Thứ Năm, 14 tháng 11, 2019

Kỹ sư Phạm Phan Long: Điện mặt trời Nam Ngum có thể thay thế Thủy điện trên dòng Mekong ở Lào?

Nguồn: http://vietecology.org/Article/Article/1344 

Dòng sông Lan Thương–Mekong đang bị tàn phá bởi hàng trăm dự án thủy điện trên dòng chính và các phụ lưu của nó từ cao nguyên Tây Tạng ở Trung Quốc tới hạ lưu sông Sê san ở Campuchia. Riêng trên dòng chính Mekong, Chính phủ Lào đóng vai trò chính trong việc xây dựng những dự án này và thậm chí đang có kế hoạch xây thêm. Nhưng tại sao nước này lại chỉ tập trung vào các nhà máy thủy điện (hydroelectric power plants - HPPs)? Còn những nguồn năng lượng tái tạo khác thì sao? Liệu điện mặt trời Nam Ngum có thể thay thế thủy điện trên dòng Mekong ở đất nước này? 

Ngày 01 tháng 11 năm 2019 

Kỹ sư Phạm Phan Long, Quỹ Sinh thái Việt (Viet Ecology Foundation) 

Biên dịch: Giải pháp vì Môi trường

Sự nở rộ các nhà máy thủy điện trên lưu vực sông Lan Thương – Mekong
Nguồn: Phạm Phan Long soạn với Open Development Mekong
Tôi đã thực hiện một nghiên cứu khả thi đơn giản về kinh tế - kỹ thuật để trả lời câu hỏi quan trọng ở trên, và kết quả là có, hoàn toàn có thể. Một trang trại điện mặt trời nổi (floating solar-with-storage, FSS) với công suất thiết kế 11.400 MW là hoàn toàn khả thi về mặt kỹ thuật để sản xuất ra một lượng điện tương đương 15.000 GWh/năm và chi phí thấp hơn so với cả 3 dự án thủy điện hiện đang được lên kế hoạch xây dựng tại Lào - gồm Pak Lay, Pak Beng và Luang Prabang. Quy mô dự án FSS Nam Ngum là rất lớn nhưng có thể thực hiện trong 15 năm với công suất 760MW/năm với sản lượng 1.000 GWh/năm.

Các dự án thủy điện của Lào trên dòng chính sông Mekong. Nguồn: Phạm Phan Long

Cho đến hiện tại, Lào đã có tổng cộng 9 dự án thủy điện trên dòng chính của sông Mekong. Chính phủ nước này đã triển khai hai dự án thủy điện Don Sahong và Xayaburi, và giờ đang hướng quan tâm tới 3 dự án thủy điện khác, gồm: Pak Lay, Pak Beng và Luang Prabang. 

Bảng 1 dưới đây cho thấy 3 dự án thủy điện nói trên có tổng sản lượng là 15.418 GWh/năm với tổng mức đầu tư là 8,8 tỷ USD. Để khai thác được lượng điện này thì sẽ phải mất 143 km2 diện tích đất dùng cho hồ chứa nước và 41.767 người sẽ mất nhà cửa.

Bảng 1. Các dự án thủy điện đang chờ thực hiện của Lào
Dự án
Công suất thiết kế
(MW)
Sản lượng
(GWh/năm)
Tổng vốn đầu tư
(tỷ USD)
Diện tích bề mặt
(km2)
Diện tích ngập nước
(km2)
Dung tích hồ chứa
(triệu m3)
Số người phải di dời
(người)
Cao trình
(m)
Chỉ số công suất
Pak Beng
912
4775
2,30
87
17,4
442
6700
31
59,77%
Pak Lay
770
4143
2,13
108
71,28
384
22101
26
61,42%
Luang Prabang
1460
6500
4,37
90
54
734
12966
68
50,82%
Tổng cộng
3142
15418
8,80
285
143
1560
41767

Các đánh giá tác động môi trường (EIA) đã được thực hiện bởi một số chuyên gia quốc tế, ICEM[1], Intralawan[2], Vietnam DHI Study[3], MRC Council Study[4]. Tất cả đều kết luận rằng chuỗi những HPP này sẽ dẫn đến sự phân bổ không cân bằng về thiệt hại và lợi ích giữa các nước trong lưu vực, điều này trái ngược với nguyên tắc công bằng (equitable) của Thỏa thuận Sông Mekong năm 1995[5]. 


