Wednesday, October 5, 2011

Thủy điện

Trong quá trình điện khí hóa, VN tập trung xây dựng nhiều nhà máy thủy điện vừa và nhỏ ở miền Trung và Tây nguyên nhưng thực tế cho thấy không những không hiệu quả mà tác hại của việc xả lũ bừa bãi đã gây thêm nhiều tác hại to lớn. Hầu hết các nước phát triển đã chấm dứt việc xây dựng nhiều nhà máy thủy điện sau khi họ nhận thức được tai hại của thủy điện đối với môi trường, rõ ràng như dòng sông Colrado khi đổ ra vịnh Mexico. Việc xây dựng nhiều nhà máy thủy điện vừa và nhỏ ở miền Trung và Tây nguyên cũng tạo ra dư luận cho rằng không chỉ khai thác thủy điện mà còn vét sạch gỗ quý trên rừng; chưa kể là thủy điện không giải quyết được tình trạng thiếu điện mà tạo ra nhiều nan đề khác cho tự nhiên, xã hội, môi sinh.
http://www.oregon.gov/OWRD/images/owyhee_dam200.jpgThủy điện
1 Dẫn nhập: Nước luôn luôn di chuyển trong một vòng tuần hoàn toàn cầu. Nuớc bốc hơi từ sông hồ và biển, tạo thành mây, đất lại thẩm thấu nước mưa hoặc tuyết để trở thành nước ngầm hoặc rơi về sông hồ, sông hồ lại chảy ra biển. Người ta có thể "khai thác" sức mạnh dòng chảy của nước và chuyển động năng và thế năng của dòng chảy thành điện năng. Dạng chuyển đổi năng lượng này được gọi là thủy điện.

http://3.bp.blogspot.com/_DxtdQklBKwc/SZf1wj171jI/AAAAAAAAAA4/shKuAPVNzwM/s320/Hydroelectric_dam.pngViệc khai thác sức nước bắt đầu từ 2000 năm trước khi người Hy Lạp cổ đại sử dụng các bánh xe nước để xay giã gạo. Cho đến gần 100 năm trở lại đây, thủy điện đã liên tục sản xuất điện cho các ngành công nghiệp và nông nghiệp và người tiêu dùng. Ngày nay thủy điện đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng thứ nhì sau năng lượng hóa thạch (dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên), chiếm gần 1/5 tổng lượng điện năng sản xuất trên toàn cầu [i]. Cho đến năm 1999, theo thống kê của Cơ Quan Năng Lượng quốc tế, năm nước dẫn đầu về khai thác thủy điện là Hoa Kỳ (11%), Canada (9%), Trung Quốc (9%), Brazil (8%), và Nga (6%)[ii].

http://www.usbr.gov/pmts/hydraulics_lab/history/Rhone/fig03b.jpgVề mặt kỹ thuật, thủy năng được xem là dạng năng lượng sạch và tái tạo là do các yếu tố sau:

Gilboa Dam

- Thủy điện hầu như không thải ra các khí, hóa chất độc hại như Nitơ, Sulfur oxides và khí nhà kính[iii].

Tioga Hammond Dam- Thủy điện có tầm hoạt động rất rộng, chỉ cần có một lượng mưa nhất định và dòng chảy ổn định của sông ngòi.

Siegrist Dam- Với khả năng quản lý hợp lý và thời tiết tương đối ổn định, thủy điện không bao giờ bị cạn kiệt hoặc làm cạn kiệt nguồn tài nguyên.

Tioga Hammond Dam- Các trạm thủy điện nhỏ và cực nhỏ có thể đáp ứng được nhu cầu điện năng tại vùng sâu vùng xa với mức tác động lên môi trường nhỏ nhất.

Về mặt kinh tế xã hội, thủy điện ngày càng phổ biến vì:

- Thủy năng là nguồn năng lượng độc lập, luôn rất dồi dào và đáng tin cậy

- Công nghệ thủy điện đã phát triển ổn định, với mức giá cả phải chăng và lợi tức đã được xác định rõ (costs and benefits).

- Các nhà máy thủy điện nằm trong số nhà máy năng lượng có hiệu suất cao nhất, với tuổi thọ có thể lên đến hơn 100 năm.

- Thủy điện có thể đáp ứng nhanh chóng (hầu như tức thời) với sự thay đổi nhu cầu về điện[iv].

- Ngoài khả năng sản xuất điện, thủy năng còn có vai trò quan trọng trong việc quản lý nguồn nước, kiểm soát lũ lụt, và các dạng giải trí du lịch (thác nước)...

Tuy nhiên, mặt bất lợi của các đập thủy điện cỡ vừa và lớn là chúng gây ra một số các thay đổi lớn về môi sinh và các tác động về môi trường sinh thái.

2. Phân tích

2.1. Khái niệm

a) Lượng nước trên toàn cầu và tiềm năng thủy điện

Việc đánh giá tiềm năng thủy điện dựa trên sự hiểu biết về vòng tuần hoàn nước (hình 7.1).

http://www.water.ca.gov/fishpassage/images/daguerre.jpg

Trên toàn bề mặt Trái Đất, tổng lượng nước hấp thụ bằng lượng nước quay trở lại khí quyển thông qua quá trình bốc hơi. Trên đất liền, lượng hấp thu vượt quá lượng nước bốc hơi. Tuy nhiên sự chênh lệch này được bù trừ bởi lượng nước sông (và nước ngầm) đổ lại ra biển. Ngoài đại dương, quá trình ngược lại diễn ra. Tiềm năng thủy điện được đánh giá dựa theo khối lượng và độ dài quãng đường chảy của nước sông (nước ngầm) ra biển.

