phân tích các yếu tố tác động môi trường của loại hình dự án thủy điện tích năng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM



NGUYỄN VŨ TRUNG




PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG
CỦA LOẠI HÌNH DỰ ÁN THỦY ĐIỆN TÍCH NĂNG





LUẬN VĂN THẠC SĨ






HÀ NỘI - 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN VŨ TRUNG



PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG
CỦA LOẠI HÌNH DỰ ÁN THỦY ĐIỆN TÍCH NĂNG





CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ : 60.44.03.01


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. PHAN TRUNG QUÝ
2. PGS.TS. LÊ BẮC HUỲNH

HÀ NỘI - 2015
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ luận văn

nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã
được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc.


Tác giả luận văn



Nguyễn Vũ Trung








Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page ii

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực hiện Luận văn của mình, tôi đã nhận được sự giúp đỡ
tận tình và quý báu của các Thầy Cô Khoa Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt
Nam; tập thể lãnh đạo, anh chị em trong Cục Thẩm định và Đánh giá tác động môi
trường. Đặc biệt, trong suốt quá trình thực hiện Luận văn tôi đã nhận được sự dìu
dắt rất tận tụy của TS. Phan Trung Quý và PGS.TS. Lê Bắc Huỳnh.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể các thầy cô giáo Khoa Môi trường, Học
viện Nông nghiệp Việt Nam đã truyền đạt cho tôi những kiến thức cơ bản và tạo

điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình học cao học trong suốt 2 năm qua.
Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS. Phan Trung Quý và TS. Lê
Bắc Huỳnh đã dành nhiều thời gian trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình cho tôi
hoàn thành đề tài nghiên cứu đề tài này.
Tôi cũng xin cảm ơn Tổng cục Môi trường, Tập đoàn Điện lực Việt Nam, Viện
Năng lượng, Ban quản lý dự án thủy điện 5 và Tập đoàn Xuân Thành đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho tôi tiếp cận và thu thập những thông tin, tài liệu phân tích cần
thiết cho đề tài.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, những người đã động viên
và giúp đỡ tôi về tinh thần, vật chất trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Hà Nội, ngày 18 tháng 6 năm 2015
Tác giả luận văn




Nguyễn Vũ Trung



Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iii

MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục viết tắt v

Danh mục bảng vi

Danh mục hình viii

MỞ ĐẦU 1

1. Tính cấp thiết của Đề tài 1

2. Mục tiên nghiên cứu 2

Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1. Cơ sở khoa học liên quan đến Đề tài nghiên cứu 3

1.1.1. Khái quát chung 3

1.1.2. Lịch sử và tình hình phát triển thủy điện tích năng trên thế giới 4

1.1.3. Tiềm năng phát triển thủy điện tích năng tại Việt Nam 7

1.1.4. Khả năng phát triển thủy điện tích năng tại Việt Nam 8

1.2. Tổng quan về các dự án thủy điện tích năng thuộc phạm vi đề tài
nghiên cứu 14
1.2.1. Thủy điện tích năng Bác Ái 14

1.2.2. Thủy điện tích năng Đông Phù Yên 25

Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 33

2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 33

2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 33

2.2. Nội dung nghiên cứu 33

2.3. Phương pháp nghiên cứu 33

2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp 33

2.3.2. Phương pháp điều tra, khảo sát hiện trường 34

2.3.3. Phương pháp kế thừa 34

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iv

2.3.4. Phương pháp đánh giá nhanh ô nhiễm theo các hệ số ô nhiễm do Tổ
chức Y tế Thế giới (WHO) và Cục bảo vệ môi trường Mỹ (US-EPA)
thiết lập 34

2.3.5. Phương pháp tính toán phát tán chất ô nhiễm 34

2.3.6. Phương pháp nhận dạng đối tượng và quy mô tác động theo hướng dẫn
của tổ chức Y tế thế giới (WHO) 36

2.3.7. Phương pháp ma trận môi trường 37

2.3.8. Phương pháp so sánh với tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường 37

2.3.9. Phương pháp tham vấn ý kiến chuyên gia: 38

2.3.10. Phương pháp xử lý trình bày kết quả: sử dụng Excel 2010 38

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 39

3.1. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế-xã hội và hiện trạng chất lượng môi trường
khu vực nghiên cứu 39

3.1.1. Dự án thủy điện tích năng Bác Ái 39

3.1.2. Dự án thủy điện tích năng Đông Phù Yên 48

3.2. Phân tích các khả năng gây tác động tới môi trường khi triển khai dự án 55

3.2.1. Tổng hợp các hoạt động được để xuất đối với dự án xây dựng thủy điện
tích năng Đông Phù Yên và Bắc Á 55

3.2.2. Nhận dạng về nguồn gây tác động môi trường 59

3.2.3. Các tác động môi trường trong quá trình triển khai dự án xây dựng thủy
điện tích năng 63

3.3. Đề xuất các tác động chính cần được đánh giá đối với các dự án đầu tư
xây dựng thủy điện tích năng 79

3.3.1. Nhận diện các tác động chính tới môi trường khi triển khai dự án thủy
diện tích năng 79

3.3.2. Đề xuất các vấn đề môi trường chính trong thực hiện đánh giá tác động
môi trường đối với các dự án đầu tư xây dựng thuỷ điện tích năng 84

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87

1. Kết luận 87

2. Kiến nghị 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

PHỤ LỤC 92
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page v

DANH MỤC VIẾT TẮT

BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường
CĐT Chủ đầu tư
DAĐT Dự án đầu tư
DATĐ Dự án thuỷ điện
ĐCCT Địa chất công trình
ĐTM Đánh giá tác động môi trường
EVN Tập đoàn Điện lực Việt Nam
HLT Hành lang tuyến
KBT Khu bảo tồn

