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

l−îng vµ ®Ò xuÊt x©y dùng m« h×nh phï hîp víi ®iÒu 
kiÖn ViÖt Nam 
2 
TS. Nguyễn Anh Tuấn, Viện Năng lượng 
• Kết luận: Đề xuất kỉến nghị (trong tương lai gần) việc sử dụng hỗn hợp các mô hình hiện có 
để tận dụng các ưu điểm của từng loại mô hình trước khi tiến hành xây dựng mô hình tối ưu 
cân bằng năng lượng riêng cho Việt Nam 
6. Kết quả đạt được 
Đề tài “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” đã tiến hành đánh giá hiện trạng cung cầu NL của Việt 
Nam, đưa ra các nhận định làm cơ sở cho việc lựa chọn một mô hình cung cầu thích hợp nhất trong 
các điều kiện đặc thù của Việt nam. Đó là sự thay đổi cấu trúc kinh tế nói chung và ngành năng lượng 
nói riêng; sự phát triển nhanh chóng với tốc độ cao trong một thời gian ngắn; sự không ổn định và tin 
cậy của số liệu trong quá khứ; ảnh hưởng lớn của các chính sách điều tiết và dài hạn cho ngành NL 
đang được hình thành. 
Trên thế giới đã có rất nhiều nước có mô hình tối ưu hệ thống năng lượng để nghiên cứu tối ưu hệ 
thống NL cung-cầu. Có rất nhiều mô hình khác nhau có thể sử dụng, tuy nhiên không có mô hình nào 
là hoàn hảo và hầu như các mô hình đưa ra đều được lập trình cho các nước phát triển, với một hệ 
thống cơ sở dữ liệu đầy đủ và chuẩn, cấu trúc nền kinh tế và HTNL ổn định, vai trò NL tái tạo nhỏ 
không đáng kể. Hơn nữa khó có thể thay đổi lồng ghép các vấn đề phát triển kinh tế, xã hội, những 
thay đổi cụ thể đặc thù của Việt Nam vào các mô hình dưói dạng “tool-box”. Với sự nghiên cứu các 
mô hình hiện đang được sử dụng trên thế giới như EFOM-ENV, ENPEP - Balance, LEAP, 
MARKAL, MESAP, MESSAGE, RETScreen. Nhóm nghiên cứu đã cố gắng đóng góp trong việc 
đánh giá phân loại một cách khoa học và hệ thống các dạng mô hình tối ưu cung cầu NL. Đây là một 
cơ sở khoa học giúp các nhà nghiên cứu có thể lựa chọn sơ bộ các công cụ, phương pháp luận thích 
hợp, mức độ phát triển chi tiết và mức độ sự cần thiết phải phát triển các mô hình thích nghi với các 
điều kiện đặc thù của Việt Nam. 
Dựa vào kết quả nghiên cứu và căn cứ vào thực tiễn nhu cầu lập trình mô hình cung cầu năng lượng 
tối ưu, nhóm nghiên cứu đã đề xuất kết hợp các mặt mạnh của một số mô hình chuyên biệt vào một 
mô hình tối ưu cho Việt Nam, khai thác tối đa các đặc điểm của từng chương trình riêng biệt. Mô 
hình đề xuất “SIMESLEAP” là một sự liên kết bổ sung lẫn nhau giúp việc hoạch định chính sách 
năng lượng trung hạn và dài hạn, cân nhắc các phương án và trả lời được câu hỏi “nếu có thay đổi 
thì kết quả là” cho các nhà hoạch định chính sách. Viêc kết hợp này giúp khai thông được những 
vướng mắc trong quy trình tối ưu phát triển HTNL nếu áp dụng riêng rẽ từng công cụ. 
Đề tài nghiên cứu đã áp dụng mô hình đề xuất và phát triển cấu trúc mô hình cho Việt Nam, mặc dù 
còn ở dạng đơn giản hoá các dòng năng lượng, công nghệ hiện có và hộ sử dụng cuối cùng, và thử 
nghiệm mô hình để đưa ra kết quả dự báo cung-cầu của Việt Nam cho đến năm 2030. Mặc dù chỉ là 
kết quả sơ bộ để đánh giá mức độ khả thi của mô hình đề xuất, mô hình cho thấy việc áp dụng mô 
hình tổ hợp “SIMESLEAP” sẽ là một công cụ hỗ trợ chủ chốt giúp các nhà hoạch định chính sách 
NL đưa ra các đối sách tối ưu nhất trong điều kiện đảm bảo chi phí kinh tế tối thiểu và lợi tức xã hội 
tối đa, đồng thời thoả mãn các hạn chế các ràng buộc về vốn đầu tư, phát thải, công nghệ tiên tiến 
7. Phân tích kết quả 
7.1 Sự phát triển của hệ thống năng lượng Việt Nam 
Tổng tiêu thụ năng lượng cuối cùng năm 1990 là 16,76 triệu toe, đến năm 2009 là 46,8 triệu toe trong 
đó tỉ trọng tiêu thụ than tăng từ 7,9 % năm 1990 lên 19,2 năm 2009. Xăng dầu tăng từ 14,8 % năm 
1990 lên 33,9% năm 2009. Khí đốt tăng từ 0,03 % năm 1990 lên 1,4 % năm 2009. Điện tăng từ 3,2 % 
Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ c¸c m« h×nh m« pháng hÖ thèng cung-cÇu n¨ng l−îng vµ ®Ò xuÊt x©y dùng m« h×nh phï hîp víi ®iÒu 
kiÖn ViÖt Nam 
3 
TS. Nguyễn Anh Tuấn, Viện Năng lượng 
năm 1990 lên 14,1 % năm 2009. Tỷ lệ năng lượng tái tạo giảm từ 74,1 % năm 1990 xuống còn 31,4 % 
năm 2009 
Bảng 1. Diễn biến tiêu thụ năng lượng cuối cùng 
 Đơn vị: ktoe 
Năm 1990 1995 2000 2005 2006 2007 2008 2009 
Than 1324 2603 3223 5351 5562 6089 8271 8966 
Xăng, dầu 2479 4247 6920 12122 12023 13713 13797 15851 
Khí 5.0 21.2 19.4 537 485 542 666 639 
Điện 532 963 1927 4051 4630 5275 5834 6615 
NL phi thương mại 12421 12872 14191 14780 14748 14726 14710 14704 
Tổng số 16760 20707 26280 36841 37449 40345 43277 46774 
Phân tích hiện trạng HTNL Việt nam cho thấy sự chuyển dịch nhanh chóng trong cơ cấu cũng như 
trong tốc độ tăng trưởng của cả cung và cầu trong HTNL rất cao, và khả năng sẽ tiếp tục trong tương 
lai. Đây là một trong các yếu tố quan trọng cho việc lựa chọn mô hình năng lượng thích hợp cho Việt 
Nam. 
Đánh giá một số các chỉ tiêu quan trọng như cường độ năng lượng, hệ số đàn hồi, tỷ trọng xuất nhập 
khẩu, cũng cho thấy sự khác biệt tương đối lớn so với các nước trong khu vực và các nước phát triển. 
Xu thế tăng hay giảm của các chỉ tiêu này là chưa rõ ràng trong quá khứ. Điều này sẽ có ảnh hưởng 
đáng kể đến các thông số đầu vào cho một mô hình NL được lựa chọn để mô phỏng HTNL tối ưu của 
Việt Nam trong tương lai. 
Hiện tại bộ số liệu dùng cho phân tích đánh giá cung-cầu HTNL còn rất nhiều hạn chế như chưa chi 
tiết, độ tin cậy chưa cao, không liên tục, cho nên điều này cũng ảnh hưởng lớn đến luận chứng lựa 
chọn mô hình NL thích hợp cho Việt Nam. 
7.2 Đánh giá các mô hình năng lượng hiện có 
Các mô hình năng lượng được phát triển để phân tích các xu hướng phát triển của hệ thống năng 
lượng, so sánh các kịch bản phát triển cũng như đánh giá các chính sách năng lượng của quốc gia 
trong mối tương quan với nền kinh tế vĩ mô và môi trường. Các mô hình năng lượng hiện nay trên thế 
giới sử dụng nhiều công cụ và thuật toán khác nhau tùy thuộc vào mục tiêu phân tích và đặc điểm của 
quốc gia hoặc vùng lãnh thổ phát triển mô hình đó. Đối với các nước đang phát triển trong đó có Việt 
Nam, các mô hình năng lượng được sử dụng rất đa dạng. Tuy nhiên, việc sử dụng các mô hình năng 
lượng thường phụ thuộc vào các nguồn cung cấp mô hình nhiều hơn là nhu cầu dựa trên đặc điểm 
phát triển của chính quốc gia đó. Các mô hình năng lượng đều được phát triển nhằm một mục đích cụ 
thể và chỉ thích hợp khi giải quyết vấn đề đó. Việc áp dụng mô hình cho các mục đích khác sẽ dẫn đến 
những kết quả không chính xác. 
Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ c¸c m« h×nh m« pháng hÖ thèng cung-cÇu n¨ng l−îng vµ ®Ò xuÊt x©y dùng m« h×nh phï hîp víi ®iÒu 
kiÖn ViÖt Nam 
4 
TS. Nguyễn Anh Tuấn, Viện Năng lượng 
Hình 1. Tổng hợp phân loại mô hình HTNL theo phương pháp luận (Nguồn: nhóm nghiên 
cứu) 
Bảng 2. Tổng hợp so sánh các mô hình được xem xét trong nghiên cứu này 
Chỉ tiêu EFOM-ENV ENPEP - 
Balance 
LEAP MARKAL 
Phương pháp luận Tối ưu Tối ưu Bảng tính Tối ưu 
Tiếp cận Từ dưới lên Hỗn hợp (Hybrid) Hỗn hợp Từ dưới lên 
Bao trùm địa lý Quốc gia, vùng Quốc gia, đa quốc 
gia 
Vùng, đa 
quốc gia 
Quốc gia, đa 
quốc qia. 
Ngành NL và MT NL và MT Đa ngành NL và thị 
trường 
Mô tả công nghệ Tương đối chi 
tiết 
Chi tiết Tương đối chi 
tiết 
Chi tiết 
Tài liệu mô tả Ít tài liệu Nhiều tài liệu, Rất tốt Ít (phải mua) 
 MESAP MESSAGE RETScreen POLES 
Phương pháp luận Tối ưu Tối ưu Bảng tính Mô phỏng 
Tiếp cận Hỗn hợp Từ dưới lên Từ dưới lên Hybrid 
Bao trùm địa lý Quốc gia Quốc gia, liên kết 
đa vùng 
Quốc gia Toàn thế giới, 
đa quốc gia, đa 
vùng 
Ngành NL, điện, MT NL và MT NL NLTT, NL, 
Điện 
Mô tả công nghệ Chi tiết Chi tiết Không Tương đối chi 
tiết 
Tài liệu mô tả Ít Chi tiết Chi tiết Ít 
Căn cứ vào các phân tích chi tiết và nhận xét trên đây, các yêu cầu về số liệu, khả năng cấu trúc của 
các mô hình năng lượng thích hợp cho Việt Nam, cũng như mục tiêu và mục đích phát triển một mô 
Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ c¸c m« h×nh m« pháng hÖ thèng cung-cÇu n¨ng l−îng vµ ®Ò xuÊt x©y dùng m« h×nh phï hîp víi ®iÒu 
kiÖn ViÖt Nam 
5 
TS. Nguyễn Anh Tuấn, Viện Năng lượng 
hình cung cầu NL thích hợp cho việc phân tích đánh giá chính sách NL trong tương lai, nhóm nghiên 
cứu đề xuất sử dụng mô hình MESSAGE làm công cụ để phát triển một mô hình cho Việt Nam, do 
đặc điểm khả năng thích ứng của mô hình rất cao với sự thay đổi nhanh trong cấu trúc và chỉ số của 
các HTNL được mô phỏng (thông qua các ràng buộc và hạn chế do người phát triển mô hình đặt ra), 
không phụ nhiều vào dãy số liệu trong quá khứ, khả năng tính toán tối ưu rất nhiều kịch bản trong các 
nghiên cứu, mô tả chi tiết được HTNL tổng thể gồm cả NL truyền thống và NL phi thương mại, các 
tài liệu và mô hình đều sẵn có và không mất chi phí, cấu trúc mô hình rất linh hoạt tùy theo khả năng 
và nhu cầu sử dụng. 
Như đã nêu trên, các mô hình năng lượng đều cần đến đầu vào (ngoại sinh) là dự báo nhu cầu năng 
lượng chi tiết, do vậy hầu như tất cả các mô hình đều liên kết đến hoặc là một mô hình độc lập, hoặc 
là một mô đun liên kết với mô hình chính để dự báo nhu cầu NL. Nhóm nghiên cứu đề xuất sử dụng 
mô hình SIMPLE_E liên kết với mô hình MESSAGE để cung cấp số liệu đầu vào là dự báo nhu cầu 
năng lượng. 
Ngoài ra, việc phân tích kết quả và xây dựng kịnh bản và so sánh các giải pháp, đánh giá hiệu quả các 
chính sách của bản thân mô hình MESAGE không phải là điểm mạnh, do vậy nhóm nghiên cứu đề 
xuất sử dụng kết hợp với mô hình LEAP, theo sơ đồ kết hợp mô tả chi tiết trong phần sau. Đặc biệt là 
khai thác mặt mạnh của mô hình LEAP là lập các bảng cân bằng NL tổng thể sẽ giúp việc đưa ra phân 
tích nhanh chóng và hiệu quả. 
7.3 Đề xuất áp dụng hỗn hợp các mô hình hiện có 
Căn cứ vào các phân tích và đề xuất đã nêu trên, nhóm nghiên cứu lựa chọn kết hợp ba mô hình thích 
hợp, nhằm tích hợp các điểm mạnh nhất để tiên hành lập mô hình cho Việt Nam để có thể đánh giá 
chiến lược chính sách phát triển ngành năng lượng dài hạn và các ảnh hưởng tác động của các chính 
sách đó. Dưới đây nhóm nghiên cứu đề tài mô tả chi tiết mô hình đã được phát triển cho HTNL của 
Việt Nam. 
Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ c¸c m« h×nh m« pháng hÖ thèng cung-cÇu n¨ng l−îng vµ ®Ò xuÊt x©y dùng m« h×nh phï hîp víi ®iÒu 
kiÖn ViÖt Nam 
6 
TS. Nguyễn Anh Tuấn, Viện Năng lượng 
Đề tài sử dụng mô hình SIMPLE_E để dự báo nhu cầu năng lượng. Giai đoạn dự báo là từ 2009, 
2010 đến 2030. Mô hình dự báo dựa trên những tiêu trí hoạt động kinh tế xã hội như: cơ cấu dân số, 
kinh tế, tỷ lệ tăng trưởng kinh tế , các chỉ tiêu ảnh hưởng đến nhu cầu năng lượng như: tiết kiệm năng 
lượng, giá năng lượng.. 
Đề tài sử dụng mô hình MESSAGE để tính toán tối ưu hệ thống năng lượng. Mục tiêu của mô hình là 
tính toán tối ưu cung cầu năng lượng (Mô hình tối ưu hóa). Mô hình tối ưu hóa này sẽ quyết định số 
lượng cung cấp năng lượng với tổng chi phí thấp nhất. Từ mô hình MESSAGE sẽ tính toán và đưa ra 
kịch bản cơ sở. 
Đề tài sử dụng mô hình LEAP để đưa ra các kịch bản về tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải như: 
các giải pháp thực hiện như giải pháp tiết kiệm năng lượng , thay thế các dạng năng lượng, sử dụng 
các dang năng lượng mới, lưu giữ phát thải nhằm đưa ra những kiến nghị cho chính sách sử dụng 
năng lượng. Số liệu đầu vào của mô hình bao gồm số liệu đầu vào của MESSAGE 
7.4 . Phương pháp luận để xây dựng mô hình cân bằng cung – cầu năng lượng riêng cho Việt 
Nam 
 Trên đây chỉ là cấu trúc mô hình cơ bản cho HTNL củaViệt Nam ở dạng đơn giản hoá các dòng 
năng lượng, công nghệ hiện có và hộ sử dụng cuối cùng, và thử nghiệm mô hình để đưa ra kết quả 
cuối cùng. Mặc dù chỉ là kết quả sơ bộ để đánh giá mức độ khả thi của mô hình đề xuất, nhưng điều 
Phân tích kịch bản năng lượng 
LEAP 
Dự báo nhu cầu phụ tải 
SIMPLE-E 
• Số liệu kinh tế 
• Số liệu năng lượng 
Tối ưu cung cầu năng lượng 
MESSAGE 
• Số liệu các nhà máy điện hiện tại/dự kiến 
• Các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật theo từng loại nhà 
máy 
• Các chỉ tiêu phát thải 
• Giá phát thải 
• Định mức/hạn chế phát thải (nếu có) 
• Các công nghệ sử dụng năng lượng 
• Giá nhiên liệu 
• Các giải pháp tiết kiệm năng lượng 
• Chi phí các giải pháp tiết kiệm năng lượng 
• Các bảng cân bằng năng 
lượng tổng thể cho giai 
đoạn phát triển 
• Tổng chi phí hệ thống sau 
khi áp dụng các giải pháp 
tiết kiệm năng lượng và 
hạn chế phát thải 
• Kịch bản tối ưu hệ thống năng 
lượng theo chi phí tối thiểu 
• Lựa chọn các dạng năng lượng 
sử dụng 
• Xây dựng chiến lược phát 
triển 
• Kiến nghị định hướng phát 
triển 
• Phân tích đánh giá kết quả 
• Xây dựng chính sách năng 
lượng
Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ c¸c m« h×nh m« pháng hÖ thèng cung-cÇu n¨ng l−îng vµ ®Ò xuÊt x©y dùng m« h×nh phï hîp víi ®iÒu 
kiÖn ViÖt Nam 
7 
TS. Nguyễn Anh Tuấn, Viện Năng lượng 
đó cho thấy rằng với việc kết hợp 3 mô hình nhiều khả năng có thể giải quyết được bài toán tối ưu cho 
HTNL của Việt Nam, so sánh và lựa chọn các dạng năng lượng, đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng 
lượng trên cơ sở các kiểm toán năng lượng, các giải pháp thay thế nhiên liệu, lưu giữ khí CO2 để 
đưa ra và lựa chọn một hệ thống năng lượng tối ưu nhất. 
Đề tài nghiên cứu đã áp dụng mô hình đề xuất và phát triển cấu trúc mô hình cho Việt Nam, mặc dù 
còn ở dạng đơn giản hoá các dòng năng lượng, công nghệ hiện có và hộ sử dụng cuối cùng, và thử 
nghiệm mô hình để đưa ra kết quả dự báo cung-cầu của Việt Nam cho đến năm 2030. Mặc dù chỉ là 
kết quả sơ bộ để đánh giá mức độ khả thi của mô hình đề xuất, mô hình cho thấy việc áp dụng mô 
hình các thông số tổ hợp của 3 mô hình sẽ là một công cụ hỗ trợ chủ chốt giúp các nhà hoạch định 
chính sách NL đưa ra các đối sách tối ưu nhất trong điều kiện đảm bảo chi phí tối thiểu và lợi ích tối 
đa, đồng thời thoả mãn các hạn chế các ràng buộc về vốn đầu tư, phát thải, công nghệ tiên tiến 
Mô hình năng lượng cho Việt Nam cần thiết phải cấu thành 3 mô đun bao gồm : dự báo, cân bằng 
cung cầu và các biện pháp giảm thiểu tác động môi trường. 
Mô hình năng lượng được xây dựng cho Việt Nam cần phải được tiếp tục đầu tư phát triển và hoàn 
chỉnh mô hình, cụ thể là: 
• Chi tiết hoá mô hình cho Việt Nam, đưa thêm vào các dạng công nghệ chi tiết để đảm bảo cho 
sự chính xác việc mô tả sát với thực tế của toàn bộ HTNL. 
• Hoàn chỉnh các bộ số liệu đầu vào, điều tra khảo sát chi tiết hiện trạng và triển vọng công 
nghệ năng lượng trong tương lai 
• Tinh chỉnh các ràng buộc cho phù hợp với chính sách và quy hoạch năng lượng của Việt nam 
8. Cám ơn 
Các tác giả chân thành cám ơn Bộ Công Thương Việt Nam, đơn vị cung cấp tài chính để thực hiện 
công trình nghiên cứu này. Các tác giả cũng cám ơn sự giúp đỡ của Cục Điều tiết Điện lực trong thời 
gian thực hiện đề tài. Trong quá trình nghiên cứu, nhóm tác giả đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình từ 
phía Tập đoàn điện lực Việt Nam, Trường Đại Học Báck Khoa Hà Nội cũng như các đồng nghiệp 
trong ở Viện Năng Lượng. Những giúp đỡ rất quý báu này đã giúp nhóm thực hiện đề tài hoàn thành 
những nội dung nghiên cứu của mình.