Xác định hệ số phát thải cho hệ thống điện Việt Nam năm 2008

- Hà Thị Hẹn XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÁT THẢI CHO HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM NĂM 2008 Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Kỹ thuật môi trường NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS.
- Nguyễn Thị Ánh Tuyết Hà Nội – Năm 2010 LỜI CẢM ƠN Được sự đồng ý của Ban giám hiệu Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, tôi đã thực hiện nghiên cứu và hoàn thành luận văn thạc sỹ khoa học với đề tài: “Xác định hệ số phát thải cho hệ thống điện Việt Nan năm 2008”.
- Nguyễn Thị Ánh Tuyết – Giảng viên Viện Khoa học công nghệ và Môi trường – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luân văn.
- Trần Kỳ Phúc – Phó viện trưởng Viện Năng Lượng đã tạo điều kiện cho tôi được tiếp cận và hoàn thiện số liệu trong quá trình thực hiện luận văn.
- Đồng thời, tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Viện Đào Tạo Sau Đại Học, Viện Khoa học Công nghệ và Môi Trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi giúp tôi thực hiện luân văn.
- Xin trân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2010 Tác giả Hà Thị Hẹn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn: “Xác định hệ số phát thải cho hệ thống điện Việt Nan năm 2008” là công trình nghiên cứu của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở lý thuyết, kiến thức chuyên môn, nghiên cứu có tính kế thừa và chọn lọc các kết quả nghiên cứu đi trước.
- Hơn nữa, luận văn được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS.
- Nguyễn Thị Ánh Tuyết - Giảng viên Viện Khoa học Công nghệ và Môi trường - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội.
- Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này! Xác nhận của tác giả Hà Thị Hẹn DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BM : Biên xây dựng BOT : Xây dựng – Kinh doanh – Chuyển giao CERs : Chứng chỉ giảm phát thải CO2 : Cacbondioxide CH4 : Methan CARMA : Cơ quan quan trắc cacbon CM : Biên tổng hợp CFCs : Hydrofloruacarbon CDM : Cơ chế phát triển sạch DNA : Cơ quan thẩm quyền CDM quốc gia EVN : Tập đoàn Điện lực Việt Nam ET : Thương mại phát thải EIA : Cơ quan năng lượng Hoa Kỳ EB : Cơ quan CDM quốc tế IRR : Hệ số hoàn vốn nội bộ IPP : Nguồn phát điện độc lập JI : Cơ chế đồng thực hiện KNK :Khí nhà kính NĐ : Nhiệt điện N2O : Di notoxit OM : Biên hoạt động PDD : Văn kiện Thiết kế dự án PIN : Ý tưởng dự án PFCs : Hydrocarbon perflorua SF6 : Fluorua lưu huỳnh UNFCCC : Chương trình khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số lưu vực và nhà máy thủy điện lớn ở Việt Nam Bảng 1.2 Tiềm năng khai thác các nguồn năng lượng mới và tái tạo ở Việt Nam Bảng 1.3 Tăng trưởng công suất hàng năm giai đoạn Bảng 1.4 Phát triển đường dây và trạm biến áp giai đoạn Bảng 1.5 Tỷ lệ điện lưới nông thôn đến cuối năm 2008 Bảng 1.6 Nhu cầu điện trong quy hoạch điện VI Bảng 1.7 Nhu cầu than cho sản xuất điện đến năm 2025 Bảng 1.8 Danh mục phát triển nguồn theo Quy hoạch điện VI Bảng 1.9 Phát triển lưới điện giai đoạn đến 2025 theo Quy hoạch điện VI Bảng 1.10 Liên kết lưới điện Việt Nam với một số nước trong khu vực Bảng 2.1 Phát thải một số hồ thủy điện ở Braxin Bảng 2.2 Phát thải CO2 từ tiêu thụ năng lượng trên thế giới và Việt Nam Bảng 2.3 Phát thải CO2 trong sản xuất điện ở một số nước trên thế giới Bảng 2.4 Kiểm kê phát thải KNK quốc gia Bảng 