Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kinh tế: 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

Chuyên ngành: Quản lý Công nghiệp
Mã số: 62340414

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KINH TẾ

Hà Nội – 2017


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

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

Phản biện 1: GS. TS NGUYỄN VĂN SONG
Phản biện 2: PGS. TS LÊ CÔNG HOA
Phản biện 3: PGS. TS NHÂM VĂN TOÁN

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá Luận án tiến sĩ
cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Vào hồi …..giờ, ngày……tháng…..năm ……

Có thể tìm hiểu Luận án tại thư viện:
1. Thư viện Tạ Quang Bửu – Trường ĐHBK Hà Nội
2. Thư viện Quốc gia Việt Nam


1

MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
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 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 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. Mặc dù đã có
nhiều nỗ lực thúc đẩy phát triển NLTT, nhưng 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 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 [5] 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 [40], Chiến
lược quốc gia về tăng trưởng xanh [37] và Cam kết của Việt Nam
trong Hội nghị Thượng đỉnh Liên Hợp quốc về Biến đổi khí hậu (Thỏa
thuận Paris) [36]. Trong bối cảnh 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 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. Do đó, 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”


2

2 Mục tiêu nghiên cứu, câu hỏi nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu:
 Xây dựng mô hình xác định cơ cấu cụ thể nguồn điện từ NLTT trong
Hệ thống điện của Việt Nam thỏa mãn các ràng buộc đặt ra.
 Xác định chi phí nền kinh tế phải bỏ ra khi gia tăng cơ cấu nguồn
điện từ NLTT trong Hệ thống điện.
Câu hỏi nghiên cứu:
1. Mô hình phù hợp có thể sử dụng để xác định cơ cấu tối ưu nguồn
điện từ NLTT trong quy hoạch phát triển nguồn điện Việt Nam?

2. Cơ cấu tối ưu nguồn điện từ NLTT cho phát điện của Việt Nam đến
năm 2030 thỏa mãn các điều kiện ràng buộc theo từng kịch bản?
3. Tổng chi phí cần thiết để đạt được cơ cấu tối ưu nguồn điện từ
NLTT theo từng kịch bản được xây dựng?
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, các công nghệ sản xuất điện từ NLTT
+ Phạm vi nghiên cứu
Sử dụng số liệu nghiên cứu về Hệ thống điện, nguồn NLTT và công
nghệ NLTT đến năm 2015 và những dự báo đến năm 2030; Các
nguồn NLTT được xem xét: thủy điện nhỏ, gió, mặt trời, sinh khối,
địa nhiệt.
4 Phương pháp nghiên cứu
+ Phương pháp thu thập số liệu: Sử dụng số liệu thứ cấp
+ Phương pháp phân tích, xử lý số liệu: Luận án sử dụng phương pháp
tiếp cận hệ thống trong quy hoạch nguồn điện và phân tích đặc tính
nguồn NLTT để xác định cơ cấu nguồn điện từ NLTT.
Cụ thể nghiên cứu sử dụng phương pháp mô hình toán kinh
tế 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 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

3

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 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 và tính
toán các kịch bản phát triển nguồn điện và đề xuất áp dụng kịch bản
phát triển nguồn điện Việt Nam theo hướng giảm phát thải khí CO2
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.
+ 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. 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 Nội dung nghiên cứu
Ngoài Mở đầu, Kết luận, Tài liệu tham khảo và Phụ lục, nội
dung Luận án được trình bày cụ thể trong 4 chương:
Chương 1: Tổng quan


4

Chương 2: Cơ sở lý thuyết về Quy hoạch nguồn điện và các mô hình
sử dụng trong Quy hoạch nguồn điện
Chương 3: 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 4: 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
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về Năng lượng tái tạo
1.1.1 Khái niệm Năng lượng tái tạo
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”.

Trong điều kiện của Việt Nam để tính giá điện, ”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 [3].
1.1.2 Vai trò của Năng lượng tái tạo
Góp phần giảm phát thải, bảo vệ môi trường; đáp ứng nhu cầu
năng lượng, tăng sự đa dạng trong cung cấp năng lượng; Giảm sự phụ
thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và năng lượng nhập khẩu; Cung cấp
các lợi ích quan trọng về sức khỏe cộng đồng.
1.1.3 Đặc điểm của Năng lượng tái tạo
NLTT có tiềm năng phong phú, đa dạng, là nguồn năng lượng
sạch; Tuy nhiên, NLTT có đặc điểm thường không ổn định và ảnh
hưởng phạm vi rộng; NLTT đòi hỏi công nghệ và chi phí đầu tư ban
đầu cao; Nhưng NLTT đang xu thế phát triển của năng lượng thế giới
hiện nay.
1.1.4 Các nguồn NLTT có thể sử dụng cho phát điện
Đó là: thủy điện nhỏ, năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng
lượng sinh khối, năng lượng địa nhiệt, năng lượng thủy triều.
1.2 Tổng quan tình hình và xu hướng sử dụng NLTT trên thế giới
Với sự phát triển của khoa học công nghệ, việc sử dụng NLTT
thay thế dần năng lượng truyền thống là việc làm mà thời đại đang
hướng tới và đang thực hiện.


5

1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu có liên quan
1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
- Quy hoạch điện (QHĐ) VI và QHĐ VII được thực hiện qua giải bài
toán quy hoạch bằng việc sử dụng các mô hình tính toán quy hoạch

STRATEGIST và PDPAT II [5].
Bảng 1.5 Cơ cấu nguồn điện NLTT trong QHĐ VII
Năm
2020
2030
Cơ cấu công suất nguồn
5,6%
9,4%
Trong đó:
Điện gió
1.000MW
6.200MW
Điện sinh khối
500MW
2.000MW
Cơ cấu điện sản xuất (%)
4,5%
6,0%
Nguồn: [5]
Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam, Trung tâm Khoa học tự
nhiên và Công nghệ quốc gia, Bộ môn Kinh tế năng lượng Đại học
Bách Khoa – Hà Nội đã nghiên cứu tối ưu phát triển nguồn điện sử
dụng mô hình WASP [12], [47]. Đây cũng là mô hình thông dụng đã
được sử dụng cho nghiên cứu quy hoạch phát triển tối ưu các nguồn
điện Việt Nam để xây dựng Quy hoạch điện IV, V và VI cũng như
trong nhiều nghiên cứu khác ở Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam.
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cũng đã sử
dụng mô hình EFOM-ENV để tính toán trong các đề tài nghiên cứu.
Tuy nhiên, khi áp dụng vào nước ta gặp nhiều khó khăn do số liệu
thống kê và dự báo chưa đầy đủ.