Tuy nhiên, một điểm cần chú ý là các quá trình hấp thu, bốc hơi và nước sông đổ ra biển (runoff) không được phân bố đồng đều trên các lục địa khác nhau. Ví dụ như giá trị trung bình của độ hấp thu, bốc hơi và nước sông đổ ra biển tại Nam Mỹ lớn gấp hai lần các lục địa còn lại, hoặc Châu Á là lục địa có các tổng lượng nước sông đổ ra biển lớn nhất.

Tiềm năng năng lượng thủy điện được đánh giá dựa vào khối lượng nước sông đổ ra biển, khoảng cách và độ cao trước khi chúng đổ ra biển. Chính do tổng lượng nước sông đổ ra biển không được phân bố đồng đều trên các lục địa, việc tính toán giá trị lý thuyết tiềm năng thủy điện dựa vào giá trị trung bình của độ cao địa hình dẫn đến sai số lớn. Sự dao động theo mùa của lượng nước sông đổ ra biển cũng tác động đến tiềm năng lý thuyết.

http://www.unendlich-viel-energie.de/typo3temp/pics/Hydropower_c0c05331ca.jpgGiá trị ước tính tiềm năng trên thế giới dao động trong khoảng 36.000-44.000 TWh. Tuy nhiên giá trị này lớn hơn rất nhiều so với khả năng khai thác lý thuyết theo các tính toán kỹ thuật, và giá trị thật sự của tiềm năng còn nhỏ hơn nhiều lần. Sự bất ổn về tiềm năng kinh tế tăng lên cao khi tính đến các yếu tố như hạn chế về địa chất và các yếu tố về môi trường và môi sinh.

Do đó, tuy rằng với nguyên lý kỹ thuật tương đối đơn giản, thủy điện đôi lúc là một nguồn tài nguyên tương đối rất khó tiên đoán. Việc đánh giá tiềm năng thủy điện ngày càng đòi hỏi yêu cầu một loạt các khảo sát chi tiết. Đây là một vấn đề mà các nước đang phát triển cần chú trọng hơn khi đánh giá phân tích trong kế hoạch từ ngắn hạn đến dài hạn.

http://32549780.nhd.weebly.com/uploads/3/5/7/2/3572515/5054477.gif?316Theo thống kê của World Energy Council (WEC) vào năm 2001, thủy điện cung cấp 19% (~2.650 TWh/năm) sản lượng điện toàn cầu. Theo tính toán của WEC và các dữ liệu khác, tiềm năng thủy điện có tính khả thi kỹ thuật đạt đến 14.400 TWh/năm, trong đó 8.000 TWh/năm được xem là hoàn toàn có khả năng khai triển mang lại lợi tức kinh tế. Cũng theo số liệu năm 2001 thì tổng công suất lắp đặt thủy điện toàn cầu là 692 GW và các dự án đang khai triển đạt công suất lắp đặt 100 GW. Vậy là so với con số thống kê năm 2001, tiềm năng khả thi kinh tế của thủy điện có thể còn được khai triển là 5.400 TWh, tức là tương ứng với mức công suất lắp đặt cần thiết là 1.400 GW (tương ứng với khoảng 20 ngàn nhà máy thủy điện công suất từ 50-100 MW), đòi hỏi một vốn đầu tư là 1.500 tỷ USD.

b) Nguyên lý

Nguyên lý đơn giản nhất của tất cả các dạng thủy điện từ lớn đến nhỏ là như sau (Hình 7.2):

http://www.farm-energy.ca/IReF/uploads/images/Hydraulic/Understanding%20Hydroelectric%20facilities.JPG

- Dưới tác dụng của trọng lực, nước đổ từ trên cao xuống thấp (thế năng) sẽ làm quay các lưỡi turbin

- Các lưỡi turbin này được kết nối với một bộ máy phát điện

- Điện tạo ra từ các turbin quay được đưa qua trạm biến thế và kết nối vào mạng luới phân phối điện.
http://www.efluids.com/efluids/gallery/gallery_images/hydraulic_jump2.jpg

2.2. Các đập thủy điện

http://www.cbsnews.com/htdocs/energy/renewable/images/hydro_power.gifCác đập thủy điện được xây dựng thông thường có 2 mục đích: (i) nâng mực nước, từ đó tạo năng thế năng cần thiết cho đầu thủy lựchoặc (ii) dự trữ lượng nước cần thiết để bù đắp cho sự bất ổn của lưu lượng các dòng chảy hay các thay đổi thất thường về nhu cầu điện. Mức độ quan trọng của hai mục đích nói trên thay đổi tùy theo địa điểm. Một số loại đập thủy điện gần như không có hồ trữ.

Có ba dạng trạm thủy điện chính: dạng sử dụng hồ trữ, dạng đổi hướng dòng chảy, và dạng đập bơm (Hình 7.3). Một số nhà máy đòi hỏi phải có đập chắn, một số dạng khác thì không. Mặt khác, rất nhiều đập chắn ban đầu được xây dựng cho mục đích khác, sau đó thì mới được tận dụng cho cơ sở thủy điện[v].