2.5 Phát thải ở một số nhà máy thuộc hệ thống điện Việt Nam năm 2003 Bảng 2.6 Tiềm năng ấm toàn cầu của một số khí nhà kính Bảng 2.7 Mục tiêu giảm phát thải quy định trong phụ lục B Nghị định thư Kyoto Bảng 2.8 Các hoạt động dự án đã được EB cho đăng ký theo lĩnh vực Bảng 3.1 Hệ số phát thải CO2 của một số nhiên liệu Bảng 4.1 Sản lượng điện hệ thống điện Việt Nam năm Bảng 4.2 Tỷ lệ các nguồn chi phí thấp/phải vận hành trong hệ thống điện Việt Nam năm Bảng 4.3 Sản lượng điện, tiêu thụ nhiên liệu và phát thải năm Bảng 4.4 Tính toán hệ số phát thải BM năm 2008 Bảng 4.5 Hệ số phát thải của hệ thống điện Việt Nam năm 2008 Bảng 4.6 Tỷ lệ các nguồn chi phí thấp/phải vận hành trong hệ thống điện Việt Nam đến năm 2025 Bảng 4.7 Dự báo hệ số phát thải của hệ thống điện Việt Nam từ Bảng 5.1 Cường độ bức xạ mặt trời ở Việt Nam Bảng 5.2 Một số điểm khai thác điện gió tiềm năng ở Việt Nam Bảng 5.3 Một số vị trí tiềm năng cho sản xuất điện địa nhiệt ở Việt Nam Bảng 5.4 Tiềm năng thủy điện nhỏ hơn 10 MW ở Việt Nam Bảng 5.5 Tiềm năng sinh khối ở Việt Nam Bảng 5.6 Sản lượng điện và lượng giảm phát thải của các dự án thu khí bãi rác Bảng 5.7 Lượng giảm phát thải của các dự án năng lượng mới và tái tạo đã được DNA phê duyệt Bảng 5.8 Tính toán giảm phát thải của các nguồn năng lượng mới và tái tạo đến năm 2025 Bảng 5.9 Các thông số kinh tế trong dự án Phước Hiệp 1 Bảng 5.10 Chi phí của dự án sản xuất điện từ năng lượng mới và tái tạo Bảng 5.11 Tổng hợp kết quả phân tích kinh tế của các dự án DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống điện Việt Nam Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ nhà máy nhiệt điện than Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ nhà máy nhiệt điện khí Hình 1.4 Sơ đồ công nghệ nhà máy thủy điện Hình 1.5 Cụm tuabin điện gió tại Bình Thuận Hình 1.6 Cơ cấu sản xuất điện của Việt Nam năm 2008 Hình 1.7 Sản lượng điện Việt Nam giai đoạn Hình 1.8 Cơ cấu tiêu thụ điện theo lĩnh vực Hình 1.9 So sánh tiêu thụ năng lượng ở Việt Nam với thế giới đến năm 2004 Hình 1.10 Tiêu thụ điện bình quân đầu người ở Việt Nam và thế giới Hình 1.11 Tổn thất điện qua truyền tải và phân phối Hình 2.1 Phát thải CO2 của một số NMNĐ thuộc hệ thống điện Việt Nam Hình 2.2 Sơ đồ tổng quát hiện tượng hiệu ứng nhà kính Hình 2.3 Sự gia tăng nồng độ KNK trong khí quyển Hình 2.4 Thay đổi nhiệt độ, mực nước biển và tuyết bao phủ trên trái đất từ Hình 2.5 Các hoạt động dự án CDM được đăng ký theo nước chủ nhà Hình 2.6 Đường cơ sở phát thải và giảm phát thải dự án Hình 2.7 Lượng CERs cấp cho nước chủ nhà Hình 4.1 Dự báo thay đổi hệ số phát thải hệ thống điện Việt Nam đến năm 2025 Hình 5.1 Sơ đồ quá trình công nghệ của dự án thu hồi khí bãi rác 1MỞ ĐẦU Trong nhiều thập kỷ gần đây, khí hậu toàn cầu có nhiều thay đổi bất thường.
- Nhằm hạn chế tác động của nó nhiều cuộc họp liên quốc gia được thực hiện nhằm đưa ra các biện pháp ứng phó, chiến lược giảm nhẹ các tác động của biến đổi khí hậu.
- Nghị định thư Kyoto là một nghị định mang tầm quốc tế nằm trong Chương trình khung của Liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu với mục tiêu cắt giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính đến năm 2012 bằng mức năm 1990.
- Để đạt mục tiêu này Nghị định đưa ra ba cơ chế (Cơ chế đồng thực hiện, cơ chế phát triển sạch và thương mại phát thải) nhằm kiểm soát nồng độ các khí nhà kính CO2, CH4, N2O, SF6, CFCs và PFCs trong khí quyển.
- Trong cơ cấu phát thải khí nhà kính trên thế giới thì ngành năng lượng nói chung và ngành điện nói riêng đóng góp phần rất đáng kể.
- Hàng năm, ngành điện tiêu thụ một lượng rất lớn than đá, dầu mỏ và khí đốt cho hoạt động sản xuất và thải ra môi trương lượng khí nhà kính khổng lồ.
- Rất nhiều nghiên cứu đã và đang được tiến hành, áp dụng để giảm phát thải khí nhà kính trong hoạt động sản xuất điện năng cả trên thế giới và Việt Nam.
- Việt Nam ký Nghị định thư Kyoto ngày phê chuẩn ngày 25/9/2002 và đang rất tích cực cùng cộng đồng thế giới trong nỗ lực giảm phát thải khí nhà kính.
- Cơ chế phát triển sạch (CDM) là cơ chế tài chính được quy định trong Nghị định thư Kyoto.
- CDM cho phép các quốc gia phát triển với những mục tiêu giảm phát thải bắt buộc thực hiện các dự án giảm phát thải tại các quốc gia đang phát triển và qua đó thúc đẩy phát triển bền vững ở các nước đang phát triển.
- Các hoạt động theo CDM ở Việt Nam đã và đang được thúc đẩy mạnh mẽ.
- Ðối với riêng ngành Ðiện, với mục tiêu phát triển bền vững trên cơ sở bảo vệ môi trường sinh thái, ngành Ðiện có tiềm năng rất lớn trong triển khai các dự án CDM.
- Nhiều dự án CDM của Việt Nam được Ban chấp hành CDM quốc tế xác thực là những dự án sản xuất năng lượng như Nhà máy Điện gió Bình Thuận, Thủy điện Suối Tân, Thủy 2điện An Điềm II, Thủy điện Mường Sang.
- Các dự án này ngoài mang lại hiệu quả về kinh tế còn có ý nghĩa to lớn về xã hội và môi trường.
- Nhiều dự án trong ngành điện có thể triển khai áp dụng CDM như: cải tạo nâng cao hiệu suất các nhà máy nhiệt điện than cũ.
- ứng dụng công nghệ mới trong sản xuất điện.
- chuyển đổi nguyên nhiên liệu trong sản xuất điện.
- sản xuất điện từ các dạng năng lượng tái tạo.
- Mặc dù có tiềm năng lớn trong việc triển khai dự án CDM, nhưng hiện nay ngành điện lại gặp phải rất nhiều khó khăn trong triển khai hoạt động này.
- Nguyên nhân là do các chủ đầu tư còn thiếu thông tin, sự hiểu biết và quy trình thực hiện các dự án CDM.
- Với ngành điện, một trong những rào cản lớn nhất là thiếu đường cơ sở hay hệ số phát thải thống nhất cho lưới điện quốc gia do không có số liệu chính thức.
- Các tính toán chủ yếu dựa trên số liệu tổng sơ đồ quy hoạch phát triển điện lực quốc gia, không phải là số liệu thực tế.
- Hơn nữa, vì có nhiều hệ số phát thải khác nhau nên các cơ quan thẩm quyền gặp rất nhiều khó khăn khi thẩm định các dự án CDM ở Việt Nam.
- Do đó, vấn đề xây dựng một đường cơ sở phát thải hay hệ số phát thải thống nhất cho hệ thống điện Việt Nam là rất cần thiết.
- Xuất phát từ thực tiễn đó đề tài: “Xác định hệ số phát thải cho hệ thống điện Việt Nam năm 2008” được thực hiện.
- Trong khuôn khổ luận văn tác giả tiến hành tính toán hệ số phát thải CO2 cho hệ thống điện Việt Nam năm 2008.
- Đồng thời, tiến hành đánh giá tiềm năng CDM cho ngành điện Việt Nam.
- Đưa ra cái nhìn tổng quát về hiện trạng, chiến lược phát triển ngành điện Việt Nam trong tương lai.
- Đồng thời đưa ra những số liệu về phát thải khí nhà kính trong ngành điện và tác động của nó đến khí hậu toàn cầu.
- Hệ thống các nội dụng cơ bản về Nghị định thư Kyoto và cơ chế phát triển sạch.
- 3 Tìm hiểu phương pháp luận xây dựng đường cơ sở phát thải cho một hệ thống điện và tính toán đường cơ sở phát thải cho hệ thống điện Việt Nam năm 2008.
- Đánh giá tiềm năng thực hiện các dự án CDM trong ngành điện Việt Nam.
- Chương 1: Khái quát chung về ngành điện Việt Nam  Chương 2: Phát thải khí nhà kính trong ngành điện và cơ chế phát triển sạch  Chương 3: Phương pháp luận xây dựng đường cơ sở phát thải cho hệ thống điện Việt Nam  Chương 4: Tính toán đường cơ sở phát thải cho hệ thống điện Việt Nam năm 2008  Chương 5: Đánh giá tiềm năng CDM trong ngành điện Việt Nam 4CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ NGÀNH ĐIỆN VIỆT NAM 1.1.
- CÁC PHƯƠNG THỨC SẢN XUẤT ĐIỆN Ở VIỆT NAM Hệ thống điện Việt Nam gồm các nhà máy điện, lưới điện và đơn vị tiêu thụ điện liên kết với nhau thành một thể thống nhất để thực hiện các quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng trong lãnh thổ Việt Nam.
- Nhà máy điện là nơi tạo ra điện từ các dạng năng lượng khác nhau bao gồm nhà máy nhiệt điện (NMNĐ), nhà máy thủy điện, nhà máy điện hạt nhân, nhà máy điện từ các nguồn năng lượng tái tạo.
- Hiện tại, nhiệt điện và thủy điện là hai nguồn sản xuất điện chính trong hệ thống điện quốc gia.
- Nhà máy điện nguyên tử sẽ được xây dựng ở Ninh Thuận và vận hành năm 2020.
- Các nguồn năng lượng tái tạo tuy có tiềm năng lớn nhưng lại chưa được khai thác hiệu quả.
- Lưới điện thực hiện việc truyền tải và phân phối điện từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, bao gồm lưới hệ thống, lưới truyền tải và lưới phân phối.
- Các đơn vị tiêu thụ điện.
- Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống điện Việt Nam Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) chiếm hơn 70% tổng sản lượng điện sản xuất, độc quyền trong truyền tải và thị phần phân phối điện.
- Nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) có các dạng là nhiệt điện chạy than, nhiệt điện chạy dầu và khí.
- Truyền tải - Trung thế - Cao thế - Hạ thế Tiêu thụ - Công nghiệp - Nông nghiệp - Sinh hoạt… Nhà máy sản xuất điện - Nhiệt điện - Thủy điện - Khác 5a.
- Nhiệt điện than: Miền Bắc nước ta có vị trí thuận lợi cùng với trữ lượng than lớn tại Quảng Ninh nên đã xây dựng các nhà máy nhiệt điện chạy than lớn gồm: nhà máy nhiệt điện Phả Lại (1040 MW), Uông Bí (300 MW) và Ninh Bình (300 MW).
- Ngoài ra, hiện nay nhiều dự án nhiệt điện chạy than với công suất lớn đang được khởi công xây dựng và dự kiến sẽ đưa vào vận hành đến 2010.
- Mặc dù chi phí nhiên liệu chạy than cao hơn thủy điện, nhưng xét về tính ổn định nhiệt điện chạy than vẫn được lựa chọn.
- Tuy nhiên với nhu cầu than cho sản xuất điện ngày càng tăng, dự kiến nhu cầu than vào năm 2020 sẽ tăng gấp 7 lần so với năm 2008.
- Do đó, trong tương lai nước ta sẽ phải nhập khẩu than cho sản xuất điện.
- Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ nhà máy nhiệt điện than [55] Công nghệ đốt than ở nước ta là đốt than phun với hai kiểu vòi phun xoáy và vòi phun dẹt kết cấu đơn giản, không tạo được sự xáo trộn tốt giữa bột than và không khí, do đó không phù hợp với than antraxit Việt Nam.
- Hơn nữa, vấn đề đóng xỉ buồng đốt, công nghệ lò hơi lạc hậu, các lò hơi có số lượng vòi phun ít gây khó khăn cho vận hành.
- Do những thực trạng công nghệ đó nên hầu hết các tổ máy của 3 NMNĐ lớn miền Bắc là Phả Laị 1, Uông Bí và Ninh Bình không đạt các thông số hơi ban đầu và suất tiêu hao nhiên liệu theo thiết kế.
- Nhiệt điện dầu và khí Nước ta có nhiều nhà máy nhiệt điện khí lớn như nhiệt điện khí Phú Mỹ 1, Phú Mỹ 2.2, Bà Rịa… một số NMNĐ dầu như Bà Rịa, Thủ Đức, Cần Thơ, Hiệp Phước.
- Nhiều NMNĐ khí mới đi vào vận hành như Cà Mau 1 công suất 750 MW Cà Mau 2 công suất 750 MW (06/2008) và nhà máy điện khí Nhơn Trạch 1 có tổng công suất 462,8 MW.
- Trong tương lai nhiều NMNĐ lớn của sẽ được xây dựng ở miền Nam như NMNĐ Ô Môn I, II, III, IV với tổng công suất thiết kế là 2800MW đang được xây dựng dự kiến sẽ đi vào hoạt động năm 2011.
- Hình 1.3: Sơ đồ công nghệ nhà máy nhiệt điện khí [56] Các nhà máy tuabin khí chu trình hỗn hợp đều áp dụng công nghệ mới nhất hiện nay.
- Tuy nhiên, hiệu suất phát điện của một số nhà máy vẫn chưa đạt theo thiết kế.
- Thủy điện Việt Nam là một quốc gia được thiên nhiên ưu đãi có hệ thống sông ngòi phong phú, đa dạng trải khắp chiều dài đất nước nên rất thuận lợi cho việc phát triển thủy điện.
- Nguyên lý hoạt động của nhà máy thủy điện là do thế năng của dòng nước làm quay tuabin của máy phát điện.
- Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ nhà máy thủy điện [57] Với điều kiện nước ta trong thời gian qua các đập thủy điện cơ bản được xây dựng phù hợp với điều kiện địa phương và đất nước vì chi phí thấp, không yêu cầu công nghệ cao.
- Về công nghệ, thiết bị lắp đặt tại các nhà máy thủy điện Hòa Bình, Thác Bà, Trị An, Ialy do Liên Xô cũ cung cấp, còn lại được nhập từ các nước phát triển khác như Pháp, Nhật, Thụy Điển… Tuy nhiên, trong quá trình vận hành nhiều nhà máy vẫn gặp những trục trặc.
- Tiềm năng về thủy điện trên tất cả các hệ thống sông của Việt Nam khoảng 123 tỉ kWh/năm tương đương với khoảng 31.000 MW [18].
- Hiện nay, các công trình thuỷ điện mới khai thác được 5257 MW, chiếm 33,4% tổng công suất lắp đặt của toàn hệ thống điện quốc gia (15.763 MW) và mới khai thác được 17% tiềm năng thủy điện [32].
- Tuabin Ống dẫn chịu áp Cổng điều chỉnh Dòng vào Dòng ra Hồ chứaĐậpMáy phátđiệnMáy biến ápNhà điều hành Lưới điện 8Bảng 1.1: Một số lưu vực và nhà máy thủy điện lớn ở Việt Nam Stt Tên lưu vực Tên nhà máy Số tổ máy Công suất lắp đặt (MW) Năm vận hành 1 Sông Đa Nhim Đa Nhim Sông Chảy Thác Bà Sông Đồng Nai Trị An Sông Đà Hòa Bình Sông Bé Thác Mơ Sông La Ngà Hàm Thuận Sông La Ngà Đa Mi Sông Sêsan Yaly Vụ Gia – Thu Bồn A Vương Sông Đồng Nai Đại Ninh Sông Gâm Tuyên Quang Theo quy hoạch phát triển điện lực Việt Nam giai đoạn tầm nhìn đến 2025, tổng công suất lắp máy thủy điện trên các sông ở nước ta khoảng 23.100 MW, chiếm khoảng 27,14% công suất lắp đặt của cả nước.
- Nhà máy điện hạt nhân Nhà máy điện hạt nhân là một nhà máy tạo ra điện năng ở quy mô công nghiệp, sử dụng năng lượng thu được từ phản ứng hạt nhân tạo ra điện.
- Ở Việt Nam hiện đang triển khai dự án xây dựng nhà máy điện nguyên tử tại Ninh Thuận với công suất 2000 MW, dự kiến đi vào hoạt động năm 2020.
- Nhà máy điện từ nguồn năng lượng mới và tái tạo Các dạng năng lượng mới và tái tạo ở nước ta được đánh giá là phong phú nhưng cho đến nay nguồn năng lượng này lại chưa được khai thác hiệu quả.
- Theo số liệu tổng hợp của Viện năng lượng, sản xuất điện từ nguồn năng lượng mới và tái tạo hiện chỉ chiếm 2,5% trong tổng công suất phát điện của cả nước [26].

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt