BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN XUÂN KHÁNH

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG GIÓ TỈNH QUẢNG NINH
VÀ KHẢ NĂNG HÒA LƯỚI ĐIỆN QUỐC GIA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT ĐIỆN

Hà Nội – Năm 2014


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................ 5
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................................... 6
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................. 8
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 9
Chương 1 ....................................................................................................................... 11
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH ĐIỆN, NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ KHẢ NĂNG ỨNG
DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ TẠI VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI ....................... 11
1.1. Tổng quan về ngành Điện Việt Nam .................................................................... 11
1.1.1. Tình hình sản xuất điện ..................................................................................... 11
1.1.2. Mục tiêu sản xuất điện đến năm 2020 ................................................................ 12
1.2. Năng lượng gió và tình hình ứng dụng năng lượng gió để phát điện trên thế

giới ............................................................................................................................... 13
1.2.1. Tiềm năng và trữ lượng gió trên thế giới ........................................................... 13
1.2.2. Khái quát tình hình sử dụng năng lượng gió trên thế giới ................................... 14
1.3. Tình hình phát triển, ứng dụng năng lượng gió Việt Nam ................................. 16
1.3.1. Tài nguyên gió của Việt Nam ............................................................................ 16
1.3.2. Hiện trạng khai thác năng lượng gió ở Việt Nam ............................................... 25
1.3.3. Các dự án điện gió đang được triển khai ............................................................ 26
1.3.4. Bài học kinh nghiệm từ quy hoạch phát triển điện gió tỉnh Bình Thuận ............. 27
Chương 2 ....................................................................................................................... 30
ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG GIÓ CỦA TỈNH QUẢNG NINH .......... 30
2.1. Phương pháp đánh giá tiềm năng lượng gió ....................................................... 30
2.2. Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực ........................................................................ 35
2.2.1. Vị trí địa lý ........................................................................................................ 35
2.2.2. Đặc điểm địa hình, địa chất ............................................................................... 36
HV: Nguyễn Xuân Khánh

1


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

2.2.3. Đặc điểm khí tượng thủy văn tỉnh Quảng Ninh .................................................. 37
2.2.3.1. Tổng quan về khí hậu Quảng Ninh ............................................................... 37
2.2.3.2. Đặc điểm khí tượng thủy văn ........................................................................ 38
2.3. Đánh giá các vùng gió tiềm năng của tỉnh Quảng Ninh ...................................... 46
2.3.1. Đánh giá theo khảo sát của World Bank (WB) .................................................. 46
2.3.2. Đánh giá tiềm năng gió theo khảo sát của Viện Khoa học Năng lượng cho
huyện Vân Đồn ........................................................................................................... 49

2.4. Đánh giá môi trường chiến lược trong hoạt động điện gió ................................. 51
2.5. Giải pháp công nghệ và xây dựng nhà máy điện gió ........................................... 52
2.5.1. Tổng quan phần thiết bị của nhà máy điện gió ................................................... 52
2.5.1.1. Rotor............................................................................................................ 52
2.5.1.2.Bộ phận truyền lực ........................................................................................ 53
2.5.2. Giải pháp công nghệ và xây dựng ...................................................................... 55
2.5.2.1. Xây dựng móng ............................................................................................ 55
2.5.2.2.Lắp đặt tháp tua-bin và tua-bin gió ............................................................... 55
Chương 3 ....................................................................................................................... 60
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH DỰ ÁN NĂNG LƯỢNG SẠCH
RETSCREEN ĐỂ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ TÀI CHÍNH, KỸ
THUẬT CỦA DỰ ÁN PHONG ĐIỆN HỒNG GAI - TP HẠ LONG.......................... 60
3.1. Giới thiệu phần mền phân tích dự án năng lượng sạch RETScreen ................. 60
3.1.1. Thông tin mô tả chung....................................................................................... 60
3.1.2. Phần mềm và dữ liệu ......................................................................................... 61
3.2. Ứng dụng phần mềm phân tích Dự án Năng lượng Sạch RETScreen để phân
tích các chỉ tiêu kinh tế tài chính, kỹ thuật của dự án phong điện Hồng Gai Thành phố Hạ Long - Tỉnh Quảng Ninh .................................................................... 68
3.2.1. Chỉ tiêu kỹ thuật ................................................................................................ 68
3.2.1.1. Lựa chọn tua-bin gió .................................................................................... 69
HV: Nguyễn Xuân Khánh

2


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

3.2.1.2. Tính toán sản lượng điện hang năm ............................................................. 71
3.2.2. Chỉ tiêu kinh tế tài chính ................................................................................... 73

3.2.2.1. Phương pháp chung ..................................................................................... 73
3.2.3. Phân tích đánh giá tiền khả thi dự án phong điện Hồng Gai -Tp Hạ Long .......... 74
3.2.3.1. Thông tin dự án ............................................................................................ 74
3.2.3.2. Mô hình năng lượng ..................................................................................... 75
3.2.3.3. Phân tích chi phí .......................................................................................... 77
3.2.3.4. Phân tích phát thải ....................................................................................... 78
3.2.3.5. Phân tích độ nhậy ........................................................................................ 83
3.2.3.6. Phân tích rủi ro ............................................................................................ 86
3.2.4. Phân vùng tiềm năng năng lượng gió tỉnh Quảng Ninh. ..................................... 88
3.2.4.1. Vùng I .......................................................................................................... 89
3.2.4.2. Vùng II......................................................................................................... 90
3.2.4.3. Vùng III ....................................................................................................... 91
3.2.4.4. Vùng IV........................................................................................................ 92
3.2.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế xã hội của dự án phong điện tỉnh Quảng Ninh ........... 94
3.2.5.1. Đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải .................................................... 94
3.2.5.2. Đa dạng hóa nguồn cung cấp điện ............................................................... 95
3.2.5.3. Phát triển kinh tế vùng và tạo công ăn việc làm cho người lao động ............ 95
3.2.5.4. Đánh giá tác động môi trường ..................................................................... 95
3.2.5.5. Các biện pháp giảm thiểu tác động .............................................................. 97
Chương 4 ....................................................................................................................... 98
HÒA ĐIỆN GIÓ VÀO LƯỚI ĐIỆN ............................................................................. 98
4.1. Sự cần thiết hòa điện gió vào lưới điện ................................................................ 98
4.2. Các loại tua bin gió và thiết bị gió điện tử công suất đi kèm .............................. 99
4.2.1. Phân tích tua-bin gió theo dải tốc độ hoạt động ................................................. 99
HV: Nguyễn Xuân Khánh

