Nghiên cứu phát triển nguồn điện từ năng lượng tái tạo trong quy hoạch nguồn điện việt nam đến năm 2030

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

PHẠM THỊ THANH MAI

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN NGUỒN ĐIỆN TỪ NĂNG LƯỢNG
TÁI TẠO TRONG QUY HOẠCH NGUỒN ĐIỆN VIỆT NAM
ĐẾN NĂM 2030

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KINH TẾ

HÀ NỘI – 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

PHẠM THỊ THANH MAI

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN NGUỒN ĐIỆN TỪ NĂNG LƯỢNG
TÁI TẠO TRONG QUY HOẠCH NGUỒN ĐIỆN VIỆT NAM
ĐẾN NĂM 2030

Chuyên ngành: Quản lý Công nghiệp
Mã số: 62340414

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KINH TẾ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS BÙI HUY PHÙNG
2. TS. PHẠM CẢNH HUY

HÀ NỘI – 2017


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu được
trích dẫn có nguồn gốc. Các kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa
từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, ngày 16 tháng 04 năm 2017
Người hướng dẫn khoa học

1. PGS.TS Bùi Huy Phùng

2. TS. Phạm Cảnh Huy

Tác giả luận án

Phạm Thị Thanh Mai


ii

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu và viết luận án tại Viện Kinh tế và Quản lý – Trường Đại
học Bách Khoa Hà Nội, với tất cả sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc nhất, tôi xin chân
thành cảm ơn PGS. TS Bùi Huy Phùng, người đã giúp tôi xây dựng ý tưởng nghiên cứu
ban đầu, cho tôi cơ hội để theo đuổi niềm đam mê về lĩnh vực này và đã hướng dẫn, hỗ trợ

tôi trong quá trình viết luận án, động viên, khuyến khích tôi mỗi khi đạt được kết quả
nghiên cứu mới hay gặp những khó khăn để tôi có thêm niềm tin trên con đường mình đã
chọn. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Phạm Cảnh Huy, người Thầy đã
luôn bên cạnh tôi, tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, giúp tôi tháo gỡ
những khó khăn về một hướng nghiên cứu mới so với những chuyên ngành mà nghiên cứu
sinh đã được đào tạo trước đó để tôi có thể hoàn thành bản luận án này.
Các phân tích định lượng với các mô hình năng lượng sẽ không thể thực hiện được
mà không có giấy phép sử dụng mô hình. Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn đến Tổ chức
liên bang về phát triển quốc tế (United States Agency for Internatinal Development USAID) và các phát triển viên ông Charlie Heaps, ông David von Hippel ở Viện Môi
trường Stockholm, Thụy Điển (SEI), ông Taylor Binnington cùng các cộng sự đã cho phép
tôi được sử dụng mô hình LEAP, cho tôi cơ hội được học tập, nghiên cứu về LEAP và trải
nghiệm một quãng thời gian tại Medan, Indonesia, luôn sẵn sàng trả lời những câu hỏi của
tôi khi chạy mô phỏng về LEAP để hiểu hơn và làm chủ được mô hình. Cảm ơn thật nhiều
ông Hà Đăng Sơn tại Công ty cổ phần Năng lượng và môi trường - RCEE-NIRAS là người
đầu tiên đã giúp tôi hiểu về những tính năng cơ bản của mô hình để từ đó tôi biết cách vận
dụng và phát triển nghiên cứu riêng cho mình.
Tôi cũng xin dành lời cảm ơn chân thành đến Viện Khoa học Năng lượng – Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Năng lượng – Bộ Công thương, Đại học
Điện lực cùng với Tập đoàn điện lực Việt Nam - EVN đã có những giúp đỡ quý báu, tạo
mọi điều kiện cho tác giả thu thập tài liệu, thiết lập và hoàn thiện mô hình, tham dự hội
thảo khoa học và có những ý kiến đóng góp hữu ích cho bản luận án này.


iii
Xin chân thành cảm ơn tập thể các giảng viên Viện Kinh tế và Quản lý, Bộ môn
Kinh tế Công nghiệp, Viện Đào tạo sau đại học của Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội,
những người thầy, người cô đã tận tình tham dự các buổi báo cáo từ bước xây dựng đề
cương nghiên cứu đến các chuyên đề và các bản dự thảo luận án để có những ý kiến đóng
góp quý báu và động viên, giúp đã tác giả hoàn thiện dần bản luận án của mình cho đến
ngày hôm nay.

Xin được bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám Hiệu trường Đại học Kinh tế & Quản trị
Kinh doanh – Đại học Thái Nguyên đã có những động viên khích lệ cả về vật chất và tinh
thần, để cho tôi đến ngày hôm nay hoàn thành được nhiệm vụ. Xin cảm ơn Ban Chủ nhiệm
Khoa và các đồng nghiệp trong Khoa Quản trị Kinh doanh, Bộ môn Phân tích Kinh doanh
đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ, chia sẻ công việc của bộ môn, của khoa để tôi dành nhiều
thời gian hơn cho nghiên cứu trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình và người chồng của tôi đã
cùng tôi chia sẻ những khó khăn trong suốt quá trình nghiên cứu. Cảm ơn các đồng nghiệp
và bạn bè của tôi, những người luôn tin rằng những nỗ lực của tôi sẽ được ghi nhận và đã
động viên giúp đỡ tôi trong suốt chặng đường dài vừa qua.
Trân trọng cảm ơn!


iv

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................................... iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................................. viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ............................................................................. x
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ....................................................... xi
MỞ ĐẦU............................................................................................................................... 1
1 Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................. 1
2 Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................................... 7
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 7
4 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................... 7
5 Đóng góp mới về khoa học và thực tiễn của luận án ..................................................... 8
6 Kết cấu của Luận án ....................................................................................................... 9
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN .............................................................................................. 10

1.1 Tổng quan về phát triển nguồn điện từ năng lượng tái tạo ....................................... 10
1.1.1 Các khái niệm cơ bản...................................................................................... 10
1.1.2 Vai trò của Năng lượng tái tạo ........................................................................ 11
1.1.3 Đặc điểm Năng lượng tái tạo .......................................................................... 13
1.1.4 Các nguồn năng lượng tái tạo có thể sử dụng cho phát điện .......................... 16
1.2 Tổng quan tình hình và xu hướng sử dụng năng lượng tái tạo cho phát điện trên thế
giới .................................................................................................................................. 17
1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu có liên quan........................................................... 21
1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................................... 21
1.3.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới ................................................................. 27
1.3.3 Khoảng trống nghiên cứu và câu hỏi nghiên cứu ........................................... 29
Kết luận Chương 1 .......................................................................................................... 31
CHƯƠNG 2 CỞ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUY HOẠCH NGUỒN ĐIỆN VÀ CÁC MÔ
HÌNH SỬ DỤNG TRONG QUY HOẠCH NGUỒN ĐIỆN ........................................... 32
2.1 Cơ sở lý thuyết về Quy hoạch nguồn điện ................................................................ 32
2.1.1 Khái niệm, nội dung và trình tự các bước Quy hoạch nguồn điện ................. 32
2.1.2 Yêu cầu về dữ liệu cho Quy hoạch nguồn điện .............................................. 34
2.1.3 Các phương pháp toán học sử dụng trong Quy hoạch nguồn điện ................. 35
2.1.3.1 Bài toán quy hoạch tổng quát ............................................................. 35
2.1.3.2 Phương pháp quy hoạch tuyến tính .................................................... 35
2.1.3.3 Phương pháp quy hoạch phi tuyến ..................................................... 36


v
2.1.3.4 Phương pháp quy hoạch động ............................................................ 37
2.2 Một số mô hình sử dụng trong Quy hoạch nguồn điện............................................. 39
2.2.1 Mô hình EFOM-ENV ..................................................................................... 39
2.2.2 Mô hình WASP.............................................................................................. 41
2.2.3 Mô hình STRATEGIST .................................................................................. 43
2.2.4 Mô hình MARKAL ........................................................................................ 45