KBTTN Khu bảo tồn thiên nhiên
KTXH Kinh tế Xã hội
LN Lâm nghiệp
MBA Máy biến áp
MBCT Mặt bằng công trình
MNC Mực nước chết
MNDBT Mực nước dâng bình thường
MNHL Mực nước hạ lưu
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TĐTN Dự án thủy điện tích năng
TSS Tổng chất rắn lơ lửng (Total suspended solids)
WHO Tổ chức Y tế thế giới (World Health Organization)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vi

DANH MỤC BẢNG

STT Tên bảng Trang

Bảng 1.1. Một số nhà máy thủy điện tích năng lớn nhất thế giới 5

Bảng 1.2. Tiêu chí xác định các dự án thủy điện tích năng ở Việt Nam 9

Bảng 1.3. Một số thông số chính của hồ trên thuỷ điện Bác Ái 15

Bảng 1.4. Thông số chính của Dự án thủy điện tích năng Bác Ái 23

Bảng 1.5. Thông số chính của Dự án thủy điện tích năng Đông Phù Yên 31

Bảng 3.1. Nhiệt độ không khí trung bình tháng, năm (
o
C) 41

Bảng 3.2. Đặc trưng độ ẩm không khí (%) 41

Bảng 3.3. Phân phối bốc hơi tháng, năm (Picher) trung bình nhiều năm tại
trạm khí tượng Cam Ranh (mm) 42

Bảng 3.4. Lượng mưa tháng, năm tại Trạm Tân Mỹ, Sông Pha năm 2010 (mm) 42

Bảng 3.5. Các đặc trưng thuỷ văn hồ dưới (hồ Sông Cái) 43

Bảng 3.6. Kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí khu vực dự
án TĐTN Bác Ái 45

Bảng 3.7. Kết quả phân tích chất lượng nước khu vực dự án TĐTN Bác Ái 46

Bảng 3.8. Kết quả phân tích chất lượng môi đất khu vực dự án TĐTN Bác Ái 47

Bảng 3.9. Đặc trưng nhiệt độ không khí trạm Phù Yên (0C) 49

Bảng 3.10. Độ ẩm không khí trung bình tháng trạm Phù Yên (%) 50

Bảng 3.11. Lượng mưa trung bình tháng thực đo tại các trạm đại diện 50

Bảng 3.12. Kết quả tính toán đỉnh lũ thiết kế tại Đông Phù Yên 51

Bảng 3.13. Kết quả phân tích môi trường không khí tại khu vực thực hiện dự án 52

Bảng 3.14. Kết quả phân tích chất lượng nướ mặt 53

Bảng 3.15. Kết quả phân tích mẫu đất và trầm tích 54

Bảng 3.16: Tổng hợp các hoạt động theo từng giai đoạn thực hiện của dự án
thủy điện tích năng Đông Phù Yên và Bắc Á 57

Bảng 3.17. Nhận dạng đối tượng và quy mô tác động của các giai đoạn thực
hiện dự án thủy điện tích năng 59

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vii

Bảng 3.18. Nhận diện các yếu tố tác động liên quan tới các gia đoạn dự án 61

Bảng 3.19. Ước tính tải lượng bụi phát sinh từ một số hạng mục 66

Bảng 3.20. Thời gian lắng và quãng đường đi của các hạt trong nước 69

Bảng 3.21. Kết quả tính toán nồng độ phát thải do hoạt động khai thác 75

Bảng 3.22. Ma trận đánh giá tác động môi trường giai đoạn chuẩn bị và xây dựng 81

Bảng 3.23. Ma trận tác động môi trường trong giai đoạn vận hành 83


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page viii

DANH MỤC HÌNH

STT Tên hình Trang

Hình 1.1. Cơ cấu điện năng theo Điều chỉnh Quy hoạch phát triển Điện lực
quốc gia giai đoạn 2011-2020 12

Hình 1.2. Các vị trí được đánh giá có tiềm năng về thuỷ điện tích năng ở
Việt Nam 13

Hình 1.3. Sơ đồ mặt bằng tuyến đâp hồ trên và các hạng mục công trình
TĐTN Bác Ái 16

Hình 1.4. Mặt bằng tổng thể bố trí các hạng mục công trình hồ trên Đông
Phù Yên 27

Hình 1.5. Mặt bằng tổng thể bố trí các hạng mục công trình hồ dưới TĐTN
Đông Phù Yên 30

Hình 3.1. Mô hình TĐTN có tuyến năng lượng đặt ngầm trong núi 56

Hình 3.2. Diện tích đất chiếm dụng của dự án đối với xã Mường Lang 65

Hình 3.3. Diện tích đất chiếm dụng của dự án đối với xã Mường Do 65

Hình 3.4. Đồ thị dự báo dự báo ô nhiễm bụi khuếch tán đối với môi trường
không khí do thi công đào đất hồ trên, hồ dưới. 68

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của Đề tài
Trước bối cảnh, tốc độ nhu cầu tiêu thụ điện của Việt Nam tăng nhanh trong
những năm đầu thế kỷ 21, bình quân 13%/năm; chênh lệch công suất giờ cao điểm và
giờ thấp điểm của hệ thống trên 2 lần (theo Quy hoạch điện VI) thì bên cạnh biện
pháp quản lý phía nhu cầu bằng cách áp dụng các biểu giá điện khác nhau giữa giờ
cao điểm và thấp điểm, việc phát triển nguồn điện và hệ thống truyền tải điện là vấn
đề quan trọng đối với quốc gia, đặc biệt là phát triển các nguồn điện có khả năng phát
điện phủ đỉnh, cân bằng cung - cầu giữa giờ cao điểm vào thấp điểm góp phần nâng
cao sự ổn định và tin cậy cho toàn hệ thống.
Để giải quyết vấn đề về nhu cầu năng lượng, tìm kiếm nguồn điện có khả năng
phát điện phù đỉnh, EVN đã tiến hành hợp tác với chính phủ Nhật Bản để nghiên cứu
nâng cao độ tin cậy hệ thống điện và khả năng cung cấp điện phủ đỉnh thông qua việc
quy hoạch thuỷ điện tích năng trên toàn quốc. Quá trình nghiên cứu đã xác định được
10 vị trí có tiềm năng thuỷ điện tích năng, bao gồm 08 vị trí ở miền Bắc, 02 vị trí ở
khu vực Nam Trung bộ, trong đó có hai vị trí được xét để tiếp tục thực hiện thủ tục
chuẩn bị đầu tư trước là Đông Phù Yên (miền Bắc) và Bác Ái (Nam Trung bộ). Các
vị trí này đã được Bộ Công nghiệp (nay là Bộ công thương) phê duyệt tại Quyết định
3837/QĐ-BCN ngày 22/11/2005.
Thủy điện tích năng có vai trò tích cực trong điều tiết điện lực thông qua cơ
chế vận hành tích nước giờ thấp điểm và vận hành xả nước phát điện vào giờ cao
điểm qua đó nâng cao hiệu quả và giá trị của năng lượng. Đặc điểm của thủy điện
tích năng là sử dụng hai hồ trên và dưới để tích nước và xả nước, không cần sử dụng
nước từ các lưu vực sông suối có sẵn, vì vậy các tác động đến dòng chảy và hệ sinh
thái thủy sinh là hầu như không đáng kể. Tuy nhiên, với đặc thù cần có thế năng đủ
lớn để đảm bảo cột nước cho phát điện, các hồ trên của thủy điện thế năng thường

được đặt ở các vùng núi cao nơi thường có hệ sinh thái và thảm thực vật cần được
phân tích, đánh giá kỹ lưỡng các tác động và hiệu quả kinh tế khi ra quyết định đầu tư

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 2

công trình. Mặt khác, các yêu cầu về an toàn tuyến năng lượng cũng đòi hỏi có những
tính toán thiết kế phù hợp để phòng ngừa, ứng phó các sự cố môi trường.
Xuất phát từ các vấn đề liên quan đến loại hình dự án thủy điện tích năng nêu
trên, việc nghiên cứu, lựa chọn thực hiện đề tài: “Phân tích các yếu tố tác động môi
trường của loại hình dự án thủy điện tích năng’’ là cần thiết và phù hợp trong bối
cảnh nước ta đang chuẩn bị tiến hành đầu tư các dự án thủy điện này theo Quy hoạch
phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2011 - 2020 có xét đến 2030 (còn được gọi là
Quy hoạch điện VII).
2. Mục tiên nghiên cứu
- Phân tích các yếu tố tác động môi trường trong các giai đoạn chuẩn bị đầu
tư, xây dựng và vận hành của các dự án thủy điện tích năng đang được xét để chuẩn
bị đầu tư là Đông Phù Yên (miền Bắc) và Bác Ái (Nam Trung bộ).
- Đề xuất các vấn đề môi trường cần được đánh giá tác động trong quá trình
triển khai dự án.


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 3

Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở khoa học liên quan đến Đề tài nghiên cứu
1.1.1. Khái quát chung
Thuỷ điện tích năng (TĐTN) là một loại thủy điện lưu trữ năng lượng được
sử dụng bởi hệ thống điện cho cân bằng tải. Phương pháp lưu trữ năng lượng dưới

dạng năng lượng tiềm năng của cột nước, nước được bơm từ hồ chứa độ cao thấp
hơn đến một độ cao cao hơn. Tận dụng giờ năng lượng điện dự thừa ở những giờ
thấp điểm để chạy máy bơm. Trong thời gian nhu cầu điện cao, nước được lưu trữ
được phát hành thông qua tua-bin để sản xuất điện. Mặc dù thiệt hại của quá trình
bơm làm cho nhà máy một người tiêu dùng ròng của năng lượng tổng thể, hệ thống
làm tăng doanh thu bằng cách bán nhiều điện hơn trong các thời kỳ nhu cầu cao
điểm , khi giá điện cao nhất.
Thủy điện tích năng là dạng lưu trữ lớn nhất của lưu trữ năng lượng lưới điện
có sẵn, theo Viện nghiên cứu Điện (EPRI) báo cáo rằng TĐTN chiếm hơn 99% khả
năng lưu trữ số lượng lớn trên toàn thế giới, đại diện cho khoảng 127.000MW (The
Economist, 2012) TĐTN báo cáo hiệu quả năng lượng khác nhau trong thực tế giữa
70% và 80%, với một có số tuyên bố lên đến 87% (Jacob and Thierry, 2012).
Tại thời điểm nhu cầu điện thấp, công suất phát điện dư thừa được sử dụng
để bơm nước vào hồ chứa cao hơn. Khi có nhu cầu cao hơn, nước được phát hành
trở lại vào hồ chứa thấp hơn thông qua một tuabin, máy phát điện. Lắp ráp tuabin /
máy phát điện có thể đảo ngược hoạt động như máy bơm và tua bin. Gần như tất cả
các cơ sở sử dụng sự khác biệt về chiều cao giữa hai nước tự nhiên hoặc hồ chứa
nhân tạo. Nước gần như được sử dụng tuần hoàn với một dung tích nhất định như
một cách lưu trữ năng lượng phục vụ khi cần thiết.
Có tính đến tổn thất tài khoản bốc hơi từ bề mặt nước và chuyển đổi thiệt hại
tiếp xúc, phục hồi năng lượng của 80% hoặc nhiều hơn có thể được lấy lại. Kỹ thuật
này hiện là phương tiện hiệu quả nhất của lưu trữ một lượng lớn năng lượng điện
trên cơ sở điều hành, nhưng chi phí vốn và sự hiện diện của vị trí địa lý phù hợp là
yếu tố quyết định quan trọng.