Đánh giá về công suất, thủy điện cỡ lớn có tầm công suất trên 30 MW, thủy điện cỡ nhỏ có tầm công suất từ 100 kW đến 30 MW và vi thủy điện cỡ có tầm công suất dưới 100 kW[vi].

http://www.wikiwak.com/image/Ohakuri+Dam+Blue+Penstocks.jpg

Sau đây là các dạng nhà máy thủy điện phổ biến:

Impoundment hydropower (thủy điện đập chứa): sử dụng đập để chứa nước. Đây là dạng đập thủy điện phổ biến nhất trong các mô hình thủy điện lớn (công suất ~ 30 MW). Nước sông được dự trữ trong bể chứa lớn. Nước có thể được tháo thoát hoặc để đáp ứng nhu cầu điện hoặc để ổn định mực nước trong bể. Khi được tháo chảy qua đập, dòng chảy sẽ làm quay turbin, kích hoạt máy phát điện và sản xuất điện năng. Dạng thủy điện này không nhất thiết phải có các đập nước lớn. Nước có thể được thoát qua các kênh đào thông với sông qua các turbin.
http://www1.eere.energy.gov/windandhydro/images/illust_howworks.jpg
Diversion: dạng thủy điện này rẽ nhánh dòng chảy của sông vào một kênh đào hoặc ống dẫn. Thủy điện dạng này có thể không cần sử dụng đập chứa.
http://www1.eere.energy.gov/windandhydro/images/illust_microhydropower.jpg
http://richard-rowland-perkins.com/wp-content/uploads/2009/01/pumpedstorage.gif
Pumped storage (thủy điện đập bơm): bơm nước từ bể thấp lên bể cao trong giờ thấp điểm. Dạng đập thủy điện này được thiết kế để giải quyết nhu cầu cung cấp điện trong giờ cao điểm. Nguồn điện năng dự trữ như sau: trong giờ thấp điểm, thủy năng được dự trữ bằng cách bơm nước từ bể chứa thấp lên bể chứa cao (sử dụng điện năng dư thừa), trong giờ cao điểm, nước được thoát qua đập để quay turbin, từ đó sản xuất điện. Các đập dạng này, ngoài chức năng thông thường của một đập thủy điện, còn có khả năng hoạt động như máy bơm nước phục vụ tưới tiêu hoặc đáp ứng nhu cầu tiêu thụ nước thông thường. Dạng thủy điện này ngày càng trở nên phổ biến do khả năng thích ứng cao, giảm chi phí vận hành và tăng hiệu suất hoạt động của nhà máy. http://www.tepco.co.jp/en/challenge/energy/images/16-06.jpg

http://www.energypartner.kz/En/re3_clip_image002_0002.jpg

Ngoài chức năng trữ nước để sử dụng cho việc sản xuất điện, các đập thủy điện còn có thể phục vụ cho các mục đích khác như cung cấp nước ngọt tiêu dùng và các hoạt động trong công nghiệp, hỗ trợ công tác tưới tiêu, góp phần kiểm soát lũ lụt, và khai triển một số các hoạt động du lịch, giải trí.

7.2.3. Turbin thủy lực

Turbin thủy lực là bộ phận mấu chốt trong quá trình chuyển thế năng của nước hoặc động năng của dòng chảy sang cơ năng của trục quay. Các turbin hiện đại được chia thành hai dạng chính: turbin đẩy (impulse) và turbin phản kích (reaction) (hình 7.4). Việc lựa chọn loại turbin cho một dự án thủy điện phụ thuộc chính yếu vào độ cao của cột nước tĩnh (standing water), hay còn gọi là “head”, và dựa vào tính chất dòng chảy (mật độ đối lưu) tại khu vực khảo sát. Các yếu tố quyết định khác bao gồm turbin cần đặt ở vị trí sâu bao nhiêu, hiệu suất và giá thành.

http://www.tpub.com/fireman/14104_files/image067.jpg
a) Turbin đẩy (Impulse Turbin)

Turbin xung lực thông thường sử dụng trực tiếp vận tốc của dòng chảy để kéo runner và xả ra thành áp suất không khí. Dòng chảy chạm vào mỗi lưỡi quay của runner. Không có suction ở phía dưới turbin, và dòng nước sẽ chảy ra khỏi phía dưới của turbin sau khi chạm runner. Turbin đẩy rất thích hợp với các mô hình ứng dụng cột nước cao-dòng chảy thấp (high head – low flow). Có 2 loại turbin đẩy phổ biến là Pelton và Cross-flow (hình 7.5)

http://www.leander-project.homecall.co.uk/Engines/Impulse.jpg

  • Pelton: một guồng quay pelton có một hoặc nhiều ống dẫn xả nước vào aearted space rồi chạm vào lưỡi quay cánh runner. Ống giảm lưu thường không cần lắp cho dạng turbin impulse vì runner cần được đặt trên mức tối đa của mực nước tailwater để cho phép turbin vận hành ở điều kiện áp suất khí quyển.
  • Cross-flow: Cross-flow turbin cho phép nước chảy qua lưỡi quay hai lần. Lần thứ nhất là lúc nước chảy từ ngoài vào lưỡi quạt và lần thứ hai là khi nước chảy từ lưỡi quạt thoát ra ngoài. Một van dẫn đặt ở đầu vào turbin sẽ chuyển dòng chảy đến một phần giới hạn của runner. Cross flow turbin được thiết kế để thích ứng với dòng chảy lưu lượng lớn và áp suất thấp hơn so với turbin dạng Pelton.
  • Stream Turbin

Reaction

b) Turbin phản lực (Reaction Turbin)

http://www.morriscanal.org/images/Power-House-B-small_03.gifTurbin phản lực tận dụng sự kết hợp của áp lực lẫn dòng chảy. Runner được đặt trực tiếp vào dòng chảy trên các cánh quạt thay vì để dòng nước chạm mỗi cánh quạt. Turbin phản lực thường được sử dụng ở những địa điểm có mực nước thấp và lưu lượng cao hơn so với turbin xung lực. Có ba loại turbin phản lực phổ biến: Chân vịt (propeller), Francis và Động lực (kinetic).

