Điện mặt trời nổi lên ngôi: Đừng lạm dụng

Điện mặt trời nổi đang là một xu hướng ngày càng được ưa chuộng trên thế giới vì mô hình này vừa phát triển năng lượng mặt trời, vừa giảm thiểu sự chiếm dụng đất đai.

Tại Việt Nam, mới đây nhất, UBND tỉnh Kon Tum đã chấp thuận chủ trương đầu tư dự án Nhà máy điện mặt trời KN Ialy Kon Tum của Công ty CP Điện mặt trời Ialy Kon Tum.

Diện tích đất, mặt nước, mặt bằng dự kiến sử dụng 233,2 ha. Trong đó, khu vực bố trí tấm pin có diện tích 228 ha, ở trên lòng hồ Nhà máy thủy điện Ialy, xã Ya Tăng và xã Ya Ly thuộc huyện Sa Thầy, tỉnh Kon Tum.

Trước đó, vào tháng 6/2019, dự án điện mặt trời nổi đầu tiên ở Việt Nam - Nhà máy điện mặt trời Đa Mi công suất 47,5 MWp được xây dựng trên hồ thủy điện Đa Mi (Bình Thuận) đã chính thức đi vào vận hành thương mại.

Trong năm 2020, nhiều địa phương cũng đã đề xuất bổ sung dự án điện mặt trời nổi vào quy hoạch, như Đắk Lắk với đề xuất bổ sung dự án Nhà máy điện mặt trời tấm nổi KN Sêrêpốk 3; Nghệ An với đề xuất xây dựng dự án điện mặt trời nổi tại hồ Vực Mấu và hồ Khe Gỗ ở huyện Quỳnh Lưu...

Trao đổi với Đất Việt về loại hình này, PGS.TS Lê Văn Doanh, nguyên Trưởng khoa Điện, Đại học Bách khoa Hà Nội cho biết, mục đích chính của điện mặt trời nổi chính là tận dụng diện tích mặt nước của các lòng hồ thủy điện, hồ nước ngọt... để lắp dàn pin mặt trời, giảm thiểu sự chiếm dụng đất đai để không ảnh hưởng tới sản xuất nông nghiệp và chỗ ở của người dân. Việc lắp đặt pin mặt trời nổi trên mặt nước cũng hạn chế chặt phá rừng.

Bởi vậy, những lòng hồ thủy điện rộng lớn thường được tận dụng để lắp đặt dàn pin mặt trời nổi mà không ảnh hưởng đến đất rừng, đất nông nghiệp. Đáng lưu ý, về tác động của điện mặt trời nổi tới môi trường thủy sinh, vị chuyên gia cho hay, không ảnh hưởng nhiều vì diện tích lắp đặt pin mặt trời trên mặt hồ chỉ chiếm một phần.

Theo ông Doanh, ở Trung Quốc rất khuyến khích điện mặt trời nói chung và điện mặt trời nổi. Đó là quốc gia có diện tích rộng lớn, ở những vùng Tân Cương, Tây Tạng, nắng nhiều, dân cư thưa thớt, do đó họ phát triển điện mặt trời mà không ảnh hưởng đến diện tích đất sản xuất nông nghiệp và nơi ở của người dân.

Dưới các dàn pin mặt trời không có nắng, Trung Quốc tận dụng để trồng nho, táo và một số loài cây ăn quả khác. Họ sử dụng điện mặt trời để bơm nước từ dưới đất lên, làm đất có độ ẩm, đồng thời giảm lượng nước bay hơi. Như vậy, Trung Quốc được cả hai lợi ích: vừa có điện, đồng thời hàng vạn hecta đất cằn cỗi trở thành nơi trồng cây ăn trái.

Ngoài ra, ở ven các sông, hồ đồng bằng sông Dương Tử, đất rộng, Trung Quốc lắp dàn pin mặt trời trên mặt các bể nuôi tôm, cua và các loại thủy hải sản khác.

Như vậy, hệ thống điện mặt trời này mang lại lợi ích tổng hợp cho toàn hệ thống. Tuy nhiên, đối với Việt Nam, PGS.TS Lê Văn Doanh cho rằng cần bình tĩnh, không thể đổ xô làm điện mặt trời, trong đó có điện mặt trời nổi.

Nhà máy Điện mặt trời nổi hồ Đa Mi (Bình Thuận) được lắp đặt trên diện tích 50 ha mặt hồ thủy điện Đa Mi hòa lưới thành công ngày 13/5/2019. Ảnh: Bộ Công thương

"Không nên lợi dụng quá loại hình này. Pin mặt trời cấp cho phụ tải ngắn, không phải tự nhiên truyền tải đi xa được. Mỗi cell pin chỉ có 0,5V, trong một tấm pin 1m2 chỉ có khoảng 60-70V, do vậy phải nối rất nhiều dàn pin với nhau mới thành một hệ thống điện áp lớn, sau đó truyền tải đi xa.

Điện mặt trời rất tốt nếu lắp đặt trên các mái nhà có diện tích tương đối rộng. Chúng có thể đảm bảo cấp điện cho mỗi hộ đủ dùng khoảng 50% (ban ngày). Tuy nhiên, một nghịch lý của điện mặt trời là ban ngày không cần nhiều điện lắm thì có điện, còn ban đêm lại không có. Nếu sản xuất ra bao nhiêu điện rồi bắt cơ quan điện lực phải mua hết thì không thể đủ sức, trừ khi bên bán phải đảm bảo tiêu thụ hết 50%, còn lại 50% Nhà nước mua.

Trên thế giới, điện mặt trời cũng chỉ đảm bảo chừng 20% điện năng của toàn hệ thống. Vượt quá tỷ lệ này sẽ gây mất cân bằng, nó sẽ làm hệ thống không ổn định - lúc thì nhiều quá, lúc cần lại không có", PGS.TS Lê Văn Doanh nêu rõ.

Lưu ý thực tế đa phần các nhà đầu tư đổ xô làm điện mặt trời thời gian qua chỉ để tranh thủ giá điện ưu đãi (giá FIT) mà Nhà nước đưa ra, vị chuyên gia cho rằng điều này tạo gánh nặng cho hệ thống lưới điện. Để phát triển toàn diện, đảm bảo an toàn hệ thống thì thay vì đầu tư quá nhiều các dự án điện mặt trời, ông cho rằng chỉ nên đầu tư chừng 50%, 50% còn lại đầu tư vào hệ thống pin tích trữ điện năng, đến ban đêm thì có thể đem ra sử dụng.

"Đáng tiếc là hiện nay đa số các nhà đầu tư không làm như vậy, mà chỉ tranh thủ mức giá ưu đãi để bán điện, nếu không bán được thì nhà đầu tư kêu. Đây là thiếu sót trong chính sách. Lẽ ra khi ký hợp đồng phải có điều khoản rõ ràng: Nhà nước khuyến khích đầu tư năng lượng tái tạo nhưng đầu tư phải nghiên cứu triệt để, toàn diện theo hai hướng:

Thứ nhất, đầu tư kết hợp với bộ tích điện bằng dàn ắc quy, pin nạp.

Thứ hai, đầu tư nhưng phải cam kết sử dụng một nửa lượng điện năng đó cho nhu cầu của chính nhà đầu tư. Ví dụ, làm trang trại nuôi cá, chế biến hải sản thì nhà đầu tư không mua điện nữa mà sử dụng chính điện mặt trời do nhà đầu tư sản xuất ra cho hệ thống sản xuất của họ. Không thể cứ làm ra bao nhiêu điện thì đòi bán hết để kiếm lời", vị chuyên gia đề xuất.

Tích trữ năng lượng tái tạo để dùng dần

Nhấn mạnh nhà đầu tư các dự án điện mặt trời phải tính đến việc đầu tư hệ thống tích trữ năng lượng để chống quá tải lưới, tránh lãng phí, PGS.TS Lê Văn Doanh cho hay, trên thế giới đã phát triển hệ thống tích trữ này.

Ông dẫn ví dụ, một trang trại ở Úc, bên cạnh dàn pin mặt trời có các container lớn chứa các pin mang tên flow battery (sử dụng chất lỏng để lưu trữ năng lượng pin). Dàn pin này có thể phóng nạp được rất nhiều lần, còn nếu dùng lithium ion battery - loại pin thường dùng cho ô tô, thì dù rất hiện đại, tiện lợi do kích thước, trọng lượng tương đối nhỏ, tích điện được nhiều nhưng đắt tiền và tuổi thọ thường chỉ dùng được vài ba năm.

Trong khi đó, flow battery có thể dùng được hàng chục năm, tuổi thọ tương đương với tuổi thọ của dàn pin mặt trời. Nhược điểm của loại pin này là kích thước khá lớn, nặng. Dù vậy, nhược điểm này không ảnh hưởng nhiều vì nó được đặt bên cạnh dàn pin mặt trời, ở các vùng hoang mạc.

"Ở Úc, Mỹ, Trung Quốc... đặt loại pin này rất nhiều, nhưng Việt Nam thì không thấy nhà đầu tư nào sử dụng, họ chỉ muốn nhà nước mua hết lượng điện họ sản xuất ra. Đây là vấn đề cần phải tính tới, yêu cầu các chủ đầu tư phải thực hiện đầu tư hệ thống tích trữ tại các nhà máy điện mặt trời để nâng cao hiệu quả vận hành, giảm công suất phải cắt giảm", PGS.TS Lê Văn Doanh nhấn mạnh.

Cũng theo vị chuyên gia, hệ thống điện Việt Nam phải thay đổi cách nhìn, cách vận hành. Hiện nay, vào mùa mưa, thủy điện dư thừa nước, phải xả, đó là lúc nhà máy mất năng lượng.

Chính vì thế, Nhà máy thủy điện Hòa Bình đã đặt thêm một số tổ máy thủy điện để thay đổi sự vận hành của nhà máy. Theo đó, vào mùa mưa, có nhiều nước, nhà máy sẽ chạy hết công suất, không phải xả nước đi.

Ngoài ra, xây dựng thêm một số nhà máy thủy điện tích năng - ban ngày nhà máy điện mặt trời dùng điện không hết thì sẽ bơm nước lên hồ ở trên núi cao, đến lúc không có điện mặt trời nữa thì nước trên núi cao chảy qua ống, phát điện vào ban đêm.

Theo Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng lắp đặt dàn pin mặt trời trên mặt nước đến môi trường thủy sinh và hiệu suất nguồn điện mặt trời” do Bộ Công thương giao Hội Khoa học công nghệ Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả Việt Nam (VECEA) chủ trì nghiên cứu, việc lắp đặt nguồn điện mặt trời nổi trên mặt hồ chứa làm tăng công suất phát của nguồn điện tổ hợp thủy điện-điện mặt trời một cách dễ dàng.

Các nghiên cứu thực tế các hệ nguồn điện tổ hợp trên thế giới cho thấy, để có thêm công suất điện mặt trời bằng công suất nhà máy thủy điện hiện có thì chỉ cần sử dụng một diện tích nhỏ hơn 4% diện tích mặt hồ chứa. Việc tăng công suất phát của hệ nguồn điện tổ hợp cũng có nghĩa là tăng hệ số công suất và sản lượng điện của nó.

Nhờ xây dựng các hệ nguồn điện tổ hợp nên người ta có thể tiết kiệm được rất nhiều nước. Ban ngày, khi nguồn điện mặt trời phát điện thì có thể cho các tuốc bin thủy điện nghỉ ngơi, để dành nước cho phát điện vào các giờ cao điểm cũng như cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp. Ngoài ra, các dàn pin mặt trời lắp trên mặt nước hồ còn làm mát mặt nước, giảm gió thổi, nên giảm được lượng nước bốc hơi.

Để lắp dàn pin mặt trời công suất 1 MWp cần một diện tích mặt bằng khá lớn, khoảng 1,0-1,2 ha. Điều này có thể dẫn đến những khó khăn về diện tích đất, tiền thuê/mua đất, đặc biệt đối với các nước “đất chật, người đông” như Việt Nam, Nhật Bản, Singapore, các quốc đảo nhỏ…

Nhờ tận dụng các mặt nước hồ và kể cả mặt nước ven biển mà công nghệ điện mặt trời nổi đã khắc phục được các vấn đề trên. Nói riêng, đối với hệ nguồn điện tổ hợp thì dàn pin mặt trời được lắp ngay trên mặt hồ, làm tăng hiệu quả về kinh tế, xã hội và môi trường cho nhà máy thủy điện, giảm hẳn được chi phí thuê/mua đất để lắp nguồn điện mặt trời.

Một ưu việt khác của việc xây dựng hệ nguồn điện tổ hợp là nguồn điện mặt trời có thể sử dụng cơ sở hạ tầng điện hiện có, bao gồm các hệ truyền tải điện như các thiết bị điều khiển, đường dây tải điện, các máy biến thế và điểm đấu nối… Cùng với việc không phải thuê/mua đất, thì suất đầu tư nguồn điện mặt trời nổi trong hệ nguồn điện tổ hợp sẽ giảm rất đáng kể, dẫn đến hiệu quả kinh tế cao hơn.

Nhược điểm cố hữu của nguồn điện mặt trời là thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào năng lượng mặt trời. Nhờ kết hợp với thủy điện nên các “nhấp nhô” của điện mặt trời có thể được “san bằng” ổn định nhờ khả năng đáp ứng linh hoạt và nhanh nhạy của thủy điện.

Việc lắp dàn pin mặt trời trên mặt nước cũng giúp hạn chế được sự phát triển của các loại tảo, trong đó có các loại có hại. Điều này tạo ra môi trường thủy sinh tốt hơn cho nuôi trồng thủy sản.

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, nếu xét riêng về điện mặt trời nổi thì hiện nay, suất đầu tư trung bình vẫn còn cao hơn nguồn điện mặt trời 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.

Thành Luân