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 4

Mật độ năng lượng tương đối thấp của hệ thống thủy điện tích năng yêu cầu

hoặc một dung tich nước rất lớn hoặc một sự thay đổi lớn về chiều cao.

Ví dụ, 1
mét
khối
nước ở trên cùng của một 100
mét
chiều cao cột nước có một năng lượng tiềm
năng khoảng 0,272
kW/h
(có khả năng tăng nhiệt độ của cùng một lượng nước bằng
cách chỉ 0,23
0
C = 0,42 độ F) .

Cách duy nhất để lưu trữ một số lượng đáng kể năng
lượng là do có một dung tích nước lớn nằm trên một ngọn núi tương đối gần, nhưng
càng cao càng tốt ở trên, một hồ chứa thứ hai.

Ở một số nơi, người ta tạo ra cả hai
hồ chứa là nhân tạo và trong đó không có đường thủy tự nhiên có liên quan thường
được gọi là "vòng khép kín".

Hệ thống này có thể tiết kiệm vì nó cân bằng tải trên lưới điện giữa lượng
điện cấp và lượng điện tiêu thụ, cho phép nhà máy nhiệt điện như nhà máy đốt than
và các nhà máy điện hạt nhân cung cấp cơ sở tải điện để tiếp tục hoạt động ở hiệu
suất cao nhất (nhà máy điện phụ tải cơ sở), trong khi giảm nhu cầu "đạt đỉnh" nhà
máy điện sử dụng nhiên liệu giống như nhiều phụ tải nền nhiệt các nhà máy, khí đốt
và dầu, nhưng đã được thiết kế linh hoạt hơn là hiệu suất nhiệt tối đa. Tuy nhiên, chi
phí vốn cho mục đích xây dựng thủy điện tích năng tương đối cao.

Cùng với quản lý năng lượng, hệ thống thủy điện tích năng giúp kiểm soát
tần số lưới điện và cung cấp cho thế hệ dự trữ. Nhà máy nhiệt khó có thể đáp ứng
với những thay đổi đột ngột trong nhu cầu điện, có khả năng gây ra tần số và điện
áp không ổn định. Nhà máy thủy điện tích năng, như nhà máy thủy điện khác, có
thể đáp ứng để tải thay đổi trong vòng vài giây.
Việc sử dụng quan trọng đối với thủy điện tích năng là để cấp sản lượng dao
động của các nguồn năng lượng liên tục. Các thủy điện tích năng cung cấp một tải ở
lần sản lượng điện cao và nhu cầu điện năng thấp, cho phép dung lượng hệ thống
cao điểm bổ sung.
1.1.2. Lịch sử và tình hình phát triển thủy điện tích năng trên thế giới
a. Lịch sử phát triển
Việc sử dụng đầu tiên của thủy điện tích năng là vào những năm 1890 ở Ý
và Thụy Sĩ. Trong những năm 1930 tua bin thủy điện hồi phục trở nên có sẵn.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 5

Những tua-bin có thể hoạt động như cả hai tua bin-máy phát điện và ngược lại như
động cơ điện máy bơm điều khiển. Mới nhất trong công nghệ kỹ thuật quy mô lớn
là những cỗ máy tốc độ biến cho hiệu quả cao hơn. Những máy này tạo ra đồng bộ
với tần số mạng, nhưng hoạt động không đồng bộ (độc lập với tần số mạng) như
động cơ máy bơm.
Việc sử dụng đầu tiên TĐTN tại Hoa Kỳ là vào năm 1930 bởi Công ty
Connecticut, sử dụng một hồ lớn nằm gần New Milford, Connecticut, bơm nước từ
sông Housatonic vào hồ chứa lưu trữ 230 feet ở trên (Popular Science, 1930).
b. Hiện trạng sử dụng thủy điện tích năng trên thế giới
Trong năm 2009, tổng công suất phát điện thủy điện tích năng trên thế giới là
104
GW
,

trong đó bao gồm phần lớn tất cả các loại lưu trữ điện cấp tiện ích (Rastler
et al., 2011). Các
nước EU
có 38,3 GW công suất ròng (36,8% của thế giới năng lực)
trong tổng số 140 GW của thủy điện và đại diện 5% tổng công suất điện ròng đối với
các nước. EU
, Nhật Bản
đã có 25,5 GW công suất ròng (24,5% công suất thế giới).

Trong năm 2010, Hoa Kỳ đã có 21,5
GW
công suất phát điện từ thủy điện
tích năng (20,6% công suất thế giới). Thủy điện tích năng tiêu tốn 5,501 GWh năng
lượng trong năm 2010 ở Mỹ

bởi vì năng lượng được tiêu thụ nhiều hơn trong năng
lượng được tạo ra.