Tuy nhiên, việc nghiên cứu ứng dụng các mô hình trên khảo sát
NLTT cũng vẫn còn đơn giản, chưa mô tả rõ và tính toán đầy đủ, chi
tiết sự tham gia của NLTT cho cụ thể từng nguồn mà được gộp chung
vào một biến tổng hợp, chưa tính đến chi phí môi trường trong hàm
mục tiêu.
Trong luận án của TS. Nguyễn Quốc Khánh (2005) [67] mô hình
MARKAL đã được lựa chọn để làm công cụ phân tích. Tuy nhiên, đây
là một nghiên cứu tính toán chung cho toàn bộ hệ thống năng lượng
với mục tiêu chủ yếu là dự báo nhu cầu cung cấp năng lượng tối ưu
dài hạn cho Việt Nam giai đoạn 1995-2030. Với các kịch bản về
NLTT, tác giả ấn định nhu cầu sử dụng nguồn NLTT là 10% tổng nhu
cầu năng lượng cho các năm.
Luận án của TS. Phan Diệu Hương [32] đã sử dụng mô hình


6

MARKAL với mục tiêu nhằm đánh giá các tác động khi thay đổi các
ràng buộc về môi trường đến quy hoạch năng lượng tổng thể. Nghiên
cứu này đã xem xét ở phạm vi rộng hơn là đến toàn bộ Hệ thống năng
lượng chứ không đi sâu xét riêng cho Hệ thống điện và nguồn điện.
Luận án của TS. Đỗ Tiến Minh (2011) [72] đã sử dụng mô hình
MARKAL để phân tích lộ trình năng lượng tương lai cho Việt Nam và
đánh giá tác động lâu dài về kinh tế, việc làm, tiền lương, năng lượng
và lượng phát thải CO2 cho các ngành kinh tế giai đoạn 2000-2050.
Tuy nhiên, nghiên cứu này tập trung về đánh giá tác động của các
chính sách kinh tế chứ không tính toán cụ thể cơ cấu tối ưu các nguồn
năng lượng cho Hệ thống năng lượng hay Hệ thống điện do vậy ở đây
nguồn NLTT chỉ được được phân tích thông qua một biến tổng hợp là
các nguồn năng lượng khác.

Mô hình LEAP được Viện Năng lượng sử dụng trong nghiên
cứu đề tài [12]. Đề tài sử dụng mô hình SIMPLE-E để dự báo nhu cầu
năng lượng từ năm 2009 - 2030 và sử dụng MESSAGE để tính toán
tối ưu tổng chi phí toán hệ thống để lựa chọn phương án có tổng chi
phí nhỏ nhất. Cuối cùng, dùng LEAP để tính toán tối ưu tìm ra các
giải pháp tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải. Mô hình này được
đặt tên là mô hình SIMESLEAP.
1.3.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
- Nghiên cứu của Wenjia Cai, Can Wang*, Ke Wang, Ying Zhang,
Jining Chen (2007) [74] đã sử dụng LEAP để đánh giá tiềm năng giảm
phát thải CO2 của ngành điện Trung Quốc thông qua việc xây dựng và
phân tích ba kịch bản giai đoạn 2000-2030. Tuy nhiên, đây chỉ là kết
quả nhận được sau khi đưa các dữ liệu đầu vào để LEAP tính toán chứ
không phải là kết quả tối ưu cho toàn bộ ngành điện.
- Luận án tiến sĩ của David Mora Fernando Alvarez năm 2012 cũng sử
dụng LEAP kết hợp với MESSAGE nhằm đưa ra kết quả tối ưu về lộ
trình mở rộng và công nghệ NLTT mới cho phát điện quy mô lớn ở
Colombia đến năm 2050 với chi phí thấp nhất.
- Nghiên cứu của Nyun-Bae Park, Sun-Jin Yun và Eui-Chan Jeon*
(2013) [66] đã phân tích hệ thống năng lượng, môi trường và tính khả
thi về mặt kinh tế của các kịch bản điện Hàn Quốc đến năm 2050. Tuy
nhiên nghiên cứu này chỉ đơn thuần sử dụng LEAP phiên bản 2008,
tận dụng tính mở, dễ thay đổi dữ liệu đầu vào để tính toán chứ chưa
tính tối ưu hệ thống.
* Nhận xét: Việc tính toán cơ cấu nguồn điện từ NLTT được đưa ra


7

trong Quy hoạch và một số nghiên cứu nhưng do mục tiêu nghiên cứu

khác nhau nên cơ cấu này vẫn chưa được mô tả rõ và tính toán đầy đủ,
cụ thể cho từng nguồn NLTT mà mà thông thường được gộp chung
vào một biến tổng hợp và chưa tương xứng với tiềm năng nguồn
NLTT ở nước ta, chưa đáp ứng được mục tiêu đề ra về phát triển
nguồn điện từ NLTT trong Chiến lược phát triển NLTT của Việt Nam
[40], Chiến lược Tăng trưởng xanh [37] và Cam kết của Việt Nam
trong Thỏa thuận Paris [36], chưa phù hợp với xu hướng phát triển
công nghệ sản xuất điện từ NLTT đang dần cạnh tranh được với công
nghệ sản xuất điện từ năng lượng truyền thống. Chính vì vậy, việc xây
dựng được một mô hình quy hoạch nguồn điện phù hợp, với phần
mềm được sử dụng phù hợp trong điều kiện số liệu thống kê và dự báo
chưa đầy đủ như ở nước ta là nội dung được đặt ra.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUY HOẠCH NGUỒN
ĐIỆN VÀ CÁC MÔ HÌNH SỬ DỤNG TRONG QUY HOẠCH
NGUỒN ĐIỆN
2.1 Cơ sở lý thuyết về Quy hoạch nguồn điện
2.1.1 Khái niệm, nội dung và trình tự các bước Quy hoạch nguồn điện
Quy hoạch nguồn điện là bài toán để trả lời các câu hỏi: Nhà
máy điện mới công nghệ sản xuất điện nào và sử dụng loại nhiên
liệu/năng lượng gì? Công suất đặt của nhà máy bao nhiêu là phù hợp?
Khi nào nhà máy cần được xây dựng để đảm bảo tiến độ vào vận hành?
Bài toán chọn cấu trúc tối ưu trong quy hoạch nguồn điện thường
sử dụng phương pháp mô hình hóa toán học kết hợp máy tính. Quá
trình giải gồm 3 bước:
1.Thành lập hàm mục tiêu và những hàm ràng buộc
2.Chọn phương pháp giải
3.Thống kê, gia công, xử lý số liệu ban đầu và áp dụng giải bài toán
2.1.2 Các dữ liệu yêu cầu trong quy hoạch điện
Dữ liệu về kinh tế - xã hội; Dữ liệu về các ngành tiêu thụ điện;
Dữ liệu về nguồn năng lượng; Dữ liệu về môi trường; Dữ liệu về công

nghệ sản xuất điện, truyền tải và phân phối.
2.1.3 Các phương pháp sử dụng trong Quy hoạch nguồn điện
Phương pháp quy hoạch tuyến tính, phương pháp quy hoạch
phi tuyến và phương pháp quy hoạch động.
2.2 Một số mô hình sử dụng trong Quy hoạch nguồn điện
Các mô hình được đưa ra nghiên cứu về xuất xứ, đặc điểm, tính


