ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG VÀ KHẢ NĂNG ĐÓNG GÓP CỦA CÁC NGUỒN NLMTT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN VÀO LƯỚI ĐIỆN CỦA TỈNH

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
---------------------------------------

MỤC LỤC
Nội dung

Trang

LỜI NÓI ĐẦU

1

CHƢƠNG 1. CÁC NGUỒN VÀ CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG 3
LƢỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO
1.1. CÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO VÀ CÁC 3
ĐẶC TÍNH CỦA CHÚNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG VÀ KHẢ
NĂNG ĐÓNG GÓP CỦA CÁC NGUỒN
NLM&TT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN
VÀO LƯỚI ĐIỆN CỦA TỈNH

Ngành :
THIẾT BỊ MẠNG – NHÀ MÁY ĐIỆN
Mã số:23.0
Học Viên:
HÀ THỊ NINH
Người HD Khoa học : PGS.TS. ĐẶNG ĐÌNH THỐNG

1.1.1. Các nguồn năng lƣợng mới và tái tạo

3

1.1.2. Các đặc tính của các nguồn năng lƣợng mới và tái tạo

6

1.2. CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG LƢỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO VÀ 7
CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA CHÚNG
1.2.1. Công nghệ điện năng lƣợng mặt trời (NLMT)

7

1.2.2. Công nghệ thuỷ điện nhỏ (TĐN)

11

1.2.3. Công nghệ điện gió

12

1.2.4. Phát điện từ sinh khối

14

1.2.5. Công nghệ địa nhiệt và điện địa nhiệt

15

1.2.6. Phát điện từ nguồn năng lƣợng đại dƣơng

16

1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC NGUỒN ĐIỆN 18
TỪ NLM & TT
1.3.1. Trên thế giới

18

1.3.2. Tại Việt Nam

20

CHƢƠNG 2. TIỀM NĂNG VÀ KHẢ NĂNG KHAI THÁC NĂNG 24
LƢỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO Ở THÁI NGUYÊN

Khoa đào tạo SĐH

Người HD khoa học

Đặng Đình Thống

THÁI NGUYÊN - 2008

Học viên

Hà Thị Ninh

2.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN – XÃ HỘI

24

2.1.1. Vị trí địa lý.

24

2.1.2. Dân số

24

2.1.3. Địa hình – Khí hậu

26

2.1.4. Tài nguyên

26

2.2. HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN

28

2.2.1. Hiện trạng phụ tải

28

2.2.2.Dự báo nhu cầu điện

29

2.2.3.Các nguồn cung cấp điện năng

35

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




1

2.3. TIỀM NĂNG VÀ KHẢ NĂNG KHAI THÁC NĂNG LƢỢNG 36
MỚI VÀ TÁI TẠO Ở THÁI NGUYÊN
2.3.1. Vai trò của năng lƣợng mới và tái tạo

36

LỜI NÓI ĐẦU
Bước sang thế kỷ 21, cùng với nhịp độ phát triển kinh tế - xã hội ngày một

2.3.2. Các nguồn năng lƣợng mới và tái tạo ở Thái Nguyên.

38

gia tăng trong khuôn khổ của nguồn tài nguyên bị hạn chế, loài người đang đứng

2.3.3. Năng lƣợng thuỷ điện nhỏ.

38

trước nguy cơ cạn kiệt của các nguồn tài nguyên năng lượng cổ điển và phải đương

2.3.4.Năng lƣợng sinh khối

45

đầu với vấn đề ô mhiễm môi trường sống đã ở mức báo động trong phạm vi toàn

2.3.5. Năng lƣợng mặt trời
2.4. HIỆN TRẠNG NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG

50

cầu gây ra bởi lượng khí thải độc hại trong quá trình sử dụng năng lượng.

54

Vì vậy, việc tìm kiếm các nguồn năng lượng bổ sung và nghiên cứu sử dụng

CHƢƠNG 3. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁC CÔNG NGHỆ PHÁT ĐIỆN 58
NĂNG LƢỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO

các nguồn năng lượng mới và tái tạo đang được các quốc gia trên toàn thế giới quan

3.1. CÁC TIÊU CHÍ LỰA CHỌN

58

3.2. CÁC CÔNG NGHỆ ĐƢỢC ĐỀ NGHỊ

58

3.2.1. Năng lƣợng thuỷ điện nhỏ

59

3.2.2. Năng lƣợng sinh khối để phát điện

63

3.2.3. Năng lƣợng mặt trời

67

tâm. Năng lượng mới và tái tạo là những nguồn năng lượng sạch, có trữ lượng to
lớn và có khả năng tái tạo hầu như vô tận.
Việt Nam nói chung và Thái Nguyên nói riêng nhu cầu sử dụng năng lượng
ngày càng tăng, nguồn năng lượng truyền thống dần dần không đáp ứng đủ nhu cầu
sử dụng năng lượng cho con người. Do vậy, việc điều tra, đánh giá tiềm năng và

79

khả năng đóng góp của các nguồn năng lượng mới và tái tạo là vấn đề cấp bách và

4.1. TÁC ĐỘNG TỚI MÔI TRƢỜNG TỰ NHIÊN

79

cần thiết.

4.2. TÁC ĐỘNG TỚI ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI

81

Đề tài tốt nghiệp “Điều tra, đánh giá tiềm năng và khả năng đóng góp của

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

82

các nguồn NLM & TT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên vào lưới điện của Tỉnh” được

TÀI LIỆU THAM KHẢO

84

nghiên cứu với mục đích góp phần vào chiến lược phát triển năng lượng chung của

PHỤ LỤC

85

Tỉnh và cả nước, hiện tại nguồn năng lượng này có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng

CHƢƠNG 4. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƢỜNG

điện cho những vùng miền núi xa xôi, hẻo lánh, những nơi chưa có điện lưới quốc
gia của Thái Nguyên, phục vụ cho việc phát triển kinh tế, xã hội, xoá đói, giảm

nghèo...Trong tương lai, nó có thể dần thay thế các nguồn năng lượng điện hiện nay.
Khi nghiên cứu đề tài này, tôi đã có được các tài liệu liên quan hiện có về các
nguồn năng lượng mới và tái tạo ở Việt Nam và Thái Nguyên. Tuy nhiên, đây là
một lĩnh vực hoàn toàn mới do vậy các tài liệu còn rất hạn chế và các số liệu chưa
đầy đủ, có sự sai lệch số liệu từ các nguồn khác nhau ( các bài báo, dự án, tạp chí,
quy hoạch phát triển...), không phải tất cả các số liệu sử dụng đều cập nhật.
Trong quá trình nghiên cứu đề tài, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ
tận tình của PGS.TS Đặng Đình Thống – Giám đốc trung tâm năng lượng mới

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




2

3

Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, các sở Điện lực, Công nghiệp, Nông nghiệp, Tài

CHƢƠNG 1

nguyên môi trường...cùng bạn bè, đồng nghiệp.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!

CÁC NGUỒN VÀ CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG LƢỢNG MỚI

VÀ TÁI TẠO
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 5 năm 2008
1.1. CÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO VÀ CÁC ĐẶC TÍNH
CỦA CHÚNG
1.1.1. Các nguồn năng lƣợng mới và tái tạo
1.1.1.1 Năng lƣợng mặt trời.
Đây là nguồn năng lượng vô cùng quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển
của sự sống trên trái đất. Đồng thời nó cũng là nguồn gốc của các dạng năng lượng
tái tạo khác như năng lượng gió, năng lượng sinh khối, năng lượng các dòng
sông...Năng lượng mặt trời có thể nói là vô tận. Tuy nhiên để khai thác sử dụng
nguồn năng lượng này cần phải biết các đặc trưng và tính chất cơ bản của nó đặc
biệt khi tới bề mặt quả đất.
1.1.1.2. Năng lƣợng gió
Năng lượng gió là một dạng chuyển tiếp của năng lượng mặt trời, bởi chính
ánh nắng ban ngày đã đun nóng bầu khí quyển, tạo nên tình trạng chênh lệch nhiệt
độ và áp suất giữa nhiều vùng khác nhau, và các khối không khí từ những khu vực
có áp suất cao sẽ dịch chuyển nhanh đến những vùng có áp suất thấp hơn, tạo ra
hiện tượng gió thổi đều khắp trên bề mặt địa cầu.
Năng lượng gió được đánh giá là thân thiện nhất với môi trường và ít gây
ảnh hưởng xấu về mặt xã hội.
1.1.1.3. Năng lƣợng thuỷ điện nhỏ.
Theo đánh giá chung về thủy điện nhỏ thì rất lớn, đặc biệt là ở những khu
vực miền núi nơi tập trung rất nhiều sông suối nhỏ, mặt khác đây là nguồn năng
lượng có giá thành rẻ nên cần có chính sách khai thác và sử dụng hiệu quả.
Từ các con sông, suối chảy từ nguồn xuống biển đều mang theo một tiềm
năng về năng lượng (gọi là thuỷ năng). Thông thường nguồn thuỷ năng phụ thuộc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




4

5

vào độ dốc sông suối và lưu lượng nước chảy qua. Nguồn thuỷ năng có thể phân

nói chung và thực vật nói riêng có ý nghĩa quyết định đối với sự sống trên hành

bố đều hoặc không đều trên một đoạn sông suối. Để tập trung năng lượng của dòng

tinh chúng ta.

chảy, nghĩa là để tạo được độ chênh lệch mực nước giữa thượng lưu và hạ lưu
người ta sử dụng một số phương pháp kiểu trạm thuỷ điện như: Phương pháp tập

Năng lượng sinh khối hoàn toàn có thể thay thế các nguồn năng lượng hoá
thạch đang bị khai thác cạn kiệt và gây ra ô nhiễm môi trường nặng nề

trung năng lượng bằng đập ngăn, phương pháp tập trung năng lượng bằng đường

1.1.1.5. Năng lƣợng địa nhiệt.

dẫn và phương pháp tổng hợp tập trung năng lượng dòng chảy.

Địa nhiệt là nguồn năng lượng tự nhiên ở trong lòng quả đất, dưới lớp vỏ

1.1.1.4. Năng lƣợng sinh khối.

không dày lắm của quả đất, nhiệt độ lên đến 10000C đến hơn 40000C, ở một số khu

Sinh khối bao gồm các loài thực vật sinh trưởng và phát triển trên cạn cũng

vực áp suất cũng rất lớn, vượt quá 130MPa. Còn ở lớp trên cùng của vỏ Trái đất chỉ

như ở dưới nước, các phế thải hữu cơ như: rơm rạ, vỏ trấu, bã mía, vỏ cà phê..., các

có nhiệt độ bình quân trong năm là 150C, dưới lớp đó là một lớp có nhiệt độ bình

loại phế thải động vật như: phân người, phân gia súc, gia cầm.... Sinh khối là nguồn

quân là 5400C, còn tại lớp lõi trong nhiệt độ bình quân là 70000C. Khối năng lượng

năng lượng đầu tiên của loài người và mặc dù ngày nay các nguồn năng lượng hoá

khổng lồ đó tồn tại đồng hành với Trái đất và là nguồn năng lượng vô hạn sinh ra từ

thạch như: than đá, dầu mỏ, khí đốt là các nguồn năng lượng chính nhưng sinh khối

các chuỗi phản ứng hạt nhân, sự phân hủy các chất phóng xạ tiến hành thường

vẫn còn được sử dụng với một khối lượng và tỉ lệ khá lớn, nhất là ở các nước đang

xuyên trong lòng Trái đất như Thori (Th), Protactini (Pa), Urani (U)...vv, năng

phát triển.

lượng do các phản ứng phóng xạ được tích tụ trong lòng quả đất hàng triệu năm với

Sinh khối là một nguồn năng lượng có khả năng tái sinh. Nó tồn tại và phát

một lượng khổng lồ làm nóng chảy lõi quả đất dưới áp suất cao. Đi sâu xuống lòng

triển được trên hành tinh chúng ta là nhờ có ánh sáng mặt trời. Các loài thực vật hấp

đất 2-40m (tùy địa điểm) ta sẽ gặp tầng Thường ôn, tức là tầng có nhiệt độ không

thụ ánh sáng mặt trời để thực hiện các phản ứng quang hợp, biến đổi các khoáng

chịu ảnh hưởng của nhiệt độ Mặt Trời. Dưới tầng Thường ôn càng xuống sâu nhiệt

chất, nước và các nguyên tố vô cơ khác thành các chất hữu cơ. Trong quá trình

độ càng tăng.

quang hợp, thực vật còn hấp thụ khí cacbonic và tạo ra oxy là chất khí tạo ra sự

Người ta gọi địa nhiệt cấp là độ sâu tính bằng mét đủ để nhiệt độ tăng lên
0

sống trên quả đất này. Các tính toán cho thấy rằng, hàng năm thực vật hấp thụ 0,1%

1 C. Trị số trung bình là 33m. Nếu xuống sâu được đến 60km thì có nhiệt độ tới

tổng năng lượng bức xạ mặt trời tới quả đất, và nhờ phản ứng quang hợp, tạo ra

18000C. Thường thường để khai thác nguồn năng lượng địa nhiệt người ta chỉ cần

2x1011 tấn chất hữu cơ và cho một nguồn năng lượng rất lớn, khoảng 3x1012J.

khoan các giếng sâu 4-5km là tới vùng có nhiệt độ khoảng 2000C. Nước được làm

Phần lớn các nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam ta, được thiên

sôi lên sẽ theo ống dẫn lên và có thể làm chạy các máy phát điện...vv. Theo đánh

nhiên ban tặng cho nguồn tài nguyên năng lượng mặt trời rất dồi dào. Ở các nước

giá của các chuyên gia, có khoảng 10% diện tích vỏ quả đất có chữa các nguồn địa

này mật độ năng lượng mặt trời khá cao, nằm trong khoảng từ 4 đến

nhiệt có thể đánh giá được tiềm năng của nó. Các nguồn này có thể cung cấp cho

7KWh/m2.ngày, là điều kiện rất thuận lợi cho thực vật phát triển.

nhân loại một nguồn năng lượng rất lớn.

