Để đón trước một tương lai với nguồn cung năng lượng ổn định, Việt Nam cần tính đến những giải pháp khả thi về công nghệ và đảm bảo một cơ cấu điện năng đa dạng ngay từ hôm nay.
Đây là những vấn đề Diễn đàn Công nghệ Năng lượng Việt Nam 2020, do Bộ KH&CN phối hợp với Bộ Công thương và Hội đồng Năng lượng thế giới tổ chức hôm 17/9, đề cập đến. Với quan điểm “năng lượng đi trước một bước”, các nhà quản lý và chuyên gia công nghệ đã cùng ngồi lại để tính các kịch bản năng lượng và các loại hình năng lượng mà một Việt Nam trong tương lai có thể cần đến nhằm đáp ứng các nhu cầu phát triển kinh tế xã hội… Trong năm nay, đây cũng không phải lần đầu tiên chủ đề này được nói đến, ví dụ gần đây nhất là vào tháng sáu và tháng bảy, Diễn đàn Năng lượng Việt Nam 2020 “Phát triển năng lượng sạch - Xu thế và thách thức” do Bộ Công thương chủ trì, Diễn đàn cấp cao về Năng lượng Việt Nam năm 2020 do Ban Kinh tế Trung ương chủ trì cũng cùng bàn luận xung quanh chủ đề này.
Cả ba diễn đàn trên đều được tổ chức trong bối cảnh, theo các dự báo của Bộ Công thương, trong vòng 5 năm tới, nhu cầu điện năng sẽ tăng trưởng 8.5-9,5%/năm. Rất có thể, Việt Nam sẽ rơi vào cảnh cung không đủ cầu và Bộ Công thương đã phải tính đến kịch bản nhập khẩu điện sau năm 2025. Vì vậy, Thứ trưởng Bộ KH&CN Trần Văn Tùng đã nhấn mạnh tại Diễn đàn Công nghệ Năng lượng Việt Nam là để chủ động đón giải quyết khó khăn, bên cạnh việc phát triển các nguồn cung năng lượng mới, “Việt Nam cần thúc đẩy các hoạt động nghiên cứu làm chủ, ứng dụng và phát triển công nghệ với mục tiêu tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng”.
Thế khó của nguồn cung năng lượng
Trước một nhu cầu năng lượng ngày càng tăng cao, Việt Nam đang khó lòng đáp ứng bởi những nguồn năng lượng sơ cấp như than, mỏ (dầu, khí..) đều đang dần cạn kiệt hoặc khai thác gần hết tiềm năng như thủy điện…. Theo ông Đinh Thế Phúc, Vụ trưởng Vụ Năng lượng, Ủy ban Quản lý vốn nhà nước tại doanh nghiệp, Việt Nam từng là nước xuất khẩu than nhưng từ năm 2015 đến nay đã phải nhập khẩu than để cung cấp cho các nhà máy nhiệt điện. Trong khi đó, lượng nước đổ về các sông đang ngày một ít đi do tác động của biến đối khí hậu hoặc bị khai thác quá nhiều ở thượng nguồn. Thống kê của Bộ Công thương cho thấy, tổng giá trị phụ thuộc vào năng lượng nhập khẩu của Việt Nam đang vào khoảng 18 - 20%.
Bài toán an ninh năng lượng mà Việt Nam đang phải đối mặt thật không dễ giải. Theo tính toán của các chuyên gia, với kịch bản tăng trưởng GDP bình quân 7%/năm thì nhu cầu năng lượng cho năm 2020 phải đạt 235 tỷ kWh điện, đến năm 2025 cần 352 tỷ kWh và đến 2035 là 506 tỷ kWh điện. Để đáp ứng nhu cầu điện lớn như vậy, Việt Nam cần khoảng 60.000MW công suất nguồn điện vào năm 2020 và 130.000MW vào năm 2030.
Tại diễn đàn này, giải pháp dịch chuyển năng lượng đã được các chuyên gia đề cập đến như một trong những cách làm hữu hiệu để góp phần đảm bảo an ninh năng lượng. Là người theo dõi và tư vấn cho các dự án năng lượng ở Việt Nam, ông Sven Enerdal - Giám đốc Dự án Năng lượng tái tạo và Hiệu quả năng lượng, Chương trình Hỗ trợ năng lượng Bộ Công thương/GIZ cho rằng “Để đảm bảo an ninh năng lượng trong tương lai, chiến lược chuyển dịch năng lượng với tầm nhìn từ 20-30 năm của Việt Nam nên bắt đầu tư bây giờ”.
