Nghiên cứu xu hướng điện khí hóa giao thông ở Việt Nam và đánh giá kinh tế kỹ thuật trạm sạc xe điện hai bánh tích hợp điện mặt trời tại tòa nhà E.Town 2 - thành phố Hồ Chí Minh
Hiện nay, điện khí hóa giao thông có thể được xem như là một giải pháp bền vững nhằm giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và bảo vệ môi trường. Tại
Việt Nam, các điều kiện về kinh tế xã hội, cơ sở hạ tầng và thói quen của người sử dụng là các nguyên nhân chính dẫn đến sự phổ biến của xe gắn máy, đặc biệt là tại
các thành phố lớn. Số lượng lớn và mật độ cao các phương tiện giao thông cá nhân sử dụng nhiên liệu hóa thạch tạo áp lực lên cơ sở hạ tầng và là nguyên nhân chủ yếu
gây ra ô nhiễm không khí tại các đô thị. Với giá thành phù hợp và chi phí vận hành thấp, xe điện hai bánh (xe đạp điện, xe máy điện) có thể được xem như là một giải
pháp hứa hẹn nhằm thay thế cho xe máy chạy xăng. Để thúc đẩy sự chuyển dịch này, cơ sở hạ tầng đi kèm như các thiết bị sạc cũng cần được nghiên cứu, khảo sát và
triển khai. Tuy nhiên, điện khí hóa giao thông chỉ có lợi cho môi trường nếu như điện năng sử dụng để sạc phương tiện được lấy từ các nguồn năng lượng tái tạo thay vì
từ nhiên liệu hóa thạch. Với tiềm năng điện mặt trời lớn, vấn đề tích hợp điện mặt trời cho trạm sạc xe điện ở Việt Nam có tính khả thi cao. Bài báo này nhằm mục đích
nghiên cứu xu hướng điện khí hóa giao thông và tính khả thi của trạm sạc xe điện tích hợp điện mặt trời cho xe điện hai bánh tại Việt Nam đồng thời đề xuất các
phương án trạm sạc xe điện sử dụng điện mặt trời tại tòa nhà văn phòng (E.Town 2 - Tp. Hồ Chí Minh) và tiến hành đánh giá các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cho các
phương án.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu xu hướng điện khí hóa giao thông ở Việt Nam và đánh giá kinh tế kỹ thuật trạm sạc xe điện hai bánh tích hợp điện mặt trời tại tòa nhà E.Town 2 - thành phố Hồ Chí Minh
đặt trạm sạc theo phương án 1 STT Thiết bị Đơn vị Đơn giá (VNĐ) Số lượng Thành tiền (VNĐ) 1 PV panel Tấm 3.215.880 252 810.401.819 2 Inverter Bộ 56.047.021 2 112.094.041 3 Phụ kiện (ray, kẹp, cáp DC 4mm2, giắc MC4), tủ điện, MCCB Bộ 301.000.000 1 301.000.000 4 Kiểm định thiết bị, hệ thống Gói 14.000.000 1 14.000.000 5 Công lắp đăt, hiệu chỉnh, chạy thử Gói 146.615.854 1 146.615.854 6 Chi phí bảo dưỡng Năm 5.250.000 1 5.250.000 Tổng chi phí 1.389.361.714 Bảng 7. Tổng chi phí lắp đặt trạm sạc theo phương án 2 STT Thiết bị Đơn vị Đơn giá (VNĐ) Số lượng Thành tiền (VNĐ) 1 PV panel Tấm 3.739.000 252 942.228.000 2 Inverter Bộ 126.972.770 2 253.945.540 3 Phụ kiện (ray, kẹp, cáp DC 4mm2, giắc MC4), tủ điện, MCCB Bộ 256.000.000 1 256.000.000 4 Kiểm định thiết bị, hệ thống Gói 14.000.000 1 14.000.000 5 Công lắp đăt, hiệu chỉnh, chạy thử Gói 126.000.000 1 126.000.000 6 Chi phí bảo dưỡng Năm 4.500.000 1 4.500.000 Tổng chi phí 1.596.673.540 Bảng 8. Tổng chi phí lắp đặt trạm sạc theo phương án 3 STT Thiết bị Đơn vị Đơn giá (VNĐ) Số lượng Thành tiền (VNĐ) 1 PV panel Tấm 2.274.909 252 573.277.068 2 Inverter Bộ 151.966.238 2 303.932.476 3 Phụ kiện (ray, kẹp, cáp DC 4mm2, giắc MC4), tủ điện, MCCB Bộ 244.000.000 1 244.000.000 4 Kiểm định thiết bị, hệ thống Gói 14.000.000 1 14.000.000 5 Công lắp đặt, hiệu chỉnh, chạy thử Gói 120.400.000 1 120.400.000 6 Chi phí bảo dưỡng Năm 4.300.000 1 4.300.000 Tổng chi phí 1.259.909.544 So sánh chi phí đầu tư của 3 phương án nhận thấy phương án 1 có chi phí đầu tư trung bình nhưng công suất thu được lớn nhất. Công suất ra của phương án 1 gấp 1,17 lần phương án 2 nhưng chi phí nhỏ hơn. So sánh giữa phương án 1 và phương án 3, công suất ra phương án 1 gấp 1,22 lần phương án 3 trong khi chi phí đầu tư gấp 1,1 lần. Như vậy, trong 3 phương án thiết kế, việc lựa chọn phương án 1 là hợp lý về mặt kinh tế kỹ thuật. Tính toán thời gian thu hồi vốn của phương án 1 dựa trên các dữ liệu: - Giá bán lẻ điện cho kinh doanh giờ bình thường là 2,442VNĐ/kWh, giờ thấp điểm là 1,346VNĐ/kWh và giờ cao điểm là 4,251VNĐ/kWh (theo Thông tư số 16/2014/TT-BCT và Quyết định số 648/QĐ-BCT ngày 20/03/2019 của Bộ Công Thương). - Số giờ nắng là 3,98h tại địa điểm lắp đặt. Đây là số liệu có được từ phần mềm PVsyst tham chiếu trên dữ liệu của NASA. - Giả thiết điện mặt trời tạo ra là tự dùng 100% - Tỷ lệ tăng giá điện hàng năm giả thiết là 3% (theo Quyết định số 24/2017/QĐ-TTg) - Tại khoản 1, khoản 2 Điều 15 Nghị định số 218/2013/NĐ-CP ngày 26/12/2013 của Chính phủ quy định P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 SCIENCE - TECHNOLOGY Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn Vol. 56 - No. 5 (Oct 2020) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 15 chi tiết và hướng dẫn thi hành Luật thuế thu nhập doanh nghiệp quy định “1. Thuế suất ưu đãi 10% trong thời hạn 15 năm áp dụng đối với lĩnh vực sản xuất năng lượng tái tạo. - Tại khoản 1, khoản 2 Điều 16 Nghị định số 218/2013/NĐ-CP quy định: “1. Miễn thuế 4 năm, giảm 50% số thuế phải nộp trong 9 năm tiếp theo đối với lĩnh vực sản xuất năng lượng tái tạo. Bảng 9 thể hiện các chỉ tiêu tài chính ứng với phương án 1 khi vận hành trạm sạc trong 20 năm. Thời gian thu hồi vốn là 4 năm. Với thời gian vận hành khoảng 20 năm, phương án 1 có khả năng đem lại hiệu quả kinh tế cao 5. KẾT LUẬN Bài báo thực hiện nghiên cứu xu hướng điện khí hóa giao thông và tính khả thi của trạm sạc tích hợp điện mặt trời dành cho xe đạp điện/xe máy điện tại Việt Nam, đồng thời lên phương án thiết kế tính toán kinh tế kỹ thuật cho trạm sạc xe điện tích hợp điện mặt trời tại tòa nhà văn phòng E.Town 2 - TP. Hồ Chí Minh. Có thể thấy, tại các nước đang phát triển nói chung và Việt Nam nói riêng, sự chuyển dịch từ phương tiện chạy xăng/dầu sang phương tiện chạy điện cũng không nằm ngoài xu hướng điện khí hóa giao thông trên thế giới. Tuy nhiên, các đặc thù về kinh tế xã hội, mức thu nhập, quỹ đất giao thông đô thị cùng với xu hướng phát triển bền vững và hạn chế ô nhiễm không khí, dẫn đến phương tiện chạy điện hai bánh là một lựa chọn tiềm năng cho giao thông đô thị. Đối với cơ sở hạ tầng hỗ trợ xe điện, việc tích hợp điện mặt trời vào trạm sạc cho thấy giải pháp hiệu quả trong việc giảm nhu cầu năng lượng và công suất từ lưới, khai thác tiềm năng điện mặt trời áp mái. Năng lượng sạch được sản xuất và phục vụ mục đích chính là tiêu thụ tại chỗ, đón đầu xu hướng giảm giá FiT. Khả năng tiếp cận điện mặt trời đối với trạm sạc cũng tương đối thuận tiện do có thể lắp các module PV trên mái nhà/văn phòng gần với vị trí để xe hoặc lắp đặt/sử dụng làm mái che phương tiện. Với xu hướng phát triển các phương tiện chạy điện, đồng thời chi phí lắp đặt các hệ thống điện mặt trời ngày càng giảm, vấn đề tích hợp điện mặt trời vào trạm sạc có thể xem là giải pháp xanh và bền vững, giải quyết các vấn đề ô nhiễm khí thải, đặc biệt là tại các thành phố lớn. Nghiên cứu cũng đề xuất các phương án kỹ thuật cho trạm sạc xe điện tại tòa nhà văn phòng phục vụ nhu cầu sạc xe điện của cán bộ công nhân viên với thời gian làm việc hành chính phù hợp với thời gian sạc và profile bức xạ mặt trời. Việc tính toán định lượng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của từng phương án cũng được thực hiện nhằm chỉ ra phương án hiệu quả. Việc tích hợp điện mặt trời cho trạm sạc xe điện cũng tồn tại các vấn đề cần giải quyết, đặc biệt là các vấn đề giải pháp điều khiển, giám sát dòng năng lượng giữa hệ thống PV - xe điện và lưới. Các vấn đề điều khiển, quản lý, giám sát dòng năng lượng tối ưu, đặc biệt là khi số lượng và nhu cầu sạc, thời điểm sạc của các xe điện khác nhau Bảng 9. Tính toán các chi tiêu tài chính theo phương án 1 Năm Sản lượng điện tự dùng Giá tiền điện hàng năm Giá trị tiết kiệm Chi phí bảo trì Khấu hao 10 năm Thuế thu nhập doanh nghiệp Thuế TNDN phải đóng Giá trị tài chính 1 152.534 2.894 441.470.082 - 138.936.171 - - (947.891.632) 2 147.957 2.981 441.072.759 - 138.936.171 - - (506.818.873) 3 136.121 3.071 417.960.547 - 138.936.171 - - (88.858.326) 4 125.231 3.163 396.059.414 - 138.936.171 - - 307.201.088 5 115.213 3.258 375.305.901 - 138.936.171 10% 23.636.973 658.870.016 6 105.996 3.355 355.639.872 1.778.199 138.936.171 10% 21.492.550 993.017.338 7 97.516 3.456 337.004.342 1.685.022 138.936.171 10% 19.638.315 1.310.383.365 8 89.715 3.560 319.345.315 1.596.727 138.936.171 10% 17.881.242 1.611.847.438 9 82.538 3.666 302.611.620 1.513.058 138.936.171 10% 16.216.239 1.898.242.819 10 75.935 3.776 286.754.771 1.433.774 138.936.171 10% 14.638.483 2.170.359.108 11 69.860 3.890 271.728.821 1.358.644 - 10% 27.037.018 2.415.050.912 12 64.271 4.006 257.490.231 1.287.451 - 10% 25.620.278 2.646.920.865 13 59.129 4.127 243.997.743 1.219.989 - 10% 24.277.775 2.866.640.832 14 54.399 4.250 231.212.261 1.156.061 - 10% 23.005.620 3.074.847.474 15 50.047 4.378 219.096.739 1.095.484 - 10% 21.800.126 3.272.144.087 16 46.043 4.509 207.616.070 1.038.080 - 20% 41.315.598 3.438.444.559 17 42.360 4.644 196.736.988 983.685 - 20% 39.150.661 3.596.030.886 18 38.971 4.784 186.427.969 932.140 - 20% 37.099.166 3.745.359.689 19 35.853 4.927 176.659.144 883.296 - 20% 35.155.170 3.886.863.663 20 32.985 5.075 167.402.205 837.011 - 20% 33.313.039 4.020.952.829 CÔNG NGHỆ Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 56 - Số 5 (10/2020) Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn 16 KHOA HỌC P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 cũng cần thiết phải xây dựng các mô hình toán cho các phần tử như xe điện, PV panel, inverter và giải thuật điều khiển. Những khía cạnh đó cần được làm rõ trong những nghiên cứu tiếp theo. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. N.H.Duc, T.V.Tuan, M.D.Thuan, 2016. Nghiên cứu, thiết kế, mô phỏng trạm nạp sử dụng pin mặt trời cho xe đạp điện tại các trường học. Đề tài nghiên cứu khoa học Trường Đại học Điện lực. [2]. International Energy Agency, 2020. Global EV Outlook 2020. [3]. Ngoc T.B., 2015. Challenges and solutions for sustainable urban transport in cities of Vietnam. Department of transport - Vietnam Ministry of Transport. [4]. Centre for LiveableCities - Singapore, Urban Land Institute - Asia Pacific, 2017. Urban mobility: 10 cities leading the way in Asia-Pacific. [5]. United Nations, 2018. Road Safety Performance Review - Vietnam. [6]. Sarmad Zaman Rajper, Johan Albrecht, 2020. Prospects of Electric Vehicles in the Developing Countries: A Literature Review. Sustainablity. [7]. Doucette, R.T., McCulloch, M.D., 2011. Modeling the CO2 Emissions from Battery Electric Vehicles given the Power Generation Mixes of Different Countries. Energy Policy 39, 803–811. [8]. International Energy Agency, 2018. Global EV Outlook 2018. Towards Cross-modal Electrification. Paris: OECD Publishing. [9]. Bakker, S., 2019. Electric Two-Wheelers, Sustainable Mobility and the City. In Sustainable Cities-Authenticity, Ambition and Dream. IntechOpen: London, UK. [10]. Lin, X., Wells, P., Sovacool, B.K., 2017. Benign Mobility? Electric Bicycles, Sustainable Transport Consumption Behaviour and Socio-Technical Transitions in Nanjing, China. Transp. Res. Part A Policy Pract., 103, 223–234. [11]. Shukla, P., Dhar, S., Pathak, M., Bhaskar, K., 2014. Electric Vehicles Scenarios and a Roadmap for India. Magnum Custom Publishing: New Delhi, India. [12]. Wahab, L., Jiang, H., 2018. Factors influencing the adoption of electric vehicle: the case of electric motorcycle in northern Ghana. International Journal for Traffic and Transport Engineering, Vol. 9. [13]. Jones, L.R., Cherry, C.R., Vu, T.A., Nguyen, Q.N., 2013. The Effect of Incentives and Technology on the Adoption of Electric Motorcycles: A Stated Choice Experiment in Vietnam. Transp. Res. Part A Policy Pract., 57, 1–11. [14]. Tuayharn,K., Kaewtatip,P., Ruangjirakit,K., Limthongkul, P.ICE, 2015. Motorcycle and Electric Motorcycle: Environmental and Economic Analysis. In SAE Technical Papers; SAE International: New York, NY, USA. [15]. Eccarius, T., Lu, C.C., 2020. Powered Two-Wheelers for Sustainable Mobility: A Review of Consumer Adoption of Electric Motorcycles. Int. J. Sustain. Transp., 215–231. [16]. Guerra, E., 2019. Electric Vehicles, Air Pollution, and the Motorcycle City: A Stated Preference Survey of Consumers’ Willingness to Adopt Electric Motorcycles in Solo, Indonesia. Transp. Res. Part D Transp. Environ., 68, 52–64. [17]. C. R. Cherry, 2007. Electric Two-Wheelers in China: Analysis of Environmental, Safety, and Mobility Impacts. University of California, Berkeley. [18]. Đặng Mạnh Đoàn, Trần Thị Diệu Hằng, Phan Ban Mai, 2010. Thực trạng ô nhiễm môi trường không khí Hà Nội và kiến nghị nhằm giảm thiểu ô nhiễm. Tuyển tập báo cáo hội thảo khoa học lần thứ 10, Viên Khoa học khí tượng thủy văn môi trường. [19]. Dương Ngọc Bách, Phạm Ngọc Hồ, Nguyễn Việt Hoài, Phan Văn Hùng, Phạm Thị Thu Hà, 2016. Mô phỏng ô nhiễm bụi PM10 từ hoạt động giao thông trên tuyến đường Trường Chinh - Hà Nội bằng phần mềm Calroads view. VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, [S.l.], v. 32, n. 1S, ISSN 2588-1094. [20]. Vũ Ngọc Khiêm, 2019. Xu hướng di chuyển bằng xe điện thân thiện môi trường. Tạp chí môi trường (ISSN: 2615:9597), Số 7, 2019. [21]. M. Messagie, F. S. Boureima, T. Coosemans, C. Macharis, J. Van Mierlo, 2014. A range-based vehicle life cycle assessment incorporating variability in the environmental assessment of different vehicle technologies and fuels. Energies, vol. 7, no. 3, pp. 1467–1482. [22]. A. Nordelöf, M. Messagie, A. M. Tillman, M. Ljunggren Söderman, J. Van Mierlo, 2014. Environmental impacts of hybrid, plug-in hybrid, and battery electric vehicles - what can we learn from life cycle assessment?. International Journal of Life Cycle Assessment, vol. 19, no. 11. pp. 1866–1890. [23]. S. Rangaraju, L. De Vroey, M. Messagie, J. Mertens, J. Van Mierlo, 2015. Impacts of electricity mix, charging profile, and driving behavior on the emissions performance of battery electric vehicles: A Belgian case study. Appl. Energy, vol. 148, pp. 496–505. [24]. David Feldman, Robert Margolis, 2019. Q1/Q2 2019 Solar Industry Update. National Renewable Energy Laboratory (NREL). [25]. G. R. Chandra Mouli, P. Bauer, M. Zeman, 2015. Comparison of system architecture and converter topology for a solar powered electric vehicle charging station. 9th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE- ECCE Asia), pp. 1908–1915. [26]. G. R. Chandra Mouli, P. Bauer, M. Zeman, 2016. System design for a solar powered electric vehicle charging station for workplaces. Appl. Energy, vol. 168, pp. 434–443. [27]. G. Carli, S. S. Williamson, 2013. Technical Considerations on Power Conversion for Electric and Plug-in Hybrid Electric Vehicle Battery Charging in Photovoltaic Installations. IEEE Trans. Power Electron., vol. 28, no. 12, pp. 5784–5792. [28]. P. Goli, W. Shireen, 2014. PV powered smart charging station for PHEVs. Renew. Energy, vol. 66, pp. 280–287. [29]. G. R. C. Mouli, M. Leendertse, V. Prasanth, P. Bauer, S. Silvester, S. van de Geer, M. Zeman, 2016. Economic and CO2 Emission Benefits of a Solar Powered Electric Vehicle Charging Station for Workplaces in the Netherlands. IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC), pp. 1–7. [30]. P. J. Tulpule, V. Marano, S. Yurkovich, G. Rizzoni, 2013. Economic and environmental impacts of a PV powered workplace parking garage charging station. Appl. Energy, vol. 108, pp. 323–332,. [31]. Eleonora Riva Sanseverino, Hang Le Thi Thuy, Manh-Hai Pham, Maria Luisa Di Silvestre, Ninh Nguyen Quang, Salvatore Favuzza, 2020. Review of Potential and Actual Penetration of Solar Power in Vietnam. Energies. [32]. Thủ tướng Chính phủ, 2019. Quyết định số 02/2019/QD-TTg về sửa đổi, bổ sung một số điều của quyết định số 11/2017/QĐ-TTg về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời ở Việt Nam. [33]. Bộ Công Thương, 2019. Thông tư số 05/2019/TT-BCT sửa đổi, bổ sung một số điều của thông tư 16/2017/TT-BCT của bộ trưởng Bộ Công Thương quy định về phát triển dự án và hợp đồng mua bán điện mẫu áp dụng cho các dự án điện mặt trời. [34]. Kamel A. Alboaouh, Salman Mohagheghi, 2020. Impact of Rooftop Photovoltaics on the Distribution System. Journal of Renewable Energy. [35]. Nahla Mohamed Abd Alrahim Shannan, Nor Zaihar Yahaya, Balbir Singh, 2013. Single-Diode Model and Two-Diode Model of PV Modules: A Comparison. IEEE International Conference on Control System, Computing and Engineering. [36]. NTSC, Vietnam register 2016, Vietnam National Statistics Office, Other country data for 2010-2014 period 2016. AUTHORS INFORMATION Nguyen Ngoc Van, Nguyen Huu Duc Electric Power University
File đính kèm:
- nghien_cuu_xu_huong_dien_khi_hoa_giao_thong_o_viet_nam_va_da.pdf