Bảng 1.1. Một số nhà máy thủy điện tích năng lớn nhất thế giới
Trạm

Nước

Vị trí
Công suất
(
MW
)

Bath County Hoa Kỳ 38 ° 12'32 "N 79 ° 48'00" W
3.003

Quảng Đông
Trung
Quốc

23 ° 45'52 "N 113 ° 57'12" E
2.400

Huệ Châu
Trung
Quốc

23 ° 16'07 "N 114 ° 18'50" E
2.400

Okutataragi
Nhật Bản

35 ° 14'13 "N 134 ° 49'55" E
1932

Ludington Hoa Kỳ 43 ° 53'37 "N 86 ° 26'43" W
1872


Nguồn: Crettenand, N. (2012)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 6

c. Công nghệ tiềm năng
Việc sử dụng các hồ chứa ngầm đã được điều tra.

Ví dụ gần đây bao gồm các
dự án đề xuất trong Hội nghị thượng đỉnh Norton, Ohio , dự án Maysville đề xuất ở
Kentucky (mỏ đá vôi dưới lòng đất), và các dự án Mount Hope ở New Jersey, mà là
đã sử dụng một mỏ sắt cũ như hồ chứa thấp hơn. Một số dự án lưu trữ ngầm bơm
mới đã được đề xuất. Giá mỗi kilowatt dự toán cho các dự án này có thể thấp hơn
cho các dự án bề mặt nếu họ sử dụng hiện tại không gian các mỏ ngầm. Có những
cơ hội hạn chế liên quan đến không gian ngầm thích hợp, nhưng số lượng các cơ
hội thủy điện tích năng dưới lòng đất có thể mở rộng nếu các mỏ than bị bỏ rơi
chứng minh phù hợp.
Người ta có thể sử dụng bơm nước biển để lưu trữ năng lượng. 30 MW dự án
Yanbaru ở Okinawa là nhà máy thủy điện tích năng đầu tiên sử dụng nước
biển. Một dự án thủy điện tích năng sử dụng nước biển 300 MW gần đây đã được
đề xuất trên đảo Lanai, Hawaii, và một số dự án thủy điện tích năng sử dụng nước
biển gần đây đã được đề xuất tại Ireland. Một ví dụ khác tiềm năng này có thể được
sử dụng trong một đập thủy triều hoặc thủy triều đầm phá. Một lợi ích tiềm năng
của việc này phát sinh nếu nước biển được phép lưu thông phía sau đập hoặc vào
đầm phá khi thủy triều lên khi mực nước xấp xỉ bằng hai bên của hàng rào, khi sự
khác biệt năng lượng tiềm năng là gần bằng không. Sau đó, nước được phát hành
khi thủy triều thấp khi một đầu thủy lực đã được xây dựng phía sau hàng rào, khi có
một sự khác biệt tiềm năng năng lượng lớn hơn giữa hai cơ quan của nước. Kết quả
là khi năng lượng sử dụng để bơm nước bị thu hồi, nó sẽ nhân ra một mức độ tùy
thuộc vào người đứng đầu nước xây dựng. Một cải tiến nữa là để bơm thêm nước
khi thủy triều cao tăng thêm đầu với ví dụ như năng lượng tái tạo liên tục. Hai
nhược điểm là các máy phát điện phải dưới mực nước biển, và những sinh vật biển
sẽ có xu hướng phát triển trên các thiết bị và gián đoạn hoạt động .

Nhà máy thủy điện tích năng bằng hồ chứa bằng bơm nhỏ có thể được xây
dựng trên suối và trong cơ sở hạ tầng như điện, nước uống và cơ sở hạ tầng làm
tuyết nhân tạo. Nhà máy như vậy cung cấp phân phối lưu trữ năng lượng và phân

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 7

phối linh hoạt sản xuất điện và có thể đóng góp vào sự hội nhập phân cấp của năng
lượng tái tạo liên tục các công nghệ, chẳng hạn như năng lượng gió và quang
điện . Nhỏ thủy điện hồ chứa bằng bơm nhà máy có cả một hồ chứa thượng nguồn
và hạ nguồn. Hồ chứa có thể được sử dụng cho các nhà máy thủy điện hồ chứa bằng
bơm nhỏ có thể bao gồm (Crettenand, 2012) hồ tự nhiên hay nhân tạo, hồ chứa
trong các cấu trúc khác như thủy lợi, hoặc phần chưa sử dụng của các mỏ hoặc căn
cứ quân sự ngầm. Trong Thụy Sĩ một nghiên cứu cho rằng tổng công suất lắp đặt
của các nhà máy thủy điện hồ chứa bằng bơm nhỏ trong năm 2011 có thể tăng 3-9
lần bằng cách cung cấp đầy đủ công cụ chính sách .
1.1.3. Tiềm năng phát triển thủy điện tích năng tại Việt Nam
Theo báo cáo “Quy hoạch tổng thể thủy điện tích năng và tối ưu hóa phát
điện phủ đỉnh” (Viện năng lượng, 2005) , việc phát triển thủy điện tích năng dựa
trên các tiêu chí:
1. Dựa trên cơ sở quy hoạch phát triển điện lực quốc gia trong đó xem xét
đến các khu vực phát triển điện hạt nhân, nhiệt điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch và
các nhà máy thủy điện hồ chứa đa mục tiêu.
2. Khả năng kết nối của hệ thống truyền tải điện và nhu cầu phủ đỉnh phục
vụ yêu cầu tiêu thụ năng lượng của các ngành, lĩnh vực phát triển kinh tế - xã hội,
phân bố theo lãnh thổ của các hộ tiêu thụ điện.
3. Xác định các vị trí tiềm năng phù hợp về mặt địa hình để lựa chọn đầu tư
xây dựng thủy điện tích năng.
Với các tiêu chí này có thể nhận thấy:
Theo Quy hoạch điện VII (Viện năng lượng, 2011), việc phát triển các nhà

máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch sẽ được tập trung đầu tư trên cơ sở
phân tích trữ lượng các nguồn nhiên liệu hóa thạch, bao gồm: than đá và than nâu ở
miền Bắc và các ỏ dầu và khí đốt từ các mỏ vùng biển phía Nam. Các nhà máy điện
hạt nhân cũng được nghiên cứu để chuẩn bị đầu tư tại tỉnh Ninh Thuận. Mặt khác,
Miền Bắc có các nhà máy thủy điện hồ chứa công suất lớn như: thủy điện Sơn La,
Lai Châu, Hòa Bình. Đây là những hồ chứa đa mục tiêu mà việc vận hành phát điện

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 8

đòi hỏi kết hợp với phục vụ nhu cầu sử dụng nước của các hoạt động phát triển
khác, đặc biệt là phục vụ nước cho nông nghiệp, cắt lũ đo đó không phải chỉ vận
hành theo các nhu cầu điện năng của các hộ tiêu thụ điện. Hay nói các khác đây sẽ
là những nguồn điện năng cần xem xét để nghiên cứu đầu tư xây dựng các nhà máy
thủy điện tích năng nhằm cân đối nguồn điện trong giờ thấp điểm và cao điểm phục
vụ nhu cầu phát điện phủ đỉnh.
Việc cân bằng phụ tải đòi hỏi hệ thống truyền tải điện quốc gia đạt được sự
tối ưu giữa tổng công suất phát điện của cả nước với biểu đồ phụ tải của từng vùng
miền lãnh thổ theo thời gian và không gian. Anh ninh năng lượng đòi hỏi phải có sự
duy trì giữa nhu cầu dùng điện và khả năng truyền tải đặc biệt là truyền tải phủ đỉnh
nhằm duy trì sự ổn định và bền vững về năng lượng. Đây là tiêu chí quan trọng để
sắp sếp bố trí quy hoạch thủy điện tích năng hợp lý trong cả nước nhằm tối ưu hóa
hiệu quả phủ đỉnh.
Quy hoạch thủy điện tích năng đòi hỏi sự kết nối giữa các trung tâm điện lực
(bao gồm hệ thống các thủy điện hồ chứa đa mục tiêu, nhiệt điện, điện hạt nhân) với
hệ thống truyền tải điện và các hộ tiêu thụ điện lớn (các khu vực tập trung công
nghiệp, các vùng kinh tế phát triển, các khu đô thị lớn của cả nước). Mặt khác, lựa
chọn khu vực đầu tư xây dựng thủy điện tích năng cần có tính toán đến các nguồn
nước đảm bảo xây dựng hồ dưới (hoặc hồ trên) và đảm bảo thế năng để tạo cột
nước chạy tua bin phát điện, Vì vậy, thông thường thủy điện tích năng thường được

quy hoạch và đầu tư xây dựng ở các khu vực có địa hình chênh cao và gần các khu
vực có hồ chứa thủy điện, thủy lợi lớn hoặc khu vực ven biển để tận dụng nước biển
như một hồ chứa hạ lưu.
1.1.4. Khả năng phát triển thủy điện tích năng tại Việt Nam
a. Các vai trò và chức năng của TĐTN
Cơ chế vận hành của TĐTN: TĐTN là nhà máy sử dụng nước để phát điện
với hai hồ chứa điều tiết sau đập trên và đập dưới nối với nhau bằng tuyến năng
lượng ngầm với nhà máy ngầm nằm ở khoảng giữa đường dẫn nước. Nhà máy bơm
nước từ hồ dưới lên hồ trên vào buổi đêm (thời gian thấp điểm) bằng cách sử dụng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 9

điện năng của các nhà máy điện khác và sử dụng nước đó để phát điện vào khi nhu
cầu sử dụng điện cao vào buổi chiều (thời gian cao điểm) TĐTN có thể phát điện
với công suất lắp máy bất kỳ thời điểm nào không kể mùa mưa hay mùa khô bằng
cách sử dụng lượng nước được trữ trong hồ theo chu trình tích và xả tuần hoàn.
Bảng 1.2. Tiêu chí xác định các dự án thủy điện tích năng ở Việt Nam
Vấn đề Nội dung Tiêu chí Hiện trạng

Kỹ
thuật
Dự kiến công
suất và thời
gian phát
- Thời gian phát đỉnh
- Công suất lắp máy
- 7h
- 400 – 1200 MW
○
○
Giới hạn của
các thông số
lắp máy
- Cột nước thiết kế
- Trị số K
- Cột nước công tác
lớn nhất của hồ
- Hmax <750m
- K<1,25
- < 30m (40m trong trường
hợp hồ chứa phủ bê tông bề
mặt)
○
○
○

Vị trí/cách bố
trí

- Lưu vực

- Chiều dài đỉnh đập
- Chiều cao đập
- Chiều dài đường
dẫn nước
- Tỷ số L/H
- Độ sau nhà máy
ngầm
> 30 km2 (bao gồm hồ trên,
hồ dưới và chuyển nước)
< 500 m
<180m (loại đá đổ)
< 10km

<15
<500 m
○

○
○
○

○
●
Điều kiện địa
chất
- Nứt gãy hoạt động

- Điều kiện đá gốc,
đặc biệt là đối với
hang nhà máy ngầm
- Tránh các đới của nứt gãy
hoạt động và các nứt gãy
thuộc kỳ đệ tứ
- Tránh vùng thuộc kỷ đệ tứ
và địa tầng yếu không bền
vững
●