Tuy nhận thức được “chuyển dịch năng lượng là vấn đề cấp bách”, ông Đinh Thế Phúc, Vụ trưởng Vụ Năng lượng, Ủy ban Quản lý vốn nhà nước tại doanh nghiệp, nhấn mạnh, yêu cầu này “đòi hỏi sự chuyển dịch của cả một hệ thống từ chính sách đến cơ cấu nguồn năng lượng, đáp ứng của khâu sản xuất, tiêu thụ...”. Yêu cầu cần phải nâng cao tỷ trọng của năng lượng tái tạo trong cơ cấu điện năng quốc gia và hạn chế sự phụ thuộc vào nhập khẩu như mong muốn của nhiều chuyên gia không phải thực hiện ngay trong một sớm một chiều. Nhiều năm nay, dù có chính phủ trợ giá và tạo điều kiện cho điện gió và điện mặt trời phát triển nhưng chỉ tính trong tám tháng đầu năm 2020, năng lượng tái tạo cũng mới chỉ đóng góp 4,4% trong cơ cấu điện sản xuất.
Khi đề cập đến những cái khó ít người biết đến trong việc chuẩn bị cơ sở hạ tầng để đón nguồn điện tái tạo, Trưởng ban Chiến lược phát triển, Tập đoàn Điện lực Việt Nam Lê Hải Đăng lý giải: “Hai loại năng lượng tái tạo là điện gió và điện Mặt trời này đều có khó dự báo được chính xác, công suất phát không ổn định, thường chỉ phát từ 6h00 - 18h00. Tốc độ tăng giảm tải lớn, thường tăng mạnh vào buổi sáng, giảm mạnh vào buổi chiều, tốc độ tăng giảm của tải điện có thể lên tới 1500MW/tiếng”. Với đặc điểm đột biến tăng giảm này, hai loại hình năng lượng này khiến các nhà vận hành lưới điện quốc gia phải sẵn có lượng điện dự phòng đủ lớn để điều tần, ví dụ “nếu hệ thống vọt lên 1000MW - 1500MW trong 1 tiếng thì ngay lập tức phải giảm nguồn trong hệ thống điện và vào buổi chiều, khi lượng điện này giảm xuống lập tức phải có nguồn dự phòng sẵn sàng để bổ sung”, ông nói.
Hai loại năng lượng tái tạo là điện gió và điện mặt trời đều có khó dự báo được chính xác, do công suất thường chỉ phát từ 6h00 - 18h00 và không ổn định. Tốc độ tăng giảm của tải điện có thể lên tới 1500MW/tiếng, thường tăng mạnh vào buổi sáng, giảm mạnh vào buổi chiều.
Việc không ổn định và phụ thuộc vào thời tiết khiến cho các nhà quản lý nghĩ đến việc tính tỷ lệ nguồn năng lượng tái tạo trong cơ cấu điện năng quốc gia. Vào thời điểm này, do chỉ chiếm cơ cấu ít, nguồn điện từ thủy điện hay điện than vẫn dồi dào nên việc điều tần là chuyện trong tầm tay nhưng khi cơ cấu năng lượng tái tạo tăng lên thì việc này sẽ cần phải có những phương án phòng bị như khuyến cáo của ông Lê Hải Đăng.
