Quy hoạch về năng lượng gió ở Việt Nam

1
LỜI NÓI ĐẦU
Nhân loại đang bước vào thập niên đầu của thế kỷ XXI. Thiếu hụt năng
lượng và vấn nạn ô nhiễm môi trường đang là những mối đe dọa sự phát triển
bền vững của ngôi nhà chung “trái đất” của chúng ta. Ngay cả nguồn thủy điện
tưởng như vô hại đến môi trường thì nay người ta đã phải quan tâm đến những
hậu quả nghiêm trọng là làm mất cân bằng sinh thái. Do vậy, việc khai thác và
sử dụng các nguồn năng lượng mới và tái tạo như năng lượng hạt nhân, năng
lượng địa nhiệt, năng lượng gió, năng lượng Mặt Trời…là hướng đi quan trọng
trong quy hoạch phát triển năng lượng, đảm bảo an ninh năng lượng cho mỗi
quốc gia.
Năng lượng là một trong những nhu cầu thiết yếu của con người và là một
yếu tố đầu vào không thể thiếu được của hoạt động kinh tế. Khi mức sống của
người dân càng cao, trình độ sản xuất của nền kinh tế ngày càng hiện đại thì nhu
cầu về năng lượng cũng ngày càng lớn, và việc thỏa mãn nhu cầu này thực sự là
một thách thức đối với hầu hết mọi quốc gia. Ở Việt Nam, sự khởi sắc của nền
kinh tế từ sau Đổi Mới làm nhu cầu về điện gia tăng đột biến trong khi năng lực
cung ứng chưa phát triển kịp thời. Nếu tiếp tục đà này, nguy cơ thiếu điện vẫn sẽ
còn là nỗi lo thường trực của ngành điện lực Việt Nam cũng như của các doanh
nghiệp và người dân cả nước.
Với giá dầu lên cao, xấp xỉ 140 đô la một thùng, năng lượng trở thành một
vấn đề cấp bách cho mọi quốc gia, từ nước phát triển cho tới những nước đang
phát triển. Giá dầu lên kéo theo giá các năng lượng khác như khí đốt, than cũng
tăng…Thêm vào đó là vấn đề môi trường. Than hay dầu khí thải nhiều hóa chất
ô nhiễm, làm nóng quả đất. Điển hình 2 năm trước ngay tại Bắc Kinh ta có thấy
rõ được ảnh hưởng của hóa chất thải đối môi trường sống của con người tại đây.
2
Năng lượng rẻ từ dầu khí đã đẩy mạnh cách mạng sản xuất của nhân loại
trong trăm năm nay. Nhưng nguồn năng lượng này đang có xu hướng giảm. Theo
ước tính, trữ lượng dầu sẽ hết trong 100 năm nữa. Tìm nguồn năng lượng mới
nhất là một nguồn năng lượng tái tạo đã trở thành một giấc mơ cần biến thành

hiện thực, một nhu cầu, một bài toán cho nhân loại. Trong các nguồn năng lượng
tái tạo này, cho đến nay, chỉ có thủy điện là đáng kể. Trong những nguồn còn
lại: điện gió, điện mặt trời, trái đất, biomass cho đến nay tiềm năng lớn là năng
lượng gió. Nó được xem như dạng năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là
nguồn năng lượng sạch, vô tận và là nguồn năng lượng thân thiện với môi
trường. Nội dung dưới đây chúng em nghiên cứu về tiềm năng, công nghệ sản
xuất và quy hoạch năng lượng gió trên thế giới và ở Việt Nam. Bên cạnh đó đưa
ra những ưu và nhược điểm trong xây dựng nguồn năng lượng sinh khối.
3
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN
1.1. KHÁI NIỆM
Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển
Trái Đất. Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời. Sử
dụng năng lượng gió là một trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất từ môi
trường tự nhiên và đã được biết đến từ thời kỳ Cổ Đại.
Bởi sự ảnh hưởng không đồng đều của nhiệt độ mặt trời vào bầu khí quyển
làm cho không khí giữa vùng này và vùng khác bị chênh lệch về áp suất do vậy
sinh ra sự chuyển động không khí từ vùng có áp suất cao đến vùng không khí có
áp suất thấp và sự chuyển động đó được gọi là gió .Chúng ta đều biết sự chuyển
động của gió tạo ra một lực cơ học và nó ở dạng lực mặt do vậy nó cũng có
chiều có hướng và có độ lớn cũng có nghĩa là có năng lượng ở dạng cơ năng nên
từ xa xưa con người đã biết lợi dụng sức gió để ứng dụng vào cuộc sống (cối xay
gió, thuyền buồm,…) nhưng đấy là những ứng dụng đơn giản còn trong thời đại
hiện nay có sự nghiên cứu và đã được ứng dụng rộng rãi, năng lượng gió được
chuyển sang điện năng. Việc ứng dụng đó gọi là sử dụng năng lượng gió.
1.2. SỰ HÌNH THÀNH
Đã từ lâu, con người đã biết xử dụng năng lượng gió. Hà Lan là nước đầu
tiên ứng dụng năng lượng gió, nổi tiếng với những quạt gió. Ngày xưa năng
lượng này được sử dụng để xay lúa, bơm nước. Kể từ khi có năng lượng dầu

