Triển vọng loạt dự án thủy điện tích năng nhằm khắc phục tính bất ổn của điện mặt trời

Kết thúc năm 2020 cũng là lúc cơ chế khuyến khích phát triển điện mặt trời tại Việt Nam (quyết định 13) hết hiệu lực. Ngay sau đó, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã thông báo tạm dừng tiếp nhận, giải quyết các yêu cầu về đấu nối và ký hợp đồng mua bán điện từ các hệ thống điện mặt trời mái nhà.

Tỷ trọng các nguồn năng lượng tái tạo tăng đi kèm với tính bất ổn trong vận hành

Thực tế, trong năm 2020, Việt Nam đã thu hút rất nhiều các nhà đầu tư vào điện mặt trời, phần lớn nhờ Quyết định số 13. Cụ thể, theo số liệu của EVN, tính đến hết ngày 31/12/2020, có hơn 100.000 công trình điện mặt trời mái nhà đã được đấu nối vào hệ thống điện, với tổng công suất lắp đặt lên tới gần 9.300 MWp. Bên cạnh đó, tổng sản lượng phát điện lên lưới từ điện mặt trời mái nhà lũy kế đến nay đã đạt hơn 1,15 tỉ kWh.

Đặc biệt, tổng công suất lắp đặt về điện mặt trời trên cả nước đã đạt tới khoảng 19.400 MWp, chiếm khoảng 25% tổng công suất lắp đặt nguồn điện của hệ thống điện toàn quốc gia. Tuy nhiên, một đặc điểm của điện mặt trời đó là nguồn điện này phụ thuộc lớn vào thời gian nắng trong ngày.

Biểu đồ phụ tải hệ thống điện quốc gia ngày 30/12/2020. (Nguồn: EVN)

Theo EVN, có thời điểm xảy ra hiện tượng thừa công suất vào giờ thấp điểm trưa (khoảng 10h-14h) do lúc này phụ tải xuống thấp, nhưng bức xạ mặt trời lại tốt nhất trong ngày. Ngược lại, vào giờ cao điểm tối (khoảng từ 17h30-18h30) là thời điểm mà nhu cầu tiêu thụ điện cao nhất trong ngày, hệ thống điện cần lượng công suất phát điện khá lớn thì khả năng đáp ứng của điện mặt trời lại hầu như không còn.

Thực tế, khi tỷ trọng các nguồn năng lượng tái tạo trong hệ thống điện càng tăng sẽ tương ứng với tính bất ổn định trong vận hành. Ngoài ra, một số yếu tố như đại dịch Covid-19 dẫn đến phụ tải tăng trưởng thấp hơn dự kiến, hay phụ tải cao điểm buổi chiều có công suất lớn nhưng không còn điện mặt trời… cũng gây ra khó khăn cho công tác điều độ hệ thống điện.

Giải pháp tận dụng tối đa các nguồn năng lượng có tính thay đổi: Thủy điện tích năng

Những lý do trên cũng chính là cơ sở để Bộ Công thương đưa ra dự thảo Quy hoạch điện VIII. Theo đó, dự thảo có định hướng phát triển các loại hình nguồn điện linh hoạt (thủy điện tích năng, pin tích năng, động cơ đốt trong sử dụng LNG…).

Một hình thức mới được triển khai gần đây đó là xây dựng các nhà máy thủy điện tích năng. Đây là mô hình xây dựng 2 hồ chứa nước ở hai cao độ khác nhau và 1 nhà máy thủy điện với tua bin thuận nghịch nằm ở gần hồ chứa bên dưới, nối với hồ chứa bên trên bằng đường ống áp lực. Trong giờ cao điểm, khi nhu cầu dùng điện cao, nước được xả từ hồ chứa bên trên qua đường ống áp lực, làm quay tua bin để phát điện lên hệ thống, nước xả được trữ trong hồ bên dưới.

Nhìn chung, cơ cấu của thủy điện tích năng cũng tương tự như thủy điện truyền thống, chỉ khác ở chỗ thủy điện tích năng không cần nhiều diện tích đất làm hồ chứa. Lý do là mô hình này chỉ cần trữ một lượng n ước vừa đủ cho số giờ chạy máy theo công suất thiết kế, thường từ 5-7 giờ khi xả nước qua tua bin.

Nhà máy thủy điện tích năng có thể vừa là một đơn vị sản xuất điện, vừa là một đơn vị tiêu thụ điện. Cơ sở kinh tế cho phương thức vận hành này là sự chênh lệch giá điện giữa giờ cao điểm và giờ thấp điểm.

Mặc dù các nhà máy thủy điện tích năng tiêu tốn nhiều điện năng hơn là lượng điện có thể sản xuất ra (hiệu suất trung bình khoảng 70%), nhưng lợi ích kinh tế của nhà máy vẫn được đảm bảo, bởi giá điện trong giờ thấp điểm nhỏ hơn nhiều so với giờ cao điểm. Trong một vài thời điểm, tại một số mạng lưới, thậm chí giá điện có thể bằng 0.

Tại Việt Nam, thủy điện tích năng cũng đang dần được quan tâm phát triển. Cụ thể, ngày 6/1/2020, Việt Nam ghi nhận công trình thủy điện tích năng đầu tiên – dự án thủy điện tích năng Bắc Ái tại tỉnh Ninh Thuận được triển khai thi công.

Dự án có tổng mức đầu tư khoảng 21.100 tỷ đồng, thuộc danh mục các dự án nguồn điện được Thủ tướng đưa vào quy hoạch điều chỉnh phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 (có xét đến năm 2030) do Tập đoàn Điện lực Việt Nam làm chủ đầu tư.

Dự án gồm 4 tổ máy với công suất 1.200 MW. Công trình này sử dụng nguồn nước từ hồ Sông Cái thuộc hệ thống thủy lợi Tân Mỹ làm hồ dưới. Dự án được trang bị bơm – tua bin đảo chiều và động cơ – máy phát đảo chiều hiện đại. Dự kiến toàn bộ dự án này hoàn thành vào năm 2028.

Ngoài dự án thủy điện tích năng Bắc Ái, còn có 3 dự án thủy điện tích năng là Phù Yên Đông (Sơn La), Đơn Dương, Hàm Thuận Bắc đang có kế hoạch triển khai đầu tư. Và theo quy hoạch thủy điện tích năng, ít nhất có 10 dự án thủy điện tích năng có tính khả thi cao, có thể xem xét xây dựng theo nhu cầu phát triển điện.

Đặc biệt, đối với thủy điện tích năng Phù Yên Đông, tỉnh Sơn La sẽ được sự xem xét, tính toán kỹ lưỡng bởi vị trí nhà máy này thuộc hệ thống điện miền Bắc - nơi có các nhà máy thủy điện lớn như: Hòa Bình, Sơn La, Lai Châu và nhiều nhà máy thủy điện cỡ vừa với tổng công suất lên tới 10 GW sẽ là nguồn điện phủ đỉnh rất hiệu quả.

Vì vậy, khả năng cao việc xây dựng thủy điện tích năng Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận với công suất 1.200 MW sẽ được ưu tiên xây dựng trước.

Bên cạnh đó, tại Ninh Thuận, còn có dự án thủy điện tích năng Ninh Sơn do CTCP Đầu tư và Xây dựng Trung Nam (Trung Nam Group) đang đề xuất, với tổng vốn đầu tư khoảng 1,023 tỷ USD.

Dự kiến dự án này sẽ là nguồn phủ đỉnh hiệu quả cho khu vực. Hiện Ban Quản lý dự án điện 3 đang báo cáo EVN để trình bổ sung vào Quy hoạch điện VIII tại văn bản số 876/EVNPMB3-TB ngày 1/9/2020. Dự án chỉ được triển khai khi được bổ sung vào Quy hoạch phát triển điện lực và Quy hoạch đấu nối.