8

năng, mô hình toán học, thuật toán và phần mềm bao gồm: EFOMENV, WASP, STRATEGIST, MARKAL, MESSAGE và LEAP.
2.3 Đánh giá lựa chọn mô hình
Nhìn chung, các mô hình đều sử dụng phương pháp mô hình
toán kinh tế cho hệ thống năng lượng hay hệ thống điện, với hàm mục
tiêu là tối thiểu hàm chi phí trong thời gian quy hoạch dài hạn. Kết
quả cho ra các phương án tối ưu theo từng tập số liệu ban đầu được
chọn. Trong các các mô hình EFOM-ENV, WASP, MARKAL,
MESSAGE, LEAP thì mô hình LEAP được biết đến là dễ sử dụng, có
tính linh hoạt cao khi dữ liệu đầu vào có thể mở rộng hoặc hạn chế,
phù hợp trong điều kiện thiếu thông tin, dữ liệu về hệ thống năng
lượng như ở Việt Nam. Đặc biệt, rất nhiều mô hình phải mua bản
quyền sử dụng với chi phí rất cao nhưng với LEAP thì được miễn phí
sử dụng đối với các đối tượng là sinh viên và các nhà nghiên cứu.
Bảng 2.1 Đặc điểm của các mô hình sử dụng trong Quy hoạch nguồn điện
EFOMENV

WASP

STRATEGIST

MARKAL

QH tối
ưu
HTNL

QH tối
ưu
nguồn
điện

QH tối ưu hệ
thống điện

QH tối ưu
HTNL

Phương
pháp

QH tuyến
tính

QH
động

QH động

QH tuyến
tính

Phạm
vi

Quốc gia,
vùng

Quốc gia,
đa quốc
gia

Quốc gia, đa
vùng

Quốc gia, đa
quốc gia

Quốc gia,
đa vùng

Vùng, quốc
gia, đa quốc
gia

Dữ liệu
cần

Mở
rộng

Mở
rộng

Mở rộng (hạn chế)

Mở rộng

Mở rộng

Mở rộng
(hạn chế)

Tài liệu
hướng
dẫn

Ít tài
liệu

Nhiều

Rất ít

Ít (phải
mua)

Chi tiết

Rất nhiều

Yêu
cầu kỹ
năng

Cao

Rất cao

Hạn chế

Rất cao

Rất cao

Hạn chế, dễ
sử dụng

Khảo sát
môi
trường

Có

Không

Có

Có

Có

Có

Mục
đích

MESSAGE

LEAP

Phân tích cân
bằng cung cầu
QH tối ưu
hệ thống năng lượng; QH
năng lượng
tối ưu nguồn
điện
QH nguyên
QH tuyến
hỗn hợp
tính

QH: Quy hoạch; HTNL: Hệ thống năng lượng Nguồn: [12], [25], [54]
* Nhận xét: Mô hình LEAP đã tích hợp đầy đủ các tính năng cần thiết
trong công tác quy hoạch phát triển hệ thống năng lượng, hệ thống
điện và quy hoạch nguồn điện. Với những tính năng ưu việt trên, mô


9

hình LEAP đã được nghiên cứu sinh lựa chọn cho nghiên cứu của luận
án để tính toán xác định cơ cấu nguồn điện từ NLTT trong quy hoạch
nguồn điện Việt Nam đến năm 2030.

Hình 2.9 Giao diện phần mềm LEAP [70]
CHƯƠNG 3
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
3.1 Thiết lập mô hình toán học
3.1.1 Hàm mục tiêu
Chỉ tiêu tối ưu của bài toán là tổng chi phí hệ thống bao gồm
chi phí đầu tư (I), chi phí vận hành, bảo dưỡng (O&M), chi phí nhiên
liệu (F), chi phí môi trường (E) và giá trị thu hồi của chi phí đầu tư
cuối thời gian quy hoạch (S). Mỗi thành phần chi phí được quy dẫn về
thời điểm ban đầu của thời kì quy hoạch.
𝒇(𝑷)
𝑻

= ∑(
𝒕=𝒕𝟏

+

𝒖
𝟏
∑𝑵
𝒎=𝟏 ∑𝒇=𝟏 𝒂𝒎𝒇𝒕 𝑷 𝒎𝒇𝒕
𝒕−𝒕
(𝟏 + 𝒊) 𝟎

𝒋
𝑗
𝒖
𝟏
𝒋
𝒋
𝒋
𝑗
∑𝑵
𝒎=𝟏 ∑𝒇=𝟏 ∑𝒋=𝟎 [𝑽𝑨𝑹𝒎𝒇𝒕 ∗ (𝑷 𝑚𝑓𝑡 ∗ 𝒚 𝒎𝒇𝒕 ) + 𝑭𝑰𝑿𝒎𝒇𝒕 ∗ 𝑷𝒎𝒇𝒕 + 𝒈𝒎𝒇𝒕 ∗ (𝑷 𝒎𝒇𝒕 ∗ 𝑦 𝑚𝑓𝑡 /𝑚𝑓𝑡 )]

+

(𝟏 + 𝒊)𝒕−𝒕𝟎 +𝟎,𝟓
𝑗
𝒖 ∑1
𝒋
𝑗
∑𝑵
∑
(𝑷
∗𝑦
/

𝒎=𝟏 𝒇=𝟏 𝑗=0
𝑚𝑓𝑡 𝑚𝑓𝑡 )∗𝑬𝑭𝒎𝒇𝒕 ∗𝒒𝒄𝒐𝟐
𝒎𝒇𝒕
(𝟏+𝒊)𝒕−𝒕𝟎+𝟎,𝟓

−

𝒖
𝟏
∑𝑵
𝒎=𝟏 ∑𝒇=𝟏 𝒅𝒎𝒇 𝑷 𝒎𝒇𝒕

(𝟏+𝒊)𝒕−𝒕𝟎

)

 Min
Trong đó:
m
Chỉ số kí hiệu các nhà máy điện (m = ̅̅̅̅̅
𝟏, 𝑵)
N
Tổng số nhà máy điện dự kiến đưa vào khảo sát

(𝟏)


10

j
Chỉ số trạng thái hoạt động của nhà máy điện m;
j = 0 cho nhà máy điện hiện tại đang hoạt động,
j = 1 cho nhà máy điện được xây dựng mới.
f
Chỉ số kí hiệu loại nhiên liệu/năng lượng sử dụng cho các nhà

máy điện (f = ̅̅̅̅̅
𝟏, 𝒖)
u
Tổng số các loại nhiên liệu/năng lượng được sử dụng
v
Số nguồn NLTT; f = ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅
𝒖 − 𝒗 + 𝟏, 𝒖 cho các nguồn NLTT
T
Năm cuối thời kì quy hoạch (năm 2030)
t
Năm đưa nhà máy vào hệ thống (t = ̅̅̅̅̅̅
𝑡1 , 𝑻 ; t nhận các giá trị
2015, 2016, 2017, …, 2030);
t0
Năm cơ sở (năm 2014); t1 Năm mô phỏng đầu tiên (2015)
i
Tỉ suất chiết khấu (%)
amft
Suất đầu tư trên một đơn vị công suất lắp đặt của nhà máy
điện m sử dụng loại nhiên liệu/năng lượng f tại năm t (USD/MW).
P1mft
Công suất của nhà máy điện m sử dụng nhiên liệu/năng lượng
f được xây dựng mới tại năm t (MW).
VARmft Suất chi phí vận hành và bảo dưỡng biến đổi trên một đơn vị
điện năng sản xuất của nhà máy m sử dụng nhiên liệu/năng lượng f tại
năm t (USD/MWnăm)
Pjmft
Công suất của nhà máy điện m sử dụng nhiên liệu/năng lượng
f được đưa vào vận hành tại năm t (MW).
yjmft