khí, năng lượng gió lùi dần vào quên lãng. Nhưng kể từ khi khủng hoảng năng
lượng năm 1970, năng lượng tái tạo được chú ý trở lại. Sự chú ý này càng được
4
gia tăng với vấn đề quả đất bị hâm nóng. Vào thập niên 1980, những trại điện
gió (wind farm) bắt đầu được thiết kế và xây dựng. Trong hơn hai mươi năm
qua, điện gió đã có những bước tiến vượt bậc.
Với giá thành ban đầu gấp mười lần giá điện sản xuất từ than, giá một KWh
điện sản xuất bằng gió đã tiến gần giá US $ 6 cents/kWh điện sản xuất từ than
đá. Tất cả những trại điện gió đều dùng loại turbine trục ngang.
Bức xạ mặt trời chiếu xuống bề mặt Trái đất không đồng đều làm cho bầu
khí quyển, nước và không khí nóng không đều nhau. Một nửa bề mặt của Trái
Đất, về ban đêm bị che khuất không nhận được bức xạ của Mặt Trời và thêm
vào đó là bức xạ Mặt Trời ở các vùng gần xích đạo nhiều hơn là ở các cực, do đó
có sự khác nhau về nhiệt độ và vì thế là khác nhau về áp suất mà không khí giữa
xích đạo và 2 cực cũng như không khí giữa ban ngày và ban đêm của Trái Đất
chuyển động tạo thành gió. Trái Đất xoay tròn cũng góp phần vào việc làm xoáy
không khí và vì trục quay của Trái Đất nghiêng đi (so với mặt phẳng do quỹ đạo
Trái Đất tạo thành khi quay quanh Mặt Trời) nên cũng tạo thành các dòng không
khí theo mùa.
Do bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng Coriolis được tạo thành từ sự quay quanh trục
của Trái Đất nên không khí đi từ vùng áp cao đến vùng áp thấp không chuyển
động thắng mà tạo thành các cơn gió xoáy có chiều xoáy khác nhau giữa Bắc
bán cầu và Nam bán cầu. Nếu nhìn từ vũ trụ thì trên Bắc bán cầu không khí di
chuyển vào một vùng áp thấp ngược với chiều kim đồng hồ và ra khỏi một vùng
áp cao theo chiều kim đồng hồ. Trên Nam bán cầu thì chiều hướng ngược lại.
Ngoài các yếu tố có tính toàn cầu trên gió cũng bị ảnh hưởng bởi địa hình tại
từng địa phương. Do nước và đất có nhiệt dung khác nhau nên ban ngày đất
nóng lên nhanh hơn nước, tạo nên khác biệt về áp suất và vì thế có gió thổi từ
biển hay hồ vào đất liền. Vào ban đêm đất liền nguội đi nhanh hơn nước và hiệu
ứng này xảy ra theo chiều ngược lại.

