CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Lý do chọn đề tài Năng lượng mặt trời (NLMT) được biết đến như là một nguồn năng lượng xanh và vô tận. Trong thế kỷ 21, NLMT ngày càng trở nên là một trong những nguồn năng lượng quan trọng nhất của con người [1, 116]. So với các nguồn năng lượng khác như thủy điện, phong điện, nhiệt điện, điện hạt nhân… NLMT có đặc điểm: không ô nhiễm về môi trường, độ an toàn cao, nguồn năng lượng vô tận, có thể phân bố mọi nơi trong mọi dải công suất (từ vài chục W đến hàng trăm MW).1% năng lượng mặt trời trên diện tích toàn cầu được chuyển hóa thành điện năng với hiệu suất 5%, mỗi năm ước tính có thể đạt được 5.6×1012 kWh, tương đương với 40 lần năng điện hiện tại trên toàn cầu [1, 2]. Tại Châu Âu trong năm 2010, tổng lượng điện năng NLMT của khối EU đã đạt tới 3 GW, dự tính đến năm 2020 con số này sẽ lên đến 54 GW.
Tại Châu Á, Nhật Bản là quốc gia có hệ thống NLMT lớn nhất. Trong chính sách và kế hoạch phát triển năng lượng của Nhật Bản, dự tính tới năm 2030 tổng sản lượng điện NLMT sẽ đạt tới 1000 GW. Đối với Trung Quốc - một quốc gia với dân số lớn nhất thế giới và cũng đang là một trong các cường quốc kinh tế đã và đang nỗ lực phát triển hệ thống NLMT. Dự kiến đến năm 2020 tổng sản lượng điện NLMT của Trung Quốc sẽ đạt tới 1.
Trước năm 1999, Mỹ là quốc gia có sản lượng điện NLMT lớn nhất thế giới (hiện nay vị trí này đang thuộc về Nhật Bản và EU). Tốc độ phát triển NLMT của Mỹ bình quân hàng năm vào khoảng 30%. Đồng thời Mỹ cũng dự tính đến năm 2020 dung lượng điện NLMT sẽ đạt tới 36 GW. Và đến năm 2030 con số này sẽ là 200 GW [1,2].1 thể hiện công suất điện được sản xuất bởi năng lượng mặt trời từ năm 2000 tới 2013 tại một số nước trên thế giới ngày càng phát triển, đặc biệt các nước Châu Âu phát triển rất mạnh.
Năng lượng điện mặt trời một số nước trên thế giới từ 2000 đến 2013 Hình 1.2 thể hiện sự biến đổi về giá cả của pin quang điện tại US, ta thấy được giá pin quang điện giảm rất mạnh từ 76USD/watt vào năm 1977 xuống chỉ còn 0.3USD/watt vào năm 2015. Sự giảm này góp phần dẫn tới chi phí lắp đặt hệ thống mặt trời càng giảm, tạo tiền đề cho sự phát triển của thệ thống điện mặt trời. Giá của PV cell tại Mỹ từ 1977 đến 2015 2 Nhìn tổng quát về tình hình phát triển của lĩnh vực điện mặt trời trên thế giới ta thấy nó phát triển chậm đến những năm cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21. Trong khoảng 10 năm trở lại đây phát triển mạnh mẽ mang tính bộc phát.
Cụ thể, số lượng các nước trên thế giới gia nhập cộng đồng điện mặt trời càng ngày càng nhiều thêm. Và thứ bậc theo tổng công suất điện năng mặt trời cũng biến động từ năm này sang năm khác. Khoảng 5 năm trở lại đây các cường quốc điện mặt trời phát triển vượt bậc và thứ tự xếp hạng cũng bị thay đổi nhanh chóng theo năm. Nước Mỹ là một trường hợp đặc biệt.
Nước này bước vào con đường phát triển điện mặt trời khá muộn màng, nhưng tốc độ và cách đi khá ấn tượng thể hiện tiềm năng lớn của quốc gia cường quốc giàu mạnh nhất thế giới. Nhà máy điện mặt trời Topaz Solar Farm (Hoa Kỳ) Chỉ khoảng 4-5 năm gần đây nhất nước Mỹ vượt qua nhiều nước để vươn lên vị trí thứ 5 của danh sách xếp hạng. Và đặc biệt Mỹ đã tiến hành xây dựng các nhà máy điện mặt trời “khủng” nhất thế giới, chiếm hẳn 5 vị trí đầu về quy mô cả về điện mặt trời quang điện SVP và cả về điện mặt trời hội tụ nhiệt quang CSP. Điều này chứng tỏ tổng công suất và diện tích lắp đặt nhà máy năng lượng mặt trời tại Mỹ cũng tăng đột biến.
Tại Việt Nam mặc dù là quốc gia có tiềm năng lớn về quang năng, tuy nhiên đối với Việt Nam vấn đề nghiên cứu và sử dụng năng lượng mặt trời (NLMT) mới đang đà phát triển. Năng lượng điện quốc gia trước đây chủ yếu là thủy điện và nhiệt điện một 3 phần năng lượng gió. Bên cạnh các nguồn năng lượng điện như nhiệt điện, thủy điện…, việc phát triển các dự án năng lượng mặt trời có ý nghĩa quan trọng, nhằm đóng góp sản lượng vào hệ thống điện quốc gia và thúc đẩy phát triển các dạng năng lượng, góp phần giảm phát thải nhà kính, bảo vệ môi trường. Theo nghiên cứu của Viện Năng lượng, Việt Nam có tiềm năng lớn để phát triển NLMT, với tổng bức xạ trung bình từ 4,3- 5,7 triệu kWh/m².
Các tỉnh ở phía Bắc (từ Thừa Thiên - Huế trở ra) bình quân trong năm có khoảng 1. Các tỉnh ở phía Nam (từ Đà Nẵng trở vào), bình quân có khoảng 2.600 giờ nắng, lượng bức xạ Mặt Trời tăng 20% so với các tỉnh phía Bắc. Ở vùng này, Mặt Trời chiếu gần như quanh năm, kể cả vào mùa mưa, đây là điều kiện thuận lợi để phát triển NLMT. Tuy nhiên, trên thực tế hiện nay, việc khai thác NLMT đã chú trọng và nhiều dự án đã được triển khai nhưng nó vẫn chưa tương xứng với tiềm năng, hầu hết các dự án NLMT tại Việt Nam đều tập trung lớn ở một số tỉnh miền nam trung bộ.
Đối với hệ thống NLMT nối lưới, tại Việt Nam công nghệ - kỹ thuật này còn khá mới mẻ [116]. Ngày 25/11/2015, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 2068/QĐ-TTg phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050, trong đó nêu rõ định hướng phát triển NLMT từ nay đến năm 2050 sẽ chú trọng phát triển điện mặt trời để cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia và khu vực biên giới, hải đảo, vùng sâu, vùng xa chưa thể cấp điện từ nguồn điện lưới quốc gia. Đồng thời, đưa tỷ lệ điện năng sản xuất từ nguồn NLMT trong tổng sản lượng điện sản xuất từ mức không đáng kể hiện nay lên khoảng 0,5% vào năm 2020, 6% vào năm 2030 và 20% vào năm 2050. Trong Quy hoạch điện VII (điều chỉnh) được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt cũng yêu cầu đẩy nhanh tiến độ của các dự án điện mặt trời, bao gồm nguồn tập trung lắp đặt trên mặt đất và các nguồn riêng lẻ lắp đặt trên nóc nhà, đưa công suất nguồn điện mặt trời lên khoảng 850 MW vào năm 2020, đến năm 2025 là 4.000 MW và năm 2030 là 12.
Theo lộ trình, từ nay đến năm 2020, mỗi năm, Việt Nam cần xây dựng các dự án điện mặt trời với công suất 200 MW; từ năm 2020 - 2025, mỗi năm phải lắp đặt hơn 600 MW và 5 năm tiếp theo, phải lắp đặt 1.600 MW mới đạt kế hoạch đề ra. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất đối với phát triển điện mặt trời là vấn đề chi phí đầu tư để khai thác, sử dụng NLMT rất cao do công nghệ, thiết bị sản xuất đều nhập từ 4 nước ngoài. Phần lớn, những dự án điện mặt trời lớn đều sử dụng nguồn vốn tài trợ, hoặc vốn vay nước ngoài. Ngoài ra, các dự án điện mặt trời thường được lắp đặt tại các vị trí xa trung tâm phụ tải, gây khó khăn cho việc đấu nối vào lưới điện quốc gia, đồng thời làm gia tăng chi phí đấu nối.
Hệ thống điện mặt trời tại Ninh Thuận Tháng 8/2016, tại cuộc họp Thường trực Chính phủ về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời, Thủ tướng Chính phủ đã thống nhất với đề xuất của Bộ Công Thương về việc xem xét ban hành cơ chế hỗ trợ phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam. Đồng thời, Thủ tướng Chính phủ yêu cầu Bộ Công Thương bổ sung quy định cụ thể về quy hoạch đối với điện mặt trời (phát triển các dự án theo bản đồ bức xạ Mặt Trời, bổ sung các dự án điện sử dụng NLMT vào quy hoạch phát triển điện lực…); Cập nhật giá thiết bị điện mặt trời để đưa ra mức giá mua bán điện phù hợp; Nghiên cứu, bổ sung quy định để thực hiện đấu thầu các dự án điện mặt trời theo hướng công khai, minh bạch. [130] Ngày 07 tháng 8 năm 2017, Thủ tướng Chính phủ đã ký chỉ định số 34/CT-TTg về việc tăng cường tiết kiệm điện, nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội của đất nước, nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia gắn với phát triển bền vững và bảo vệ môi trường. Chỉ thị này thay thế Chỉ thị 5 171/CT-TTg ngày 26/01/2011 của Thủ tướng Chính phủ về việc tăng cường tiết kiệm điện.
Thủ tướng Chính phủ yêu cầu các tổ chức, cá nhân thực hiện nghiêm việc tiết kiệm điện. Để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế, xã hội của đất nước trong giai đoạn hiện nay với mục tiêu tăng cường hiệu lực, hiệu quả quản lý nhà nước trong việc tiết kiệm điện nhằm nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia gắn với phát triển bền vững và bảo vệ môi trường. Nhằm đẩy mạnh khai thác và sử dụng có hiệu quả nguồn năng lượng Mặt Trời, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện Mặt Trời tại Việt Nam. Đây được coi là hướng mở, “cú huých” phát triển nguồn năng lượng này.
Theo Quyết định này, dự án điện Mặt Trời được miễn thuế nhập khẩu đối với hàng hóa nhập khẩu để tạo tài sản cố định cho dự án; thực hiện theo quy định của pháp luật hiện hành về thuế xuất khẩu, thuế nhập khẩu đối với hàng hóa nhập khẩu phục vụ sản xuất của dự án là nguyên liệu, vật tư, bán thành phẩm trong nước chưa sản xuất được. Các dự án điện mặt trời, công trình đường dây và trạm biến áp để đấu nối với lưới điện được miễn, giảm tiền sử dụng đất, tiền thuê đất, tiền thuê mặt nước theo quy định của pháp luật hiện hành áp dụng cho dự án thuộc lĩnh vực ưu đãi đầu tư. Hiện tại, đã có khoảng 50 dự án điện mặt trời được các doanh nghiệp trong và ngoài nước triển khai, chủ yếu tại các tỉnh miền Trung như: Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận và đồng bằng sông Cửu Long. Khánh Hòa có 9 dự án điện mặt trời quy mô lớn được UBND tỉnh quy hoạch với tổng diện tích 795ha, tổng mức đầu tư 13.