Phương pháp luận 


Hướng tới đề xuất để Lào có một giải pháp thay thế thực sự cho thủy điện, tôi đã đưa ra ý tưởng về FSS có công suất 11.400 MW đặt trên diện tích 370 km2 của Hồ chứa Nam Ngum - nơi có diện tích bề mặt thoáng và phẳng nhất ở Lào. FSS có thể tạo ra điện lượng 15.000 GWh/năm, tương đương với điện lượng của cả 3 dự án thủy điện nói trên cộng lại. Nghiên cứu này được thực hiện với những công cụ phân tích dưới đây: 
Bảng tính Global Solar Atlas[6] của Ngân hàng Thế giới/Solaris. 
Bảng tính Chi phí Năng lượng (LCOE) đơn giản của Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL)[7]. 
Diện tích bề mặt FSS được tính toán dựa trên FSS Đa Mi ở Việt Nam sau khi hiệu chỉnh phù hợp với chỉ số Bức xạ Nghiêng Toàn cầu (GTI) tương ứng[8]. 
Dự toán chi phí dựa vào Bộ Năng lượng Hoa Kỳ [9] và các dự án FSS đã hoàn thành gần đây [10] với quy mô tương tự và một vài trong số đó đã đi vào vận hành ở lưu vực sông Mekong. 


Thủy điện trên dòng Mekong 


Tôi đã chạy nhiều mô hình tài chính để ước tính chi phí vận hành của 3 dự án thủy điện sắp tới của Lào gồm Pak Lay, Pak Beng và Luang Prabang. Dựa trên giá trị vốn [11] và chi phí, Bảng 2 ở dưới cho thấy chỉ số LCOE là 0,0257 USD/kWh, chưa kể những chi phí ngoại vi của 3 dự án thủy điện nói trên.

Bảng 2: Chi phí Năng lượng (LCOE) cho thủy điện chưa kể chi phí ngoại vi
Vốn đầu tư ban đầu
8,80
Tỷ USD
Chi phí vận hành và bảo dưỡng (O&M) trong 50 năm
11,00
TỶ USD
Tổng vốn đầu tư
19,80
Tỷ USD
Tổng sản lượng điện
770900
GWh
Chỉ số LCOE
0,0257
USD/kWh

Bảng 3 ở dưới cho thấy chỉ số LCOE là 0,0581 USD/kWh dựa trên tổng vốn đầu tư có tính đến chi phí ngoại vi (lưu ý: Chi phí ngoại vi được ước tính dựa trên báo cáo của Viện Di sản Thiên nhiên [12] cho dự án thủy điện Sambor, với giả định rằng 3 dự án thủy điện tiếp theo của Lào sẽ có cùng chi phí ngoại vi nếu được thực hiện).

Bảng 3: Chi phí Năng lượng (LCOE) cho thủy điện có tính đến chi phí ngoại vi
Vốn đầu tư ban đầu
8,80
Tỷ USD
Chi phí vận hành và bảo dưỡng (O&M) trong 50 năm
11,00
TỶ USD
Chi phí ngoại vi (ẩn)
25,000
Tỷ USD
Tổng vốn đầu tư
44,80
Tỷ USD
Tổng sản lượng điện
770900
GWh
Chỉ số LCOE
0,0581
USD/kWh

Điện Mặt trời nổi Nam Ngum - Giải pháp thay thế

Vị trí Hồ chứa Nam Ngum. Nguồn: Phạm Phan Long

Hồ chứa Nam Ngum kéo dài trên 60 km ở phía Bắc của Thủ đô Viêng Chăn. Hiện tại có một đường dây 500 kV tới Viêng Chăn và sang cả Thái Lan, trong tương lai sẽ có một đường dây 500 kV sang Việt Nam [13]. Nam Ngum là địa điểm lý tưởng nhất cho FSS, và đối với mục đích của nghiên cứu này. 

Hình 4: Trang Global Solar Atlas trực tuyến cho thấy chỉ số PVOUT (lượng điện năng có thể được sản xuất trên mỗi kWp công suất đỉnh) cho khu vực này là 1.399 kWh/kWp. Trong Phụ lục 1 của Báo cáo của Global Solar Atlas có thể thấy rằng một hệ thống điện mặt trời công suất 760 MW thì có thể sản xuất ra 1.006 GWh/năm.

Dự án điện mặt trời nổi ở Hồ chứa Nam Ngum. Nguồn: Phạm Phan Long

Bảng 4 dưới đây cho thấy dự án FSS trên Hồ chứa Nam Ngum có thể được thực hiện theo 15 bước trong vòng 15 năm, với tuổi thọ 25 năm. Toàn bộ dự án sẽ cần 111 km2 hay 30% tổng diện tích bề mặt của hồ chứa. Đây là dự án đầy tham vọng và lớn hơn nhiều lần so với trang trại FSS lớn nhất thế giới hiện nay.