Phản ứng quang hợp còn là phản ứng cơ bản tạo ra thức ăn cho động vật.
Nếu kể đến cả sản phẩm oxy của phản ứng quang hợp ta có thể nói rằng sinh khối

1.1.1.6. Năng lƣợng đại dƣơng.
Tiềm năng năng lượng của các đại dương chứa trong sóng và thuỷ triều cũng
như trong sự chênh lệch nhiệt độ giữa lớp nước nóng trên bề mặt và các lớp nước

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




6

7

lạnh ở dưới đáy các đại dương là vô cùng to lớn. Gió thổi trên một khoảng không

thorium có thể được giữ ở mức thấp, đều là những nguồn năng lượng tái tạo mặc

gian bao la trên các đại dương sẽ tạo ra sóng biển dữ dội, liên tục và mang theo một

dù là thường thì chúng không được tính vào loại năng lượng này.

nguồn năng lượng có thể nói là vô tận. Thuỷ triều là kết quả giữa lực hút của mặt

1.1.2.2. Nguồn năng lượng sạch và không gây ô nhiễm môi trường

trời, mặt trăng với quả đất và do sự chuyển động của quả đất xung quanh mặt trời,

Tất cả các nguồn NLM & TT đều sạch nên việc sử dụng các nguồn năng

cũng như sự quay xung quanh trục nghiêng của quả đất. Ở một số khu vực trên thế

lượng này sẽ mang lại nhiều lợi ích về sinh thái cũng như là lợi ích gián tiếp cho

giới, mức nước biển dâng lên và hạ xuống trên 12m hai lần trong một ngày. Đại

kinh tế. So sánh với các nguồn năng lượng truyền thống như: Than đá, hoá thạch

dương còn là một bộ thu năng lượng khổng lồ, hấp thụ năng lượng mặt trời dưới

hay thuỷ điện, năng lượng tái tạo có nhiều ưu điểm hơn vì tránh được các hậu quả

dạng nhiệt năng làm nóng lớp nước ở bề mặt và tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa

có hại đến môi trường. Năng lượng gió được đánh giá là thân thiện nhất với môi

lớp nước nóng ở bề mặt và nước lạnh dưới sâu.

trường và ít gây ảnh hưởng xấu về mặt xã hội. Để xây dựng một nhà máy thủy điện

1.1.2. Các đặc tính của các nguồn năng lƣợng mới và tái tạo

lớn cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng các rủi ro có thể xảy ra với đập nước. Ngoài ra,

1.1.2.1. Đặc tính phong phú và có thể tái sinh:

việc di dân cũng như việc mất các vùng đất canh tác truyền thống sẽ đặt gánh nặng

Có thể nói các nguồn năng lượng mới và tái tạo (NLM & TT) rất phong phú

lên vai những người dân xung quanh khu vực đặt nhà máy, và đây cũng là bài toán

và có sẵn do thiên nhiên ban tặng cho chúng ta, không những thế hầu hết các nguồn

khó đối với các nhà hoạch định chính sách. Hơn nữa, các khu vực để có thể quy

năng lượng này đều có thể tái tạo được. Về nguồn mà nói thì năng lượng mặt trời

hoạch các đập nước tại Việt Nam cũng không còn nhiều.

hết sức dồi dào, rồi gió, năng lượng thủy điện nhỏ, năng lượng sinh khối, năng

Song hành với các nhà máy điện hạt nhân là nguy cơ gây ảnh hưởng lâu dài

lượng thủy triều, sóng biển, địa nhiệt cũng có trữ lượng khá lớn nếu không muốn

đến cuộc sống của người dân xung quanh nhà máy. Các bài học về rò rỉ hạt nhân

nói là khó có thể cạn kiệt được. Tiềm năng của năng lượng tái tạo hay năng lượng

cộng thêm chi phí đầu tư cho công nghệ, kĩ thuật quá lớn khiến càng ngày càng có

tái sinh là năng lượng từ những nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là

nhiều sự ngần ngại khi sử dụng loại năng lượng này.

vô hạn. Vô hạn có hai nghĩa: Hoặc là năng lượng tồn tại nhiều đến mức mà không

Các nhà máy điện chạy nhiên liệu hóa thạch thì luôn là những thủ phạm gây

thể trở thành cạn kiệt vì sự sử dụng của con người (thí dụ như năng lượng Mặt Trời)

ô nhiễm nặng nề, ảnh hưởng xấu đến môi trường và sức khỏe người dân. Hơn thế

hoặc là năng lượng tự tái tạo trong thời gian ngắn và liên tục (thí dụ như năng lượng

nguồn nhiên liệu này kém ổn định và giá có xu thế ngày một tăng cao.

sinh khối) trong các quy trình còn diễn tiến trong một thời gian dài trên Trái Đất.

Theo báo cáo từ Tổ chức Hoà Bình Xanh và Hội đồng Năng lượng Tái tạo

Ngược lại với việc sử dụng các quy trình này là việc khai thác các nguồn năng

châu Âu việc đầu tư vào năng lượng xanh tới năm 2030 sẽ giảm một nửa lượng phát

lượng như than đá hay dầu mỏ, những nguồn năng lượng truyền thống mà ngày nay

thải CO2. Bản báo cáo này cung cấp một luận cứ kinh tế về sự luân chuyển các

được tiêu dùng nhanh hơn là được tạo ra rất nhiều. Theo ý nghĩa của định nghĩa tồn

khoản đầu tư toàn cầu sang năng lượng mặt trời, năng lượng gió, thuỷ điện, địa

tại "vô tận" thì phản ứng tổng hợp hạt nhân (phản ứng nhiệt hạch), khi có thể thực

nhiệt và năng lượng sinh khối trong hơn nửa thế kỷ tới.

hiện trên bình diện kỹ thuật, và phản ứng phân rã hạt nhân (phản ứng phân hạch)
với các lò phản ứng tái sinh, khi năng lượng hao tốn lúc khai thác uranium hay

1.2. CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG LƢỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO VÀ CÁC
ĐẶC TRƢNG CỦA CHÚNG
1.2.1. Công nghệ điện năng lƣợng mặt trời (NLMT)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




8

9

Có thể xem mặt trời là một quả cầu cách quả đất 150 triệu km. Đường kính

a. Hiệu ứng nhà kính

mặt trời 1,39 triệu km, lớn hơn 109 lần đường kính quả đất, áp suất ở phần trong

Hiệu ứng nhà kính là một trong những hiệu ứng quan trọng nhất được ứng

mặt trời rất cao, cao hơn áp suất khí quyển ở quả đất khoảng chục triệu lần. Nhiệt

dụng để khai thác năng lượng mặt trời. Nguyên lý hoạt động như sau: Các loại

độ trên mặt trời biến đổi từ hơn 15 triệu độ ở trong lõi tới 6 000 độ ở mặt ngoài của

kính xây dựng cho các tia BXMT có bước sóng truyền qua một cách dễ dàng, trong

nó.

khi đó các bức xạ có
Khí quyển mặt trời chứa khoảng 78,4% khí Hydro (H2), 19,8% Heli (He), các

> 0,7 m (các tia này còn được gọi là tia nhiệt) thì bị kính

phản xạ trở lại.

nguyên tố kim loại và các nguyên tố khác chỉ chiếm 1,8%.

Trước hết ta khảo sát một hộp thu nhiệt mặt trời như hình 1.2. Mặt trên hộp

Các điều kiện về áp suất, nhiệt độ và thành phần khí quyển trên mặt trời là điều

được đậy bằng tấm kính (1). Thành xung quanh và đáy hộp có lớp vật liệu cách

kiện lý tưởng cho phản ứng nhiệt hạt nhân và tạo ra nguồn năng lượng khổng lồ.

nhiệt dày (2). Đáy trong của hộp được làm bằng tấm kim loại dẫn nhiệt tốt, mặt trên

Mỗi giây nó phát ra năng lượng tương đương với năng lượng đốt cháy hết 1,32.1016

của nó phủ một lớp sơn đen, hấp thụ nhiệt tốt và được gọi là tấm hấp thụ (3).

tấn than đá.
Tuy nhiên bề mặt quả đất chỉ nhận được 17,57.1016 W, tương đương năng lượng

đốt cháy hết 6 triệu tấn than đá.
NLMT rất lớn, nhưng phân bố lại mỏng, chỉ khoảng 800-1000W/m2 nên việc
khai thác khá khó khăn.
Bản chất bức xạ mặt trời (BXMT) là sóng điện từ có phổ bước sóng rất rộng, từ
hàng km đến phần tỷ m. ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ 0.4 đến 0,7 m, chỉ

Hình 1.2. Sơ đồ hộp thu NLMT theo nguyên lý hiệu ứng nhà kính

chiếm một phần rất nhỏ phổ BXMT (hình 1.1).
Tia Tia
vũ
Tia Tia tử
trụ
Rơnghen ngoại

Tia
hồng
ngoại

10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 100

Các tia bức xạ mặt trời (BXMT) có bước sóng

< 0,7 m tới mặt hộp thu, đi

qua tấm kính phủ phía trên (1), tới bề mặt tấm hấp thụ (3). Tấm này hấp thụ năng
Sóng
ngắn

102 104

Sóng vô tuyến điện

106

108

( )
m)

12
1010 10
1014

Tia
nhìn
thấy

lượng BXMT và chuyển hoá thành nhiệt làm cho tấm hấp thụ nóng lên, khi đó nó
trở thành nguồn phát xạ thứ cấp phát ra các tia bức xạ nhiệt có bước
sóng

0,7 m , hướng về mọi phía. Các tia đi lên phía trên bị tấm kính ngăn lại,

không ra ngoài được. Nhờ vậy, hộp thu liên tục nhận BXMT nên tấm hấp thụ được
nung nóng dần lên và có thể đạt đến nhiệt độ hàng trăm độ. Như vậy năng lượng

Hình 1.1. Phổ BXMT
Tuy nhiên khi BXMT xuyên qua lớp khí quyển tới bề mặt quả đất, do các
phân tử khí, hơi nước, các hạt bụi,… làm tán xạ, hấp thụ, nên phổ và cường độ

nhiệt mặt trời bị "giam" trong hộp, giống như một cái bẫy nhiệt - năng lượng vào
được nhưng không thể ra được. Đó là nguyên lý “hiệu ứng nhà kính”. Nhiệt độ của
tấm hấp thụ càng cao, phát xạ nhiệt từ mặt hấp thụ càng lớn, cho đến khi năng

BXMT trên mặt đất bị giảm đi rất đáng kể.
1.2.1.1. Công nghệ nhiệt mặt trời (NMT)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




10

11

lượng mà tấm hấp thụ nhận được từ BXMT cân bằng với năng lượng mất mát cho
môi trường xung quanh thì trạng thái cân bằng nhiệt được thiết lập.

1.2.2. Công nghệ thuỷ điện nhỏ (TĐN)
1.2.2.1. Công nghệ thuỷ năng và các đặc điểm
Các con sông, suối chảy từ nguồn xuống biển đều mang theo một tiềm năng

b. Bộ thu phẳng
Bộ thu phẳng có cấu tạo dựa trên nguyên lý hiệu ứng nhà kính như đã mô tả

về năng lượng (gọi là thuỷ năng). Thông thường các nguồn thuỷ năng phụ thuộc

trên, nhưng tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng nhiệt khác nhau phần thu nhiệt có thể

vào độ dốc sông suối và lưu lượng nước chảy qua. Nguồn thuỷ năng có thể phân bố

có các dạng kết cấu khác nhau. Bộ thu Năng lượng mặt trời (NLMT) có thể được

đều hoặc không đều trên một đoạn sông suối. Để tập trung năng lượng của dòng

ứng dụng trong nhiều mục đích khác nhau như để sản xuất nước nóng, sấy nông hải

chảy, nghĩa là để tạo được độ chênh mực nước giữa thượng lưu (TL) và hạ lưu (HL)

sản phẩm, chưng cất nước, sưởi ấm nhà cửa v.v…Nó có thể có nhiều hình dạng

người ta sử dụng ba phương pháp ứng với ba kiểu trạm thuỷ điện sau đây:

khác nhau được thiết kế cho phù hợp với mục đích sử dụng.

a. Phương pháp tập trung năng lượng bằng đập ngăn
Phương pháp này là đắp đập tạo nên độ chênh mực nước giữa TL và HL.