3


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

4.2.1.1. Tua bin gió hoạt động ở tốc độ cố định ........................................................ 99
4.2.1.2. Tua-bin gió hoạt động ở tốc độ thay đổi ..................................................... 100
4.2.2. Khái niệm về điều khiển công suất .................................................................. 101
4.2.3. Hiện trạng của các máy phát điện tua-bin gió hiện đại ..................................... 101
4.2.4. Thiết kế điện tử dông suất hiện đại .................................................................. 103
4.2.5. Ứng dụng điện tử công suất ............................................................................. 105
4.2.5.1. Khởi động mềm .......................................................................................... 105
4.2.5.2. Bộ tụ bù ..................................................................................................... 105
4.5.2.3. Chỉnh lưu và biến tần ................................................................................. 105
4.3. Hòa điện gió vào lưới điện.................................................................................. 106
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 108
TÀI LIÊU THAM KHẢO ........................................................................................... 110

HV: Nguyễn Xuân Khánh

4


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Tiềm năng gió của Việt Nam ở độ cao 65m so với mặt đất. .......................... 18
Bảng 2: So sánh vận tốc gió trung bình của EVN và bản đồ gió thế giới .................... 20
Bảng 3: Tiềm năng kỹ thuật của năng lượng gió Việt Nam ........................................ 22
Bảng 4: Tóm lược tiềm năng năng lượng gió tại độ cao 80m theo atlas tài nguyên

gió mới. ..................................................................................................................... 23
Bảng 5: Hiện trạng khai thác năng lượng gió ở Việt nam ........................................... 25
Bảng 6: Các dự án điện gió đang được triển khai ...................................................... 26
Bảng 7: Trạm khí tượng và các số liệu thành phố Hạ Long ........................................ 40
Bảng 8: Vị trí trạm khí tượng và các số liệu đảo Cô Tô ............................................. 42
Bảng 9: Trạm khí tượng Trà cổ - Móng Cái ............................................................... 45
Bảng 10: Tỉ lệ dân số ở nông thôn ở những nơi cung cấp tua bin gió cỡ nhỏ.............. 46
Bảng 11: Diện tích có tiềm năng gió của các tỉnh vùng duyên hải miền Bắc. ............. 48
Bảng 12: Đặc tính kỹ thuật tua-bin WINDTEC 1.566 - 67m của hãng WINDTEC .... 71
Bảng 13: Số liệu tốc độ gió trung bình từng tháng, cả năm của dự án ........................ 72
Bảng 14: Kết quả đánh giá vùng gió tiềm năng huyện Yên Hưng .............................. 89
Bảng 15: Kết quả đánh giá vùng gió tiềm năng cho Vùng I ....................................... 89
Bảng 16: Kết quả đánh giá vùng gió tiềm năng Hạ Long ........................................... 90
Bảng 17: Kết quả đánh giá vùng gió tiềm năng cho Vùng II ...................................... 91
Bảng 18: Kết quả đánh giá vùng gió tiềm năng Huyện Vân Đồn ............................... 91
Bảng 19: Kết quả đánh giá vùng gió tiềm năng cho Vùng III ..................................... 92
Bảng 20: Kết quả đánh giá vùng gió tiềm năng Móng Cái (Trà Cổ - Vạn Ninh ) ...... 93
Bảng 21: So sánh các tác động môi trường giữa năng lượng hóa thạch, thủy điện
và năng lượng tái tạo ................................................................................................. 96
Bảng 22: Ưu nhược điểm khi sử dụng điện tử công suất trong hệ thống điện gió ..... 103
Bảng 23: Các tính năng và công suất lớn nhất của khóa chuyển mạch ..................... 104

