Nghiên cứu tiềm năng các nguồn năng lượng tái tạo tại khu di tích K9, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội

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
i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu dẫn chứng là trung thực, các kết quả
nghiên cứu là của riêng tôi và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công
trình nghiên cứu nào khác.



Học viên thực hiện luận văn

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

iii

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 CO
2
của NLTT tại Việt Nam 27
1.4 Vị thế và tiềm năng NLTT tại Khu Di tích K9, Ba Vì, Hà Nội 30
1.4.1 Vị thế 30
1.4.2 Tiềm năng tự nhiên 32
CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36
2.1 Đối tượng nghiên cứu 36
2.2 Phương pháp nghiên cứu 36
2.2.1 Cách tiếp cận: 36

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

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

v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

BĐKH
BXMT
CDM
ET
Biến đổi khí hậu
Bức xạ mặt trời
Cơ chế phát triển sạch
Mua bán phát thải
ĐMT Điện mặt trời
ĐG Điện gió
IEA
GWEC
International Energy Agency
Hội đồng năng lượng gió toàn cầu
KNK
KP
NLMT
Khí nhà kính
Nghị định thư Kyoto
Năng lượng mặt trời

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

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Nhân loại cần phải nỗ lực để ngăn chặn tình trạng BĐKH 11
Hình 1.2: Công suất điện PV năng lượng mặt trời toàn cầu 1995 - 2012 13
Hình 1.3: Giá pin năng lượng mặt trời từ năm 1977 – 2013 14
Hình 1.4: Sự phát triển thị trường điện mặt trời năm 2012 15
Hình 1.5: Mô tả thứ tự các nước phát triển điện gió với số liệu ở thời điểm năm 2012
(MW/triệu dân ) [50] 16
Hình 1.6: Tham quan, học tập tại dự án điện gió ở Xã Bình Thạnh, huyện Tuy Phong,
tỉnh Bình Thuận tháng 12/2012 (tác giả đứng thứ 3 từ phải sang) 26
Hình 1.7: Ngôi nhà đặc biệt dành cho Bộ Chính trị họp và Chủ tịch Hồ Chí Minh làm
việc trong những năm chiến tranh chống Mỹ ác liệt 30
Hình 1.8: Bác Hồ cùng bà Đặng Vĩnh Siêu thăm K9 31
Hình 1.9: Tổ chức Lễ báo công tại K9 nhân dịp Kỷ niệm 124 năm Ngày sinh nhận Bác
19/5/2014 của Đoàn huyện Ba Vì 32
Hình 3.1: Biểu đồ mức tiêu thụ điện năm 2009 - 2010 43
Hình 3.2: Cột đo gió và bức xạ mặt trời tại Khu Di tích K9 45
Hình 3.3: Biểu đồ có tiềm năng bức xạ mặt trời tại Khu Di tích K9 năm 2012 46
Hình 3.4: Đồ thị tốc độ gió trung bình tại Khu vực K9 ở các độ cao khác nhau 47
Hình 3.5: Phân bố tốc độ gió khu vực K9 tại độ cao 40m so với mặt đất 48
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 CO
2
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

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

hiện tượng quá tải, sụt áp và thường xuyên mất điện (mỗi tuần 01 lần, mỗi lần 04 giờ
xảy ra tại khu A, B, C). Do sự gia tăng đáng kể nhu cầu điện năng của nhân dân trong
khu vực, nên hiện tượng quá tải thường xuyên xẩy ra, gây mất điện cục bộ. Vì vậy,
việc cấp điện cho khu vực K9 đặc biệt là khu vực ưu tiên không được liên tục, chất
lượng điện năng thấp. Ảnh hưởng đáng kể đến thực hiện các nhiệm vụ chính trị của
Khu Di tích K9, hoạt động báo công với Bác, sinh hoạt, huấn luyện của bộ đội, cũng
như các hoạt động tham quan nghỉ dưỡng của du khách và nhà nghỉ của lãnh đạo cao
cấp của Đảng, Nhà nước và Quân đội. Hơn nữa, do sự phát triển tự nhiên, thiếu tính
đồng bộ và chưa có những nghiên cứu áp dụng công nghệ và tiến bộ kỹ thuật mới, nên