Chú trọng vào các giải pháp công nghệ
Giữa những ngổn ngang khó khăn nguồn cung và các vấn đề nảy sinh trong quá trình lắp đặt năng lượng tái tạo, vấn đề làm chủ công nghệ, nội địa hóa công nghệ lại được Bộ KH&CN đặt ra như một giải pháp khả thi. Viễn cảnh về một tương lai mà năng lượng tái tạo có thể tham gia đóng góp nhiều hơn vào cơ cấu điện năng quốc gia với sự sẵn sàng của các kho lưu trữ điện năng hay khả năng giảm chi phí, an toàn khi sử dụng của nguồn khí hydro ở quy mô thương mại như gợi ý của ông Trần Anh Tuấn, Thư ký Hội đồng Năng lượng thế giới tại Việt Nam, vẫn còn rất mong manh, dù hi vọng “năm 2040 tàu thủy và tàu hỏa sẽ chạy hydro, năm 2050, có khả năng loại năng lượng này sẽ được ứng dụng cho máy bay”. Vấn đề hiện tại mà các nhà nghiên cứu vẫn đang tập trung giải quyết với nguồn năng lượng hydro là “công nghệ điện phân nước biểu hiện vẫn chưa được thương mại hóa do khó khăn về kỹ thuật và chi phí cao; các nghiên cứu xoay quanh vấn đề này nhằm giải quyết các vấn đề kỹ thuật và giảm chi phí vẫn đang được triển khai”, theo báo cáo của ông Lê Đình Chiển - Ban Công nghiệp Khí và Lọc hóa dầu, Tập đoàn dầu khí Việt Nam.
Do đó, những giải pháp mà Việt Nam có thể chuẩn bị một cách xác đáng và chủ động là tiếp tục nghiên cứu về các loại hình công nghệ và các thiết bị liên quan đến vận hành phát điện, từ nguồn điện truyền thống như nhiệt điện than, thủy điện đến các nguồn năng lượng mới như gió, Mặt trời… Đó sẽ là cách thức để Việt Nam có thể nâng cao được công suất phát điện ở các nhà máy hiện có, dù ở loại hình năng lượng nào. Đây là câu chuyện hết sức thời sự bởi theo quan sát hiệu quả vận hành ở một nhà may điện gió của một nhà nghiên cứu trường Đại học Điện lực, trong thời gian có chuyên gia Đức cùng tham gia vận hành thì công suất nhà máy đạt khoảng 60 triệu kWh/năm còn lúc chuyên gia về nước thì công suất giảm tới xuống còn khoảng 50 triệu kWh/năm, nghĩa là sụt tới gần 20%. Nguyên nhân chính là các cột gió chưa vận hành được tối ưu nên hay xảy ra cảnh các cánh quạt quay chậm hoặc dừng lại hẳn.
Những giải pháp để đảm bảo an ninh năng lượng mà Việt Nam có thể chuẩn bị một cách xác đáng và chủ động là tiếp tục nghiên cứu về các loại hình công nghệ và các thiết bị liên quan đến vận hành phát điện, từ nguồn điện truyền thống như nhiệt điện than, thủy điện đến các nguồn năng lượng mới như gió, mặt trời…
Mặt khác, việc làm chủ công nghệ mới, tiến tới nội địa hóa các chi tiết, thiết bị của các nhà máy điện cũng giúp Việt Nam bớt phụ thuộc vào bên ngoài cũng như giảm giá thành đầu tư, duy tu sửa chữa… Trong một hội nghị về phát triển thủy điện vừa và nhỏ do Bộ KH&CN, Bộ Công thương và Viện Kinh tế Việt Nam (Viện Hàn lâm KHXN Việt Nam) tổ chức vào tháng 10/2017, Thứ trưởng Trần Văn Tùng có đề cập đến yếu tố này “chúng ta đã từng bước chủ động được phần thiết kế, chế tạo một số thiết bị như cửa van đập tràn, máy biến áp các loại… nhưng về lâu dài cần mở rộng số lượng thiết bị này, đi kèm với đẩy mạnh nghiên cứu sâu về chế độ thủy lực, môi trường bồi lắng trong các hồ đập, cửa cống… nhằm đảm bảo an toàn và tối ưu trong vận hành”.
Song song với việc làm chủ công nghệ, một giải pháp khác cho Việt Nam là tiết kiệm và sử dụng sử dụng năng lượng hiệu quả. Không chỉ riêng Việt Nam mà hơn 100 nước tham gia vào cuộc khảo sát về xu hướng sử dụng năng lượng trên thế giới và xu hướng công nghệ mới trong tương lai do Hội dồng Năng lượng thế giới chủ trì cũng có chung quan điểm này. Ông Sven Enerdal so sánh tỷ lệ tăng trưởng của ngành điện với tỷ lệ tăng trưởng GDP và kết luận: “Việt Nam đang sử dụng điện nhiều hơn số điện đáng ra Việt Nam nên sử dụng”. Điều này có nghĩa là, năng lượng chưa được chúng ta sử dụng hiệu quả để đem lại sự tăng trưởng GDP tương ứng. Và có những thời điểm khoảng cách giữa hai con số này lên tới 10%.