  • Turbin chân vịt thông thường có runner gồm ba đến sáu cánh quạt va chạm trực tiếp cùng lúc với dòng chảy.
  • Francis turbin có chín (hoặc hơn) van bơm cố định. Nước được dẫn vào ngay phía trên và xung quay runner và quay nó.
  • Turbin động lực, hay còn gọi là turbin dòng chảy tự do, sản xuất ra điện dựa vào động năng của dòng chảy thay vì thế năng của mức chênh lệch của nước. Hệ thống này có thể được vận hành ở các sông, các kênh rạch nhân tạo, nước triều hoặc các dòng chảy đại dương. Các hệ thống kinetic sử dụng dòng chảy tự nhiên của nguồn nước. Hệ thống này không đòi hỏi phải chuyển hướng dòng chảy thông qua các kênh đào nhân tạo, lòng sông hoặc ống dẫn, dù rằng nó có thể ứng dụng ở các điều kiện như vậy. Các hệ thống động lực không đòi hỏi các công trình xây dựng qui mô lớn.

http://www.apakrat.com/Door%20Ways/Images/260px-Water_turbine.jpgCán quay của turbin điều khiển máy phát điện, hay nói cách khác, chuyển cơ năng thành điện năng. Có ba loại máy phát điện thường được sử dụng trong các nhà máy thủy điện. Đối với các nhà máy thủy điện công suất thấp, máy phát điện có thể ở dạng dòng cảm ứng (alternating-current induction), đối với các nhà máy thủy điện công suất cao, dạng máy phát điện đồng thời thường được sử dụng.

Các hệ thống dẫn phát điện thông thường bao gồm các trạm biến thế (cao thế tại trạm phát-nguồn sản suất và hạ thế tại trạm thu-thị trường tiêu thụ điện).

http://richard-rowland-perkins.com/wp-content/uploads/2009/01/microhydro.jpg
7.3. Các tác động về môi trường và xã hội

7.3.1. Các tác động về môi trường

a) Thuận lợi

Như đã đề cập ở trên, thủy điện có rất nhiều mặt lợi thế trong các dạng năng lượng sản xuất điện khác, trong đó cần kể đến mức độ tin cậy cao, giá thành phải chăng và dễ dàng đáp ứng với sự thay đổi nhanh chóng về tiêu thụ điện. Do các tổ máy phát điện có thể vận hành hoặc ngưng lại một cách tương đối nhanh chóng và dễ dàng, thủy điện có thể tự điều chỉnh đáp ứng linh hoạt theo mức nhu cầu tải. Mặt khác, tại các nhà máy thủy điện, người ta còn có khả năng điều chỉnh lưu lượng nước cho phù hợp với nhu cầu tải theo từng ngày hoặc theo mùa.

http://3.bp.blogspot.com/_2bc78qjWZc8/R1d60OcFzdI/AAAAAAAAAKI/AOAYuSRnRcY/s400/hydropower.GIFMặt khác, các nhà máy thủy điện không thải các khí độc hại. Các nhà máy thủy điện chỉ thải ra một lượng rất nhỏ các khí CO2 và mêtan (chủ yếu từ các hồ trữ), và không thải ra các chất khí độc hại khác như SO2, NO­2 và các khí ô nhiễm bắt nguồn từ việc đốt nhiên liệu như ở các nhà máy nhiệt điện.

http://www.winthropsolutions.biz/assets/images/Dam.jpgHồ trữ nước còn có thể được sử dụng như một phương tiện cung cấp nước, kiểm soát lũ lụt. Tại khu vực các nhà máy thủy điện, có rất nhiều cơ hội để phát triển các sinh hoạt giải trí ngoài trời. Các hồ trữ tạo các khu vực cho các hoạt động như chèo thuyền, câu cá, trượt nước và bơi. Khu vực hạ lưu có thể tạo điều kiện cho các hoạt động giải trí liên quan đến dòng chảy như câu cá, chèo thuyền, trượt nước (water rafting)... Khu vực đất đai xung quanh nhà máy thủy điện có thể tạo ra rất nhiều nguồn lợi, ví dụ như các hoạt động cắm trại, pinic, leo đồi, cũng như các hoạt động văn hóa và giáo dục khác.

b) Bất lợi

Tuy rằng thủy điện được xem là nguồn năng lượng sạch và tái tạo, việc phát triển các nhà máy thủy điện có thể gây ra các tác động lớn về môi trường. Sau đây là một số ví dụ thường gặp:

- Việc xây dựng các hồ trữ làm thay đổi cảnh quan thiên nhiên

- Việc thay đổi dòng chảy của sông dẫn tới sự thay đổi môi trường sống của cá

- Các đập thủy điện gây ra sự đứt đoạn đường di trú của các loài cá khác nhau (như cá hồi sông Mê Kông – Xem Mekong Commission)

- Làm chết hoặc bị thương các loài cá trên đường di chuyển của chúng qua turbin

- Các đập thủy điện có thể gây thay đổi lớn trong chất lượng và khối lượng của nguồn nước uống và sinh hoạt

- Thủy điện gây ra đoạn sông chết từ sau đập đến nhà máy và gây các ảnh hưởng khác ở hạ lưu

Một số tài liệu gần đây cho biết thủy điện vẫn có khả năng sinh khí nhà kính, đặc biệt là mê tan[vii]. Việc sinh khí mê tan là do các thực vật, tảo lắng trong các bể chứa, phân rã trong môi trường yếm khí dưới lòng hồ. Khí mê tan được thải vào khí quyển khi nước được xả ra từ các bể chứa và quay các turbin. Theo báo cáo của World Comission on Dams (WCD), ở những hồ trữ được xem là vượt quá công suất vận hành của đập (dưới 100 W/m2) và không có việc nạo vét lòng hồ một cách tích cực, lượng khí nhà kính thải ra từ đập thủy điện có thể ngang bằng với lượng khí thải từ các nhà máy điện nhiên liệu hóa thạch có cùng công suất.