2

việc sử dụng năng lượng điện và nhiệt còn nhiều bất cập, tổn thất lớn, không ổn định
và hiệu quả thấp .
Hòa trong xu hướng hội nhập và phát triển đất nước, vấn đề BĐKH và an ninh
năng lượng đang được các bộ ngành quan tâm. Chính phủ Việt Nam đã ban hành chiến
lược quốc gia về BĐKH (Quyết định số 2139/QĐ-TTg ngày 5/12/2011), Chiến lược
Phát triển bền vững Việt Nam (giai đoạn 2011- 2020), Chiến lược quốc gia về tăng
trưởng xanh thời kỳ 2011-2020 và tầm nhìn đến năm 2050. Trong bốn mục tiêu của
Chiến lược quốc gia về BĐKH, Tăng trưởng xanh là mô hình phát triển mới để giải
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 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

trời, gió), và tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính của ngành năng lượng trong bối
cảnh biến đổi khí hậu hiện nay.
Chương 2. Phương pháp nghiên cứu, chương này mô tả phương pháp đánh giá
tiềm năng, sử lý số liệu các nguồn năng lượng gió, năng lượng mặt trời và tiềm năng
giảm phát thải khí CO
2
để trả lời câu hỏi nghiên cứu:
(a) Tiềm năng năng lượng tái tạo tại khu vực K9 là gì?
(b) Giải pháp lựa chọn khai thác năng lượng tái tạo tiềm năng tại khu vực K9?
(c) Khả năng giảm thiểu CO
2
của giải pháp được lựa chọn?
Chương 3. Kết quả nghiên cứu, nêu lên kết quả đạt được của luận văn.


4

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Năng lượng tái tạo và chính sách phát triển nguồn năng lượng tái tạo
1.1.1 Năng lượng tái tạo
Năng lượng: Năng lượng được định nghĩa là năng lực làm vật thể hoạt động.
Có nhiều dạng năng lượng như: công năng, động năng, nhiệt năng, quang năng,
v.v…[11].
Năng lượng hóa thạch: Là năng lượng được sinh ra trong quá trình đốt cháy
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 CO

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

đất, gió, nước trong đất liền hoặc ngoài đại dương nên sự ổn định về năng lượng cho
con người hoạt động và tồn tại được đảm bảo, sự độc lập về năng lượng của mỗi quốc
gia không bị đe dọa.
Về phương diện phát thải CO
2
, nguồn năng lượng hóa thạch do có nguồn gốc từ
các vật liệu hữu cơ chứa nguyên tố cácbon (C), năng lượng tạo ra chủ yếu do phản ứng
cháy của nguyên tố cácbon, nên khi phản ứng cháy đã tạo ra khí CO
2
tương ứng với
hàm lược cácbon chứa trong đó. Vì vậy nguồn năng lượng này là nguồn phát thải CO
2
chủ yếu khi sử dụng, còn gọi tắt là nguồn năng lượng có phát thải Cácbon và phát
thải các khí khác.
Trong khi đó đối với nguồn NLTT như năng lượng mặt trời, năng lượng địa
nhiệt, năng lượng gió, năng lượng nước, năng lượng sóng, năng lượng thủy triều, năng
lượng thu được để sử dụng không hàm chứa cácbon và nguyên tố khác nên khi sử
dụng hoàn toàn không phát thải CO
2
và các khí thải độc hại. Vì vậy các nguồn năng
lượng tái tạo kể trên là những nguồn năng lượng không có phát thải cácbon [20].
Với tất cả những phân tích trên đây, cho thấy nguồn NLTT chính là nguồn năng
lượng mới có một tiềm năng lớn, đảm bảo sự cung ứng về năng lượng cho tất cả mọi
nhu cầu cũng như đảm bảo cho sự phát triển bên vững, không hủy hoại môi trường
sống và biến đổi khí hậu hành tinh. Khai thác và sử dụng nguồn NLTT là giải pháp
cứu cánh cho thách thức khủng khoảng năng lượng và BĐKH, là một mũi tên bẵn
chúng 2 mục tiêu, nên đã là xu hướng cho phát triển nguồn năng lượng cho thế kỷ 21.
Nên nguồn NLTT ngày nay còn được gọi dưới nhiều tên gọi khác nhau như nguồn
năng lượng mới (của loài người), nguồn năng lượng lựa chọn (cho thế kỷ), nguồn
năng lượng thay thế (cho nguồn năng lượng truyền thống) hay nguồn năng lượng

