Báo cáo chuyên đề Năng lượng cho phát triển bền vững: Năng lượng cho phát triển bền vững

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

35
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Báo cáo chuyên đề Năng lượng cho phát triển bền vững "Năng lượng cho phát triển bền vững" trình bày các nội dung về Một số khái niệm cơ bản về năng lượng và phát triển bền vững; Giới thiệu chung về Tổng Công ty phát điện 1 (EVNGENCO 1);...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo chuyên đề Năng lượng cho phát triển bền vững: Năng lượng cho phát triển bền vững

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ MÔN: NĂNG LƯỢNG CHO PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Tên chuyên đề:NĂNG LƯỢNG CHO PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG-CHUYÊN ĐỀ 10 GV: TS. NGUYỄN TRƯỜNG GIANG Nhóm sinh viên: 1. NGUYỄN VĂN TÙNG 2. VŨ HOÀNG TÙNG 3. LƯƠNG MINH THÔNG 4. NGUYỄN QUANG THẮNG 5. NGUYỄN ĐỨC THẮNG Lớp: D17TDHHTD2 HÀ NỘI, 07/2023
MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Ý Nghĩa 1 WCED World Commission on Environment and Develovement 2 EJ Exajoule 3 PJ Petajoule 4 TJ Terajoule 5 GJ Gigajoule 6 MJ Megajoule 7 boe Barrel Of Oil Equivalent 8 toe Tonne Of Oil Equivalent 9 ktoe Thousand Tonnes Of Oil Equivalent 10 Mtoe Million Tonnes Of Oil Equivalent 11 MBtu Million British thermal units 12 kWh Kilowatt-hour 13 MWh Megawatt-hour 14 GWh Gigawatt-hour 15 TWh Terawatt-hour 16 Gcal Gigacolorie 17 UNEP United Nations Environment Programme 18 EVN Viet Nam Electricity 19 EVNGENCO1 Power Generation Corporation 1 20 SO2 Sulphur dioxide 21 NO2 Nitrogen dioxide 22 CO2 Cacbon dioxide
LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, năng lượng điện đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với sự phát triển và hoạt động của mỗi quốc gia. Việt Nam là một quốc gia đang phát triển nhanh chóng, cũng đang đối mặt với nhiều thách thức và cơ hội trong lĩnh vực năng lượng điện. Trong bối cảnh đó, Tổng Công ty Phát điện 1 (EVNGENCO 1) đã và đang đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc cung cấp điện năng ổn định và bền vững cho đất nước. Công ty hoạt động với tầm nhìn chiến lược là trở thành tổ chức hàng đầu trong việc cung cấp điện năng và dịch vụ năng lượng tin cậy, bền vững và hiệu quả. Trong quá trình hoạt động, EVNGENCO 1 đã và đang sử dụng các công nghệ hiện đại và bền vững để sản xuất điện, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành điện năng tại Việt Nam. Một trong những công nghệ quan trọng mà EVNGENCO 1 sử dụng là công nghệ điện thuỷ chiều. Đây là một phương pháp chuyển đổi năng lượng từ dòng nước chảy thành năng lượng điện sử dụng các thiết bị như tuabin nước và máy phát điện. Công nghệ này không chỉ có hiệu suất cao mà còn giúp giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường, đóng góp vào việc giảm phát thải khí nhà kính. Ngoài ra, EVNGENCO 1 cũng đã nghiên cứu và áp dụng các công nghệ ứng dụng trong nhiệt điện than. Nhiệt điện than là một nguồn năng lượng truyền thống và phổ biến tại Việt Nam, nhưng đồng thời cũng gây ra tác động tiêu cực lớn đến môi trường. Tuy nhiên, thông qua việc nghiên cứu và sử dụng các công nghệ tiên tiến như nhiệt điện than siêu thanh, việc sản xuất điện từ nhiệt điện than đã được cải thiện về hiệu suất và giảm thiểu tác động xấu tới môi trường. Ngoài việc tận dụng các công nghệ hiện có, EVNGENCO 1 cũng đồng thời tìm kiếm và phát triển các giải pháp mới và sáng tạo để giảm thiểu phát thải CO2 và phát triển các nguồn điện bền vững tại Việt Nam. Nhằm đáp ứng mục tiêu về phát triển bền vững và giảm khí thải nhà kính, EVNGENCO 1 tập trung vào việc nâng cao hiệu suất năng lượng, đẩy mạnh sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, gió, và nghiên cứu các công nghệ mới như lưu trữ năng lượng. Trong bối cảnh tăng trưởng kinh tế và nhu cầu năng lượng ngày càng tăng cao tại Việt Nam, việc phát triển các giải pháp về nguồn điện nhằm giảm thiểu phát thải CO2 đóng vai trò vô cùng cần thiết. Để tìm hiểu rõ hơn vai trò và tầm quan trọng của năng lương phát triển bền vững nói chung, năng lượng điện nói riêng nhóm em đã quyết định chọn chuyên đề này làm để tài nghiên cứu của mình. Nhóm em xin cảm ơn Trường Đại học Điện Lực, các thầy cô giáo khoa Kỹ Thuật Điện và giảng viên hướng dẫn TS. Nguyễn Trường Giang để hết sức tạo điều kiện, hướng dẫn nhóm để nhóm có thể hoàn thành bài báo chuyên đề này.
CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Một số khái niệm cơ bản về năng lượng và phát triển bền vững. 1.1.1 Khái niệm và phân loại về năng lượng [1] Năng lượng định nghĩa là khả năng sinh công hoặc thực hiện công . Loài người thường xuyên tìm cách để chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác, sau đó sử dụng chúng để thực hiện các công việc hoặc hành động phục vụ nhu cầu của con người . Chẳng hạn như con người thường xuyên sử dụng năng lượng để tập luyện , suy nghĩ , hoặc dùng năng lượng để vận hành phương tiện di chuyển , hoặc dùng năng lượng để chạy các máy móc, thiết bị sản xuất, vv... Năng lượng có sáu loại phổ biến nhất: nhiệt, ánh sáng, chuyển động, điện, hóa học và hấp dẫn. Các dạng này thường được chia thành hai nhóm thế năng và động năng và chúng thường xuyên chuyển đổi giữa hai loại.Chẳng hạn như tuabin gió , khi gió chạm vào cánh quạt của tuabin gió, nó truyền động năng cho cánh quạt để quay. Cánh quạt được gắn với một trục và một máy phát điện. Khi trục quay, nó chuyển động năng thành thế năng dưới dạng năng lượng điện . Các nguồn thế năng chính của năng lượng hóa học là than đá và khí tự nhiên. Khi được đốt trong các nhà máy điện, chúng tạo ra động năng gồm năng lượng nhiệt và năng lượng điện. -Năng lượng thế năng: Năng lượng tích trữ phụ thuộc vào vị trí tương đối của thành phần hoặc bộ phận trong một hệ thống được gọi là thế năng. Năng lượng hóa học, năng lượng cơ học, năng lượng hạt nhân và năng lượng hấp dẫn là một số loại năng lượng thuộc nhóm thế năng.. +Năng lượng hóa học: là dạng năng lượng được lưu trữ trong các mạng liên kết phân tử và nguyên tử, chẳng hạn như năng lượng lưu trữ trong than đá, khí tự nhiên, xăng dầu, nhiên liệu sinh khối và các pin lưu trữ. +Năng lượng cơ học: là dạng năng lượng được lưu trữ trong các vật thể bởi lực căng, chẳng hạn như lò xo bị nén lại hoặc dây cao su bị kéo căng ra. Năng lượng hạt nhân: là loại năng lượng được lưu trữ trong các hạt nhân của nguyên tử, giúp giữ các hạt nhân liên kết với nhau. Năng lượng có giá trị cao này sẽ được tạo ra khi các hạt nhân được kết hợp lại hoặc phân tách ra. +Năng lượng hấp dẫn: là dạng năng lượng được lưu trữ theo độ cao của vật thể. Những đối tượng hấp dẫn hơn sẽ được đặt ở vị trí cao hơn. Khi nước được xả xuống các kênh dẫn từ các hồ thủy điện ở vùng núi cao, thế năng trong nước được chuyển thành động năng, khiến nước chuyển động với vận tốc cao. Sau đó, dòng nước đập vào các cánh của tuabin, khiến nó quay, tạo ra năng lượng điện. -Động năng là dạng năng lượng (1 đối tượng hoặc 1 hạt) trong trạng thái chuyển động của các vật thể, phân tử, nguyên tử, điện tử có do chuyển động. Các dạng năng lượng thuộc nhóm động năng gồm có: năng lượng bức xạ,
năng lượng nhiệt, năng lượng chuyển động, năng lượng sóng âm, và năng lượng điện. + Năng lượng bức xạ: là loại năng lượng điện được tạo ra bởi các sóng vô tuyến, tia X, tia Gamma và ánh sáng nhìn thấy. Nguồn năng lượng bức xạ điển hình nhất mà sự sống có thể tồn tại trên Trái đất là ánh sáng mặt trời. +Năng lượng nhiệt: là dạng năng lượng được tạo ra khi các nguyên tử và phân tử trong vật chất di chuyển. Khi cá nguyên tử và phân tử chuyển động nhanh hơn, năng lượng nhiệt tăng lên. Sự chuyển động trong lòng trái đất tạo ra một dạng năng lượng nhiệt được gọi là năng lượng địa nhiệt chính. +Năng lượng chuyển động: là dạng năng lượng mà một vật thể lưu trữ khi nó chuyển động. Khi một vật thể chuyển động nhanh hơn, nó lưu trữ nhiều năng lượng hơn. Năng lượng lưu trư này sẽ được tạo ra khi vật thể chậm lại. Khi gió va đập vào các cánh quạt của tuabin điện gió, nó tạo ra nhiều năng lượng hơn như một dạng năng lượng chuyển động. +Năng lượng sóng âm: là dạng năng lượng của song chuyển động dọc theo vật chất. Khi có lực tác động làm cho một vật thể rung lắc, sóng âm xảy ra và năng lượng được truyền qua vật thể dưới dạng sóng. +Năng lượng điện: là dạng năng lượng được tạo thành bởi sự chuyển động có hướng của các hạt mang năng lượng, điện tử, dọc theo các dây dẫn hoặc vật chất khác. 1.1.2. Định luật bảo toàn năng lượng [2] Năng lượng không tự nhiên được sinh ra, cũng không tự nhiên bị mất đi,mà năng lượng chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác. Trong vật lý và hoá học, định luật bảo toàn năng lượng nói rằng tổng năng lượng của một hệ cô lập là không đổi; tức là nó được bảo toàn theo thời gian. 1.1.3 Khái niệm về phát triển bền vững [3] Ủy ban Thế giới về Môi trường và phát triển của Liên Hợp Quốc WCED (Word Commission on Environment and Development): phát triển bền vững: sự phát triển đáp ứng nhu cầu hiện tại mà không làm tổn thương khả năng đáp ứng nhu cầu của cá thế hệ tương lai. -Phát triển bền vững: +Là quá trình thay đổi mà đầu tư vào các nguồn tài nguyên hướng đến phát triển công nghệ đồng thời tạo ra các tiềm năng hiện tại và tương lai để đáp ứng nhu cầu và khát vọng của con người một cách hài hòa không làm ảnh hưởng tới sự phát triển trong tương lai. +Chiến lược phát triển bền vững hướng tới việc thúc đẩy tính hài hòa cả trong nhân loại và giữa nhân văn và bản năng.
1.1.4 . Các hệ thống thông số, đơn vị đo năng lượng phổ biến Theo từng quốc gia và khu vực, năng lượng có nhiều đơn vị khác nhau. Sau đây là các đơn vị chỉ thị năng lượng phổ biến: Bảng đơn vị phổ biến của năng lượng [4] STT Ký hiệu Ghi chú 1 EJ exajoule 2 PJ petajoule 3 TJ terajoule 4 GJ gigajoule 5 MJ megajoule 6 boe barrel of oil equivalent 7 toe tonne of oil equivalent 8 ktoe thousand tonnes of oil equivalent 9 Mtoe million tonnes of oil equivalent 10 MBtu million British thermal units 11 kWh kilowatt-hour 12 MWh megawatt-hour 13 GWh gigawatt-hour 14 TWh terawatt-hour 15 Gcal gigacolorie Các đơn vị này có thể được quy đổi cho nhau bằng bảng hệ số quy đổi năng lượng dưới đây: Bảng Hệ số quy đổi giữa các đơn vị năng lượng [4] EJ Gcal Mtoe MBtu GWh EJ 1 2.388x108 23.88 9.478x108 2.788x103 Gcal 4.1868x10- 1 10-7 3.968 1.163x10-3 9 Mtoe 4.1868x10- 107 1 3.968x107 11630 2 MBtu 1.0551x10- 0.252 2.52x10-8 1 2.931x10-4 9 GWh 3.6x10-6 860 8.6x10-5 3412 1
Giá trị tạo ra năng lượng nhiệt của các dạng nguồn năng lượng cũng có thể quy đổi cho nhau, thường được quy đổi sang đơn vị tạo ra năng lượng (TOE). Ngoài ra, hệ số quy đổi sang năng lượng phát thải khí CO2 được cung cấp như sau: Bảng. Hệ số quy đổi nhiệt và phát thải [5] STT Nhiên liệu Đơn vị Quy đổi sang Hệ số phát thải TOE (kgCO2 /GJ) 1 Than khai thác tấn 0,49÷0,51 2 Than xuất nhập khẩu tấn 0,56 3 Than cho sản xuất điện tấn 0,4956÷0,4985 26,8 4 Than cho dân dụng tấn 0,46 26,8 5 Than cho công nghiệp tấn 0,5927÷0,5949 26,8 6 Dầu thô tấn 1,02 7 Xăng ô tô tấn 1,05 18,9 8 Xăng máy bay tấn 1,03 19,5 9 Dầu hỏa tấn 1,03 19,5 10 Dầu Diesel(DO) tấn 1,02 20,2 11 Dầu nhiên liệu(FO) tấn 0,99 21,1 12 Khí dầu mỏ hóa tấn 1,09 17,2 lỏng(LPG) 13 Nhựa đường tấn 1,00 14 Dầu nhờn tấn 1,01 15 Các sản phẩm dầu khác tấn 0,99 16 Khí tự nhiên 1000.m3 0,9 15,3 17 Sinh khối TOE 1,0 18 Điện gió MWh 0,086 19 Thủy điện MWh 0,086 20 Điện mặt trời MWh 0,086 21 Ethanol khoáng Tấn 0,640 1.1.5. Khái niệm chung về hệ thống năng lượng [6] Hệ thống năng lượng là một hệ thống được xác định rõ ràng trong đó các dòng năng lượng đi vào hệ thống để thực hiện các hoạt động nhất định. Hệ thống năng lượng đại diện của tất cả các hoạt động kỹ thuật cần thiết để cung cấp các dạng năng lượng khác nhau cho các hoạt động sử dụng cuối cùng. Thông thường, người ta sử dụng một sơ đồ để tổng hợp dữ liệu về tất cả các sản phẩm năng lượng đi vào, đi ra và sử dụng trong một hệ thống (ví dụ: lãnh thổ quốc gia của một quốc gia) trong một khoảng thời gian tham chiếu. Sơ đồ này sẽ hiển thị các hoạt động, công nghệ và dòng năng lượng từ nguồn cung cấp năng lượng sơ cấp đến sử dụng cuối cùng và các dịch vụ năng lượng hữu ích.
Hình: Sơ đồ hệ thống năng lượng 1.1.6 Các khái niệm khác [1] Năng lượng sơ cấp là dạng năng lượng chứa trong tài nguyên thiên nhiên. Chẳng hạn như dầu mỏ khí thiên nhiên, than … Trong các thống kê về năng lượng, trữ lượng hoặc cung cấp, tiêu dùng năng lượng thường được sử dụng khái niệm năng lương sơ cấp. Năng lượng thứ cấp: là các dạng năng lượng thu được sau quá trình sản xuất, chuyển hóa từ năng lượng sơ cấp. Có 2 dạng năng lượng thứ cấp phổ biến hiện nay là điện năng và nhiệt năng Năng lượng cuối cùng là kết quả của quá trình biến đổi các nguồn năng lượng sơ cấp, là năng lượng dư lại sau khi không thể chuyển đổi thành dạng năng lượng khác . Năng lượng hữu ích là mức năng lượng mà có thể sử dụng để thực hiện công việc hữu ích hoặc thực hiện những hành động tiêu tốn năng lượng để sản xuất dịch vụ hoặc sản phẩm. Năng lượng điện được sử dụng để cung cấp ánh sáng nhiệt và điện tại các gia đình và doanh nghiệp. Trên thực tế, việc sử dụng năng lượng sẽ luôn có một phần bị lãng phí, tiêu hao. Trên thực tế, việc sử dụng năng lượng sẽ luôn có một phần bị lãng phí, tiêu hao. Cân bằng năng lượng: là một biểu diễn dạng bảng của hệ thống năng lượng thể hiện một cách tổng hợp lượng năng lượng được sử dụng trong các hoạt động nhất định. Cân bằng năng lượng có thể được sử dụng để mô tả việc sử dụng năng lượng trong một quốc gia. Một phân tích kỹ lưỡng về cân bằng năng lượng có thể cung cấp cho chúng ta một số thông tin về cách hệ thống năng lượng được thiết kế và cách thức vận hành. Cân bằng năng lượng cho thấy tầm quan trọng tương đối của các loại nhiên liệu khác nhau trong đóng góp của chúng cho nền kinh tế.
Biểu đồ Sankey: là một biểu đồ thể hiện sự chuyển đổi và dòng chảy của năng lượng, vật liệu hoặc dữ liệu trong một hệ thống năng lượng. Năng lượng không tái tạo: là nguồn năng lượng có sẵn không thể tái tạo có thể kể đến như: xăng dầu, khí tự nhiên, than đá và hạt nhân. Hiện nay những dạng năng lượng than đá xăng dầu đang dần cạn kiệt do sự khai thác quá mức của con người Năng lượng tái tạo: là dạng năng lượng có thể tái tạo lại dễ dàng sau quá trình khai thác có thể kể đến như: thủy điện, năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng sinh khối và năng lượng địa nhiệt. Năng lượng tái tạo là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng trong lịch sử phát triển của loài người 1.2 Các thông số chính 1.2.1 Cường độ điện trên GDP Để đánh giá được hiệu quả sử dụng năng lượng đối với mỗi quốc gia, người ta đưa ra Cường độ điện GDP. Cường độ điện GDP được định nghĩa là sự tiêu thụ năng lượng điện để tạo ra 1000USD đóng góp vào tổng thu nhập quốc dân GDP. Hình: Cường độ điện trên GDP của Việt Nam(kWh/1000USD) [7]
Cường độ điện trên GDP của Việt Nam có xu hướng tăng lên, điều này chỉ ra rằng việc sử dụng năng lương của chúng ta chưa được hiệu quả. Có hai nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tình trạng này đó là: +Ngành nông nghiệp hiện sử dụng nhiều máy móc cơ khí và tiêu thụ nhiều năng lượng. Mặt khác, lợi ích của ngành nông nghiệp đối với GDP vẫn còn rất thấp. +Sử dụng điện đang thay thế than và củi. Để nấu ăn, phần lớn người dân chuyển sang sử dụng bếp điện thay vì than củi và bình ga. Các phương tiện sử dụng điện thay vì xăng dầu cũng ngày càng phổ biến. Hình: So sánh Cường độ điện trên GDP của Việt Nam với một số nước [7] Việt Nam có giá trị cao gấp 1,65 lần so với Trung Quốc và 6.28 lần so với Nhật Bản khi so sánh chỉ số cường độ điện trên GDP. Điều này cho thấy rằng chúng ta phải nhanh chóng đưa ra các chính sách khuyến khích sử dụng năng lượng hiệu quả và tiết kiệm. 1.2.2 Công suất và công suất điện Công suất: Công suất được định nghĩa là tốc độ thực hiện công, hoặc là tốc độ để năng lượng được chuyển từ đối tượng này sang đối tượng khác, hoặc từ dạng này sang dạng khác. Từ giá trị của công suất, chúng ta biết được bao nhiêu năng lượng đã được chuyển đổi hoặc sử dụng trong một đơn vị thời gian, vì thế công suất có đơn vị là J/s. Tuy nhiên, để tưởng nhớ đến kỹ sư cơ khí người Scotland, James Watt (1736-1819) nên hiện nay theo đơn vị chuẩn quốc tế thì công suất có đơn vị là W. Công suất theo cơ học: là công thực hiện khi dịch chuyển một đối tượng theo đơn vị thời gian. Công suất điện : công suất điện cũng tương tự như công suất cơ học, năng lượng được truyền theo các phần tử của mạch điện. Theo định nghĩa, điện áp là sự chênh lệch điện thế giữa 2 điểm khác biệt trên một đơn vị điện tích. Từ đó ta có năng lượng truyền thông qua mạch có điện áp V(V) sẽ là: Nếu quá trình truyền năng lượng này diễn ra trong thời gian t, thì công suất của mạch điện này có thể xác định như sau:
P= Ở đây :I là dòng điện chạy trong mạch (A) Bảng. Quy đổi đơn vị công suất STT Công suất (W) Đơn vị khác 1 1 1J/s 2 0.293 1 Btu/h 3 4.184 1Cal/s 4 746 1 hp( sức ngựa)
1.3 Cấu trúc và thành phần chính của hệ thống diện Hệ thống điện của Việt Nam bao gồm ba thành phần chính: nguồn điện, lưới điện và phụ tải. Hệ thống này sản xuất, truyền tải và phân phối điện cho 64 tỉnh thành trên toàn quốc. Hình. Thành phần chính của hệ thống điện 1.3.1 Nguồn điện [8] Nguồn điện là khái niệm được dùng để chỉ những vật, thiết bị có khảnăng cung cấp điện cho các thiết bị, máy móc sử dụng điện trong đời sống sinh hoạt cũng như trong hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, nghiên cứu khoa học của con người. Trong mỗi nguồn điện đều tồn tại hai cực đó là cực âm (–) và cực dương (+). Năm 2020, hệ thống điện của Việt Nam có tổng công suất hơn 60.000 MW từ các nguồn điện khác nhau như thủy điện, nhiệt điện than, tuabin khí, nhiệt điện dầu, điện mặt trời, điện gió và điện sinh khối., trong đó tỷ trọng các loại nguồn như sau: Hình. Tỷ trọng các loại nguồn điện năm 2020 Sự phân bố và đặc thù của các nguyên liệu sơ cấp là một trong những yếu tố chính tạo nên sự phân bố của các nguồn điện . Chủ yếu thủy điện được tạo ra ở miền Bắc và miền Trung, nơi có nhiều sông ngòi và địa hình lý tưởng. Miền bắc với các mỏ than đặc biệt là than Quảng Ninh và miền Nam có nhiều cảng biển lớn thuận lợi trong việc nhập khẩu than. Miền Trung và miền Nam ở gần xích đạo , tồn tại những vùng khô nắng nhiều gió là điều kiện phù hợp làm điện gió và điện mặt trời . Trong gần 9.000MW điện mặt trời thì gần 6.000MW ở miền Nam và 2.600MW ở miền Trung. Nguồn tuabin chạy khí
chỉ có ở miền Nam, là nơi có các mỏ khí Nam Côn Sơn, Cửu Long,... với tổng công suất các nguồn chạy khí lên tới gần 7.400MW. 1.3.2. Lưới điện [9] Điện lưới hay Lưới điện là một mạng lưới liên kết với nhau để truyền tải và phân phối điện từ nhà máy điện đến người tiêu dùng. Thành phần của một lưới điện bao gồm các nhà máy/ trạm phát điện, các đường dây truyền tải điện cao thế kết nối các nguồn cung cấp và các trung tâm tiêu thụ, và các đường dây phân phối kết nối đến từng khách hàng sử dụng điện năng. Hệ thống điện của Việt Nam, lưới điện truyền tải có cấp điện áp 500kV và 220kV, trong khi lưới điện phân phối có cấp điện áp từ 110kV trở xuống. Lưới điện 500kV bao gồm 33 mạch đường dây, 92 trạm 500kV và kéo dài gần 9.000 km từ Bắc sang Nam. Đây là đường dây chính trong hệ thống điện của Việt Nam, truyền tải lượng công suất lớn giữa các miền. Miền Bắc kết nối với miền Trung qua 2 mạch đường dây 500kV: Hà Tĩnh – Đà Nẵng Vũng Áng – Đà Nẵng. Miền Trung kết nối với miền Nam qua 4 mạch đường dây 500kV: ĐakNông – Cầu Bông Pleiku 2 – Chơn Thành – Cầu Bông Pleiku 2 – Xuân Thiện Ea Súp – Chơn Thành – Cầu Bông Pleiku - Di Linh – Tân Định Đường dây 500kV mạch 3 đang được gấp rút xây dựng, sau khi hoàn thành sẽ kết nối Vũng Áng – Quảng Trạch – Dốc Sỏi, tăng cường khả năng truyền tải công suất giữa miền Bắc và miền Trung. 1.3.3. Phụ tải điện [10] Phụ tải điện chính là nơi tiêu thụ điện. Hay nói cách khác, phụ tải điện là những thiết bị tiêu thụ năng lượng dưới dạng dòng điện và biến đổi nó thành các dạng năng lượng khác như nhiệt năng (nồi cơm, bàn là...), quang năng (đèn điện), cơ năng (máy bơm, quạt điện)... Do đó, phụ tải điện cũng được hiểu là đại lượng đo tổng công suất tiêu thụ của các thiết bị điện. Là thước đo tổng lượng điện cần thiết để vận hành một thiết bị, chẳng hạn như tủ lạnh, máy giặt,... Năm 2020, hệ thống điện quốc gia đã sản xuất gần 250.000 triệu kWh phụ tải, với sản lượng ngày lớn nhất hơn 800 triệu kWh và công suất đỉnh gần 40.000 MW. Trong mười năm qua, phụ tải đã tăng mạnh hàng năm với tốc độ hơn 14% mỗi năm. Tuy nhiên, do dịch COVID-19, tăng trưởng năm 2020 chỉ đạt 3,1%.
Có hai thành phần chính của cơ cấu phụ tải: công nghiệp và xây dựng (54%) và quản lý và tiêu dùng dân cư (34%). Hình dáng của biểu đồ phụ tải và các chênh lệch cao-thấp điểm lớn đều bị ảnh hưởng đáng kể bởi thành phần điện sử dụng cho sinh hoạt. do thói quen và thói quen sinh hoạt của người dân.
Chương 2: CHUYÊN ĐỀ TÌM HIỂU-CHUYÊN ĐỀ 6 2.1 Giới thiệu chung Ngành điện đóng vai trò cực kỳ quan trọng đối với Việt Nam vì nó đảm bảo cung cấp năng lượng điện cho các hoạt động sản xuất, sinh hoạt và phát triển kinh tế của đất nước. Điện năng là một yếu tố quan trọng để thúc đẩy sự phát triển trong mọi lĩnh vực của nền kinh tế, nâng cao cuộc sống .Ngày nay điện năng đã gắn liền với con người là một phần không thể thiếu đối với con người Hiện nay, nhiệt điện than hiện là mối quan tâm của toàn thế giới do vấn đề phát thải ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, nguồn nhiệt điện than vẫn đóng vai trò quan trọng cho việc phát điện và đáp ứng nhu cầu điện toàn cầu ngày càng tăng. Trước thực trạng các nhà máy thuỷ điện gặp nhiều khó khăn do các biến động của thời tiết gây nên, cần tìm giải pháp để có thể khiến việc đốt than trở nên sạch hơn và thân thiện với môi trường hơn. Sự nóng lên toàn cầu đang là vấn đề đáng lo ngại hiện nay. Sự gia tăng nhiệt độ toàn cầu có tác động lâu dài, bất lợi đến khí hậu và ảnh hưởng đến vô số hệ thống tự nhiên. Các tác động bao gồm sự gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan, bao gồm lũ lụt, hạn hán, cháy rừng và bão, ảnh hưởng đến hàng triệu người và gây thiệt hại kinh tế hàng nghìn tỷ đồng. Ông Mark Radka, chuyên gia về năng lượng và khí hậu của Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) cho biết: “Phát thải khí nhà kính do con người tạo ra gây nguy hiểm cho sức khỏe con người và môi trường. Nếu chúng ta không có hành động khí hậu mạnh mẽ, các tác động này sẽ ngày càng lan rộng và nghiêm trọng hơn”. Để góp phần giúp đất nước ngày càng trở nên phát triển vươn lên nhóm em chọn chuyên đề này để nghiên cứu, tìm ra các giải pháp để phát triển nguồn điện giảm thí khí CO2 tại Việt Nam. 2.2 Nội dung 2.2.1 Giới thiệu chung về Tổng Công ty phát điện 1 (EVNGENCO 1) [11] Hiện nay EVN có tổng 3 công ty phát điện (GENCO 1,2,3) và 9 công ty thủy điện, nhiệt điện sản xuất điện năng nhằm thực hiện nhiejm vụ cung cấp điện cho nhu cầu phát triển kinh tế- xã hội của quốc gia. Tổng công ty Điện lực miền Bắc (EVNNPC),Tổng công ty Điện lực miền Trung (EVNCPC), Tổng công ty Điện lực miền Nam (EVNSPC), Tổng công ty Điện lực TP. Hà Nội (EVNHANOI), Tổng công ty Điện lực TP. Hồ Chí Minh (EVNHCMC) là 5 tổng công ty điện lực kinh doanh điện năng đến khách hàng. Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia (EVNNPT) đảm nhận phụ trách lĩnh vực truyền tải điện của Tập đoàn Điện Lực Việt Nam. Tổng công ty Phát điện 1 (EVNGENCO1) được thành lập theo Quyết định số 3023/QĐ- BTC ngày 01/06/2012 của Bộ Công Thương, hoạt động theo mô hình công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên do Tập đoàn Điện lực Việt
Nam làm chủ sở hữu, nắm giữ 100% vốn điều lệ và chính thức đi vào hoạt động từ ngày 01/01/2013. •Tên gọi tiếng Việt: TỔNG CÔNG TY PHÁT ĐIỆN 1 •Tên giao dịch tiếng Anh: POWER GENERATION CORPORATION 1 •Tên viết tắt bằng tiếng Anh: EVNGENCO1 •Giấy chứng nhận đăng ký doanh nghiệp Công ty TNHH MTV được đăng ký lần đầu ngày 10/12/2021, đăng ký thay đổi lần thứ 6 ngày 21/6/2021. Mã số doanh nghiệp: 5701662152- Lần thứ 6 do Sở Kế hoạch và Đầu tư Thành phố Hà Nội cấp. •EVNGENCO1 có nhiệm vụ: Tổ chức sản xuất điện một cách an toàn, ổn định và hiệu quả; Vận hành thương mại trong thị trường phát điện cạnh tranh; Đầu tư các dự án nguồn điện mới nhằm đảm bảo an ninh năng lượng cho phát triển kinh tế xã hội, đời sống sinh hoạt của nhân dân và sự nghiệp Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa đất nước. -Các ngành nghề kinh doanh chính của EVNGENCO1 là: +Sản xuất và kinh doanh điện năng; +Đầu tư và quản lý vốn đầu tư các dự án nguồn điện, các dự án năng lượng mới, năng lượng tái tạo; + Quản lý, vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng, thí nghiệm, hiệu chỉnh, cải tạo, nâng cấp thiết bị điện, cơ khí, điều khiển, tự động hoá thuộc dây chuyền sản xuất điện, công trình điện; thí nghiệm điện; +Tư vấn quản lý dự án, tư vấn lập dự án đầu tư xây dựng, tư vấn đấu thầu, lập dự toán; tư vấn thẩm tra và giám sát thi công công trình nguồn điện và các công trình lưới điện đồng bộ các dự án nguồn điện; tư vấn hoạt động chuẩn bị sản xuất cho các nhà máy điện; +Đào tạo và phát triển nguồn nhân lực về quản lý vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị nhà máy điện. Sau 10 năm hình thành và phát triển, đến nay EVNGENCO1 đã sở hữu quy mô nguồn điện lớn nhất trong các Tổng công ty phát điện tại Việt Nam với tổng công suất đặt là 7.157,2 MW, chiếm tỷ trọng 9% công suất đặt toàn hệ thống điện Quốc gia. Hiện nay Tổng Công ty phát điện 1 (EVNGENCO1) có 14 đơn vị trực thuộc, công ty con, công ty liên kết trải dài trên khắp cả nước. -Địa chỉ liên hệ: Tổng Công ty phát điện 1(EVNGENCO1) -Trụ sở chính: Toà nhà Thái Nam, 22 Dương Đình Nghệ, Yên Hoà, Cầu Giấy, Hà Nội -Điện thoại: 024 7308 9789 -Webiste: http://evngenco1.com.vn/
2.2.2 Giới thiệu và tìm hiểu về công nghệ điện thủy triều [12] Năng lượng thủy triều là một loại năng lượng tái tạo, được sản sinh bởi sự lên xuống của thủy triều. Vào thế kỷ 20, các kỹ sư đã phát triển nhiều cách để tận dụng chuyển động của sóng biển cũng như hoạt động thủy triều để tạo ra điện năng. Các phương pháp đó đều sử dụng một loại máy phát điện đặc biệt để chuyển đổi năng lượng thủy triều thành điện năng. Đây cũng là một dạng năng lượng có nguồn nhiên liệu vô tận và miễn phí. Loại mô hình này không sản sinh ra chất thải gây hại môi trường và không đòi hỏi sự bảo trì cao. Khác với mô hình năng lượng mặt trời và năng lượng gió, năng lượng thủy triều khá ổn định vì thủy triều trong ngày có thể được dự báo chính xác Mặc dù chưa được sử dụng rộng rãi, năng lượng thủy triều có tiềm năng cho việc sản xuất điện năng trong tương lai. Thủy triều dễ dự đoán hơn gió và mặt trời. Trong số các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng thủy triều có mức chi phí thực hiện tương đối cao và chỉ thực hiện được ở những nơi có thủy triều đủ cao hoặc có vận tốc dòng chảy lớn. Tuy nhiên, với nhiều sự cải tiến và phát triển về công nghệ hiện nay, phát triển về mặt thiết kế (ví dụ như năng lượng thủy triều động, đầm phá thủy triều) và công nghệ tua bin (như tua bin hướng trục, tua bin tạo dòng chảy chéo), cho thấy tổng công suất của năng lượng thủy triều có thể cao hơn nhiều so với giả định trước đây, nhờ đó chi phí kinh tế và môi trường có thể được đưa xuống mức cạnh tranh. Năng lượng học thủy triều có triển vọng lớn vì sóng biển là nguồn cung cấp năng lượng vô tận, suốt ngày đêm trong bất cứ điều kiện thời tiết nào, khác với năng lượng gió và năng lượng mặt trời nhưng bên cạnh đó cũng chứa đựng một số hạn chế khi vận hành khai thác nguồn nhiên liệu tái tạo này. Ưu điểm nguồn năng lượng thủy triều: Ưu điểm của phương pháp khai thác nguồn điện từ dòng thủy triều là nguồn tài nguyên tái tạo vô tận, sản xuất nhiều năng lượng và khi hoạt động không cản trở tàu thuyền. Cánh quạt của tua bin có tốc độ quay chậm, không gây quá nhiều nguy hiểm đối với các loài sinh vật sống dưới đại dương. Thiết kế tương tự tua bin gió, nhưng nước ổn định và dễ điều khiển hơn nên lượng điện năng sản sinh ra từ nguồn năng lượng thủy triều sẽ đều hơn. Là nguồn tài nguyên vô tận đồng thời trong bất kì hoàn cảnh thời tiết như nào thiết bị vẫn vận hành được. Nhược điểm của nguồn năng lượng thủy triều: Tuy nhiên, việc lắp đặt tua bin này rất phức tạp. Hệ thống có kích thước lớn và có khả năng ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Bên cạnh đó khó khăn nằm ở phần trang thiết bị vì máy phát điện thường phải đặt chìm dưới nước sâu, không thuận tiện cho việc vận hành, nước biển lại là môi trường ăn
mòn mạnh mà cho tới nay vẫn chưa có giải pháp khắc phục một cách triệt để. Chính vì thế, trang thiết bị đắt tiền, chi phí hoạt động lớn. Không chỉ vậy nhược điểm của năng lượng thủy triều là phải phụ thuộc vào sự lên xuống của thủy triều. Ảnh hưởng những tác động từ thiên nhiên rất nhiều. Năng lượng thủy triều ở Việt Nam Việt Nam có bờ biển dài trên 3.200 km và ven biển có nhiều vũng, vịnh, cửa sông, đầm phá là tiền đề để khai thác năng lượng thủy triều.Tuy nhiên, rất tiếc là sự đầu tư và khai thác nguồn năng lượng sạch này khá chậm so với thế giới đã và đang thực hiện. Hiện tại, phát triển năng lượng biển ở nước ta mới chỉ ở giai đoạn hết sức sơ khai. Bên cạnh đó, Việt Nam còn khá chậm trong việc xem xét có nên gia nhập Nhóm Quốc tế về Năng lượng Đại dương . Lúc này, Việt Nam cần sớm tham gia các tổ chức quốc tế để có thể triển khai hiệu quả triệt để chiến lược năng lượng xanh, góp phần phát triển kinh tế xã hội bền vững. 2.2.3Tìm hiểu các công nghệ đốt than ứng dụng trong nhiệt điện than [13] - Giới thiệu cấu hình Một nhà máy nhiệt điện than gồm có hai cụm thiết bị chính là cụm lò hơi để sản xuất ra hơi nước và cụm tuốc bin-máy phát để biến đổi nhiệt năng của dòng hơi thành điện năng. Ngoài ra còn có thêm lò hơi phụ trợ phục vụ cho khởi động nhà máy; hệ thống nước làm mát; hệ thống chuẩn bị nhiên liệu (Kho than, băng chuyền, máy nghiền than); hệ thống sản xuất khí nén; hệ thống thu hồi tro bay, gom xỉ đáy lò, lọc bụi và xử lí khói thải… - Nguyên lí làm việc Lò hơi đốt than phun là công nghệ truyền thống đã rất phát triển và đang là nguồn sản xuất điện năng chủ yếu trên thế giới. Than cục đã qua nghiền thô từ phểu than được máy cấp đến máy nghiền than, ở đây than được sấy nóng và nghiền mịn thành bột có đường kính trung bình từ 40μm đến 90μm. Bột than hỗn hợp với không khí nóng (gió cấp một) phun vào buồng lửa và bốc cháy trong môi trường nhiệt độ cao. Không khí cấp vào lò ngoài gió cấp một còn có thêm gió cấp hai và có thể có thêm gió cấp ba. Nhiệt của quá trình cháy bột than truyền cho các ống sinh hơi đặt xung quanh buồng đốt để hóa hơi dòng nước bên trong ống. Hỗn hợp hơi và nước ra khỏi ống sinh hơi đi vào bao hơi, trong bao hơi có đặt các thiết bị phân ly hơi nhằm đảm bảo tách tối đa các hạt lỏng bị dòng hơi cuốn theo. Hơi bảo hòa tiếp tục đi qua bộ quá nhiệt để nâng nhiệt độ đến giá trị mong muốn trước khi đi vào tuốc bin. Hơi có áp suất và nhiệt độ cao theo ống dẫn hơi đi vào thân cao áp của tuốc bin, hơi ra khỏi thân cao áp thường được đưa trở về lò hơi để tái sấy đến nhiệt độ hơi mới rồi đi vào thân trung áp, hơi ra khỏi thân trung áp có thể được đưa trở lại lò hơi để
tái sấy thêm một lần nữa hoặc đi trực tiếp vào thân hạ áp. Việc tái sấy hơi (hồi nhiệt trung gian) một lần hay hai lần nhằm mục đích nâng cao hiệu suất nhiệt cho tuốc bin. - Ưu điểm của nhiệt điện than Ưu điểm chủ yếu của nhiệt điện than là nguồn năng lượng phong phú khi tổng trữ lượng than toàn thế giới hiện nay khoảng gần 900 tỷ tấn. Với mức tiêu thụ than như hiện nay, nguồn than có thể cung cấp thêm khoảng 100 năm nữa, trong khi thời gian của nguồn dầu mỏ và khí đốt chỉ bằng nửa con số đó. Than được sử dụng rộng rãi trong sản xuất điện, góp phần quan trọng trong việc bảo đảm cung cấp điện bền vững, với chi phí phải chăng. Lợi thế lớn nhất của nhiệt điện than là độ tin cậy. Các nhà máy nhiệt điện than có thể làm việc liên tục với công suất cao, có thể lên đến 7.500 giờ/năm. Chi phí sản xuất điện tương đối thấp. Điện được sản xuất từ các nhà máy nhiệt điện đốt than rẻ hơn so với nhiều nguồn năng khác. Mặt khác, hiện công nghệ nhiệt điện than đã đạt được nhiều tiến bộ trong việc tăng hiệu suất và giảm phát thải khí nhà kính. Ngoài ra, các biện pháp bảo hộ lao động, tự động hóa và năng suất lao động cũng được cải thiện đáng kể trong thời gian qua. - Nhược điểm của nhiệt điện than: Giống như bất kỳ loại nguồn năng lượng nào, nhiệt điện cũng có một số nhược điểm. Nhiệt điện than có phát thải khí nhà kính lớn nhất, phát sinh chất thải rắn. Tro xỉ từ các nhà máy nhiệt nhiệt điện than cũng gây tác động đến môi trường, chiếm dụng tài nguyên đất và phát sinh các chi phí xử lý. “Than đá là nguồn phát thải CO2 lớn nhất toàn cầu và mức độ sản xuất nhiệt điện than cao trong lịch sử năm 2021 là một dấu hiệu đáng lo ngại về việc thế giới đang nỗ lực giảm phát thải”, Giám đốc điều hành của IEA Fatih Birol cho biết. Dù vậy, nguồn nhiên liệu hóa thạch nói chung, nguồn nhiệt điện than nói riêng vẫn còn đóng vai trò quan trọng cho việc phát điện toàn cầu. - Gánh nặng môi trường cho Việt Nam trong tương lai: Đi cùng với sự phát triển của nhiệt điện than là những con số đáng chú ý về chất lượng sống và những vấn đề về môi trường: +Năm 2017, các nhà máy nhiệt điện than trong nước thải ra khoảng 12,2 triệu tấn tro, xỉ sau quá trình đốt, (miền Bắc (60%), miền Trung (21%), miền Nam (19%)). Năm 2019, Tổng công ty điện lực Việt Nam (EVN) dự kiến sẽ đốt khoảng 54 triệu tấn than để đảm bảo đủ sản lượng điện cung cấp cho hệ thống, như vậy bình quân mỗi ngày có khoảng 150 nghìn tấn than được tiêu thụ. Trong khi đó, cứ đốt 10 tấn than sẽ có 3,3 tấn tro, xỉ. Hiện, Việt Nam đang tồn khoảng 15 triệu tấn tro, xỉ sau quá trình đốt than chưa thể xử lý được, cộng thêm với khoảng 18 triệu tấn tro, xỉ dự kiến của năm nay. Theo
tính toán, với lượng tiêu thụ 129 triệu tấn năm 2030 sẽ thải ra hơn 40 triệu tấn tro, xỉ, con số này có thể sẽ tăng lên nữa nếu như nhu cầu về điện vẫn tiếp tục tăng cao. Việc xử lý khối lượng chất thải này là bài toán nan giải do lượng tro, xỉ được tận dụng làm vật liệu xây dựng (chủ yếu là gạch không nung) vẫn còn rất thấp. Năm 2017, cả nước chỉ tiêu thụ được 4 triệu tấn (tương đương 30%), biện pháp tạm thời chúng ta sử dụng đó là chôn lấp thành các bãi thải. Tuy nhiên, giải pháp này rất tốn kém diện tích và có thể ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước, đất đai, môi trường… Nếu xử lý tốt tro, xỉ, Việt Nam có thể tiết kiệm hàng trăm ha đất làm bãi thải và quan trọng hơn là đảm bảo phát triển bền vững cho nhiệt điện than. + Ngoài các vấn đề chưa xử lý được với chất thải rắn, những vấn đề với chất thải khí cũng đang là mối đe dọa đối với môi trường sống và sức khỏe con người. Như đã nêu trên, nguyên liệu chính dùng trong các lò đốt than của các nhà máy nhiệt điện Việt Nam là than đá, than nâu và than bitum nhập khẩu. Trong đó, than đá có thành phần chính là cacbon, quá trình đốt than sẽ sản sinh ra nhiều chất khí gây ô nhiễm gồm sulphur dioxide (SO2), nitrogen dioxide (NO2), carbon dioxide (CO2), các kim loại nặng và các đồng vị phóng xạ. Than Bitum (than nhựa đường: bituminous coal) chứa nhiều lưu huỳnh (2-3%), tạp chất (nhựa đường, hắc ín), vì vậy khi đốt thường gây ô nhiễm không khí. Mặc dù vậy, than bitum vẫn được sử dụng rộng rãi, nhất là làm nhiên liệu cho các nhà máy điện vì loại than này sinh ra nhiệt lượng cao. Nghiên cứu của đại học Stuttgart (Đức) năm 2010 đã phát hiện ra rằng, mỗi năm, một nhà máy nhiệt điện than với công suất 500MW sẽ sinh ra gần 85kg thủy ngân, hơn 100kg thạch tín, đồng thời nồng độ chất phóng xạ cũng tăng từ 0,03% lên mức 0,12% ở lớp đất bề mặt dày 30cm tại khu vực đất nằm xung quanh bán kính 20km của nhà máy. Những chất thải này đều có ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người như: Thủy ngân có thể gây ảnh hưởng đến quá trình phát triển tâm thần và hệ thần kinh; chì và thạch tín gây ra các bệnh về da, ung thư phổi, bàng quang, bệnh đường hô hấp, rối loạn phát triển…; ngoài ra, khí thải CO2 từ các nhà máy nhiệt điện than là một trong những tác nhất gây hiệu ứng nhà kính, khiến nhiệt độ bầu khí quyển ngày càng tăng dẫn đến các biến đổi thời tiết và thiên tai khó lường. Hầu hết các nhà máy nhiệt điện than ở Việt Nam đều được trang bị các hệ thống xử lý khí thải, nhưng hiệu quả của các hệ thống xử lý này chưa cao, chưa thực sự đáp ứng được lượng khí thải sinh ra mỗi năm, chưa tính đến lượng khí rò rỉ trong quá trình đốt than và xử lý thải.