Các nhà môi trường trong thời gian gần đây đã nhấn mạnh về các mối lo ngại của họ về việc các đập thủy điện cỡ lớn có thể gây phân đoạn hệ thống sinh thái của môi trường xung quanh. Các nghiên cứu cho thấy các đập thủy điện dọc theo bờ Thái Bình Dương và Đại Tây Dương ở Bắc Mỹ là nguyên nhân của sự sụt giảm lượng cá hồi do đường di chuyển lên môi trường sinh sản ở thượng nguồn bị chặn đứt bởi các turbin, dù rằng các đường dẫn cá (fish-ladder) đã được thiết lập tại hầu hết các đập này. Cá hồi con cũng là nạn nhân của các turbin thủy điện trên đường di chuyển của chúng về hạ lưu. Chính vì những lý do này mà hiện nay người ta đang cố gắng tập trung vào các nghiên cứu thiết kế turbin và nhà máy thủy điện có khả năng giảm thiểu các ảnh hưởng tiêu cực lên môi trường.

Như vậy rõ ràng rằng, việc xây dựng các đập thủy điện lớn ở thượng nguồn có thể gây xáo động rất lớn về quần thể sinh thái, cảnh quan, tác động lớn đến ngành đánh cá và tưới tiêu nông nghiệp. Trước nhất, nước sông chảy qua turbin chứa rất ít phù sa, từ đó có khả năng gây ra hiện tượng sục sạch bùn ở lòng sông và gây ra lở bờ ở phía hạ lưu. Thứ hai, do turbin thường được đóng mở một cách gián đoạn, dẫn đến dao động bất thường và đột xuất của lưu lượng sông. Cuối cùng, nước chảy trong turbin thường có nhiệt độ thấp hơn nhiều so với nhiệt độ bình thường của sông, điều này dẫn đến sự thay đổi quần thể động thực vật, trong đó có thể có những loài đang bị nguy cơ tuyệt chủng.

Theo thống kê của Quĩ Hoang Dã Quốc Tế (WWF), 60% trong số 227 con sông lớn nhất đã bị phân đoạn nặng nề, trong đó các đập nước (gồm có đập thủy điện) được xem là có trách nhiệm lớn nhất. Trong số này, theo ước lượng của LHQ, chỉ mới 1/3 tổng số tiềm năng thủy điện được khai thác trên toàn thế giới và phần lớn số tiềm năng chưa được khai thác nằm ở các nước đang phát triển.

Như vậy, với chiến dịch xóa đói giảm nghèo ở các nước đang phát triển, mà bước quan trọng là điện khí hóa nông thôn, việc xây dựng chính sách sử dụng tiềm năng thủy điện hợp lý và kế hoạch chi tiết và cẩn trọng đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Việc đầu tư phát triển cho các hệ thống thủy điện phân tán - Decentralized Hydro Power (các hệ thống micro hoặc pico hydro) cho các vùng sâu vùng xa (không có khả năng kết nối vào lưới điện quốc gia) có thể là một giải pháp vô cùng hiệu quả so với việc đầu tư vào xây dựng các nhà máy thủy điện lớn tốn kém với cái giá phải trả về lâu về dài về môi trường.

7.3.2. Các tác động về xã hội

Các tác động về mặt xã hội do dự án thủy điện thường liên quan đến vấn đề chuyển hóa đất sử dụng trong khu vực khai triển thủy điện và vấn đề di dời dân cư trong vùng xây dựng bể chứa. Mức độ ảnh hưởng của các tác động này phụ thuộc vào qui mô khai triển dự án. Đây là một vấn đề quan trọng mà các nhà qui hoạch dự án thủy điện cần phải đưa vào tính toán ngay những giai đoạn đầu trong quá trình thiết kế và lên kế hoạch khả thi, nhằm mục đích xác định cụ thể các mặt tiêu cực của việc khai triển thủy điện trong khu vực có tiềm năng, và cân nhắc kỹ lưỡng với các mặt tích cực mà thủy điện có thể đem tới.

Một vấn đề khác trong quá trình xây dựng đập thủy điện là việc tái định cư cho người dân sống trong khu vực qui hoạch hồ nước. Việc đền bù giải tòa không chỉ đơn thuần là vấn đề về tài chính mà còn phải xét đến các vấn đề khác như di sản văn hóa, di tích lịch sử và các địa điểm gắn liền với các truyền thống tôn giáo và tín ngưỡng (Xem thêm Đập Tam Hiệp - Three Gorges trên sông Trường Giang).

