ương Đảng đã họp bàn và đưa ra quyết định về các vấn đề hệ trọng
của đất nước trong giai đoạn khó khăn nhất của cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu
nước. Sau này khi Người qua đời, nơi đây trở thành địa điểm chính giữ gìn tuyệt đối
an toàn thi hài của Chủ tịch Hồ Chí Minh trong suốt những năm chiến tranh đế quốc
Mỹ đánh phá ác liệt Miền Bắc Việt Nam (1969 - 1975). Hiện nay, K9 là Khu rừng
Cảnh quan đặc biệt về Chủ tịch Hồ Chí Minh, tiếp tục thực hiện nhiệm vụ chính trị
theo Kết luận của Bộ chính trị tại Thông báo số 328-TB/TM ngày 19/4/2010; Quyết
định số 2341/QĐ-TTg ngày 22/12/2010 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Đề án
“Giữ gìn lâu dài, bảo vệ tuyệt đối an toàn thi hài Chủ tịch Hồ Chí Minh và phát huy ý
nghĩa chính trị, văn hóa của Công trình Lăng trong giai đoạn mới”. Vào năm 2014,
Khu Di tích K9 được mở rộng đối tượng đến thăm quan, du lịch, sinh hoạt văn hóa
nhằm phát huy ý nghĩa chính trị, văn hóa của Công trình Lăng trong giai đoạn mới và
hưởng ứng cuộc vận động học tập và làm theo tư tưởng đạo đức của Chủ tịch Hồ Chí
Minh. Do vậy, yêu cầu về bảo vệ môi trường, phát huy giá trị cảnh quan được lãnh đạo
các cấp rất coi trọng.
Hiện nay nguồn cung cấp điện cho Khu Di tích K9 được cấp chung bằng một
đường dây 10 kV từ thị xã Sơn Tây. Trạm biến áp 150kVA đã cũ, được lắp đặt từ
trước năm 1990. Phụ tải trong khu vực đã tăng nhiều trong những năm qua dẫn đến
hóa thạch như than đá, dầu mỏ đang ngày càng cạn kiệt. Tăng cường sử dụng năng
lượng tái tạo trong tất cả các lĩnh vực cũng là một trong những mục đích của Chương
trình phát triển năng lượng tái tạo trên địa bàn thành phố Hà Nội, giai đoạn 2012-2015.
Vì lý do trên, yếu tố kinh tế không đặt là mục tiêu hàng đầu; các mục tiêu hàng
đầu là: i)Vấn đề xã hội, giáo dục; ii) Giảm phát thải CO
2
đồng thời với tăng lượng điện
tiêu thụ; iii) Nơi tiên phong về công nghệ đối với Khu Di tích K9 nói riêng và đất nước
nói chung - để giới thiệu với bạn bè thế giới và khách du lịch, nhân dân Việt Nam về
quá trình đấu tranh và phát triển của đất nước. Việc nghiên cứu để có cơ sở khoa học
tin cậy xây dựng chương trình ứng dụng thành tựu khoa học công nghệ trong khai
thác, cung cấp và sử dụng hiệu quả tiết kiệm điện năng và nhiệt năng Khu vực K9 có
sử dụng nguồn NLTT tại chỗ là việc hết sức cần thiết. Hòa chung với tiến trình đó
và xuất phát từ yêu cầu thực tiễn của khu vực nghiên cứu, tôi tiến hành thực hiện
đề tài “Nghiên cứu tiềm năng các nguồn năng lượng tái tạo tại Khu Di tích K9,
huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội”, hy vọng sẽ góp phần nhỏ vào các hoạt động giảm
nhẹ phát thải khí nhà kính, thích ứng với BĐKH và phát triển bền vững tại địa phương.
3
Do quy mô mới chỉ dừng lại ở một luận văn thạc sỹ nên nội dung nghiên cứu
được khu trú là các dạng năng lượng tái tạo (mặt trời, gió) tại Khu vực K9, huyện Ba
Vì, thành phố Hà Nội với mục tiêu nghiên cứu đặt ra là:
1. Đánh giá được tiềm năng nguồn năng lượng gió và năng lượng mặt trời tại
khu vực K9.
2. Đề xuất được giải pháp đưa nguồn năng lượng tái tạo có tiềm năng phục vụ
cho Khu Di tích K9, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội.
Để đạt được các mục tiêu trên, tác giả trình bày luận gồm 03 chương:
Chương 1.Tổng quan tài liệu và khu vực nghiên cứu, chương này nói về một số
nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến vấn đề sử dụng năng lượng tái tạo (mặt
2
[11].
Năng lượng tái tạo: NLTT hay năng lượng tái sinh hay năng lượng ''xanh'' là
năng lượng được sinh ra từ những nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là
vô hạn. Vô hạn có hai nghĩa: Hoặc là năng lượng tồn tại nhiều đến mức mà không thể
trở thành cạn kiệt vì sự sử dụng của con người (ví dụ như năng lượng Mặt trời, năng
lượng gió) hoặc là năng lượng tự tái tạo trong thời gian ngắn và liên tục (ví dụ như
năng lượng sinh khối) trong các quy trình còn diễn tiến trong một thời gian dài trên
Trái đất. NLTT, gần đây, còn được gọi là năng lượng mới, mặc dù một số đã được sử
dụng từ lâu, chỉ có các kỹ thuật sử dụng chúng mới đáng được gọi là mới [11].
Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng năng lượng NLTT là tách một phần năng
lượng từ các quy trình diễn biến liên tục trong môi trường và đưa vào trong các sử
dụng kỹ thuật.
Các dạng năng lượng NLTT phổ biến: Năng lượng mặt trời (NLMT); Năng
lượng gió (NLG); Năng lượng nước (thủy điện); Năng lượng địa nhiệt; Năng lượng
thủy triều và Nhiệt năng biển; Năng lượng sinh học; Năng lượng hydro.
Đặc điểm chung của nguồn NLTT: Nguồn năng lượng không tái tạo như than,
dầu mỏ, khí thiên nhiên là tài nguyên của thiên nhiên nhưng phân bố không đều trên
hành tinh, có khu vực, vùng, lãnh thổ, hoặc quốc gia được thiên nhiên ưu ái sở hữu
nhiều nguồn năng lượng quý giá như vùng Trung Đông, các quốc gia Ả Rập rất nhiều
dầu khí, trái lại nhiều quốc gia khác lại không có tài nguyên năng lượng nào quan
5
trọng. Ngoài ra, nguồn NLTT như đã nêu ở trên là nguồn năng lượng trời ban, rất hào
phóng, chia đều cho mọi quốc gia, mọi dân tộc, không ưu ái cho quốc gia nào, một
vùng lãnh thổ nào nên sẽ không có chiến tranh giành giật quyền sở hữu như trường
hợp dàu mỏ, khí thiên nhiên, than,…. NLTT không bị phụ thộc nhau về tài nguyên
năng lượng, có điều kiện độc lập về năng lượng cho quốc gia mình. Khi hành tinh loài
người còn tồn tại, những nguồn NLTT sẽ còn, như bức xạ mặt trời, nhiệt trong lòng
xanh (của hành tinh) [20].
Dựa trên tiêu chí về những nguồn năng lượng ít tác động nhất đến môi trường
có tính phổ biến, được nghiên cứu rộng rãi trên khắp thế giới và nhất là có khả nằng áp
6
dụng vào điều kiện Việt Nam. Đồng thời trong khuôn khổ của luận văn thạc sỹ, tác giả
sẽ tập trung vào các nguồn NLTT là: NLMT và NLG.
1.1.2 Chính sách phát triển nguồn năng lượng tái tạo
Sau hai lần bùng nổ của cuộc khủng hoảng dầu mỏ thế giới vào thập niên 70
của thế kỷ 20 và vấn đề BĐKH ngày càng nghiêm trọng, việc nghiên cứu về vấn đề
năng lượng (nguồn năng lượng mới, tại chỗ) bắt đầu được đưa vào tầm ngắm của các
học giả. Các nghiên cứu về chính sách nguồn NLTT của nước ngoài có thể được quy
nạp thành một số loại sau: Nghiên cứu tính tất yếu của việc phát triển nguồn NLTT,
nghiên cứu so sánh các chính sách về nguồn NLTT, nghiên cứu cụ thể đối với một
chính sách nguồn NLTT nào đó.
1.1.2.1 Nghiên cứu về tính tất yếu của việc phát triển nguồn NLTT
Cùng với vấn đề BĐKH ngày càng nghiêm trọng, một số học giả nước ngoài
xuất phát từ góc độ của sự phát triển bền vững, cho rằng khai thác lợi dụng nguồn
NLTT có lợi trong việc hài hòa giữa vấn đề môi trường với vấn đề năng lượng, xúc
tiến sự phát triển bền vững. Năm 2004, học giả R.E.H. Sims đã phân tích tình hình
BĐKH và sự lựa chọn nguồn năng lượng nhằm giảm sự nóng lên do BĐKH, cho rằng
nguồn NLTT sẽ đóng góp rất lớn trong việc giảm phát thải, đồng thời chỉ ra rằng hiện
nay do chưa tính đến mặt trái (ảnh hưởng tiêu cực) của việc sử dụng năng lượng hóa
thạch ảnh hưởng đến ích lợi xã hội trong việc tính toán giá thành, làm cho giá thành
của NLTT không chiếm được ưu thế [42]. Học giả Jon Kellett (2007) đã tiến hành
nghiên cứu đánh giá tiềm năng khai thác nguồn NLTT, cho rằng một chính sách năng
lượng mang tính bền vững hơn có thể làm thay đổi mô thức truyền thống dựa quá mức
vào nhiên liệu, đồng thời đề ra cần phải đem vấn đề khai thác lợi dụng nguồn NLTT
lồng ghép vào việc khai thác năng lượng [37] . Gần đây, Chương trình phát triển Liên
suất lắp đặt) của các thiết bị NLTT [26]. Năm 2004, Bolinger và các cộng sự tiến hành
nghiên cứu sâu hơn về chính sách quỹ hỗ trợ của 14 bang này, kết quả cho thấy do sự
trì hoãn hoặc hủy bỏ các chương trình hỗ trợ, làm cho công suất lắp đặt thực tế thấp
hơn rất nhiều so với công suất bắt buộc theo yêu cầu của thiết kế [25]. Danyel Reiche
và Mischa Bechberger (2004) lựa chọn lĩnh vực điện lực, đã tổng kết điều kiện để xúc
tiến sử dụng điện từ nguồn NLTT ở một số quốc gia trong Liên minh Châu Âu, như
việc bảo đảm quy hoạch lâu dài đối với nhà đầu tư, báo đáp đối với các kỹ thuật xanh
trong điện lực, sự nỗ lực cực lớn trong hệ thống cung cấp điện (kéo dài mạng lưới
điện, điều kiện đóng nối điện tốt,…), giảm thiểu sự ngăn chặn của các địa phương đối
với các hạng mục công trình điện từ nguồn NLTT, [29].
Joanna L. Lewis và Ryan H. Wiser (2007) lựa chọn chính sách hỗ trợ công
nghiệp phát điện bằng sức gió, thông qua việc so sánh các chính sách hỗ trợ trực tiếp
và gián tiếp của 12 quốc gia khác nhau đối với ngành công nghiệp phát điện bằng sức
gió, cho thấy khi kết hợp giữa chính sách hỗ trợ xây dựng thị trường ĐG (phong điện)
8
với quy mô lớn - ổn định với chính sách khuyến khích sự công nghiệp hóa về mặt kỹ
thuật ĐG trong từng vùng miền (bản địa), thì rất có khả năng thực hiện được việc hình
thành thị trường ĐG mang tính cạnh tranh quốc tế [36].
Học giả Chen và các cộng sự (2007) thông qua việc so sánh hiệu quả thực thi hệ
thống cô-ta (quota system) ở 18 bang của Mỹ, kết quả cho thấy: Hệ thống cô-ta có ảnh
hưởng nhỏ nhất đến giá điện; ĐG được xem là nguồn NLTT quan trọng hàng đầu
nhằm đáp ứng yêu cầu của chính sách; việc phân tích lợi ích chi phí ỷ lại quá nhiều
vào các giả thiết không chắc chắn, như chi phí trong tương lai của kỹ thuật NLTT, giá
khí đốt và không gian phát thải các-bon [27]. Menz và Vachon (2006) thử nghiệm áp
dụng dữ liệu Panel (Panel Data) của 19 bang ở Mỹ từ năm 1998 đến 2002, sử dụng
phương pháp bình phương nhỏ nhất phổ biến để đánh giá hệ thống cô-ta, nhu cầu tiêu
thụ điện xanh, quỹ phúc lợi xã hội ảnh hưởng đến hiệu quả của chính sách về công
suất lắp đặt điện gió và lượng phát điện, kết quả cho thấy: Chế độ cô-ta và nhu cầu tiêu
chính trong đó [30].
1.2.2.3 Các nghiên cứu nhằm vào chính sách NLTT cụ thể
Nhìn từ góc độ loại hình chính sách, các nghiên cứu nhằm vào chính sách
NLTT cụ thể thường tập trung vào giá điện NLTT vào mạng lưới, hệ thống cô-ta,
chứng chỉ giao dịch. Nhắm vào giá hòa mạng của điện NLTT, Klein và các cộng sự
(2010) đã tổng kết ra ưu điểm của giá điện hòa mạng, đó là: Nó có thể phân chia và
tách bạch rõ ràng các giai đoạn phát triển khác nhau với giá thành phát điện khác nhau
của công nghệ NLTT[24]. Me’sza’ros Ma’tya’s Tama’s và các cộng sự (2010) thông
qua việc xây dựng mô hình và lấy các dữ liệu có liên quan của nước Anh làm ví dụ
tiến hành nghiên cứu giá điện hòa mạng và chứng giao dịch xanh, cho rằng trong thị
trường cạnh tranh hoàn toàn, hiệu quả của chính sách giá điện hòa mạng và chứng chỉ
giao dịch xanh là như nhau; tuy nhiên trong thị trường cạnh tranh không hoàn toàn, giá
điện hòa mạng và giá cả của chứng chỉ giao dịch xanh sẽ dao động xung quanh sự
chênh lệch giữa chi phí cho nguồn năng lượng xanh và nguồn năng lượng ô nhiễm, giá
điện hòa mạng sẽ dao động với biên độ lớn hơn so với giá cả chứng chỉ giao dịch xanh
[41].
Nghiên cứu nhằm vào chế độ cô-ta, học giả Langniss và Wiser (2003) đã phân
tích chế độ cô-ta của bang Texas – Hoa Kỳ và cho rằng trong trường hợp quy mô của
nguồn NLTT ngày càng tăng lên thì các chính sách liên quan cũng cần phải được hoàn
thiện sao cho tương ứng với nó. Bài viết cũng chĩ ra rằng việc xác định rõ nhu cầu về
công suất cần thiết sẽ có lợi cho việc tăng lên của công suất lắp đặt các thiết bị NLTT
của bang Texas [39]. Wiser và các cộng sự (2004), thông qua việc nghiên cứu chế độ
cô-ta, phát hiện một số nhầm lẫn trong thiết kế chính sách hiện tại, cho thấy thiết kế
chính sách còn tồn tại một số vấn đề sau: Chu kỳ có hiệu lực của chính sách không đủ
dài, chính sách thiếu tính ổn định, lực lượng chấp hành chính sách yếu, phạm vi thích
hợp của chính sách hẹp,…[40]. Petersik (2005) sử dụng phương pháp phân tích của
kinh tế học phi định lượng tiến hành phân tích các loại hình khác nhau của hệ thống
cô-ta của Mỹ năm 2003, kết quả cho thấy chỉ có các hệ thống cô-ta quy định bắt buộc
10
4
, N
2
O và một số loại khí
công nghiệp khác ảnh hưởng xấu đến khí hậu toàn cầu. BĐKH và những tác động tiêu
cực của nó là mối quan tâm chung của nhân loại và là một trong những vấn đề gây ra
nhiều tranh luận nhất trong đàm phán quốc tế. BĐKH có ảnh hưởng đến nhiều vấn đề,
bao gồm kinh tế quốc dân, phát triển xã hội cũng như bảo vệ sinh thái và môi trường,
năng lượng và tài nguyên nước, an ninh lương thực và sức khỏe của con người. BĐKH
cũng liên quan chặt chẽ đến sự phát triển của xã hội loài người. BĐKH do con người
11
gây ra sẽ dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng như mực nước biển dâng cao, bão xuất
hiện thường xuyên hơn cùng với xoáy thuận, lũ lụt, hạn hán gây nhiều thiệt nặng nề về
người và tài sản.
Một trong những nguyên nhân chính phát thải KNK hiện nay là hoạt động
ngành năng lượng trong quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch [15]. Theo tính toán
của các nhà khoa học, các hoạt động sử dụng năng lượng làm phát thải khí gây hiệu
ứng nhà kính chiếm tới 65%; trong đó, ngành điện lực chiếm tỷ trọng 24%, công
nghiệp khoảng 14%, giao thông khoảng 14%, xây dựng khoảng 8%, và lĩnh vực khác
là 5% [22]. Lượng phát thải carbon dioxide (CO
2
) toàn cầu đang tăng trở lại trong năm
2012, đạt mức cao kỷ lục 35,6 tỷ tấn - theo số liệu mới từ Dự án carbon toàn cầu
(Global Carbon Project), đồng dẫn đầu bởi các nhà nghiên cứu từ Trung tâm nghiên
cứu BĐKH Tyndall tại Đại học East Anglia (UEA) [14].
Hình 1.1: Nhân loại cần phải nỗ lực để ngăn chặn tình trạng BĐKH
(Nguồn: www.thinkglobalgreen.org)
động sức khỏe và môi trường liên quan đến vấn đề hóa thạch và năng lượng hạt nhân;
khí nhà kính giảm nhẹ khí thải; cải thiện cơ hội giáo dục; tạo việc làm; xóa đói giảm
nghèo; và tăng cường bình đẳng giới. Thực tế đã chứng minh, NLTT đóng vai trò quan
trọng trong tăng trưởng kinh tế và bảo vệ môi trường.
Các Báo cáo tình trạng NLTT toàn cầu (REN 21) là báo cáo thường xuyên nhất
tham chiếu của thế giới về sự phát triển thị trường năng lượng, công nghiệp, và chính
sách NLTT [43]. REN 21 phiên bản 2014 công khai tại www.ren21.net/gsr đánh giá:
Năm 2012, NLTT cung cấp khoảng 19% mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu, với NLTT
hiện đại chiếm 10% và 9% còn lại đến từ sinh khối truyền thống. NLTT chiếm hơn
56% công suất điện toàn cầu vào năm 2013, những bổ sung mới thấy NLTT không
phải thủy điện phát triển chung gần 17% đến khoảng 560 GW. Trung Quốc, Hoa Kỳ,
Brazil, Canada, và Đức vẫn là các quốc gia hàng đầu cho tổng công suất lắp đặt
NLTT. Tại Trung Quốc, công suất NLTT mới vượt qua nhiên liệu hóa thạch mới và
năng lượng hạt nhân, chiếm gần một phần ba công suất toàn cầu. Trong Liên minh
châu Âu, NLTT chiếm đa số công suất phát điện 72%, hoàn toàn trái ngược với một
thập kỷ trước đó, khi năng lượng hóa thạch truyền thống chiếm 80% công suất trong
EU-27 cộng với Na Uy và Thụy Sĩ. Đan Mạch cấm sử dụng lò hơi đốt nhiên liệu hóa
thạch trong các tòa nhà và đặt mục tiêu cho NLTT để cung cấp gần 40% tổng nguồn
cung nhiệt vào năm 2020. Một số các thành phố, tiểu bang, và khu vực tìm cách
chuyển đổi sang 100% NLTT trong cá nhân lĩnh vực hoặc toàn nền kinh tế. Ví dụ,
Djibouti, Scotland, và nhà nước đảo nhỏ của Tuvalu nhằm mục đích lấy được 100%
điện từ các nguồn tái tạo vào năm 2020. Nhiều thành phố và vùng riêng đã đạt được
nền kinh tế rộng hoặc ngành 100% mục tiêu NLTT [43].
13
1.2.2 Tình hình ứng dụng NLTT trong bối cảnh BĐKH
1.2.2.1 Ứng dụng công nghệ điện mặt trời
Đến nay pin mặt trời (PMT) đã được nhiều nước trên thế giới sử dụng để cung
cấp điện năng cho các nhu cầu hoạt động sản xuất và dân sinh. Cùng với nghiên cứu
giá trị bức xạ mặt trời hợp lý. Dự báo hiệu suất của các tấm PMT phẳng (các loại công
nghệ nói chung) sẽ tăng từ 16% trong năm 2010 tới 25% vào năm 2030 và có thể tăng
tới 40% vào năm 2050, dẫn tới thời gian thu hồi vốn của các nhà đầu tư sẽ rút ngắn
xuống (từ 2 năm (2010) tới 0,75 năm (2030) và dưới 0,5 năm trong các năm kế tiếp).
Thời gian sử dụng dự báo cũng sẽ tăng từ 25-40 năm [45].
Hình 1.3: Giá pin năng lượng mặt trời từ năm 1977 – 2013
(Nguồn: Bloomberg New Energy Finance / Chart Source: Chi phí của NLMT)
Giá của các tấm năng lượng mặt trời PV giảm khoảng 100 lần so với 1977-
2012. Kể từ năm 2008, giá của các tấm năng lượng mặt trời PV đã giảm khoảng 80%.
Thị trường ĐMT đang rất phát triển với tốc độ rất nhanh, tính đến hết năm 2011
đã có gần 70 GWp công suất pin mặt trời được lắp đặt [32]. Với tầm nhìn chiến lược
15
và khả năng kinh tế dồi dào, nhiều nước trên thế giới đã đưa chiến lược phát triển
NLTT trong đó có NLMT trở thành quốc sách như Mỹ, Thụy Điển, Nhật, Trung Quốc,
Canađa, Ấn Độ, Hà Lan, Ucraina, Đức, Một số nước đã nêu chỉ tiêu cụ thể như Đức
đề ra kế hoạch trong tương lai sẽ thay thế 100% năng lượng sạch (trong đó có NLMT)
cho các loại năng lượng hóa thạch hiện nay. Ý (16%) và Đức (32%) kết hợp chiếm gần
một nửa công suất điện mặt trời toàn cầu năm 2012.
Hình 1.4: Sự phát triển thị trường điện mặt trời năm 2012
(Nguồn: Renewables 2013, Báo cáo tình trạng toàn cầu (Ren 21))
Năm 2013, thị trường năng lượng mặt trời PV đã có một năm kỷ lục, thêm hơn
39 GW vào năm 2013 với tổng số vượt quá 139 GW. Tại Ý, PV năng lượng mặt trời
đáp ứng 7,8% tổng sản lượng điện hàng năm nhu cầu [43]. Đức cũng là nước đứng đầu
thế giới về tổng công suất lắp đặt PMT năm 2013. Trước mắt, các thiết bị phát điện
kiểu quang điện của Đức đạt công suất gần 38.000 MW. Một điểm đáng chú ý đó là,
vào năm 2000 tổng công suất của các thiết bị quang điện mới chỉ là 76 MW. Căn cứ
cũng được xem là quốc gia có điện gió, tuy chưa có đủ số liệu, trong đó có Việt Nam;
bên cạnh Iran, Venezyela, Ethiopia và Pakistan [51].
Copyright: Tài liệu đại học ©