1.3. ĐẶC TRƯNG CỦA NĂNG LƯỢNG
a) Đặc điểm phân bố của năng lượng gió trên lãnh thổ.
Tốc độ gió phân bố theo quy luật càng lên cao gió thổi càng mạnh. Ở các
vùng núi thì tại sườn đón gió, gió có tốc độ mạnh; ngược lại phía sườn khuất
gió yếu. Trong các thung lũng hẹp và lòng chảo trũng gió rất yếu. Tuy nhiên
5
các thung lũng sông có hướng song song với hướng gió thịnh hành lại là nơi
hút gió. Trên các đèo vắt qua các khối núi lớn thường là con đường thuận lợi
cho gió lùa qua.
Ngoài khơi gió thổi mạnh và giảm dần khi vào đất liền. Bờ biển và duyên
hải là nơi trực tiếp đón gió từ biển thổi vào. Tuy nhiên cường độ gió ở mỗi nơi
còn tuỳ thuộc hướng của bờ biển đối với hướng gió thịnh hành và hình thế địa
hình của vùng đất liền kế tiếp phía trong. Trên các hải đảo phía Đông lãnh thổ,
gió thổi rất mạnh. Tại các đảo phía Nam do gần xích đạo gió thổi có tốc độ nhỏ
rõ rệt so với các đảo phía Đông.
Hai nhân tố chính ảnh hưởng đến sự phân bố tốc độ gió là hoàn lưu và địa hình.
b) Đặc điểm phân bố của năng lượng gió theo mùa ở nước ta
Mỗi khu vực trên lãnh thổ chịu ảnh hưởng khác nhau của hai mùa gió
Đông Bắc và Tây Nam. Độ lớn của tốc độ và do đó độ lớn của năng lượng
gió ở mỗi nơi trong từng mùa gió phụ thuộc vào địa hình và vị trí địa lý của khu
vực đó.
- Những khu vực có tiềm năng năng lượng gió mùa lạnh cao hơn mùa nóng
rõ rệt là:
+ Các hải đảo phía Đông lãnh thổ (trừ các đảo gần bờ từ Hải Phòng đến
Diễn Châu - Nghệ An).
+ Khu vực phía Đông tỉnh Lạng Sơn
+ Các khu vực núi cao trên toàn lãnh thổ, kể cả Tây Nguyên.
+ Duyên hải và đồng bằng kế tiếp duyên hải từ Hà Tĩnh đến Cà Mau, đặc
biệt từ Tuy Hoà đến Phan Thiết năng lượng mùa lạnh lớn vượt trội năng
lượng mùa nóng.

- Những khu vực có tiềm năng năng lượng gió mùa nóng cao hơn mùa lạnh rõ
rệt là:
+ Các đảo phía Tây Nam lãnh thổ.
+ Duyên hải phía Tây và phần đồng bằng kế tiếp của Nam Bộ.
+ Các vùng đất thấp và các vị trí dưới thấp phía Tây và Nam Tây Nguyên.
6
+ Vùng núi thấp phía Tây Nghệ An, Hà Tĩnh và Bình Trị Thiên
+ Duyên hải từ Hải Phòng đến Diễn Châu (Nghệ An) và đồng bằng kế tiếp.
Ngoài ra, tại các vùng khác trên lãnh thổ tiềm năng năng lượng của hai
mùa gió gần tương đương với nhau.
Tỷ lệ giữa tiềm năng hai mùa không thay đổi theo độ cao.
c) Ưu nhược điểm của năng lượng gió:
* Ưu điểm:
- Năng lượng gió không thải khí, hóa chất độc hại ra môi trường.
- Ổn định giá năng lượng: đóng góp và đa dạng hóa năng lượng.
- Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu và hạn chế sự phụ thuộc vào
nguồn cung cấp nguyên liệu từ nước ngoài.
- Nhu cầu về điện của toàn nền kinh tế tăng trung bình gần 13%/năm, và tốc
độ tăng của mấy năm trở lại đây còn cao hơn mức trung bình.
- Không phát thải hiệu ứng gây nóng lên toàn cầu.
* Nhược điểm:
- Gây ra tiêng ồn, làm ảnh hường đến sinh hoạt của người dân xung quanh
- Làm nhiẽu sóng vô tuyến
- Mất cân bằng sinh thái
- Công suất điện gió trạm phong điện cung câp phụ thuộc theo mùa, thời tiết
và địa hình
7
CHƯƠNG II
TIỀM NĂNG VÀ TRỮ LƯỢNG NĂNG LƯỢNG GIÓ
2.1. TIỀM NĂNG VÀ TRỮ LƯỢNG NĂNG LƯỢNG GIÓ TRÊN THẾ GIỚI