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

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
xăng, tiến hành trợ giá đối với tiêu thụ than đá của các quốc gia đang phát triển; đã xây
dựng được một hệ thống các chính sách điều tiết nhằm cân đối giữa 2 mục tiêu công
bằng và bền vững. Hệ thống này cho thấy, phát triển nguồn NLTT có thể đồng thời
nâng cao tính công bằng và tính bền vững, còn đối với việc trợ giá tiêu thụ xăng đồng
thời làm suy yếu tính công bằng và tính bền vững, nghiêm cấm phá hoại rừng và việc

7

trợ giá đối với tiêu thụ than đá ở các quốc gia đang phát triển thì bên cạnh việc nâng
cao một mục tiêu thì cùng với nó cũng làm suy yếu một mục tiêu còn lại [46].
1.1.2.2 Nghiên cứu so sánh các chính sách NLTT
Hệ thống các chính sách về NLTT hết sức rộng lớn, vì thế các học giả nước
ngoài thường kết hợp phương pháp phân tích từng trường hợp cụ thể với phân tích so
sánh để tiến hành nghiên cứu chính sách NLTT, thông qua việc so sánh chính sách
giữa các quốc gia hoặc các khu vực khác nhau, so sánh cùng một chính sách nhưng
khác nhau về loại hình, so sánh các loại hình chính sách khác nhau và tiến hành nghiên
cứu so sánh các chính sách ở các thời kỳ khác nhau của cùng một quốc gia hoặc khu
vực, từ đó tìm ra được sự khác biệt của các chính sách một cách trực tiếp hơn, lý trí
hơn, so sánh ưu thế của các chính sách, phân tích việc thực thi có hiệu quả điều kiện
bên ngoài của chính sách,…
Việc nghiên cứu so sánh các chính sách của các quốc gia hoặc khu vực khác
nhau thông thường lựa chọn một chính sách cụ thể nào đó để tiến hành so sánh, có lợi
trong việc đào sâu nghiên cứu. Học giả Bolinger Mark và các cộng sự (2001) lựa chọn
chính sách về quỹ hỗ trợ, đã giới thiệu quỹ năng lượng sạch ở 14 bang của Mỹ, bối
cảnh khống chế và điều tiết chính sách, nguồn cung cấp tài chính, tình hình hiện tại
của quỹ và sự ảnh hưởng đến nguồn NLTT, cho thấy quy mô ứng dụng của chương
trình hỗ trợ là con đường có hiệu quả nhất trong việc làm tăng công suất thiết kế (công

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

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
không có ảnh hưởng rõ ràng đến việc ứng dụng ĐG [28].
Judith Lipp (2007) chọn chính sách điện NLTT để tiến hành nghiên cứu kinh
nghiệm về chính sách điện NLTT của Đan Mạch, Đức và Anh, đã phân tích các nhân
tố ảnh hưởng đến chính sách: mục tiêu chính sách, an toàn năng lượng, bảo vệ môi
trường, bồi dưỡng sáng tạo, xúc tiến sự phát triển của địa phương và vùng miền, thỏa
mãn tiêu chuẩn thấp nhất về chi phí (giá thành),… [38]. Ion Plumb và Andreea-Ileana
Zamfir (2009) lựa chọn chế độ chứng chỉ xanh (giấy phép xanh), thông qua việc phân
tích so sánh thị trường giao dịch chứng chỉ xanh của các quốc gia khác nhau thuộc
Liên minh Châu Âu, cho thấy chế độ chứng chỉ xanh dựa trên cơ chế thị trường có thể
xúc tiến mạnh sự phát triển của NLTT, mức độ phát triển của chế độ chứng chỉ xanh ở
Liên miên Châu Âu đang phát huy tác dụng tích cực trong xúc tiến đầu tư cho khai
thác nguồn NLTT [35].
Ngoài ra, Catherine Mitchell (2004) thông qua phân tích chính sách NLTT tạo
của nước Anh từ năm 1990 đến 2003 cho thấy, chính sách NLTT của Anh trong
khoảng 13 năm trở về trước không có (thiếu) mục tiêu rõ ràng, đặc biệt là về phương
diện đưa điện năng từ nguồn NLTT hòa vào lưới điện, năm 1990 cơ chế xúc tiến việc
đưa điện năng từ nguồn NLTT hòa vào lưới điện có hiệu lực – Nghĩa vụ năng lượng
phi hóa thạch (NFFO) không có hiệu quả trong việc đưa điện năng từ NLTT hòa vào
lưới điện chung. Bài viết đã phân tích các vấn đề tồn tại của chính sách phát điện từ