Không chỉ hữu dụng trong bối cảnh hiện tại mà ở những năm sau, việc tiết kiệm năng lượng và sử dụng năng lượng hiệu quả cũng là giải pháp để đảm bảo an ninh năng lượng. Theo ông Trần Anh, ba cách thức có tác động lớn nhất đến cách sử dụng năng lượng vào năm 2040 là tiết kiệm điện trong sản xuất và sinh hoạt; đổi mới công nghệ trong sản xuất; Áp dụng kỹ thuật số/blockchain/AI trong sản xuất, truyền tải và phân phối để đạt hiệu suất tối đa. Ở cả ba giải pháp này, KH&CN đều đóng vai trò hết sức quan trọng.
Hiện nay, dù chưa thật đồng bộ thì EVN cũng đã bắt đầu thực hiện từng bước việc áp dụng những công nghệ mới trong quản lý, vận hành và cơ sở hạ tầng điện năng quốc gia. Theo ông Lê Hải Đăng, EVN đã “chủ động thuê chuyên gia tư vấn từ Bỉ để nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật đáp ứng mức độ tăng dần của tỷ trọng năng lượng tái tạo trong hệ thống điện để có hình dung sơ bộ. Cũng với đó, ứng dụng AGC (tự động điều chỉnh công suất) cũng được triển khai để khai thác tối đa công suất phát các nguồn năng lượng tái tạo theo khả năng tải của đường dây tại mỗi thời điểm”.
Dù còn xa mới tiến đến được xu hướng sử dụng khí hydro ở quy mô thương mại như mong muốn thì Việt Nam cũng có thể chuẩn bị về năng lực khoa học để có thể sẵn sàng tiếp cận công nghệ mới này. Đây là lý do khiến ông Lê Đình Chiển cho rằng, Việt Nam cần phải xem xét xây dựng chương trình nghiên cứu dài hạn về hydro, bao gồm sản xuất, bồn chứa, vận chuyển phù hợp với định hướng dịch chuyển năng lượng đang diễn ra trên thế giới.
Việc đảm bảo nguồn cung điện năng sẽ cần phải song song với việc đảm bảo vận hành thông suốt hệ thống truyền tải điện quốc gia. Cách đây ít lâu, EVN có nhận được đề xuất từ Huế và Quảng Trị về việc xây dựng trung tâm điện khí sử dụng LNG với công suất mỗi trung tâm 4000MW. Cái khó nằm ở chỗ đường dây 500KV mỗi ngày chỉ tải được khoảng 1500MW, nghĩa là ba đường dây 500KV hiện có chỉ đủ tải công suất của một trung tâm như vậy.
Phát triển năng lượng tái tạo là xu thế chung, tuy nhiên việc phát triển ồ ạt và cục bộ cũng gây ra không ít thách thức cho việc vận hành hệ thống điện đồng bộ và hài hòa của từng địa phương, từng khu vực trong chiến lược chung của cả đất nước.
Ông Lê Hải Đăng, Trưởng Ban Chiến lược phát triển, Tập đoàn Điện lực Việt Nam.
Khi chưa có thêm nhiều nguồn năng lượng bổ sung, có lẽ việc dễ hơn cả với Việt Nam là ‘tiết kiệm năng lượng” – vấn đề mà ngay cả trong Nghị quyết 55 do Bộ Chính trị ban hành hồi tháng 2/2020 đã xác định rõ “tiết kiệm năng lượng đó là một quốc sách của quốc gia. Để tiết kiệm cần có những chế tài, giải pháp để làm sao cho tất cả doanh nghiệp Việt Nam, những người sử dụng điện của Việt Nam phải được trang bị các công cụ thiết bị công nghệ mới, tiết kiệm năng lượng, thân thiện với môi trường, từ đó nâng cao năng suất và hiệu quả của sản xuất của Việt Nam.
Ông Sven Enerdal - Giám đốc Dự án Năng lượng tái tạo và Hiệu quả năng lượng, Chương trình Hỗ trợ năng lượng Bộ Công thương/GIZ.