2.2.5 Mô hình MESSAGE ....................................................................................... 46
2.2.6 Mô hình LEAP ................................................................................................ 47
2.3 Đánh giá, lựa chọn mô hình ...................................................................................... 52
Kết luận Chương 2 .......................................................................................................... 54
CHƯƠNG 3 TIỀM NĂNG VÀ HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN NGUỒN ĐIỆN TỪ
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO CỦA VIỆT NAM ................................................................. 55
3.1 Tiềm năng nguồn năng lượng tái tạo ........................................................................ 55
3.1.1 Tiềm năng nguồn thuỷ điện nhỏ ..................................................................... 55
3.1.2 Tiềm năng nguồn năng lượng gió ................................................................... 55
3.1.3 Tiềm năng nguồn năng lượng mặt trời ........................................................... 56
3.1.4 Tiềm năng nguồn năng lượng sinh khối ......................................................... 58
3.1.5 Tiềm năng nguồn năng lượng địa nhiệt .......................................................... 58
3.1.6 Tổng hợp tiềm năng nguồn năng lượng tái tạo ............................................... 59
3.2 Hiện trạng phát triển nguồn điện Việt Nam .............................................................. 59
3.3 Hiện trạng phát triển nguồn điện từ năng lượng tái tạo ............................................ 61
3.3.1 Hiện trạng phát triển điện gió ......................................................................... 62
3.3.2 Hiện trạng phát triển điện mặt trời.................................................................. 65
3.3.3 Hiện trạng phát triển thủy điện nhỏ, điện sinh khối và điện địa nhiệt ............ 66
CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH XÁC ĐỊNH CƠ CẤU NGUỒN ĐIỆN TỪ NĂNG
LƯỢNG TÁI TẠO TRONG QUY HOẠCH NGUỒN ĐIỆN VIỆT NAM ĐẾN NĂM
2030 ..................................................................................................................................... 69
4.1 Thiết lập mô hình toán học ....................................................................................... 69
4.1.1 Hàm mục tiêu .................................................................................................. 69
4.1.2 Các ràng buộc ................................................................................................. 74
4.2 Các bước tính toán của mô hình ............................................................................... 76
4.3 Thiết lập cây dữ liệu trong mô hình .......................................................................... 78
4.3.1 Dữ liệu đầu vào của mô hình .......................................................................... 78
4.3.2 Kết quả đầu ra của mô hình ............................................................................ 78
4.3.3 Cây dữ liệu của mô hình ................................................................................. 79
4.4 Cơ sở dữ liệu cho mô hình ........................................................................................ 80

4.4.1 Khả năng cung cấp các nguồn nhiên liệu, năng lượng cho phát điện ............. 80
4.4.1.1 Nguồn than ......................................................................................... 80


vi
4.4.1.2 Nguồn dầu, khí thiên nhiên ................................................................ 81
4.4.1.3 Nguồn thủy điện lớn ........................................................................... 83
4.4.1.4 Nguồn Uranium .................................................................................. 83
4.4.1.5 Nguồn năng lượng tái tạo ................................................................... 84
4.4.2 Tình hình xuất nhập khẩu điện năng............................................................... 84
4.4.3 Các số liệu dự báo ........................................................................................... 85
4.4.3.1 Dự báo về phát triển kinh tế - xã hội và nhu cầu điện năng ............... 85
4.4.3.2 Dự báo xu hướng phát triển công nghệ các nhà máy điện ................. 88
4.4.3.3 Dự báo giá nhiên liệu cho sản xuất điện ............................................ 93
4.4.3.4 Dự báo lượng phát thải và chi phí phát thải ....................................... 95
Kết luận Chương 4 .......................................................................................................... 97
CHƯƠNG 5 XÂY DỰNG KỊCH BẢN VÀ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CƠ CẤU
NGUỒN ĐIỆN TỪ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TRONG QUY HOẠCH NGUỒN
ĐIỆN VIỆT NAM ĐẾN NĂM 2030 ................................................................................. 99
5.1 Căn cứ xây dựng và đề xuất kịch bản tính toán ........................................................ 99
5.2 Kết quả tính toán cơ cấu nguồn điện từ năng lượng tái tạo .................................... 102
5.2.1 Kịch bản tự do cạnh tranh (BAU) ................................................................. 102
5.2.2 Kịch bản tỉ lệ điện từ năng lượng tái tạo theo Quy hoạch (PDP) ................. 105
5.2.3 Kịch bản giới hạn lượng phát thải CO2 (LOWC) ......................................... 109
5.2.4 Kịch bản xu thế phát triển nguồn điện từ NLTT (TREND) ......................... 113
5.3 Nhận xét kết quả nghiên cứu và bàn luận ............................................................... 121
5.3.1 Cơ cấu công suất và điện năng từ nguồn năng lượng tái tạo ........................ 121
5.3.2 Chi phí hệ thống và lượng phát thải CO2 ...................................................... 125
5.3.3 Đề xuất cơ cấu nguồn điện từ năng lượng tái tạo ......................................... 128
5.3.4 Chi phí quy dẫn cho sản suất 1kWh điện từ năng lượng tái tạo ................... 132

5.4 Một số giải pháp thúc đẩy phát triển nguồn điện từ năng lượng tái tạo ................. 135
5.4.1 Giải pháp về cơ chế, chính sách hỗ trợ đầu tư phát triển .............................. 136
5.4.2 Giải pháp về phát triển nguồn nhân lực ........................................................ 140
5.4.3 Giải pháp tài chính và huy động nguồn vốn ................................................. 140
5.4.4 Tăng cường hợp tác quốc tế trong lĩnh vực năng lượng tái tạo .................... 141
Kết luận Chương 5 ........................................................................................................ 141
KẾT LUẬN ...................................................................................................................... 145
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ......................... 148
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 149
PHẦN PHỤ LỤC ................................................................................................................. 1
Phụ lục 3.1 Danh sách các dự án điện gió ở Việt Nam..................................................... 2
Phụ lục 3.2 Ứng dụng điện mặt trời nối lưới tại Việt Nam ............................................. 4
Phụ lục 4.1: Danh mục các nguồn điện hiện có trong Hệ thống điện Việt Nam (2010) .. 5


vii
Phụ lục 4.2: Danh mục các dự án nguồn điện đã và có khả năng vào vận hành giai đoạn
2011- 2030 ........................................................................................................................ 7
Phụ lục 4.3: Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật năm 2014-2030 ........................................... 13
Phụ lục 4.4: Nhu cầu điện các ngành giai đoạn 2015-2030 ............................................ 18
Phụ lục 4.5 Công suất lắp đặt tối đa các nguồn điện theo Quy hoạch điện VII ............. 19
Phụ lục 5.1 Công suất lắp đặt các nhà máy kịch bản BAU (MW) ................................. 24
Phụ lục 5.2 Công suất lắp đặt các nhà máy kịch bản PDP (MW) .................................. 31
Phụ lục 5.3 Công suất lắp đặt các nhà máy kịch bản LOWC (MW) .............................. 38
Phụ lục 5.4 Công suất lắp đặt các nhà máy kịch bản TREND1 (MW) .......................... 45
Phụ lục 5.5 Công suất lắp đặt các nhà máy kịch bản TREND2 (MW) .......................... 52
Phụ lục 5.6 Cơ cấu công suất lắp đặt nguồn điện từ NLTT các kịch bản (%) ................ 59
Phụ lục 5.7 Cơ cấu điện sản xuất theo dạng nhiên liệu/năng lượng các kịch bản (%) ... 60
Phụ lục 5.8 Chi phí hệ thống các kịch bản (tỷ USD) ...................................................... 62
Phụ lục 5.9 Phát thải CO2 các kịch bản (triệu tấn) ......................................................... 62

viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 Dự báo phát triển nguồn điện và nhu cầu than cho nhiệt điện .................................. 2
Bảng 2 Tổng hợp tiềm năng, khả năng khai thác các nguồn NLTT ..................................... 3
Bảng 1.1 Tác động môi trường của các nguồn năng lượng ................................................. 12
Bảng 1.2 Chi phí quy dẫn của các nguồn phát điện ............................................................ 15
Bảng 1.3 Công suất lắp đặt và tốc độ tăng trưởng nguồn điện từ NLTT trên thế giới ........ 18
Bảng 1.4 Danh sách 10 nước dẫn đầu trên thế giới về sản xuất điện từ NLTT (2011) ....... 18
Bảng 1.5 Cơ cấu nguồn điện từ NLTT trong Quy hoạch điện VII ..................................... 22
Bảng 1.6 Tỷ trọng điện năng sản xuất từ các loại nhà máy điện (%) .................................. 26
Bảng 2.1 Bảng tổng hợp đặc điểm và tính năng của các mô hình ..................................... 53
Bảng 3.1 Tiềm năng kỹ thuật thủy điện nhỏ theo dải công suất.......................................... 55
Bảng 3.2 Tiềm năng kỹ thuật năng lượng gió của Việt Nama ............................................. 56
Bảng 3.3 Tiềm năng năng lượng gió tại độ cao 80m........................................................... 56
Bảng 3.4 Tổng xạ mặt trời trung bình ngày trong năm và số giờ nắng của một số khu vực
khác nhau ở Việt Nam ......................................................................................................... 57
Bảng 3.5 Tiềm năng lý thuyết điện mặt trời ........................................................................ 57
Bảng 3.6 Tổng hợp tiềm năng địa nhiệt theo các vùng ...................................................... 58
Bảng 3.7 Tổng hợp khả năng khai thác các nguồn NLTT cho sản xuất điện ..................... 59
Bảng 3.8 Công suất nguồn và cơ cấu nguồn điện từ NLTT ................................................ 61
Bảng 4.1 Trữ lượng than đã xác minh ................................................................................. 81
Bảng 4.2 Khả năng khai thác khí đến năm 2030 ................................................................. 82
Bảng 4.3 Trữ lượng và tiềm năng dầu ................................................................................. 82
Bảng 4.4 Khả năng khai thác các nguồn NLTT cho sản xuất điện đến năm 2030 ............. 84
Bảng 4.5 Dự báo phát triển kinh tế - xã hội kịch bản cơ sở ................................................ 86
Bảng 4.6 Nhu cầu điện năng giai đoạn 2015-2030 (Đơn vị: TWh) .................................... 87
Bảng 4.7 Tỷ lệ tổn thất điện năng và tự dùng..................................................................... 88

Bảng 4.8 Suất đầu tư nhà máy điện gió của một số quốc gia .............................................. 89
Bảng 4.9 Công suất, chi phí lắp đặt và chi phí sản xuất điện gió (2010-2014) ................... 89
Bảng 4.10 Công suất, chi phí lắp đặt và chi phí sản xuất điện mặt trời (2010-2014) ......... 90
Bảng 4.11 Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các nhà máy điện năm 2014 và 2030................. 93
Bảng 4.12 Giá nhiên liệu hóa thạch cho sản xuất điện ........................................................ 95


ix
Bảng 4.13 Phát thải khí nhà kính năm 2010 và ước lượng năm 2020, 2030 ....................... 96
Bảng 5.1 Kết quả tính toán kịch bản BAU ........................................................................ 104
Bảng 5.2 Kết quả tính toán kịch bản PDP ......................................................................... 106
Bảng 5.3 Công suất lắp đặt nguồn điện từ NLTT và Công suất bổ sung từng năm đến 2030
kịch bản PDP (MW) .......................................................................................................... 108
Bảng 5.4 Kết quả tính toán kịch bản LOWC ..................................................................... 110
Bảng 5.5 Công suất lắp đặt nguồn điện từ NLTT và Công suất bổ sung từng năm đến 2030
kịch bản LOWC (MW) ...................................................................................................... 112
Bảng 5.6 Kết quả tính toán kịch bản TREND1 ................................................................. 114
Bảng 5.7 Công suất lắp đặt nguồn điện từ NLTT và Công suất bổ sung từng năm đến 2030
kịch bản TREND1 (MW) .................................................................................................. 116
Bảng 5.8 Kết quả tính toán kịch bản TREND2 ................................................................. 118
Bảng 5.9 Công suất lắp đặt nguồn điện từ NLTT và Công suất bổ sung từng năm đến 2030
kịch bản TREND2 (MW) .................................................................................................. 120
Bảng 5.10 Cơ cấu công suất và điện năng từ nguồn NLTT, phát thải CO2, chi phí hệ thống
các kịch bản ....................................................................................................................... 122
Bảng 5.11 So sánh cơ cấu nguồn điện từ NLTT với Quy hoạch điện VII điều chỉnh ...... 124
Bảng 5.12 Mối quan hệ giữa lượng phát thải và chi phí hệ thống các kịch bản................ 127
Bảng 5.13 Cơ cấu điện sản xuất từ NLTT theo chi phí giảm phát thải tăng dần ............. 128
Bảng 5.14 Cơ cấu nguồn điện từ NLTT các kịch bản ....................................................... 131
Bảng 5.15 Chi phí quy dẫn trung bình cho 1kWh điện sản xuất các kịch bản .................. 132
Bảng 5.16 Đề xuất mức trợ giá tối thiểu cho nguồn điện sản xuất từ NLTT .................... 134

x

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1 Cơ cấu công suất nguồn điện năm 2014 .................................................................... 3
Hình 1.1 Tiêu thụ các loại năng lượng trên thế giới năm 2013 [68] ................................... 17
Hình 1.2 Công suất, điện năng từ NLTT trên thế giới và dự báo (Kịch bản cơ sở) ............ 20
Hình 1.3 Mô hình SIMESLEAP tính toán tối ưu hệ thống năng lượng Việt Nam ............. 25
Hình 2.1 Cấu trúc của quy hoạch hệ thống năng lượng [26] .............................................. 32
Hình 2.2 Sơ đồ khối của EFOM-ENV [46], [57] ................................................................ 40
Hình 2.3 Sơ đồ khối của WASP [46], [59] .......................................................................... 42
Hình 2.4 Sơ đồ khối của STRATEGIST [6] ....................................................................... 44
Hình 2.5 Sơ đồ khối của MARKAL [32] ............................................................................ 46
Hình 2.6 Sơ đồ phân tích tổng quan khi tính tối ưu trên MESSAGE [13] .......................... 47
Hình 2.7 Giao diện phần mềm LEAP [70] .......................................................................... 48
Hình 2.8 Sơ đồ khối của LEAP [70], [71] ........................................................................... 50
Hình 2.9 Quá trình tối ưu hóa trong LEAP ....................................................................... 50
Hình 3.1 Nhu cầu tiêu thụ điện các ngành (2000-2014) [27] .............................................. 60
Hình 3.2 Cơ cấu nguồn điện theo công suất lắp đặt 2011-2013 [27] .................................. 60
Hình 3.3 Một số hình ảnh các tuabin gió đã xây dựng ở Việt Nam [47] ............................ 63
Hình 3.4 Dự án điện mặt trời tại đảo Trường Sa [47] ........................................................ 66
Hình 3.5 Sự phát triển điện mặt trời nối lưới tại Việt Nam ................................................. 66
Hình 4.1 Các bước tính toán xác định cơ cấu nguồn điện từ NLTT ................................... 76
Hình 4.2 Cấu trúc dữ liệu trong môđun Demand và Transformation................................. 79
Hình 4.3 Cân đối cung – cầu than trong nước cho nhiệt điện đến năm 2030 [6] ................ 81
Hình 4.4 Tiềm năng kinh tế - kĩ thuật nguồn thủy điện [6] ................................................. 83
Hình 4.5 Tỉ lệ tổn thất điện năng toàn hệ thống (2006-2014) [27]...................................... 87
Hình 4.6 Suất đầu tư Pin mặt trời trung bình của một số quốc gia năm 2014 [69] ............. 90
Hình 4.7 Chi phí sản xuất điện từ NLTT trung bình thế giới đến năm 2025 [69]............... 91