9

NLTT hòa vào mạng lưới của nước Anh, nhằm cung cấp kiến nghị hữu ích cho việc
vận hành có hiệu quả Nghĩa vụ NLTT vào năm 2002 thay thế cho Nghĩa vụ năng
lượng phi hóa thạch. Pablo del Ri’o Gona’ lez (2008) thông qua việc nghiên cứu phân
tích chính sách trong 10 năm của Tây Ban Nha về phát điện từ NLTT, đã mổ xẻ sự cải
cách về giá điện hòa mạng của Tây Ban Nha, lợi dụng phương pháp kinh tế chính trị
trình bày hiệu quả chân thực của cải cách giá điện hòa mạng và các nhân tố thiết kế

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

về công suất lắp đặt thì mới đạt được kết quả hữu hiệu trong việc ứng dụng NLTT,
nhưng không có hiệu quả đáng kể trong sản xuất và nhu cầu tiêu thụ NLTT cũng như
các hạng mục hiệp thương tự nguyện [47]. Hongtao Yi và Richard C. Feiock (2012)
xuất phát từ góc độ tác dụng lẫn nhau của chính sách cung cầu, thông qua việc phân
tích bằng chứng thực tế về tính hình thực thi hệ thống cô-ta của Mỹ từ năm 1991 đến
2008, cho thấy: Chính sách kích thích tài chính bên “cung” có tác dụng rất mạnh mẽ
và tích cực đến việc ứng dụng của hệ thống cô-ta [34].
Xuất phát từ mục tiêu chính sách, các nghiên cứu về chính sách NLTT cụ thể
của nước ngoài đa số tập trung vào ngành công nghiệp ĐG. Các học giả nước ngoài
khi tiến hành phân so sánh chính sách và phân tích cụ thể công cụ chính sách đa số lấy
ĐG làm ví dụ, điều này chủ yếu là do công nghệ NLG (wind technology) tương đối
thành thục đồng thời đây cũng là trọng điểm và là điểm đột phá trong phát triển NLTT
những năm gần đây của các nước. Bird và các cộng sự (2005) đã khái quát chính sách
NLTT của chính phủ liên bang Mỹ và nhân tố ảnh hưởng đến sự thúc đẩy ứng dụng
NLG, cho rằng nhân tố thị trường chủ yếu đó là sự không ổn định của giá cả khí đốt
đầu thế kỷ 20 và các máy phát điện sức gió cỡ lớn làm cho giá chi phí sản xuất điện
gió giảm xuống, từ đó làm cho NLG có tính cạnh tranh tương đối hơn so với khí đốt
thiên nhiên [40]. Ngoài thủy năng và thái dương năng ra, việc khai thác lợi dụng các
nguồn năng lượng khác không được rộng lắm, cho nên các học giả nghiên cứu về
chúng cũng tương đối ít.
1.2 Vai trò của năng lượng tái tạo
1.2.1 Vai trò
Quan hệ giữa năng lượng và môi trường luôn là một trong những lĩnh vực quan
tâm trong quá trình phát triển năng lượng. Sự thay đổi quy trình năng lượng luôn tác
động tích cực tới các yếu tố môi trường.
Kể từ cuộc cách mạng công nghiệp đến nay, các hoạt động của con người đã -
phát thải ra nhiều loại khí nhà kính (KNK) như CO
2
, CH

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)

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 CO
2
, sấp sỉ bằng với của Liên
minh châu Âu (7,3), nhưng vẫn còn thấp hơn so với của Hoa Kỳ (17,2 tấn/người). Phát
thải ở Ấn Độ đã thấp hơn ở mức 1,8 tấn carbon/người [14].

