Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang đặt ra những thách thức nghiêm trọng đối với an ninh môi trường và phát triển bền vững tại Việt Nam, đặc biệt tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Theo báo cáo kiểm kê khí nhà kính quốc gia của Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2017, tổng lượng phát thải khí nhà kính của Việt Nam đã tăng nhanh chóng từ 103,8 triệu tấn carbon dioxide tương đương năm 1994 lên 259,0 triệu tấn carbon dioxide tương đương vào năm 2013, trong đó lĩnh vực năng lượng chiếm tỷ trọng lớn nhất với 151,4 triệu tấn carbon dioxide tương đương (tương ứng 86,1% lượng phát thải từ hoạt động đốt nhiên liệu). Đứng trước cam kết quốc tế tại Hội nghị Thượng đỉnh Khí hậu Paris (COP 21), Việt Nam đã công bố Đóng góp do quốc gia tự quyết định (NDC) với mục tiêu giảm 8% tổng lượng phát thải khí nhà kính vào năm 2030 so với kịch bản phát triển thông thường, và có thể nâng lên 25% khi có sự hỗ trợ hiệu quả từ cộng đồng quốc tế.

Đồng bằng sông Cửu Long sở hữu đường bờ biển dài khoảng 700 km và vùng biển nông từ 0 đến 30 mét nước rộng 44.000 km2 với tốc độ gió trung bình ở độ cao 100 mét đạt từ 7 đến 10 m/s, tạo điều kiện lý tưởng để hình thành các cụm trang trại năng lượng tái tạo ngoài khơi. Tuy nhiên, việc khai thác nguồn năng lượng sạch này vẫn còn nhiều rào cản do thiếu các đánh giá lượng hóa cụ thể về khả năng cắt giảm phát thải carbon khi tích hợp vào hệ thống điện. Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Biến đổi khí hậu với đề tài "Đánh giá mức độ giảm phát thải khí nhà kính của quy hoạch điện gió khu vực ven biển Đồng bằng sông Cửu Long đến năm 2030 nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu" được thực hiện nhằm giải quyết bài toán này. Nghiên cứu tập trung khảo sát 74 dự án điện gió ven biển tại 6 tỉnh thành trọng điểm gồm Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng, Trà Vinh, Bến Tre và Cần Thơ trong giai đoạn 2020-2030. Kết quả nghiên cứu mang lại ý nghĩa quan trọng trong việc lượng hóa mức giảm hệ số phát thải lưới điện quốc gia, cung cấp luận cứ khoa học tin cậy hỗ trợ chuyển dịch cơ cấu năng lượng và hiện thực hóa mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính theo cam kết quốc gia.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự kết hợp chặt chẽ giữa hai khung lý thuyết nền tảng: Lý thuyết về Biến đổi khí hậu và Hiệu ứng nhà kính của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), cùng với Khung lý thuyết Kinh tế Năng lượng và Cơ chế Phát triển Sạch (CDM) của Công ước Khung Liên Hợp Quốc về Biến đổi Khí hậu (UNFCCC). Lý thuyết IPCC cung cấp nền tảng phân tích cơ chế hấp thụ bức xạ sóng dài của các phân tử khí nhà kính chủ yếu như carbon dioxide, methane, nitrous oxide và ozon, từ đó xác định vai trò của việc kiểm kê phát thải từ hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch trong ngành năng lượng.

Bên cạnh đó, mô hình nghiên cứu vận dụng các khái niệm cốt lõi theo tiêu chuẩn quốc tế:

  • Hệ số phát thải biên vận hành (EF_OM): Đại diện cho lượng phát thải của các nhà máy điện hiện hữu đang hoạt động chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi sự tham gia của nguồn điện mới.
  • Hệ số phát thải biên xây dựng (EF_BM): Đại diện cho lượng phát thải trung bình của nhóm các nhà máy điện mới được bổ sung gần đây nhất chiếm 20% tổng sản lượng điện của toàn hệ thống điện quốc gia.
  • Hệ số phát thải biên kết hợp (EF_CM): Hệ số phát thải tổng hợp của toàn bộ lưới điện, xác định trên cơ sở trọng số kết hợp giữa biên vận hành và biên xây dựng.
  • Tương đương Carbon Dioxide (CO2e): Thước đo chuẩn hóa mức độ gây hiệu ứng nhà kính của các loại khí khác nhau dựa trên tiềm năng làm nóng lên toàn cầu (GWP).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được thu thập toàn diện từ cơ sở dữ liệu trang trại gió toàn cầu (Global Offshore Wind Farm Database) kết hợp cùng các bản quy hoạch phát triển điện lực của 6 tỉnh ven biển miền Tây Nam Bộ và Quy hoạch điện VII điều chỉnh của Thủ tướng Chính phủ. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ 74 dự án điện gió ven biển và ngoài khơi đã, đang và chuẩn bị triển khai tại 6 tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long với tổng công suất thiết kế đạt 12.935,2 MW. Phương pháp chọn mẫu toàn bộ được áp dụng nhằm đảm bảo tính bao quát, không bỏ sót dự án và phản ánh chính xác bức tranh quy hoạch không gian biển của khu vực.

Về phương pháp phân tích, tác giả lựa chọn công cụ tính toán hệ số phát thải lưới điện theo hướng dẫn EB 100 (phiên bản 07.0) thuộc Ban Chấp hành quốc tế về CDM của UNFCCC. Lý do lựa chọn phương pháp này xuất phát từ tính chuẩn hóa toàn cầu và độ tương thích cao với cấu trúc lưới điện Việt Nam, nơi tỷ trọng các nguồn điện có chi phí vận hành thấp (must-run) nhỏ hơn 50% trong giai đoạn nghiên cứu, cho phép áp dụng phương pháp OM đơn giản. Sản lượng điện hàng năm của từng tuabin được tính toán dựa trên hàm phân bố tần suất vận tốc gió địa phương tại trạm Bạc Liêu kết hợp với đường đặc tính công suất của tuabin GE 1.5 MW (tổng sản lượng 1 tuabin đạt khoảng 5.327,5 MWh/năm). Timeline nghiên cứu được phân kỳ tính toán cụ thể cho các mốc thời gian 2017 (năm cơ sở), 2020, 2025 và định hướng đến năm 2030, giúp theo dõi động thái dịch chuyển phát thải theo từng chu kỳ quy hoạch.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã lượng hóa chi tiết tiềm năng và đóng góp to lớn của các dự án điện gió vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long thông qua ba nhóm phát hiện quan trọng:

Thứ nhất, tổng quy mô quy hoạch điện gió ven biển khu vực nghiên cứu gồm 74 dự án đạt tổng công suất lắp đặt 12.935,2 MW, tương ứng với khả năng sản xuất 43.123.000 MWh điện sạch mỗi năm (khoảng 43,12 TWh). Trong đó, tỉnh Cà Mau dẫn đầu với các dự án trọng điểm như Tam Giang Đông (294 MW), Viên An Đông (288 MW), Tân Tiến (148 MW); Bạc Liêu nổi bật với tổ hợp điện gió Bạc Liêu mở rộng và Đông Hải 2 (250 MW); Sóc Trăng có cụm Windpark Phú Cường quy mô 800 MW; Bến Tre phát triển chuỗi dự án Bình Đại (280 MW) và Cần Thơ quy hoạch cụm Thăng Long quy mô lớn.

Thứ hai, theo Kịch bản 1 (phát triển nguồn điện bám sát Quy hoạch điện VII điều chỉnh với sự chiếm ưu thế của nhiệt điện than từ 49,3% năm 2020 lên 53,2% năm 2030), hệ số phát thải lưới điện duy trì ở mức rất cao. Cụ thể, hệ số phát thải biên vận hành (EF_OM) tăng từ 0,8727 tCO2/MWh năm 2020 lên 0,8902 tCO2/MWh năm 2025 và đạt 0,9009 tCO2/MWh năm 2030. Kết hợp với hệ số biên xây dựng (EF_BM), hệ số phát thải biên kết hợp (EF_CM) của lưới điện quốc gia lần lượt là 0,8340 tCO2/MWh (năm 2020), 0,8301 tCO2/MWh (năm 2025) và 0,8089 tCO2/MWh (năm 2030).

Thứ ba, theo Kịch bản 2 (tích hợp 43,12 TWh điện gió ven biển Đồng bằng sông Cửu Long để thay thế các dự án nhiệt điện than mới), lượng phát thải từ nguồn điện bổ sung trong nhóm 20% biên xây dựng giảm xuống mức 0 MtCO2 trong các giai đoạn 2020 và 2025. Kết quả này giúp kéo giảm mạnh hệ số phát thải biên xây dựng (EF_BM) năm 2020 và 2025 xuống còn 0,5834 tCO2/MWh (giảm hơn 26,6% so với Kịch bản 1), qua đó giảm phát thải hàng chục triệu tấn CO2 mỗi năm cho toàn ngành điện Việt Nam.

Thảo luận kết quả

Sự chênh lệch phát thải rõ rệt giữa hai kịch bản bắt nguồn từ đặc tính cường độ phát thải nhiên liệu: nhiệt điện than phát thải khoảng 1,05 tấn CO2 cho mỗi MWh điện sản xuất, tuabin khí phát thải khoảng 0,45 tCO2/MWh, trong khi điện gió hoàn toàn không phát sinh khí nhà kính trong chu trình vận hành. Khi cơ cấu nguồn điện năm 2030 dự kiến đạt 572 TWh, việc phụ thuộc vào hơn 304,3 TWh nhiệt điện than theo kịch bản truyền thống sẽ đẩy tổng lượng phát thải ngành điện lên tới 362,76 triệu tấn CO2. Ngược lại, việc huy động 43,12 TWh điện gió miền Tây Nam Bộ sẽ trực tiếp bù đắp lượng thiếu hụt năng lượng mà không cần xây dựng thêm các tổ máy nhiệt điện than mới.

Trong báo cáo nghiên cứu, các kết quả này có thể được trực quan hóa hiệu quả thông qua đồ thị đường biểu diễn xu hướng giảm của hệ số phát thải biên kết hợp EF_CM từ năm 2017 đến năm 2030, kết hợp biểu đồ cột so sánh tổng khối lượng phát thải carbon tích lũy giữa Kịch bản 1 và Kịch bản 2. So sánh với các nghiên cứu quốc tế về hệ thống điện của Nga và các nền kinh tế đang chuyển dịch năng lượng trong khu vực ASEAN, việc giảm chỉ số EF_CM nhờ điện gió ngoài khơi không chỉ giúp Việt Nam đảm bảo an ninh năng lượng mà còn đóng góp trực tiếp từ 15% đến 20% vào mục tiêu cam kết NDC quốc tế.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm hiện thực hóa tiềm năng giảm phát thải của quy hoạch điện gió Đồng bằng sông Cửu Long, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

  • Hoàn thiện khung cơ chế giá mua điện và đấu thầu năng lượng sạch: Bộ Công Thương cần chủ trì ban hành cơ chế giá điện hỗ trợ (FIT) chuyển tiếp hoặc khung giá đấu thầu minh bạch, dài hạn giai đoạn 2021-2025. Mục tiêu là đảm bảo tỷ suất hoàn vốn nội bảng hấp dẫn cho nhà đầu tư, thúc đẩy tiến độ hoàn thành tối thiểu 2.500 MW công suất điện gió trước năm 2025 và cán mốc toàn bộ 12.935 MW vào năm 2030.
  • Nâng cấp và đồng bộ hóa hạ tầng lưới truyền tải điện: Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) cần ưu tiên bố trí nguồn vốn đầu tư các công trình trạm biến áp 220kV, 500kV và đường dây truyền tải giải tỏa công suất tại các trung tâm điện gió Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng và Trà Vinh trong lộ trình 2021-2026, giải quyết triệt để nguy cơ nghẽn mạch cục bộ và đảm bảo tiếp nhận 100% sản lượng phát sinh.
  • Xây dựng quy hoạch không gian biển và tối ưu hóa thủ tục cấp phép: Bộ Tài nguyên và Môi trường phối hợp chặt chẽ với Ủy ban nhân dân 6 tỉnh ven biển thiết lập cơ chế liên thông một cửa trong việc giao khu vực biển, cấp phép sử dụng mặt nước và phê duyệt Báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM) trong giai đoạn 2022-2025, giảm thời gian chuẩn bị dự án từ 24 tháng xuống dưới 12 tháng.
  • Thương mại hóa tín chỉ carbon thông qua thị trường quốc tế: Các chủ đầu tư dự án điện gió chủ động phối hợp cùng Bộ Tài chính và Bộ Tài nguyên và Môi trường đăng ký dự án theo Tiêu chuẩn Carbon Đã được Xác minh (VCS) hoặc Tiêu chuẩn Vàng (Gold Standard) từ năm 2023. Mục tiêu thương mại hóa từ 10 đến 15 triệu tấn tín chỉ CO2 giảm phát thải mỗi năm giai đoạn 2025-2030, tái đầu tư nguồn thu vào công nghệ vận hành và bảo trì (O&M) ngoài khơi.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị thực tiễn và lý luận sâu sắc cho 4 nhóm đối tượng:

  • Cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách: Cục Điện lực và Năng lượng tái tạo (Bộ Công Thương), Cục Biến đổi khí hậu (Bộ Tài nguyên và Môi trường) có thể sử dụng bộ số liệu tính toán hệ số phát thải và sản lượng điện gió để làm căn cứ điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia (Quy hoạch điện VIII) và cập nhật Đóng góp do quốc gia tự quyết định (NDC).
  • Chủ đầu tư và doanh nghiệp phát triển dự án năng lượng: Các tập đoàn năng lượng trong và ngoài nước, đơn vị tổng thầu EPC tìm thấy trong luận văn các dữ liệu chi tiết về đặc tính gió, công suất thiết kế 74 dự án và phương pháp tính sản lượng theo tuabin GE 1.5 MW nhằm xây dựng báo cáo khả thi (FS) chính xác.
  • Cộng đồng nghiên cứu học thuật và giảng viên: Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học thuộc các ngành Khoa học Môi trường, Biến đổi Khí hậu, Quản lý Năng lượng có thể tham khảo phương pháp luận tính toán hệ số phát thải lưới điện theo công cụ chuẩn hóa của UNFCCC CDM để mở rộng nghiên cứu sang các nguồn năng lượng tái tạo khác như điện mặt trời hay điện sinh khối.
  • Các tổ chức quốc tế và quỹ tài chính xanh: Các tổ chức phát triển như Ngân hàng Thế giới (WB), Ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB), Tổ chức Hợp tác Quốc tế Đức (GIZ) có thể sử dụng tài liệu để đánh giá tác động môi trường và hiệu quả giảm phát thải khi thẩm định các gói tài trợ vốn vay ưu đãi cho các dự án hạ tầng xanh tại Đồng bằng sông Cửu Long.

Câu hỏi thường gặp

Tiềm năng phát triển điện gió tại vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long được đánh giá như thế nào?

Khu vực ven biển miền Tây Nam Bộ sở hữu vùng biển nông từ 0 đến 30 mét nước với diện tích khoảng 44.000 km2. Tốc độ gió trung bình ở độ cao 100 mét đạt từ 7 đến 10 m/s, cùng địa hình đáy biển bằng phẳng, cho phép phát triển 74 dự án điện gió với tổng công suất quy hoạch lên tới 12.935,2 MW.

Phương pháp nào được sử dụng để xác định lượng phát thải khí nhà kính của lưới điện?

Luận văn áp dụng công cụ tính toán hệ số phát thải của hệ thống điện theo hướng dẫn EB 100 (phiên bản 07.0) của UNFCCC CDM. Phương pháp này tính toán hệ số phát thải biên vận hành (EF_OM) và biên xây dựng (EF_BM), sau đó lấy trung bình trọng số để xác định hệ số phát thải biên kết hợp (EF_CM) của lưới điện.

Việc thay thế nhiệt điện than bằng điện gió ĐBSCL giúp giảm phát thải bao nhiêu CO2 vào năm 2030?

Với sản lượng dự kiến hơn 43,12 TWh điện sạch mỗi năm, việc đưa quy hoạch điện gió ĐBSCL vào vận hành giúp cắt giảm hệ số phát thải biên xây dựng EF_BM từ 0,7952 xuống mức phát thải mới bằng 0 MtCO2 ở giai đoạn đầu, giúp hệ thống điện tránh phát thải hàng chục triệu tấn CO2 mỗi năm.

Những tỉnh thành nào tại ĐBSCL tập trung quy mô điện gió ven biển lớn nhất?

Tỉnh Cà Mau dẫn đầu về tổng công suất quy hoạch với các dự án lớn như Tam Giang Đông (294 MW), Viên An Đông (288 MW); tiếp theo là Sóc Trăng với tổ hợp điện gió Phú Cường (800 MW), Bạc Liêu với cụm Đông Hải (250 MW), cùng các dự án trọng điểm tại Bến Tre và Trà Vinh.

Đâu là rào cản kỹ thuật lớn nhất khi tích hợp 12.935 MW điện gió vào hệ thống điện quốc gia?

Thách thức lớn nhất nằm ở năng lực giải tỏa công suất của hệ thống lưới truyền tải 110kV và 220kV khu vực Tây Nam Bộ. Nếu tiến độ xây dựng đường dây và trạm biến áp không theo kịp tiến độ nguồn điện gió, hiện tượng nghẽn mạch sẽ gây suy giảm nghiêm trọng hiệu quả phát điện và giảm phát thải.

Kết luận

  • Luận văn đã tổng hợp và lượng hóa thành công dữ liệu của 74 dự án điện gió ven biển Đồng bằng sông Cửu Long với tổng công suất 12.935,2 MW, tạo ra tiềm năng sản xuất 43,12 TWh điện sạch mỗi năm.
  • Ứng dụng thành công công cụ chuẩn hóa của UNFCCC CDM để xác định hệ số phát thải biên kết hợp EF_CM của hệ thống điện Việt Nam qua các mốc 2017, 2020, 2025 và 2030 theo hai kịch bản phát triển nguồn điện.
  • Chứng minh Kịch bản 2 với sự tham gia của điện gió ĐBSCL giúp giảm mạnh hệ số phát thải biên xây dựng EF_BM từ mức 0,7952 tCO2/MWh xuống mức tối ưu, giảm thiểu áp lực phát thải từ hơn 304 TWh nhiệt điện than vào năm 2030.
  • Lộ trình triển khai khuyến nghị các cơ quan ban ngành hoàn thiện hạ tầng truyền tải và khung chính sách giá điện trong giai đoạn 2021-2026, tạo nền tảng thu hút vốn đầu tư và thương mại hóa tín chỉ carbon quốc tế.
  • Các cơ quan quản lý, nhà đầu tư và viện nghiên cứu hãy chủ động khai thác các phát hiện khoa học từ công trình này để đẩy nhanh tiến trình chuyển dịch năng lượng công bằng và ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu tại Việt Nam.