Hình 4.8 Tuổi thọ trung bình các loại hình nhà máy điện [6], [27] .................................. 92
Hình 5.1 Cơ cấu công suất và điện năng từ nguồn NLTT các kịch bản ............................ 121
Hình 5.2 Tổng chi phí hệ thống và phát thải CO2 các kịch bản ........................................ 125
Hình 5.3 Tỷ lệ phát thải CO2/Chi phí hệ thống các kịch bản ............................................ 127
Hình 5.4 Chi phí quy dẫn cho 1kWh điện sản xuất giai đoạn 2015-2030 ......................... 133


xi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
AAECP
ASEAN
BAU
CDM
DO
DSM
ĐBSH
ĐBSMK
EFOM-ENV
ETB
EU
EVN
FO
GDP
GHG
GIZ
GNP
GT
IE
INDCs

IPCC
IRENA
KH&CN
KNK
LEAP
LNG
LPG
LULUCF
MAED
MARKAL
MESSAGE

ASEAN/Australia Economic Cooperation Programme - Chương trình hợp
tác kinh tế ASEAN/Australia
Association of Southeast Asian Nations - Hiệp Hội các quốc gia Đông Nam Á
Business-as-Usual - Kịch bản phát triển bình thường
Clean Development Mechanism - Cơ chế phát triển sạch
Diesel Oil – Dầu Diesel
Quản lý nhu cầu sử dụng điện
Đồng bằng sông Hồng
Đồng bằng sông MêKông
Energy Flow and Optimization Model - Environment
Energy Toolbox
European Union - Liên minh Châu Âu
Viet Nam Electricity - Tập đoàn Điện lực Việt Nam
Fuel Oil - Dầu nhiên liệu
Gross Domestic Product - Tổng sản phẩm quốc nội
Greenhouse Gas - Hiệu ứng khí nhà kính
Tổ chức hợp tác phát triển Cộng hòa Liên bang Đức
Gross National Product - Tổng sản phẩm quốc dân

Gas Turbine
(Institute of Energy) Viện Năng lượng - Bộ Công Thương
Intended Nationally Determined Contributions - Đóng góp dự kiến do
quốc gia tự quyết định
Intergovernmental Panel on Climate Change - Ủy ban Liên Chính phủ về
Biến đổi khí hậu
The International Renewable Energy Agency
Khoa học và Công nghệ
Khí nhà kính
Long-range Energy Alternatives Planning system
Liquefied Natural Gas - Khí tự nhiên hóa lỏng
Liquefied Petroleum Gas - Khí dầu mỏ hóa lỏng
Land Use, Land-Use Change and Forestry - Sử dụng đất, thay đổi sử
dụng đất và lâm nghiệp
Model for Analysis of the Energy Demand
MARKET Allocation
Model for Energy supply strategy Alternatives and their General
Environmental Impacts


xii
MILP
MOIT
MOST
NĐ
NGCC
NGT
NLTT
NOOA
NPV

NREL
O&M
OCT
PDP
PDPAT
PECC
PP
RE
RTSH
SEI
TĐN
TNHH
TPP
UNFCCC
UNIDO
VLXD
VND
VNIHM
WASP
WB

Mixed-integer linear programming - Qui hoạch nguyên bộ phận
Ministry of Industry and Trade - Bộ Công thương
Ministry of Science and Technology - Bộ Khoa học & Công nghệ
Nhiệt điện
Natural Gas Combined-Cycle
Natural Gas Turbines
Năng lượng tái tạo
Cơ quan Thông tin Khí quyển và Đại dương Mỹ
Net Present Value - Giá trị hiện tại ròng

National Renewable Energy Laboratory
Chi phí vận hành và bảo dưỡng
Oil Combustion Turbines
Power Development Planning - Quy hoạch Điện
Power Development Assistant Tool
Công ty Cổ phần tư vấn xây dựng điện
Power Plant - Nhà máy điện
Renewable energy
Rác thải sinh hoạt
Stockholm Envinronment Institute
Thủy điện nhỏ
Trách nhiệm hữu hạn
Thermal Power Plant - Nhà máy nhiệt điện
Công ước khung của LHQ về biến đổi khí hậu
United Nations Industrial Development Organization - Tổ chức phát triển
công nghiệp Liên hiệp quốc
Vật liệu xây dựng
Việt Nam đồng
Viện Khí tượng Thuỷ văn Quốc gia Việt Nam
Wien Automatic System Planning Package
World Bank - Ngân hàng thế giới


1

MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Năng lượng là cơ sở hạ tầng, là động lực cho sự phát triển kinh tế - xã hội của một
quốc gia. Một nguồn cung cấp năng lượng đầy đủ và bền vững là một trong những chìa
khoá quyết định tăng trưởng kinh tế. Điều này đồng nghĩa với chính sách năng lượng là

một phần mở rộng của chính sách quốc gia. Ngược lại, chính sách quốc gia là tiêu chuẩn
để đánh giá và thiết lập một chính sách năng lượng. Chính vì vậy, quy hoạch năng lượng
cần phải được quan tâm đặc biệt.
Việt Nam là một trong những nước đang phát triển ở Đông Nam Á có nhu cầu sử
dụng điện đang tăng cao để phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá đất nước. Tuy nhiên, hệ
thống điện của nước ta hiện nay chủ yếu vẫn đang sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch là
than, dầu và khí cho phát điện. Kết quả của việc lựa chọn này đó là, bên cạnh việc phải đối
mặt với sự thiếu hụt nguồn năng lượng hóa thạch này do trữ lượng đang dần cạn kiệt thì
việc sử dụng năng lượng hóa thạch đang gây ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường.
Trong khi đó, Việt Nam được biết đến là một nước có tiềm năng rất lớn về nguồn năng
lượng tái tạo (NLTT) nhưng hiện tại mới chỉ khai thác và sử dụng một tỷ lệ rất nhỏ do
phần lớn các dự án NLTT có tính sinh lợi thấp, công nghệ lắp đặt còn phức tạp nên chưa
hấp dẫn được cả người sử dụng lẫn nhà đầu tư. Cho đến nay số các dự án có tầm cỡ và quy
mô ở nước ta có rất ít, tỷ trọng công suất lắp đặt các nhà máy điện sản xuất từ NLTT trong
tổng công suất đặt của cả hệ thống còn rất khiêm tốn.
Mặc dù Việt Nam đã có nhiều nỗ lực thúc đẩy phát triển NLTT và việc phát triển
nguồn điện từ NLTT đã được quan tâm trong các Quy hoạch phát triển Điện lực quốc gia
gần đây, đặc biệt là Quy hoạch điện VII [6] nhưng cơ cấu nguồn điện từ NLTT được đưa
ra trong Quy hoạch vẫn chưa được cụ thể cho từng nguồn NLTT và chưa tương xứng với
tiềm năng nguồn NLTT ở nước ta đồng thời chưa đáp ứng được mục tiêu đề ra về phát
triển nguồn điện từ NLTT trong Chiến lược phát triển NLTT của Việt Nam đến năm 2030,
tầm nhìn đến năm 2050 mới được phê duyệt [39], Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh
[38] và Cam kết của Việt Nam trong Hội nghị Thượng đỉnh Liên Hợp quốc về Biến đổi khí
hậu (Thỏa thuận Paris) [35], Chiến lược quốc gia về biến đổi khí hậu [37]. Trong bối cảnh