HV: Nguyễn Xuân Khánh

5


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội


DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Phân loại theo loại hình sản xuất điện ........................................................... 12
Hình 2: Sơ đồ mạng lưới các trạm khí tượng thủy văn thực hiện đo gió ..................... 17
Hình 3: Bản đồ tài nguyên gió Việt Nam ................................................................... 19
Hình 4: Địa điểm dặt các trạm đo gió của EVN và các chủ đầu tư khác. .................... 21
Hình 5: Bản đồ tài nguyên gió của Việt Nam ở độ cao 80m ....................................... 24
Hình 6: Các cấp tốc độ gió vùng duyên hải phía Bắc Việt Nam ở độ cao 65m ........... 47
Hình 7: Hai vị trí đo gió trên đảo Cô Tô .................................................................... 51
Hình 8: Các bộ phận của tua - bin gió ........................................................................ 56
Hình 9: Quy trình phân tích chuẩn 5 bước ................................................................. 61
Hình 10: Thông tin ban đầu ....................................................................................... 74
Hình 11: Dữ liệu khí hậu tại địa điểm có nhà máy điện gió ........................................ 75
Hình 12:Thông tin về hệ thống đề xuất ...................................................................... 76
Hình 13: Đường cong năng lượng của tua-bin gió ..................................................... 76
Hình 14: Đánh giá sơ bộ về công suất và sản lượng của mô hình ............................... 77
Hình 15: Chi phí đầu tư cho dự án ............................................................................. 77
Hình 16: Chi phí hàng năm và định kỳ cho dự án ...................................................... 78
Hình 17: Phát thải khí nhà kính trường sản suất điện thông thường ........................... 78
Hình 18: Phát thải khí nhà kính trường hợp đề xuất ................................................... 78
Hình 19: Các tham số tài chính dự án ........................................................................ 79
Hình 20: Thu nhập cho dự án .................................................................................... 80
Hình 21: Bảng tổng kết thu và chi hàng năm ............................................................. 81
Hình 22: Kết quả đánh giá hiệu quả dự án ................................................................. 82
Hình 23: Dòng tiền hàng năm .................................................................................... 82
Hình 24: Biểu đồ dòng tiền tích lũy hàng năm ........................................................... 83
Hình 25: Phân tích độ nhậy NPV ............................................................................... 84
Hình 26: Phân tích độ nhậy Vốn cổ đông - IRR sau thuế ........................................... 85
Hình 27: Phân tích rủi ro NPV................................................................................... 86
HV: Nguyễn Xuân Khánh


6


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Hình 28: Phân tích rủi ro Vốn cổ đông - IRR sau thuế ............................................... 87
Hình 29: Minh họa khoảng cách giữa các tuabin theo quy tắc mà Lahmeyer
International GmbH (Germaly ) đưa ra ...................................................................... 88
Hình 30: Minh họa dự án năng lượng tua-bin gió trên đồi, núi................................... 90
Hình 31: Minh họa dự án tua-bin điện gió ngoài khơi ................................................ 92
Hình 32: Bản đồ phân vùng tiềm năng năng lượng gió tỉnh Quảng Ninh ................... 94
Hình 33: Các kiểu tua-bin gió .................................................................................. 102
Hình 34: Các bộ tự chuyển đổicông suất cho tua-bin gió ......................................... 104
Hình 35: Bộ chuyển đổi tần số loại back - to - back ................................................. 105
Hình 36: Kết nối điện gió vào lưới điện ................................................................... 106

HV: Nguyễn Xuân Khánh

7


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt


Tên đầu đủ

EVN

Tập đoàn điện lục Việt Nam

WB

World Bank (Ngân hàng thế giới )

VNIHM

Viện Khí tượng và Thủy văn Quốc gia Việt Nam

NOAA

Cục Quản lý Hải dương học và Khí tượng Quốc gia Mỹ

IE

Viện năng lượng

PECC3

Công ty cổ phần tư vấn và xây dựng điện 3

RECTERE

Trung tâm Tái tạo và thiết bị Nhiệt


CDM

Clean Development Mechanism (Cơ chế phát triển sạch )

NPV

Giá trị hiện tại hoa lãi ròng

FIRR

Suất hoàn vốn nội tại và tài chính

B/C

Tỷ số lợi nhuận /chi phí

IRR

Internal rate of return (Suất thu lợi nội tại )

CERs

Chứng nhận giảm phát thải

O&M

Operation and maintenance (Vận hành và bảo dưỡng )

NMĐ


Nhà máy điện

GIS

Hệ thống thông tin địa lý

MoIT

Bộ công thương

HV: Nguyễn Xuân Khánh

8


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

MỞ ĐẦU
Với tình hình dân số thế giới ngày càng tăng mạnh và đi kèm theo đó là nhu cầu
sử dụng năng lượng của con người ngày một tăng cao. Do mức tiêu thụ năng lượng
quá lớn và tăng nhanh nên nguồn năng lượng hiện có đang dần cạn kiệt.
Ở Việt Nam, với tốc độ tăng trưởng trung bình của sản lượng điện trong 20 năm
trở lại đây đạt mức rất cao, khoảng 12-13%/năm, tăng gấp đôi tấc độ tăng trưởng
GDP của nền kinh tế. Theo dự báo của Tập đoàn Điện lực Việt Nam, nếu tốc độ
tăng trưởng GDP trung bình tiếp tục được duy trì ở mức 7,1%/ năm thì nhu cầu điện
sản xuất của Việt Nam vào năm 2020 sẽ là 200.000GWh, vào năm 2030 là
327.000GWh. Trong khi đó, ngay cả khi huy động tối đa các nguồn điện truyền

thống thì sản lượng điện trong nước chúng ta cũng chỉ đạt mức tương ứng là
165.000GWh (năm 2020). Do đó, nền kinh tế sẽ bị thiếu hụt điện nghiêm trọng và
tỷ lệ thiếu hụt khoảng 20-30% mỗi năm.
Trước nguy cơ các dạng năng lượng truyền thống như dầu mỏ, khí đốt, than... bị
con người khai thác với tốc độ nhanh và ngày càng cạn kiệt, nhiều nước trên thế
giới đã và đang đưa ra các biện pháp chính sách đồng bộ nhằm nghiên cứu, thúc đẩy
phát triển bền vững các nguồn cung cấp năng lượng tái tạo, góp phần đảm bảo an
ninh năng lượng, đảm bảo sự phát triển bền vững của mỗi quốc gia.
Nhận thức tầm quan trọng của vấn đề an ninh năng lượng và phát triển bền
vững như một xu thế chung của toàn cầu, Việt Nam đã và đang khuyến khích sử
dụng năng lượng hiệu quả và phát triển nguồn năng lượng tái tạo. Việc điều tra,
đánh giá tiềm năng và khả năng đóng góp của các nguồn năng lượng mới và tái tạo
là vấn đề cấp bách và cần thiết.
Đề tài luận văn “Đánh giá tiềm năng lượng gió tỉnh Quảng Ninh và khả năng
hòa lưới điện quốc gia”, được nghiên cứu với mục đích góp phần vào chiến lược
phát triển năng lượng chung của tỉnh Quảng Ninh nói riêng và của cả nước nói
chung. Bằng việc ứng dụng phần mềm Phân tích dự án năng lượng sạch
RETScreen,nghiên cứu này đã khẳng định tính khả thi cho dự án điện gió quy mô
công nghiệp tại một số vị trí có tiềm năng năng lượng gió tại tỉnh Quảng Ninh. Đề
HV: Nguyễn Xuân Khánh

9


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

tài còn chỉ ra tính ưu việt của nhà máy điện gió về các mặt kinh tế, kỹ thuật và xã
hội tại một số vị trí có tiềm năng năng lượng gió, nhằm đa dạng hóa các nguồn cung

cấp cho hệ thống năng lượng Việt Nam.
Đây là một lĩnh vực tương đối mới mới ở Việt Nam, các tài liệu còn hạn chế và
các số liệu cụ thể chưa thực sự đầy đủ, có sự sai khác số liệu từ các nguồn điều tra
khác nhau. Do vậy, bài luận văn của tôi không tránh khỏi những thiếu sót nhất định.
Tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp
để bản luận văn này được hoàn thiện và có tính ứng dụng cao hơn.
Trong quá trình nghiên cứu đề tài, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận
tình của PGS.TS. Nguyễn Lân Tráng - Giảng viên bộ môn Hệ thống điện, Trường
ĐH Bách khoa Hà Nội, cũng như các thầy cô giáo đang công tác tại Viện Điện, các
cán bộ Viện Năng lượng, Công ty Tư vấn Xây dựng điện 3…cùng các bạn bè và
đồng nghiệp đã gúp đỡ, động viên trong suốt quá trình nghiên cứu.
Tôi xin trân trọng cảm ơn !

HV: Nguyễn Xuân Khánh

10


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH ĐIỆN, NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ KHẢ NĂNG
ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ TẠI VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI
1.1. Tổng quan về ngành Điện Việt Nam
1.1.1. Tình hình sản xuất điện
Trong vòng 10 năm gần đây (2001-2010), Việt Nam đã đạt được những bước
tăng trưởng kinh tế nhanh chóng, với tốc độ trung bình đạt 7,2%/năm cùng với đó là
nhu cầu sử dụng điện năng trong các ngành kinh tế và sinh hoạt liên tục gia tăng với

tốc độ trung bình khoảng 14,5%/năm. Tổng sản lượng điện thương phẩm đã tăng từ
31,1 tỷ kWh/2001 lên tới 99,1 tỷ kWh/2010, điều này có nghĩa là sản lượng điện
tiêu thụ đã tăng hơn 3 lần trong vòng 10năm. So với năm 2009, thì sản lượng điện
thương phẩm năm 2010 tăng khoảng 14,3%, gấp 2,5 lần so với tốc độ tăng trưởng
GDP (Gross Domestic Product). Tổng công suất lắp đặt các nguồn điện Việt Nam là
21.542MW/2010. Trong đó, nguồn điện thuộc Tập đoàn Điện lực Viêt Nam
(Electricity of Vietnam - EVN) là 11.848MW (chiếm 55% tổng công suất lắp đặt)
và còn lại 9.694MW (chiếm 45%) thuộc các nguồn ngoài EVN (bao gồm cả cổ
phần của EVN với các đối tác khác). Phân loại theo loại hình sản xuất (Hình 1), thì
thủy điện chiếm tỷ lệ cao nhất với công suất khoảng 7.633MW (chiếm 38% tổng
công suất lắp đặt), tiếp đến tua-bin khí với 3.197MW (~32% tổng công suất lắp
đặt), nhiệt điện than với 2.745MW (~18% tổng công suất lắp đặt), nhập khẩu điện
từ nước ngoài với 1000MW (~5% tổng công suất lắp đặt), nhiệt điện dầu với
537MW (~3% tổng công suất lắp đặt), nhiệt điện chạy khí với 500MW (~2% tổng
công suất lắp đặt), và điện từ nguồn năng lượng tái tạo (~2% tổng công suất lắp
đặt)1.

1

GIZ (2011) Exploring biogas market opputinities in Vietnam. Prepared by Cuong ND, Vietnam Institute of

Energy

HV: Nguyễn Xuân Khánh

11


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Hình 1: Phân loại theo loại hình sản xuất điện
Hệ thống lưới điện truyền tải Quốc gia cơ bản đáp ứng được các yêu cầu truyền
tải điện năng từ các nhà máy điện cho các phụ tải, đảm bảo cung cấp điện phục vụ
cho nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội và nhằm giảm tổn thất điện năng do truyền
tải. Tuy nhiên hệ thống vẫn chưa có khả năng cung ứng dự phòng.
1.1.2. Mục tiêu sản xuất điện đến năm 2020
Nhằm đảm bảo cho nhu cầu về điện năng để phát triển kinh tế - xã hội, chính
phủ Việt Nam đã đặt ra một số mục tiêu sản xuất điện trong Quy hoạch Phát triển
điện lực Quốc gia (Tổng sơ đồ điện VII) giai đoạn 2011 -2020 có xét đến năm 2030
như sau2:
- Cung cấp đủ nhu cầu điện trong nước, sản lượng điện sản xuất và nhập khẩu
năm 2015 khoảng 154 - 210 tỷ kWh; khoảng 300 - 362 tỷ kWh vào năm 2020; và
khoảng 695 - 834 tỷ kWh vào năm 2030.
- Ưu tiên phát triển nguồn năng lượng tái tạo cho sản xuất điện tăng. Tỷ lệ
điện năng sản xuất từ nguồn năng lượng này từ mức 3,5% năm 2010, lên 4,5% tổng
điện năng sản xuất vào năm 2020 và 6% vào năm 2030.
Kế hoạch sản xuất điện năng và nhập khẩu trong vòng 10 năm tới (đến năm
2020) là khoảng 330 tỷ kWh, trong đó: thủy điện chiếm 19,6%, nhiệt điện than

2

Quyết định 1208/2011/QĐTTg ban hành ngày 21 tháng 7 năm 2011 về phê duyệt quy hoạch phát triển điện

lực Quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến 2030

HV: Nguyễn Xuân Khánh

12



Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

chiếm 46,8%, nhiệt điện khí đốt chiếm 24,0% (sử dụng LNG 4,0%), nguồn điện sử
dụng năng lượng tái tạo 4,5%, điện hạt nhân 2,1% và nhập khẩu điện 3,0%.
1.2. Năng lượng gió và tình hình ứng dụng năng lượng gió để phát điện trên
thế giới
1.2.1. Tiềm năng và trữ lượng gió trên thế giới
Trên phạm vi toàn cầu, năng lượng gió là nguồn năng lượng phát triển nhanh
nhất với tốc độ tăng trưởng trung bình hang năm xấp xỉ 29% trong vòng 10 năm
vừa qua. Đến năm 2008 công suất lắp đặt điện gió toàn cầu đã vượt quá 121GW,
tức là hơn 15 lần công suất điện gió 10 năm trước đây, khi đó công suất điện gió
toàn cầu chỉ cỡ 7,6GW. Năng lượng gió đã phát triển nhanh chóng thành một ngành
công nghiệp hoàn thiện và bùng nổ toàn cầu.
Trong năm 2003, ngành năng lượng có tốc độ phát triển nhanh nhất không phải
nhiệt điện, năng lượng nguyên tử mà là gió - thứ năng lượng tự nhiên đã được người
Ai Cập sử dụng cách đây 7000 năm.
Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã công bố một nghiên cứu mới về nguồn năng lượng
phát triển nhanh nhất. Kết quả cho thấy, năng lượng gió đã tăng trưởng 159% ở Mỹ
và 87% ở châu Âu, trong khoảng thời gian năm 2000-20033qua mặt tất cả các
nguồn năng lượng khác về tốc độ tăng trưởng.
Sự chuyển biến về cơ cấu năng lượng diễn ra đặc biệt nhanh chóng tại châu Âu,
trong đó Anh Quốc là nước đi đầu. Trong năm qua, dự án xây dựng nhà máy năng
lượng gió với 1000 tua bin gió tại bờ biển Anh Quốc và xứ Wales đã hoàn thành
phần đấu thầu. Anh Quốc hi vọng sẽ đạt tới 10% nhu cầu năng lượng đất nước từ
các nguồn năng lượng xanh như gió và ánh sáng mặt trời.
Hoa Kỳ cũng hi vọng năng lượng gió sẽ là nhân tố chủ đạo trong việc chuyển

đổi cơ cấu năng lượng nước Mỹ. Theo tính toán của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, lượng
tua bin phủ trên 6% diện tích nước Mỹ đủ sản xuất lượng điện gấp rưỡi nhu cầu
hiện tại của Hoa Kỳ.
3

Standard and poor's ratings services

HV: Nguyễn Xuân Khánh

13


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Tuy nhiên, năng lượng gió cũng gặp những trở ngại đáng kể để đưa vào ứng
dụng rộng rãi. Ngoài sự thất thường của gió, các vùng thích hợp để sản xuất điện
gió đại trà lại cách khu dân cư quá xa. Trong bản báo cáo của bộ năng lượng Mỹ,
nơi thích hợp nhất để sản xuất năng lượng là đảo Aleutian, cách miền Tây Alaska
1000 dặm về phía biển. (Theo ABC News)
1.2.2. Khái quát tình hình sử dụng năng lượng gió trên thế giới
Hiện nay có hàng ngàn tua bin gió đang hoạt động, với tổng công suất 121.188
MW trong đó điện gió tại châu Âu chiếm 55% (2008). Thế giới tăng công suất điện
gió hơn 4 lần vào giữa năm 2000 và năm 2006. Những tăng tới 73% vào năm 2008
như là những quốc gia: Hoa Kỳ, Đức, Tây Ban Nha, Trung Quốc và Ấn Độ đã thấy
năng lực tăng trưởng đáng kể trong 2 năm qua.
Đến năm 2010, Hiệp hội Năng lượng gió thế giới cho rằng sẽ có 160 GW công
suất sẽ được sản xuất trên toàn thế giới.
Trong những năm gần đây, Mỹ đã bổ sung điện gió vào lưới điện của mình

nhiều hơn bất kỳ quốc gia nào khác, với một tốc độ tăng trưởng công suất điện tăng
45% [16,8 GW] vào năm 2007 và vượt chuẩn công suất của Đức trong năm 2008.
California là 1 trong những vườn ươm của ngành công nghiệp hiện đại, năng lượng
gió, dẫn đầu Hoa Kỳ về công suất trong nhiều năm.Tuy nhiên, vào cuối năm 2006,
Texas đã trở thành bang đứng đầu về điện gió và tiếp tục mở rộng. Năng lượng gió
ở Mỹ đã tăng tới 31,8% trong tháng 2, 2007. Theo Hiệp hội Năng lượng gió Mỹ,
gió sẽ tạo ra đủ điện trong năm 2008, lên hơn 1% (tương đương 4.500.000 hộ gia
đình) của tổng điện năng ở Mỹ.
Trung Quốc đã đặt mục tiêu ban đầu được tạo ra từ 30.000 MW vào năm 2020
từ các nguồn năng lượng tái tạo, nhưng đã đạt 22.500 MW vào cuối năm 2009 và có
thể dễ dàng vượt qua 30.000 MW vào cuối năm 2010. Năng lượng gió bản địa có
thể tạo lên đến 253.000 MW. Một bộ luật năng lượng tái tạo đã được thông qua vào
tháng 11 năm 2004, sau Hội nghị Năng lượng gió Thế giới được đồng tổ chức bởi
Trung Quốc và Hiệp hội Năng lượng gió Thế giới. Đến năm 2008, điện gió ở Trung
HV: Nguyễn Xuân Khánh

14


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Quốc ngày càng tăng nhanh hơn so với chỉ tiêu, nhanh hơn về tỷ lệ phần trăm so với
các quốc gia lớn khác.
Ấn Độ đứng thứ 5 trên thế giới với tổng công suất năng lượng gió 9.587 MW
(năm 2008), chiếm 3% lượng điện sản xuất tại Ấn Độ. Hội nghị Năng lượng gió
Thế giới tại New Delhi tháng 11 năm 2006 đã thêm động lực cho ngành công
nghiệp gió Ấn Độ. Làng Muppandal ở bang Tamil Nadu (Ấn Độ) có nhiều trang trại
tua-bingió, và là một trong những trung tâm khai thác năng lượng gió lớn ở Ấn Độ,

dẫn đầu bởi các công ty như Suzlon, Vestas, Micon và 1 số công ty khác.
Mexico mới đây đã mở dự án điện gió La Venta II như một bước quan trọng
trong việc giảm mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch của Mexico. Dự án 88 MW này là
dự án điện gió đầu tiên ở Mexico, cung cấp 13% nhu cầu về điện của bang Oaxaca.
Một thị trường đang phát triển khác là Brazil, với tiềm năng gió là 143 GW.
Chính quyền liên bang đã tạo ra một chương trình ưu đãi, được gọi là Proinfa, để
xây dựng năng lực sản xuất với công suất 3.300 MW năng lượng tái tạo cho năm
2008, trong đó 1.422 MW thông qua năng lượng gió. Chương trình nhằm tìm kiếm
để sản xuất 10% điện cho Brazil thông qua các nguồn tái tạo.
Nam Phi đã đề xuất một trạm nằm về phía bắc Bờ Tây của cửa sông Olifants
gần thị trấn Koekenaap, phía đông Vredendal ở tỉnh Western Cape. Trạm này được
đề xuất để có tổng sản lượng 100 MW, mặc dù có những cuộc đàm phán để tăng
gấp đôi khả năng này.
Pháp đã công bố 1 mục tiêu 12.500 MW được sản xuất vào năm 2010, mặc dù
trong vài năm qua họ sản xuất ngắn hạn.
Canada có kinh nghiệm phát triển nhanh chóng năng lực gió giữa năm 2000 và
năm 2006, với tổng công suất lắp đặt tăng từ 137 MW đến 1.451 MW, và tỷ lệ tăng
trưởng hàng năm là 38%. Đặc biệt tăng trưởng nhanh chóng thấy rõ vào năm 2006.
Sự tăng trưởng này đã được bảo đảm bằng các biện pháp gồm các mục tiêu sản
xuất, ưu đãi và hỗ trợ kinh tế chính trị. Ở Quebec, các tỉnh sở hữu tiện ích điện có
kế hoạch bổ sung 2.000 MW vào năm 2013. Canada sẽ đạt công suất 55.000 MW
năng lượng gió vào năm 2025, chiếm 20% năng lượng mà đất nước cần.
HV: Nguyễn Xuân Khánh

15


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội


1.3. Tình hình phát triển, ứng dụng năng lượng gió Việt Nam
1.3.1. Tài nguyên gió của Việt Nam
Với đường bờ biển dài hơn 3.000km và nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió
mùa, Việt Nam được cho là có tiềm năng rất lớn về gió. Tuy nhiên, cũng như
trường hợp của nhiều nước đang phát triển, việc đánh giá tiềm năng năng lượng gió
của Việt Nam chưa được tiến hành một cách đầy đủ.
Nguồn dữ liệu tiềm năng gió của Việt Nam được thu thập từ 150 trạm khí tượng
thủy văn. Tốc độ gió hàng năm đo được tại các trạm này là tương đối thấp, trong
khoảng từ 2-3m/s trong đất liền. Khu vực ven biển tốc độ gió cao hơn, trong khoảng
từ 3-5m/s. Ở khu vực hảiđảo, tốc độ gió trung bình lên tới 5 đến 8m/s4(Hình 2).
Dựa vào nguồn dữ liệu từ các trạm khí tượng thủy văn, một số đánh giá về tiềm
năng gió đã được tiến hành. Trên cơ sở khảo sát, đođạc chi tiết địa hình cùng với
đánh giá cơ sở hạ tầng, Viện Năng lượng đã xem xét những trạm có tốc độ gió trung
bình năm bằng 3m/s và đã có những kết luận sơ bộ về tiềm năng năng lượng gió của
Việt Nam.5

4

Tập đoàn điện lực Việt Nam ( EVN), Tổng sơ đồ điện khí hóa nông thôn Việt Nam.

5

Viện năng lượng ( IE),2006, Quy hoạch tổng thể phát triển năng lượng giai đoạn 2006 – 2015 có xét đến

2025

HV: Nguyễn Xuân Khánh

16



Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Hình 2: Sơ đồ mạng lưới các trạm khí tượng thủy văn thực hiện đo gió
Nghiên cứu do Shimizu et la thực hiện năm 19966đưa ra kết luận rằng một số
miền duyên hải Việt Nam có tốc độ gió trung bình năm lên đến 8-10m/s.
Ở Việt Nam, dữ liệu gió do các trạm khí tượng thủy văn cung cấp, mặc dù có
tính dài hạn, nhưng được cho là không đáng tin cậy để đánh giá tiềm năng năng
lượng gió trên diện rộng, vì các trạm khí tượng thủy văn này được đặt ở trong thành
6 Yukimaru Shimizu et al., 1996 Các báo cáo nghiên cứu về Các nguồn Năng lượng Tái tại Châu Á: Tài
nguyên gió ở Châu Á, Tự nhiên và Xã hội, tập 3, trang 261- 296,1996.

HV: Nguyễn Xuân Khánh

17


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

phố hoặc thị trấn, việc đo gió được tiến hành ở độ cao 10m và dữ liệu chỉ được đọc
4 lần/ngày.
Trong năm 2001 Ngân hàng Thế giới tài trợ xây dựng bản đồ gió cho 4 nước:
Campuchia, Lào, Thái lan và Việt Nam; nhằm hỗ trợ phát triển năng lượng gió cho
khu vực7. Nghiên cứu này, với dữ liệu khí tượng thủy văn doViện Khí tượng thủy
văn Quốc gia Việt Nam (VNIHM) và Cục Quản lý Hải dương học và Khí tượng

Quốc gia Mỹ (NOAA) cung cấp, cùng với dữ liệu lấy từ mô hình mô phỏng
MesoMap, đã đưa ra ước tính sơ bộ về tiềm năng gió ở Việt Nam tại độ cao 65m và
30m cách mặt đất, tương ứng với độ cao trục của các tua-bin gió nối lưới cỡ lớn và
tua-bin gió nhỏ được lắp đặt ở những vùng có lưới mini độc lập.
Nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới chỉ ra rằng Việt Nam là một nước có tiềm
năng lớn nhất trong bốn nước trong khu vực: hơn 39% tổng diện tích 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 512GW. Đặc biệt, hơn 8% diện tích Việt Nam
được xếp hạng có tiềm năng gió rất tốt (Bảng 1 và Hình 3).
Bảng 1: Tiềm năng gió của Việt Nam ở độ cao 65m so với mặt đất.

7

Tốc độ gió trung
bình

Thấp
<6m/s

Trung bình
6-7m/s

Diện tích (km2)
Diện tích (%)
Tiềm năng (MW)

197.242
60,60%

100.367

30,80%
401.444

Tương đối
cao
7-8 m/s
25.679
7,90%
102.716

Cao
8-9m/s

Rất cao
>9m/s

2.178
0,70%
8.748

111
>0%
452

TrueWind Solution,2000. Bản đồ tài nguyên gió cho Khu vực Đông Nam Á, LLC, New York

HV: Nguyễn Xuân Khánh

18



Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Hình 3: Bản đồ tài nguyên gió Việt Nam
(Nguồn: TrueWind Solutions, 2000. Bản đồ tài nguyên gió Đông Nam Á)
Tuy nhiên, bản đồ gió của Ngân hàng Thế giới được nhiều chuyên gia đánh giá
là quá lạc quan và có thể mắc một số lỗi trầm trọng do tiềm năng gió được đánh giá
dựa trên chương trình mô phỏng. Thực vậy so sánh ở (Bảng 2) cho thấy số liệu đo
gióthực tế do tập đoàn Điện lực Việt Nam EVN thực hiện nhìn chung thấp hơn
nhiều số liệu tương ứng từ bản đồ gió của Ngân hàng Thế giới.

HV: Nguyễn Xuân Khánh

19


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Bảng 2: So sánh vận tốc gió trung bình của EVNvà bản đồ gió thế giới
TT

Địa điểm

1
2
3

4
5
6
7
8
9
10
11
12

Móng Cái, Quảng Ninh
Van Lý, Nam Định
Sầm Sơn, Thanh Hóa
Kỳ Anh, Hà Tĩnh
Quảng Ninh, Quảng Bình
Gio Linh, Quảng Trị
Phương Mai, Bình Định
Tu Bong, Khánh Hòa
Phước Minh, Ninh Thuận
Đà Lạt, Lâm Đồng
Tuy phong, Bình Thuận
Duyên Hải, Trà Vinh

Vận tốc gió trung bình ở độ cao 65m trên mặt
đất ( m/s)
EVN
WB
5,80
7,35
6,88

6,39
5,82
6,61
6,48
7,02
6,73
7,03
6,53
6,52
7,30
6,56
5,14
6,81
7,22
8,03
6,88
7,57
6,89
7,79
6,47
7,24

Nghiên cứu của tập đoàn điện lực Việt nam EVN về “Đánh giá tài nguyên gió
cho sản xuất điện” 8là nghiên cứu chính thức đầu tiên về tài nguyên năng lượng gió
của Việt nam. Theo đó, dữ liệu gió sẽ được đo đạc cho một số điểm lựa chọn (bảng
2), sau đó sẽ được ngoại suy lên thành dữ liệu gió mang tính đại diện khu vực bằng
cách lược bỏ tác động của độ nhám bề mặt, sự che khuất do các vật thể như tòa nhà
và sự ảnh hưởng của địa hình.

8


Tập đoàn Điện lực Việt nam, 2007. Đánh giá tài nguyên gió cho sản xuất điện

HV: Nguyễn Xuân Khánh

20


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Dữ liệu gió mang tính khu vực này sau đó được sử dụng để tính toán dữ liệu gió
tại điểm khác bằng cách áp dụng quy trình tương tư như theo chiều ngược lại. Trên
cơ sở dữ liệu đó, đề án còn xem xét đến các yếu tố ảnh hưởng (khoảng cách đầu
mối với hệ thống điện, địa hình, khả năng vận chuyển thiết bị, sự chấp nhận của
cộng đồng và các vấn đề liên quan đến sử dụng đất và môi trường…). (Hình 4) bên
dưới thể hiện các địa điểm EVN đã được kiểm tra9.

Hình 4: Địa điểm dặt các trạm đo gió của EVN và các chủ đầu tư khác.

9

Nghiên cứu chọ ra 15 điểm, 4 điểm cho mỗi miền (Nam, Trung và Bắc) để tiến hành tron một năm. Thêm

vào đó nhiên cứu lựa chọn dự liệu tại các điểm đã được các nhà đầu tư kiểm tra dưc liệu gió như Móng Cái,
đảo Quan Lạn (Quảng Ninh); Phà Rung, Đồ Sơn (Hải Phòng); Cửa Tùng (Quảng Trị); đảo Lý Sơn (Quảng
Ngãi); Tu Bông, Văn Linh (Khánh Hòa); Phương Mai (Bình Định);Ninh Phước,Cà Nà (Ninh Thuận); Tuy
Phong, Hồng Thái và Lương Sơn (Bình Thuận).


HV: Nguyễn Xuân Khánh

21


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Bằng cách làm như vậy nghiên cứu đã xác định được các điểm thích hợp cho
sản xuất điện gió tương đương với công xuất 1.785MW(Bảng 3). Miền trung có
tiềm năng gió lớn nhất với 880MW tập trung chủ yếu hai tỉnh Quảng Bình và Bình
Định, tiếp đến là Miền Nam với 2 tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận.
Bảng 3: Tiềm năng kỹ thuật của năng lượng gió Việt Nam10
TT
1
2
3

Miền
Bắc
Trung
Nam
Tổng cộng

Tiềm năng kỹ thuật
50
880
855
1.785


Năm 2007, Bộ Công Thương với sự hỗ trợ của Ngân hang Thế giới đã tiến hành
đo gió tại 3 điểm góp phần vào xác định tiềm năng gió ở Việt Nam. Chương trình
được Tư vấn quốc tế AWS TruePower và GPCo phối hợp với Công ty tư vấn điện 3
(PECC3) tiến hành trong hai năm. Kết quả đo đạc này và các số liệu khác đã được
Bộ Công Thương sử dụng để cập nhật atlas gió cho Việt Nam, đơn vị thực hiện là
AWS TruePower (tiền thân là TrueWind Solutions), cũng là đơn vị xây dựng
atlascho bốn quốc gia trong đó có Việt Nam năm 2001. Bản đồ tài nguyên gió và
bảng tổng hợp kết quả đánh giá cho độ cao 80m được thể hiện theo thứ tự ở (Hình 5
và Bảng 4). So với kết quả nghiên cứu cũ, kết quả đánh giá của nghiên cứu lần này
thận trọng hơn nhiều.Ví dụ, đối với tốc độ gió lớn hơn 8 m/s nghiên cứu cũ đưa ra
diện tích có thể phát triển chiếm 2.289 km2 trong khi nghiên cứu mới đưa ra con số
là 21 km2, đó là chưa kể đến sự chênh lệch về độ cao làm kết quả có thể thêm khác
biệt (độ cao của nghiên cứu cũ là 65m và nghiên cứu mới là 80m).
Dự kiến, Bộ Công Thương sẽ công bố sản phẩm này dưới dạng bản đồ gió trực
tuyến, tương tác để tạo điều kiện cho các nhà đầu tư trong việc lựa chọn địa điểm.

10

Địa điểm với vận tốc gió trung bình hang năm tương đương hoặc lớn hơn 6 m/s ở độ cao 60 m so với mặt

đất

HV: Nguyễn Xuân Khánh

22


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Bảng 4: Tóm lược tiềm năng năng lượng gió tại độ cao 80m theo atlas tài
nguyên gió mới.
Tốc độ gió
<4m/s 4-5m/s 5-6m/s 6-7m/s 7-8m/s 8-9m/s >9m/s
trung bình
Diện tích
95.916 70.868 40.473 2.435
220
20
1
(km2)
Diện tích (%)
45.7
33.8
19.3
1.2
0.1
0.01
0
Tiềm năng
956.16
708.678 404.732 24.351 2.202
200
10
(MW)
1
(Nguồn: AWS TruePower, 2001. Wind resource atlast of Việt nam. 463New Karner
Road, Albany, NewYork 12205)

Dự án Năng lượng gió GIZ/MOIT với trọng tâm là xây dựng khung chính sách
và hỗ trợ kỹ thuật cho điện gió nối lưới gần đây cũng quyết định bổ sung ngân sách
để tiến hành đánh giá tiềm năng gió. Theo đó, 13 địa điểm sẽ được lựa chọn để đo
gió trong vòng ít nhất 1 năm. Ba cột đo gió hiện có của Bộ Công Thương sẽ được
tái sử dụng cho chương trình đo đạc này. Dự án cũng xem xét tới yêu cầu xây dựng
lại atlats gió khi chương trình khảo sát tiềm năng gió kết thúc. Dự kiến chương trình
đo gió này sẽ bắt đầu trong quý 2 năm 2011.Trong khi chưa đánh gía chính thức về
tiềm năng gió của Việt Nam, một số tổ chức đã đưa ra ước tính riêng của mình dựa
trên tình hình phát triển thực tế ở các địa phương, dao động trong khoảng từ 10.000
- 20.000MW.

HV: Nguyễn Xuân Khánh

23


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Hình 5: Bản đồ tài nguyên gió của Việt Nam ở độ cao 80m
HV: Nguyễn Xuân Khánh

24