sử dụng công cụ hỗ trợ ra quyết đinh trong giải quyết bài toán

BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

.......................

HỆ THỐNG HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH
TRONG QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
BÁO CÁO SỐ 2:

ÁP DỤNG CÔNG CỤ RA QUYẾT ĐỊNH
TRONG GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN
XÂY DỰNG NHÀ MÁY ĐIỆN TRẤU TẠI AN GIANG

GVHD:

TS. PHẠM QUỐC TRUNG

SVTH:

LÊ NGUYỄN TUYẾT NGÂN

1570916

LÊ THỊ BẠCH TUYẾT

1570923

BÙI MAI LINH

1570913

Tp. Hồ Chí Minh, 10/2016

1


BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ 2

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH, HÌNH VẼ

DANH MỤC BẢNG BIỂU

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề:
Là một trong những quốc gia đang phát triển, Việt Nam đang phải đối phó với nhiều
thách thức về khả năng đáp ứng nhu cầu năng lượng. Tuy vậy, với lợi thế là một quốc gia nông
nghiệp và đứng thứ hai trên thế giới trong lĩnh vực xuất khẩu gạo với trữ lượng lớn tập trung tại
đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long. Và An Giang là tỉnh có sản lượng lúa lớn
nhất vùng Đồng bằng sông Cửu Long, với sản lượng khoảng 4.009.800 tấn lúa/năm và cũng là
địa phương đi đầu trong ứng dụng kỹ thuật mới vào canh tác lúa, xây dựng vùng lúa chất lượng
2


BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ 2
cao cũng như các hoạt động xay xát lúa gạo. Tuy nhiên, thực tế cho thấy số lượng lớn chất thải
từ cây lúa chưa được quy hoạch và sử dụng hợp lý: một lượng lớn rơm rạ bị đốt bỏ trên đồng

ruộng; vỏ trấu được bán làm nhiên liệu cho lò gạch hoặc chế biến thành nguyên liệu năng
lượng như củi trấu, trấu việc nhưng vẫn chưa đạt hiệu quả cao; hoặc một phần lớn trấu trước
đây thải bỏ ra các kênh rạch.
Với tiềm năng lớn kết hợp với nhu cầu năng lượng của tỉnh An Giang, cũng như mục
tiêu quản lý và sử dụng năng lượng từ chất thải từ cây lúa trong điều kiện biến đổi khí hậu hiện
nay. Để giải quyết hết lượng trấu phát sinh, tỉnh An Giang đã lên kế hoạch xây dựng các nhà
máy điên trấu với công suất 0.5MW, 1MW, 3MW, 5MW để giảm thiểu việc xả thải trấu, đáp
ứng nhu cầu năng lượng địa phương và gia tăng giá trị kinh tế địa phương. Nhưng tỉnh cần giải
quyết bài toán lựa chọn công nghệ sản xuất và lợi ích chi phí để đạt lợi nhuận tối da. Do đó các
công cụ hỗ trợ ra quyết định đã được xem xét sử dụng. Và đề tài “Áp dụng công cụ ra quyết
định trong giải quyết bài toán xây dựng nhà máy điện trấu tại An Giang” được ra đời.
2. Mục tiêu của đề tài:
Sử dụng các công cụ tính toán để giải quyết bài toán tối ưu lợi nhuận trong việc xây
dựng nhà máy điện trấu ở tỉnh An Giang.
3. Nội dung của đề tài:
-

Tổng quan về các phương pháp AHP, Solver, Data Table.
Tổng quan về công nghệ sử dụng trong việc sản xuất điện trấu.
Tổng quan về tỉnh An Giang và tiềm năng sinh khối sản xuất điện trấu tại địa phương.
Sử dụng cá công cụ AHP, Solver và Data Table để giải quyết bài toán tối ưu lợi nhuận

-

trong việc sản xuất điện trấu ở An Giang.
Đánh giá kết quả phân tích.

4. Đối tượng nghiên cứu:
-

Phương pháp AHP
Công cụ Solver
Công cụ Data table

5. Phương pháp nghiên cứu:
-

Phương pháp phân tích
Phương pháp tổng quan tài liệu về tỉnh An Giang, điện sinh khối, công nghệ sản xuất và

-

các công cụ hỗ trợ ra quyết định.
Phương pháp AHP để lựa chọn công nghệ sản xuất.
Phương pháp Solver để lựa chọn công suất cho mỗi nhà máy.
Phương pháp Data Table để xác định cặp chí phí sản xuất 1KW và lượng điện sản xuất đạt
lợi nhuận tối đa.