2
hiện nay, tăng cường sử dụng nguồn năng lượng sạch này đang là xu thế sử dụng của các
nước trên thế giới bởi vai trò quan trọng và những ưu việt chúng, đồng thời công nghệ sản
xuất điện từ NLTT đang dần có khả năng cạnh tranh với các nguồn năng lượng truyền

thống. Chính vì vậy, việc gia tăng tỷ lệ điện năng sản xuất từ NLTT là một đòi hỏi tất yếu
cho sự phát triển của Hệ thống điện Việt Nam cần được đưa vào cụ thể hơn trong Quy hoạch
nguồn điện Việt Nam để phù hợp với tiềm năng nguồn NLTT và Chiến lược phát triển
NLTT của nước ta. Những nội dung chi tiết dưới đây sẽ minh chứng cụ thể hơn cho những lý
do được đề cập ở trên.


Nhu cầu điện của Việt Nam tăng cao trong khi khả năng cung cấp than
trong nước cho sản xuất điện hạn chế

Nhu cầu điện năng của Việt Nam trong thời gian tới được dự báo là rất lớn và tăng
rất nhanh, kéo theo đó là nhu cầu than sử dụng trong nước cho những năm tới là vô cùng
lớn. Tuy nhiên, khả năng cấp than cho sản xuất cho đến năm 2030 thì chỉ đạt được 32,4%
so với nhu cầu cho phương án cao và và 28,35% so với nhu cầu cho phương án cơ sở. Điều
này được thể hiện qua bảng 1 dưới đây.
Năm

Bảng 1 Dự báo phát triển nguồn điện và nhu cầu than cho nhiệt điện
2015
2020
2025
2030

Tổng công suất (MW)
Phương án cao
Phương án cơ sở
Điện sản xuất (GWh)
Phương án cao
Phương án cơ sở
Trong đó: Nhiệt điện than

Tổng công suất (MW)
Điện sản xuất (GWh)
Tiêu thụ than (tr.tấn)
Khả năng cung cấp (tr.tấn)

33.426
30.803

57.180
52.040

88.401
77.084

132.201
110.215

210.852
194.304

361.945
329.412

561.506
849.621

833.817
695.147

15.000

85
32
28

32.000
156
78
36

45.000
246
118
61

77.000
394
171
63

Nguồn: [6]


Việt Nam có tiềm năng nguồn NLTT đa dạng, phong phú

Sử dụng năng lượng hóa thạch cho sản xuất điện gây phát thải khí nhà kính lớn,
trong khi đó Việt Nam có tiềm năng nguồn NLTT khá đa dạng và phong phú. Số liệu về
tiềm năng nguồn NLTT có thể khai thác cho sản xuất điện của nước ta thể hiện trong bảng
sau:

3
Bảng 2 Tổng hợp tiềm năng, khả năng khai thác các nguồn NLTT
Loại nguồn

Tiềm năng

1. Thủy điện nhỏ

> 4.000 MW
WB: 513.360 MW; EVN: 1.785 MW;
PECC3: 10.637 MW

2. Gió
3. Mặt trời

4-5 kWh/m2/ngày

4. Sinh khối

1.000-2.000 MW

5. Địa nhiệt
Nguồn: [2], [3], [25], [45], [80]

200-400 MW

Như vậy, tiềm năng có thể khai thác nguồn NLTT ở nước ta vào khoảng
4.015,1MW thủy điện nhỏ, 2.000MW điện sinh khối, 400MW điện địa nhiệt, 45kWh/m2/ngày điện mặt trời. Riêng điện gió thì có nhiều tài liệu đánh giá ở mức độ khác
nhau. Theo Worldbank, tiềm năng điện gió của Việt Nam vô cùng lớn, khoảng
513.360MW, theo PECC3 con số này là 10.637MW, còn theo EVN đánh giá tiềm năng

điện gió chỉ cho ven bờ là 1.785MW.


Tỷ lệ điện năng sản xuất từ năng lượng tái tạo hiện còn thấp

Theo báo cáo của Trung tâm điều độ Hệ thống điện Quốc gia năm 2015 [44], nhiệt
điện chiếm 54,15% công suất nguồn theo loại nhiên liệu (trong đó nhiệt điện than 28,88%,
nhiệt điện khí 21,85% và nhiệt điện dầu 3,42%); thủy điện 39,96% và 5,9% là NLTT như
thủy điện nhỏ, biomass, rác thải sinh hoạt và gió. Điều này được minh họa trong hình 1.1.
NLTT
5,89%
Thủy điện
39,96%

Nhiệt điện
than
28,88%
Nhiệt
điện khí
21,85%

Nhiệt điện
dầu
3,41%

Hình 1 Cơ cấu công suất nguồn điện năm 2014


Cơ cấu nguồn điện từ NLTT trong Quy hoạch chưa cụ thể và tương xứng
với tiềm năng, mục tiêu phát triển

Cụ thể, trong Quyết định số 1208/QĐ-TTg [6] đặt ra mục tiêu là: “Ưu tiên phát
triển nguồn năng lượng tái tạo cho sản xuất điện, tăng tỷ lệ điện năng sản xuất từ nguồn
năng lượng này từ mức 3,5% năm 2010, lên đến 4,5% tổng điện năng sản xuất vào năm


4
2020 và 6,0% vào năm 2030”. Về Quy hoạch phát triển nguồn điện: “Ưu tiên phát triển
điện gió từ mức không đáng kể hiện nay lên khoảng 1.000MW vào năm 2020, khoảng
6.200MW vào năm 2030”; “Phát triển điện sinh khối, đồng phát điện tại các nhà máy
đường đến năm 2020, nguồn điện này có tổng công suất khoảng 500MW nâng lên
2.000MW vào năm 2030”.
Tuy nhiên, cơ cấu nguồn điện từ NLTT vẫn chưa được cụ thể cho từng nguồn
NLTT như thủy điện nhỏ, điện mặt trời, địa nhiệt, đồng thời so với tiềm năng nguồn NLTT
của nước ta thì con số này có thể gia tăng hơn nữa để phù hợp hơn với Chiến lược phát
triển về NLTT, Chiến lược tăng trưởng xanh và Thỏa thuận Paris trong điều kiện chi phí
cho sản xuất điện từ NLTT ngày càng giảm mạnh và có thể cạnh tranh với nguồn điện từ
năng lượng hóa thạch như hiện nay. Cho đến nay, Việt Nam đã ban hành một số chính sách
khuyến khích, định hướng phát triển NLTT. Đây được xem là những căn cứ pháp lý để
thúc đẩy, gia tăng hơn nữa tỉ lệ điện sản xuất từ NLTT trong Hệ thống điện Việt Nam.
Theo Quyết định 1393/QĐ-Ttg [38] nhiệm vụ chiến lược đặt ra đó là: Giảm cường
độ phát thải khí nhà kính và thúc đẩy sử dụng năng lượng sạch, NLTT theo những chỉ tiêu
chủ yếu sau:
- Giai đoạn 2011 - 2020: Giảm cường độ phát thải khí nhà kính 8 - 10% so với mức 2010,
giảm tiêu hao năng lượng tính trên GDP 1 - 1,5% mỗi năm. Giảm lượng phát thải khí nhà
kính trong các hoạt động năng lượng từ 10% đến 20% so với phương án phát triển bình
thường. Trong đó mức tự nguyện khoảng 10%, 10% còn lại mức phấn đấu khi có thêm hỗ
trợ quốc tế.
- Định hướng đến năm 2030: Giảm mức phát thải khí nhà kính mỗi năm ít nhất 1,5 - 2%,
giảm lượng phát thải khí nhà kính trong các hoạt động năng lượng từ 20% đến 30% so với

phương án phát triển bình thường. Trong đó mức tự nguyện khoảng 20%, 10% còn lại là
mức khi có thêm hỗ trợ quốc tế.
- Định hướng đến năm 2050: Giảm mức phát thải khí nhà kính mỗi năm 1,5 - 2%.
Đẩy mạnh khai thác có hiệu quả và tăng tỷ trọng các nguồn NLTT trong sản xuất
và tiêu thụ năng lượng của quốc gia. Áp dụng các công cụ thị trường nhằm thúc đẩy thay
đổi cơ cấu và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, khuyến khích sử dụng các loại nhiên
liệu sạch, hỗ trợ phát triển NLTT, có lộ trình xóa bỏ bao cấp đối với nhiên liệu hóa thạch,
đảm bảo nguyên tắc cạnh tranh, minh bạch, hiệu quả.
Theo Quyết định số 2081/QĐ-TTg [39] mục tiêu đặt ra là: “Thu hút mọi nguồn lực


5
đầu tư phát triển lưới điện để cung cấp điện với chất lượng bảo đảm tại khu vực nông
thôn, miền núi, hải đảo nhằm tạo điều kiện cho người dân khu vực nông thôn, vùng sâu,
vùng xa, vùng đồng bào dân tộc ít người, vùng có điều kiện kinh tế-xã hội đặc biệt khó
khăn được sử dụng điện để sản xuất và phục vụ đời sống”. Mục tiêu tổng quát: Giai đoạn
2016 - 2020: Hoàn thành việc đưa điện đến hầu hết các hộ dân nông thôn trong toàn quốc;
Đầu tư phát triển lưới điện để cung cấp điện lưới quốc gia cho đồng bào dân tộc tại các xã,
thôn, bản chưa có điện có suất đầu tư không quá cao; Đầu tư cấp điện bằng các nguồn điện
tại chỗ (nguồn NLTT, trạm nạp ắc quy...) cho các thôn, bản đặc biệt khó khăn không thể
cấp điện từ lưới điện quốc gia hoặc cấp điện từ lưới điện quốc gia có chi phí quá lớn.
Theo Quyết định số 2068/QĐ-TTg [39] chiến lược phát triển năng lượng của Việt
Nam đó là: Khuyến khích huy động mọi nguồn lực từ xã hội và người dân cho phát triển
NLTT để tăng cường khả năng tiếp cận nguồn năng lượng hiện đại, bền vững, tin cậy với
giá cả hợp lý cho mọi người dân; đẩy mạnh phát triển và sử dụng nguồn NLTT, tăng nguồn
cung cấp năng lượng trong nước, từng bước gia tăng tỷ trọng nguồn NLTT trong sản xuất
và tiêu thụ năng lượng quốc gia nhằm giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch,
góp phần đảm bảo an ninh năng lượng, giảm nhẹ biến đổi khí hậu, bảo vệ môi trường và
phát triển kinh tế - xã hội bền vững. Mục tiêu chiến lược:
- Từng bước nâng cao tỷ lệ tiếp cận nguồn năng lượng sạch và điện năng của người dân

khu vực nông thôn, miền núi, vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo.
- Phát triển và sử dụng nguồn NLTT góp phần thực hiện các mục tiêu môi trường bền vững
và phát triển nền kinh tế xanh:
- Giảm nhẹ phát thải KNK trong các hoạt động năng lượng so với phương án phát
triển bình thường: khoảng 5% vào năm 2020; 25% năm 2030 và 45% năm 2050.
- Tăng sản lượng điện sản xuất từ NLTT từ khoảng 58 tỷ kWh năm 2015 lên đạt khoảng
101 tỷ kWh vào năm 2020, khoảng 186 tỷ kWh vào năm 2030 và khoảng 452 tỷ kWh vào
năm 2050. Tỷ lệ điện năng sản xuất từ NLTT trong tổng điện năng sản xuất toàn quốc tăng
từ khoảng 35% vào năm 2015 tăng lên khoảng 38% vào năm 2020; đạt khoảng 32% vào
năm 2030 và khoảng 43% vào năm 2050.
Đặc biệt, trong Hội nghị thượng đỉnh của Liên Hợp quốc về Biến đổi khí hậu (COP
21) diễn ra từ 30/11/2015-11/12/2015 tại Paris [35], Việt Nam đã cam kết: cắt giảm 8%
lượng phát thải KNK so với kịch bản phát triển thông thường vào năm 2030. Và có thể
giảm tiếp đến 25% nếu nhận được sự hỗ trợ quốc tế từ các hợp tác song phương và đa
phương. Đây là một cam kết đóng góp chung của nước ta vào Thỏa thuận Paris.


6
Như vậy, vấn đề đảm bảo nhu cầu năng lượng an ninh và phát triển bền vững, sử
dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả theo [33] là những thách thức có tính thời đại. Để
giảm bớt khó khăn về nguồn năng lượng và giảm thiểu ảnh hưởng xấu tới môi trường, việc
phát triển và sử dụng các nguồn NLTT đã trở thành chiến lược của hầu hết các quốc gia
trên thế giới và ở nước ta. Với tiềm năng to lớn của NLTT Việt Nam, để đạt được những
mục tiêu và nhiệm vụ chiến lược đã đặt ra thì vai trò của NLTT cần phải được nhìn nhận,
đánh giá một cách đúng đắn và quan tâm thích đáng hơn để NLTT phát triển cả về số
lượng và chất lượng. Với những yêu cầu mới trong quá trình phát triển năng lượng bền
vững, đặc biệt để đáp ứng yêu cầu của các Quy hoạch, Chiến lược đã đặt ra, quan tâm đúng
mức tới phát triển NLTT thì việc lựa mô hình tính toán thị phần đóng góp của NLTT sao
cho hợp lý để phục vụ cho phát triển năng lượng, kinh tế, xã hội là hết sức cần thiết. Với
thực trạng đó, một sự mở rộng cụ thể và hợp lý vai trò của NLTT trong hệ thống năng

