Điện mặt trời nổi: Xu hướng mới của ngành công nghiệp năng lượng
Nhờ những lợi về môi trường, ít gây ảnh hưởng đến sinh kế của người dân nên thời gian qua, điện mặt trời nổi ngày càng được ưa chuộng trên thế giới.
Điện mặt trời (ĐMT) nổi là một bước tiến của công nghệ ĐMT mới xuất hiện gần đây nhưng đã thu hút được một sự quan tâm rất lớn của các quốc gia, các nhà đầu tư phát triển ĐMT trên toàn thế giới nhờ công nghệ này giải quyết được đồng thời nhiều vấn đề liên quan đến tính kinh tế, xã hội và môi trường.
Điện mặt ĐMT nổi (Floating Solar System) bao gồm hệ thống tấm pin quang điện lắp cố định vào cấu trúc nổi trên nước. Địa điểm lý tưởng cho các dự án này là các vùng nước tĩnh lặng như hồ, đập nhân tạo.
Những năm qua, ĐMT nổi đã được phát triển rộng rãi tại nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó Isarel là quốc gia tiên phong trong xây dựng và thí nghiệm công nghệ này.
Ưu điểm đáng kể nhất của ĐMT nổi là tiêu tốn ít nguồn tài nguyên đất quý giá. Trong khi để có thể xây dựng nhà máy ĐMT truyền thống với sản lượng 1GW (1GW=1.000 MW) cần diện tích mặt bằng lên tới khoảng 1.300ha (1,3 triệu m2), thì hệ thống ĐMT nổi lại có thể tận dụng không gian trống của các công trình sẵn có như đập thủy điện, hồ xử lý nước thải. Việc lắp đặt pin quang điện trên nước cũng hạn chế nhu cầu chặt bỏ cây xanh và phát quang rừng.
Thứ hai, ĐMT nổi có hiệu suất phát điện cao hơn do được hơi nước làm mát. Bên cạnh đó, chi phí vận hành và bảo dưỡng giảm. Đồng thời, khối nước bên dưới sẽ làm mát thiết bị nổi phía trên, giúp tăng 15-20% sản lượng điện khi phải liên tục hoạt động dưới nhiệt độ cao.
Nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới kết hợp cùng Viện Nghiên cứu Năng lượng mặt trời Singapore (SERIS) cũng cho thấy các cấu trúc pin mặt trời nổi góp phần giảm 70% lượng nước bốc hơi nhờ hạn chế lưu thông không khí và ánh nắng chiếu xuống mặt nước. Đó cũng là lợi thế quan trọng, vô cùng hữu ích ở những nơi thường xuyên xảy ra hạn hán. Hơn nữa, bóng râm che phủ giúp ngăn sự phát triển của tảo nở hoa gây ô nhiễm nguồn nước ngọt, từ đó hạn chế phát sinh chi phí cải tạo.
Còn nhiều thách thức
Tuy nhiên, nếu xét riêng về ĐMT nổi thì hiện nay, suất đầu tư trung bình vẫn còn cao hơn nguồn ĐMT mặt đất. Các kết quả nghiên cứu trong tài liệu cho thấy rằng, suất đầu tư Hệ nguồn điện Tổ hợp trung bình hiện nay trên thế giới nằm trong khoảng 800-1.200 USD/kWp. Trong khi đó, giá trị này đối với ĐMT mặt đất chỉ khoảng 600-900 USD/kWp.
Nhưng nhờ tăng được sản lượng phát điện, nên giá điện sản xuất (LCOE) của ĐMT nổi chỉ cao hơn khoảng 10% so với LCOE của nguồn ĐMT mặt đất. Đáng chú ý, con số này chỉ mới tính từ suất đầu tư. Nếu kể đến đầy đủ các lợi ích khác của nguồn ĐMT nổi thì hiệu quả kinh tế tổng hợp đối với nguồn ĐMT nổi trong Hệ nguồn điện Tổ hợp sẽ hoàn toàn có thể cạnh tranh được đối với ĐMT mặt đất.
Nguồn ĐMT nổi nói riêng và Hệ nguồn điện Tổ hợp nói chung là các công nghệ rất mới, còn ở giai đoạn đầu của sự phát triển. Vì vậy, chúng ta chưa có nhiều hiểu biết sâu sắc và kinh nghiệm trong phát triển, ứng dụng các công nghệ này.
Và một vấn đề rất quan trọng khác là, do ĐMT nổi và Tổ hợp phát điện Thủy điện - ĐMT nổi là công nghệ nguồn điện mới, nên hầu hết các quốc gia trên thế giới còn lúng túng chưa đưa ra được các chính sách, cơ chế… phù hợp để thúc đẩy, hỗ trợ phát triển công nghệ ưu việt này.
Tiềm năng ĐMT nổi tại Việt Nam
Theo các chuyên gia, công nghệ này đang được xem là giải pháp kết hợp trong nông nghiệp và năng lượng mặt trời bởi chỉ cần một dàn pin mặt trời lắp nổi trên mặt nước, hệ thống phao nổi và neo đậu, tạo ra công suất điện hàng trăm MW mỗi năm.
PGS.TS. Đặng Đình Thống cho biết, với tổng công suất 21.600 MW vào năm 2020 thì diện tích mặt nước các hồ thủy điện vào khoảng 39.744 km2. Nếu sử dụng 10% diện tích mặt nước hồ này cho ĐMT nổi thì tổng công suất ĐMT nổi sẽ vào khoảng 331.200 MW.
Với cường độ bức xạ mặt trời trung bình trên cả nước là 4,2 kWh/m2/ngày thì hàng năm các nguồn ĐMT nổi có thể sản xuất thêm được khoảng 511 tỉ kWh. Như vậy, có thể thấy, tiềm năng phát triển ĐMT nổi trên các hồ thủy điện để tạo ra các Tổ hợp phát điện thủy điện - ĐMT ở nước ta là rất lớn.
Báo cáo mới đây của Viện Nghiên cứu năng lượng mặt trời Singapore với sự tài trợ của Ngân hàng Thế giới và Công ty Tài chính quốc tế về ĐMT trên mặt nước đánh giá sự kết hợp giữa ĐMT nổi và các hồ chứa thủy điện sẽ mang lại lợi ích trong sử dụng tốt hơn cơ sở hạ tầng truyền dẫn hiện hữu và quản lý sản lượng điện kết hợp hiệu quả hơn.
Báo cáo này cũng đánh giá Việt Nam có tiềm năng khá dồi dào diện tích nước mặt để phục vụ xây dựng ĐMT nổi. Trong đó, lưu vực sông Hồng có 900 hồ nước lớn nhỏ, 1.300 đập dâng; lưu vực sông Hương có 100 hồ chứa các loại; lưu vực sông Đồng Nai có 406 hồ chứa...
Được biết, ngoài dự án ĐMT quy mô lớn đầu tiên của Việt Nam đặt trên hồ thủy điện Đa Mi, đã có nhiều nhà đầu tư triển khai và sắp hoàn thành một số dự án ĐMT nổi khác ở Bình Định, Bà Rịa - Vũng Tàu. Trước đó, dự án ĐMT sử dụng vùng đất bán ngập của hồ chứa Dầu Tiếng công suất 420 MWp cũng đã được khánh thành.
Trong báo cáo gửi Thủ tướng Chính phủ hồi giữa năm về việc bổ sung 2 dự án vào Quy hoạch Phát triển điện VII điều chỉnh, Bộ Công Thương cho biết tỉnh Nghệ An đề xuất xây dựng dự án ĐMT nổi tại hồ Vực Mấu và hồ Khe Gỗ. Tổng mức đầu tư dự kiến của 2 dự án trên 6.500 tỉ đồng. Trong đó, dự án tại hồ Vực Mấu có công suất lắp đặt là 200 MWp, dự kiến sử dụng 214 ha mặt nước; dự án tại hồ Khe Gỗ có tổng công suất 250 MWp, sử dụng dự kiến 280 ha đất mặt nước và đất bán ngập.
"Suất đầu tư ĐMT nổi cao hơn ĐMT trên mặt đất do phải lo thêm các chi phí sản xuất, lắp đặt hệ thống phao, neo chiếm đến khoảng 1/3 tổng vốn đầu tư. Tuy nhiên, do dự án dạng này ít chiếm đất, ít gặp phức tạp trong việc thu hồi đất, ảnh hưởng đến sinh kế của người dân không đáng kể, giúp giảm nước bốc hơi trong hồ... nên nhiều nhà đầu tư đang quan tâm tìm hiểu, khai thác" – chia sẻ với báo Người lao động, chủ một doanh nghiệp điện tái tạo phân tích.
Bảo My