Số giờ vận hành của nhà máy điện m sử dụng nhiên liệu/năng
lượng f trong năm t được quy đổi ra năm (năm).
Pjmft*yjmft
Lượng điện năng sản xuất của nhà máy điện m sử
dụng nhiên liệu/năng lượng f tại năm t (MWnăm).
FIXmft Suất chi phí vận hành và bảo dưỡng cố định của nhà máy m
sử dụng nhiên liệu/năng lượng f tại năm t (USD/MW)
gmft
Giá nhiên liệu loại f sử dụng cho nhà máy điện m tại năm t
(USD/MWnăm)
ƞ𝑗 𝑚𝑓𝑡 Hiệu suất của nhà máy m sử dụng nhiên liệu/năng lượng f tại năm t
EFmft Hệ số phát thải CO2 cho một đơn vị nhiên liệu tiêu thụ của
nhà máy điện m sử dụng nhiên liệu f ở năm t (tấn CO2/MWnăm)
qco2
Suất chi phí phát thải CO2 (USD/tấnCO2)
dmft
Hệ số giá trị thu hồi vốn trên một đơn vị công suất lắp đặt của nhà
máy điện m sử dụng loại nhiên liệu/năng lượng f tại năm t (USD/MW).
3.1.2 Các ràng buộc
 Ràng buộc về nhu cầu điện năng của hệ thống:
𝒖
𝟏
𝒋
𝒋
∑𝑵
(2)
𝒎=𝟏 ∑𝒇=𝟏 ∑𝒋=𝟎(𝑷 𝒎𝒇𝒕 ∗ 𝒚 𝒎𝒇𝒕 ) ≥ (𝑫𝒆𝒕 + 𝑻𝒅𝒕 )


11

Nhu cầu điện năng của hệ thống điện tại năm t (MWnăm)
Lượng tổn thất điện năng của hệ thống điện tại năm t (MWnăm)
 Ràng buộc về tổng công suất của hệ thống:
𝒖
𝟏
𝒋
∑𝑵
(3)
𝒎=𝟏 ∑𝒇=𝟏 ∑𝒋=𝟎 𝑷 𝒎𝒇𝒕 ≥ 𝑷𝒎𝒂𝒙𝒕 + 𝑷𝒅𝒑𝒕
Pmaxt Công suất phụ tải tối đa của hệ thống điện tại năm t (MW)
Pdpt
Công suất dự phòng của hệ thống điện tại năm t (MW)
 Ràng buộc về năng lực của nhà máy:
Det
Tdt

𝒋

𝒋

𝟎 ≤ 𝑷𝒎𝒇𝒕 ≤ 𝑷𝒎𝒇𝒕 𝒎𝒂𝒙

(4)

𝒋
𝑷𝒎𝒇𝒕 𝒎𝒂𝒙

Công suất tối đa của nhà máy điện m sử dụng loại nhiên
liệu/năng lượng f tại năm t (MW).

 Ràng buộc về nhiên liệu:
𝟏
𝒋
𝒋
𝒋
∑𝑻𝒕=𝒕𝟏 ∑𝑵
𝒎=𝟏 ∑𝒋=𝟎(𝑷 𝒎𝒇𝒕 ∗ 𝒚 𝒎𝒇𝒕 / 𝒎𝒇𝒕 ) ≤ 𝑳𝒇

(5)

Lf
Khả năng cung cấp nhiên liệu/năng lượng loại f trong thời
gian quy hoạch (MWnăm)
 Ràng buộc về phát thải:
𝑷𝒋 𝒎𝒇𝒕 ∗𝒚𝒋 𝒎𝒇𝒕
𝑵
∑𝒎=𝟏 ∑𝒖𝒇=𝟏 ∑𝟏𝒋=𝟎(
) ∗ 𝑬𝑭𝒎𝒇𝒕 ≤ 𝑻𝑪𝑶𝟐𝒎𝒂𝒙𝒕
(6)
ƞ𝒋
𝒎𝒇𝒕

Tco2max t Lượng phát thải CO2 của nhà máy m dùng nhiên liệu f tại
năm t (tấn)
3.2 Các bước tính toán của mô hình

Hình 3.1 Các bước tính toán xác định cơ cấu nguồn điện từ NLTT


12

3.3 Thiết lập cây dữ liệu trong mô hình
3.3.1 Dữ liệu đầu vào của mô hình
+ Dữ liệu về kinh tế - xã hội: Dữ liệu dân số quốc gia, tốc độ đô thị
hóa, Số người trung bình của 1 hộ gia đình. Dữ liệu về kinh tế: GDP,
tỷ suất chiết khấu, năm cơ sở, thời gian qui hoạch.
+ Dữ liệu về các ngành tiêu thụ điện: Khu vực Dân dụng sinh hoạt,
ngành Công nghiệp, ngành Nông nghiệp, Thương mại dịch vụ.
+ Dữ liệu về nguồn năng lượng: Chi phí cho các nguồn năng lượng sơ
cấp (than, khí tự nhiên, thủy điện, hạt nhân, gió, mặt trời, sinh khối,
địa nhiệt) và các nguồn năng lượng thứ cấp (điện nhập, dầu DO, dầu
FO) và khả năng cung cấp nhiên liệu.
+ Dữ liệu về công nghệ sản xuất điện, truyền tải và phân phối: Suất
chi phí đầu tư, chi phí vận hành và bảo dưỡng cố định, chi phí biến
đổi, hiệu suất, tuổi thọ của các nhà máy sản xuất điện, tỷ lệ tổn thất và
tỷ lệ tự dùng, công suất tối đa, tối thiểu.
+ Dữ liệu về môi trường: mức thuế cácbon, mức trần phát thải CO2.
3.3.2 Kết quả đầu ra của mô hình
Chi phí hệ thống cho sản xuất điện; Công suất và cơ cấu công suất;
Điện năng sản xuất và cơ cấu điện năng của từng nhà máy điện hoặc
theo loại nhiên liệu/năng lượng sử dụng; Lượng phát thải.
3.3.3 Cây dữ liệu của mô hình

Hình 3.3 Cấu trúc dữ liệu trong Demand và Transformation
3.4 Cơ sở dữ liệu cho mô hình
Trên cơ sở các nguồn điện hiện có trong Hệ thống điện Việt Nam
và các dự án nguồn điện có khả năng vào vận hành đến năm 2030 [5],
nghiên cứu sử dụng mô hình đã được thiết lập ở trên để xác định cơ cấu