Bảng 4. Dự án FSS trên Hồ chứa Nam Ngum - Các bước triển khai
Năm
Công suất
Điện lượng từng năm
Điện lượng tích lũy
Điện lượng trong 25 năm
Mật độ năng lượng
Diện tích che phủ mặt hồ mỗi năm
Diện tích che phủ mặt hồ tích lũy
Độ che phủ mặt hồ
MW
GWh/năm
GWh/năm
GWh
GWh/km2
km2
km2
%
1
760
1000
1000
25000
135
7,41
7,41
2
2
760
1000
2000
25000
7,41
14,82
4
3
760
1000
3000
25000
7,41
22,23
6
4
760
1000
4000
25000
7,41
29,64
8
5
760
1000
5000
25000
7,41
37,05
10
6
760
1000
6000
25000
7,41
44,46
12
7
760
1000
7000
25000
7,41
51,87
14
8
760
1000
8000
25000
7,41
59,28
16
9
760
1000
9000
25000
7,41
66,69
18
10
760
1000
10000
25000
7,41
74,10
20
11
760
1000
11000
25000
7,41
81,51
22
12
760
1000
12000
25000
7,41
88,92
24
13
760
1000
13000
25000
7,41
96,33
26
14
760
1000
14000
25000
7,41
103,74
28
15
760
1000
15000
25000
7,41
111,15
30
Total
11400

Total
375000






Bảng 5. Dự án FSS trên Hồ chứa Nam Ngum –Sử dụng pin lưu trữ 4 giờ
Năm
Công suất
Điện lượng tích lũy
Chi phí trên công suất
Chi phí trên dự án
Điện lượng trong 25 năm
Chi phí đơn vị pin
Chi phí mua pin 4 giờ dự trữ
Chi phí vận hành hàng năm
Chi phí vận hành trong 25 năm
Tổng vốn đầu tư
LCOE
MW
GWh/năm
Triệu USD/MW
Triệu USD
GWh
Triệu USD/MW
Triệu USD
Triệu USD/MW
Triệu USD
Triệu USD
USD/kWh
1
760
1000
0,77
585
25000
300
912
10
190
1687
0,067
2
760
2000
0,75
573
25000
294
894
10
182
1649
0,066
3
760
3000
0,74
561
25000
288
876
10
175
1612
0,064
4
760
4000
0,72
550
25000
282
858
10
167
1575
0,063
5
760
5000
0,71
539
25000
277
841
10
160
1540
0,062
6
760
6000
0,70
528
25000
271
824
10
152
1504
0,060
7
760
7000
0,68
518
25000
266
808
10
144
1470
0,059
8
760
8000
0,67
508
25000
260
792
10
137
1437
0,057
9
760
9000
0,65
497
25000
255
776
10
129
1402
0,056
10
760
10000
0,64
487
25000
250
760
10
122
1369
0,055
11
760
11000
0,63
478
25000
245
745
10
114
1337
0,053
12
760
12000
0,62
468
25000
240
730
10
106
1304
0,052
13
760
13000
0,60
459
25000
235
716
10
99
1274
0,051
14
760
14000
0,59
450
25000
231
701
10
91
1242
0,050
15
760
15000
0,58
441
25000
226
687
10
84
1212
0,048
Chi phí năng lượng LCOE trung bình, USD/kWh
0,58

Bảng 6. Dự án FSS trên Hồ chứa Nam Ngum –Sử dụng pin lưu trữ 2 giờ
Năm
Công suất
Điện lượng tích lũy
Chi phí trên công suất
Chi phí trên dự án
Điện lượng trong 25 năm
Chi phí đơn vịmua pin
Chi phí mua pin 2 giờ dự trữ
Chi phí vận hành hàng năm
Chi phí vận hành trong 25 năm
Tổng vốn đầu tư
LCOE
MW
GWh/năm
Triệu USD/MW
Triệu USD
GWh
Triệu USD/MW
Triệu USD
Triệu USD/MW
Triệu USD
Triệu USD
USD/kWh
1
760
1000
0,58
441
25000
300
456
10
190
1087
0,0435
2
760
2000
0,57
432
25000
294
447
10
190
1069
0,0428
3
760
3000
0,56
423
25000
288
438
10
190
1051
0,0420
4
760
4000
0,55
415
25000
282
429
10
190
1034
0,0414
5
760
5000
0,53
406
25000
277
421
10
190
1017
0,0407
6
760
6000
0,52
398
25000
271
412
10
190
1000
0,0400
7
760
7000
0,51
390
25000
266
404
10
190
984
0,0394
8
760
8000
0,50
382
25000
260
396
10
190
968
0,0387
9
760
9000
0,49
375
25000
255
388
10
190
953
0,0381
10
760
10000
0,48
367
25000
250
380
10
190
937
0,0375
11
760
11000
0,47
360
25000
245
373
10
190
923
0,0369
12
760
12000
0,46
353
25000
240
365
10
190
908
0,0363
13
760
13000
0,45
346
25000
235
358
10
190
894
0,0358
14
760
14000
0,45
339
25000
231
351
10
190
880
0,0352
15
760
15000
0,44
332
25000
226
344
10
190
864
0,0345
Chi phí năng lượng LCOE trung bình, USD/kWh
0,388


