Đánh giá tiềm năng năng lượng sinh khối từ phụ phẩm nông nghiệp tỉnh Nam Định : Luận văn ThS. Khoa học môi trường: 60 44 03

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HÀ NỘI
------------------------

TRẦN TUẤN MINH

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NĂNG LƢỢNG SINH KHỐI TƢ̀
PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP TỈNH NAM ĐỊNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2018


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HÀ NỘI
------------------------

TRẦN TUẤN MINH

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NĂNG LƢỢNG SINH KHỐI TƢ̀
PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP TỈNH NAM ĐỊNH

Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng
Mã số:

14005400

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải

Hà Nội – Năm 2018


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Môi trƣờng, Trƣờng
Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã luôn quan tâm và
tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong thời gian học tập và
rèn luyện tại trƣờng.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải đã
dành sự hƣớng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tơi trong q trình thực hiện luận
văn.
Để hồn thành luận văn này , tơi cũng xin chân thành cảm ơn Sở Nông
nghiê ̣p và Phát triển nông thôn tỉnh Nam Định , Sở Tài nguyên và Môi trƣờng
tỉnh Nam định đã tạo điều kiện , giúp đỡ về thời gian cũng nhƣ tài liệu, công
tác khảo sát thực địa phục vụ cho quá trình nghiên cứu của tôi.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã ln giúp đỡ,
ủng hộ và chia sẻ những khó khăn, thuận lợi cùng tơi trong suốt q trình học
tập và nghiên cứu.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, 9/2018
HVCH. Trầ n Tuấ n Minh


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................... 6
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................... 7
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................... 8
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1

CHƢƠNG 1-TỔNG QUAN ......................................................................... 3
1.1. Tổng quan lịch sử về năng lƣợng........................................................................... 3
1.2. Các nguồn năng lƣợng của loài ngƣời ................................................................. 4
1.3. Nghiên cứu khai thác các nguồn năng lƣợng tái tạo (NLTT) trên thế giới 7
1.4. Nghiên cứu khai thác năng lƣợng tái tạo ở Việt Nam ................................. 10
1.4.1. Năng lƣợng bức xạ mặt trời........................................................................................ 11
1.4.2. Năng lƣợng gió .................................................................................................................. 13
1.4.3. Thủy điện nhỏ ..................................................................................................................... 15
1.4.4. Năng lƣợng sinh học ....................................................................................................... 17
1.5. Giới thiệu chung về phu ̣ phẩ m nông nghiê ̣p......................................................... 20
1.5.1. Khái niệm về phu ̣ phẩ m nông nghiê ̣p ................................................................... 22
1.5.2. Thực trạngsử dụng phế phẩm nông nghiệp hiện nay. ................................. 22
1.6. Công nghê ̣ tâ ̣n thu năng lƣơ ̣ng tƣ̀ phu ̣ phẩ m nông nghiê ̣p. ....................... 25
1.6.1. Những ƣu điểm và hạn chế của nhiên liệu sinh khối ................................... 28
1.6.2. Hàm lƣợng nƣớc và năng suất nhiệt của sinh khối ....................................... 29
1.6.2.1. Hàm lƣợng nƣớc của sinh khối và lựa chọn quá trình chuyển đổi sinh
khối ......................................................................................................................................................... 29
1.6.2.2. Năng suất nhiệt của sinh khối ............................................................................... 29
1.6.3. Tiềm năng SK của Việt Nam..................................................................................... 31
1.7. Tình hình nghiên cứu và sử dụng sinh khối trên thế giới........................... 37
CHƢƠNG 2 - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......... 42
2.1. Khu vực và đối tƣợng nghiên cứu .............................................................................. 42


2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................ 42
2.2.1. Phƣơng pháp thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu thứ cấp ............... 42
2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ngoài thực địa ............................................................ 42
2.2.3. Phƣơng pháp thống kê, điều tra, khảo sát .......................................................... 43
2.2.4. Phƣơng pháp lấy mẫu và phân tích ................................................................. 43
2.2.5. Phƣơng pháp phân tích mẫu trong phịng thí nghiệm ................................. 44

CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................ 46
3.1. Hiện trạng chăn nuôi và phƣơng án xử lý chất thải chăn nuôi trên địa bàn
tỉnh Nam Định ...................................................................................................................... 46
3.1.1. Hiện trạng chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Nam Định ........................................ 46
3.1.2. Công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Nam Định
................................................................................................................................................................... 48

3.2. Hiện trạng sản xuất một số cây nông nghiệp (lúa, ngô, lạc) trên địa bàn
tỉnh Nam Đinh
̣ ...................................................................................................................... 58
3.2.1. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp tại tỉnh Nam Đinh
̣ ............................ 58
3.2.2. Hiện trạng canh tác một số cây nông nghiệp tại tỉnh Nam Đinh
̣ .......... 62
3.2.3. Hiện trạng thu gom và sử dụng phụ phẩm sau thu hoạch từ canh tác
(lúa, ngô, lạc) trên địa bàn tỉnh Nam Đinh
̣ ...................................................................... 58
3.3. Tính tốn tiềm năng năng lƣợng sinh khối ............................................................ 46
3.3.1. Giá trị sinh nhiệt của các phụ phẩm cây lúa, ngô, lạc.............................. 65
3.3.2. Giá trị sinh nhiệt của các phụ phẩm từ chăn ni ......................................... 65
3.4. Ƣớc tính khả năng cung cấp điện từ tiềm năng sinh khối các phụ phẩm
cây lúa, ngô, lạc và phụ phẩm từ chăn nuôi tỉnh Nam Đinh
̣ ................................. 66
3.5. Lợi ích kinh tế ......................................................................................................................... 68
3.6. Lợi ích mơi trƣờng – xã hội ............................................................................................ 72
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................. 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 76


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. Công suất (MW) các nguồn điện năng lƣợng tái tạo trong giai đoạn
2008 - 2015 [9]. ........................................................................................... 10
Bảng 1.2. Năng lƣợng sinh khối so với các nguồn năng lƣợng tái tạo khác [3]
..................................................................................................................... 28
Bảng 1.3. Giá trị sinh nhiệt của nhiên liệu SK và nhiên liệu hoá thạch [3] 30
Bảng 1.4. Tiềm năng năng lƣợng từ gỗ...................................................... 32
Bảng 1.5. Tiềm năng năng lƣợng từ một số các phụ phẩm nơng nghiệp .. 32
Bảng 1.6. Vai trị của năng lƣợng sinh khối trong tổng tiêu thụ năng lƣợng [3]
..................................................................................................................... 33
Bảng 1.7. Sử dụng sinh khối theo lĩnh vực [3] .......................................... 33
Bảng 1.8. Sử dụng sinh khối theo năng lƣợng cuối cùng [3] .................... 33
Bảng 3.1. Hiện trạng sử dụng đất nơng nghiệp .......................................... 51
Bảng 3.2. Diện tích lúa qua các năm 2005  2017 [23].............................. 53
Bảng 3.3. Năng suất, sản lƣợng lúa qua các năm 2007  2017 [23] .......... 53
Bảng 3.4. Định hƣớng phát triển cây lúa đến năm 2018 ............................ 56
Bảng 3.5. Diện tích, năng suất, sản lƣợng ngơ qua các năm 2011 ÷ 2017 [23]
..................................................................................................................... 56
Bảng 3.6. Định hƣớng phát triển sản xuất ngô đến năm 2018.................... 57
Bảng 3.7. Diện tích, năng suất, sản lƣợng la ̣c qua các năm 2011 ÷ 2017 [23]
..................................................................................................................... 58
Bảng 3.8. Định hƣớng phát triển sản xuất la ̣c đến năm 2018 ..................... 58
Bảng 3.9. Khối lƣợng các phụ phẩm cây lúa ở tỉnh Nam Đinh
̣ ................. 60
Bảng 3.10. Khối lƣợng các phụ phẩm cây ngô ở tỉnh Nam Đinh
̣ ............... 63
Bảng 3.11. Khối lƣợng các phụ phẩm từ canh tác lạc ở tỉnh Nam Đinh
̣ diễn
biến qua các năm và dự báo đến năm 2018 ................................................ 65
Bảng 3.12. Số lƣợng vật ni trên tồn tỉnh Nam Đinh
̣ diễn biến qua các năm

và dự báo đến năm 2018 ............................................................................. 47
Bảng 3.12. Gía trị sinh nhiệt của các phụ phẩm từ canh tác lúa, ngô, lạc .. 66
Bảng 3.13. Thành phần tro trấu trong quá trình đốt theo ............................ 70
Bảng 3.14. Lƣợng khí thải khi đốt phụ phẩm cây lúa và than đá [5] ......... 71


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Sơ đồ biến đổi nhiên liệu sinh khối [3] ...................................... 25
Hình 1.2. Các con đƣờng biến đổi sinh khối thành nhiên liệu [2] ............. 26
Hình1.3. So sánh một số thành phần trong nhiên liệu hoá thạch và SK .... 29
Hình 1.4. Hình dạng và kích cỡ một vài vật liệu sinh khối ........................ 31
Hình 2.1. Quy trình phân tích nhiệt trị các phụ phẩm nơng nghiệp .......... 45
Hình 3.1. Phụ phẩm cây lúa sau thu hoạch lúa ........................................... 47
Hình 3.2. Các phụ phẩm cây ngơ sau thu hoạch ......................................... 62
Hình 3.3. Các phụ phẩm cây lạc sau thu hoạch .......................................... 64


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
NLTT: Năng lƣợng tái tạo
SK: Sinh khớ i
KSH: Khí sinh học
NLSK: Năng lƣơ ̣ng sinh khớ i
CTR: Chất thải rắn
WTE: Chất thải rắn thành năng lƣợng
RDF: Nhiên liệu rắn (Refuse Derived Fuel)
ERF: Nhiên liệu giàu năng lƣợng (Energy Rich Fuel)
EU: Liên minh Châu Âu
WB: Ngân hàng Thế giới
GDP: Tổ ng sản phẩ m nô ̣i điạ

MỞ ĐẦU
Hiện nay, khủng hoảng năng lƣợng khơng cịn mang tính chất quốc
gia mà lan rộng tồn cầu. Các nguồn năng lƣợng truyền thống, sẵn có trong
tự nhiên đang dần cạn kiệt, suy giảm nghiêm trọng. Nếu con ngƣời không
thực sự tỉnh táo để có những thay đổi kịp thời thì trong tƣơng lai khơng xa
nhân loại sẽ rơi vào tình trạng bất ổn về kinh tế, chính trị, xã hội, ơ nhiễm
mơi trƣờng nặng nề hơn. Việc tìm hiểu, nghiên cứu, đƣa ra các phƣơng án
ứng dụng năng lƣợng tái tạo vào thực tế cuộc sống con ngƣời đang là nhu
cầu bức thiết. Với sự phát triển của khoa học, kỹ thuật, các công nghệ mới
ra đời đã giúp chúng ta có các hƣớng giải quyết khả thi hơn; một trong các
dạng năng lƣợng tái tạo đó là năng lƣợng sinh khối, đặc biệt là chất thải
rắn, nếu tận dụng đƣợc nguồn nguyên liệu này làm đầu vào để tạo ra các
dạng năng lƣợng hữu ích thì nó vừa mang lại hiệu quả kinh tế lại vừa có ý
nghĩa to lớn trong lĩnh vực bảo vệ môi trƣờng.
Nam Định là tỉnh trọng điểm nông nghiệp của đồng bằng Bắc Bộ.
Ngƣời dân Nam Định có truyền thống giỏi trồng lúa từ lâu đời, trong
những năm gần đây Nam Đinh
̣ đang dẫn đầu cả nƣớc về chuyển đổi cơ
cấu giống lúa và mùa vụ. Đặc biệt là giống lúa lai đã đƣợc gieo cấy ở tất cả
312 hợp tác xã nông nghiệp trong toàn tỉnh. Các huyện Xuân Trƣờng, Trực
Ninh, Ý Yên, Giao Thuỷ, lúa xuân muộn chiếm tới 97% diện tích, lúa lai
chiếm tới 50-70% diện tích. Lúa lai đã góp phần quyết định làm cho năng
suất lúa Nam Định dẫn đầu cả nƣớc. Việc mở rộng đất trồng lúa của Nam
Định rất hạn chế, do đất chƣa sử dụng của tỉnh chủ yếu nằm ven biển, đất
đai bị nhiễm mặn, thích hợp cho trồng rừng phịng hộ và ni trồng thuỷ
sản. Tiềm năng tăng vụ trên đất trồng lúa màu khoảng 45.000-50.000
ha Tiềm năng chuyển đổi cơ cấu giống lúa, đặc biệt là giống lúa đặc sản và
lúa chất lƣợng cao ở các huyện phía nam của tỉnh khá lớn khoảng 35.00040.000ha [13].

1


Tiềm năng đất trồng màu và cây công nghiệp ngắn ngày: đây là loại
hình sử dụng đất rất đa dạng, có thể thích nghi trên diện rộng khoảng trên
75.000 ha. Do đó , lƣơ ̣ng phu ̣ phẩ m nông nghiê ̣p nhƣ rơm ra ̣ , bẹ ngô, thân
cây ngô, lạc sau khi đã thu hoạch… thu đƣợc là rất lớn . Nếu chúng ta tận
dụng đƣợc lƣợng phu ̣ phẩ m nông nghiê ̣p để tạo ra năng lƣợng hữu ích phục
vụ cho sinh hoạt và sản xuất thì sẽ giảm rất nhiều chi phí và nó cũng mang
ý nghĩa to lớn trong lĩnh vực bảo vệ môi trƣờng.
Vì những lý do trên đã gợi mở cho tác giả thực hiện đề tài: “Đánh
giá tiềm năng năng lượng sinh khối từ phụ phẩm nông nghiệp tỉnh
Nam Định”.
Đề tài sẽ tập trung nghiên cứu một số vấn đề sau:
- Xác định thành phần, tính khối lượng phụ phẩm nơng nghiệp tỉnh
Nam Định.
- Nghiên cứu hiện trạng thu gom và sử dụng các phụ phẩm sau thu
hoạch từ các cây nông nghiệp này;
- Dự báo tiềm năng năng lượng sinh khố i từ phụ phẩm nông nghiệp
tỉnh Nam Định.

2


CHƢƠNG 1-TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan lịch sử về năng lƣợng
Năng lƣợng là điều kiện tất yếu cho sự tồn tại và tiến hóa của mọi
sinh vật. Năng lƣợng là một dạng tài nguyên quan trọng, cần thiết cho sự
phát triển của xã hội lồi ngƣời. Trong q trình phát triển của xã hội loài
ngƣời, nguồn năng lƣợng mà con ngƣời sử dụng thƣờng xuyên dịch chuyển

từ dạng này sang dạng khác. Dạng năng lƣợng thiên nhiên đầu tiên đƣợc
con ngƣời sử dụng là năng lƣợng mặt trời dùng để soi sáng, sƣởi ấm, phơi
khô lƣơng thực, thực phẩm, đồ dùng và nhiên liệu gỗ củi. Tiếp đó là năng
lƣợng nƣớc, gió, sức kéo của gia súc. Năng lƣợng khai thác từ than đá ngự
trị trong thế kỷ XVIII - XIX. Năng lƣợng dầu mỏ thay thế vị trí của than đá
trong thế kỷ XX và từng bƣớc chia sẻ vai trị của mình với năng lƣợng hạt
nhân. Các dạng năng lƣợng mới ít ơ nhiễm nhƣ năng lƣợng mặt trời, năng
lƣợng gió, năng lƣợng hạt nhân, năng lƣợng địa nhiệt, năng lƣợng sinh
khối….thu nhận đƣợc với những phƣơng pháp và phƣơng tiện công nghệ
tiên tiến đang mở rộng phạm vi hoạt động của mình [2].
Nhu cầu năng lƣợng của con ngƣời tăng lên nhanh chóng trong q
trình phát triển. 100000 năm trƣớc công nguyên, mỗi ngày một ngƣời tiêu
thụ khoảng 4000 đến 5000 Kcal. 500 năm trƣớc công nguyên tăng lên
12000 Kcal. Đầu thế kỷ XV lên tới 26000 Kcal, giữa thế kỷ XIX là 70000
Kcal và hiện nay trên 200000 Kcal.
Tỷ lệ năng lƣợng đƣợc khai thác theo các nguồn khác nhau thay đổi
theo từng loại quốc gia. Tại các nƣớc công nghiệp phát triển các nguồn
năng lƣợng thƣơng mại chiếm phần lớn. Ngƣợc lại, tại các nƣớc đang phát
triển, các nguồn năng lƣợng phi thƣơng mại (gỗ, củi, phế thải nơng nghiệp)
lại chiếm phần chính. Nhìn chung mỗi loại nguồn năng lƣợng đều có ƣu,
nhƣợc điểm riêng của mình. Do đó mỗi quốc gia cần có một hệ thống các
nguồn năng lƣợng hoạt động kết hợp và bổ sung cho nhau, tạo nên một cơ
3


cấu hợp lý về năng lƣợng. Tỷ lệ các nguồn năng lƣợng ở các quốc gia có
nền kinh tế khác nhau trên thế giới đƣợc trình bày theo Hình 1.
Khai thác và sử dụng năng lƣợng không ngừng tăng lên về tổng số
lƣợng và bình quân cho từng ngƣời. Hoạt động đó đang tác động mạnh mẽ
tới mơi trƣờng sống trên trái đất nhƣ tạo ra các dạng ô nhiễm, gia tăng

hiệu ứng nhà kính [6].
Hạt nhân 5%
Dầu
Thuỷ điện

Than 25%

Dầu 38%

Khí đốt
Sinh khối
Than
Hạt nhân

Sinh khối 3%

Thủy điện 6%

Khí đốt 23%

a. Các nƣớc cơng nghiệp
Hạt nhân 1%
Dầu 23%
Than 28%

Thủy điện 6%

Khí đốt 7%

Sinh khối 35%

b. Các nƣớc đang phát triển
Hình 1. Tỷ lệ sử dụng nguồn năng lƣợng thế giới ở các nƣớc khác nhau
1.2. Các nguồn năng lƣợng của loài ngƣời
Các nguồn năng lƣợng của Trái Đất có thể chia thành 3 nhóm lớn:
+ Năng lƣợng hóa thạch: than, dầu, khí đốt;
4


+ Năng lƣợng tái sinh nguồn gốc mặt trời: sinh khối thực vật, thủy
điện, sóng, thủy triều, gió, ánh sáng mặt trời…
+ Năng lƣợng tàn dƣ của Trái đất: địa nhiệt, năng lƣợng hạt nhân.
Một số dạng năng lượng và tác động của nó tới mơi trường:
* Than đá: Than đá là một dạng năng lƣợng mặt trời đƣợc tích trữ
trong lòng trái đất. Trữ lƣợng các loại than đá trên tồn thế giới có thể đáp
ứng nhu cầu của con ngƣời trong khoảng 200 năm nữa. Than đá đƣợc dùng
làm nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện, các hoạt động công nghiệp khác
[8].
Khai thác than đá bằng phƣơng pháp lộ thiên tạo nên lƣợng đất đá
thải lớn, ô nhiễm bụi, ô nhiễm nƣớc, mất rừng. Khai thác than bằng phƣơng
pháp hầm lò hiện nay làm mất 50% trữ lƣợng, gây lún đất, ô nhiễm nƣớc,
tiêu hao gỗ chống lò và gây các tai nạn hầm lò.
Chế biến và sàng tuyển than tạo ra bụi và nƣớc thải chứa than, kim
loại nặng.
Đốt than tạo ra khí SO2, CO2 , NOx và các dạng ơ nhiễm khác. Theo
tính tốn một nhà máy nhiệt điện chạy than công suất 1.000 MW hàng năm
thải ra môi trƣờng 5 triệu tấn CO2, 18.000 tấn NOX, 11.000 - 680.000 tấn
phế thải rắn. Trong thành phần chất thải rắn, bụi, nƣớc thải thƣờng chứa
kim loại nặng và chất phóng xạ độc hại.
* Dầu mỏ và khí thiên nhiên: Dầu mỏ và khí thiên nhiên là dạng

nhiên liệu hóa thạch lỏng hoặc khí, tồn tại trong lịng trái đất. Theo tính
tốn, dự trữ dầu mỏ và khí đốt đáp ứng cho việc sử dụng của lồi ngƣời
trong khoảng từ 30 - 40 năm nữa. Khai thác dầu mỏ tạo ra ô nhiễm dầu.
Khai thác trên thềm lục địa gây lún đất, ô nhiễm dầu đối với đất, khơng khí,
nƣớc. Khai thác trên biển gây ơ nhiễm biển (50% lƣợng dầu ô nhiễm trên
biển gây ra là do khai thác trên biển). Chế biến dầu gây ô nhiễm dầu và kim
loại nặng kể cả kim loại phóng xạ. Sử dụng dầu tạo ra các loại ô nhiễm
tƣơng tự nhƣ than [8].
5


* Thủy điện: Tiềm năng thủy điện của thế giới ƣớc tính vào khoảng
2214000 MW, riêng Việt Nam 30.970 MW chiếm 1,4% tổng trữ lƣợng thế
giới. Hiện nay thế giới đã khai thác đƣợc trung bình 17% tiềm năng. Thủy
điện đƣợc xếp vào loại năng lƣợng sạch không thải ra chất ô nhiễm. Tuy
nhiên việc xây dựng các hồ chứa nƣớc lớn và đập chắn có thể tạo ra các tác
động lớn tới môi trƣờng và tài nguyên thiên nhiên khu vực nhƣ động đất
kích thích, thay đổi khí hậu thời tiết khu vực, mất đất canh tác, tạo ra lƣợng
CH4 do phân huỷ chất hữu cơ lòng hồ, tạo ra các biến đổi thuỷ văn hạ lƣu,
tăng độ mặn nƣớc sông, ảnh hƣởng đến sự phát triển của các quần thể cá
trên sông, tiềm ẩn tai biến môi trƣờng [8].
* Năng lượng hạt nhân: Năng lƣợng hạt nhân có hai dạng: năng
lƣợng phân hủy chất phóng xạ nhƣ uran, thori và năng lƣợng tổng hợp hạt
nhân các nguyên tố nhẹ nhƣ deterium và tritium. Hiện nay loại thứ nhất
đƣợc khai thác dƣới dạng các nhà máy điện hạt nhân, loại thứ hai có trữ
lƣợng lớn, nhƣng chƣa đủ điều kiện khai thác quy mô công nghiệp. Nguồn
năng lƣợng hạt nhân có ƣu điểm khơng tạo nên các loại khí nhà kính nhƣ
CO2, bụi. Tuy nhiên, các nhà máy điện hạt nhân hiện nay là nguồn gây
nguy hiểm lớn về mơi trƣờng do chất thải phóng xạ, khí, rắn, lỏng và các
sự cố nhà máy. Sự cố tại nhà máy điện hạt nhân Checnobyl tại Ucraina

(Liên Xô cũ) hay gần đây nhất là vụ nổ nhà máy hạt nhân Fukushima tại
Nhật Bản là những ví dụ điển hình về các thảm họa do các sự cố điện hạt
nhân gây ra. Do vậy, việc vận hành các nhà máy điện hạt nhân tạo ra nguồn
điện năng rất lớn nhƣng cần đặc biệt chú trọng tới vấn đề an toàn hạt nhân
và xử lý các sản phẩm thải bỏ từ nhà máy hạt nhân.
* Các nguồn năng lượng truyền thống khác: gỗ, củi, năng lƣợng gió,
thủy triều đƣợc sử dụng từ thời xa xƣa trong nhiều lĩnh vực. Các nguồn
năng lƣợng này thƣờng tồn tại một cách phân tán. Việc khai thác và sử
dụng chúng ở quy mô công nghiệp gặp nhiều khó khăn do hiệu suất chuyển
hóa thành điện năng thấp, cần đầu tƣ lớn và chỉ tập trung nhiều ở các quốc
6


gia có nền kinh tế phát triển (năng lƣợng gió và thủy triều). Việc khai thác
gỗ, củi quá mức cũng gây nhiều vấn nạn nhƣ phá hủy tài nguyên rừng,
thoái hóa đất, giảm đa dạng sinh học… gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng
về sau [8].
* Năng lượng mặt trời và địa nhiệt: là hai dạng năng lƣợng sạch có
tiềm năng nhất trên Trái Đất. Năng lƣợng mặt trời có thể biến đổi trực tiếp
thành năng lƣợng nhờ tế bào quang điện hoặc gián tiếp qua các môi trƣờng
trung gian khác nhƣ nƣớc. Năng lƣợng địa nhiệt dƣới dạng các dòng nhiệt
từ các lò mácma ở sâu trong lòng Trái Đất. Khu vực tập trung cao loại năng
lƣợng này gần với khu vực hoạt động mạnh của vỏ Trái Đất (núi lửa, khe
nứt, v v…). Việc khai thác loại năng lƣợng này đang đƣợc nghiên cứu và
triển khai ở nhiều quốc gia phát triển trên thế giới.
Khó khăn lớn nhất đối với việc phát triển các nguồn năng lƣợng
sạch là nguồn vốn đầu tƣ và giá thành của điện năng cao. Do vậy, để điều
tiết cơ cấu năng lƣợng theo hƣớng tăng cƣờng các nguồn năng lƣợng hợp
lý, việc đánh thuế đối với các nguồn gây ô nhiễm và việc nâng cao hiệu
suất, giảm giá thành đối với nguồn năng lƣợng sạch là các điều kiện quan

trọng nhất [6].
1.3. Nghiên cứu khai thác các nguồn năng lƣợng tái tạo (NLTT) trên
thế giới
Khai thác nguồn NLTT nói chung, để từng bƣớc thay thế các nguồn
năng lƣợng truyền thống đang ngày càng cạn kiệt và giảm thiểu ơ nhiễm,
hiệu ứng nhà kính là chiến lƣợc về năng lƣợng của các nƣớc trên thế giới,
đặc biệt là các nƣớc có nền cơng nghiệp phát triển.
Viện Nghiên cứu Điện năng (EPRI) của Mỹ là một cơ quan nghiên
cứu hàng đầu của thế giới về các phƣơng pháp khai thác điện năng, đặc biệt
tập trung vào các nguồn NLTT. Theo tính tốn dự báo của EPRI vào năm
2030, nguồn điện khai thác đƣợc từ các nguồn NLTT là 737 TWh
(1TW=10 12 kW). Cũng theo tạp chí của EPRI thì vấn đề cốt lõi là cần thiết
7


phải đầu tƣ phát triển công nghệ khai thác các nguồn năng lƣợng tái tạo, EPRI
cho rằng trong những năm tới công nghệ khai thác các nguồn NLTT nhƣ bức
xạ mặt trời, sinh khối và năng lƣợng sóng sẽ đƣợc ƣu tiên đầu tƣ [26].
Trên tồn thế giới đã có 45 quốc gia thiết lập chƣơng trình mục tiêu
về năng lƣợng tái tạo. Đến giữa năm 2005, ít nhất 43 quốc gia đã có mục
tiêu quốc gia về NLTT, bao gồm cả 25 nƣớc EU. Liên minh Châu Âu đã đề
ra mục tiêu cho toàn Châu Âu nhƣ sau: đạt 21% điện lƣợng và 12% của
tổng năng lƣợng đến 2010. 43 quốc gia, 18 bang của nƣớc Mỹ (và một
quận của bang Columbia) và 3 tỉnh của Canada đã có những mục tiêu dựa
trên các tiêu chuẩn về năng lƣợng tái tạo (mặc dầu cả Mỹ và Canada khơng
có mục tiêu quốc gia về năng lƣợng tái tạo). Ngoài ra, 7 tỉnh của Canada
cũng đang thiết lập các mục tiêu về NLTT. Phần lớn các mục tiêu quốc gia
đều đƣa ra tỷ lệ phần trăm năng lƣợng tái tạo trong tổng điện lƣợng, thông
thƣờng từ 5% đến 30%, tỷ trọng trong công suất xây lắp từ 1% đến 78%.
Các mục tiêu khác là tỷ trọng trên tổng năng lƣợng sơ cấp, đặc biệt là công

suất xây lắp, hoặc tổng điện lƣợng phát từ NLTT, bao gồm cả các nguồn
nhiệt. Phần lớn các mục tiêu nhắm tới giai đoạn 2010 - 2012. 43 quốc gia
có mục tiêu quốc gia bao gồm 10 nƣớc đang phát triển: Brazil, Trung
Quốc, Cộng hòa Dominic, Ai Cập, Ấn Độ, Malaysia, Mali, Philippin, Nam
Phi và Thái Lan.
Một số nƣớc đang phát triển khác đang chuẩn bị đƣa ra mục tiêu
quốc gia về năng lƣợng tái tạo. Tại châu Á, một quỹ đầu tƣ cho năng lƣợng
tái tạo với 50 triệu Euro đã đƣợc thiết lập và đặt trụ sở tại Thái Lan. Mục
tiêu của quỹ này là tiến hành các trợ giúp và đầu tƣ cho các công ty và dự
án khai thác năng lƣợng tái tạo tại khu vực châu Á. Theo dự kiến, quỹ sẽ
trợ giúp cho 10 - 15 dự án khai khai thác năng lƣợng tái tạo với tổng trị giá
của các dự án khoảng 200 - 400 triệu Euro và sản lƣợng khai thác sẽ đạt
150 - 500 MW. Mục tiêu của quỹ đầu tƣ là sẽ làm giảm 20 - 30 triệu tấn khí
CO2 thải vào khí quyển. Trung Quốc, quốc gia tiêu thụ dầu mỏ lớn thứ hai
8


thế giới, chỉ sau Mỹ, đã có nhiều kế hoạch tham vọng nhằm thúc đẩy năng
lƣợng tái tạo. Những kế hoạch đó bao gồm việc nâng sản lƣợng điện từ
năng lƣợng gió ở mức 570 MW hiện nay lên 20.000 MW vào năm 2020 và
50.000 MW vào năm 2030. Tại Nhật Bản, một trong những nƣớc nhập
khẩu dầu hàng đầu thế giới, các nhà sản xuất ô tô đang đầu tƣ mạnh vào pin
nhiên liệu hydro dành cho các loại xe thế hệ mới. Vừa qua, Thủ tƣớng Ấn
Độ kêu gọi các quan chức và giới khoa học tăng tốc độ phát triển các
nguồn năng lƣợng tái tạo cho quốc gia tiêu thụ dầu lớn thứ ba Châu Á này.
Để giảm lƣợng dầu mỏ tiêu thụ, Ấn Độ đã bắt đầu trộn xăng với ethanol
cũng nhƣ tiến hành thử nghiệm một số loại phƣơng tiện giao thông sử dụng
hỗn hợp diesel sinh học chiết xuất từ thực vật và diesel dầu mỏ. Bộ Tài
nguyên Năng lƣợng phi truyền thống của Ấn Độ ƣớc tính nƣớc này có tiềm
năng sản xuất 80.000 MW điện từ các nguồn tái tạo. Tuy nhiên, hiện nay

năng lƣợng tái tạo ở Ấn Độ mới đạt 5.000 MW, 50% trong số này có nguồn
gốc từ năng lƣợng gió. Kể từ đầu những năm 80, Malaisia đã bắt đầu áp
dụng chính sách nhằm đa dạng hóa các nguồn năng lƣợng. Tuy nhiên, do
tƣơng đối có sẵn các nguồn cung ứng nhiên liệu hóa thạch, nhất là dầu mỏ
và khí đốt nên ngành năng lƣợng của Malaisia đã chú trọng chủ yếu vào
việc phát triển và ứng dụng các dạng năng lƣợng phi tái tạo mà khơng có sự
chú ý và phân bổ nguồn lực đúng mức cho các nguồn năng lƣợng tái tạo.
Năm 1995, tỷ lệ năng lƣợng tái tạo đƣợc tiêu thụ trên toàn bộ nguồn năng
lƣợng là 13%, trong đó 2/3 thu đƣợc từ nguồn sinh khối, 1/3 là thủy điện.
Năng lƣợng mặt trời đƣợc dùng để đun nƣớc và phát triển cho các vùng xa,
nhƣng mức độ đóng góp cịn hết sức nhỏ. Tháng 7/2004, các loại xe của
Chính phủ Philippin đã bắt đầu sử dụng nhiên liệu pha 1% methyl ester từ
dừa. Philippin, quốc gia sản xuất điện địa nhiệt lớn thứ hai thế giới, muốn
đầu tƣ hơn nữa vào ngành này nhằm giảm sự thiếu hụt điện hiện nay.
Indonesia cũng đang đầu tƣ vào điện địa nhiệt nhằm đáp ứng nhu cầu điện
tăng trƣởng 10% của nƣớc này [24] [26].
9


1.4. Nghiên cứu khai thác năng lƣợng tái tạo ở Việt Nam
Việt Nam, do điều kiện địa lý, là một nƣớc có tiềm năng về các
nguồn NLTT với nhiều dạng nhƣ năng lƣợng mặt trời, thủy điện, năng
lƣợng sinh khối, năng lƣợng gió, năng lƣợng biển, năng lƣợng địa nhiệt.
Trên quan điểm chỉ đạo nêu trong nghị quyết Đại hội IX của Đảng,
để góp phần thực hiện thành cơng mục tiêu chiến lƣợc phát triển kinh tế xã
hội của Đảng, mục tiêu tổng quát phát triển ngành năng lƣợng Việt Nam
trong giai đoạn tới là: “Khai thác và sử dụng hợp lý, có hiệu quả nguồn tài
nguyên năng lượng trong nước; cung cấp đầy đủ năng lượng với chất
lượng ngày càng cao, giá cả hợp lý cho phát tiển kinh tế - xã hội; Đảm bảo
an ninh năng lượng quốc gia; Đa dạng hóa phương thức đầu tư và kinh

doanh trong lĩnh vực năng lượng, từng bước hình thành và phát triển thị
trường năng lượng cạnh tranh; Đẩy mạnh phát triển nguồn năng lượng
mới và tái tạo để đáp ứng cho nhu cầu, nhất là vùng sâu, vùng xa, biên
giới, hải đảo; Phát triển nhanh, hiệu quả và bền vững ngành năng lượng,
phát triển đi đôi bảo vệ môi trường”.
Năng lƣợng hiện nay chủ yếu đƣợc cung cấp từ nguồn nhiên liệu hóa
thạch khơng tái tạo, các nguồn này cuối cùng sẽ bị cạn kiệt. Do vậy, nhiều
quốc gia đã chú ý hơn tới việc phát triển năng lƣợng tái tạo. Trong hơn một
thập kỷ qua, tốc độ tăng trƣởng trung bình của năng lƣợng tái tạo chung
của cả thế giới là 8%/năm [9].
Bảng 1. Công suất (MW) các nguồn điện năng lƣợng tái tạo
trong giai đoạn 2008 - 2015 [9].
Loại
NLTT

Năm
2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Toàn quốc

11.83,7

1.370,9

1.495,9

1.703,4

1922,3

2.104,3

2.347,6

2.603,0

Miền Bắc

411,6

476,7

505,7

571,8

661,2

688,7

769,4

825,0

10


Tổng điện năng

365,15

430,25

456,75

522,35

609,75

631,75

709,45

748,8

NL sinh học

44,6

44,6

44.6

44,6

45,6

50,6

53,6

66,6

NL mặt trời

0,504

0,504

0.504

0,504

0,504

0,504

0,504

0,8

NL gió

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

Địa nhiệt

0

0

0

0

0

0

0

0

Miền Trung

637,9

760,0

798,5

812,9

818,4

936,9

986,5

1091,9

Tổng điện năng

579,8

700,4

700,4

714,8

719,8

814,8

845,9

864,4

NL sinh học

57

57

67

67

67

72

72

97

NL mặt trời

0,65

0,65

0,65

0,65

0,65

0,65

0,65

1

NL gió

0,45

0,45

28,45

28,45

28,45

28,45

28,45

72,45

Địa nhiệt

0

0

0

0

0

18

36

51

Miền Nam

134,3

134,3

191,8

318,8

442,8

478,8

591,8

686,1

Tổng điện năng

64,5

64,5

64,5

164,5

264,5

274,5

374,5

374,5

NL sinh học

56,1

561

59,1

86,1

107,1

112,1

122,1

152,6

NL mặt trời

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0.5

0,5

0,85

NL gió

7,75

7,75

60,25

60,25

60,25

80,25

80,25

143,75

Địa nhiệt

0

0

0

0

0

0

0

0

1.4.1. Năng lượng bức xạ mặt trời
Tính trung bình tồn quốc thì năng lƣợng bức xạ mặt trời là 4 - 5
kWh/m2 mỗi ngày. Tiềm năng điện mặt trời tốt nhất là vùng từ Thừa Thiên
11


- Huế trở vào miền Nam và vùng Tây Bắc. Vùng Đơng Bắc, trong đó có
đồng bằng sơng Hồng có tiềm năng kém nhất. Theo đánh giá của các
chuyên gia, hiệu quả nhất của việc ứng dụng năng lƣợng mặt trời là thiết bị
đun nƣớc nóng sau đó là thiết bị pin mặt trời.
Thiết bị đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời:
Bức xạ mặt trời sau khi đi qua một tấm kính, đƣợc mặt đen hấp thụ,
có thể đun nƣớc nóng tới 80oC và nƣớc đƣợc nối trực tiếp với bình nóng

lạnh để tắm rửa hoặc đun nấu. Với việc sử dụng thiết bị đun nƣớc nóng
bằng năng lƣợng mặt trời có thể tiết kiệm một nguồn điện năng đáng kể
trong các gia đình hoặc các nhà trẻ, bệnh viện, khách sạn.
Giàn pin mặt trời:
Do giá thành còn cao (8.000 đồng cho 1kWh) nên điện mặt trời chƣa
đƣợc dùng rộng rãi. Hiện mới chỉ có 5 hệ thống điện mặt trời lớn, trong đó
có hệ thống ở Gia Lai, với tổng công suất 100 kWp (công suất cực đại khi
có độ nắng cực đại). Chính phủ cũng đã đầu tƣ để xây dựng 100 hệ thống
điện mặt trời gia đình và 200 hệ thống điện mặt trời cộng đồng cho cƣ dân
ở các vùng đảo đông bắc với tổng công suất là 25 kWp. 400 hệ thống pin
mặt trời gia đình nữa do Mỹ tài trợ đã đƣợc xây dựng cho các cộng đồng ở
Tiền Giang và Trà Vinh với tổng công suất 14 kWp. Đã tổ chức nghiên cứu
chế tạo và nhập các linh kiện để lắp ráp, đồng thời chuyển giao kỹ thuật
của nƣớc ngoài vào Việt Nam trong công tác ứng dụng pin mặt trời nhằm
trang bị cho các miền nông thôn, hải đảo và miền núi để giải quyết ánh
sáng và phục vụ dân sinh. Khu vực phía nam là nơi ứng dụng sớm nhất các
giàn pin mặt trời phục vụ thắp sáng và sinh hoạt hàng ngày tại một số vùng
xa lƣới điện. Các trạm điện mặt trời với công suất từ 500 đến 1.000 Hp
đƣợc lắp đặt tại các trung tâm xã để nạp điện ắc quy cho các gia đình đƣa
về nhà sử dụng. Các giàn pin mặt trời có cơng suất từ 250 đến 500 Hp đƣợc
phục vụ thắp sáng cho các bệnh viện, trạm xá và cụm văn hóa cấp thơn.
Đến nay, tại khu vực phía nam có khoảng 500 giàn pin mặt trời đã đƣợc lắp
12


đặt và sử dụng. Tại khu vực miền bắc, việc ứng dụng nguồn pin mặt trời
tiến hành chậm hơn nhƣng triển khai với tốc độ rất nhanh. Công suất của
các giàn dùng cho các hộ gia đình từ 40 đến 55 Hp, cho các trạm biên
phòng từ 75 đến 100 Hp và cho các trạm văn hóa trung tâm xã là khoảng
200 Hp. Hệ thống năng lƣợng mặt trời lắp đặt cho các trạm thông tin và hải

đảo chiếm khoảng 34% tổng số giàn pin mặt trời lắp đặt trong toàn quốc.
Trong những năm gần đây, Cục Hàng hải Việt Nam đã nhập một số lƣợng
lớn các giàn pin mặt trời để trang bị cho các phao tiêu hàng hải vùng cửa
sơng ven biển trên tồn quốc [10].
Ngoại trừ các hỏng hóc do ngƣ dân địa phƣơng gây ra, việc sử dụng
các giàn pin mặt trời trên các phao tiêu hàng hải đạt kết quả rất hữu hiệu,
đặc biệt là tại các vùng có sóng lớn, trong các điều kiện thời tiết khốc liệt
nhƣ gió mùa, bão, khi việc thay bình ắc quy cho các trạm phao hết sức
phức tạp. Tổ chức Khí tƣợng Thế giới đã ban hành hƣớng dẫn về tính bức
xạ dùng cho mục đích khai thác năng lƣợng.
1.4.2. Năng lượng gió
Nguồn năng lƣợng gió trên tồn bộ lãnh thổ nƣớc ta hết sức dồi dào,
đặc biệt là tại các vùng bờ thoáng, tại các vùng hải đảo và núi cao. Vào
cuối những năm 80, đầu các năm 90, các loại động cơ gió phát điện có
cơng suất nhỏ từ 150W đến 500W đƣợc triển khai áp dụng hàng loạt. Viện
Năng lƣợng đã đƣợc Bộ Năng lƣợng (nay là Bộ Công Thƣơng) giao nhiệm
vụ nghiên cứu triển khai ứng dụng các động cơ gió phát điện với công suất
nhỏ để lắp đặt cho các vùng hải đảo và vùng xa lƣới điện, phục vụ cho
chƣơng trình điện khí hóa nơng thơn của nhà nƣớc. Viện Năng lƣợng đã
chế tạo động cơ gió có cơng suất 150 W để áp dụng cho các hộ dân cƣ.
Hiện nay có khoảng 30 động cơ gió loại này đã đƣợc chế tạo và đƣa vào sử
dụng. Trƣờng đại học Bách khoa Hà Nội cũng đã triển khai ứng dụng một
số mẫu động cơ gió để phát điện dùng cho các hộ gia đình với mỗi cụm
gồm 3 động cơ có cơng suất 150 W. Trung tâm Năng lƣợng Tái tạo và
13


Thiết bị Nhiệt, Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh đã lắp đặt trên
800 cột gió ở hơn 40 tỉnh thành, tập trung nhiều nhất gần Nha Trang (135
cột đang hoạt động). Nha Trang cũng là nơi có một trong hai làng sử dụng

năng lƣợng gió duy nhất ở Việt Nam. Việc xây dựng các cột gió ở làng này
do Bộ Khoa học và Công nghệ cùng với Hiệp hội Việt Nam - Thụy Sỹ tài
trợ. Ngôi làng thứ hai nằm ở Cần Giờ với 50 cột gió đã đƣợc lắp đặt thông
qua sự hỗ trợ của Pháp. Tuy nhiên đa số các cột gió trên có cơng suất thấp.
Hiện cịn có dự án xây dựng 20 cột gió với tổng cơng suất 15 MW tại
khu bờ biển bán đảo Phƣơng Mai, thành phố Quy Nhơn và một phần huyện
Phù Cát, tỉnh Bình Định. Viện Năng lƣợng đang chuẩn bị nghiên cứu khả
thi xây dựng các trang trại năng lƣợng gió quy mơ lớn, một trong số đó là
trang trại 20 MW ở Khánh Hịa. Tổng Cơng ty Điện lực Việt Nam dự định
tài trợ để xây dựng một trang trại nữa với công suất 20 MW, cũng ở Khánh
Hịa. Giá thành điện năng từ gió hiện ở vào khoảng 800 đồng/kWh. Chính
phủ Việt Nam đã phê chuẩn dự án xây dựng trạm phát điện bằng sức gió
với tổng công suất là 20 MW, gồm tổ hợp của 40 động cơ gió với cơng suất
của mỗi động cơ là 500 kW. Giai đoạn đầu là 10 MW. Địa điểm xây dựng
dự án tại đèo Tu Bông, tỉnh Khánh Hòa. Dự án đƣợc tiến hành dƣới sự thiết
kế kỹ thuật của hãng CENTIS, Cộng hòa Liên bang Đức. Tổng Công ty
Điện lực Việt Nam EVN đã tiến hành nghiên cứu, đƣa ra quy hoạch điện
gió tồn quốc (2006-2007), đƣa ra các phƣơng án cấp điện cho 10 huyện
đảo, trong đó chú trọng việc sử dụng năng lƣợng gió và năng lƣợng bức xạ
với phụ trợ của máy phát điện diezen. Viện Năng lƣợng cũng đã trình
Chính phủ bản đề án “Chiến lược, quy hoạch tổng thể nguồn năng lượng
tái tạo ở Việt Nam năm 2007-2015, tầm nhìn 2025”.
Tại đảo Bạch Long Vĩ tháng 12/2004 đã hoàn thành trạm phát điện
bằng sức gió có cơng suất 850 kW. Sản lƣợng điện do tuốc bin gió phát ra
trong năm 2005 là 212,605 kWh, năm 2006 là 10,062 kWh, chiếm tổng
cộng 13% công suất phát của trạm. Tháng 6 năm 2006, hệ thống điều khiển
14


của trạm bị hỏng, từ đó đến nay tuốc bin gió khơng hoạt động đƣợc. Ngày

27/8/2008 Tập đồn Fuhrlaender AG, một trong những tập đồn sản xuất
tuốc bin điện gió hàng đầu của Đức đã bàn giao 5 tổ máy sản xuất năng
lƣợng gió đầu tiên cho nhà máy phong điện tại tỉnh Bình Thuận có cơng
suất 30 MW với tổng số vốn đầu tƣ giai đoạn 1 là hơn 817 tỷ đồng do Công
ty Cổ phần Năng lƣợng tái tạo Việt Nam (REVN) làm chủ đầu tƣ. Nhà máy
đƣợc xây dựng trên diện tích 328 ha, sử dụng hồn tồn cơng nghệ và thiết
bị của Đức. Theo kế hoạch, tổ máy đầu tiên gồm 5 cột gió với cơng suất
5x1,5MW đã đƣợc hoàn thành trong năm 2009.
Theo kết quả khảo sát của chƣơng trình đánh giá về năng lƣợng cho
Châu Á của Ngân hàng Thế giới (WB), Việt Nam có tiềm năng gió lớn
nhất khu vực Đơng Nam Á với tổng tiềm năng điện gió ƣớc đạt 513.360
MW, lớn gấp 200 lần công suất của nhà máy thuỷ điện Sơn La và hơn 10
lần tổng công suất dự báo của ngành điện Việt Nam năm 2020. Vấn đề khai
thác sức gió để xây dựng nhà máy điện gió với quy mô thƣơng mại ở nƣớc
ta đã đƣợc các nhà khoa học đề cập cách đây gần 20 năm [2] [3] [4].
1.4.3. Thủy điện nhỏ
Tiềm năng thủy điện nhỏ ở Việt Nam:
Việt Nam nằm ở trung tâm vùng Đông Nam Á, có nguồn ẩm tƣơng
đối phong phú trên phần lớn lãnh thổ. Hậu quả của sự tác động tổng hợp
giữa điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm mƣa nhiều (trên 1950 mm/năm) và cấu
trúc địa chất, địa hình (diện tích đồi núi chiếm 3/4 diện tích lãnh thổ), dẫn
đến dịng chảy sơng ngịi Việt Nam đƣợc hình thành rất thuận lợi là nguyên
nhân khách quan cơ bản nhất, tạo nên một mạng lƣới sông suối dày đặc
trên lãnh thổ nƣớc ta. Mật độ sơng suối có sự dao động khá lớn giữa các
vùng, tƣơng đối phù hợp với sự phân hóa khơng gian của điều kiện khí hậu
và cấu trúc địa chất, địa hình. Lƣợng mƣa thay đổi giữa các năm không lớn,
khoảng 2 lần, nhƣng giữa các tháng và mùa trong năm lại khá lớn. Vào
mùa mƣa lũ (chiếm từ 4 - 5 tháng) lƣợng dòng chảy chiếm đến 70 - 80%
15

tổng lƣợng dịng chảy năm, vì vậy lƣợng dịng chảy các tháng mùa khơ cịn
lại chỉ chiếm khoảng 20 - 30%. Lãnh thổ nƣớc ta hẹp và dài, có dãy Trƣờng
Sơn hầu nhƣ chạy dọc suốt đất nƣớc và những dãy núi cao nhƣ Hồng Liên
Sơn, Tây Cơn Lĩnh…, tạo nên độ dốc khá lớn cho các sông suối, nhất là
các đoạn đầu nguồn. Đây chính là thế năng quan trọng có thể tận dụng để
xây dựng các nhà máy thủy điện, trong đó có thể xây dựng đƣợc nhiều trạm
thủy điện nhỏ với các cột nƣớc khác nhau [10].
Nhờ có mạng lƣới sơng suối phát triển và phân bố tƣơng đối đều
khắp trên lãnh thổ nên rất thuận lợi về mặt kinh tế, đó là có thể dùng nƣớc
tại chỗ vào mục đích cấp nƣớc cho sinh hoạt, sản xuất, hoạt động giao
thông và phát điện… Với đặc điểm địa hình và nguồn nƣớc nhƣ vậy, tiềm
năng thủy điện của Việt Nam đã đƣợc quy hoạch trên 11 hệ thống sơng lớn
có tổng cơng suất đạt 15.300 MW và điện lƣợng trung bình hàng năm là
64.347 triệu kWh và hàng loạt nhà máy thủy điện đang đƣợc xây dựng với
tổng công suất là 2.066 MW.
Tổng kết các nghiên cứu về quy hoạch thủy điện ở nƣớc ta cho thấy
tổng trữ lƣợng thủy điện của tồn bộ các sơng suối đƣợc đánh giá khoảng
80 tỷ kWh/năm, trong đó trên 11 con sông lớn đã đạt hơn 64 tỷ kWh/năm.
Nhƣ vậy, trữ năng kinh tế của thủy điện nhỏ trên cả nƣớc ta có thể đạt trên
10 tỷ kWh/năm. Đó là nguồn năng lƣợng tái tạo rất quan trọng cần đƣợc
khai thác triệt để, nhằm đáp ứng nhu cầu phụ tải ngày càng tăng của các
ngành kinh tế quốc dân, trong đó ƣu điểm nổi bật của việc xây dựng các
trạm thủy điện nhỏ là tác động đến môi trƣờng không đáng kể, đáp ứng
điều kiện phát triển bền vững và cung cấp điện năng tại chỗ cho các vùng
mà lƣới điện quốc gia chƣa tới đƣợc.
Về công suất các thủy điện:
Tổng công suất các thủy điện lớn, vừa và nhỏ đã đi vào vận hành là:
4.463 MW.
Trong đó:

- Thủy điện Hịa Bình 1.920 MW
16


- 6 cơng trình trên sơng Đồng Nai: 1.257 MW
- 2 cơng trình trên sơng Sê San: 980 MW
Nếu so với tổng công suất lắp máy của các nguồn điện ở Việt Nam là
11.717 MW thì thủy điện chiếm 38% [9] [10].
1.4.4. Năng lượng sinh học
Tiềm năng năng lượng sinh học ở Việt Nam:
Việt Nam là một nƣớc nông nghiệp có tiềm năng sản xuất nhiên liệu
sinh học rất lớn, đặc biệt là từ các phụ phẩm nông nghiệp nhƣ rơm rạ, thân
cây ngơ, bã mía...Trƣớc đây các sản phẩm rơm rạ sau khi gặt đƣợc phơi
khô, đƣợc tận dụng dùng cho đun nấu, tro sau khi đun sẽ đƣợc đem bón
ruộng. Tuy nhiên hiện tại, rơm rạ khơng cịn là nguồn nhiên liệu quan trọng
nữa, ngƣời nông dân thƣờng đốt bỏ sau khi phơi khô. Đây là sự lãng phí
lớn tài ngun và gây ra ơ nhiễm mơi trƣờng.
Ở nƣớc ta việc nghiên cứu và sử dụng năng lƣợng sinh học mới đƣợc
chú ý trong thời gian gần đây, đặc biệt là từ khi giá dầu thế giới gia tăng
nhanh chóng. Trƣớc hết các nghiên cứu tập trung vào việc sản xuất cồn từ
các sản phẩm giàu tinh bột và đƣờng nhƣ sắn, mía. Đặc biệt là tập trung
nghiên cứu các quy trình cơng nghệ nhằm nâng cao tỷ lệ của ethanol trong
sản xuất cồn.
Gần đây đã có một số nghiên cứu sản xuất Ethanol hoặc Diesel từ
mía, từ dầu cây hoặc từ mỡ động vật và mới chỉ dừng ở quy mơ phịng thí
nghiệm. Hiện nay, trƣớc tình hình khan hiếm năng lƣợng từ dầu mỏ, việc
nghiên cứu sử dụng năng lƣợng sinh học ở nƣớc ta cũng đã đƣợc chú ý
phát triển. Năm 2007, một số nhà máy sản xuất cồn công nghiệp để sản
xuất nhiên liệu sinh học đã đƣợc triển khai. Công ty Cổ phần Cồn sinh học

Việt Nam đã đầu tƣ xây dựng nhà máy sản xuất cồn công nghiệp với công
suất 66.000m3/năm tại Đắc Lắc. Bên cạnh đó là các dự án hợp tác đầu tƣ
liên doanh liên kết giữa Công ty đƣờng Biên Hịa với Cơng ty của
Singapore về đầu tƣ nhà máy sản xuất cồn sinh học công suất
17