-

Phương pháp đánh giá nhanh

3


BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ 2
6. Ý nghĩa thực tiễn:
Góp phần hỗ trợ tỉnh An Giang trong việc ra quyết định lựa chọn công nghệ sản xuất
điện phù hợp nhất, mang lại hiệu quả kinh tế, chi phí thấp nhằm giải quyết bài toán thiếu hụt
năng lượng, góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường, giải quyết các vấn đề tồn đọng trong quản

lý và sử dụng chất thải từ cây lúa…

CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ AHP VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN
SINH KHỐI TỪ TRẤU
1.1.

Phương pháp AHP:

1.1.1.

Tổng quan AHP:

-

AHP là một phương pháp định lượng, dùng để sắp xếp các phương án quyết định và

-

chọn một phương án thỏa mãn các tiêu chuẩn cho trước.
AHP là một quá trình phát triển tỷ số sắp hạng cho mỗi phương án quyết định dựa theo
các tiêu chuẩn của nhà ra quyết định.

1.1.2.
-

Mục tiêu của AHP:

AHP trả lời các câu hỏi như: Chúng ta nên chọn phương án nào? Hay Phương án nào tốt
nhất? bằng cách chọn một phương án tốt nhất thỏa mãn các tiêu chuẩn của nhà ra quyết

định.

1.1.3.
-

Nguyên tắc của AHP:

AHP là một phương pháp ra quyết định đa mục tiêu được đề xuất bởi Saaty (1980). Dựa
trên so sánh cặp, AHP có thể được mô tả với 3 nguyên tắc chính: phân tích, đánh giá và
tổng hợp. Trước tiên, AHP phân tích một vấn đề phức tạp, đa tiêu chí theo cấu trúc thứ
bậc như hình 1.

4


BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ 2
Hình 1. Sơ đồ cấu trúc thứ bậc
-

Sơ đồ cấu trúc thứ bậc bắt đầu với mục tiêu, được phân tích qua các tiêu chí lớn và các
tiêu chí thành phần, cấp bậc cuối cùng thường bao gồm các phương án có thể lựa chọn.
Quá trình đánh giá sử dụng ma trận so sánh cặp với thang điểm cho trước, xác định
trọng số dựa trên vector riêng ứng với giá trị riêng lớn nhất, sau đó kiểm tra hệ số nhất
quán. Cuối cùng, tất cả các trọng số được tổng hợp lại để đưa ra quyết định tốt nhất.
Quá trình phân tích, xác định các trọng số theo AHP được mô tả chi tiết trong các tài
liệu tham khảo.

1.1.4.
-

AHP sử dụng gì?

Các phép toán đơn giản
Các tiêu chuẩn (do nhà ra quyết định thiết lập)
Độ ưu tiên cho các tiêu chuẩn (do nhà ra quyết định thiết lập)
Bảng độ ưu tiên chuẩn

Mức độ ưu tiên
Ưu tiên bằng nhau (Equally preferred)
Ưu tiên bằng nhau cho đến vừa phải (Equally to moderately preferred)
Ưu tiên vừa phải (Moderately preferred)
Ưu tiên vừa phải cho đến hơi ưu tiên (Moderately to strongly preferred)
Hơi ưu tiên hơn (Strongly preferred)
Hơi ưu tiên cho đến rất ưu tiên (Strongly to very strongly preferred)
Rất ưu tiên (Very strongly preferred)
Rất ưu tiên cho đến vô cùng ưu tiên (Very strongly to extremely preferred)
Vô cùng ưu tiên (Extremely preferred)
1.2. Công cụ Solver:
1.2.1.

Giá trị số
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Công cụ Solver trong MS Excel giải bài toán tối ưu:

Đối với việc tìm lời giải cho bài toán tối ưu (optimal problem) khó khăn lớn nhất khi đã
biết được thuật toán là chi phí tính toán rất lớn do dữ liệu cần xử lý (tính toán) và số phương án
ứng viên (candidate solution) quá nhiều. Vì vậy, việc tính toán thủ công để tìm phương án tối
ưu trong thực tế là không khả thi. Để giải quyết khó khăn này, MS Excel đã xây dựng công cụ
Solver giúp giải các bài toán tối ưu. Bài viết này giới thiệu cách sử dụng công cụ Solver để tìm
phương án tối ưu thông qua một số bài toán tối ưu quen thuộc như bài toán vận tải, bài toán
nguyên vật liệu sản xuất. Do bài viết chỉ tập trung vào việc minh họa cách sử dụng Solver để
tìm phương án tối ưu nên không trình bày lại chi tiết cách giải các bài toán này. Các bài toán
này thường được trình bày rất chi tiết trong môn học Qui hoạch tuyến tính.
1.2.2.

