Chương 1 TỔNG QUAN Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM LUẬN VĂN CAO HỌC Phòng Đào tạo Sau đại học- Bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh Cao Minh Thiện 1. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI LUẬN VĂN 1. Tên đề tài luận văn “NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI SẢN XUẤT HYDRO BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM”. Mục đích và phạm vi của luận văn 1.
Thực trạng cung cấp điện tại các huyện đảo của Việt Nam Hiện nay, mười (10) huyện đảo của nước ta, trong đó tám huyện đảo thuộc bảy tỉnh ven biển, do Tập đoàn Ðiện lực Việt Nam (EVN) quản lý và cung cấp điện phục vụ sinh hoạt, sản xuất. Các huyện đảo trên đều có dân cư sinh sống và có các đơn vị bộ đội làm nhiệm vụ. Các đảo này đều có nhiều tiềm năng phát triển về du lịch, kinh tế biển và giữ vị trí chiến lược đặc biệt quan trọng về an ninh quốc phòng. Trên thực tế, trong giai đoạn hiện nay, kinh tế ở các huyện đảo chưa phát triển, trong đó, nguyên nhân cơ bản do cơ sở hạ tầng kỹ thuật còn yếu kém.
Việc cung cấp điện cho tám huyện đảo hiện nay được đánh giá là không đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng. Vì hầu hết là được cung cấp điện bởi các cụm diezel nhỏ lẻ, công suất thấp. Tại huyện đảo Cô Tô, trong bảy năm, từ năm 2000 đến năm 2007, điện thương phẩm tăng trưởng trung bình 18%/năm, tổng điện thương phẩm năm 2006 đạt 306. Ðiện năng chủ yếu cung cấp cho nhu cầu tiêu dùng dân cư, điện cho sản xuất công nghiệp, thương mại du lịch không đáng kể.
Giá bán bình quân cho các hộ năm 2006 trung bình là 2.500 đồng/kWh, trong đó, Nhà nước đã hỗ trợ 50% giá điện. Thời gian cấp điện cho các phụ tải dân cư trung bình từ bốn đến năm giờ/ngày, buổi trưa từ 11 đến 12 giờ, buổi tối từ 18 đến 22 giờ. Hầu hết các gia đình đều có bộ ắc-quy tích điện và thường nạp khi có điện lưới. Do các nguồn điện từ máy phát điện chạy đầu Diezel vận hành không ổn định, nên năm 2001 bằng nguồn vốn Biển Ðông và hải đảo đã đầu tư thi công 53 trạm pin mặt trời cho các cơ quan hành chính sự nghiệp và các hộ dân ở thị trấn Cô Tô nhưng điện của huyện đảo vẫn chưa đáp ứng nhu cầu.
Tại huyện Bạch Long Vĩ, giá điện cũng được hỗ trợ từ ngân sách Nhà nước, giá bán bình quân cho 1kWh đối với hộ gia đình là 700 đồng, đối với hộ sản xuất kinh doanh là 1.Trạm phát điện diezel ở đảo Lý Sơn có bảy máy với tổng công suất 3.515kVA song phần lớn là máy cũ đã qua sử dụng, nên việc cấp điện chỉ đáp ứng được 50% nhu cầu tiêu dùng. Do phải cấp điện luân phiên cho hai xã An Vĩnh và An Hải nên mặc dù tỷ lệ được cấp điện cao (97-98%) nhưng điện năng tiêu thụ đầu người năm 2006 rất thấp chỉ khoảng 58kWh/người. Giá bán điện bình quân năm 2006 là 715,8đồng /kWh. Từ năm 1998 đến 2002, Chính phủ giao cho EVN mà trực tiếp là Công ty Ðiện lực 2 (PC2) đầu tư xây dựng hệ thống điện trên huyện đảo Phú Quý và Phú Quốc.
Giá thành điện sản xuất, phân phối tăng nhanh hằng năm do giá nhiên liệu tăng nhưng giá bán Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời để sản xuất Hydro Trang 2 trong điều kiện Việt Nam GVHD: GS_TS. Lê Chí Hiệp Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM LUẬN VĂN CAO HỌC Phòng Đào tạo Sau đại học- Bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh Cao Minh Thiện điện cho các hộ lại bằng giá điện bán cho các hộ dân trên đất liền. Vì vậy, hằng năm PC 2 đều phải bù lỗ cho cung cấp điện ở đảo Phú Quý: năm 2003 là 8 tỷ đồng; năm 2004 là 10,3 tỷ đồng; năm 2005 là 11,2 tỷ đồng và năm 2006 là 15,8 tỷ đồng. Tại đảo Phú Quốc, PC2 cũng thực hiện bán điện trực tiếp đến hộ dân với giá điện bằng 50% giá bán điện thực hiện trước năm 2002.
Năm 2003-2005, PC 2 bù lỗ 50 tỷ đồng. Riêng năm 2006, bù lỗ hơn 45 tỷ đồng. Theo đánh giá của EVN, hiện trạng nguồn và lưới điện tại các huyện đảo đều cũ nát, manh mún và không đáp ứng được nhu cầu cung cấp điện. Giá bán điện cho các hộ dân do UBND địa phương quản lý cao hơn giá bán điện bậc thang của Chính phủ quy định, mặc dù địa phương đã phải bù lỗ 50% giá thành.
Ðối với các huyện đảo mà giá bán điện do ngành điện quản lý và kinh doanh thì tình trạng bù lỗ giá điện là quá lớn, vì vậy, sẽ không cân đối được tài chính khi cổ phần hóa các công ty điện lực. Sự phát triển kinh tế-xã hội của các huyện đảo đều nhằm mục đích nâng cao đời sống tinh thần vật chất và bảo đảm an ninh quốc phòng, trong khi, các huyện đảo đều xa đất liền không có khả năng nối lưới (trừ huyện đảo Phú Quốc), vì vậy vấn đề cung cấp điện cho các huyện đảo thật sự là vấn đề cần được nghiên cứu giải quyết, trước khi EVN tiến hành cổ phần hóa các công ty điện lực 1, 2 và 3 theo Quyết định của Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công Thương). Đối với huyện đảo Trường Sa, hiện tại 100% các điểm đóng quân của các đơn vị bộ đội và các hộ dân sinh sống tại huyện đảo Trường Sa (tỉnh Khánh Hòa) đã được sử dụng hệ thống điện chiếu sáng, đảm bảo có điện liên tục 24/24 giờ trong ngày. Toàn địa bàn huyện cũng đã được phủ sóng truyền hình, điện thoại.
Điều đặc biệt là toàn bộ năng lượng được sử dụng tại huyện đảo đều là năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Như vậy đến thời điểm này, Trường Sa là huyện đầu tiên trong cả nước sử dụng nguồn năng lượng sạch. Kết quả nêu trên có được là nhờ từ năm 2008, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam đã tài trợ vốn để xây dựng hệ thống năng lượng tái tạo và chiếu sáng Trường Sa. Hệ thống năng lượng gió và năng lượng mặt trời hiện đã hoàn thiện.
Nguồn điện ổn định đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong công tác tập luyện, sẵn sàng chiến đấu bảo vệ biển đảo và thúc đẩy phát triển sản xuất của các hộ đang sinh sống tại đây. Chỉ tính trong năm 2010 và quý 1/2011, xã Song Tử đạt trên 216 triệu đồng tổng giá trị sản xuất, xã Trường Sa đạt gần 380 triệu đồng. Kết hợp với âu tàu có sức chứa hàng chục tàu cá công suất lớn, trong tương lai gần huyện đảo Trường Sa sẽ mở ra nhiều dịch vụ tiện ích khác như thu mua, chế biến hải sản tại chỗ, sản xuất nước đá. Tại huyện đảo đã tổ chức nuôi trồng hải sản, thu mua hải sản, cung cấp nước ngọt, dầu diezzel, thực phẩm, lương thực, sửa chữa máy tàu.
với giá bán và thu mua bằng giá trong đất liền. Thực trạng cung cấp điện tại huyện đảo Phú Quốc Hiện tại toàn huyện đảo Phú Quốc chỉ được cấp nguồn bằng các tổ máy Diesel công suất khá nhỏ chỉ khoảng từ dưới 1MW đến trên 2MW, Nhà máy điện diesel Phú Quốc do Công ty điện lực 2 (PC2) quản lý, vận hành, được xây dựng trên diện tích khoảng 7,69ha tại xã Cửa Dương, huyện Phú Quốc, tỉnh Kiên Giang đã đưa vào vận hành từ tháng 7 năm 2004, gồm các tổ máy như sau: Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời để sản xuất Hydro Trang 3 trong điều kiện Việt Nam GVHD: GS_TS. Lê Chí Hiệp Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM LUẬN VĂN CAO HỌC Phòng Đào tạo Sau đại học- Bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh Cao Minh Thiện Bảng 1. Tổng hợp các nguồn Diesel hiện hữu của Phú Quốc (nguồn: EVN) Công suất thiết kế Công suất khả dụng Loại máy (kW) (kW) DG 800 800 700 DG 800 800 700 CAT 3580-G1 800 720 CAT 3512-G2 1.320 Hiện tại công suất nguồn cấp không đáp ứng được nhu cầu phụ tải, vì vậy toàn bộ các hộ tiêu thụ chính như các nhà hàng, khách sạn và các cơ sở sản xuất thường bị cắt điện vào giờ cao điểm.
Để đảm bản sản xuất kinh doanh, các cơ sở sản xuất và nhà hàng thường trang bị thêm máy phát Diesel để tự cấp điện vào các giờ cao điểm. Với điều kiện cấp điện hiện tại sẽ dẫn đến các ảnh hưởng tiêu cực đến phát triển kinh tế xã hội, như sau: − Ảnh hưởng lớn đến tình hình kinh doanh, − Khả năng thu hút khách du lịch do tâm lý e ngại về điều kiện sinh hoạt, − Không thu hút được các nhà đầu tư, − Chất lượng cuộc sống người dân không cao. Nhìn chung Phú Quốc đang trong tình trạng thiếu hụt công suất rất trầm trọng, cần phải có chính sách đặc biệt để phát triển nhanh chóng nguồn điện cho huyện đảo đáp ứng nhu cầu điện thúc đẩy kinh tế xã hội huyện đảo. Mục đích của đề tài luận văn Với thực trạng cung cấp điện như trên, việc đảm bảo nguồn điện cung cấp 24/24h tại các cơ quan, đặc biệt là bệnh viện tại huyện đảo Phú Quốc đang là vấn đề khó khăn và cấp bách.
Hiện tại, nhằm đảm bảo điện năng cung cấp cho bệnh viện của huyện đạt 24/24h, bệnh viện phải trang bị các máy phát deiezel để vận hành cung cấp điện trong trường hợp mất điện. Với thực trạng đó, việc xem xét nghiên cứu mô hình cung cấp điện năng linh hoạt và đảm bảo 24/24h cho bệnh viện nhằm đảm bảo an toàn cho bệnh nhân là vấn đề cần thiết và cần được nghiên cứu. Bên cạnh nguồn điện gió, năng lượng mặt trời, thì một dạng năng lượng sạch khác là năng lượng Hydro cũng được xem là nguồn năng lượng mang tính khả thi. Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời để sản xuất Hydro Trang 4 trong điều kiện Việt Nam GVHD: GS_TS.
Lê Chí Hiệp Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM LUẬN VĂN CAO HỌC Phòng Đào tạo Sau đại học- Bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh Cao Minh Thiện Với mục đích đó, việc xây dựng mô hình mang tính khả thi và có thể áp dụng để cung cấp năng lượng độc lập cho các địa phương vùng xâu vùng xa, hải đảo; mô hình sản xuất Hydro kết hợp với nguồn năng lượng điện mặt trời sẽ được xem xét lựa chọn và mang tính khả thi trong tương lai nhằm đảm bảo cung cấp năng lượng điện 24/24h để phục vụ cho nhu cầu y tế, sản xuất, chiến đấu của bộ đội và nâng cao chất lượng đời sống của nhân dân tại huyện đảo Phú Quốc nói riêng, các vùng sâu vùng xa của Việt nam nói chung.