13

nguồn điện từ NLTT trong quy hoạch nguồn điện Việt Nam đến năm
2030 với năm cơ sở là năm 2014.
3.4.1 Khả năng cung cấp các nguồn nhiên liệu, năng lượng cho phát điện
Bảng 3.10 Tổng hợp tiềm năng, khả năng khai thác các nguồn năng
lượng cho phát điện [2],[5],[6],[80],[48]
Loại nguồn
Tiềm năng, khả năng khai thác cho sản xuất điện
1. Than
6.140.683 (1.000 tấn) trong nước + nhập khẩu
2. Dầu, Khí
Dầu: 3,8-4,2 (109tấn TOE); Khí: 341,11 (tỉ m3)
3. Thủy điện lớn 19.000 – 21.000 MW
4. Thủy điện nhỏ Lý thuyết: >7.000 MW; Kỹ thuật: 4.015,1 MW
WB: 513.360 MW; EVN: 1.785 MW;
5. Gió
PECC3: 10.637 MW
6. Mặt trời
4-5 kWh/m2/ngày ~ 41 triệu MWp
1.000-2.000 MW
7. Sinh khối
8. Địa nhiệt
200-400 MW
3.4.2 Hiện trạng sử dụng nguồn năng lượng tái tạo cho phát điện
Bảng 3.11 Công suất nguồn giai đoạn 2010-2014 [44]
STT Nguồn ( MW)
2010
2012
2014

1
Thủy điện
7633 12009 13617
2
Than
2745
4900
9843
5
Khí
112
112
112
6
Dầu nhiệt
1059
1059
912
7
Tuabin khí
1837
6106
7334
8
Tuabin dầu
189
189
189
9
Dầu Diesel

62
62
62
10 Hạt nhân
0
0
0
11 Gió
0
30
46
12 Sinh khối
24
24
24
13 Mặt trời
0
0
1
14 Thủy điện nhỏ
438
986
1938
Tổng công suất (MW)
14.099 25.477 34.078
% NLTT
3,28
4,08
5,9
3.4.3 Tình hình xuất nhập khẩu điện năng

Năm 2015 lượng điện nhập từ Trung Quốc là 1,8 tỷ kWh. Dự
kiến năm 2016 EVN mua 1,2 tỷ kWh và trong thời gian tới, việc nhập
khẩu điện sẽ giảm, thay vào đó sẽ khai thác tối đa nguồn điện sản xuất
từ các nhà máy thủy điện, nhiệt điện than, dầu... và NLTT trong nước.


14

Về giá mua điện từ Trung Quốc, năm 2011 Việt Nam ký hợp
đồng mua điện với giá 5,8 cent/kWh, sang năm 2012, giá mua điện đã
tăng lên 6,08 cent/kWh (tương đương 1.300 đồng/kWh).
3.4.4 Tổng quan tình hình kinh tế - xã hội và các số liệu dự báo
Bảng 3.12 Dự báo phát triển kinh tế - xã hội KB cơ sở [5], [23]
Chỉ tiêu
ĐVT
2015
2020
2025
2030
96,0
100,1
102,42
Dân số quốc gia
Triệu người 91,377
Số HGĐ
Nghìn hộ
25.459
28.345
31.389
34.455

Đô thị hóa
%
33,6
37,1
40,7
44,4
Tốc độ tăng trưởng GDP
%
7,5
8,0
7,83
GDP
1012 VNĐ 3.097,8 4.551,7 6.635,45 9.673,16
GDP bình quân HGĐ
Triệu VNĐ 121,68 160,58 211,394 280,75
Tỷ trọng GDP ngành NN
%
16,93
14,33
10,6
9,26
Tỷ trọng GDP ngành DV
%
41,39
43,07
45,6
48,53
Tỷ trọng GDP ngành CN
%
41,68

42,60
43,8
42,22
Bảng 3.13 Nhu cầu điện năng giai đoạn 2015-2030 (TWh) [5],[13]
Ngành
2015 2020
2025
2030
Nông nghiệp
1,71
2,98
4,45
6,49
Thương mại-Dịch vụ
25,72
61,99 132,88 246,78
Dân dụng
44,13
61,32
84,09 111,78
Công nghiệp
84,39 141,81
206,4 282,99
Tổng (Det)
155,94 268,11 427,83 648,04
Bảng 3.14 Tỷ lệ tổn thất điện năng và tự dùng [5]
Năm
2015 2020 2025
2030
Tỷ lệ tổn thất (%)

9
8
7,5
7
Tỷ lệ tự dùng (%)
3,6
4,0
4,5
4,5
Bảng 3.18 Chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật các nhà máy điện [5],[23],[69]
Suất đầu tư
Tuổi Hiệu suất
amf
FIXmf
VARmf
(%)
(USD/kW) (USD/kW (USD/kWy) thọ
(năm)
2014 2030
2014 2030
25
38
Nhiệt điện dầu DO 600
15,4
40
37
30 28,5 38
Nhiệt điện dầu FO 1200
19,5
38,5

35
34
41
Nhiệt điện than
1300
42
18,4
25
37
38
Tuabin khí (TBK) 750
15,4
38,5
30
57
58
TBK hỗn hợp
1020
21,6
7,88
Loại nhà máy

Hệ số
khả
dụng
(%)
85
85
85
92

92


15
Thủy điện
Điện hạt nhân
Thủy điện nhỏ
Điện sinh khối
Điện địa nhiệt
Điện gió
Điện mặt trời

1648
2.800
1.700
1.800
1.800
2.560 1.280
3.500 1.550

13,44
66,2
40
70
51
15
60

0,0
18

0,0
0,0
0,0
0,0
0,0

60
40
30
30
30

93
34
30
34
20

30
25

30
21,6

95
90
32
90
50
80

44

Bảng 3.19 Giá nhiên liệu hóa thạch cho sản xuất điện [5], [18]
STT
1
2
3
4

Loại nhiên liệu
Than
Dầu
Khí
Uranium

Đơn vị
USD/tấn
USD/thùng
USD/106BTU
USD/kcal

Năm 2015
68,6
50
5,0
2

Năm 2030
105,33
100

9,14
2,5

Theo UESCAP, chính sách thuế cácbon là 10 USD/1tấn CO2
Bảng 3.20 Phát thải KNK năm 2010 và ước lượng năm 2020, 2030
(Triệu tấn CO2) [15]
Lĩnh vực
2010
2020
2030
Năng lượng
113,1
251,0
470,8
Trong đó: Nhiệt điện than
21
160
250
Nông nghiệp
65,8
69,5
72,9
LULUCF
-9,7
-20,1
-27,9
Tổng cộng
169,2
300,4
515,8

Nhận xét: Sau khi lựa chọn LEAP, Chương 3 Luận án đã xây
dựng mô hình xác định cơ cấu nguồn điện từ NLTT trong quy hoạch
nguồn điện Việt Nam đến năm 2030. Tuy nhiên, do Luận án được
nghiên cứu trong nhiều năm, thời gian quy hoạch nguồn điện trong dài
hạn, đồng thời vấn đề năng lượng lại có tính chất liên ngành, hệ thống,
làm cho các thông số dự báo về kinh tế - kỹ thuật, công nghệ của mô
hình tính toán cũng có nhiều biến động, thay đổi nhanh và liên tục.
Một số thông số dự báo như tốc độ tăng trưởng kinh tế ở bảng 3.12
hay tỷ lệ tổn thất điện năng, tỷ lệ tự dùng ở bảng 3.14 ... sẽ có chênh
lệch so với hiện trạng phát triển nền kinh tế hiện nay và số liệu dự báo
mới. Do đó, trong giới hạn nghiên cứu, Luận án chỉ đưa ra một số kịch
bản nghiên cứu điển hình dựa trên cơ sở dữ liệu dự báo của Quy
hoạch điện VII. Kết quả tính toán của mô hình này sẽ được phân tích
và luận giải trong Chương 4 của Luận án.

30
30


16

CHƯƠNG 4
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
4.1 Xây dựng kịch bản
1. Kịch bản tự do cạnh tranh (BAU): là kịch bản cơ sở được tính toán
tối ưu trên LEAP cho các nguồn điện hiện có và các nguồn có khả
năng vào vận hành đến năm 2030 cạnh tranh tự do dựa trên số liệu đầu
vào từ Quy hoạch điện VII [5].

2. Kịch bản tỉ lệ điện sản xuất từ NLTT theo Quy hoạch (PDP): là
kịch bản BAU với tỷ lệ điện năng sản xuất từ các nguồn NLTT đạt
như tính toán trong Quy hoạch điện VII [5], không giới hạn lượng
phát thải CO2 [5].
3. Kịch bản giới hạn lượng phát thải CO2 (LOWC): là kịch bản tính
tối ưu trên LEAP khi có ràng buộc giới hạn giảm lượng phát thải CO2
so với kịch bản phát triển bình thường BAU theo cam kết trong Thỏa
thuận Paris Việt Nam đã kí kết [36].
4. Kịch bản xu thế phát triển nguồn điện từ NLTT (TREND): là kịch
bản tính tối ưu trên LEAP khi gia tăng tỉ lệ điện từ NLTT bằng cách
giới hạn tổng lượng phát thải CO2 thấp hơn so với kịch bản LOWC
hay dự báo chi phí đầu tư cho điện từ NLTT giảm nhiều hơn so với
các kịch bản trước theo xu thế phát triển công nghệ đạt được hiện nay.
Có hai trường hợp:
Trường hợp 1 (TREND1): giảm lượng phát thải CO2 trong giai
đoạn 2015 - 2030 so với kịch bản phát triển bình thường BAU ở
mức cao hơn kịch bản LOWC như đã đề ra trong [37], [40] và mức
giảm cao nhất khi có sự hỗ trợ của quốc tế [36].
Trường hợp 2 (TREND2): gia tăng tỉ lệ điện từ NLTT khi giảm
suất chi phí đầu tư cho điện gió và điện mặt trời theo tốc độ giảm
trung bình trên thế giới hàng năm (đến năm 2025) [69], [78] áp
dụng cho Việt Nam tính đến năm 2030.
4.2 Kết quả tính toán cơ cấu nguồn điện từ NLTT
Kết quả tính toán kịch bản BAU cho thấy, khi để cho các
nguồn năng lượng hoàn toàn cạnh tranh tự do thì nguồn điện từ NLTT
vẫn chưa thể cạnh tranh được với các nguồn năng lượng truyền thống
do chi phí sản xuất điện vẫn đắt hơn. Khi đó tổng chi phí hệ thống cho
sản xuất điện là thấp nhất, 274,43 tỷ USD nhưng đi kèm theo đó là
lượng phát thải ra môi trường rất lớn, 3.409,33 triệu tấn CO2.

17

Bảng 4.3 Công suất lắp đặt nguồn điện từ NLTT và Công suất bổ sung từng năm kịch bản PDP (MW)
Năm
1. Thủy điện nhỏ
Thủy điện nhỏ
bổ sung
2. Sinh khối
Điện sinh khối
bổ sung
3. Địa nhiệt
Điện địa nhiệt
bổ sung
4. Gió
Điện gió
bổ sung
5. Mặt trời
Điện mặt trời
bổ sung
Tổng công suất
nguồn điện từ NLTT

2016
2050

2017
2163

2018

2275

2019
2388

2020
2500

2021
2640

112

113

112

113

112

140

140

140

140

140

160

160

160

160

160

169

314

460

605

750

900

1050

1200

1350

1500

1600

1700

1800

1900

2000

145

145

146

145

145

150

150

150

150

150

100

100

100

100

100

30

60

90

120

150

184

218

252

286

320

336

352

368

384

400

30

30

30

30

30

34

34

34

34

34

16

16

16

16

16

237

428

618

809

1000

1520

2040

2560

3080

3600

4120

4640

5160

5680

6200

191

191

190

191

191

520

520

520

520

520

520

520

520

520

520

7

13

18

24

30

144

258

372

486

600

920

1240

1560

1880

2200

6

6

5

6

6

114

114

114

114

114

320

320

320

320

320

2493

2978

3461

3946

4430

5388

6346

7304

8262

9220

10336

11452

12568

13684

14800

2022
2780

2023
2920

2024
3060

2025
3200

2026
3360

2027
3520

2028

3680

2029
3840

2030
4000

Bảng 4.5 Công suất lắp đặt nguồn điện từ NLTT và Công suất bổ sung từng năm kịch bản LOWC (MW)
Năm
1. Thủy điện nhỏ
Thủy điện nhỏ
bổ sung
2. Sinh khối
Điện sinh khối
bổ sung
3. Địa nhiệt
Điện địa nhiệt
bổ sung
4. Gió
Điện gió
bổ sung
5. Mặt trời
Điện mặt trời
bổ sung
Tổng công suất
nguồn điện từ NLTT

2016
1938

2017
1938

2018
1938

2019
1938

2020
1938

2021
1938

2022
1938

2023
1938

2024
1938

2025
1938

2026
2016

2027
2450

2028
3026

2029
3647

2030
4000

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

78

432

576

621

353

24

24

24

24

24

344

664

984

1300

1500

1600

1700

1800

1900

2000

0

0

0

0

0

320

320

320

320

200

100

100

100

100

100

0

0

0

0

0

0

0

120

286

320

336

352

368

384

400

0

0

0

0

0

0

0

120

166

34

16

16

16

16

16

46

46

46

46

46

46

46

46

46

460

890

1350

2023

2650

3100

0

0

0

0

0

0

0

0

0

414

430

460

673

627

450

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

120

350

710

1135

1250

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

119

230

360

425

115

2009

2009

2009

2009

2009

2329

2649

3089

3571

4219

4964

6202

7927

9716

10750


18

Bảng 4.7 Công suất lắp đặt nguồn điện từ NLTT và Công suất bổ sung từng năm kịch bản TREND1 (MW)
Năm
1. Thủy điện nhỏ
Thủy điện nhỏ
bổ sung
2. Sinh khối
Điện sinh khối
bổ sung
3. Địa nhiệt
Điện địa nhiệt
bổ sung
4. Gió
Điện gió
bổ sung

5. Mặt trời
Điện mặt trời
bổ sung
Tổng công suất
nguồn điện từ NLTT

2016
2075

2017
2212

2018
2349

2019
2487

2020
2625

2021
2745

2022
2865

2023
2965

2024
3065

2025
3175

2026
3313

2027
3455

2028
3620

2029
3800

2030
4000

137

137

137

138

138

120

120

100

100

110

138

142

165

180

200

154

284

434

584

750

870

990

1100

1220

1350

1460

1580

1720

1860

2000

130

130

150

150

166

120

120

110

120

130

110

120

140

140

140

0

60

90

120

150

184

218

252

269

286

308

330

352

374

400

0

0

30

30

30

34

34

34

17

17

22

22

22

22

26

217

388

558

729

900

1420

1940

2460

2980

3380

4880

6380

7880

9280

10600

171

171

170

171

171

520

520

520

520

400

1500

1500

1500

1400

1320

201

401

600

800

1000

1500

2000

2600

3200

3800

5360

6920

8480

10040

11639

200

200

199

200

200

500

500

600

600

600

1560

1560

1560

1560

1599

2.647

3.345

4.031

4.720

5.425

6.719

8.013

9.377

10.734

11.991

15.321

18.665

22.052

25.354

28.639

Bảng 4.9 Công suất lắp đặt nguồn điện từ NLTT và Công suất bổ sung từng năm kịch bản TREND2 (MW)
Năm
1. Thủy điện nhỏ
Thủy điện nhỏ
bổ sung
2. Sinh khối
Điện sinh khối
bổ sung
3. Địa nhiệt

Điện địa nhiệt
bổ sung
4. Gió
Điện gió
bổ sung
5. Mặt trời
Điện mặt trời
bổ sung
Tổng công suất
nguồn điện từ NLTT

2016
2.075

2017
2.212

2018
2.349

2019
2.487

2020
2.500

2021
2.831

2022

3.200

2023
3.550

2024
3.900

2025
4.250

2026
4.600

2027
4.950

2028
5.300

2029
5.650

2030
6.000

137

137

137

138

13

330,98

369,02

350

350

350

350

350

350

350

350

154

284

434

584

900

980

1060

1140

1220

1300

1440

1580

1720

1860

2000

130

130

150

150

316

80

80

80

80

80

140

140

140

140

140

0

58,02

150

200

250

264

278

292

306

320

336

352

368

384

400

0

0

92

50

50

14

14

14

14

14

16

16

16

16

16

217

388

558

729

900

1520

2140

2760

3380

4000

5320

6640

7960

9280

10600

171

171

170

171

171

620

620

620

620

620

1320

1320

1320

1320

1320

225

450

675

900

1200

1750

2300

2850

3400

3969

5969

7969

9969

11969

14000

224

225

225

225

300

550

550

550

550

569

2000

2000

2000

2000

2031

2.671

3.392

4.166

4.900

5.750

7.345

8.978

10.592

12.206

13.839

17.665

21.491

25.317

29.143

33.000


19

Bảng 4.10 Cơ cấu công suất và điện năng từ nguồn NLTT, phát thải CO2, chi phí hệ thống các kịch bản

Cơ cấu công suất nguồn
điện từ NLTT(%)

Kịch
bản

2015 2020 2025

BAU
PDP
LOWC
TREND1
TREND2

5,3
5,3
5,3
5,3
5,3

3,4
7,2
3,3
8,7
9,6

2,2
9,6
4,5
12,1

13,8

Cơ cấu điện năng từ
NTTT (%)

Phát thải CO2 (triệu tấn)

2030 2015 2020 2025 2030

2015

2020

2025

2030

1,5
10,4
7,4
19,0
21,4

69,7
70,4
69,7
69,1
69,7

140

134
125
115
112

257
205,4
230
180
170

427
322
388
292
282

3,2
3,2
3,2
3,2
3,2

1,9
4,5
1,9
5,4
6,25

1,2

5,8
3,0
7,2
8,3

0,8
6,0
4,6
11,0
12,6

Tổng
Chi phí hệ thống (tỷ USD)
phát
thải
2015 2020
2025
2030
(tr.tấn)

Tổng
CPHT
(tỷ
USD)

3409,3
2858,1
3134,3
2560,1
2465,1

274,4
288,1
280,8
293,6
292,9

7,6
7,6
7,6
7,6
7,6

12,6
12,9
12,7
12,76
14,14

20,1
21,5
20,4
21,9
21,89

30,8
32,8
33,5
34,2
33,95

Nguồn: Tính toán từ nghiên cứu
Bảng 4.12 Mối quan hệ giữa lượng phát thải và chi phí hệ thống các kịch bản
Kịch bản

Tổng
chi phí
xã hội

Tổng phát
thải CO2

(tỷ USD) (triệu tấn)

BAU
274,4
3409,3
PDP
288,1
2858,1
LOWC
280,8
3134,3
TREND1 293,6
2560,1
TREND2 292,9
2465,1
Nguồn: Tính toán từ nghiên cứu

Chi phí tăng so

với kịch bản
BAU

Phát thải tăng so
với kịch bản
BAU

Phát thải
/Chi phí
(tấn/
103USD)

∆Phát
thải
/∆Chi phí
(tấn/
103USD)

12,4
9,9
11,2
8,7
8,4

-40,23
-42,97
-44,23
-51,04

(tỷ USD)

(%)

(triệu tấn)

(%)

13,7
6,4
19,2
18,5

5,0
2,3
7,0
6,7

-551,2
-275,0
-849,2
-944,2

-16,2
-8,0
-25,0
-27,7

Chi phí
giảm thải
(USD/tấn)

24,85
23,27
22,61
19,59


20

Với công suất nguồn điện từ NLTT như các bảng 4.3-4.9 thì
lượng điện năng sản xuất từ NLTT và cơ cấu điện năng từ NLTT cũng
thay đổi tương ứng ở các kịch bản (bảng 4.10).
Khi kịch bản được xây dựng theo Quy hoạch điện VII (kịch
bản PDP) thì cơ cấu công suất nguồn NLTT sẽ đạt 7,2% vào năm
2020 và 10,4% vào năm 2030. Khi đó, tổng lượng phát thải khí CO2
kịch bản PDP giai đoạn 2015-2030 là 2.858,13 triệu tấn (giảm 551,2
triệu tấn tương đương giảm 16,1% so với kịch bản BAU), đồng thời
chi phí hệ thống là 288,11 tỷ USD (tăng 13,68 tỷ USD tương đương
5% so với kịch bản BAU).
Khi mục tiêu giới hạn lượng giảm phát thải khí CO2 ở mức
thấp theo cam kết của Việt Nam trong Hội nghị COP21 ở kịch bản
LOWC [36], tỷ lệ công suất nguồn NLTT cần đạt 3,3% vào năm
2020; 4,5% vào năm 2025 và 7,4% vào năm 2030 so với tổng công
suất nguồn của cả hệ thống và tỷ lệ điện năng NLTT đạt 1,9% vào
năm 2020; 3,0% vào năm 2025 và 4,6% vào năm 2030 so với tổng
lượng điện năng sản xuất của hệ thống điện. Tổng chi phí hệ thống
cho sản xuất điện giai đoạn 2015-2030 chỉ còn là 280,77 tỷ USD
nhưng vẫn cao hơn kịch bản BAU (tăng 6,34 tỷ USD tương đương
2,3% so với kịch bản BAU) và tổng lượng phát thải trong giai đoạn
này cũng giảm đi, chỉ còn là 3.134,25 triệu tấn CO2 (giảm 275,08 triệu

tấn tương đương giảm 8% so với kịch bản BAU).
Khi mục tiêu giới hạn lượng giảm phát thải khí CO2 ở mức
cao và tỉ lệ điện sản xuất từ NLTT gia tăng theo xu thế trong kịch bản
TREND1, cơ cấu công suất nguồn điện từ NLTT cần đạt 8,7% vào
năm 2020; 12,1% năm 2025 và 19% năm 2030 so với tổng công suất
nguồn của cả hệ thống và tỷ lệ điện năng từ NLTT đạt 5,4% vào năm
2020; 7,21% năm 2025 và 11% năm 2030 so với tổng điện năng sản
xuất của cả hệ thống. Đồng thời, tổng lượng phát thải khí CO2 giai
đoạn 2015-2030 của kịch bản này là 2.560,07 triệu tấn (giảm 849,26
triệu tấn tương đương 25% so với kịch bản BAU) và chi phí hệ thống
là 293,6 tỷ USD (tăng 19,2 tỷ USD tương đương 7% so với BAU).
Khi xu thế tỉ lệ điện sản xuất từ NLTT gia tăng do suất đầu tư
cho điện gió và điện mặt trời giảm mạnh ở kịch bản TREND2 thì tỷ lệ
công suất nguồn điện từ NLTT cần đạt 9,6% vào năm 2020; 13,8%
vào năm 2025 và 21,4% vào năm 2030 so với tổng công suất nguồn
của cả hệ thống và tỷ lệ điện năng từ NLTT đạt 6,25% vào năm 2020;
8,3% vào năm 2025 và 12,6% vào năm 2030 so với tổng điện năng


21

sản xuất của cả hệ thống. Khi đó, tổng lượng phát thải CO2 giai đoạn
2015-2030 là 2.465,1 triệu tấn (giảm 944,2 triệu tấn tương đương
27,7% so với kịch bản BAU) và chi phí hệ thống là 292,9 tỷ USD
(tăng 18,5 tỷ USD tương đương 6,7% so với kịch bản BAU).
Bảng 4.15 Chi phí quy dẫn cho 1kWh điện sản xuất các kịch bản
UScent/kWh
Kịch bản
2015
2020

2025
2030
BAU
4,28
4,15
4,15
4,23
PDP
4,28
4,25
4,44
4,50
LOWC
4,28
4,18
4,21
4,59
TREND1
4,28
4,22
4,52
4,69
TREND2
4,28
4,66
4,52
4,65
Trong đó cho sản xuất điện từ NLTT
BAU
7,90

7.90
7.90
7.90
PDP
7,90
7.83
7.83
7.60
LOWC
7,90
7.90
7.03
7.04
TREND1
7,90
7.66
8.54
7.73
TREND2
7,90
8.06
8.06
6.89
Nguồn: Tính toán từ nghiên cứu
Như vậy, với mức tính chi phí sản xuất điện trung bình cho
các nguồn điện từ NLTT (bảng 4.15) thì cho ta nghĩ đến một mức trợ
giá tối thiểu cần thiết như bảng 4.16 (điện địa nhiệt chưa được đầu tư
phát triển nên chưa có căn cứ để tính toán).
Bảng 4.16 Đề xuất mức trợ giá tối thiểu cho các nguồn điện sản xuất
từ NLTT (Đơn vị: Uscent/kWh)

CP
CP
Giá
Loại
Giá bán đảm
sản
phân
mua Mức trợ
STT
nguồn
Tổng CP
bảo lợi
xuất
phối
hiện
giá
điện
nhuận (5%)
(76%) (24%)
tại
(1)
(2)
(3)
(4) (5)=(3)+(4) (6)=(5)*1,05 (7) (8)=(6)-(7)
Điện sinh
1
6,46
2,04
8,50
8,93

5,8
3,13
khối
2
Điện gió
7,8
2,46
10,26
10,78
8,8
3,77
Điện mặt
3
10,12
3,20
13,32
13,98
11,2
2,78
trời
Nguồn: Tính toán từ nghiên cứu


22

* Nhận xét: Với những biến động đầu vào về giá cả, công nghệ, đặc
biệt là công nghệ NLTT và các nhân tố tác động đến Hệ thống điện
Việt Nam nói riêng và nền kinh tế quốc dân nói chung thì tùy vào từng
trường hợp cụ thể được dự báo và phân tích, ta có tính toán cơ cấu các
nguồn NLTT khác nhau. Các kịch bản có những ưu nhược điểm khác

nhau, tuy nhiên trong bối cảnh phải ứng phó với biến đổi khí hậu, kết
quả tính toán trong hai kịch bản ở nhóm xu thế phát triển các nguồn
điện từ NLTT là kết quả có tính khuyến nghị định hướng phát triển
nguồn điện từ NLTT đối với Việt Nam.
KẾT LUẬN
Sử dụng nguồn NLTT có thể thay thế cho nguồn năng lượng
hóa thạch hiện đang dần cạn kiệt và góp phần giảm phát thải khí nhà
kính, giảm tác động của biến đổi khí hậu và ổn định, đảm bảo an ninh
năng lượng cho quốc gia, đồng thời góp phần thực hiện Chiến lược
quốc gia về tăng trưởng xanh [37] và Cam kết của Việt Nam trong
Hội nghị Thượng đỉnh Liên Hợp quốc về Biến đổi khí hậu (Thỏa
thuận Paris tại COP21) [36].
Mặc dù Việt Nam đã có nhiều nỗ lực thúc đẩy phát triển
nguồn điện từ NLTT và điều này đã được quan tâm trong các Quy
hoạch, chiến lược phát triển gần đây, đặc biệt là Quy hoạch điện VII
[5] nhưng cơ cấu nguồn điện từ NLTT ở đây vẫn chưa được cụ thể và
chưa tương xứng với tiềm năng nguồn NLTT dồi dào 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 [40].
Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu là xây dựng được mô hình
cho phép xác định cơ cấu cụ thể của từng nguồn điện từ NLTT trong
hệ thống điện Việt Nam thỏa mãn các ràng buộc đặt ra và xác định
chi phí hệ thống khi tăng tỉ lệ nguồn điện từ NLTT trong hệ thống
điện, Luận án đã đạt được các kết quả và có những đóng góp mới:
- Luận án đã đưa ra tổng quan về nguồn NLTT, tình hình và
xu thế sử dụng nguồn NLTT cho phát điện trên thế giới; tổng quan
tình hình nghiên cứu có liên quan, hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về
Quy hoạch nguồn điện, một số phương pháp và mô hình được sử
dụng Quy hoạch nguồn điện.