1.2.1.2. Công nghệ điện mặt trời (ĐMT)
Hiện nay có hai công nghệ để sản xuất điện bằng NLMT. Đó là công nghệ

Đập có nhiều loại: đập đất, đập đá và đập bêtông. Còn trạm thuỷ điện có thể bố trí

Nhiệt điện mặt trời và công nghệ Pin mặt trời (hay pin quang điện). Trong công

sau đập hay trong lòng đập. Trạm thuỷ điện này gọi là trạm thuỷ điện sau đập hay

nghệ thứ nhất, năng lượng mặt trời được hội tụ nhờ các hệ thống gương hội tụ như

trạm thuỷ điện trong lòng đập. Vì độ cao đập hạn chế nên phương pháp này được sử

máng parabol, đĩa parabol, gương cầu...để tập trung ánh sáng mặt trời thành các

dụng chỉ cho các đoạn sông suối có độ dốc nhỏ. Cột nước toàn phần của trạm thuỷ

nguồn nhiệt có mật độ năng lượng và do đó có nhiệt độ rất cao, có thể làm bốc hơi

điện được xác định bằng hiệu mực nước TL và HL.

nước ở nhiệt độ và áp suất lớn và sau đó hơi làm quay các Tuabin để sản xuất ra

b. Phương pháp tập trung năng lượng bằng đường dẫn

điện năng. Còn trong công nghệ pin mặt trời, năng lượng mặt trời được biến đổi

Phương pháp này sử dụng đường dẫn để tạo độ chênh mực nước giữa thượng

trực tiếp thành điện năng nhờ các tế bào quang điện bán dẫn được chế tạo từ các vật

lưu và hạ lưu. Trạm thuỷ điện này gọi là trạm thuỷ điện đường dẫn. Đường dẫn có

liệu bán dẫn điện. Các pin mặt trời sản xuất ra điện năng một cách liên tục chừng

thể bằng đường ống hoặc kênh dẫn. Trạm thuỷ điện dạng này thích hợp với các con

nào còn bức xạ mặt trời tới nó. Các hệ thống pin mặt trời rất đơn giản, không có

sông, suối có độ dốc lớn hay có bậc thác.

phần chuyển động, không đòi hỏi phải bảo dưỡng chăm sóc thường xuyên như các

c. Phương pháp tổng hợp tập trung năng lượng dòng chảy

hệ thống năng lượng khác, nên các hệ thống rất được quan tâm nghiên cứu, phát

Phương pháp này tạo độ chênh mực nước bằng đập ngăn và bằng đường dẫn

triển và ứng dụng. Ngay từ năm 1950 các pin mặt trời đã trở thành nguồn điện rất

đối với đoạn sông có độ dốc khác nhau. Độ chênh mực nước của trạm bằng tổng độ

tin cậy cho các vệ tinh nhân tạo và hiện nay là các tàu vũ trụ. Đặc biệt từ cuộc

chênh mực nước đập tạo nên và độ chênh của đường dẫn. Trạm thuỷ điện dạng này

khủng hoảng dầu lửa năm 1973, các hoạt động nghiên cứu hoàn thiện công nghệ pin

gọi là trạm thuỷ điện tổng hợp. Cột áp toàn phần được xác định bằng tổng cột áp do

mặt trời đã phát triển mạnh mẽ. Hiện nay sản xuất pin mặt trời đã trở thành một

đập và đường dẫn tạo nên.

trong các ngành công nghiệp quan trọng ở nhiều nước công nghiệp phát triển trên

thế giới.

1.2.2.2. Các ứng dụng
Đối với một trạm thuỷ điện nhỏ quan trọng nhất là phương pháp xác định
kích thước tuabin. Tuabin nước được sử dụng chủ yếu để kéo máy phát điện nhằm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




12

13

cung cấp điện cho các hộ sử dụng. Ở các vùng miền núi, tuabin nước còn được sử

Năng lượng gió thường được khai thác từ các trạm đặt ở độ cao (20-70)m

dụng để làm quay trực tiếp máy bơm cấp nước sinh hoạt và tưới cây. Ngoài ra

so với bề mặt trái đất. Trên độ cao lớn (8-12)km gọi là tầng đối lưu, có gió thường

tuabin nước còn được sử dụng để chạy các máy công cụ khác: Máy gia công cơ khí,

xuyên hơn và gọi là dòng chảy luồng (hay luồng khí). Gió loại này có vận tốc lớn

máy xay xát, ...vv.

(25-80)m/s. Tiềm năng năng lượng của chúng lớn hơn nhiều. Đặc tính gió ở tầng
này khác nhiều so với đặc tính gió trên mặt đất. Song sử dụng gió ở độ cao này gặp

a. Tuabin nước chạy máy phát điện
Tuabin được nối trực tiếp với máy phát điện hoặc gián tiếp thông qua các bộ truyền

phải một số khó khăn rất lớn về mặt kỹ thuật khi chuyển tải điện từ độ cao lớn tới

động. Công suất của máy phát điện sẽ được xác định theo công suất của tuabin, còn

mặt đất.

vòng quay của máy phát được chọn theo số vòng quay đồng bộ.
* Tuabin kéo trực tiếp máy phát

Đặc tính quan trọng nhất đánh giá động năng của gió là vận tốc. Dưới ảnh
hưởng của một loạt các yếu tố khí tượng (sự nhiễu loạn khí quyển, sự thay đổi tác

Loại này có số vòng quay của tuabin bằng số vòng quay của máy phát
* Tuabin kéo máy phát qua bộ truyền

động của mặt trời và lượng năng lượng nhiệt truyền tới mặt đất...), đồng thời các
điều kiện địa hình tại chỗ, tốc độ gió thay đổi cả về giá trị và hướng. Hướng véctơ

Loại này thì số vòng quay của tuabin thường nhỏ hơn vòng quay của máy phát và

vận tốc cho thấy vị trí tính theo góc của nó ứng với hướng được lấy làm gốc tính

được xác xác định theo tỷ số truyền của bộ truyền đai hay hộp số cơ khí.

toán (thường là hướng Bắc).
Vận tốc gió có tác động đáng kể tới động cơ gió và ảnh hưởng tới hệ thống

b. Tuabin kéo bơm
Để phục vụ cho việc cung cấp nước sinh hoạt và nước tưới cho vùng sâu,

điều chỉnh tự động, việc sản sinh ra năng lượng phụ thuộc trước hết vào vận tốc gió

vùng xa, nơi có nguồn thuỷ năng nhỏ, người ta sử dụng tuabin để trực tiếp kéo bơm.

trung bình theo thời gian và diện tích bề mặt bánh công tác động cơ gió. Vận tốc gió

Tổ hợp như vậy gọi là bơm thuỷ luân. Tuabin kéo bơm có hai loại: Buồng hở và

trung bình theo thời gian xác định bằng tỷ số của tổng các giá trị vận tốc gió tức

buồng kín

thời đo được với số lần đo trong khoảng thời gian đo.

* Tuabin buồng hở cột nước thấp 0,4 đến 4m, cột áp bơm đạt 2 đến 24m.

Vận tốc gió trung bình thay đổi đáng kể trong thời gian khác nhau trong

Loại này thường là tuabin hướng trục, được nối trực tiếp với máy bơm. Máy bơm

ngày, trong các tháng và các mùa. Do vậy người ta phân biệt diễn biến vận tốc theo

được sử dụng có thể là bơm ly tâm một cấp hay nhiều cấp

ngày, tháng, mùa đặc trưng cho xu hướng chung thay đổi vận tốc trong các chu kỳ

* Tuabin buồng kín cột nước tuabin từ 2m trở lên, cột áp bơm từ 7m đến

thời gian kể trên. Việc nghiên cứu sự biến đổi của vận tốc sẽ thuận lợi hơn nhờ sự

hàng trăm mét. Loại này có thể nối trực tiếp hay gián tiếp với máy bơm qua bộ

phân tích tổng hợp tính quy luật và sự biến đổi ngẫu nhiên cường độ gió trong một

truyền đai hay hộp số. Bơm sử dụng có thể là bơm một cấp hay nhiều cấp, bơm

khoảng thời gian chọn trước cũng như trên một diện tích không gian hữu hạn.

thường có lưu lượng nhỏ và cột áp cao, có thể sử dụng bơm xoáy hay bơm ly tâm,

Thông thường ở các trạm khí tượng vận tốc gió trung bình được xác định trong

trường hợp bơm nước sạch cho sinh hoạt có thể dùng bơm piston.

khoảng thời gian là 2 phút.
Đặc trưng của NLG là tập hợp các dữ liệu cần thiết và đủ độ tin cậy đặc

1.2.3. Công nghệ điện gió

trưng cho gió như là một nguồn năng lượng và cho phép làm rõ giá trị năng lượng

1.2.3.1. Năng lượng gió (NLG) và đặc điểm

của nó. Đó cũng là một hệ thống các dữ liệu đặc trưng cho chế độ gió ở các vùng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




14

15

khác nhau, trên cơ sở đó có thể tính toán các chế độ và thời gian làm việc của tổ
máy với công suất này hoặc khác, và năng lượng tổng cộng có thể khai thác được.

Có hai công nghệ để làm biến đổi sinh khối ra các dạng năng lượng. Đó là
công nghệ nhiệt hoá và công nghệ sinh hoá. Công nghệ sinh hoá sử dụng các phản

Đặc tính đặc trưng quan trọng nhất là mật độ phân bố các vận tốc gió khác

ứng lên men sinh khối như lên men rượu, lên men kỵ khí nhờ các chủng loại vi sinh

nhau, diễn biến các chu kỳ làm việc và sự lặng gió, các chế độ vận tốc cực đại

để biến đổi sinh khối ở áp suất và nhiệt độ thấp thành các loại nhiên liệu khí (khí

(bão). Các giá trị vận tốc gió trung bình năm và trung bình mùa cũng là những đặc

sinh học) hoặc lỏng (ethanol, methanol…). Ngược lại công nghệ nhiệt hoá sử dụng

trưng quan trọng, thuận lợi để đánh giá tiềm năng NLG.

các quá trình nhiệt độ cao để biến đổi sinh khối nhờ các quá trình đốt cháy, nhiệt

Đặc tính quan trọng hơn cần phải kể đến là hàm quy luật thống kê tần số biến

phân, khí hoá, chất lỏng.

đổi vận tốc gió trong khoảng thời gian xác định. Khi biết quy luật xác định và thông

Khí sinh học có rất nhiều ứng dụng như thắp sáng, dùng làm nhiên liệu đun

số của hàm này và khi có các đặc tính của các tổ máy NLG, có thể đánh giá được

nấu, phát điện, v.v... Ngoài ra công nghệ khí sinh học còn là một công nghệ làm

năng lượng sản ra, thời gian dừng làm việc, hệ số sử dụng, công suất lắp đặt, hiệu

sạch môi trường.

quả kinh tế...vv.

1.2.5. Công nghệ địa nhiệt và điện địa nhiệt

Trong lĩnh vực NLG, mô hình toán có ý nghĩa quan trọng để đánh giá dung

Địa nhiệt là nguồn năng lượng nhiệt tự nhiên ở trong lòng Quả đất. Có 5 loại

lượng thiết bị Ắcquy, dự trữ công suất và đồng thời các biểu đồ cung cấp năng

nguồn địa nhiệt. Đó là: nguồn nước nóng, nguồn áp suất địa nhiệt, nguồn đá nóng

lượng của tổ máy, vì rằng không thể tích trữ năng lượng gió cho tới khi nó thực hiện

khô, các núi lửa hoạt động và magma. Nhiệt từ các nguồn hay từ mỏ địa nhiệt có thể

được công hữu ích. Nói cách khác động cơ gió không có Ắcquy chỉ có thể làm việc

khai thác nhờ sử dụng một số chất lỏng tự nhiên của quả đất để làm chất làm việc

theo biểu đồ không điều khiển.

vận chuyển nhiệt. Năng lượng nhiệt này có thể cho qua tuabin để phát điện hoặc

Gió là một nguồn năng lượng có đặc tính ưu việt là có ở tất cả mọi nơi. Song

dùng một cách trực tiếp cho các quá trình gia nhiệt hoặc chế biến nhiệt công nghiệp.

việc ứng dụng NLG trong các quá trình sản suất là hết sức khó khăn, để nhận được

Để khai thác các nguồn địa nhiệt người ta thường sử dụng phương pháp khoan như:

công suất lớn cần có động cơ gió kích thước rất lớn. Thêm vào đó là NLG không ổn

khai thác dầu hay khí đốt.

định theo thời gian nên khó sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và giao thông.

Đối với các nguồn địa nhiệt nông và nhiệt độ không cao (thấp hơn 1700C)

1.2.3.2. Các ứng dụng

thường người ta khai thác nhiệt một cách trực tiếp hoặc sử dụng gián tiếp qua bộ

Từ lâu con người đã biết sử dụng năng lượng gió để tạo ra cơ năng thay thế

trao đổi nhiệt. Để sử dụng năng lượng địa nhiệt có hiệu quả thông thường người ta

cho sức lao động nặng nhọc, điển hình như các thuyền buồm chạy bằng sức gió, cối

sử dụng ngay tại chỗ, nơi có nguồn địa nhiệt khai thác, vì khi dẫn nhiệt đi xa (ống

xay gió...Ngày nay việc nghiên cứu, ứng dụng năng lượng gió được rất nhiều nước

dẫn) hao phí nhiệt sẽ lớn.

quan tâm. Ứng dụng quan trọng nhất của năng lương gió là dùng để sản xuất ra điện
năng thông qua các động cơ gió, ứng dụng quan trọng thứ hai là bơm nước. Người
ta sử dụng các loại bơm khác nhau ghép nối với động cơ gió để bơm nước.

Để phát điện người ta có thể sử dụng một số hệ thống như:
a. Hệ thống hơi khô: Người ta lấy hơi nước từ các giếng đá khô và sau đó
cho trực tiếp qua tuabin để phát điện.

1.2.4. Phát điện từ sinh khối

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




16

17

b. Hệ thống hoá hơi đơn: Nước nóng từ nguồn địa nhiệt được làm bốc

Năng lượng thuỷ triều có tính chu kỳ, có thể là nửa ngày, nửa năm hoặc dài

hơi theo kiểu xung (nổ) và sau đó dẫn qua tuabin phát điện. Nước thải còn lại được

hơn. Các chu kỳ này ảnh hưởng đến độ chênh lệch của thuỷ triều. Để khai thác

đưa trở lại nguồn (mỏ) địa nhiệt.

nguồn năng lượng dạng này cần hiểu biết đầy đủ các quy luật vận động của thuỷ

c. Hệ thống hoá hơi kép: Trong hệ thống này hơi nước được tạo ra trong

triều. Biên độ của các chu kỳ thuỷ triều tăng lên một cách rất đáng kể, ở một số

hai giai đoạn để tận dụng được nhiều hơn năng lượng địa nhiệt. Trong giai đoạn đầu

vùng biển có địa hình đặc biệt như ở các cửa sông, ở các vịnh dạng hình phễu, ở các

hơi nước được tách ra khỏi hỗn hợp nước nóng và hơi khi lấy dưới mỏ lên và cho

khu vực có các đảo hay các doi đất chia mặt biển thành từng ngăn tạo ra sự phản xạ

qua tuabin phát điện. Nước nóng được tách ra lại được hoá hơi theo kiểu xung và lại

và cộng hưởng sóng biển.

được cho qua tuabin phát điện. Cuối cùng nước nóng thải còn lại được bơm trở lại
nguồn địa nhiệt.

Các hệ thống năng lượng thuỷ triều có hồ chứa có thể được thiết kế để hoạt
động theo một trong ba phương thức sau:

d. Hệ thống hai tầng: Để tránh được hiện tượng ăn mòn và đóng cặn sinh

- Phát điện khi triều lên

ra khi chất lỏng địa nhiệt đi trực tiếp qua hệ thống phát điện người ta dùng hệ thống

- Phát điện khi triều xuống

hai tầng nhờ bộ trao đổi nhiệt. Ở tầng thứ nhất chất lỏng địa nhiệt được bơm từ

- Phát điện cả hai chiều

giếng lên, đi qua bộ trao đổi nhiệt để truyền nhiệt cho chất lỏng làm việc, sau đó nó

1.2.6.2. Năng lượng nhiệt đại dương

được làm ngưng tụ và cho trở về nguồn địa nhiệt. Ở tầng thứ hai, một chất lỏng

Nước nóng ở bề mặt và nước lạnh ở dưới tầng sâu của đại dương, nếu đem

khác hoạt động theo chu trình kín, nhận nhiệt ở bộ trao đổi nhiệt, tới tuabin phát

lại gần nhau có thể sử dụng như là các nguồn nóng và nguồn lạnh trong một máy

điện, qua bộ ngưng tụ, trở về bộ trao đổi nhiệt. Các nhà máy điện địa nhiệt hoạt

nhiệt. Một máy nhiệt hoạt động với hai nguồn nhiệt như thế cũng giống như các

động theo hệ thống hai tầng này có thể được thiết kế theo nhiều kiểu khác nhau để

máy nhiệt trong các nhà máy nhiệt điện, nhưng máy nhiệt đại dương lại không cần

tận dụng tối đa nguồn năng lượng địa nhiệt.

dùng một loại nhiên liệu nào cả. Một điều rất quan trọng đối với các nhà máy nhiệt

e. Hệ thống kết hợp: Là hệ thống sử dụng đồng thời cả hơi nước và áp suất

điện đại dương là cần phải lựa chọn sử dụng các vật liệu và thiết bị vừa phải chịu

địa nhiệt. Trong hệ thống này hơi nước ở áp suất cao được dẫn qua hệ thống ống

được điều kiện môi trường biển rất khắc nghiệt, lại phải vừa đảm bảo hiệu quả kinh

dẫn với vận tốc rất lớn và cho xả vào các tuabin hơi để phát điện. Động năng rất lớn

tế.

của các dòng hơi trong các ống qua tuabin đã được chuyển thành điện năng.

1.2.6.3.Năng lượng sóng biển

Ngoài ứng dụng phát điện năng lượng địa nhiệt có nhiệt độ thấp hay trung

Đây cũng là một nguồn năng lượng rất lớn và hấp dẫn. Tiềm năng năng

bình có thể dùng để sưởi ấm hay sản xuất nước nóng cho các mục đích sinh hoạt

lượng sóng biển phụ thuộc vào vị trí địa lý, thậm chí ngay ở một vị trí đã cho năng

trong các gia đình hay các cơ sở công cộng như: trường học, bệnh viện, nhà hàng,

lượng sóng biển cũng biến đổi theo thời gian từng giờ, từng ngày và từng mùa. Tuỳ

khách sạn...vv.

theo nguyên lý hoạt động mà các thiết bị khai thác sóng biển được nghiên cứu, thiết

1.2.6. Phát điện từ nguồn năng lƣợng đại dƣơng

kế và chế tạo theo từng loại khác nhau. Trên thế giới đã có nhiều công ty nghiên

1.2.6.1. Năng lượng thuỷ triều:

cứu, thiết kế và chế tạo các thiết bị khai thác năng lượng sóng biển, nhưng nói
chung số lượng cũng như công suất thiết bị còn nhỏ.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




18

19

1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC NGUỒN ĐIỆN

1995 541.600

21.923

4,0

18.335

1.3.1. Trên thế giới

1996 547.400

20.392

3,7

16.151,0 2.031,9 2.203 6,1

Hiện nay trên thế giới việc nghiên cứu ứng dụng của các nguồn năng lượng

1997 549.900

21.249

3,9

15.793

mới và tái tạo đang phát triển rất mạnh mẽ. Xuất phát từ tình hình thực tiễn là nguồn

1998 556.700

24.569

4,4

17.264,0 4.489,0 2.800 15,6

1999 557.300

28.275

5,1

19.707,6 5.528,3 3.020 19,1

mà việc nghiên cứu và ứng dụng các nguồn năng lượng có thể tái sinh, các nguồn

2000 576.400

35.399

6,1

21.700

9.500

năng lượng thân thiện với môi trường, và đặc biệt là các nguồn năng lượng này có

2001 580.500

36.480

6,3

19.800

11.500 5.065 115

thể nói rất dồi dào cần được quan tâm và có chính sách cụ thể.

2002 581.700

42.697

7,3

20.200

15.900 6.417 180

2003

44.697

7,7

18.700

18.500 6.909 255

55.756

9,6

20.900

25.000 9.356 500

TỪ NLM & TT

năng lượng truyền thống đang ngày càng cạn kiệt, thêm vào đó là nhu cầu sử dụng
năng lượng phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau ngày càng tăng. Chính vì vậy

Quốc gia đầu tiên phát triển ở lĩnh vực này đó phải kể đến là Đức. Tại quốc
gia này chủ yếu ứng dụng nguồn năng lượng mặt trời và năng lượng gió để phục vụ
nhu cầu sử dụng. Hệ thống cung cấp điện đã tương đối ổn định dựa trên một hạ tầng
cơ sở tập trung với các nhà máy phát điện lớn và mạng lưới dẫn điện đường dài.
Việc cung cấp điện ngày một tăng thông qua các thiết bị dùng năng lượng gió hay

Năm lƣợng điện
tiêu dùng

năng

4.129 70

0,4

Nguồn:

Tại Nhật Bản đang nghiên cứu và sẽ tung ra thị trường các tế bào năng lượng

mm. Sphelar có thể tạo ra năng lượng điện từ ánh sáng mặt trời trực tiếp hay gián

Sản xuất điện tại Đức (GWh)
số

2.479 11

chuyển đổi quang điện cao. Các tế bào này có tên gọi Sphelar, đường kính 1 - 1,5

Bảng: 1.1: Tỷ lệ của năng lượng tái tạo trong sản xuất điện tại Đức

Tổng

2.966

2.020 5,3

mặt trời nhỏ hình cầu có thể nhận ánh sáng mặt trời từ mọi hướng với hiệu suất

quang điện có thể sẽ thay đổi hạ tầng cơ sở này trong thời gian tới.

Tổng

2004

1.563

tiếp và có thể thu năng lượng theo bất cứ hướng nào (không nhất thiết phải đối diện

số Tỷ

lệ

năng

trực tiếp với mặt trời). Ngoài ứng dụng trong việc tạo năng lượng điện dùng cho

Sức

lƣợng tái lƣợng tái nƣớc

Sức

Sinh

Quang Địa

sinh hoạt, các nhà nghiên cứu công ty Kyosemin hiện đang nghiên cứu ứng dụng

gió

khối

điện

Sphelar vào trong điện thoại di động.

nhiệt

tạo

tạo ( %)

1990 550.700

17.045

3,1

15.579,7 43,1

1.422 0,6

tiềm năng. Đứng đầu về sản xuất điện gió ở châu Âu hiện nay là Đức, Tây Ban Nha

1991 539.600

15.142

2,8

13.551,7 140

1.450 0,7

và Đan Mạch. Mỗi năm, người ta lại cho xây dựng thêm khoảng 30% số nhà máy

1992 532.800

17.975

3,4

16.152,8 275,2

1.545 1,5

1993 527.900

18.280

3,5

16.264,3 443

1.570 2,8

km ven biển. Tổ chức đa quốc gia AMEC và Năng lượng Anh tới đây sẽ lắp 300

1994 530.800

20.233

3,8

17.449,1 909,2

1.870 4,2

tuốc bin gió trên các bãi hoang và đầm lầy của mũi đảo phía bắc Hebrit Scotland.

Điện gió đã được sử dụng phổ biến ở Châu Âu và là một nguồn điện rất có

điện gió mới đem lại sản lượng 15 tỷ kWh. Hiện Đan Mạch là nước có nhà máy
điện gió ven bờ biển lớn nhất thế giới. Hà Lan cũng có trang trại gió lớn, chạy dài 5

Với vốn đầu tư 500 triệu bảng Anh, dự tính đây sẽ là nhà máy điện gió lớn nhất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




20

21

châu Âu, cho khoảng 1% tổng nhu cầu điện của Anh. Người ta cũng lắp đặt tuốc

mạnh về nguồn năng lượng tái tạo. Từ đó có chính sách hỗ trợ nghiên cứu và đầu

bin từ suốt phía Tây Ireland đến biển Baltic. Nước Mỹ đã có một số trạm gió đầu

tư cho nguồn này. Cũng do thiếu điện nên đây là cơ hội cho năng lượng tái tạo phát

tiên tại Bắc Dakota. Chính phủ thuê đất của nhân dân với giá 2.000 USD/năm (bình

triển. Đầu tư nay cũng khá lớn như vay tiền WB, tổng kinh phí 400 triệu đô la, để

thường họ thu được 500USD/năm từ nông nghiệp). Điện khí hydro chỉ vài năm nữa

điện khí hóa nông thôn, trong đó có nghiên cứu đánh giá các nguồn năng lượng tái

sẽ hết sức thông dụng. Ở Ireland, từ các năm 70, người ta đã lắp đặt các giàn địa

tạo và xây dựng khai thác năng lượng tái tạo để phục vụ điện khí hóa nông thôn. Dự

nhiệt để tận dụng tiềm năng to lớn của các núi lửa và suối nước nóng đang hoạt

án này thực hiện từ năm 2000 đến 2010.

động, nhằm sản xuất điện. Đến nay, họ đã tìm cách tách khí hydro nguyên chất ra

Dự án ODA Phần Lan với kinh phí 30 triệu đô la. Ủy ban Dân tộc Miền Núi

khỏi hơi nước để chạy máy. Những thử nghiệm quy mô đầu tiên về loại khí này đã

làm chủ đầu tư. Dự án này cung cấp điện mặt trời cho khoảng 300 xã miền núi khó

được các hãng Demler Critler, Shell và Liên minh châu Âu tài trợ, khoảng vài chục

khăn, các xã vùng sâu vùng xa. Ngoài ra những dự án dưới 10 triệu đô thì nhiều

triệu Euro. Vào năm 2005, tại đây xe buýt, xe hơi, các tàu đánh bắt cá sử dụng

lắm.

nguyên liệu hydro đã được thử nghiệm và thu được kết quả tốt. Trong tương lai sẽ

Việc hợp tác với các Tổ chức Phi chính phủ trong lĩnh vực này cũng nhiều.

triển khai ứng dụng rộng rãi vào tất cả các phương tiện (khoảng 30 - 40 năm tới).

Hiện nay tại trung tâm Năng Lượng Mới trường Đại học Bách Khoa Hà Nội có

Khí hydro có rất nhiều trên mặt nước các sông hồ, đại dương và sẽ là một nguồn

nhiều hợp tác trong lĩnh vực này, song song với việc quan hệ hợp tác với các tổ

năng lượng vô tận, sạch, không độc, không gây ô nhiễm.

chức này thì trung tâm này còn thường xuyên nghiên cứu và đưa vào lắp đặt nhiều

Điện mặt trời đem lại cho kinh tế thế giới 2,2 tỷ USD/năm. Nước đã lắp đặt

dự án cung cấp điện bằng những nguồn năng lượng tái tạo tại những vùng chưa có

giàn pin mặt trời 15 triệu Watt đầu tiên là Tây Ban Nha, rồi Đức, Mỹ. Mới đây,

điện lưới quốc gia như: Tỉnh Bắc Giang, Tỉnh Bình Định, Tỉnh Quảng Trị hay một

Nam Phi, Italia, Australia và ấn Độ đã cho lắp đặt các giàn pin mặt trời lớn, mỗi cái

số địa phương khác trong cả nước.

có thể sinh được hơn 100 triệu Watt. Một số dự án đã được hoàn thành năm 2002,

Đánh giá chung nhất ở Việt Nam các dạng năng lượng tái tạo hay năng lượng

phí tổn hiện tại là 0,15 USD cho 1 kWh và trong 8 - 10 năm nữa giá thành sẽ hạ

mới đều có. Về nguồn mà nói thì năng lượng mặt trời rất phong phú, rồi gió, năng

xuống chỉ còn 0,08 USD cho 1 kWh.

lượng thủy điện nhỏ, năng lượng sinh khối, năng lượng thủy triều, sóng biển, địa

Điện hạt nhân mặc dù có những sự cố nhỏ, nhưng vẫn là một nguồn năng

nhiệt.

lượng sạch hữu hiệu nay mai (ích lợi của điện hạt nhân không phụ thuộc vào thời

Trữ lượng thì khá lớn, tiềm năng của các nguồn thì: về thủy điện nhỏ rất lớn

tiết). Theo đánh giá của các chuyên gia nguyên tử, điều quan trọng khi xây dựng các

như khu vực miền núi phía Bắc, phía Tây dọc biên giới Việt Lào. Năng lượng mặt

lò điện là phải cẩn thận, an toàn. Ngoài ra, xử lý, chôn cất rác thải nguyên tử rất

trời là khá nhất là từ Đà Nẵng trở vào. Năng lượng sinh khối trong rừng cũng rất lớn

quan trọng: nơi chôn dưới lòng đất phải thật ổn định, không xói mòn và nếu phát xạ

, ngoài ra còn hai nguồn năng lượng sinh khối khác là bã mía thì chưa tận dụng hết

vẫn thăm dò và tránh nhiễm độc được.

nguồn hoàn toàn chưa sử dụng là vỏ trấu.
Khí sinh học tiềm năng cũng lớn vì chăn nuôi nay cũng ở qui mô công

1.3.2. Tại Việt Nam

Về vấn đề này hiện nay ở Việt Nam nói chung vẫn còn khá mới mẻ. Trước

nghiệp, trang trại. Năng lượng đại dương gồm nguồn sóng biển, thủy triều và nhiệt

đây thì nhà nước chưa quan tâm, nhưng 5 năm trở lại đây thì có chuyển biến khá

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




22

23

đại dương thì cho đến nay ở Việt Nam vẫn chưa có công trình nghiên cứu nào để

trong nước (than, dầu và khí đốt), trên quan điểm tối ưu hoá sử dụng và kéo dài độ
sẵn sàng trữ lượng năng lượng.

khai thác.
Năng lượng gió Việt Nam thì không tốt bằng các nước châu Âu , thế nhưng
dọc bờ biển và hải đảo thì Việt Nam cao nhất so với các nước trong khu vực. Nay
do số liệu về gió trên độ cao 40 mét thì Việt Nam chưa có nhiều.

Tổ chức điều tra đánh giá tiềm năng nguồn năng lượng mới và tái tạo, xây

dựng quy hoạch sử dụng năng lượng mới.
Các doanh nghiệp phát điện đến năm 2010 phải có 3%, năm 2020 có 5%,

Hiện nay đang xây dựng một số cột đo gió độ cao trên 40 mét; khi đánh giá

năm 2040 có 10% công suất nguồn sử dụng nguồn năng lượng và tái tạo. Các đơn

được thì mới có thể khai thác. Năng lượng địa nhiệt của Việt Nam cũng khá nhiều

vị công cộng, dịch vụ (bệnh viện, trường học, cơ quan nhà nước, nhà hàng…) có sử

nguồn, có đến 300 vị trí có thể khai thác nhưng đến nay chưa có nghiên cứu sâu để

dụng nước nóng, có 10% được cấp từ thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời.

khai thác ứng dụng.

Nhà nước khuyến khích việc khai thác, sử dụng năng lượng mới và tái tạo:

Từ các đánh giá về thực trạng ngành năng lượng của Việt Nam trong thời

hỗ trợ kinh phí cho các chương trình điều tra, nghiên cứu, chế tạo thử, xây dựng các

gian qua cho thấy để đảm bảo an toàn cung cấp năng lượng, cần phải có một kế

điểm điển hình sử dụng năng lượng mới tái tạo; miễn thuế nhập khẩu, thuế sản xuất,

hoạch phát triển năng lượng dài hạn và đề ra các chính sách năng lượng quốc gia

lưu thông các thiết bị, công nghệ năng lượng mới và tái tạo.

theo quan điểm chỉ đạo đã được nêu trong Nghị quyết Đại hội IX của Đảng: “Phát
triển năng lượng đi trước một bước đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xã hội, bảo
đảm an toàn năng lượng quốc gia”.

Lựa chọn công nghệ thích hợp với điều kiện của Việt Nam, đưa nhanh vào
đời sống, đặc biệt là ở các vùng nông thôn, miền núi.
Phối hợp, lồng ghép chương trình phát triển năng lượng mới và tái tạo với

Với quan điểm chỉ đạo đã được nêu trên, để góp phần thực hiện thành công
mục tiêu chiến lược phát triển kinh tế xã hội của Đảng, mục tiêu tổng quát phát triển
ngành năng lượng nước ta trong giai đoạn tới là:

các chương trình khác ở nông thôn như chương trình điện khí hoá nông thôn, trồng
rừng, xoá đối giảm nghèo, chương trình nước sạch…
Tổ chức điều tra đánh giá tiềm năng nguồn năng lượng mới và tái tạo, xây

“Khai thác và sử dụng hợp lý, có hiệu quả nguồn tài nguyên năng lượng

dựng quy hoạch sử dụng năng lượng mới.

trong nước; Cung cấp đầy đủ năng lượng với chất lượng ngày càng cao, giá cả hợp
lý cho phát triển kinh tế xã hội; đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia; Đa dạng hoá
phương thức đầu tư và kinh doanh trong lĩnh vực năng lượng, từng bước hình thành
và phát triển thị trường năng lượng cạnh tranh; Đẩy mạnh phát triển nguồn năng
lượng mới và tái tạo để đáp ứng cho nhu cầu, nhất là vùng sâu, vùng xa, biên giới,
hải đảo. Phát triển nhanh, hiệu quả và bền vững ngành năng lượng, phát triển đi đôi
bảo vệ môi trường”.
Có chính sách ưu đãi về tài chính và mở rộng hợp tác quốc tế để tăng cường
công tác tìm kiếm thăm dò nhằm nâng cao trữ lượng và khả năng khai thác than,

dầu, khí đốt, năng lượng mới và tái tạo. Đảm bảo trữ lượng về nhiên liệu hoá thạch

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




24

CHƢƠNG 2
TIỀM NĂNG VÀ KHẢ NĂNG KHAI THÁC NĂNG LƢỢNG MỚI
VÀ TÁI TẠO Ở THÁI NGUYÊN
2.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN – XÃ HỘI
25

2.1.1. Vị trí địa lý.
Thái Nguyên là một tỉnh miền núi, nằm trong vùng Trung du và Miền núi Bắc
bộ với diện tích tự nhiên là 3.541,5015 km2
Đường quốc lộ 3 từ Hà Nội lên Bắc Kạn, Cao Bằng cắt dọc toàn bộ tỉnh là

Hình 2.1 Bản đồ hành chính tỉnh Thái Nguyên

cửa ngõ phía nam nối Thái Nguyên với Hà Nội, các tỉnh đồng bằng Sông Hồng, với
các tỉnh khác trong cả nước, đồng thời là cửa ngõ phí bắc qua các tỉnh Bắc Kạn,
Cao Bằng thông sang biên giới Trung Quốc.
Với vị trí địa lý là một trong những trung tâm kinh tế chính trị của Việt Bắc

nói riêng và đồng bằng Trung du miền núi Đông Bắc nói chung, Thái Nguyên là
một cửa ngõ giao lưu kinh tế xã hội giữa vùng trung du miền núi và vùng đồng bằng
Bắc bộ.
Tóm lại, Thái Nguyên có điều kiện địa lý thuận lợi cho phát triển kinh tế, văn
hoá và xã hội không chỉ hiện nay mà cả trong tương lai.
2.1.2. Dân số
Theo Cục Thống kê tỉnh Thái Nguyên, dân số Thái Nguyên năm 2005 là
1.108.775 người, tốc độ tăng dân số năm 2005 là 1,17%/năm. Mật độ dân số năm
2005 là 313,08 người/km2. Cơ cấu dân số thành thị và nông thôn năm 2005 là
23,41-76,59%. Năm 2005 lao động nông nghiệp còn chiếm tỷ lệ tương đối cao
78,64%. Thái Nguyên có 8 dân tộc là: Kinh, Tày, Nùng, Dao, Sán Dìu, Cao lan,
Mông & Hoa trong đó dân tộc kinh chiếm khoảng 76% và 7 dân tộc còn lại khoảng
24%.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-----  26  -----

-----  27  -----

+ Đất chưa sử dụng: 49.049,60 ha, chiếm 13,85%

2.1.3. Địa hình – Khí hậu

Thái Nguyên có nhiều dẫy núi cao chạy theo hướng Bắc Nam, thấp dần
xuống phía nam và chấm dứt ở đèo Khế. Cấu trúc ở vùng núi phía Bắc chủ yếu là
đá phong hoá mạnh tạo thành nhiều hang động, thung lũng nhỏ. Mặc dù là tỉnh
trung du miền núi nhưng địa hình tỉnh Thái Nguyên không phức tạp so với các tỉnh
khác trong vùng. Đây cũng là một trong những thuận lợi của tỉnh trong việc canh
tác nông lâm nghiệp, phát triển kinh tế - xã hội mà nhiều tỉnh trung du miền núi
phía bắc khác không có.

Tài nguyên đất của Thái Nguyên rất thuận lợi cho việc phát triển kinh tế.
2.1.4.2. Tài nguyên nước:
Thái Nguyên có hệ thống sông suối khá dày đặc với hai sông chính là: Sông
Công có lưu vực 951 km2 bắt nguồn từ vùng núi Ba Lá huyện Định Hoá chạy dọc
theo chân núi Tam Đảo. Sông Cầu nằm trong hệ thống sông Thái Bình có lưu vực
3480 km2 bắt nguồn từ chợ Đồn chảy theo hướng Bắc - Đông Nam. Ngoài ra, Thái
Nguyên còn có trữ lượng nước ngầm khá lớn, khoảng 3 tỷ m3, nhưng việc khai thác

Khí hậu Thái Nguyên chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng

sử dụng còn hạn chế.

10 với lượng mưa trung bình hàng năm từ 2.000 – 2.500mm. Mùa khô từ tháng 11

Theo đánh giá của các cơ quan chuyên môn, trên các con sông chảy qua có thể

đến tháng 4 năm sau với nhiệt độ trung bình 21 – 220C. Riêng tháng 8 lượng mưa

xây dựng các công trình thuỷ điện kết hợp với thuỷ lợi quy mô nhỏ. Việc xây dựng

chiếm đến gần 30% tổng lượng mưa cả năm. Nhiệt độ chênh lệch giữa tháng nóng

các công trình này sẽ góp phần làm cho nông thôn vùng cao tiến bộ nhanh trên các

nhất (tháng 6: 38,90C) với tháng lạnh nhất (tháng 1: 15,20C) là 23,70C. Tổng số giờ

mặt chế biến quy mô nhỏ, đặc biệt là bảo vệ khôi phục rừng phòng hộ đầu nguồn,

nắng trong năm dao động từ 1.300 đến 1.750 giờ và phân phối tương đối đều cho

góp phần đưa ánh sáng và công nghiệp nông thôn phát triển.

các tháng trong năm. Nhìn chung, khí hậu Thái Nguyên tương đối thuận lợi cho

2.1.4.3. Tài nguyên rừng:

việc phát triển một hệ sinh thái đa dạng và bền vững, thuận lợi cho phát triển ngành

Theo tài liệu của cục thống kê tỉnh Thái Nguyên, Thái Nguyên còn khoảng

nông-lâm nghiệp, là nguồn nguyên liệu phục vụ cho ngành công nghiệp chế biến

205.816,20 ha đất lâm nghiệp, chiếm khoảng 58,10% diện tích tự nhiên toàn tỉnh,

nông-lâm sản, thực phẩm.

trong đó diện tích rừng tự nhiên là 103.774,03 ha, rừng trồng là 48.500,30 ha. Rừng

Với đặc điểm trên Địa hình – Khí hậu Thái Nguyên rất thuận lợi cho việc

phòng hộ là 49.473ha, rừng đặc dụng là 28.190, rừng kinh tế là 74.612ha. Diện tích

phát triển NLTT, địa hình đồi núi, độ dốc cao, lượng mưa hàng năm lớn tạo cho

đất chưa sử dụng là 53.533,60 ha, chiếm 15,10% diện tích tự nhiên, đây là diện tích

Tỉnh một tiềm năng lớn về thuỷ điện nhỏ.

đất trống, đồi trọc. Diện tích đất trống đồi trọc này (phần lớn là diện tích rừng tự
nhiên trước kia bị tàn phá) có thể được coi như là một tiềm năng cho việc phát triển

2.1.4. Tài nguyên

ngành lâm nghiệp vừa là nhiệm vụ của tỉnh trong việc nhanh chóng phủ xanh đất

2.1.4.1. Tài nguyên đất:
Tổng diện tích đất tự nhiên toàn tỉnh 354.150,15ha, trong đó:
+ Đất nông nghiệp: 265.386,65ha, chiếm 74,94% (trong đó đất lâm nghiệp quy
hoạch đến năm 2010 là 179.883,78ha)
+ Đất phi nông nghiệp: 39.173,90ha, chiếm 11,21% (trong đó đất chuyên dùng
đến năm 2010 là26.499ha)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

trống, đồi trọc.
Tóm lại, Thái Nguyên có điều kiện tự nhiên – xã hội rất thuận lợi cho việc
phát triển kinh tế và với tốc độ tăng dân số khá cao thì nhu cầu sử dụng điện của
tỉnh ngày càng tăng. Hơn nữa, dân cư gồm nhiều dân tộc ít người đời sống kinh tế,
văn hoá còn thấp cần được quan tâm phát triển. Do đó điện lưới quốc không đáp
ứng đủ nhu cầu, việc sử dụng điện từ các nguồn năng lượng mới và tái tạo sẽ khắc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-----  28  -----

-----  29  -----

phục được tình trạng thiếu điện. Mặt khác, Thái Nguyên có nguồn năng lượng mới

- Cơ cấu tiêu thụ điện năng thương phẩm của Thái Nguyên không có sự thay

và tái tạo khá dồi dào. Với lượng mưa hàng năm tương đối lớn và một hệ thống

đổi nhiều, điện cho Công nghiệp – Xây dựng chiếm tỷ trọng cao nhất ( trên 70%) ,

sông suối khá dày đặc tạo cho Thái Nguyên một tiềm năng phong phú về thuỷ điện.

kế đến là điện cho quản lý và tiêu dùng dân cư, thương mại, dịch vụ và nông

Diện tích tự nhiên của tỉnh chủ yếu là rừng núi, nền kinh tế nông – lâm nghiệp là

nghiệp.

chính cung cấp cho tỉnh tiềm năng sinh khối rất lớn, nguồn năng lượng mặt trời
cũng rất đáng kể.

- Điện thương phẩm của các phụ tải không ngừng tăng lên theo hàng năm

Nhu cầu phụ tải ngày càng tăng, trong tương lai cùng với sự phát triển kinh tế nhu

2.2. HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN

cầu phụ tải sẽ tăng cao hơn. Vì vậy việc phát triển các nguồn cung cấp điện là rất

2.2.1. Hiện trạng phụ tải

quan trọng.

Trong những năm gần đây, cơ cấu kinh tế của tỉnh phát triển đều và nhanh

2.2.2.Dự báo nhu cầu điện

trên nhiều lĩnh vực công nghiệp, xây dựng, nông lâm nghiệp, thương mại , dịch vụ.

2.2.2.1. Lựa chọn mô hình và phƣơng pháp dự báo nhu cầu điện

Bởi vậy nhu cầu sử dụng điện cũng tăng theo.

a. Các phương pháp dự báo nhu cầu điện năng:

Năm 2005 điện thương phẩm của tỉnh 811,2 triệu kWh, tăng 7,5 % so với

- Phương pháp hệ số đàn hồi:

năm 2004, Pmax đạt 183 MW. Tốc độ tăng điện thương phẩm 2001 – 2005 là

Đây là phương pháp thích hợp với các dự báo trung và dài hạn.

16,33% trong khi tốc độ tăng trưởng bình quân GDP giai đoạn 2001- 2005 là

Phương pháp này dựa trên cơ sở dự báo của các kịch bản phát triển kinh tế - xã hội.

8,92%. Bình quân điện năng thương phẩm tính theo đầu người của tỉnh năm 2005 là

Nhu cầu điện năng được mô phỏng theo quan hệ đàn hồi với tốc độ tăng trưởng

733,6kWh, gấp 1,5 lần so với toàn quốc ( 560kWh/người/năm).

kinh tế.

Bảng 2.1: Hiện trạng tiêu thụ điện năng giai đoạn 2000 – 2005

Hệ số đàn hồi ( ) được tính theo công thức sau:

Đơn vị: Triệu kWh
Ngành

Tốc độ tăng nhu cầu điện (%)

2000

2001

2002

2003

2004

246,62

302,72

376,52

406,73

548,32 581,94

2.Nông, lâm, thuỷ sản

0,91

1,08

1,28

1,52

1,79

2,07

3.Thương mại, dịch vụ

2,07

2,15

2,59

3,18

4,70

5,72

122,69

127,54

143,53

166,87

1.Công nghiệp – XD

4.Quản lý và TDDC

Hệ số đàn hồi

2005

=
Tốc độ tăng trưởng GDP (%)

Các hệ số đàn hồi được xác định theo từng ngành theo chuỗi phân tích qúa
khứ.

- Phương pháp ngoại suy theo thời gian:

185,79 205,97
15,51

Nội dung của phương pháp này là nghiên cứu sự diễn biến của điện

754,26 811,21

năng trong một khoảng thời gian quá khứ tương đối ổn định để tìm ra một quy luật

Nguồn: Viện năng lượng – Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái Nguyên giai đoạn

nào đó, rồi dùng nó để dự báo cho tương lai. Nhược điểm của phương pháp này là

5.Các nhu cầu khác
Tổng thƣơng phẩm

8,43

10,05

11,31

12,59

380,72

443,54

535,23

644,88

13,65

2006-2010, có xét tới 2015

chỉ cho kết quả chính xác nếu tương lai không có nhiễu và quá khứ phải tuân theo

Hiện trạng tiêu thụ điện thương phẩm của tỉnh trong những năm gần đây
được tổng hợp một cách cụ thể trong bảng 2.1 Từ các số liệu trên ta có nhận xét:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



một quy luật.
- Phương pháp chuyên gia:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-----  30  -----

-----  31  -----

Nội dung chính là sự hiểu biết sâu sắc của các chuyên gia giỏi. Các chuyên

2.2.2.2. Tính toán dự báo nhu cầu điện tỉnh Thái Nguyên

gia sẽ đưa ra các dự báo của mình.

Nhu cầu điện giai đoạn 2015 của tỉnh Thái Nguyên được dự báo theo

- Phương pháp dự báo trực tiếp:

phương pháp trực tiếp trên cơ sở dự báo nhu cầu cho từng thành phần phụ tải sau đó

Nội dung của phương pháp là xác định nhu cầu điện năng của năm dự báo

tổng hợp thành nhu cầu điện của toàn tỉnh.

dựa trên tổng sản lượng kinh tế của các ngành năm đó và suất tiêu hao điện năng
của từng loại sản phẩm hoặc suất tiêu hao trung bình cho một hộ gia đình, bệnh

Bảng 2.2: Kết quả tính toán nhu cầu điện toàn tỉnh Thái Nguyên

viện, trường học, khách sạn. Phương pháp này tỏ ra khá chính xác khi có tương đối
đầy đủ các thông tin về tốc độ phát triển kinh tế - xã hội, các phụ tải dự kiến mới và
phát triển mở rộng của các ngành kinh tế, mức độ áp dụng tiến bộ khoa học, kỹ

Năm
2005

Thành phần

Nhu cầu điện

Công suất (MW)

183

thuật ... Với các ưu điểm về độ chính xác, bám sát thực tế phát triển của khu vực dự

Trong đó Gang thép (MW)

báo, không quá phức tạp nên phương pháp này được dùng phổ biến cho các dự báo

Điện TP không kể Gang thép (106 kWh)

415,9

ngắn hạn 1-3 năm và trung hạn từ 5-7 năm, trong các đề án quy hoạch tỉnh, thành

Điện TP kể cả Gang thép (106 kWh)

811,2

85

6

Điện nhận (10 kWh)
Tăng trưởng bình quân điện TP (01-05)
- Không kể Gang thép
- Kể cả Gang thép

phố ...
b. Lựa chọn phương pháp dự báo nhu cầu điện năng:
Phù hợp với hoàn cảnh thực tế của địa phương và số liệu điều tra, thu thập
được từ các tài liệu pháp lý, nhu cầu điện của tỉnh Thái Nguyên trong giai đoạn quy
2010

hoạch được dự báo theo hai phương pháp:

Công suất (MW)

2011-2015.
+ Phương pháp hệ số đàn hồi được áp dụng để kiểm chứng lại kết quả của

110

Điện TP không kể Gang thép (106 kWh)

940,6

Điện TP kể cả Gang thép (106 kWh)

1512,6

6

phương pháp trực tiếp trong giai đoạn 2006 - 2010 và dự báo nhu cầu điện của tỉnh

Điện nhận (10 kWh)

trong giai đoạn từ 2010 – 2015.

Tăng trưởng bình quân điện TP (01-05)

Quá trình tính toán dự báo nhu cầu điện tỉnh Thái Nguyên theo cơ cấu 5
thành phần bao gồm:
-

2015

Nhu cầu điện cho công nghiệp – xây dựng;

1598,0

- Không kể Gang thép

17,7%

- Kể cả Gang thép

13,3%

Công suất (MW)

510

Trong đó Gang thép (MW)

Nhu cầu điện cho nông – lâm - thuỷ sản;

14,7%

16,3%
323

Trong đó Gang thép (MW)

+ Phương pháp tính trực tiếp được sử dụng cho giai đoạn 2006 - 2010,

855,8

135
6

Nhu cầu điện cho thương nghiệp, khách sạn, nhà hàng;

Điện TP không kể Gang thép (10 kWh)

-

Nhu cầu điện cho quản lý và tiêu dùng dân cư;

Điện TP kể cả Gang thép (106 kWh)

2685,0

-

Nhu cầu điện cho phục vụ các hoạt động khác.

Điện nhận (106 kWh)

2850,5

-

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1850




-----  32  -----

Năm

-----  33  -----

Thành phần
Tăng trưởng bình quân điện TP (01-05)

Nhu cầu điện

Công suất tưới/tiêu (MW)

2,18/0,45

6

điện năng A (10 kWh)

- Không kể Gang thép

14,5%

- Kể cả Gang thép

12,2%

Nguồn: Viện năng lượng – Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái Nguyên giai đoạn
2006-2010, có xét tới 2015

2015

0,3%

4,03

Tốc độ tăng trưởng (06-2010)

14,3%

Công suất tưới/tiêu (MW)

2,83/0,45

điện năng A (106 kWh)

0,2%

6,65

Tốc độ tăng trưởng (11-15)

Sự tăng trưởng về nhu cầu điện được thể hiện ở hình 2.2

10,2%

Nguồn: Viện năng lượng – Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái Nguyên giai đoạn
2006-2010,, có xét tới 2015

3000
2500
2000

Điện năng (106 kWh)

Sản lượng (106 kWh)

2010

1500
1000
500
0
Năm 2005

N ăm 2 0 1 0

N ăm 2 0 1 5

Hình 2.2: Tốc độ tăng trưởng điện năng thương phẩm

7
6
5
4
3
2
1
0
Năm 2005

Trong đó:

N ăm 2 0 1 0

N ăm 2 0 1 5

*Nhu cầu điện cho Nông – Lâm - Thuỷ sản

Hình 2.3: Tốc độ tăng trưởng nhu cầu điện cho Nông – Lâm - Thuỷ
sản

Chủ yếu là nhu cầu điện cho các chạm bơm tưới tiêu, được tính theo công

*Nhu cầu điện cho tiêu dùng dân cư

suất và số máy bơm được huy động theo từng giai đoạn của từng trạm bơm. Dự

Phụ tải điện cấp cho sinh hoạt gia đình được tính theo định mức tiêu thu điện

kiến từ nay đến năm 2010 toàn tỉnh sẽ xây dựng thêm 33 trạm bơm mới.

năng cho từng hộ gia đình trong một năm theo từng khu vực đặc trưng (Thành phố,

Kết quả tính toán nhu cầu điện cho thành phần này như sau:

thị trấn huyện, nông thôn). Định mức này được tính theo tài liệu hướng dẫn của

Bảng 2.3: Nhu cầu điện cho Nông – Lâm - Thuỷ sản
Năm

2005

Thành phần
Công suất tưới/tiêu (MW)
điện năng A (106 kWh)
Tốc độ tăng trưởng (01-05)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Nhu cầu

1,29/0,45

tổng công ty Điện lực Việt Nam có căn cứ hiệu chỉnh theo tiêu thụ điện năng thực tế

% so với điện

của năm vừa qua của tỉnh: Đề án có so sánh với mức sử dụng điện nông thôn của

TP

một số tỉnh có đặc trưng tương tự. Định mức tiêu thụ điện năng cho tiêu dùng dân

0,25%

cư được trình bày trong bảng.

2,07
17,7%



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-----  34  -----

-----  35  -----

Khu vực

Năm 2005

W/hộ

Điện năng (106 kWh)

Bảng 2.4: Định mức tiêu thụ điện năng cho tiêu dùng dân cƣ
Năm 2010

kWh/hộ.năm

W/hộ

kWh/hộ.năm

1. Thành phố Thái Nguyên
- Nội thành

700

1500

1000

2500

- Ngoại thành

500

1200

850

2000

2. Thị trấn

550

950

700

1400

320

550

450

850

- Miền núi

250

375

300

550

300
200
100
N ăm 2 0 1 0

N ăm 2 0 1 5

- Nguồn điện: Nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn có công suất thiết kế 2x50MW,
đã đưa vào vận hành năm 2006.

2006-2010, có xét tới 2015

Kết quả tính nhu cầu điện cho tiêu dùng dân cư như sau:

- Các trạm nguồn từ điện lưới quốc gia: tỉnh Thái Nguyên hiện tại được cấp

Bảng 2.5. Nhu cầu điện cho tiêu dùng dân cƣ
Thành phần

điện từ lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp Thái Nguyên 220/110/22kV-

Nhu cầu

% so với điện TP

(2x125)MVA và 110/35/6kV-(2x63)MVA tại thành phố Thái Nguyên và trạm

Công suất (MW)

76,8

15,4%

220kV Sóc Sơn thông qua các đường dây 110kV Thái Nguyên – Sóc Sơn, và đường

Điện năng A (106 kWh)

206,0

Tốc độ tăng trưởng (01-05)

10,9%

Công suất (MW)

121,8

6

2015

400

Hình 2.4. Tốc độ tăng trưởng nhu cầu điện cho tiêu dùng dân
cư
2.2.3.Các nguồn cung cấp điện năng

Nguồn: Viện năng lượng – Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái Nguyên giai đoạn

2010

500

Năm 2005

- Đồng bằng

2005

600

0

3. Nông thôn

Năm

700

dây 110kV Sóc Sơn – Gò Đầm.Trạm 220kV Thái Nguyên ngoài việc cung cấp điện
cho tỉnh Thái Nguyên còn cung cấp điện cho một số tỉnh lân cận như Bắc Cạn, Cao
13,7%

Bằng.

Điện năng A (10 kWh)

358,2

Điện năng của tỉnh chủ yếu được cung cấp từ nguồn điện lưới quốc gia và

Tốc độ tăng trưởng (06-2010)

11,7%

phụ thuộc vào nguồn điện quốc gia. Trong tình hình hiện nay, nước ta đang xảy ra

Công suất (MW)

199,0

6

13,2%

tình trạng thiếu điện, cũng như các tỉnh khác trong cả nước Thái Nguyên thường

Điện năng A (10 kWh)

624,0

xuyên xảy quá tải và phải thực hiện cắt điện luân phiên để giảm tải, ảnh hưởng đến

Tốc độ tăng trưởng (01-05)

11,7%

sản xuất và sinh hoạt của người dân. Trong tương lai khi nhu mà nhu cầu tiêu thụ

Nguồn: Viện năng lượng – Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái Nguyên giai đoạn
2006-2010, có xét tới 2015

điện ngày càng tăng, các nguồn điện hiện tại không đáp ứng đủ thì việc phát triển
các nguồn điện địa phương là cần thiết và cấp bách. Thái Nguyên có một tiềm năng
năng lượng mới và tái tạo khá rồi dào, việc khai thác các nguồn điện năng lượng
mới và tái tạo sẽ đáp ứng được một phần nhu cầu điện cho tiêu dùng dân cư và nhu
cầu điện cho Nông – Lâm - Thuỷ sản ( mục 2.2.2)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-----  36  -----

-----  37  -----

2.3. TIỀM NĂNG VÀ KHẢ NĂNG KHAI THÁC NĂNG LƢỢNG MỚI

2020) các nguồn năng lượng mới đã hoàn toàn có khả năng cạnh tranh với các
nguồn năng lượng hoá thạch.

VÀ TÁI TẠO Ở THÁI NGUYÊN
2.3.1. Vai trò của năng lƣợng mới và tái tạo

Hinh 2.5. Thị trường tiêu thu năng lượng trên toàn thế giới

Năng lượng mới và tái tạo là nguồn năng lượng của nhân loại trong tương lai
và trước mắt là nguồn năng lượng để cân bằng những nhu cầu năng lượng ngày
càng tăng lên trong thế kỷ 21. Năng lượng mới và tái tạo là nguồn năng lượng sạch,
có thể giúp nhân loại tránh khỏi thảm hoạ môi trường do sự sử dụng các nguồn năng
lượng hoá thạch trong những thế kỷ vừa qua dẫn đến sự thay đổi khí hậu trái đất. Vì
vậy nghiên cứu, ứng dụng năng lượng mới là nhu cầu và xu hướng tất yếu của các
nước trên thế giới cũng như của nước ta trong những thập niên tới bởi những lý do
chính sau:
1- Các nguồn năng lượng hoá thạch (than, dầu, khí) đang cạn kiệt nhanh
chóng. Trong khi đó dân số thế giới tăng rất nhanh nên nhu cầu năng lượng cũng
tăng lên rất lớn.
2- Giá năng lượng hoá thạch sẽ ngày càng cao do sự khai thác khó khăn và
do các chi phí bảo vệ môi trường bắt buộc.

Nguồn: GS.Ts. Trần Đình Long – Quy hoạch phát triển năng lượng và điện lực

Hình 2.6. Dự báo về giá một số nguồn năng lượng mới

3- Sử dụng năng lượng mới thay dần năng lượng hoá thạch sẽ làm giảm
nguy cơ phụ thuộc vào nhập khẩu năng lượng.
4- Năng lượng mới có tiềm năng rất lớn về thị trường trong tương lai.
Người ta dự báo là các công nghệ năng lượng mới sẽ hoàn thiện vào khoảng
năm 2020. Đồng thời với quá trình đó là giá năng lượng mới sẽ giảm liên tục. Đặc
biệt đối với pin mặt trời thì giá giảm rất nhanh, khoảng (6-8)%/năm. Hình 2.6 cho
thấy sự biến đổi giá điện năng đối với các công nghệ năng lượng mới (Pin mặt trời,
điện gió, sinh khối) và các nguồn năng lượng truyền thống (than, khí). Điện năng từ
các công nghệ năng lượng gió và sinh khối giảm liên tục với tốc độ trung bình là

3%/năm, pin mặt trời giảm (6-8)%/năm. Các giá điện năng từ than và khí giả thiết là
không đổi (than: 6cént/KWh; khí: 12 cént/KWh). Nhưng trong thực tế giá điện năng
từ than và dầu khí có thể tăng ngày càng cao hơn. Như vậy, đến khoảng (2015-

Nguồn: Trường ĐHBK Hà Nội – Báo cáo tổng hợp kết quả nghiên cứu về năng lượng
nông thôn đến năm 2020

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-----  38  -----

-----  39  -----

2.3.2. Các nguồn năng lƣợng mới và tái tạo ở Thái Nguyên.

Trong đó:

Do điều kiện tự nhiên của tỉnh nên tại Thái Nguyên có các nguồn năng lượng

Ni: là công suất lý thuyết của dòng đang xét (KW)
Ei: là trữ lượng thuỷ năng lý thuyết của dòng đang xét (kWh/năm)
Q: là lưu lượng trung bình nhiều năm của sông (m3/s)

mới chủ yếu sau:
- Năng lượng thuỷ điện nhỏ

dH: là chênh lệch độ cao đáy (m)

- Năng lượng mặt trời;

W: là lượng nước trung bình nhiều năm (m3/năm)

- Năng lượng sinh khối.

Hn, Hc: Cao độ đáy tại đầu nguồn và cửa ra (m)

Các nguồn khác như năng lượng gió vì tốc độ gió rất thấp chỉ khoảng 2m/s

Trong các công thức trên, các biến Q, W, H đều là những hàm phức tạp của

nên không có khả năng phát điện. Thái Nguyên nằm hoàn toàn trong đất liền nên

chiều dài dòng chảy L, nên trong thực tế tính toán, người ta phân chia chiều dài

không có nguồn năng lượng đại dương. Đối với nguồn năng lượng địa nhiệt tiềm

dòng sông thành nhiều đoạn nhỏ và thay thế gần đúng các tích phân bằng tổng sai

năng rất nhỏ, hơn nữa việc nghiên cứu rất hạn chế.

phân:

Trong khuôn khổ đề tài chỉ đánh giá tiềm năng và khả năng khai thác của 3

Ni =

nguồn năng lượng mới chủ yếu của Thái Nguyên là năng lượng mặt trời, năng
lượng thuỷ điện nhỏ, năng lượng sinh khối.

Ei =

2.3.3. Năng lƣợng thuỷ điện nhỏ.
Trong đó:

2.3.3.1. Phƣơng pháp đánh giá:
Ở nước ta phương pháp đánh giá tiềm năng thuỷ điện đã được nhiều cơ quan
nghiên cứu quan tâm tiến hành từ lâu, nhất là những năm 80, và đã đưa ra được các
kết luận tin cậy. Tiềm năng thuỷ điện được đánh giá qua các chỉ số: Tiềm năng lý

n: là số phân đoạn. Trong mỗi phân đoạn độ dốc được coi như không đổi
và lưu lượng thì biến đổi tuyến tính;
Qj, Wj: thứ tự là giá trị trung bình trong đoạn j của lưu lượng trung bình
nhiều năm và lượng dòng chảy trung bình nhiều năm của sông i đang xét;

thuyết, tiềm năng kinh tế kỹ thuật.

Hj: Độ hạ thấp cao trình đấy của đoạn j.

a.. Tiềm năng lý thuyết:
Tiềm năng lý thuyết là nguồn năng lượng tiềm tàng, sẵn có nếu toàn bộ các

Áp dụng phương pháp tính của một con sông như trên cho toàn bộ các sông

dòng nước trong các sông ngòi trên toàn bộ địa phận tỉnh đều chảy qua tua bin để

trong khu vực hay trên phạm vi toàn lãnh thổ ta sẽ tính được lượng trữ năng lý

phát điện với hiệu suất 100%.

thuyết của một khu vực hay của toàn quốc gia.

Phương pháp tính toán cụ thể về tiềm năng lý thuyết của thuỷ điện đã được

Trong tính toán người ta cần sử dụng các tài liệu cơ bản sau:
- Tài liệu về địa hình bao gồm các bản đồ địa hình với các tỷ lệ xích thích

trình bày trong các tài liệu chuyên môn.
Công thức cơ bản để tính tiềm năng thuỷ điện lý thuyết của con sông i là:

hợp của từng khu vực. Trên bản đồ địa hình có thể xác định được các thông số địa
hình của từng con sông như diện tích lưu vực, chiều dài dòng chảy, độ dốc đáy sông

Ni =

theo các phân đoạn định trước.

Ei =

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-----  40  -----

-----  41  -----

- Tài liệu thuỷ văn để xác định các thông số về dòng chảy như lưu lượng

được hết các tổn thất về nhân văn cũng như khó lường được đầy đủ các thảm hoạ

trung bình nhiều năm hoặc lượng dòng chảy trung bình nhiều năm tại các vị trí tính

gây ra cho hạ du trong tương lai khai thác vận hành. Đó là cái giá mà con người

toán trên mạng sông. Theo quy phạm của nước ngoài, lưu lượng trung bình nhiều

phải trả khi khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên này buộc người ta phải xem xét,

năm của các dòng sông chủ yếu phải được tính toán bằng số liệu thực đo về lưu

cân nhắc so với những điều lợi mà việc khai thác đó mang lại. Tất nhiên, người ta

lượng trong nhiều năm của mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn trên khu vực. Ở

chỉ khai thác nguồn năng lượng tại các vị trí công trình cho phép về điều kiện kỹ

những nơi không có trạm thuỷ văn thì có thể cho phép sử dụng bản đồ đẳng trị mô

thuật đồng thời có hiệu quả kinh tế sau khi đã phân tích so sánh giữa lợi ích và tổn

đuyn dòng chảy trung bình nhiều năm sẵn có nhưng phải hiệu chỉnh lại kết quả dựa

thất. Đó là trữ năng kinh tế của thuỷ điện, một bộ phận của trữ năng kỹ thuật.

theo số liệu thực đo của các trạm thuỷ văn kế cận hoặc dựa theo số liệu điều tra,

Như vậy, khác với trữ lượng thuỷ năng lý thuyết là một đại lượng chỉ phụ

khảo sát thực địa trong một thời kỳ nhất định. Sự sử lý đúng đắn và nghiêm ngặn

thuộc vào các điều kiện khí hậu nên mang tính ổn định, hầu như không thay đổi,

các thông số thuỷ văn là các yếu tố quan trọng hàng đầu để đảm bảo độ tin cậy của

việc đánh giá trữ năng kỹ thuật và trữ năng kinh tế còn phụ thuộc vào điều kiện kinh

các kết quả tính toán. Ở Việt Nam, chúng ta không có đủ điều kiện để thực hiện tính

tế, xã hội và trình độ công nghệ của quốc gia mà những yếu tố này lại có thể thay

toán thuỷ văn nghiêm chỉnh như quy định của một số nước ngoài vì mạng lưới trạm

đổi theo thời gian nhờ vào các tiến bộ khoa học và kinh tế xã hội.

khí tượng thuỷ văn ở miền núi rất thưa thớt trong đó các trạm có đo đạc dòng chảy

Mặc dù có sự phân biệt trong những định nghĩa về trữ năng kỹ thuật và trữ

một cách liên tục thì lại càng hiếm hoi. Do đó việc tính toán lưu lượng trung bình

năng kinh tế nhưng trong các công trình nghiên cứu trước đây về tiềm năng thuỷ

nhiều năm trên các sông suối nhỏ chỉ có thể thực hiện bằng các phép tính nội suy

điện nước ta thường không phân định rạch ròi hai loại trữ lượng này mà được gộp

trên bản đồ đường đẳng trị mô đuyn dòng chảy sẵn có.

chúng để xem xét gọi là trữ năng kinh tế kỹ thuật.
Việc đánh giá trữ năng kỹ thuật và trữ năng kinh tế đòi hỏi một khối lượng

b. Tiềm năng kinh tế, kỹ thuật
Do những hạn chế của điều kiện địa hình, địa chất, điều kiện thi công, cơ sở

khảo sát và tính toán to lớn và phức tạp hơn rất nhiều so với việc đánh giá trữ lượng

hạ tầng, trình độ công nghệ … được gọi chung là điều kiện kỹ thuật, người ta chỉ có

thuỷ năng lý thuyết. Ở đây người ta phải thực hiện nhiều nội dung tính toán về thuỷ

khả năng khai thác được một phần của tiềm năng thuỷ điện lý thuyết tại các tuyến

văn, điều tiết dòng chảy, thuỷ năng, thuỷ công, kinh tế … Và phải sử dụng nhiều

bậc thang và các vị trí dự kiến xây dựng công trình nhất định. Như trên đã nêu,

loại số liệu điều tra cơ bản với yêu cầu chất lượng cao như:

nguồn năng nượng thuỷ điện có thể được khai thác mà chỉ bị hạn chế bởi các điều

+ Các bản đồ địa hình có đường đồng mức tương đối chi tiết trên các khu

kiện kỹ thuật như vậy được gọi là trữ năng kỹ thuật của thuỷ điện. Tuy nhiên người

vực, các tuyến công trình và các vị trí dự kiến xây dựng công trình thuỷ điện trên

ta cũng không thể khai thác nguồn tài nguyên này bằng bất kỳ giá nào. Xây dựng

từng hệ thống sông.

công trình thuỷ điện với các hồ chứa điều tiết để khai thác nguồn năng lượng của
dòng sông thực chất là thực hiện một sự chuyển đổi điều kiện tài nguyên và môi
trường. Sự chuyển đổi này có thể tạo ra các điều kiện mới, giá trị mới mà con người
có thể sử dụng cho các lợi ích kinh tế xã hội nhưng mặt khác nó cũng có thể gây ra

+ Các tài liệu địa chất phục vụ cho việc lựa chọn các phương án vị trí công
trình, tính toán sử lý nền móng, tính toán thuỷ công, tổn thất nước …
+ Các tài liệu khí tượng thuỷ văn được đo đạc trong nhiều năm để xác định
các đặc trung thống kê các yếu tố thuỷ văn dùng cho tính toán thuỷ năng.

những tổn thất to lớn về kinh tế, xã hội, môi trường trong đó khó có thể đánh giá

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-----  42  -----

-----  43  -----

+ Các tài liệu kinh tế, xã hội của các khu hưởng lợi, và đặc biệt của khu vực

Một số sông nội tỉnh như:

dân cư bị di chuyển.

+ Sông Đu thuộc huyện Phú Lương với chiều dài 32 km, diện tích lưu vực

2.3.3.2. Hệ thống sông suối của Thái Nguyên

261 km2 bắt nguồn từ chợ Mới, Bắc Cạn chảy trong địa phận huyện Phú lương và

Do sự kiến tạo địa lí từ xa xưa đã tạo cho Thái Nguyên có mật độ sông suối

nhập vào sông Cầu tại Sơn Cẩm.

khá dày. Hai hệ thống sông chính là hệ thống sông Công và hệ thống sông Cầu.
Sông Cầu là con sông quan trọng nhất trong hệ thống sông Thái Bình. Lưu
vực sông Cầu là một trong những lưu vực sông lớn ở Việt Nam, có vị trí địa lý đặc
biệt, đa dạng và phong phú về tài nguyên cũng như về lịch sử phát triển kinh tế - xã
hội của các tỉnh nằm trong lưu vực của nó. Sông Cầu đoạn chảy qua Thái Nguyên
gồm các huyện Đồng Hỷ, Phú Lương, thành phố Thái Nguyên, Phú Bình, Phổ Yên

+ Sông Chu thuộc huyện Định Hóa, chiều dài 20 km, diện tích lưu vực 220
Km2.
+ Sông Dong thuộc huyện Võ Nhai,chiều dài 21 km, diện tích lưu vực 211
km2, bắt nguồn từ dãy núi Lò Sén và chảy sang địa phận Hữu Lũng, Lạng Sơn.
Ngoài ra trên địa bàn tỉnh còn rất nhiều các sông nhỏ và ngắn, hàng nghìn
dòng suối. Ví dụ như sông Đèo so, sông Máng, sông Ngòi Cheo, sông Ngòi Rồng,

Sông Cầu có độ cao bình quân lưu vực: 190 m, độ dốc bình quân 16,1%,

sông Nginh…; suối Thác Kiêm , Thượng Nung, Khau Vàng, Thượng Lương, Suối

chiều rộng lưu vực trung bình: 31 km, mật độ lưới sông 0,95 km/km² và hệ số uốn

Cái, suối Bốc, Nà Dâu, Khe Cốc, La Bằng, Suối Cát, Nước Giáp, Đá Lạnh, Suối

khúc 2,02. Lưu vực sông Cầu nằm trong vùng mưa lớn (1.500 - 2.700 mm/năm)

Ngườm, Bạch Giương…

Tổng lưu lượng nước hàng năm đạt đến 4,2 tỷ m

Do đặc điểm địa hình đồi núi, với lượng mưa hàng năm tương đối lớn đã tạo

Chế độ thuỷ văn của sông Cầu được chia thành 2 mùa: mùa lũ và mùa khô.

cho các sông suối có độ dốc lớn, lưu lượng dòng chảy cao, là một tiềm năng to lớn

* Mùa lũ bắt đầu từ tháng 6 đến tháng 9 và chiếm 70-80% tổng lưu lượng

về thuỷ điện nhỏ cần được điều tra, đánh giá và khai thác.

dòng chảy trong năm.

2.3.3.3. Đánh giá tiềm năng thuỷ điện nhỏ ở Thái Nguyên

* Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 5 năm sau, chỉ chiếm 20-30% tổng lưu
lượng dòng chảy của năm.

Theo đánh giá của Viện Năng Lượng, Tổng tiềm năng lý thuyết của thuỷ
điện nhỏ ước tính 212 MW. Tổng tiềm năng kinh tế, kỹ thuật của thủy điện nhỏ ở

Sông Công tên một con sông chảy trong tỉnh Thái Nguyên, là chi lưu của

Thái Nguyên có 18 vị trí có khả năng khai thác với tổng công suất lắp đặt gần 400

sông Cầu. Phần lớn chiều dài chảy trên địa phận các huyện Định Hóa, Đại Từ, thị

KW. Tuy nhiên ở các vị trí này hầu hết chỉ có tiềm năng phát triển thủy điện nhỏ

xã Sông Công, huyện Phổ Yên. Sông Công bắt nguồn từ vùng Đèo Khế, tỉnh Thái

với công suất

Nguyên, chảy theo hướng tây bắc-đông nam. Sông này dài 96 km. Diện tích lưu
vực 951 km², cao trung bình 224 m, độ dốc trung bình 27,3%, mật độ sông suối

50 KW.

Tiềm năng thủy điện nhỏ của tỉnh Thái Nguyên như sau:
Bảng 2.6: Tiềm năng phát triển thủy điện nhỏ tỉnh Thái Nguyên ( 50 kW)

1,20 km/km². Tổng lượng nước 0,794 km³ ứng với lưu lượng trung bình năm 25
m³/s, môđun dòng chảy năm 26 l/s.km². Mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 10, chiếm

Tên trạm TĐ

Công suất

Địa điểm

(kW)

74,7% lượng nước cả năm; tháng 8 có lượng dòng chảy lớn nhất chiếm 19,30%

1. Nhị Ca

Như Cố- H. Phú Lương

11

lượng nước cả năm; tháng cạn kiệt nhất chiếm 1,8% lượng nước cả năm.

2. Bình Văn

H. Phú Lương

12

3. Khe Thưởng

Nông Hạ - H. Phú Lương

12

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Ghi chú




-----  44  -----

Tên trạm TĐ

-----  45  -----

Công suất

Địa điểm

Ghi chú

5. Nậm Cắt

514

6. Yên Thịnh

500

4. Khe Quan

H. Phú Lương

15

7. Nghĩa Tá

150

5. Khe Lương

H. Phú Lương

6

8. Núi Cốc

1980

6. Khe Chè

H. Phú Lương

20

Tổng:

3879

7. Khuổi Càn

Quy Kỳ- H. Định Hóa

15

8. Khuôn Lồng

Quy Kỳ- H. Định Hóa

9

9. Phú Cường

H. Đại Từ

24

Phượng H. Đại Từ

10

10.

(kW)

Nguồn: Trung tâm thuỷ điện –Viện khoa học thuỷ lợi - Báo cáo đề tài “ Tiềm năng, hiện
trạng và phương hướng phát triển thuỷ điện nhỏ ở Việt Nam”

Ngoài những vị trí có tiềm năng phát triển thủy điện nhỏ trên, tỉnh Thái
Nguyên còn có khả năng phát triển thủy điện nhỏ tại các hồ, đập trong tỉnh như hồ
Núi Cốc, Thượng nguồn sông Cầu, đập Văn Lang …Tỉnh có chủ trương khai thác

Hoàng
11. La Bằng

H. Đại Từ

5

12. Hoàng Nông

H. Đại Từ

8

13. Đập Lếp

H. Phổ Yên

15

14. Võ Nhai

H. Võ Nhai

12

15. Tân Hòa

H. Phú Bình

30

16. Lã Yên

H. Phú Bình

120

17. Lang Bình

H. Phú Bình

50

18. Thắng Lợi

Sông Công

20

Tổng:

thủy điện Hồ Núi Cốc và hồ Văn Lang ( Đồng Hỷ).

2.3.4. Năng lƣợng sinh khối
Nguồn năng lượng sinh khối bao gồm củi gỗ, phụ phẩm nông lâm nghiệp và
các phế thải thực vật khác. Với diện tích tự nhiên của tỉnh chủ yếu là rừng núi, nền
kinh tế nông – lâm nghiệp là chính cung cấp cho tỉnh tiềm năng sinh khối dồi dào.
Vì vậy việc đánh giá tiềm năng và khả năng khai khác của năng lượng sinh khối là
rất cần thiết.
2.3.4.1. Khả năng cung cấp sinh khối
a. Tiềm năng củi gỗ

394

Nguồn: Viện năng lượng – Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái Nguyên giai đoạn
2006-2010, có xét tới 2015

Trên địa bàn tỉnh có một số địa điểm có khả năng xây dựng các trạm thuỷ

Tiềm năng SK là tổng hợp các loại cây rừng tự nhiên và cây trồng tại thời
điểm đánh giá. Tiềm năng này được sử dụng vào nhiều mục đích như: phòng hộ,
bảo vệ môi trường sinh thái, lấy gỗ và một phần sử dụng cho mục đích làm nhiên
liệu.

điện vừa có công suất > 100 kW.

Để đánh giá khả năng cung cấp sinh khối ta căn cứ vào các số liệu thống kê

Bảng 2.7: Tiềm năng phát triển thủy điện vừa tỉnh Thái Nguyên (> 100 kW)
Tên trạm TĐ

Công suất (kW)

1. Yên Lạc

100

2. Bắc Hoài

168

3. Đồng Quang

202

4. Yên Vạc

265

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Ghi chú

sau:
- Phân loại đất: Rừng tự nhiên, rừng trồng, các loại đồi núi trọc,…Số liệu các
hạng đất trình bày trong bảng 2.8



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-----  46  -----

-----  47  -----

Để sơ bộ đánh giá ta sử dụng phương pháp tính trực tiếp như sau:

Bảng 2.8: Diện tích đất theo các dạng sử dụng
Loại đất theo các dạng sử dụng

TT
1

Rừng tự nhiên

Diện tích (ha)
103774,3

* Khả năng cung cấp sinh khối của rừng tự nhiên:
Theo đề án đóng cửa rừng tự nhiên của Bộ nông nghiệp và phát triển nông

2

Rừng trồng

48500,3

thôn tháng 6/1997, hiện nay chính phủ có chủ trương hạn chế khai thác rừng tự

3

Rừng phòng hộ

49473,0

nhiên, rừng đặc dụng không được phép tác động, chỉ được phép khai thác một số

4

Rừng đặc dụng

28190,0

khu rừng sản xuất nhất định. Đối với phần lớn rừng sản xuất và rừng phòng hộ còn

5

Đất không có rừng

53533,6

lại không được phép khai thác, song cũng cần có tác động các biện pháp lâm sinh để

6

Đất trồng cây ăn quả

10500,0

nâng cao chất lượng của rừng. Được phép chặt cây sâu bệnh, cây cong queo, cây

7

Đất trồng cây phân tán

30591,3

chèn ép, cây mục, củi khô. Ước tính sản lượng lấy ra là 1tấn/ha/năm.

Tổng:

324562.5

Tổng sản lượng củi lấy ra từ rừng tự nhiên 103 774,3 tấn.
* Khả năng cung cấp sinh khối từ rừng trồng:

Nguồn: Sở nông nghiệp và phát triển nông thôn Thái nguyên

- Số liệu đánh giá về trữ lượng SK trên một ha của các hạng đất ( theo tài liệu

Cũng như rừng tự nhiên, rừng trồng cũng được phân ra theo công dụng: sản

của Bộ lâm nghiệp, Niên giám thống kê Nông –Lâm- Ngư nghiệp 1985- 95, ÉMAP)

xuất, phòng hộ và đặc dụng, với giả định lượng tăng trưởng bình quân năm là

b. Khả năng cung cấp củi gỗ

10m3/ha, lượng củi lấy ra là 50% lượng tăng trưởng, tỷ trọng 0,7tấn/m3. Như vậy

Khả năng cung cấp củi gỗ chỉ là một phần của tiềm năng gỗ sinh khối. Theo

rừng trồng có khả năng cung cấp 3,5tấn củi/ha/năm.

kinh nghiệm của nhiều nước, khả năng này chỉ được tính khoảng 25 – 30 % tăng

Tổng sản lượng lấy củi lấy ra từ rừng trồng là: 48500,3.3,5 = 169 751,05tấn

trưởng hàng năm của tổng gỗ sinh học. Trong điều kiện cụ thể của nước ta, do rừng

* Khả năng cung cấp sinh khối từ đồi trọc:

bị tàn phá nặng nề, bởi vậy theo chủ trương hạn chế khai thác rừng của nhà nước và

Đây là loại rừng đã bị khai thác hết gỗ, chỉ còn lại trảng cỏ hay cây bụi. Nếu

dự án cụ thể về đóng cửa rừng của Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn (tháng 6

khoanh nuôi bảo vệ tốt loại rừng này sẽ phát triển và cho sản lượng củi ước tính

năm 1997), thì rừng đặc dụng không tác động, rừng sản xuất và rừng phòng hộ chỉ

0,5tấn/ha/năm

được phép khai thác rất hạn chế (như cây xấu, cây cong, chèn ép do mật độ cây quá

Tổng sản lượng lấy ra từ đồi trọc là: 0,5. 53533,6 = 26 766,8tấn

dày …)

* Khả năng cung cấp sinh khối từ cây trồng phân tán

Khả năng khai thác gỗ củi theo từng hạng đất được đánh giá như sau:

Cây trồng phân tán gồm các loại cây lâm nghiệp, cây ăn quả, cây đặc sản

-

Đối với rừng tự nhiên chỉ 1 tấn/ha.năm

trồng phân tán trong thôn, xóm, vườn nhà, đường giao thông, bờ kênh rạch … Với

-

Rừng trồng khoảng 50% lượng tăng trưởng

mục đích tận dụng mọi loại đất có thể cung cấp gỗ củi là chủ yếu. Lượng tăng

-

Từ đất trồng đồi trọc ước tính 0,5tấn/ha.năm

trưởng bình quân năm của loại cây lấy gỗ và cây ăn quả là 6m3/ha, sử dụng củi 50%

-

Từ cây trồng phân tán khoảng 50% lượng tăng trưởng

lượng tăng trưởng, tỷ trọng 0,7tấn/m3. Như vậy cây trồng phân tán có khả năng

-

Từ các loại cây công nghiệp, ăn quả lâu năm khoảng 0,5-1tấn/ha.năm tùy

cung cấp 2tấn củi/ha/năm.

từng loại cây

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Tổng sản lượng củi lấy ra là: 2. 30591,3 = 61 182,6tấn



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên