Nghiên cứu đánh giá các mô hình mô phỏng hệ thống cung-cầu năng lượng và đề xuất xây dựng mô hình phù hợp với điều kiện Việt Nam

Nghiên cứu đánh giá các mô hình mô phỏng hệ thống cung-cầu năng lợng và đề xuất xây dựng mô hình phù hợp với điều
kiện Việt Nam

1. Tờn bi bỏo :
Nghiờn cu ỏnh giỏ cỏc mụ hỡnh mụ phng h thng cung-cu nng lng v xut xõy dng mụ
hỡnh phự hp vi iu kin Vit Nam
Analytical assessment of energy supply demand models and proposal suitable model for Vietnam
2. Tỏc gi :
TS. Nguyn Anh Tun, Vin Nng lng
KS. Nguyn Khoa Diu H, Vin Nng Lng
ThS. Nguyn Anh Dng, Vin Nng lng
3. Túm tt :
ti tp trung vo vic ỏnh giỏ v phõn tớch mt s mụ hỡnh h thng cung-cu nng lng ang ỏp
dng trờn th gii v phõn tớch cỏc u, nhc im ca tng loi mụ hỡnh khi ỏp dng trong iu kin
c thự ca Vit Nam. xut phng phỏp v c s cho vic phỏt trin mụ hỡnh thớch hp cho Vit
Nam trong giai on phỏt trin nhanh ca nn kinh t theo nh hng phỏt trin kinh t- xó hi ca
Chớnh ph.
4. Gii thiu
Trờn th gii ó cú rt nhiu nc cú mụ hỡnh h thng nng lng (HTNL) nghiờn cu ti u h
thng cung-cu. Cú rt nhiu mụ hỡnh khỏc nhau cú th s dng, tuy nhiờn khụng cú mụ hỡnh no l
hon ho v hu nh cỏc mụ hỡnh a ra u c lp trỡnh cho cỏc nc phỏt trin, vi mt h thng
c s d kiu y v chun, cu trỳc nn kinh t v HTNL n nh, vai trũ NL tỏi to nh khụng
ỏng k. Hn na khú cú th thay i lng ghộp cỏc vn phỏt trin kinh t, xó hi, nhng thay i
c th c thự ca Vit Nam vo cỏc mụ hỡnh dúi dng tool-box.
Cỏc mụ hỡnh hin cú v ang c s dng ti Vit Nam di dng tool-box nh MARKAL,
EFOM-ENV, ENPEP khụng thớch hp cho Vit Nam v khụng can thip c vo mụ hỡnh m
rng nghiờn cu.
Quy mụ h thng nng lng ca Vit Nam s tng gp nhiu ln trong vũng 20 nm ti. iu ú cú
ngha l hn 2/3 h thng nng lng ca Vit Nam phi c xõy dng t bõy gi. nh hng s
phỏt trin ti u h thng NL ngay t bõy gi l rt quan trng. Hn na, HTNL ca Vit Nam cng
cú mt s c im cn c phõn tớch v a vo mụ hỡnh c s dng nh: thay i cu trỳc ca

ngun cung v c nhu cu, s chuyn dch nhanh chúng t cỏc dng nng lng truyn thng (phi
thng mi) sang nhiờn liu húa thch, giỏ thnh sn xut v tiờu th NL cũn cú s tr giỏ, hiu qu
hot ng v hiu sut cũn rt thp
Do ú, nhúm thc hin ti mong mun xõy dng mt mụ hỡnh ti u hoỏ cung-cu phự hp hiu
rừ hn cỏc quan h tng quan trong h thng nng lng VN, cú kh nng duy trỡ v cp nht
thng xuyờn phn ỏnh c s thay i v kinh t, xó hi v HTNL.
5. Phng Phỏp Nghiờn cu
ti da trờn phng phỏp nghiờn cu h thng (holistic systemic) bao gm:
Tng hp s liu: C s v trin vng phỏt trin ca ngnh in v nng lng Vit Nam s
c phõn tớch v ỏnh giỏ, t c s ỏnh giỏ tớnh c thự phỏt trin cng nh nhu cu
cn cú mụ hỡnh cõn bng cung cu nng lng phự hp
Phõn tớch: Cỏc mụ hỡnh cõn bng cung cu trờn th gii s c phõn tớch theo 5 nhúm tiờu
chớ chớnh bao gm : Mc tiờu v mc ớch ca mụ hỡnh; Cu trỳc mụ hỡnh; Phng phỏp phõn
tớch: t trờn xung (Top-Down) hoc t di lờn (Bottom-Up);Phng phỏp lun; Thut toỏn
ỏp dng

1
TS. Nguyn Anh Tun, Vin Nng lng


Nghiên cứu đánh giá các mô hình mô phỏng hệ thống cung-cầu năng lợng và đề xuất xây dựng mô hình phù hợp với điều
kiện Việt Nam



Kt lun: xut kn ngh (trong tng lai gn) vic s dng hn hp cỏc mụ hỡnh hin cú
tn dng cỏc u im ca tng loi mụ hỡnh trc khi tin hnh xõy dng mụ hỡnh ti u
cõn bng nng lng riờng cho Vit Nam

6. Kt qu t c

ti nghiờn cu ỏnh giỏ cỏc mụ hỡnh mụ phng h thng cung-cu nng lng v xut xõy
dng mụ hỡnh phự hp vi iu kin Vit Nam ó tin hnh ỏnh giỏ hin trng cung cu NL ca Vit
Nam, a ra cỏc nhn nh lm c s cho vic la chn mt mụ hỡnh cung cu thớch hp nht trong
cỏc iu kin c thự ca Vit nam. ú l s thay i cu trỳc kinh t núi chung v ngnh nng lng
núi riờng; s phỏt trin nhanh chúng vi tc cao trong mt thi gian ngn; s khụng n nh v tin
cy ca s liu trong quỏ kh; nh hng ln ca cỏc chớnh sỏch iu tit v di hn cho ngnh NL
ang c hỡnh thnh.
Trờn th gii ó cú rt nhiu nc cú mụ hỡnh ti u h thng nng lng nghiờn cu ti u h
thng NL cung-cu. Cú rt nhiu mụ hỡnh khỏc nhau cú th s dng, tuy nhiờn khụng cú mụ hỡnh no
l hon ho v hu nh cỏc mụ hỡnh a ra u c lp trỡnh cho cỏc nc phỏt trin, vi mt h
thng c s d liu y v chun, cu trỳc nn kinh t v HTNL n nh, vai trũ NL tỏi to nh
khụng ỏng k. Hn na khú cú th thay i lng ghộp cỏc vn phỏt trin kinh t, xó hi, nhng
thay i c th c thự ca Vit Nam vo cỏc mụ hỡnh dúi dng tool-box. Vi s nghiờn cu cỏc
mụ hỡnh hin ang c s dng trờn th gii nh EFOM-ENV, ENPEP - Balance, LEAP,
MARKAL, MESAP, MESSAGE, RETScreen. Nhúm nghiờn cu ó c gng úng gúp trong vic
ỏnh giỏ phõn loi mt cỏch khoa hc v h thng cỏc dng mụ hỡnh ti u cung cu NL. õy l mt
c s khoa hc giỳp cỏc nh nghiờn cu cú th la chn s b cỏc cụng c, phng phỏp lun thớch
hp, mc phỏt trin chi tit v mc s cn thit phi phỏt trin cỏc mụ hỡnh thớch nghi vi cỏc
iu kin c thự ca Vit Nam.
Da vo kt qu nghiờn cu v cn c vo thc tin nhu cu lp trỡnh mụ hỡnh cung cu nng lng
ti u, nhúm nghiờn cu ó xut kt hp cỏc mt mnh ca mt s mụ hỡnh chuyờn bit vo mt
mụ hỡnh ti u cho Vit Nam, khai thỏc ti a cỏc c im ca tng chng trỡnh riờng bit. Mụ
hỡnh xut SIMESLEAP l mt s liờn kt b sung ln nhau giỳp vic hoch nh chớnh sỏch
nng lng trung hn v di hn, cõn nhc cỏc phng ỏn v tr li c cõu hi nu cú thay i
thỡ kt qu l cho cỏc nh hoch nh chớnh sỏch. Viờc kt hp ny giỳp khai thụng c nhng
vng mc trong quy trỡnh ti u phỏt trin HTNL nu ỏp dng riờng r tng cụng c.
ti nghiờn cu ó ỏp dng mụ hỡnh xut v phỏt trin cu trỳc mụ hỡnh cho Vit Nam, mc dự
cũn dng n gin hoỏ cỏc dũng nng lng, cụng ngh hin cú v h s dng cui cựng, v th
nghim mụ hỡnh a ra kt qu d bỏo cung-cu ca Vit Nam cho n nm 2030. Mc dự ch l
kt qu s b ỏnh giỏ mc kh thi ca mụ hỡnh xut, mụ hỡnh cho thy vic ỏp dng mụ

hỡnh t hp SIMESLEAP s l mt cụng c h tr ch cht giỳp cỏc nh hoch nh chớnh sỏch
NL a ra cỏc i sỏch ti u nht trong iu kin m bo chi phớ kinh t ti thiu v li tc xó hi
ti a, ng thi tho món cỏc hn ch cỏc rng buc v vn u t, phỏt thi, cụng ngh tiờn tin
7. Phõn tớch kt qu
7.1 S phỏt trin ca h thng nng lng Vit Nam
Tng tiờu th nng lng cui cựng nm 1990 l 16,76 triu toe, n nm 2009 l 46,8 triu toe trong
ú t trng tiờu th than tng t 7,9 % nm 1990 lờn 19,2 nm 2009. Xng du tng t 14,8 % nm
1990 lờn 33,9% nm 2009. Khớ t tng t 0,03 % nm 1990 lờn 1,4 % nm 2009. in tng t 3,2 %
2
TS. Nguyn Anh Tun, Vin Nng lng


Nghiên cứu đánh giá các mô hình mô phỏng hệ thống cung-cầu năng lợng và đề xuất xây dựng mô hình phù hợp với điều
kiện Việt Nam

nm 1990 lờn 14,1 % nm 2009. T l nng lng tỏi to gim t 74,1 % nm 1990 xung cũn 31,4 %
nm 2009
Bng 1.

Din bin tiờu th nng lng cui cựng
n v: ktoe

Nm

1990

1995

2000

2005

2006

2007

2008

2009

Than

1324

2603

3223

5351

5562

6089

8271

8966

Xng, du

2479

4247

6920

12122

12023

13713

13797

15851

Khớ

5.0

21.2

19.4

537

485

542

666

639

in

532

963

1927

4051

4630

5275

5834

6615

NL phi thng mi

12421

12872

14191

14780

14748

14726

14710

14704

16760

20707

26280

36841

37449

40345

43277

46774

Tng s

Phõn tớch hin trng HTNL Vit nam cho thy s chuyn dch nhanh chúng trong c cu cng nh
trong tc tng trng ca c cung v cu trong HTNL rt cao, v kh nng s tip tc trong tng

lai. õy l mt trong cỏc yu t quan trng cho vic la chn mụ hỡnh nng lng thớch hp cho Vit
Nam.
ỏnh giỏ mt s cỏc ch tiờu quan trng nh cng nng lng, h s n hi, t trng xut nhp
khu, cng cho thy s khỏc bit tng i ln so vi cỏc nc trong khu vc v cỏc nc phỏt trin.
Xu th tng hay gim ca cỏc ch tiờu ny l cha rừ rng trong quỏ kh. iu ny s cú nh hng
ỏng k n cỏc thụng s u vo cho mt mụ hỡnh NL c la chn mụ phng HTNL ti u ca
Vit Nam trong tng lai.
Hin ti b s liu dựng cho phõn tớch ỏnh giỏ cung-cu HTNL cũn rt nhiu hn ch nh cha chi
tit, tin cy cha cao, khụng liờn tc, cho nờn iu ny cng nh hng ln n lun chng la
chn mụ hỡnh NL thớch hp cho Vit Nam.
7.2 ỏnh giỏ cỏc mụ hỡnh nng lng hin cú
Cỏc mụ hỡnh nng lng c phỏt trin phõn tớch cỏc xu hng phỏt trin ca h thng nng
lng, so sỏnh cỏc kch bn phỏt trin cng nh ỏnh giỏ cỏc chớnh sỏch nng lng ca quc gia
trong mi tng quan vi nn kinh t v mụ v mụi trng. Cỏc mụ hỡnh nng lng hin nay trờn th
gii s dng nhiu cụng c v thut toỏn khỏc nhau tựy thuc vo mc tiờu phõn tớch v c im ca
quc gia hoc vựng lónh th phỏt trin mụ hỡnh ú. i vi cỏc nc ang phỏt trin trong ú cú Vit
Nam, cỏc mụ hỡnh nng lng c s dng rt a dng. Tuy nhiờn, vic s dng cỏc mụ hỡnh nng
lng thng ph thuc vo cỏc ngun cung cp mụ hỡnh nhiu hn l nhu cu da trờn c im
phỏt trin ca chớnh quc gia ú. Cỏc mụ hỡnh nng lng u c phỏt trin nhm mt mc ớch c
th v ch thớch hp khi gii quyt vn ú. Vic ỏp dng mụ hỡnh cho cỏc mc ớch khỏc s dn n
nhng kt qu khụng chớnh xỏc.

3
TS. Nguyn Anh Tun, Vin Nng lng


Nghiên cứu đánh giá các mô hình mô phỏng hệ thống cung-cầu năng lợng và đề xuất xây dựng mô hình phù hợp với điều
kiện Việt Nam

Hỡnh 1.

Tng hp phõn loi mụ hỡnh HTNL theo phng phỏp lun (Ngun: nhúm nghiờn
cu)

Bng 2.

Tng hp so sỏnh cỏc mụ hỡnh c xem xột trong nghiờn cu ny
ENPEP Balance
Ti u
Hn hp (Hybrid)
Quc gia, a quc
gia
NL v MT

LEAP

MARKAL

Bng tớnh
Hn hp
Vựng, a
quc gia
a ngnh

Ti u
T di lờn
Quc gia, a
quc qia.
NL v th
trng

Chi tit

Ch tiờu

EFOM-ENV

Phng phỏp lun
Tip cn
Bao trựm a lý

Ti u
T di lờn
Quc gia, vựng

Ngnh

NL v MT

Mụ t cụng ngh
Ti liu mụ t

Tng i chi
tit
t ti liu

Phng phỏp lun
Tip cn
Bao trựm a lý

MESAP

Ti u
Hn hp
Quc gia

MESSAGE
Ti u
T di lờn
Quc gia, liờn kt
a vựng

RETScreen
Bng tớnh
T di lờn
Quc gia

Ngnh

NL, in, MT

NL v MT

NL

Mụ t cụng ngh

Chi tit

Chi tit

Khụng

Ti liu mụ t

t

Chi tit

Chi tit

Chi tit
Nhiu ti liu,

Tng i chi
tit
Rt tt

t (phi mua)
POLES
Mụ phng
Hybrid
Ton th gii,
a quc gia, a
vựng
NLTT, NL,
in
Tng i chi
tit
t

Cn c vo cỏc phõn tớch chi tit v nhn xột trờn õy, cỏc yờu cu v s liu, kh nng cu trỳc ca

cỏc mụ hỡnh nng lng thớch hp cho Vit Nam, cng nh mc tiờu v mc ớch phỏt trin mt mụ
4
TS. Nguyn Anh Tun, Vin Nng lng


Nghiên cứu đánh giá các mô hình mô phỏng hệ thống cung-cầu năng lợng và đề xuất xây dựng mô hình phù hợp với điều
kiện Việt Nam

hỡnh cung cu NL thớch hp cho vic phõn tớch ỏnh giỏ chớnh sỏch NL trong tng lai, nhúm nghiờn
cu xut s dng mụ hỡnh MESSAGE lm cụng c phỏt trin mt mụ hỡnh cho Vit Nam, do
c im kh nng thớch ng ca mụ hỡnh rt cao vi s thay i nhanh trong cu trỳc v ch s ca
cỏc HTNL c mụ phng (thụng qua cỏc rng buc v hn ch do ngi phỏt trin mụ hỡnh t ra),
khụng ph nhiu vo dóy s liu trong quỏ kh, kh nng tớnh toỏn ti u rt nhiu kch bn trong cỏc
nghiờn cu, mụ t chi tit c HTNL tng th gm c NL truyn thng v NL phi thng mi, cỏc
ti liu v mụ hỡnh u sn cú v khụng mt chi phớ, cu trỳc mụ hỡnh rt linh hot tựy theo kh nng
v nhu cu s dng.
Nh ó nờu trờn, cỏc mụ hỡnh nng lng u cn n u vo (ngoi sinh) l d bỏo nhu cu nng
lng chi tit, do vy hu nh tt c cỏc mụ hỡnh u liờn kt n hoc l mt mụ hỡnh c lp, hoc
l mt mụ un liờn kt vi mụ hỡnh chớnh d bỏo nhu cu NL. Nhúm nghiờn cu xut s dng
mụ hỡnh SIMPLE_E liờn kt vi mụ hỡnh MESSAGE cung cp s liu u vo l d bỏo nhu cu
nng lng.
Ngoi ra, vic phõn tớch kt qu v xõy dng knh bn v so sỏnh cỏc gii phỏp, ỏnh giỏ hiu qu cỏc
chớnh sỏch ca bn thõn mụ hỡnh MESAGE khụng phi l im mnh, do vy nhúm nghiờn cu
xut s dng kt hp vi mụ hỡnh LEAP, theo s kt hp mụ t chi tit trong phn sau. c bit l
khai thỏc mt mnh ca mụ hỡnh LEAP l lp cỏc bng cõn bng NL tng th s giỳp vic a ra phõn
tớch nhanh chúng v hiu qu.

7.3 xut ỏp dng hn hp cỏc mụ hỡnh hin cú
Cn c vo cỏc phõn tớch v xut ó nờu trờn, nhúm nghiờn cu la chn kt hp ba mụ hỡnh thớch
hp, nhm tớch hp cỏc im mnh nht tiờn hnh lp mụ hỡnh cho Vit Nam cú th ỏnh giỏ

chin lc chớnh sỏch phỏt trin ngnh nng lng di hn v cỏc nh hng tỏc ng ca cỏc chớnh
sỏch ú. Di õy nhúm nghiờn cu ti mụ t chi tit mụ hỡnh ó c phỏt trin cho HTNL ca
Vit Nam.

5
TS. Nguyn Anh Tun, Vin Nng lng


Nghiên cứu đánh giá các mô hình mô phỏng hệ thống cung-cầu năng lợng và đề xuất xây dựng mô hình phù hợp với điều
kiện Việt Nam
D bỏo nhu cu ph ti
SIMPLE-E




Kch bn ti u h thng nng
lng theo chi phớ ti thiu
La chn cỏc dng nng lng
s dng

Ti u cung cu nng lng
MESSAGE

Phõn tớch kch bn nng lng
LEAP

S liu kinh t
S liu nng lng

S liu cỏc nh mỏy in hin ti/d kin
Cỏc ch tiờu kinh t, k thut theo tng loi nh
mỏy
Cỏc ch tiờu phỏt thi
Giỏ phỏt thi
nh mc/hn ch phỏt thi (nu cú)
Cỏc cụng ngh s dng nng lng
Giỏ nhiờn liu

Cỏc gii phỏp tit kim nng lng
Chi phớ cỏc gii phỏp tit kim nng lng

Cỏc bng cõn bng nng
lng tng th cho giai
on phỏt trin
Tng chi phớ h thng sau
khi ỏp dng cỏc gii phỏp
tit kim nng lng v
hn ch phỏt thi

Xõy dng chin lc phỏt
trin

Kin ngh nh hng phỏt
trin
Phõn tớch ỏnh giỏ kt qu
Xõy dng chớnh sỏch nng
lng

ti s dng mụ hỡnh SIMPLE_E d bỏo nhu cu nng lng. Giai on d bỏo l t 2009,
2010 n 2030. Mụ hỡnh d bỏo da trờn nhng tiờu trớ hot ng kinh t xó hi nh: c cu dõn s,
kinh t, t l tng trng kinh t , cỏc ch tiờu nh hng n nhu cu nng lng nh: tit kim nng
lng, giỏ nng lng..
ti s dng mụ hỡnh MESSAGE tớnh toỏn ti u h thng nng lng. Mc tiờu ca mụ hỡnh l
tớnh toỏn ti u cung cu nng lng (Mụ hỡnh ti u húa). Mụ hỡnh ti u húa ny s quyt nh s
lng cung cp nng lng vi tng chi phớ thp nht. T mụ hỡnh MESSAGE s tớnh toỏn v a ra
kch bn c s.
ti s dng mụ hỡnh LEAP a ra cỏc kch bn v tit kim nng lng v gim phỏt thi nh:
cỏc gii phỏp thc hin nh gii phỏp tit kim nng lng , thay th cỏc dng nng lng, s dng
cỏc dang nng lng mi, lu gi phỏt thi nhm a ra nhng kin ngh cho chớnh sỏch s dng
nng lng. S liu u vo ca mụ hỡnh bao gm s liu u vo ca MESSAGE
7.4 . Phng phỏp lun xõy dng mụ hỡnh cõn bng cung cu nng lng riờng cho Vit
Nam
Trờn õy ch l cu trỳc mụ hỡnh c bn cho HTNL caVit Nam dng n gin hoỏ cỏc dũng
nng lng, cụng ngh hin cú v h s dng cui cựng, v th nghim mụ hỡnh a ra kt qu
cui cựng. Mc dự ch l kt qu s b ỏnh giỏ mc kh thi ca mụ hỡnh xut, nhng iu
6
TS. Nguyn Anh Tun, Vin Nng lng


Nghiên cứu đánh giá các mô hình mô phỏng hệ thống cung-cầu năng lợng và đề xuất xây dựng mô hình phù hợp với điều
kiện Việt Nam

ú cho thy rng vi vic kt hp 3 mụ hỡnh nhiu kh nng cú th gii quyt c bi toỏn ti u cho
HTNL ca Vit Nam, so sỏnh v la chn cỏc dng nng lng, a ra cỏc gii phỏp tit kim nng
lng trờn c s cỏc kim toỏn nng lng, cỏc gii phỏp thay th nhiờn liu, lu gi khớ CO2
a ra v la chn mt h thng nng lng ti u nht.
ti nghiờn cu ó ỏp dng mụ hỡnh xut v phỏt trin cu trỳc mụ hỡnh cho Vit Nam, mc dự
cũn dng n gin hoỏ cỏc dũng nng lng, cụng ngh hin cú v h s dng cui cựng, v th
nghim mụ hỡnh a ra kt qu d bỏo cung-cu ca Vit Nam cho n nm 2030. Mc dự ch l
kt qu s b ỏnh giỏ mc kh thi ca mụ hỡnh xut, mụ hỡnh cho thy vic ỏp dng mụ
hỡnh cỏc thụng s t hp ca 3 mụ hỡnh s l mt cụng c h tr ch cht giỳp cỏc nh hoch nh
chớnh sỏch NL a ra cỏc i sỏch ti u nht trong iu kin m bo chi phớ ti thiu v li ớch ti
a, ng thi tho món cỏc hn ch cỏc rng buc v vn u t, phỏt thi, cụng ngh tiờn tin
Mụ hỡnh nng lng cho Vit Nam cn thit phi cu thnh 3 mụ un bao gm : d bỏo, cõn bng
cung cu v cỏc bin phỏp gim thiu tỏc ng mụi trng.
Mụ hỡnh nng lng c xõy dng cho Vit Nam cn phi c tip tc u t phỏt trin v hon
chnh mụ hỡnh, c th l:




Chi tit hoỏ mụ hỡnh cho Vit Nam, a thờm vo cỏc dng cụng ngh chi tit m bo cho
s chớnh xỏc vic mụ t sỏt vi thc t ca ton b HTNL.
Hon chnh cỏc b s liu u vo, iu tra kho sỏt chi tit hin trng v trin vng cụng
ngh nng lng trong tng lai
Tinh chnh cỏc rng buc cho phự hp vi chớnh sỏch v quy hoch nng lng ca Vit nam

8. Cỏm n
Cỏc tỏc gi chõn thnh cỏm n B Cụng Thng Vit Nam, n v cung cp ti chớnh thc hin
cụng trỡnh nghiờn cu ny. Cỏc tỏc gi cng cỏm n s giỳp ca Cc iu tit in lc trong thi
gian thc hin ti. Trong quỏ trỡnh nghiờn cu, nhúm tỏc gi ó nhn c s giỳp nhit tỡnh t
phớa Tp on in lc Vit Nam, Trng i Hc Bỏck Khoa H Ni cng nh cỏc ng nghip

trong Vin Nng Lng. Nhng giỳp rt quý bỏu ny ó giỳp nhúm thc hin ti hon thnh
nhng ni dung nghiờn cu ca mỡnh.

7
TS. Nguyn Anh Tun, Vin Nng lng