Trên phạm vi toàn cầu, năng lượng gió là nguồn năng lượng phát triển nhanh
nhất với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm xấp xỉ 29% trong vòng mười
năm vừa qua. Đến năm 2008, công suất lắp đặt điện gió toàn cầu đã vượt quá
121 GW, tức là hơn 15 lần công suất điện gió mười năm trước đây, khi đó công
suất điện gió toàn cầu chỉ cỡ 7.6 GW. Với công suất này hàng năm sẽ sản xuất
được 260 tỷ kWh và cắt giảm được 158 triệu tấn CO2. Năng lượng gió đã phát
triển nhanh chóng thành một ngành công nghiệp hoàn thiện và bùng nổ toàn cầu.
Thị trường lắp đặt tuabin gió toàn cầu năm 2008 cỡ $48 tỷ.
Triển vọng tương lai của công nghiệp điện gió toàn cầu là rất khích lệ và
được dự đoán tăng hơn 70% trong vòng vài năm tới để đạt tới công suất cỡ 190
GW vào năm 2010. (xem hình 1)
8
Hình 1-Tổng công suất lắp đặt điện gió toàn cầu thực tế và dự báo
1997-2010
Công suất lắp đặt (GW) mười nước hàng đầu thế giới về năng lượng gió cho
trong bảng 1:
Bảng 1- Công suất lắp đặt (GW) mười nước hàng đầu thế giới 2007-2008
( )
Bảng 2- Dự báo phát triển NLG toàn cầu 2007-2030
(nguồn: />cat=004002&item=6963)
Tiềm năng năng lượng gió bốn nước Đông Nam Á ở độ cao 65 m.
Tiềm năng năng lượng gió ở độ cao 65 m chỉ dành cho tuabin gió công suất
lớn. Phần lớn vùng có gió là vùng mặt đất không có vật cản trở. Mật độ công
suất điện gió lấy theo giả thiết 4 MW/Km2. Nếu chỉ tính tiềm năng năng lượng
gió của Việt Nam ở những vùng có gió tốt cho đến cực tốt (các con số màu đỏ,
in đậm và nghiêng ở cuối bảng 3) thì công suất tiềm năng đã ước tới 111.916
9
MW hay ~112 GW. Nếu giả thiết công suất này có hệ số phát điện trung bình
hàng năm 20%-25%, thì tiềm năng năng lượng gió trung bình hàng năm ước
chừng 200 đến 245 tỷ kWh, một tiềm năng rất, rất lớn. Gần gấp đôi tiềm năng

lượng thuỷ điện 123 tỷ kWh với công suất 30 GW

Bảng 3-Tiềm năng NLG của bốn nước Đông Nam Á
(nguồn: />cat=004002&item=6963 )
Theo thống kê Trung Quốc là môt nước được coi là một nước có triển vọng
và thực trạng sử dụng về nguồn năng lượng này là lớn nhất thế giới. Sau đó là
Đức, Tây Ban Nha, Hoa kỳ, Ấn Độ.
Tương lai của Đức là ngành năng lượng này nằm ở ngoài khơi xa. Chính phủ
Đức đã đề ra mục tiêu là nay tới năm 2020 có thể đáp ứng 1/5 nhu cầu điện bằng
nguồn năng lượng từ sức gió. Theo ước tinh Đức sẽ khai thác được nguồn năng
lượng gió đạt 14.609 MW và sẽ chiếm 40% năng lượng gió trên thế giới.
Tiếp theo là Mỹ, dự tính là sẽ sản xuất thêm 1.687 MW nâng tổng số lên
6.374 MW, tiếp theo là Tây Ban Nha sẽ tăng thêm 1.377 MW để đạt được tổng
10