Thảo luận 


Nghiên cứu này tuân theo các phương pháp kỹ thuật tiêu chuẩn và chỉ ra tất cả các yếu tố kỹ thuật quan trọng dựa trên nguồn dữ liệu cụ thể tại vị trí dự án nghiên cứu. Các yếu tố về chi phí là những ước tính và dùng cho mục đích cạnh tranh thương mại nên chỉ có thể kiểm chứng qua cuộc đấu thầu. Điều đáng ngạc nhiên là các kết quả mở thầu không chỉ ở Mỹ mà cả ở Việt Nam và Campuchia đều nhận được các gói bỏ thầu năng lượng tái tạo với giá thấp hơn dự đoán. 

  • Chỉ số LCOE của 3 dự án thủy điện nói trên trong hai kịch bản không tính chi phí ngoại vi và có tính chi phí ngoại vi lần lượt là 0,026 và 0,058 USD/kWh (Bảng 2 và 3). 
  • FSS Nam Ngum sử dụng pin lưu trữ 4 giờ có thể sản xuất một lượng điện tương đương với các dự án thủy điện với chỉ số LCOE trung bình là 0,058 USD/kWh. 
  • FSS Nam Ngum sử dụng pin lưu trữ 2 giờ có thể sản xuất một lượng điện tương đương với các dự án thủy điện với chỉ số LCOE trung bình là 0,039 USD/kWh. 
  • Hai lựa chọn FSS trên không gây ra tổn thất xã hội nên không có chi phí ngoại vi. 

Cả hai lựa chọn FSS đều ưu việt hơn bộ 3 dự án thủy điện nói trên. Ngoài ra các dự án FSS này còn mang đến những ích lợi đáng kể như sau: 

  • FSS giúp bảo tồn một phạm vi rất lớn lưu vực sông Mekong, giữ lại 143 km2 diện tích đất lưu vực sông và hàng vạn ngôi nhà của 41.767 người dân đang cư ngụ tại khu vực này. 
  • Nhờ các tấm thu điện mặt trời che phủ 30% bề mặt nước hồ, trữ lượng nước của Hồ chứa Nam Ngum sẽ giảm thất thoát do bay hơi, đời sống thủy sinh giảm hiện tượng tảo nở hoa nên hồ sẽ tránh bị nhiễm độc. 
  • FSS sẽ không tạo ra những tác động xuyên biên giới tới các nước láng giềng và người dân của họ. Điều này có nghĩa là Lào có thể đàm phán để có được những khoản vay ưu đãi với mức lãi suất thấp hơn để thực hiện dự án FSS. 
  • Dự án FSS với công suất 11.400 MW này sẽ tạo ra hơn 320.000 việc làm cho người dân địa phương trong nhiều năm [14]. 

Khuyến nghị 


Lào đã xây dựng nhiều dự án thủy điện ở những khu vực thuận lợi nhất họ có trên dòng Mekong và xuất khẩu điện sang các nước láng giềng trong hai thập kỷ qua. Những khu vực còn lại với sản lượng ước tính ở mức thấp hơn, chi phí xây dựng cao hơn và ngày càng tăng lên, bên cạnh đó những tác động tiêu cực xuyên biên giới của hai nhà máy thủy điện Don Sahong và Xayaburi tới người dân Campuchia và Việt Nam phải hứng chịu đã được báo cáo và công bố [15]. Nếu tiếp tục xu hướng này, Lào có thể tự mình mắc kẹt trong một thế giới mà thủy điện không phải là nguồn năng lượng sạch với chi phí đang ngày càng tăng lên. Thái Lan đã hoãn nhập khẩu điện từ thủy điện Pak Beng của Lào [16]. Điều gì đang xảy ra vậy? Thế giới đã thay đổi, các nguồn năng lượng tái tạo phi thủy điện tiên tiến tốt hơn, rẻ hơn, sạch hơn và cho đến thời điểm này là thân thiện hơn với khí hậu của chúng ta. 