●








Môi
trường

Tự nhiên - Khu bảo tồn

- Các loài tuyệt chủng

- Không được nằm trong
phạm vị các khu bảo tồn (bao
gồm cả vườn quốc gia
- Tránh môi trường sống của
các loài động thực vật quan
trọng
○




●
Xã hội
-

Quy
ền khai thác



- Di tích lịch sử, văn
hóa
- Hộ bị ngập

-

Tránh nh
ững v

ùng đ
ã
đư
ợc
phép khai thác

- Tránh làm ngập

- Phải xem xét, điều tra
●


●
●
(Nguồn: Bộ công thương 2013)


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 10

○ Đã được nghiên cứu trong bước xác định sơ bộ dự án
● Cần xác định thông qua khảo sát thực địa
Các vai trò và chức năng của TĐTN: TĐTN tích nặng khi nhu cầu điện thấp
vào ban đêm và sử dụng năng lượng đã trữ được cho những giờ cao điểm, do vậy có
thể điều chỉnh được cần bằng cung cầu và giảm chênh lệch giữa nhu cầu tại thời
gian cáo điểm và thấp điểm, chính vì vậy TĐTN đóng vai trò làm phẳng biểu đồ
phụ tải. Bởi vì vai trò làm phẳng của thủy điện tích năng, các nguồn điện khác có
tần suất đóng và mở hoặc điều chỉnh công suất có thể vận hành liên tục trong thời
gian dài ở điều kiện công suất ổn định dẫn đến hiệu suất nhiên liệu tăng. Hơn nữa
phần nguồn điện đáy với chi phi phát điện tổ máy thấp có thể tăng và chi phí phát

điện của hệ thống sẽ thấp hơn và hiệu suất kinh tế sẽ tăng. TĐTN có khả năng điều
chỉnh tốt, có thể đảm trách các hoạt động không thể thiếu được để đảm bảo độ tin
cậy của hệ thống điện phục vụ an ninh năng lượng:
- Điều chỉnh tần số: đây là chức năng có thể điều chỉnh cung cầu không cân
bằng để điều khiển dao động tần số.
- Dự phòng xoay vòng: máy phát đấu nối với hệ thống điện và có thể cung
câ[s năng lượng cần thiết trong vòng 10 phút khi nhận được yêu cầu.
- Dự phòng thay thế: có thể cung cấp điện năng cần thiết trong vòng 60 phút
sau khi nhận được yêu cầu.
- Dự phòng điện áp: chức năng cung cấp điện năng để giữ điện áp của hệ
thống điện.
Xác định dự án TĐTN: có nhiều nguồn cấp điện khác nhau như nhiệt điện,
thủy điện truyền thống, trong tương lai gần Việt Nam sẽ có thêm điện hạt nhân. Vì
vậy, khả năng phát triển TĐTN đã và đang được EVN nghiên cứu tính toán các
nguồn cấp và lựa chọn các dự án TĐTN để phủ đỉnh trên cơ sở thiết lập quy hoạch
phát triển điện tối ưu.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 11

Thiết lập tiêu chí xác định dự án TĐTN: với các tiêu chí chung như đã nêu ở
phần trên. Tiềm năng phát triển thủy điện tích năng tại Việt Nam, các vị trí tích
năng của EVN cân nhắc đến các điều kiện sau:
- Tình trạng môi trường tự nhiên và xã hội (đặc biệt là vùng hồ dưới và hồ trên).
- Điều kiện địa hình và địa chất (đặc biệt là vị trí tuyến đập).
- Các hạn chế về kỹ thuật và kinh tế.
- Điều kiện địa phương.
b. Tình hình chung về quy hoạch và phát triển thủy điện tích năng ở nước ta
Theo Báo cáo đánh giá môi trường chiến lược của Quy hoạch phát triển Điện
lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến 2030 (Viện năng lượng, 2011) và Điều

chỉnh Quy hoạch phát triển Điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến 2030
(Bộ công thương, 2012), tỷ trọng điện năng từ thủy điện truyền thống sẽ giảm dần
theo các giai đoạn, thay vào đó nhiệt điện và điện hạt nhân sẽ chiếm tỷ trọng ngày
một lớn hơn. Vì vậy việc cân nhắc đầu tư TĐTN đóng vai trò quan trọng trong việc
ôn đinh lưới điện, an ninh năng lượng khi góp phần phát điện phủ đỉnh, cân băng
giữa cung và cầu điện năng.
Thuỷ điện tích năng được xem là nguồn có tiềm năng và độ tin cậy cao. Quy
hoạch thuỷ điện tích năng được hình thành với mục đích nêu trên.
Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công thương) đã phê duyệt 10 vị trí này để đánh
giá và xây dựng tại Quyết định 3837/QĐ-BCN ngày 22/11/2005, miền Bắc có 8 vị
trí, hai vị trí còn lại thuộc về Nam Trung bộ. Trong đó, có hai vị trí được xét để tiếp
tục thực hiện thủ tục chuẩn bị đầu tư là Đông Phù Yên (miền Bắc) và Bác Ái (Nam
Trung bộ).

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 12


Hình 1.1. Cơ cấu điện năng theo Điều chỉnh Quy hoạch phát triển Điện lực
quốc gia giai đoạn 2011-2020

Theo Quyết định số 1208/QĐ-TTg ngày 21/7/2011 của Thủ tướng Chính phủ
về việc phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2011-2020 có
xét đến năm 2030 (Quy hoạch điện VII) và Quyết định số 854/QĐ-TTg ngày
10/07/2012 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt kế hoạch sản xuất kinh
doanh và đầu tư phát triển 5 năm 2011 - 2015 của Tập đoàn Điện lực Việt Nam,
trong giai đoạn 2011 - 2030, để đáp ứng nhu cầu về điện cho phát triển kinh tế - xã
hội, 5 dự án thủy điện tích năng sẽ được đầu tư xây dựng, trong đó có 2 Dự án
TĐTN là:
- TĐTN Bác Ái là công trình thủy điện tích năng đầu tiên được dự kiến khởi

công xây dựng trong giai đoạn 2011 - 2015 và đưa vào vận hành trong giai đoạn
2016 - 2020 (đưa tổ máy số 1 vào vận hành năm 2019 và phát điện tổ máy cuối
cùng số 4 vào năm 2021) với tổng công suất là 1.200MW gồm 4 tổ máy. Đây là Dự
án TĐTN đón đầu các Dự án điện hạt nhân dự kiến được đầu tư xây dựng tại Ninh
Thuận. Tuy nhiên, do sự lùi tiến độ để xem xét, cân nhắc về công nghệ của 2 nhà
máy điện hạt nhân (ĐHN) cùng với sự chậm chễ của việc hoàn thành công trình hồ
chứa nước sông Cái thuộc hệ thống thủy lợi Tân Mỹ nên TĐTN Bác Ái cũng lùi
tiến độ khởi công xây dựng sau năm 2015.
- TĐTN Đông Phù Yên là công trình thủy điện tích năng đầu tiên ở Miền
Bắc được dự kiến khởi công xây dựng trong giai đoạn 2015 - 2020 và đưa vào vận
hành trong giai đoạn 2020 - 2025 với tổng công suất là 1.200MW gồm 4 tổ máy.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 13



Hình 1.2. Các vị trí được đánh giá có tiềm năng về thuỷ điện tích năng
ở Việt Nam

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 14

1.2. Tổng quan về các dự án thủy điện tích năng thuộc phạm vi đề tài nghiên cứu
1.2.1. Thủy điện tích năng Bác Ái
a. Mục tiêu của Dự án
Thuỷ điện tích năng Bác Ái được đầu tư xây dựng với mục tiêu, nhiệm vụ
chủ yếu là phát điện phủ đỉnh với công suất 1.200MW lên hệ thống lưới điện Quốc
gia, đồng thời góp phần làm phẳng biểu đồ phụ tải của hệ thống điện khu vực, miền
và Quốc gia với số giờ phát điện phủ đỉnh hàng ngày tối đa là 7giờ (điều chỉnh sự

cân bằng cung - cầu và làm giảm mức độ chênh lệch giữa nhu cầu điện năng trong
giờ cao điểm và giờ thấp điểm), cải thiện độ tin cậy trong việc cung cấp điện của hệ
thống, giúp hệ thống điện vận hành an toàn và kinh tế. Các thông số kỹ thuật chính
của công trình xem trong bảng 2.4.
b. Khối lượng và quy mô các hạng mục dự án
1) Hồ chứa và dung tích hồ
a) Hồ trên: Có những điểm hạn chế về mặt địa hình và địa chất liên quan
đến dung tích hồ. Trục đập được xác định dựa trên điều kiện địa hình và địa chất
của dãy núi và con suối. Khả năng tổn thất của hồ trên được tính đến khi bốc hơi
mặt nước và thấm qua nền hoặc dọc theo các khe nứt và ranh giới giữa đá cát kết và
đá granite. Việc xuất hiện một hố khoan với chiều sâu vò nhàu hoặc nứt nẻ mạnh
lên đến 75m (BA21) là hết sức lưu ý để có biện pháp xử lý chống thấm. Một điều
kiện quan trọng là khả năng ổn định mái tự nhiên giảm khi có sự thay đổi mực nước
hồ nhanh chóng hàng ngày. Giới hạn dao động mực nước hồ được kiến nghị nhỏ
hơn 22,8m.
* Mực nước và dung tích hồ trên
Việc lựa chọn mực nước của hồ trên thủy điện tích năng: dung tích của hồ
cần đáp ứng được đủ để nhà máy có thể phát với công suất lắp máy trong vòng 7
giờ. Với công suất lắp máy 1.200 MW và lưu lượng Q=351,3 m
3
/s dự kiến dung
tích hữu ích của hồ chứa sẽ là khoảng 9,0 triệu m
3
. Tương ứng với dung tích này thì
các thông số của hồ trên như sau:

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 15

Bảng 1.3. Một số thông số chính của hồ trên thuỷ điện Bác Ái

TT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ TRỊ SỐ
1 Mực nước dâng bình thường (MNDBT) m 602,8
2 Mực nước tính toán hồ trên (MNTT) m 598,5
3 Mực nước chết (MNC) m 580
4 Diện tích mặt hồ ứng với MNDBT km
2
0,61
5 Dung tích ứng với MNDBT (W
bt
) 10
6
m
3
11,2
6 Dung tích ứng với MNC (W
c
) 10
6
m
3
2,2
7 Dung tích hữu ích (W
hi
) 10
6
m
3
9,0
(Nguồn: Các thông số trên được trích từ thuyết minh dự án đầu tư Dự án thủy điện tích
năng Bác Ái. Tập thuyết minh do PECC4 lập)

* Đập hồ trên
Đập được chọn thiết kế với vùng động đất dự kiến là cấp 6 (MSK). Cấp đập
thiết kế kiến nghị là cấp đặc biệt. Mặt bằng thể hiện phương án tuyến đập và
phương án bố trí công trình xem trong hình dưới: