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

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
Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Mã số: Chương trình thí điểm

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Văn Cự

Hà Nội - 2015



tháng

HỌC VIÊN

Đỗ Thị Liễu

ii

năm 201


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ............................................................... III
DANH MỤC BẢNG BIỂU .........................................................................................VI
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ............................................................................ VII
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU...................................................................... 4
1.1 Năng lượng tái tạo và chính sách phát triển nguồn năng lượng tái tạo............. 4
1.1.1 Năng lượng tái tạo .............................................................................................. 4
1.1.2 Chính sách phát triển nguồn năng lượng tái tạo ................................................. 6
1.2 Vai trò của năng lượng tái tạo ............................................................................. 10
1.2.1 Vai trò ............................................................................................................... 10
1.2.2 Tình hình ứng dụng NLTT trong bối cảnh BĐKH........................................... 13
1.2.3 Các nỗ lực nhằm hạn chế biến đổi khí hậu....................................................... 19
1.3 Tiềm năng và ứng dụng NLTT tại Việt Nam ..................................................... 22
1.3.1 Tiềm năng và ứng dụng năng lượng mặt trời ................................................... 22
1.3.2 Tiềm năng và ứng dụng năng lượng gió........................................................... 24
1.3.3 Tiềm năng giảm phát thải CO2 của NLTT tại Việt Nam.................................. 27
1.4 Vị thế và tiềm năng NLTT tại Khu Di tích K9, Ba Vì, Hà Nội ......................... 30

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 CO2 của trạm điện mặt trời
tại K9 ......................................................................................................................... 62
3.5.6 Đánh giá khả năng làm việc và giải pháp nâng cao hiệu quả của các trạm điện
mặt trời nối lưới ......................................................................................................... 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 67
Kết luận ........................................................................................................................ 67
Kiến nghị ...................................................................................................................... 68

iv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

BĐKH

Biến đổi khí hậu

BXMT

Bức xạ mặt trời

CDM

Cơ chế phát triển sạch

ET

Mua bán phát thải


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

v


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

Hình 3.6: Phân bố tốc độ gió khu vực K9 tại độ cao 60m so với mặt đất .................... 48
Hình 3.7: Phân bố số giờ có các tốc độ gió khác nhau trong năm 2012 tại khu K9 ..... 49
Hình 3.8: Bản đồ phân bố mật độ năng lượng khu vực K9 ở độ cao 40m ................... 50
Hình 3.9: Bản đồ phân bố mật độ năng lượng khu vực K9 ở độ cao 60m ................... 50
Hình 3.10: Tiềm năng giảm phát thải CO2 của năng lượng mặt trời tại khu vực K9 ... 54
Hình 3.11: Sơ đồ hệ thống điện mặt trời độc lập .......................................................... 56
Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện mặt trời nối lưới quy mô nhỏ .................... 57
Hình 3.13: Mái nhà Trung tâm huấn luyện tại K9, Ba Vì, Hà Nội............................... 58
Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý đấu nối điện trạm điện mặt trời tại Khu Di tích K9......... 61
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

vii


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

quyết đồng thời những vấn nạn đang tiếp diễn phức tạp. Thay vì sử dụng nhiên liệu
hóa thạch, nền Kinh tế xanh sử dụng năng lượng tái tạo và công nghệ các-bon thấp,
khuyến khích sử dụng nguồn lực và năng lượng hiệu quả hơn. 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]. Sử dụng nguồn năng
lượng tái tạo (NLTT) chính là một trong các giải pháp góp phần hạn chế BĐKH vì đây
là nguồn năng lượng sạch, không phát thải khí nhà kính. Thay thế nguồn nhiên liệu
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 CO2 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.
2


Do quy mô mới chỉ dừng lại ở một luận văn thạc sỹ nên nội dung nghiên cứu

nhiên liệu hóa thạch, chủ yếu là than đá và dầu mỏ. Than đá và dầu mỏ được hình
thành trong một quá trình dài hàng triệu năm biến động của vỏ Trái đất. Đó là quá
trình phân hủy kỵ khí xác thực vật/cây cối và các chất hữu cơ khác bị vùi lấp lâu ngày
tạo nên. Vì thế, nhiên liệu hóa thạch được coi là tài nguyên không tái tạo và khi sử
dụng (đốt) sẽ phát thải khí CO2[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
4


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

5


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
Hợp Quốc (UNDP) (2011) đã lựa chọn 4 giải pháp chính sách cụ thể mang tính đại
diện có thể nâng cao hoặc làm suy yếu tính công bằng và tính bền vững, đó là: Phát
triển nguồn NLTT, nghiêm cấm phá hoại rừng, tiến hành trợ giá đối với việc tiêu thụ

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)
7


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
thụ điện xanh có ảnh hưởng rất lớn đến sự ứng dụng của ĐG, còn quỹ phúc lợi xã hội
với vai trò là nguồn cấp kinh phí cho quỹ năng lượng sạch và hiệu suất năng lượng lại

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
9


về công suất lắp đặt thì mới đạt được kết quả hữu hiệu trong việc ứng dụng NLTT,

cũng liên quan chặt chẽ đến sự phát triển của xã hội loài người. BĐKH do con người
10


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 (CO2) 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)

Mức tăng dự báo 2,6% cho năm 2012 có nghĩa là phát thải toàn cầu từ việc đốt
nhiên liệu hóa thạch là 58% trên mức của năm 1990, năm cơ sở cho Nghị định thư
Kyoto. Phân tích mới nhất này thực hiện bởi Dự án Carbon toàn cầu được công bố
ngày 02 tháng 12 trong tạp chí Nature Climate Change với dữ liệu đầy đủ được phát
hành đồng thời trên tạp chí Earth System Science Data Discussions. Phân tích này cho
thấy các quốc gia đứng đầu trong việc đóng góp vào phát thải toàn cầu trong năm 2011
là Trung Quốc (28%), Mỹ (16%), Liên minh châu Âu (11%), và Ấn Độ (7%). Phát thải
ở Trung Quốc và Ấn Độ tăng 9,9 và 7,5% trong năm 2011, trong khi lượng phát thải
của Hoa Kỳ và Liên minh châu Âu giảm lần lượt là 1,8 và 2,8%. Lượng khí thải của
Trung Quốc tính bình quân theo đầu người là 6,6 tấn CO2, sấp sỉ bằng với của Liên

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].
12


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
nguyên liệu cho PMT để khai thác tiềm năng vô tận này, ở nhiều nước đã đầu tư
nghiên cứu công nghệ sử dụng nguồn năng lượng thu được từ PMT. Các nghiên cứu
đã tập trung vào công nghệ tích trữ năng lượng, thiết bị chuyển đổi DC/AC, thiết bị
điều khiển thông minh… Kết quả nghiên cứu theo hướng này đã cho phép sử dụng
nguồn điện thu được từ năng lượng mặt trời cho các hộ dân cư trong các đô thị tập
trung thông qua những trạm cấp điện kết hợp giữa ĐMT và điện lưới. Công suất điện
PV năng lượng mặt trời toàn cầu đã tăng từ khoảng 2,2 GW vào năm 2002 đến 100
GW vào năm 2012. Từ năm 2007 đến năm 2012, nó đã tăng trưởng gấp 10 lần hơn, từ
10 đến 100 GW (hình 1.2).

Hình 1.2: Công suất điện PV năng lượng mặt trời toàn cầu 1995 - 2012
(Nguồn: Renewables (2013), Báo cáo tình trạng toàn cầu (Ren 21))

Hiện nay, PMT đã có thị trường cạnh tranh về sản phẩm, dịch vụ và ứng dụng.



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
vào số liệu điều tra mới nhất cho thấy, có 79% người dân nước Đức tán thành việc coi
khai thác lợi dụng nguồn NLTT như là một phần trong chương trình “Chuyển đổi
nguồn năng lượng” và “Chuyển biến chính sách nguồn năng lượng” của nước Đức,
thậm trí có đến 50% người dân nước Đức ủng hộ việc đẩy nhanh nhịp độ phát triển
hiện tại của nguồn NLTT. Năm 2013, các hạng mục công trình kiến trúc kết hợp sản
xuất quang điện cho giá thành một kW điện chưa đến 0,14 EMU Euro (Tương đương
khoảng 3.736 VND), nhưng khi người tiêu dùng cá nhân mua 1kW điện từ lưới điện
xuống chỉ phải trả một nửa giá của lượng điện tiêu thụ. Giá thành 1kW điện của các
trạm quang điện mặt đất ở Đức thấp hơn 0.10 EMU Euro (vào khoảng 2.669 VND), về
cơ bản bằng với giá thành 1kW điện của Công ty điện lực của Pháp đặt nhà máy điện
hạt nhân tại Anh (vào khoảng 0,11-0,12 EMU Euro). Cùng với đó, cơ hội việc làm của
15