12

Báo cáo tổng hợp đánh giá về thực trạng BĐKH toàn cầu trong 7 năm qua do
Ủy ban Liên chính phủ về BĐKH (IPCC) vừa mới công bố vào ngày 2/11/2014 tại
Copenhagen, Đan Mạch cho biết: Lượng khí CO
2
hiện đang ở mức cao nhất trong ít
nhất 800.000 năm qua. Một số hậu quả đã được quan sát rõ rệt, như nước biển dâng
cao, nước các đại dương ấm hơn và có nồng độ axít cao hơn trước, đồng thời tình
trạng tản chảy của các sông băng vĩnh cửu và Bắc Băng Dương [7].
Vì vậy, IPCC đề xuất: Biện pháp cấp bách để giảm nhẹ tác động của tình trạng
là hạ mức khí thải khí nhà kính, tốt nhất nếu giảm xuống 0% được ngay trong thế kỷ
này [7].
Hiện nay, NLTT được xem không chỉ là nguồn năng lượng, mà còn là công cụ
để giải quyết nhiều bức xúc khác bao gồm: cải thiện an ninh năng lượng; giảm các tác

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

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.
Theo dự báo của cơ quan năng lượng quốc tế IEA [45], thị trường công nghệ PMT nối
lưới sẽ là thị trường chính trong tương lai. Từ năm 2010-2020, thị trường PMT hàng
năm được dự báo sẽ tăng từ 6-34 GW, đồng thời giá hệ thống sẽ giảm khoảng 50%.
Điều đó cho phép các hệ thống PMT ứng dụng cho hộ gia đình và mục đích thương
mại đạt được mức giá bán lẻ điện lưới trong các nước có tiềm năng NLMT tốt và có
mức giá điện bán lẻ cao từ các nguồn năng lượng truyền thống. Vào năm 2020, giá

14

ĐMT dự báo sẽ là 13-26 UScents/kWh đối với các ứng dụng thương mại và 16-31
UScents/kWh đối với hộ gia đình, phụ thuộc vào tiềm năng NLMT ở các khu vực.
Mức giá này được mong chờ sẽ thấp hơn giá điện bán lẻ ở một số quốc gia. Cũng vào
thời điểm đó, giá ĐMT dịch vụ sẽ là 10 UScents/kWh. Từ năm 2020-2030, thị trường
PMT bắt đầu sẽ là thị trường cạnh tranh ở quy mô rộng. Tới cuối thập kỷ này, giá điện
mặt trời đối với dịch vụ giảm xuống còn 7-13 UScents/kWh và PMT cạnh tranh ở quy
mô dịch vụ với giá điện bán buôn tại một số quốc gia. Trong khi đó, các ứng dụng
thương mại và hộ gia đình sẽ có giá cạnh tranh ở phần lớn các nước trên thế giới mà có

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

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

16

nước Đức tăng vượt ngưỡng 350.000 việc làm. Sự phát triển phồn vinh của nguồn
NLTT ở Đức đã kích thích sự tăng trưởng mạnh của nhu cầu nhập khẩu, một số nước
khác vì thế mà được hưởng lợi, ví dụ như Trung Quốc, nhất là ngành công nghiệp
quang điện [23].
1.2.2.2 Ứng dụng công nghệ điện gió
Nhà sưu tầm Zachary Shahan đã sử dụng các số liệu thu thập bởi Hội đồng
năng lượng gió toàn cầu (GWEC) và một vài tổ chức tư nhân khác để xây dựng nên
danh sách các quốc gia “mạnh” trên thế giới có công suất điện gió tính theo mật độ
dân số, được công bố đầy đủ đến năm 2012.

Hình 1.5: Mô tả thứ tự các nước phát triển điện gió với số liệu ở thời điểm năm 2012
(MW/triệu dân ) [51].
Trong hình 1.5, tên các nước liệt kê ở cột bên trái theo thứ bậc từ cao xuống
thấp. Chiều dài các cột nằm ngang tương ứng với tổng công suất điện gió (đơn vị
Mêga-oat) tính trên triệu dân. Đồ thị mô tả 47 quốc gia có tổng công suất điện gió tính
trên đầu người (tính theo triệu dân) lớn nhất trên thế giới. Ở đây, có 5 nước ở cuối

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].