Ngay cả những cường quốc xuất khẩu dầu khí cũng đang đưa ra những thay đổi mang tính chiến lược. Ả rập Xê út đã xây dựng những trang trại điện mặt trời với tổng công suất 2,6 GW tại hai thánh địa linh thiêng của đất nước này, và có kế hoạch nâng tổng công suất điện mặt trời lên 57 GW cho tới năm 2030. Úc - cường quốc xuất khẩu than đá - lên kế hoạch xây dựng Trung tâm Năng lượng Tái tạo Châu Á có công suất 15GW [17] với 3.800 km cáp dưới biển để cung cấp 3 GW cho Indonesia và Singapore. Ngay Nam Phi cũng đã lên kế hoạch sẽ thực hiện 6,4 GW điện gió và 14 GW điện mặt trời vào 2030. Chính phủ Hoa Kỳ không thể ngăn các công ty điện chuyển đổi các nhà máy năng lượng từ đốt khí tự nhiên và than đá qua điện mặt trời và điện gió vì chi phí chúng đã giảm xuống dưới 2 cent/kWh [18]. Trung Quốc trong khi gia tăng đầu tư các nhà máy thủy điện và điện than ở các nước khác thì bản thân lại dẫn đầu thế giới về sản xuất tấm thu điện mặt trời [19] và pin dự trữ [20] - một tín hiệu Trung Quốc sẽ từ bỏ nhiên liệu hóa thạch. Còn Ấn Độ là quốc gia tích cực nhất trong việc áp dụng điện mặt trời với kế hoạch đạt tới 100 GW công suất điện mặt trời cho tới năm 2022. 

Người dân Lào nên chất vấn chính phủ của mình về kế hoạch đầu tư tuyền thủy điện trong khi cuộc cách mạng năng lượng tái tạo đang lan rộng nhanh chóng trên khắp thế giới. Đến lượt mình, Chính phủ Lào nên yêu cầu hãng tư vấn Poyres làm rõ là tại sao hãng này không khảo sát và báo cáo về các nguồn năng lượng phi thủy điện. Nghiên cứu này cho thấy không chỉ Lào có thể thay thế tất cả 3 dự án HPP bằng dự án Nam Ngum FSS. Tôi đã làm nghiên cứu sơ bộ và thấy rằng Campuchia cũng có thể thực hiện FSS trên Hồ Tonle Sap thay cho thủy điện Sambor và Stung Treng. Còn Việt Nam có thể loại bỏ 20% nhà máy điện than trên đồng bằng sông Cửu Long với chỉ một dự án FSS lắp đặt trên Hồ Trị An. 

Mạng lưới NGO quốc tế “Cứu lấy Mekong” đã gửi tới Chính phủ Lào một bản khuyến nghị [21] để hủy bỏ tất cả các nhà máy thủy điện trên dòng Mekong và thay thế bằng những lựa chọn năng lượng tái tạo phi thủy điện. Nghiên cứu này cung cấp cho Chính phủ Lào chìa khóa để thực hiện kế hoạch này. 

Chính phủ Lào sẽ bỏ lỡ một cơ hội tuyệt vời nếu thất bại trong việc hướng tới một phương án thay thế thủy điện bằng một dự án FSS trên Hồ Nam Ngum. Đó cũng sẽ là một sai lầm và thiếu sót nghiêm trọng nếu các đơn vị tư vấn và tác giả của Báo cáo Đánh giá Tác động Kinh tế- Xã hội cho HPP không đưa lựa chọn FSS vào báo cáo này. 

Tài liệu tham khảo 











[11] Capital cost is projected by FORECAST tool from cost data of Xayaburi, Pak Beng and Pak Lay by author. 











Về tác giả

Kỹ sư Phạm Phan Long có 40 năm kinh nghiệm với tư cách là một kỹ sư cơ khí chuyên nghiệp ở California, và là người sáng lập Quỹ Sinh thái Việt (Viet Ecology Foundation) - một tổ chức phi chính phủ (NGO) có trụ sở tại Hoa Kỳ. Ông cũng sáng lập Hãng Moraes/Pham và Cộng sự, Công ty Tư vấn Công nghệ Tiên tiến (Advanced Technologies Consultant Inc.) với tư cách là Giám đốc phụ trách, trực tiếp điều hành các dự án về Tuân thủ Quy tắc, An toàn và Cơ sở cho các công ty dược và sản xuất thiết bị bán dẫn như Hughes Aircraft Co, Genentech, ASML Cymer, AMCC, ABOTT và Solar Turbines.

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét