Hoạt động sản xuất điện từ năng lượng tái tạo ở Việt Nam

học bắt đầu được chú ý phát triển ở quy mô lớn hơn.
Thực trạng sản xuất điện tư năng lượng tái tạo ở Việt Nam
Thủy điện nhỏ
Thủy điện nhỏ (TĐN) được đánh giá là dạng năng lượng tái tạo khả thi nhất về mặt kinh tế - tài chính. Căn cứ vào các báo cáo đánh giá gần đây nhất, thì hiện nay nước ta có trên 1.000 địa điểm đã được xác định có tiềm năng phát triển TĐN, quy mô từ 100 kW tới 30 MW (với thế giới chỉ tới 10 MW), với tổng công suất đặt trên 7.000 MW (đứng đầu các nước ASEAN), các vị trí này tập trung chủ yếu ở vùng núi phía Bắc, Nam Trung bộ và Tây Nguyên.
Hiện nay, có khá nhiều doanh nghiệp tư nhân đã đầu tư và vận hành hiệu quả kinh tế cao các trạm thủy điện nhỏ tại một số tỉnh như: Hà Giang, Lào Cai, Nghệ An, Hà Tĩnh, Gia Lai
TĐN vẫn được coi là nguồn NLTT, hiện cung cấp 19% sản lượng điện của toàn cầu. Công nghệ TĐN cũng bao gồm tua bin thủy lực, máy phát điện như thủy điện vừa và lớn, nhưng thường chỉ sử dụng lưu lượng dòng chảy (run-of-river) trên các nhánh sông nhỏ, hoặc suối để phát điện không cần đập và hồ chứa.
Năng lượng gió
Nguồn điện gió sử dụng luồng không khí (gió) đập vào cánh tua bin làm quay máy phát điện. Nguồn điện gió cũng là nguồn điện xoay chiều như thủy điện, nhiệt điện.
Nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới chỉ ra rằng, Việt Nam là nước có tiềm năng gió lớn nhất trong 4 nước khu vực, với hơn 39% tổng diện tích của Việt Nam được ước tính là có tốc độ gió trung bình hàng năm lớn hơn 6m/s, ở độ cao 65m, tương đương với tổng công suất 512 GW. Đặc biệt, hơn 8% diện tích Việt Nam được xếp hạng có tiềm năng gió rất tốt (tốc độ gió ở độ cao 65m 7 - 8 m/giây), có thể tạo ra hơn 110 GW.
Tiềm năng gió của Việt Nam ở độ cao 65m:
Tốc độ gió trung bình
Thấp < 6m/s
Trung bình
6-7m/s
Tương đối cao
7-8m/s
Cao 8-9m/s
Rất cao > 9m/s
Diện tích (km2)
197.242
100.367
25.679
2.178
111
Tỷ lệ diện tích (%)
60,6
30,8
7,9
0,7
>0
Tiềm năng (MW)
-
401.444
102.716
8.748
482
Vùng ven biển phía Nam nước ta có diện tích rộng khoảng 112.000 km2, còn khu vực có độ sâu từ 30m đến 60m, với diện tích rộng khoảng 142.000 km2 là khu vực có tiềm năng phát triển điện gió biển rất tốt. Đặc biệt, khu vực biển có độ sâu 0-30m từ Bình Thuận đến Cà Mau, rộng khoảng 44.000 km2.
Theo số liệu gió tại Phú Quý, Côn Đảo thì vùng này đạt tốc độ gió trung bình ở độ cao 100m, đạt hơn 5-8m/s. Hiện nay, trang trại gió biển đầu tiên với công suất gần 100 MW đã hoạt động và đang nghiên cứu triển khai các giai đoạn tới năm 2025, lên tới 1.000 MW (tức gấp 10 lần).
Cụ thể, các trang trại tua bin gió tại đảo Phú Quý và Bạc Liêu đã hoạt động tốt và mang lại hiệu quả kinh tế cao, cơ hội thu hồi vốn khoảng hơn 10 năm, so với tuổi thọ tua bin 20 năm. Trang trại gió biển Khai Long (Cà Mau) xây dựng từ tháng 1/2016, với công suất giai đoạn 1 là 100 MW. Trang trại gió biển hiện đóng góp ngân sách cho các địa phương với nguồn thu ổn định, như tỉnh Bạc Liêu (với 99 MW) đạt 76 tỷ đồng/năm, khi hoàn thành trang trại gió 400 MW sẽ lên tới gần 300 tỷ mỗi năm. Tỉnh Cà Mau, với 300 MW cũng sẽ thu được hơn 200 tỷ/năm.
Theo thông tin từ Bộ Công Thương, mới đây, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN) cùng với các nhà đầu tư từ Singapore, Liên bang Nga đã khởi động dự án gió Kê Gà, trên biển Bình Thuận, với công suất 3.400 MW.
Về diện tích chiếm đất, một máy phát điện gió công suất 2 MW chiếm diện tích 0,6 ha. Các máy phát điện phải đặt cách xa nhau khoảng 7 lần đường kính cánh quạt của nó (ví dụ, với cánh quạt đường kính 80 m thì phải đặt cách nhau 560 m).
Năng lượng mặt trời
Nguồn điện mặt trời (ĐMT) là cơ cấu biến năng lượng từ ánh sáng mặt trời thành dòng điện một chiều, vì vậy, để đấu nối nguồn ĐMT vào hệ thống điện xoay chiều tần số 50 hz cần phải lắp thêm các bộ nghịch lưu (invertor) để biến dòng điện một chiều thành xoay chiều.
Việt Nam có tiềm năng về nguồn năng lượng mặt trời, có thể khai thác cho các sử dụng như: đun nước nóng, phát điện và các ứng dụng khác như sấy, nấu ăn...
Với tổng số giờ nắng cao lên đến trên 2.500 giờ/năm, tổng lượng bức xạ trung bình hàng năm vào khoảng 230-250 kcal/cm2 theo hướng tăng dần về phía Nam là cơ sở tốt cho phát triển các công nghệ năng lượng mặt trời.
Theo kết quả nghiên cứu đánh giá sơ bộ của Chương trình Trợ giúp năng lượng MOIT/GIZ thì tổng tiềm năng kinh tế của các dự án điện mặt trời trên mặt đất, nối lưới tại Việt Nam khoảng 20 Gigawatt (GW), trên mái nhà (rooftop) từ 2 đến 5 GW.
Theo Quy hoạch điện VII (hiệu chỉnh) đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt thì công suất điện mặt trời đến của nước ta sẽ là 800 MW vào năm 2020; 4.000 MW vào 2025 và 12.000 MW vào năm 2030. Tuy nhiên, trong xu thế chi phí đầu tư và tài chính cho các dự án điện mặt trời đang ngày càng giảm, theo thông báo từ Bộ Công Thương, tính đến cuối năm 2018, các nhà đầu tư đã đăng ký tới hơn 11.000 MW điện mặt trời, chủ yếu tại các tỉnh phía Nam.
Theo nguồn tin của Tạp chí Năng lượng Việt Nam, tỉnh Ninh Thuận đã chấp thuận chủ trương khảo sát cho 48 dự án điện mặt trời, trong đó có 18 dự án được cấp quyết định chủ trương đầu tư. Riêng Tập đoàn Thiên Tân, theo báo Nhật Nikkei (05/02/2018), đã có 5 dự án tại tỉnh Ninh Thuận, từ nay cho đến năm 2020, với tổng trị giá gần 2 tỷ USD. Còn tập đoàn TTC đề ra kế hoạch xây 20 dự án điện mặt trời, cho đến năm 2020, tại tỉnh Tây Ninh (324 MW), Bình Thuận (300 MW), Ninh Thuận (300 MW)
Nhược điểm lớn của nguồn điện mặt trời là diện tích chiếm dụng đất, với 1,8 đến 2,0 ha cho 1 MW và do sự phụ thuộc nhiều vào thời tiết và vị trí lắp đặt của các tấm pin mặt trời, cùng với việc phải lắp thêm thiết bị nghịch lưu nên khi dự án được đấu nối vào hệ thống điện quốc gia, độ tin cậy và chất lượng điện năng của hệ thống sẽ bị suy giảm. Vì vậy, để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng, hệ thống cần được đầu tư tăng cường nguồn công suất dự phòng.
Năng lượng sinh khối
Là một nước nông nghiệp, Việt Nam có tiềm năng rất lớn về nguồn năng lượng sinh khối (NLSK). Các loại sinh khối chính là: gỗ năng lượng, phế thải - phụ phẩm từ cây trồng, chất thải chăn nuôi, rác thải ở đô thị và các chất thải hữu cơ khác. Nguồn NLSK có thể sử dụng bằng cách đốt trực tiếp, hoặc tạo thành viên nhiên liệu sinh khối.
Khả năng khai thác bền vững nguồn sinh khối cho sản xuất năng lượng ở Việt Nam đạt khoảng 150 triệu tấn mỗi năm. Một số dạng sinh khối có thể khai thác được ngay về mặt kỹ thuật cho sản xuất điện, hoặc áp dụng công nghệ đồng phát năng lượng (sản xuất cả điện và nhiệt) đó là: trấu ở Đồng bằng Sông Cửu Long, bã mía dư thừa ở các nhà máy đường, rác thải sinh hoạt ở các đô thị lớn, chất thải chăn nuôi từ các trang trại gia súc, hộ gia đình và chất thải hữu cơ khác từ chế biến nông - lâm - hải sản. Hiện nay, một số nhà máy đường đã sử dụng bã mía để phát điện, nhưng chỉ bán được với giá hơn 800 đồng/kWh (4 cent/kWh).
Cuối năm 2013, Bộ Công Thương đã trình Chính phủ xem xét cơ chế hỗ trợ sản xuất điện từ năng lượng sinh khối. Theo đó, mức giá cao nhất mà ngành điện mua lại điện được sản xuất từ nguồn nguyên liệu sinh khối lần lượt là 1.200 - 2.100 đồng/kWh. Mức giá như đề xuất trên sẽ góp phần tạo động lực cho việc phát triển nguồn điện từ nguồn nguyên liệu sinh khối ở nước ta. Việc xây dựng các nhà máy điện đốt rác thải cũng đang được quan tâm với mục tiêu giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đặc biệt tại các thành phố, đô thị lớn. Hiện nay, tại nước ta đã có một số dự án điện đốt rác đã đi vào hoạt động, hoặc đang được triển khai xây dựng tại thủ đô Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Cần Thơ, Hà Nam
Năng lượng địa nhiệt
Theo các chuyên gia địa chất, công nghệ để khai thác nguồn năng lượng địa nhiệt không quá phức tạp. Cứ xuống sâu 33m thì nhiệt độ trong lòng đất tăng 1 độ C. Ở độ sâu 60km, nhiệt độ có thể đạt tới 1.800 độ C. Muốn khai thác địa nhiệt ở vùng 200 độ C, chỉ cần khoan các giếng sâu 3 - 5km, rồi đưa nước xuống, nhiệt độ trong lòng đất sẽ làm nước sôi lên, hơi nước theo ống dẫn làm quay tua bin và máy phát điện.
Mặc dù nguồn địa nhiệt chưa được điều tra và tính toán kỹ. Tuy nhiên, với số liệu điều tra và đánh giá gần đây nhất cho thấy tiềm năng điện địa nhiệt trên đất liền tại Việt Nam có thể khai thác khoảng 300 MW.
Để khuyến khích phát triển NLTT, năm 2017, Chính phủ đã quy định giá mua điện từ các dự án NLTT (theo giá feed in tariff -FIT). Dưới đây là bảng tổng hợp về cơ chế hỗ trợ hiện tại cho các dạng NLTT:
Công nghệ
Loại biểu giá
Giá bán điện
Thủy điện nhỏ
Sản xuất điện
Giá chi phí tránh được công bố hàng năm
598 – 663VND/kWh (theo thời gian, vùng, mùa)
302 -320 VND/kWh (lượng điện dư so với hợp đồng)
2158 VND/kW (giá công suất)
Điện gió
Sản xuất điện
Giá FIT 20 năm
8,5 USc/kWh (on shore) và 9,8 USc/kWh (off shore)
Điện mặt trời nối lưới
Sản xuất điện
Giá FIT 20 năm
9,35 USc/kWh
Sinh khối
Đồng phát
Sản xuất điện
Giá FIT 20 năm
Giá FIT 20 năm
5,8 USc/kWh
7,5551USc/kWh (Bắc)
7,3458 USc/kWh (Trung)
7,4846 USc/kWh (Nam)
Rác thải
Đốt trực tiếp
Chôn lấp sản xuất khí
Giá FIT 20 năm
Giá FIT 20 năm
10,5 USc/kWh
7,28 USc/kWh
Một số khó khăn và giải pháp trong hoạt động sản xuất điện từ năng lượng tái tạo
Khó khăn
Nguồn năng lượng mặt trời: Là nguồn năng lượng phong phú, xanh, sạch, thân thiện với môi trường, nó có thể áp dụng ở bất cứ nơi nào miễn nơi đó có ánh sáng mặt trời. Chi phí thực hiện nguồn năng lượng này đang được giảm nhanh chóng và dự kiến ​​sẽ tiếp tục giảm trong những năm tiếp theo do đó nó thực sự là một năng lượng tương lai đầy hứa hẹn cho cả khả năng phát triển kinh tế và môi trường bền vững. Tuy nhiên nó bị giới hạn là phụ thuộc vào thời tiết trong ngày và chỉ hoạt động vào ban ngày, để tạo được nguồn điện lớn cần phải có một khu vực rộng lớn để đặt các tấm pin mặt trời, các tấm pin này cũng rất dễ hư hỏng
Nguồn năng lượng gió: Là nguồn năng lượng thân thiện với môi trường xung quanh, tua bin gió chiếm ít không gian hơn nên vùng đất xung quanh sẽ được sử dụng cho nhiều mục đích - ví dụ cho nông nghiệp. Nó là một nguồn tài nguyên tuyệt vời để tạo ra năng lượng tại các địa điểm từ xa như các vùng miền núi, nông thôn và hải đảo. Khi kết hợp với năng lượng mặt trời, nguồn năng lượng này sẽ tạo được một lượng điện ổn định và đáng tin cậy. Tuy nhiên, yếu tố gió không đáng tin cậy, lượng điện sản xuất ra rất thấp, hoạt động của nó gây ra tiếng ồn, chi phí đầu tư lớn.
Năng lượng thủy điện, là một nguồn năng lượng sạch, tạo được một nguồn điện rất lớn cho nhu cầu an ninh năng lượng, góp phần phòng chống lũ cho vùng hạ lưu, thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội vùng núi, vùng dân tộc thiểu số. Tuy vậy, việc khai thác thủy điện sẽ làm mất rừng, mất diện tích đất canh tác, làm thay đổi chế độ thủy văn, dòng chảy các lưu vực sông, mất nguồn nước ngọt cho sinh hoạt và sản xuất, ảnh hưởng đến hệ sinh thái trên sông, tình trạng tái định cư đối với những người dân buộc phải di dời nhường đất lại cho công trình 
Năng lượng sinh học: Là một nguồn năng lượng được tạo ra từ các nguồn như gỗ, các sản phẩm nông nghiệp và rác thải động thực vật. Việc phát triển các loại cây trồng để tạo năng lượng sinh học có tác dụng làm giảm mức độ carbon dioxide và tạo ra lượng oxy đáng kể cho môi trường, giúp làm giảm sự nóng lên của trái đất. Quá trình tạo năng lượng sinh học từ chất thải sẽ loại bỏ đi các bãi chôn xử lý rác, giúp chúng ta tạo ra được nguồn năng lượng có ích từ những rác thải. Tuy nhiên chi phí xây dựng của công trình là rất cao, một số người không thích sử dụng khí sinh học được sản xuất từ chất thải, nhà máy khí sinh học tạo ra mùi khó chịu  cho môi trường chung quanh.
Năng lượng đại dương (Ocean energy): Có hai dạng năng lượng, năng lượng nhiệt và năng lượng cơ học. Năng lượng cơ học được tạo ra từ thủy triều và sóng, năng lượng nhiệt hoạt động dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ giữa vùng nước lạnh sâu và vùng nước ấm trên mặt biển để chạy một động cơ sản xuất ra điện. Đây là một dạng năng lượng sạch và tiềm năng rất lớn, Tuy nhiên, chi phí hoạt động rất cao, và việc xây dựng ảnh hưởng đến hệ sinh thái biển.
Giải pháp
Đặc thù của NLTT là sự phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện tự nhiên (nước, nắng, gió, vị trí địa lý), công nghệ và giá thành sản xuất. Do đó để thúc đẩy phát triển NLTT, Việt Nam cần có các chính sách hỗ trợ trên các mặt sau:
 Cơ chế hạn ngạch (định mức chỉ tiêu): Chính phủ qui định bắt buộc các đơn vị sản xuất (hoặc tiêu thụ) phải đảm bảo một phần lượng điện sản xuất/tiêu thụ từ nguồn NLTT, nếu không sẽ phải chịu phạt theo định mức đặt ra theo tỷ lệ. Cơ chế này có ưu điểm là sẽ tạo ra một thị trường cạnh tranh giữa các công nghệ NLTT, nhờ đó làm giảm giá thành sản xuất NLTT. Cơ chế này giúp Chính phủ chỉ qui định hạn ngạch nhằm đạt mục tiêu định ra cho NLTT, còn giá thành sẽ do thị trường cạnh tranh tự quyết định. Giá phạt được tính toán và đưa ra như giới hạn trần cho tổng chi phí ảnh hưởng tới người tiêu dùng. Nhược điểm của cơ chế này là đơn vị sản xuất sẽ phải chịu những rủi ro và chi phí lớn ngoài khả năng kiểm soát.
   Cơ chế giá cố định: Chính phủ định mức giá cho mỗi kWh sản xuất ra từ NLTT, định mức giá có thể khác nhau cho từng công nghệ NLTT khác nhau. Thông thường là định mức giá này cao hơn giá điện sản xuất từ các dạng NL hoá thạch, do đó sẽ khuyến khích và đảm bảo lợi ích kinh tế cho NLTT. Chính phủ tài trợ cho cơ chế giá cố định từ nguồn vốn nhà nước hoặc buộc các đơn vị sản xuất, truyền tải phải mua hết điện từ nguồn NLTT. Tuy nhiên áp dụng cơ chế này, Chính phủ không thể biết trước sẽ có bao nhiêu dự án NLTT được đầu tư, do đó không biết trước được tổng chi phí cho cơ chế này trong ngắn hạn cũng như dài hạn
  Cơ chế đấu thầu: Chính phủ sẽ đề ra các tiêu chí đấu thầu cạnh tranh, có thể riêng cho từng loại công nghệ NLTT. Danh sách các dự án NLTT sẽ được lựa chọn từ thấp đến cao cho đến khi thoả mãn mục tiêu phát triển đặt ra cho từng loại NLTT và được công bố. Sau đó Chính phủ, hoặc cơ quan quản lý được uỷ quyền sẽ buộc các đơn vị sản xuất điện bao tiêu sản lượng từ các dự án trúng thầu (có hỗ trợ bù giá).
  Cơ chế cấp chứng chỉ: Với cơ chế này có thể là chứng chỉ sản xuất, hoặc chứng chỉ đầu tư, hoạt động theo nguyên tắc cho phép các đơn vị đầu tư vào NLTT được miễn thuế sản xuất cho mỗi kWh, hoặc khấu trừ vào các dự án đầu tư khác. Cơ chế này có ưu điểm là đảm bảo sự ổn định cao, đặc biệt khi cơ chế này được dùng kết hợp với các cơ chế khác để tăng hiệu quả. Tuy nhiên, sự ổn định này phải được nghi rõ trên văn bản về thời hạn cấp chứng chỉ. Hạn chế nữa là cơ chế này thiên về ủng hộ các đơn vị lớn, có tiềm năng và nhiều dự án đầu tư để dễ dàng khấu trừ thuế vào đó. 
Kết luận
 Với thực tế nhu cầu năng lượng ngày càng tăng lên mà nguồn năng lượng truyền thống ngày một cạn kiệt, Việt Nam với lợi thế là một trong những nước nằm trong dãi phân bổ ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong năm trên bản đồ bức xạ của thế giới, với bờ biển dài hơn 3.000km và  lượng  gió  tại  nhiều  vùng  miền  rất  dồi  dào, chúng ta cần nghiên cứu, tiếp  cận những công nghệ mới hơn, hiện đại hơn để loại bỏ được những nhược điểm của nguồn năng lượng tái tạo và đưa chúng trở thành nguồn cung cấp năng lượng chính trong tương lai.