Quy trình để giải các bài toán tối ưu sử dụng Solver thực hiện theo các bước

sau:
Xây dựng hàm mục tiêu (Objective Function)
Xây dựng các ràng buộc (Constraints)
5


BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ 2
Tổ chức dữ liệu trên bảng tính Excel
Sử dụng Solver để tìm phương án tối ưu
1.3. Công nghệ thông dụng đối với sản xuất điện sinh khối:
Cho đến ngày nay, có khá nhiều kỹ thuật chuyển sinh khối thành điện năng. Các công
nghệ phổ biến nhất bao gồm: đốt trực tiếp hoặc tạo hơi nước thông thường (direct-fired or
conventional steam approach), nhiệt phân (pyrolysis), đốt kết hợp co-firing, khí hóa biomass
gasification), tiêu yếm khí (anearobic digestion), sản xuất điện từ khí thải bãi chôn lấp rác. Đề

tài tập trung giới thiệu 02 loại hình công nghệ đó là: lò đốt trực tiếp và khí hóa sinh khối, cụ thể
như sau:
1.3.1.

Lò đốt tầng sôi:

Trong xu hướng phát triển hiện nay, công nghệ đốt tầng sôi tuần hoàn (CFB) được sử
dụng rộng rãi cho đốt nhiên liệu rắn như than, biomass và đặc biệt là nhiên liệu trấu. Công nghệ
tầng sôi trong các thiết bị năng lượng (công suất nhiệt từ 50 MW trở lên) bắt đầu được áp dụng
rộng rãi từ giữa những năm 1970 dưới sức ép của các tiêu chuẩn khắt khe về phát thải độc hại.
Hiện nay trên thế giới đang vận hành trên 1.000 lò hơi tầng sôi [11].
Buồng đốt tầng sôi cũng tương tự như các buồng đốt truyền thống khác nhưng ở đây
quá trình cháy nhiên liệu luôn được duy trì ở trạng thái lơ lửng hoặc tầng sôi bằng các dòng khí
thổi từ dưới lên. Nhiệt độ cháy trong buồng lửa tầng sôi thấp hơn buồng lửa ghi, nên cấu trúc
tro xỉ sinh ra chiếm tỷ lệ nhỏ là tro xỉ có cấu trúc tinh thẻ định hình. Việc đốt nhiên liệu trấu
trong vòi đốt tầng sôi đã được kiểm soát nhiệt độ cháy trong buồng đốt thông qua lưu lượng
nhiên liệu cấp vào, lưu lượng không khí cung cấp vào buồng lửa tầng sôi tối ưu khoảng 750 0C,
qua đó hiệu suất lò hơi và chất lượng tro xỉ đạt tốt nhất.
Ưu điểm chính của công nghệ này là cho hiệu suất buồng lửa cao hơn và chất lượng tro
xỉ tốt hơn.
1.3.2.
•

Công nghệ khí hóa:

Lý thuyết của khí hóa:
Sản phẩm của quá trình tạo ra khí (sản xuất khí) được gọi là sự khí hóa, là quá trình đốt

nhiên liệu rắn (sinh khối) và diễn ra ở nhiệt độ khoảng 10000C. Phản ứng đó gọi là khí hóa.
Quá trình đốt hoàn toàn sinh khối sinh ra khí bao gồm nitơ, hơi nước, CO 2 và O2. Tuy

nhiên trong quá trình khí hóa có bổ sung thêm nhiên liệu rắn (đốt không hoàn toàn), sản phẩm
của quá trình đốt là những khí đốt như CO, H2, hắc ín và bụi [11].
Về nguyên tắc, khí hóa trấu là quá trình chuyển đổi nhiên liệu trấu thành khí carbon monoxide
(CO), do nhiệt phản ứng hóa học của oxy trong không khí với carbon hiện có trong vật liệu
trấu, qua quá trình xảy ra sự cháy. Nói đơn giản, từ nhiên liệu trấu ban đầu, trải qua một số
6


BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ 2
phản ứng hóa học sẽ sinh ra các loại khí có thành phần tương tự khí gas (tức là đốt bằng trấu
nhưng lửa cháy bằng gas).
Công nghệ hóa khí sinh khối nói chung và hóa khí trấu nói riêng được thực hiện theo
nhiều phương pháp và công nghệ khác nhau. Với công nghệ hóa khí ngày càng phát triển và
hoàn thiện cho chất lượng sản phẩm khí cao hơn.

CHƯƠNG 2:
TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH ĐIỆN TRẤU TẠI TỈNH AN
GIANG
2.1. Tiềm năng sinh khối ở An Giang:
An Giang là một trong những địa phương có sản lượng lúa cao nhất vùng đồng bằng
sông Cửu Long và của cả nước. Năm 1995, tỉnh An Giang sản xuất gần 2 triệu tấn , đến năm
2000 sản lượng lúa thu hoạch tăng lên gần 2,2 triệu tấn (chiếm hơn 14% tổng sản lượng lúa của
vùng ĐBSCL). Năm 2013, sản lượng lúa tỉnh An Giang ước đạt khoảng 4 triệu tấn đứng thứ
hai sau Kiên Giang (chiếm 16,04% tổng sản lượng lúa ĐBSCL và chiếm hơn 9% sản lượng lúa
cả nước). Diện tích đất lúa cả năm của An Giang cũng hiện đứng thứ hai của cả nước sau Kiên
Giang, vào khoảng 641,3 nghìn ha, chiếm khoảng 14,8% diện tích lúa toàn vùng ĐBSCL và
8,1% diện tích lúa cả nước.
2.2. Quy hoạch và phát triển điện trấu tại An Giang:
Theo quy hoạch phát triển công nghiệp tỉnh An Giang, Công ty Cổ phần tư vấn xây
dựng điện 3 (EVNPECC3) dự báo nhu cầu sử dụng điện cho các mục đích sản xuất công nông

nghiệp, thương mại, dịch vụ và sinh hoạt trên địa bàn tỉnh như sau:
Những khu công nghiệp tập trung dựa vào loại hình công nghiệp thường lấy trung bình
từ 0,1 - 0,4 MW/ha. Chỉ tiêu điện cho nông nghiệp để bơm tưới lấy 0,1 - 0,25 KW/ha, còn bơm
tiêu lấy 0,45 KW/ha. Chỉ tiêu chiếu sáng công cộng lấ bằng từ 20 - 40% điện cho sinh hoạt dân
cư. Tiêu chuẩn cấp điện cho dân cư thị xã, thành phố năm 2010 là 1800 - 2500 KW/hộ năm
(800 - 1100 W/hộ), tương ứng cho dân nông thôn, hải đảo từ 800 - 1500 KWh/hộ/năm (420 700 W/hộ). Năm 2015, chỉ tiêu này tăng gấp 1,5 đến 2 lần. Điện năng phục vụ công cộng đạt từ
20 - 40% điện năng sinh hoạt.
Từ các cơ sở trên, dự kiến nhu cầu điện trên địa bàn tỉnh An Giang đến năm 2020 như
sau (có phần cấp sang Campuchia và Đồng Tháp):
Bảng 1. Nhu cầu điện trên địa bàn tỉnh An Giang đến năm 2020
7


BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ 2
Năm

Chỉ tiêu
PA cao
PA cơ sở
Công suất, MW
217
Năm 2010
Điện thương phẩm, triệu KWh
1.300
Công suất, MW
479
436
Năm 2015
Điện thương phẩm, triệu KWh
2.874

2.644
Công suất, MW
850
767
Năm 2020
Điện thương phẩm, triệu KWh
5.460
4.948
Theo định hướng quy hoạch phát triển năng lượng tái tạo tại An Giang, đến năm 2020,
An Giang sẽ phát triển năng lượng điện trấu với công suất 30 MW trong đó có 02 dự án điện
trấu công suất 10 MW tại huyện Chợ Mới và Thoại Sơn. Với giả thiết 100% lượng trấu tại An
Giang được thu gom và làm nguyên liệu để sản xuất điện trấu. Theo quy hoạch của tỉnh An
Giang, từ năm 2012 đến năm 2020 sẽ đầu tư xây dựng 03 nhà máy điện trấu công suất 10
MW/nhà máy. Nếu 03 dự án điện trấu đi vào hoạt động sẽ tiêu thụ khoảng 397.240 tấn
trấu/năm, chỉ giải quyết 81,6% lượng trấu tại An Giang, và vẫn còn khoảng 28,4% lượng trấu
tại An Giang dư thừa [5]. Để giải quyết hết lượng trấu phát sinh, việc phát triển các dự án điện
trấu quy mô vừa và nhỏ cần được thực hiện phù hợp với quy hoạch hiện tại của tỉnh An Giang
2.3. Tầm nhìn, mục tiêu của tỉnh An Giang về chiến lược tăng trưởng xanh thích ứng ứng
biến đổi khí hậu và kịch bản giảm phát thải khí nhà kính do sử dụng điện trấu:
2.3.1. Tầm nhìn của An Giang năm 2030:
Về tổng thể thực hiện theo tầm nhìn chung của Việt Nam về các mục tiêu để giảm phát
thải khí nhà kính như xanh hóa tiêu dùng, thay thế dần nhiên liệu sinh học, giảm sử dụng năng
lượng lãng phí trong gia đình, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp.
- Trước mắt trong giai đoạn 2011-2020 giảm phát thải khí nhà kính từ 4-8% so với năm
2013 và định hướng đến năm 2030 giảm mức phát thải nhà kính mỗi năm ít nhất 1% -2%.
- Đối với cây lúa sẽ giảm phát thải nhà kính từ 5% vào năm 2020 so với năm 2013 và
định hướng đến năm 2030 giảm mức phát thải nhà kính mỗi năm ít nhất 1%
Từ việc thu gom rơm, hạn chế sử dụng phân bón thuốc bảo vệ thực vật (phòng ngừa và tiêu
diệt sâu bệnh bằng các biện pháp thay thế khác) , tái sử dụng rơm, trấu hiệu quả (phát điện nhiệt,
pellets, các sản phẩm khác từ rơm trấu...), tiết kiệm năng lượng trong sản xuất chế biến lúa gạo.

2.3.2. Mục tiêu của tỉnh An Giang:
Tăng trưởng xanh, giảm phát thải khí nhà kính, gia tăng sản xuất năng lượng tái tạo, tiết
kiệm năng lượng trong tất cả các hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, tiểu thủ công
nghiệp và giao thông, đưa cộng đồng đến kinh tế ít carbon và phát triển bền vững.
Trong báo cáo “Chiến lược quản lý và sử dụng năng lượng sinh khối từ chất thải cây lúa
trong điều kiện biến đổi khí hậu tỉnh An Giang” (2014) đã nhấn mạnh tỉnh An Giang đã và
đang rất quan tâm đến vấn đề quản lý và sử dụng năng lượng từ chất thải cây lúa trong điều
8


BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ 2
kiện biến đổi khí hậu hiện nay. Mục tiêu thực hiện kế hoạch chiến lược của Tỉnh gồm 2 giai
đoạn:
Giai đoạn 1 từ năm 2015 - năm 2020 và giai đoạn 2 từ năm 2020 - 2030
Bảng 2. Mục tiêu thực hiện kế hoạch chiến lược quản lý sử dụng năng lượng sinh khối từ
chất thải cây lúa
Mục tiêu
Diện tích thu gom rơm rạ ra khỏi đồng ruộng
Diện tích trồng lúa áp dụng 1 phải 5 giảm
Diện tích trồng lúa giảm hóa chất BVTV sử dụng 25%
tổng lượng sử dụng
Tỉ lệ trấu thu gom sản xuất điện trấu
Tỉ lệ rơm rạ thu gom để sản xuất năng lượng
Lượng CO2 cắt giảm tương ứng (tấn/năm)

2015 - 2020
60%
50%

2020 - 2030

80%
70%

50%

70%

30%
0%
133.932

50%
15%
339.366

CHƯƠNG 3:
LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN SINH KHỐI CHO
NHÀ MÁY ĐIỆN TRẤU TẠI TỈNH AN GIANG
3.1. Bối cảnh:
Trước tình hình lượng trấu dư thừa khá lớn từ các nhà máy xay xát lúa gạo trên địa bàn
tỉnh cũng như theo định hướng quy hoạch phát triển năng lượng tái tạo tại An Giang, đến năm
2020, An Giang sẽ phát triển năng lượng điện trấu với công suất 30 MW trong đó có 02 dự án
điện trấu công suất 10 MW tại huyện Chợ Mới và Thoại Sơn. Với giả thiết 100% lượng trấu tại
An Giang được thu gom và làm nguyên liệu để sản xuất điện trấu. Theo quy hoạch của tỉnh An
Giang, từ năm 2012 đến năm 2020 sẽ đầu tư xây dựng 03 nhà máy điện trấu công suất 10
MW/nhà máy. Nếu 03 dự án điện trấu đi vào hoạt động sẽ tiêu thụ khoảng 397.240 tấn
trấu/năm, chỉ giải quyết 71,6% lượng trấu tại An Giang, và vẫn còn khoảng 28,4% lượng trấu
tại An Giang dư thừa. Để giải quyết hết lượng trấu phát sinh, việc phát triển các dự án điện trấu
quy mô vừa và nhỏ cần được thực hiện phù hợp với quy hoạch hiện tại của tỉnh An Giang. Và
vấn đề là phải lựa chọn loại công nghệ sản xuất điện khối nào phù hợp nhất trong điều kiện

hiện nay và mang lại hiệu quả nhất cho các nhà máy điện quy mô vừa và nhỏ này. Trong đề tài
này, sẽ đưa ra việc lựa chọn công nghệ phù hợp nhất cho nhà máy điện 3MW điển hình.
Bảng 3. Sản lượng trấu tại An Giang ở các huyện trên địa bàn tỉnh An Giang năm 2010
STT

Đơn vị hành chính

Diện tích (km2)

1
2

Thành phố Long Xuyên
Thị xã Châu Đốc

115,3439
105,2905

9

Sản lượng lúa
(tấn)
71.376
108.445

Sản lượng trấu
(tấn)
14.275
21.689

BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ 2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Huyện An Phú
226,4171
193.587
38.717
Thị xã Tân Châu
179,6464
217.818
43.564
Huyện Phú Tân
313,4991
425.602
85.120
Huyện Châu Phú
451,0076
554.889
110.978
Huyện Tịnh Biên
354,8909