lượng nói chung và hệ thống điện nói riêng là điều thiết yếu trong mục tiêu phát triển bền
vững và an ninh năng lượng quốc gia đồng thời góp phần thực hiện những chiến lược và
thỏa thuận quan trọng mà nước ta đã đặt ra.
Việc tính toán cơ cấu các nguồn năng lượng thực chất là công tác quy hoạch
nguồn điện trong hệ thống điện. Việc sử dụng mô hình nào để tính toán cho phù hợp
trong điều kiện thiếu thông tin, dữ liệu về năng lượng như ở nước ta và đảm bảo có tính
đến vai trò quan trọng của NLTT cần được xem xét bởi mỗi một mô hình có những ưu,
nhược điểm riêng. Ở nước ta hiện nay có một số chương trình đang được sử dụng trong
công tác quy hoạch hệ thống năng lượng, hệ thống điện hay quy hoạch nguồn điện như:
EFOM, MARKAL, MESSAGE, WASP, STRATEGIST, LEAP... Do vậy, để phù hợp với
mục đích nghiên cứu, luận án sẽ tiến hành so sánh đặc điểm của các mô hình để lựa chọn
ra mô hình phù hợp, từ đó bổ sung những thủ tục tính toán cần thiết, lựa chọn các kịch
bản có ý nghĩa, các điều kiện về kinh tế - xã hội - năng lượng - môi trường được đưa vào
đầy đủ với các ràng buộc có ý nghĩa về nhu cầu năng lượng, năng lực hoạt động của các
nhà máy, lượng nhiên liệu có thể được sử dụng và giới hạn lượng phát thải để tính toán
xác định cơ cấu của các nguồn NLTT trong quy hoạch phát triển nguồn điện Việt Nam.
Chính vì vậy Luận án đã lựa chọn đề tài: ”Nghiên cứu phát triển nguồn điện từ
năng lượng tái tạo trong Quy hoạch nguồn điện Việt Nam đến năm 2030” nhằm xây
dựng một mô hình quy hoạch nguồn điện phù hợp đảm bảo cho phép tính toán cơ cấu
nguồn điện từ NLTT trong hệ thống điện thỏa mãn các điều kiện ràng buộc đặt ra và xác
định chi phí hệ thống để đạt được cơ cấu đó.


7

2 Mục tiêu nghiên cứu


Xây dựng mô hình xác định cơ cấu phát triển nguồn điện từ NLTT trong quy
hoạch nguồn điện Việt Nam đến năm 2030 thỏa mãn các ràng buộc đặt ra, phù

hợp với chiến lược phát triển NLTT của Việt Nam và bảo vệ môi trường.



Xác định chi phí nền kinh tế phải bỏ ra khi gia tăng cơ cấu nguồn điện từ NLTT
trong quy hoạch nguồn điện Việt Nam đến năm 2030.

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
+ Đối tượng nghiên cứu
- Hệ thống điện và các nguồn năng lượng phục vụ cho phát điện ở Việt Nam.
- Các mô hình sử dụng trong quy hoạch nguồn điện.
- Các chiến lược, chính sách phát triển năng lượng.
- Các công nghệ sản xuất điện từ năng lượng truyền thống và NLTT.
+ Phạm vi nghiên cứu
- Sử dụng số liệu nghiên cứu về Hệ thống điện, nguồn NLTT và công nghệ sản
xuất điện từ NLTT đến năm 2014 và những dự báo đến năm 2030.
- Các nguồn điện từ NLTT được đề cập trong tính toán của nghiên cứu: thủy
điện nhỏ, điện gió, điện mặt trời, điện sinh khối và điện địa nhiệt.

4 Phương pháp nghiên cứu
* Cách tiếp cận: Trên cơ sở cập nhật thông tin, kết hợp với những mô hình Quy hoạch
nguồn điện, kết quả nghiên cứu đã có, Luận án tiếp cận từng bước:
- Xem xét đặc điểm, đánh giá ưu - nhược điểm của một số mô hình sử dụng trong quy
hoạch nguồn điện từ đó đề xuất mô hình phù hợp có xét đến sự tham gia cụ thể của
nguồn điện từ NLTT cho quy hoạch nguồn điện Việt Nam.
- Tổng hợp và đánh giá về hiện trạng, tiềm năng nguồn nhiên liệu/năng lượng truyền
thống, NLTT và dự báo công nghệ phát triển, các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật của các nhà máy
điện nhằm xây dựng cơ sở dữ liệu cho quy hoạch nguồn điện Việt Nam đến năm 2030.
- Sử dụng mô hình đề xuất và các luận cứ khoa học kết hợp với tính năng tối ưu mới của
phần mềm từ đó xây dựng và tính toán các kịch bản phát triển nguồn điện theo hướng

giảm phát thải khí CO2 trên cơ sở gia tăng cơ cấu nguồn điện từ NLTT.


8
* Phương pháp nghiên cứu:
+ Phương pháp tiếp cận hệ thống: Luận án sử dụng phương pháp tiếp cận hệ thống nhằm
có cái nhìn tổng thể về những vấn đề liên quan đến phát triển nguồn điện từ NLTT trong
hệ thống điện và hệ thống năng lượng Việt Nam khi quy hoạch nguồn điện Việt Nam đến
năm 2030 phù hợp với chiến lược phát triển NLTT Việt Nam và muc tiêu quốc gia về
ứng phó với biến đổi khí hậu, tăng trưởng xanh.
+ Phương pháp thu thập số liệu: Luận án sử dụng số liệu thứ cấp.
+ Phương pháp phân tích, tổng hợp và xử lý số liệu: Nghiên cứu sử dụng phương pháp
mô hình toán kinh tế, cụ thể là mô hình LEAP cho quy hoạch nguồn điện kết hợp phần
mềm máy tính để tính toán tối ưu xác định sự tham gia của các nguồn năng lượng cho
sản xuất điện vào hệ thống.
Đồng thời nghiên cứu sử dụng các phương pháp thống kê, phân tích tổng hợp hệ
thống phục vụ cho xây dựng tư liệu, số liệu và phân tích, đánh giá kết quả tính toán.

5 Đóng góp mới về khoa học và thực tiễn của luận án
+ Đóng góp mới về khoa học


Luận án sẽ góp phần tổng quan tình hình nghiên cứu có liên quan, hệ thống hóa cơ
sở lý thuyết về quy hoạch nguồn điện và các mô hình sử dụng trong quy hoạch
nguồn điện.



Xem xét kinh nghiệm thực tiễn để đánh giá đặc điểm, ưu - nhược điểm của một số
mô hình quy hoạch nguồn điện đã và đang được sử dụng trên thế giới và ở Việt Nam

từ đó đề xuất sử dụng mô hình quy hoạch nguồn điện phù hợp về kinh tế - năng
lượng - môi trường cho phép gia tăng cơ cấu nguồn điện từ NLTT.



Luận án xây dựng các luận cứ khoa học thông qua xây dựng, tính toán và đề xuất áp
dụng kịch bản phát triển nguồn điện Việt Nam theo hướng giảm phát thải khí CO 2
trên cơ sở gia tăng cơ cấu nguồn điện từ NLTT với cơ sở dữ liệu cập nhật kết hợp sử
dụng tính năng tối ưu mới của phần mềm.



Luận án góp phần bổ sung, làm phong phú khoa học quản lý năng lượng nói chung
và phương pháp luận xây dựng quy hoạch nguồn điện nói riêng phù hợp với xu thế
phát triển năng lượng của thế giới và chiến lược phát triển năng lượng của Việt Nam,
làm giàu thêm tài liệu nghiên cứu về NLTT.


9
+ Đóng góp mới về thực tiễn


Luận án nghiên cứu khá chi tiết việc tính toán xác định cơ cấu nguồn điện từ NLTT
trong quy hoạch phát triển nguồn điện Việt Nam giai đoạn 2015 – 2030 (không gộp
chung thành một biến tổng hợp mà nghiên cứu tính toán cụ thể cho 5 nguồn NLTT là
thủy điện nhỏ, gió, mặt trời, sinh khối và địa nhiệt) với dữ liệu cập nhật về hiện
trạng, tiềm năng, và dự báo về công nghệ phát triển, các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật
của các nhà máy điện.



