Tổng quan nghiên cứu

Theo dự báo từ Tập đoàn Điện lực Việt Nam, với tốc độ tăng trưởng GDP bình quân 7% mỗi năm, nhu cầu điện năng toàn quốc năm 2020 đạt khoảng 200.000 GWh, trong khi nguồn cung truyền thống chỉ đáp ứng tối đa 165.000 GWh, dẫn đến nguy cơ thiếu hụt từ 20% đến 30% mỗi năm. Trên phạm vi toàn cầu, tổng nguồn vốn đầu tư cho năng lượng gió đã vượt mốc 107 tỷ USD với hơn 1,15 triệu lao động. Nhằm giải quyết bài toán an ninh năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính theo định hướng của Quyết định số 1208/QĐ-TTg với mục tiêu 1.000 MW điện gió năm 2020 và 6.200 MW năm 2030, việc thẩm định tính khả thi các dự án phong điện tại Việt Nam là yêu cầu cấp thiết.

Thực tế hiện nay, hoạt động đánh giá kỹ thuật dự án điện gió trong nước còn mang tính bị động, chủ yếu phụ thuộc vào phần mềm ngoại nhập chưa thích ứng hoàn toàn với đặc thù khí hậu nhiệt đới. Luận văn tập trung nghiên cứu tính khả thi toàn diện của Dự án Nhà máy điện gió Phương Mai 1 tại Khu kinh tế Nhơn Hội, tỉnh Bình Định. Dự án có quy mô công suất thiết kế 26,4 MW bao gồm 11 trụ tuabin trên tổng diện tích 141,8 ha, với chu kỳ phân tích tài chính kéo dài 20 năm từ năm 2020 đến năm 2040.

Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn sâu sắc khi xây dựng quy trình định lượng giúp chủ đầu tư xác định độ cao lắp đặt tuabin tối ưu ở mức 130m thay vì các độ cao thấp truyền thống. Giải pháp này giúp tối ưu hóa sản lượng điện phát thương phẩm, bảo đảm an toàn dòng tiền với giá bán điện cố định 8,5 US cents/kWh theo Quyết định số 37/2011/QĐ-TTg, đồng thời phòng ngừa rủi ro tài chính cho dự án có tổng mức đầu tư trên 1.000 tỷ đồng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu tích hợp lý thuyết khí động học tuabin gió theo tiêu chuẩn quốc tế IEC 61400-1 và lý thuyết thẩm định tài chính dự án đầu tư. Mô hình toán học kết hợp quy luật biến đổi vận tốc gió theo độ cao dạng hàm lũy thừa và logarit cùng mô hình xác suất hồi quy Logistic nhị phân nhằm dự báo khả năng vận hành liên tục của hệ thống tuabin trong môi trường tự nhiên.

Khung phân tích chuẩn hóa các khái niệm then chốt gồm: tỷ suất tự tài trợ phản ánh tỷ lệ vốn chủ sở hữu trên tổng vốn đầu tư, chi phí sử dụng vốn bình quân gia quyền (WACC) làm tỷ suất chiết khấu cơ sở 10%, và hệ thống chỉ tiêu hiệu quả tài chính động bao gồm hiện giá thuần (NPV), tỷ suất hoàn vốn nội bộ (IRR), thời gian hoàn vốn có chiết khấu (DPP) cùng tỷ số lợi ích trên chi phí (B/C). Các khái niệm này tạo nên hệ quy chiếu hoàn chỉnh để đánh giá độ an toàn tài chính của dự án điện gió.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua trạm quan trắc khí tượng độc lập lắp đặt tại độ cao 76m ở xã Cát Chánh, huyện Phù Cát. Trạm sử dụng bộ cảm biến đo gió tự động chuyên dụng NRG đáp ứng tiêu chuẩn IEC 61400-12-1 và phần mềm Symphonie Data Retriever 7.15 để trích xuất dữ liệu.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ 52.560 bản ghi quan trắc với tần suất đo 10 phút một lần liên tục trong 365 ngày của năm khảo sát. Phương pháp chọn mẫu toàn bộ theo chuỗi thời gian liên tục giúp loại trừ sai số mùa vụ và ghi nhận trọn vẹn dải biến thiên của vận tốc gió trung bình trên 6 m/s, độ ẩm từ 40% đến 100% RH, áp suất khí quyển từ 984 mb đến 1006 mb và nhiệt độ không khí từ 20 độ C đến 42 độ C.

Phương pháp hồi quy Logistic trên phần mềm STATA được lựa chọn vì đây là công cụ tối ưu để lượng hóa biến phụ thuộc nhị phân phản ánh trạng thái vận hành hoặc ngừng của tuabin trước tác động phi tuyến của các yếu tố vi khí hậu. Tiếp đó, phương pháp chiết khấu dòng tiền (DCF) và phân tích độ nhạy với 3 kịch bản biến động 10% về vốn đầu tư và sản lượng điện được áp dụng để kiểm định sức chịu đựng tài chính của dự án trong suốt vòng đời từ năm 2020 đến năm 2040.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Mô hình hồi quy Logistic xác lập ngưỡng giới hạn vi khí hậu để tuabin GE 2.4 MW vận hành an toàn với xác suất hoạt động liên tục đạt trên 60%/năm bao gồm: độ ẩm không khí dưới 95% RH, áp suất khí quyển dưới 1003 mb và nhiệt độ môi trường dưới 40 độ C. Mức độ trùng khớp giữa mô hình dự báo và dữ liệu thực nghiệm đạt độ tin cậy trên 90%.

Khi tăng độ cao lắp đặt từ 76m lên các tầng không gian cao hơn, áp suất khí quyển, nhiệt độ và độ ẩm không khí đều suy giảm theo quy luật vật lý. Điều này giúp xác suất khả dụng kỹ thuật của tuabin tại độ cao 130m tăng thêm từ 8% đến 12% so với độ cao trạm đo 76m.

Tại độ cao trụ tuabin 130m, vận tốc gió trung bình năm đạt trên 6,8 m/s, giúp sản lượng điện phát ra hàng năm cao hơn 14,5% so với độ cao 100m và vượt 5,2% so với độ cao 120m.

Hiệu quả tài chính tại độ cao 130m đạt kết quả vượt trội với tỷ suất hoàn vốn nội bộ (IRR) đạt trên 12,8%, hiện giá thuần (NPV) dương lớn, thời gian hoàn vốn có chiết khấu (DPP) rút ngắn dưới 11 năm và tỷ số lợi ích trên chi phí (B/C) đạt trên 1,25 lần ở mức tỷ suất chiết khấu 10%.

Thảo luận kết quả

Việc xây dựng trụ tuabin ở độ cao 130m mang lại lợi ích kinh tế kép cho dự án Phương Mai 1. Tầng không khí cao không chỉ sở hữu mật độ năng lượng gió dồi dào hơn mà còn có nền nhiệt và độ ẩm thấp hơn, giúp giảm thiểu hiện tượng quá nhiệt động cơ và mài mòn cánh quạt. Nhờ đó, chi phí vận hành và bảo dưỡng (O&M) cố định ở mức 1% tổng chi phí xây dựng và thiết bị mỗi năm được tối ưu hóa hiệu quả.

Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan thông qua biểu đồ tần suất vận hành theo từng dải nhiệt độ, áp suất không khí và bảng tổng hợp ma trận phân tích độ nhạy đa biến. Cách trình bày này làm rõ mối quan hệ tương hỗ giữa điều kiện khí tượng và các chỉ số sinh lời của dự án.

So với các công trình nghiên cứu trước đây tại tỉnh Bình Thuận vốn chỉ khảo sát các trụ tuabin dưới 100m, giải pháp nâng độ cao lên 130m tại Bình Định chứng minh tính ưu việt rõ rệt. Ngay cả trong kịch bản rủi ro bất lợi kép khi tổng mức đầu tư tăng 10% đồng thời sản lượng điện giảm 10%, dự án vẫn duy trì IRR lớn hơn chi phí sử dụng vốn 10%, khẳng định mức độ an toàn tài chính vững chắc.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, phê duyệt phương án thiết kế kỹ thuật lắp đặt trụ tuabin ở độ cao 130m cho toàn bộ 11 tổ máy của Nhà máy điện gió Phương Mai 1, nhằm gia tăng sản lượng điện thương phẩm thêm tối thiểu 5% mỗi năm. Tiến độ hoàn thành phê duyệt hồ sơ thiết kế kỹ thuật thi công trong quý 1 năm 2021 do Ban Quản lý Dự án chủ trì thực hiện.

Thứ hai, cơ cấu lại nguồn vốn huy động với tỷ lệ vốn chủ sở hữu đạt tối thiểu 30% và vốn vay thương mại tối đa 70%, đồng thời đàm phán kéo dài thời gian ân hạn nợ gốc từ 2 năm lên 3 năm nhằm bảo đảm hệ số thanh toán lãi vay luôn duy trì trên 1,5 lần trong giai đoạn đầu vận hành. Giải pháp này do Phòng Tài chính doanh nghiệp phối hợp với các ngân hàng tài trợ thực hiện trong quý 2 năm 2021.

Thứ ba, ký kết hợp đồng vận hành và bảo dưỡng (O&M) trọn gói dài hạn với nhà chế tạo thiết bị gốc GE ở mức khống chế chi phí không quá 1% tổng mức đầu tư xây dựng và thiết bị mỗi năm, đồng thời tổ chức đào tạo chuyển giao kỹ thuật cho 15 kỹ sư địa phương nhằm nâng tỷ lệ nội địa hóa công tác bảo dưỡng định kỳ lên 50% sau 5 năm vận hành, do Chủ đầu tư phối hợp với nhà thầu triển khai giai đoạn 2021 đến 2026.

Thứ tư, áp dụng triệt để chính sách ưu đãi thuế thu nhập doanh nghiệp với thuế suất 0% trong 4 năm đầu, giảm 50% số thuế phải nộp trong 9 năm tiếp theo và áp dụng thuế suất 10% trong 2 năm kế tiếp theo Quyết định số 37/2011/QĐ-TTg, giúp tiết kiệm dòng tiền thuế lũy kế ước tính trên 45 tỷ đồng. Kế hoạch này do Bộ phận Kế toán phối hợp với Cục Thuế tỉnh Bình Định thực hiện xuyên suốt vòng đời dự án đến năm 2040.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Chủ đầu tư và các đơn vị phát triển dự án năng lượng tái tạo: Nhận được phương pháp luận định lượng để tự chủ lựa chọn chiều cao trụ tuabin từ 100m đến 130m, giúp tối ưu hóa công suất phát điện và giảm thiểu rủi ro chôn vốn đầu tư trên 1.000 tỷ đồng cho các dự án quy mô từ 20 MW đến 50 MW.

Đơn vị tư vấn lập báo cáo khả thi và thiết kế cơ sở: Ứng dụng mô hình hồi quy Logistic xử lý bộ dữ liệu 52.560 bản ghi quan trắc vi khí hậu, giúp nâng độ chính xác của dự báo sản lượng điện lên trên 90% thay vì lệ thuộc vào các gói phần mềm thương mại đắt đỏ.

Ngân hàng thương mại và các tổ chức tín dụng: Sử dụng hệ thống chỉ tiêu dòng tiền chiết khấu gồm NPV, IRR, DPP, B/C và các kịch bản kiểm tra độ nhạy rủi ro 10% làm tiêu chuẩn thẩm định giải ngân, bảo đảm khả năng thu hồi vốn vay an toàn trong thời hạn từ 10 đến 15 năm.

Cơ quan quản lý nhà nước và viện nghiên cứu năng lượng: Khai thác kết quả nghiên cứu để xây dựng hướng dẫn kỹ thuật bổ sung cho Quy hoạch điện lực quốc gia, hỗ trợ hoàn thiện chính sách giá điện FIT và cơ chế ưu đãi đầu tư cho các vùng gió tiềm năng ven biển miền Trung.

Câu hỏi thường gặp

Mô hình hồi quy Logistic đóng vai trò gì trong việc đánh giá tính khả thi kỹ thuật của dự án? Trạng thái làm việc của tuabin mang tính nhị phân là hoạt động hoặc ngừng hoạt động. Hồi quy Logistic là công cụ tối ưu để mô hình hóa mối quan hệ phi tuyến giữa trạng thái này với 3 biến số nhiệt độ, độ ẩm và áp suất từ 52.560 mẫu đo, xác lập ngưỡng an toàn bảo đảm xác suất vận hành thực tế đạt trên 60%/năm.

Vì sao chiều cao trụ tuabin 130m mang lại hiệu quả cao hơn mức 100m hay 120m? Ở độ cao 130m, vận tốc gió trung bình đạt trên 6,8 m/s, giúp sản lượng điện tăng 14,5% so với độ cao 100m. Đồng thời, độ ẩm và nhiệt độ không khí ở tầng cao giảm dần, thỏa mãn hoàn hảo điều kiện vận hành an toàn dưới 95% RH và dưới 40 độ C, đưa tỷ suất sinh lời IRR lên trên 12,8%.

Chi phí vận hành và bảo dưỡng của nhà máy điện gió Phương Mai 1 được dự toán ra sao? Do tính chất phức tạp của thiết bị tuabin công nghệ cao, chi phí bảo dưỡng được tính cố định bằng 1% tổng giá trị xây dựng và thiết bị mỗi năm trong suốt 20 năm vận hành. Dự toán này bảo đảm kinh phí thuê trực tiếp nhà sản xuất GE thực hiện bảo trì, duy trì hệ số sẵn sàng của 11 tổ máy trên 95%.

Dự án chịu đựng rủi ro thế nào khi tổng mức đầu tư tăng 10% và sản lượng điện giảm 10%? Phân tích độ nhạy chứng minh rằng ngay cả khi gặp kịch bản rủi ro kép với chi phí vốn tăng 10% và sản lượng sụt giảm 10%, phương án lắp đặt trụ 130m vẫn duy trì hiện giá thuần NPV dương và thời gian hoàn vốn DPP dưới 13 năm ở mức chiết khấu 10%, bảo đảm dự án không bị thua lỗ.

Chính sách ưu đãi thuế thu nhập doanh nghiệp tác động như thế nào đến dòng tiền dự án? Theo Quyết định số 37/2011/QĐ-TTg, dự án được miễn thuế 100% trong 4 năm đầu và hưởng thuế suất ưu đãi 5% trong 9 năm tiếp theo. Cơ chế này giúp giữ lại nguồn lợi nhuận đáng kể, gia tăng tỷ suất sinh lời trên vốn chủ sở hữu thêm từ 2% đến 3% mỗi năm trong giai đoạn đầu hoạt động.

Kết luận

Dự án Nhà máy điện gió Phương Mai 1 quy mô 26,4 MW gồm 11 tuabin tại tỉnh Bình Định hoàn toàn khả thi về kỹ thuật khi các thông số vi khí hậu đáp ứng tốt ngưỡng độ ẩm dưới 95% RH, áp suất dưới 1003 mb và nhiệt độ dưới 40 độ C.

Phương án xây dựng trụ tuabin ở độ cao 130m là giải pháp tối ưu vượt trội, giúp tăng sản lượng điện 14,5% so với độ cao 100m và bảo đảm tỷ suất hoàn vốn nội bộ IRR đạt trên 12,8%.

Nghiên cứu đóng góp phương pháp luận mới khi kết hợp chặt chẽ giữa mô hình hồi quy Logistic xử lý chuỗi số liệu khí tượng và phương pháp chiết khấu dòng tiền DCF, tạo tiền đề chủ động trong thẩm định dự án điện gió.

Dự án thể hiện khả năng chống chịu rủi ro cao trước các biến động chi phí đầu tư tăng 10% hoặc sản lượng điện giảm 10% xuyên suốt vòng đời vận hành 20 năm từ năm 2020 đến năm 2040.

Kế hoạch hành động tiếp theo yêu cầu chủ đầu tư hoàn thiện hồ sơ thiết kế kỹ thuật trụ 130m trong quý 1 năm 2021 và chốt hợp đồng tín dụng trong quý 2 năm 2021 để bảo đảm tiến độ phát điện thương mại.

Các nhà đầu tư, tổ chức thẩm định tín dụng và đơn vị tư vấn năng lượng tái tạo nên áp dụng ngay bộ chỉ tiêu định lượng này để nâng cao chất lượng ra quyết định và tối đa hóa hiệu quả kinh tế cho các dự án điện gió tại Việt Nam.