227.211
45.444
Huyện Tri Tôn
600,3974
486.239
97.248
Huyện Châu Thành
355,0621
411.276
82.255
Huyện Chợ Mới
369,2583
310.431
62.068
Huyện Thoại Sơn
468,8552
652.206
130.441
Tổng sản lượng lúa của tỉnh An Giang
3.659.079
731.816
3.2. Sử dụng phương pháp AHP cho việc lựa chọn loại công nghệ sản xuất điện sinh khối
cho nhà máy điện 3MW điển hình:
Bảng 4. Các yếu tố tác động đến việc lựa chọn công nghệ phù hợp

Công nghệ
đốt tầng sôi
Công nghệ
khí hóa

10

Diện tích
nhà máy
(ha)

Chi phí đầu
tư (VNĐ)

Chi phí vận
hành
(VNĐ/năm)

32.550.000

1.302.000

0,5 ha

23.730.000

1.890.000

0,35 ha

Tác động
môi trường
Giảm 80%
trấu thải
Giảm 90%

trấu thải

Thời gian
hoàn vốn
(năm)

Tiết kiệm
ròng
(VNĐ/năm)

5,2 năm

6.258.000

4,2 năm

5.670.000


Diện tích nhà máy
0,5 ha

0,35 ha

Thời gian h
23.730.0001.890.000
1.302.000
VNĐ VNĐ/năm
VNĐ/năm

32.550.000
VNĐ

Giảm 80% trấu thải
Giảm 90% trấu thải

5,2 năm

4,2 năm

6.258.000
VNĐ/năm

5.670.000
VNĐ/năm

Chi phí vận hành

Sơ đồ lựa chọn công nghệ cho nhà máy điện trấu 3

Nhà máy điện nhiệt từ trấu

Lựa chọn
công nghệ


Chi phí đầu tư

3.2.1. Ma trận tiêu chuẩn và độ ưu tiên cho các phương án trong tiêu chuẩn
Chi phí đầu tư (VNĐ/KW)

Công nghệ đốt tầng sôi
Công nghệ khí hóa
Tổng
Chi phí vận hành (VNĐ/KW)
Công nghệ đốt tầng sôi
Công nghệ khí hóa
Tổng
Diện tích nhà máy (ha)
Công nghệ đốt tầng sôi
Công nghệ khí hóa
Tổng
Tác động môi trường
Công nghệ đốt tầng sôi
Công nghệ khí hóa
Tổng
Thời gian hoàn vốn (năm)
Công nghệ đốt tầng sôi
Công nghệ khí hóa
Tổng
Tiết kiệm ròng (VNĐ/năm)

Công nghệ Công nghệ
đốt tầng sôi khí hóa
1
1/7
7
1
Đốt8/7
tầng sôi
8

Tổng
8/7
8
Khí

Công nghệ
đốt tầng sôi
1
1/2
3/2

Công nghệ
khí hóa
2
1
3

Tổng

Công nghệ
đốt tầng sôi
1
3
4

Công nghệ
khí hóa
1/3
1

4/3

Tổng

Công nghệ
đốt tầng sôi
1
6
7

Công nghệ
khí hóa
1/6
1
7/6

Tổng

Công nghệ
đốt tầng sôi
1
7
8

Công nghệ
khí hóa
1/7
1
8/7

Tổng

Công nghệ
đốt tầng sôi

Công nghệ
khí hóa

Tổng

3
3/2

4/3
4

7/6
6

8/7
8

Công nghệ đốt tầng sôi
1
2
3
Công nghệ khí hóa
1/2
1
3/2

Tổng
3/2
3
3.2.2. Sắp xếp các tiêu chuẩn theo thứ tự quan trọng, sử dụng cùng một phương pháp
sắp hạn mỗi mục tiêu
Mức ưu tiên lựa chọn các tiêu chí:
1- Thời gian hoàn vốn
2- Tiết kiệm ròng hàng năm

Đốt tầng sôi


3456-

Chi phí đầu tư
Tác động môi trường
Chi phí vận hành
Diện tích nhà máy

Các tiêu
chuẩn

Chi phí
đầu tư

Chi phí
vận hành

Diện tích
nhà máy

(ha)

Chi phí
1
4
5
đầu tư
Chi phí
1/4
1
3
vận hành
Diện tích
nhà máy
1/5
1/3
1
(ha)
Tác động
môi
1/2
1/4
4
trường
Thời gian
8
5
7
hoàn vốn
Tiết kiệm

6
4
6
ròng
3.2.3. Áp dụng AHP trong tính toán kết quả:

Tác động
môi
trường

Thời gian Tiết kiệm
hoàn vốn
ròng

2

1/8

1/6

4

1/5

1/4

1/4

1/7

1/6

1

1/5

1/4

5

1

3

4

1/3

1

Kết quả tính toán:

Hình 2. Phân tích độ nhạy của 02 công nghệ sản xuất điện sinh khối


Hình 3. Kết quả lựa chọn công nghệ sản xuất điện sinh khối

•

Tiểu kết:

Dựa vào kết quả tính toán bằng phần mềm ODM, công nghệ sản xuất điện sinh khối từ trấu
cho nhà máy điện 3MW là công nghệ khí hóa. Vì kết quả cho thấy công nghệ khí hóa có
giá trị cao hơn 61,24%, trong khi công nghệ lò đốt tầng sôi có giá trị là 38,76%.


CHƯƠNG 4:
SỬ DỤNG CÔNG CỤ SOLVER VÀ DATA TABLE TRONG
EXCEL ĐỂ LỰA CHỌN QUY MÔ CÔNG SUẤT TỐI THIỂU
HÓA CHI PHÍ & TỐI ĐA HÓA LỢI NHUẬN
4.1. Bài toán về xác định quy mô công suất nhằm tối thiểu hóa chi phí:
Sau khi lựa chọn được loại công nghệ áp dụng là công nghệ khí hóa, ta tiến hành
xác định công suất cho các nhà máy phát điện trong khu vực để tối thiểu hóa chi phí.
Bảng 5. Các hàm ràng buộc cho lựa chọn quy mô công suất
Các yếu tố
0.5 MW
1 MW
3 MW
5 MW
Chi phí vận hành
1.155.000
1.785.000
1.890.000
2.016.000
VNĐ/tháng
Chi phí mua trấu
1.785.800
2.466.200
8.071.400
15.120.000

(VNĐ/tháng)
Lượng trấu sử dụng phát
8.929
12.331
40.357
75.600
điện (tấn/năm)
Giá bán điện (VNĐ/KW)
1.220
Mô hình toán học của bài toán xác định sản lượng điện sản xuất cho từng loại nhà
máy sản xuất điện theo công suất (0,5 MW, 1 MW, 3 MW và 5MW) sao cho không bị
động trong sản xuất và lợi nhuận đạt được cao nhất, biết rằng mỗi nhà máy chỉ có thể sản
xuất lượng điện tối đa theo công suất tương ứng (0,5 MW, 1 MW, 3 MW và 5MW mỗi
ngày).
Gọi x1, x2, x3, x4 lần lượt là lượng điện sản xuất từ mỗi nhà máy điện theo công
suất tương ứng là 0,5MW, 1MW, 3MW và 5MW
x1, x2, x3, x4  số nguyên
Lượng điện sản xuất cho các nhà máy đảm bảo tất cả các nhà máy điện đều được
hoạt động tối thiểu là 2/3 công suất thiết kế/tháng, thỏa mãn các yêu cầu sau:





Nhà máy công suất 0.5 MW: lượng điện sản xuất 10.000 KW < x1 < 15.000 KW
Nhà máy công suất 1 MW: lượng điện sản xuất 20.000 KW < x2 < 30.000 KW
Nhà máy công suất 3 MW: lượng điện sản xuất 60.000 KW < x3 < 90.000 KW
Nhà máy công suất 5 MW: lượng điện sản xuất 100.000 KW < x4 < 150.000 KW
Lượng điện sản xuất ra yêu cầu phục vụ cho 2000 hộ dân tại một xã của huyện …

tỉnh An Giang (quy định định mức sử dụng điện trung bình là 100 KW/hộ dân)
 Hàm ràng buộc : x1 + x2 + x3 + x4 ≥ 200.000 KW

Ta sẽ tính toán lượng điện sản xuất cho từng nhà máy để tối ưu hóa lợi nhuận và tối
ưu hóa chi phí. Hàm mục tiêu:
 Sản lượng điện sản xuất (KW)* giá bán điện (VNĐ/KW) – [chi phí vận hành

ĐốtKhí
tầng
hóasôi


(VNĐ/KW) + chi phí mua trấu (VNĐ/KW)]* Sản lượng điện sản xuất (KW) 
Max.
Bảng 6. Bảng số liệu tính toán
Sản lượng
Chi phí vận

Chi phí vận

Chi phí mua

Chi phí

Giá bán

điện sản

hành

hành

trấu

mua trấu

điện

xuất tối đa

(VNĐ/tháng)

(VNĐ/KW)

(VNĐ/tháng)

(VNĐ/KW)
119,053333

(VNĐ/KW)

KW/tháng

1.155.000

77

1.785.800

3

82,2066666

1.220

15.000

1.785.000
1.890.000
2.016.000

59,5
21
13,44

2.466.200
8.071.400
15.120.000

7
89,68222222
100,8

1.220
1.220
1.220

30.000
90.000
150.000

4.2. Thực hiện tính toán thông qua hàm Solver trong Excel:
Cho giá trị điện sản xuất của từng loại công suất nhà máy là 1KW/tháng. Nhập bảng Excel
như hình dưới.

Hình 4. Các thông số và hàm ràng buộc của bài toán
Click chuột vào biểu tượng Solver trên thanh công cụ, hiện lên bảng và nhập vào các hàm
rang buộc đã được xác định ở trên. Ta có hình như sau

Hình 5. Nhập dữ liệu vào hàm Solver


Hình 6. Kết quả chạy mô hình Solver
Tiểu kết
Lợi nhuận tối ưu đạt được là 220.033.577,8 VNĐ khi sản xuất điện lượng điện cho từng
nhà máy như sau:
-

Nhà máy công suất 0.5 MW: lượng điện sản xuất 10.000 KW/tháng
Nhà máy công suất 1 MW: lượng điện sản xuất 20.000 KW/tháng
Nhà máy công suất 3 MW: lượng điện sản xuất 70.000 KW/tháng
Nhà máy công suất 5 MW: lượng điện sản xuất 100.000 KW/tháng

4.3. Xác định mối liên quan giữa chi phí sản xuát và lợi nhuận cao nhất thông qua
Data Table:
Xác định chi phí sản xuất và sản lượng điện sản xuất để đạt được lợi nhuận tối ưu.
Phương pháp: Phân tích độ nhạy dựa trên chi phí sản xuất ra 1 KW điện và sản lượng điện
sản xuất ra.
Bảng 7. Kết quả tính toán từ hàm Data table
SẢN LƯỢNG ĐIỆN SẢN XUẤT (KW/THÁNG)

110,576,

CHI
PHÍ
SẢN

000

15,000
16,950,0

30,000
33,900,0

90,000
101,700,

150,000
169,500,

200,000
226,000,

250,000
282,500,

300,000
339,000,

90

00
16,650,0

00
33,300,0

000
99,900,0

000
166,500,

000
222,000,

000
277,500,

000
333,000,

110

00
16,350,0

00
32,700,0

00
98,100,0

000
163,500,

000
218,000,

000
272,500,

000
327,000,

130

00
16,050,0

00
32,100,0

00
96,300,0

000
160,500,

000

214,000,

000
267,500,

000
321,000,

150

00
15,750,0

00
31,500,0

00
94,500,0

000
157,500,

000
210,000,

000
262,500,

000
315,000,

170

00
15,450,0

00
30,900,0

00
92,700,0

000
154,500,

000
206,000,

000
257,500,

000
309,000,

190

00

00

00

000

000

000

000

XUẤT
ĐIỆN
(VNĐ/K
W)


15,150,0

30,300,0

90,900,0

151,500,

202,000,

252,500,

303,000,

210

00
14,850,0

00
29,700,0

00
89,100,0

000
148,500,

000
198,000,

000
247,500,

000
297,000,

230

00
14,550,0

00
29,100,0

00
87,300,0

000
145,500,

000
194,000,

000
242,500,

000
291,000,

250

00

00

00

000

000

000

000

Tiểu kết:
-

Khi chi phí là tối đa và sản lượng điện tối thiểu  lợi nhuận là tối thiểu 14.550.000
VNĐ/15.000 KW, sản xuất 1 KW điện lợi nhuận là 970VNĐ/KW

-

Ngược lại, chi phí tối thiểu và sản lượng điện tối đa  lợi nhuận đạt tối đa
339.000.000 VNĐ/ 300.000KW, sản xuất 1KW điện lợi nhuận 1.130 VNĐ/KW


CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1. Kết luận:
Mô hình là phương pháp hỗ trợ tốt nhất trong việc ra quyết định
•

AHP là phương pháp hữu hiệu để hỗ trợ trong việc lựa chọn các phương án,
rút ngắn thời gian ra quyết định, độ chính xác cao, đơn giản.

•

Phương pháp Solver giải quyết được bài toán tối ưu trong việc xác định lợi
nhuận tối ưu.

•

Phương pháp Data table giải quyết bài toán phân tích độ nhạy hai chiều giữa

hai giá trị biến thiên

5.2. Kiến nghị:

Cần lựa chọn nhiều tiêu chí hơn trong việc xác định công nghệ phù hợp cho việc
sản xuất điện trấu.
Cần mở rộng nghiên cứu và phát triễn các công nghệ mang lại hiệu quả kinh tế cao
từ nguyên liệu trấu, các chất thải ra từ quá trình sản xuất lúa gạo để mang đến lợi nhuận
cao hơn cho việc canh tác nông nghiệp lúa nước.
Các dữ liệu đầu vào của mô hình cần được thu thập một cách chính xác và cần thiết
để đảm bảo tính đúng và đủ khi chạy mô hình. Cần tiến hành chia nhỏ bài toán, chạy từng
biến số để có cái nhìn tổng thể và chính xác hơn.
Việc sử dụng mô hình vẫn mang tính chủ quan của người sử dụng, vì vậy cần có sự
tham gia của các bên có liên quan, các chuyên gia trong lĩnh vực kinh tế, nông nghiệp, môi
trường, … để cùng nhau đưa ra những lựa chọn khách quan.
Quyết định cuối cùng vẫn thuộc về nhà sản xuất, chủ đầu tư.