Luận án tính toán chi tiết mức chi phí mà nền kinh tế phải bỏ ra để đạt được cơ cấu
nguồn điện từ NLTT trong các kịch bản và khuyến nghị mức trợ giá tối thiểu cho sản
xuất điện từ các nguồn NLTT.



Kết quả nghiên cứu của luận án có giá trị tham khảo cho công tác hoạch định chính
sách, chiến lược phát triển năng lượng, phát triển nguồn điện và NLTT của Việt
Nam. Ngoài ra kết quả nghiên cứu này có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho học
tập, nghiên cứu trong lĩnh vực Quản lí năng lượng và xây dựng quy hoạch năng
lượng; Quy hoạch Hệ thống điện; Quy hoạch nguồn điện.

6 Kết cấu của Luận án
Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, Tài liệu tham khảo và Phụ lục, nội dung Luận án
được trình bày cụ thể trong 5 chương:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Cơ sở lý thuyết về quy hoạch nguồn điện và các mô hình sử dụng
trong quy hoạch nguồn điện
Chương 3: Tiềm năng và hiện trạng phát triển nguồn điện từ năng lượng tái tạo
của Việt Nam
Chương 4: Đề xuất mô hình xác định cơ cấu nguồn điện từ năng lượng tái tạo
trong quy hoạch nguồn điện Việt Nam đến năm 2030.
Chương 5: Xây dựng kịch bản và kết quả tính toán xác định cơ cấu nguồn điện từ
năng lượng tái tạo trong quy hoạch nguồn điện Việt Nam đến năm 2030.


10

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về phát triển nguồn điện từ năng lượng tái tạo
1.1.1 Các khái niệm cơ bản


Khái niệm phát triển nguồn điện
Theo Từ điển tiếng Việt [49], phát triển là “biến đổi hoặc làm cho biến đổi từ ít đến

nhiều, hẹp đến rộng, thấp đến cao, đơn giản đến phức tạp, làm cho tốt hơn lên”. Như vậy,
"phát triển" là từ dùng để chỉ sự biến đổi của sự vật, hiện tượng từ trạng thái tồn tại cũ sang
trạng thái tồn tại mới, đó là sự biến đổi cả về chất và lượng của sự vật, hiện tượng.
Như vậy, phát triển nguồn điện phát triển cả về lượng và về chất của các thiết bị có
khả năng cung cấp điện năng cho các dụng cụ tiêu thụ điện ở mạch ngoài. Phát triển về
lượng đó là sự gia tăng về số lượng, quy mô của các thiết bị, các nhà máy điện hay đó là sự
gia tăng về công suất nguồn phát. Phát triển về chất ở đây đó là nâng cao hiệu quả hoạt
động, chất lượng của các nhà máy, thiết bị cung cấp điện năng như giảm suất đầu tư, tăng
hiệu suất hoạt động, giảm tổn thất điện năng, tăng tuổi thọ … hay thay đổi cơ cấu công
suất nguồn điện hay cơ cấu điện năng theo hướng hợp lý hơn hoặc tối ưu.


Khái niệm năng lượng tái tạo (NLTT)
Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng NLTT là tách một phần năng lượng từ các quy

trình diễn tiến liên tục trong một thời gian dài trên Trái Đất để đưa vào sử dụng kỹ thuật.
Theo [75], “Năng lượng tái tạo là năng lượng tự nhiên mà nguồn cung cấp không
hạn chế”.
Theo [83] “Năng lượng tái tạo (năng lượng tái sinh) là năng lượng thu được từ
những nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn”.
“Vô hạn” ở đây có nghĩa là nguồn cung cấp không hạn chế do năng lượng tồn tại
nhiều đến mức không thể trở thành cạn kiệt vì sự sử dụng của con người (như năng lượng

Gió, năng lượng Mặt Trời) hoặc là năng lượng có khả năng tự tái tạo trong thời gian ngắn
và liên tục trong quá trình diễn tiến trên Trái Đất (như năng lượng sinh khối). “Tái tạo” có


11
nghĩa là khôi phục lại, làm đầy lại, dùng để chỉ đến các chu kỳ tái tạo mà đối với con người
là ngắn đi rất nhiều (như khí sinh học so với năng lượng hóa thạch). Chu kỳ tái tạo của
chúng có thời gian tương đương thời gian chúng được sử dụng.
Trong điều kiện của Việt Nam khi tính giá điện [4], ”Năng lượng tái tạo là năng
lượng được sản xuất từ các nguồn như thuỷ điện nhỏ, gió, mặt trời, địa nhiệt, thuỷ triều,
sinh khối, khí chôn lấp rác thải, khí của nhà máy xử lý rác thải và khí sinh học”.


Khái niệm phát triển nguồn điện từ năng lượng tái tạo
Với khái niệm về phát triển, phát triển nguồn điện và NLTT như trên thì phát triển

nguồn điện từ NLTT là phát triển cả về lượng và về chất của các thiết bị có khả năng sử
dụng nguồn năng lượng từ tự nhiên mà nguồn cung cấp không hạn chế để cung cấp điện
năng cho các dụng cụ tiêu thụ điện ở mạch ngoài.
Cụ thể, phát triển về lượng ở đây đó là sự gia tăng về số lượng, quy mô của các
thiết bị, các nhà máy điện sử dụng nguồn NLTT hay đó là sự gia tăng về công suất lắp đặt,
công suất phát của các nguồn điện từ NLTT. Phát triển về chất ở đây đó là nâng cao hiệu
quả hoạt động, chất lượng của các nhà máy, thiết bị sử dụng NLTT để cung cấp điện năng
như giảm suất đầu tư, tăng hiệu suất hoạt động, giảm tổn thất điện năng, tăng tuổi thọ …
hay thay đổi cơ cấu công suất nguồn điện từ NLTT hay cơ cấu điện năng từ NLTT theo
hướng hợp lý hơn hoặc tối ưu.
1.1.2 Vai trò của Năng lượng tái tạo
NLTT đã và đang từng bước đóng một vai trò quan trọng trong tổng tiêu thụ năng
lượng cuối cùng của các nước trên thế giới. Trong khi dự báo về các nguồn nhiên liệu hóa
thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt sẽ cạn kiệt trong tương lai gần, giá cả vì thế có thể ngày

càng tăng cao do sự khai thác khó khăn và do các chi phí bảo vệ môi trường bắt buộc. Bởi
nguồn cung không ổn định và những tác động môi trường nghiêm trọng khi sử dụng nguồn
năng lượng hóa thạch gây ra thì việc thúc đẩy sử dụng NLTT càng trở nên cấp thiết. NLTT
trở thành nguồn năng lượng thay thế vô cùng hữu ích, đóng vai trò quan trọng trong hệ
thống năng lượng của mọi quốc gia. Cụ thể, sử dụng NLTT đem lại những lợi ích sau [18]:
- Góp phần giảm phát thải khí nhà kính (KNK), bảo vệ môi trường, giảm thiểu biến
đổi khí hậu, sự nóng lên của trái đất & phát thải khí CO2 ... đáp ứng mục tiêu phát triển bền
vững đất nước. Đặc biệt, để đáp ứng mục tiêu của Chính phủ trong Chiến lược Quốc gia về
Tăng trưởng xanh đó là giảm cường độ phát thải KNK và thúc đẩy sử dụng năng lượng