7.4. Giá thành

Giá thành xây dựng, vận hành và sản xuất thủy điện dao động khá lớn, phụ thuộc vào địa điểm, nguồn huy động và điều kiện tài chính, các mức độ bảo tồn môi trường và môi sinh, và tính hiệu quả trong quản lý. Tuy nhiên, thủy điện vẫn luôn là một dạng năng lượng sinh điện có giá thành thấp nhất so với hầu hết tất cả các dạng năng lượng khác.

http://www.unu.edu/unupress/unupbooks/80858e/80858E1L.GIF

Lợi thế chủ yếu của nhà máy thủy điện là khả năng tiết kiệm chi phí nhiên liệu do các nhà máy thủy điện tương đối độc lập với các biến động về giá cả và nguồn nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, khí tự nhiên và than đá. Mặt khác, các nhà máy thủy điện có tuổi thọ cao hơn các nhà máy nhiệt điện, với tuổi thọ có thể đạt tới 50-100 năm. Chi phí nhân công vận hành nhà máy thủy điện cũng tương đối thấp do hầu hết các nhà máy được tự động hóa rất cao và yêu cầu ít nhân sự trực tại công trường trong thời gian vận hành.

Tuy rằng vốn đầu tư ban đầu đòi hỏi cho một dự án khai triển thủy điện qui mô lớn là khá cao, thủy điện vẫn là một sự lựa chọn hấp dẫn so với các nguồn sản xuất điện từ nguyên liệu hóa thạch, nếu tính tới chất lượng điện sản xuất qua các chỉ số tác động môi trường, chi phí vận hành và tuổi thọ hoạt động.

7.5. Khai thác thủy điện tại Việt Nam

Đánh giá trên điều kiện địa hình và khí hậu, Việt Nam có một tiềm năng rất lớn về thủy điện. Có tất cả 2.860 sông ngòi các loại trên toàn lãnh thổ Việt Nam, phân bố dọc từ Bắc xuống Nam, với hai hệ thống sông lớn nhất là sông Cửu Long ở Nam Bộ và sông Hồng ở Bắc Bộ[viii].

Lượng mưa trung bình mỗi năm là 1.861 mm, trong đó ở Bắc Bộ là 1.842 mm và ở Nam Bộ là 1.880 mm. Một số khu vực có thể có tổng lượng mưa lên đến 5.000 mm/năm. Do đó, lưu tốc tại các con sông tương đối cao, dao động từ 10-90 l/s.km2. Tổng lưu lượng trung bình của toàn bộ hệ thống sông ngòi ở nước ta là 275.000 m3/giây. Với địa hình đồi núi, các sông ở Bắc Bộ có sức nước rất lớn, đặc biệt là vào mùa mưa.

Theo ước lượng, tổng tiềm năng thủy điện của Việt Nam trên lý thuyết có thể đạt sản lượng đến 300 TWh/năm (tương đương với 34.700 MW). Hơn 50% sản lượng ước tính này đến từ 3 hệ thống sông chính: sông Hồng ở Bắc Bộ (41%), sông Đồng Nai ở Nam Bộ (9%) và sông Sê San ở Cao Nguyên Trung Bộ (5%). Xét về tính khả thi kỹ thuật, tiền năng thủy điện của VN là vào khoảng 80-100 TWh/năm (~17.700 MW), trong đó Bắc Bộ vẫn chiếm phần lớn hơn cả (51 TWh/năm), sau đó đến Trung Bộ (19 TWh/năm) và Nam Bộ (10,5 TWh/năm)

Cho đến năm 2005, tổng công suất lý thuyết của các nhà máy thủy điện đang vận hành là hơn 4.160 MW (xem hình 7.7), tương đương với 11% tiềm năng lý thuyết và 23% tiềm năng xét trên tính khả thi kỹ thuật.


Năm 2001, thủy điện chiếm 53% tổng công suất điện trong cả nước và chiếm 58,7 % tổng sản lượng điện. Dự đoán cho giai đoạn 2000-2020, tổng công suất thủy điện vào năm 2020 (9000 MW) sẽ giữ ở mức khoảng 32-33% tổng công suất điện (30.000-35.000 MW, tùy vào nhu cầu điện theo mức tăng trưởng kinh tế, xem hình 7.8).

  • Thủy điện cỡ nhỏ (gồm thủy điện micro[ix] và pico[x])

Nguồn thủy điện nhỏ tập trung tại Bắc Bộ và Trung Bộ, gần biên giới với Lào và Campuchia. Tiềm năng thủy điện nhỏ (công suất dưới 10 MW) của nước ta được ước đoán vào khoảng 800-1.400 MW, trong đó bao gồm i) 400-600 MW hệ thống thủy điện mini hòa mạng; ii) 300-600 MW hệ thống thủy điện micro cá nhân và iii) 90-150 MW hệ thống thủy điện pico.

Toàn quốc hiện đã xây dựng và đưa vào khai thác trên 500 trạm thủy điện vừa và nhỏ có quy mô công suất từ 5 kW đến hàng chục MW với tổng công suất lắp đặt hơn 100 MW và sản lượng điện hàng năm từ 120-150 GWh. Qua khảo sát 28 tỉnh có tiềm năng về thủy điện cho thấy, số trạm trên 100 kW hiện chỉ chiếm 44% với công suất đang vận hành hơn 87.400 kW, còn lại phần lớn đã ngừng hoạt động.

Cho đến nay có khoảng 48 trạm thủy điện cỡ nhỏ hòa mạng đã được xây dựng và vận hành trên khắp cả nước, với tổng công suất là 60 MW (tương đương với 3% tiềm năng ước lượng). Tuy nhiên, hơn 1/3 số trạm (20 MW) cần được bão dưỡng do những trục trặc kỹ thuật. Có khả năng là các trạm này sẽ được nâng công suất sau khi được bảo dưỡng.

Các trạm thủy điện micro là dạng hệ thống thủy điện cho các cộng đồng dân cư phân tán, với công suất khoảng từ 5-200 kW. Hiện nay có khoảng 300 địa phương ở Bắc và Trung Bộ đã lắp đặt hệ thống thủy điện micro, với tổng công suất khoảng 20 MW.

Hệ thống thủy điện pico là hệ thống phát điện cá nhân, bao gồm turbin, máy phát điện, dây dẫn và cầu dao/công tắc. Turbin có công suất từ 100-1000 kW. Ước tính có khoảng 100-150 ngàn thiết bị thủy điện cá nhân được bán trên cả nước, với tổng công suất là 30-75 MW. Mỗi năm có khoảng 40.000 thiết bị được bán trên thị trường, trong đó 50% là mua mới và 50% là tân trang/thay thế. Thiệt bị thủy điện pico này được sử dụng chủ yếu ở Cao Nguyên Trung Bộ và các tỉnh miền núi Bắc Bộ.

Hiện nay chính phủ đã đưa ra chính sách khuyến khích phát triển thủy điện vừa và nhỏ nhằm cải thiện đời sống người dân vùng núi. Tổng công ty điện lực Việt Nam (EVN) đề xuất đầu tư xây dựng 173 công trình thủy điện vừa và nhỏ có công suất lắp máy từ 5 MW đến 30 MW ở 30 tỉnh trong cả nước với tổng công suất 2.296 MW và lượng điện bình quân hàng năm gần 10,5 GWh. Trong đó, các tỉnh Sơn La, Yên Bái, Quảng Nam, Gia Lai, Lâm Đồng và Lào Cai có số dự án nhiều nhất, từ 11-23 dự án, tập trung ở khu vực sông Đà, sông Hồng, sông Cả, sông Vũ Gia-Thu Bồn, sông Đồng Nai và sông Sê San.
7.6.
Kết luận

Qua các phân tích ở trên, các đặc điểm của thủy điện có thể được tóm tắt như sau:

· Tiềm năng dồi dào trên khắp thế giới, cụ thể là tiềm năng thủy điện được xác định trên 150 quốc gia, trong đó 1/3 là có tính khả thi kinh tế vẫn cần được phát triển, trong đó phần lớn tiềm năng thủy điện cần được khai thác này tập trung ở các nước đang phát triển vốn đang có nhu cầu lớn về năng lượng;

· Thủy điện đã trải qua hơn 1 thế kỷ phát triển, do đó kỹ thuật đã chín mùi và ngày càng hiện đại, với hiệu suất chuyển đổi năng lượng ngày càng cao;

· Thủy điện đang đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu khí thải hiệu ứng nhà kính, do các công trình thủy điện thải ra rất ít khí thải độc hại so với các nhà máy điện năng lượng hóa thạch;

· Với khả năng đáp ứng nhu cầu điện một cách nhanh chóng, đáng tin cậy, và linh hoạt, thủy điện là công cụ liên kết vô cùng hữu dụng và quan trọng trong hệ thống điện lưới, nhất là đối với các thời điểm nhu cầu điện tăng đột ngột trong khi các nguồn sản xuất điện khác bị dao động;

· Chi phí vận hành thấp và tuổi thọ hoạt động cao, so với các nhà máy điện dung nhiên liệu hóa thạch;

· Thủy điện thường có thể tích hợp vào các dự án đa mục đích, đáp ứng các nhu cầu căn bản của con người (tưới tiêu phục vụ nông nghiệp, điều lũ, ngư nghiệp, lưu thông hàng hải, cải thiện môi trường, giải trí ...);

· Nước là nguồn năng lượng tái tạo, không phụ thuộc vào sự dao động của thị trường, do đó thủy điện góp phần củng cố vào an ninh năng lượng của mỗi quốc gia.

Đỗ Văn Chương


[i] Tổng công suất lên đến 715.000 MW.

[ii] Lưu ý rằng 9 nước dẫn đầu về công suất khai thác thủy điện chiếm 58% tổng công suất toàn cầu.

[iii] Một số báo cáo gần đây phản ánh khả năng thải khí mê tan (methane) từ các nhà máy thủy điện. Mêtan là khí gây hiệu ứng nhà kính, sinh ra do sự phân hủy của một số loại cây chìm trong hồ chứa vào thời kỳ hạn hán.

[iv] Trừ đối với các nước có tiềm năng thủy điện dồi dào, thủy điện chỉ chủ yếu được sử dụng để đối phó với nhu cầu điện vào các thời gian cao điểm. Còn ngoài ra, tại các nước phát triển, thủy điện không phải là ưu tiên trong chiến lược sản xuất điện trong tương lai, do phần lớn các địa điểm phù hợp cho thủy điện đã được khai thác, hoặc do sức ép từ phía các vấn đề môi trường.

[v] Như tại Hoa Kỳ có hết thẩy 80.000 đập chắn, trong đó chỉ có 2.400 đập chắn dùng cho mục đích sản xuất điện.

[vi] Xếp loại theo Bộ Năng Lượng Hoa Kỳ

[vii] Xem thêm các tin trên New Scientist

[viii] Trung bình cứ khoảng 20 km dọc bờ biển là có một cửa sông

[ix] Công suất của hệ micro dao động từ 100-7.500 kW (0.1-7.5 MW)

[x] Công suất của hệ pico < size="2">

Tài liệu tham khảo

1. Tran Minh Huan, Potential for Hydropower in Vietnam, in Regional Consultation of the World Commission on Dams: "Large Dams and their Alternatives in East & South East Asia: Experiences and Lessons Learned", WCD website.

2. Hydropower, US Department of Energy, Energy Efficiency and Renewable Energy Program Webpage, http://www.eere.energy.gov/windandhydro/hydro_technologies.html

3. World Energy Council, 2001, Survey of Enery Resources – Hydro Power
http://www.worldenergy.org/wec-geis/publications/reports/ser/hydro/hydro.asp

Các link hữu dụng

Small Hydro
http://www.small-hydro.com/

UK Mini-hydro guide

http://www.british-hydro.org/mini-hydro/

World Commission on Dams

http://www.dams.org/report/contents.htm

Regional Consultation of the World Commission on Dams: "Large Dams and their Alternatives in East & South East Asia: Experiences and Lessons Learned"
http://www.dams.org/kbase/consultations/esea/programme.htm

HydroPower Foundation

http://www.hydrofoundation.org/

US Hydropower Program

http://hydropower.inel.gov/

National Hydropower Association

http://www.hydro.org/

IEA Hydro

http://www.ieahydro.org/

Hydro Tours

http://fwee.org/Tours.html

National Geographic Guide on Dams

http://www.nationalgeographic.com/resources/ngo/education/geoguide/dams/index.html

Mekong River Commission
http://www.mrcmekong.org/

Thuỷ điện là nguồn điện có được từ năng lượng nước. Đa số năng lượng thuỷ điện có được từ thế năng của nước được tích tại các đập nước làm quay một tuốc bin nướcmáy phát điện. Kiểu ít được biết đến hơn là sử dụng năng lượng động lực của nước hay các nguồn nước không bị tích bằng các đập nước như năng lượng thuỷ triều. Thuỷ điện là nguồn năng lượng có thể hồi phục.

Năng lượng lấy được từ nước phụ thuộc không chỉ vào thể tích mà cả vào sự khác biệt về độ cao giữa nguồn và dòng chảy ra. Sự khác biệt về độ cao được gọi là áp suất. Lượng năng lượng tiềm tàng trong nước tỷ lệ với áp suất. Để có được áp suất cao nhất, nước cung cấp cho một turbine nước có thể được cho chảy qua một ống lớn gọi là ống dẫn nước có áp (penstock).

Ngoài nhiều mục đích phục vụ cho các mạng lưới điện công cộng, một số dự án thuỷ điện được xây dựng cho những mục đích thương mại tư nhân. Ví dụ, việc sản xuất nhôm đòi hỏi tiêu hao một lượng điện lớn, vì thế thông thường bên cạnh nhà máy nhôm luôn có các công trình thuỷ điện phục vụ riêng cho chúng. Tại Cao nguyên Scotland đã có các mô hình tương tự tại KinlochlevenLochaber, được xây dựng trong những năm đầu thế kỷ 20. Tại Suriname, đập hồ van Blommestein và nhà máy phát điện được xây dựng để cung cấp điện cho ngành công nghiệp nhôm Alcoa.

Ở nhiều vùng tại Canada (các tỉnh bang British Columbia, Manitoba, Ontario, QuébecNewfoundland và Labrador) thuỷ điện được sử dụng rất rộng rãi tới mức từ "hydro" đã được dùng để chỉ bất kỳ nguồn điện nào phát ra từ nhà máy điện. Những nhà máy phát điện thuộc sở hữu nhà nước tại các tỉnh đó được gọi là BC Hydro, Manitoba Hydro, Hydro One (tên chính thức "Ontario Hydro"), Hydro-QuébecNewfoundland và Labrador Hydro. Hydro-Québec là công ty sản xuất thuỷ điện lớn nhất thế giới, với tổng công suất lắp đặt năm 2005 đạt 31.512 MW.Tuốc bin nướcmáy phát điện

Thuỷ điện là nguồn điện có được từ năng lượng nước. Đa số năng lượng thuỷ điện có được từ thế năng của nước được tích tại các đập nước làm quay một tuốc bin nướcmáy phát điện. Kiểu ít được biết đến hơn là sử dụng năng lượng động lực của nước hay các nguồn nước không bị tích bằng các đập nước như năng lượng thuỷ triều. Thuỷ điện là nguồn năng lượng có thể hồi phục.

Mặt cắt ngang đập thuỷ điện

Năng lượng lấy được từ nước phụ thuộc không chỉ vào thể tích mà cả vào sự khác biệt về độ cao giữa nguồn và dòng chảy ra. Sự khác biệt về độ cao được gọi là áp suất. Lượng năng lượng tiềm tàng trong nước tỷ lệ với áp suất. Để có được áp suất cao nhất, nước cung cấp cho một turbine nước có thể được cho chảy qua một ống lớn gọi là ống dẫn nước có áp (penstock).

Ngoài nhiều mục đích phục vụ cho các mạng lưới điện công cộng, một số dự án thuỷ điện được xây dựng cho những mục đích thương mại tư nhân. Ví dụ, việc sản xuất nhôm đòi hỏi tiêu hao một lượng điện lớn, vì thế thông thường bên cạnh nhà máy nhôm luôn có các công trình thuỷ điện phục vụ riêng cho chúng. Tại Cao nguyên Scotland đã có các mô hình tương tự tại KinlochlevenLochaber, được xây dựng trong những năm đầu thế kỷ 20. Tại Suriname, đập hồ van Blommestein và nhà máy phát điện được xây dựng để cung cấp điện cho ngành công nghiệp nhôm Alcoa.

Ở nhiều vùng tại Canada (các tỉnh bang British Columbia, Manitoba, Ontario, QuébecNewfoundland và Labrador) thuỷ điện được sử dụng rất rộng rãi tới mức từ "hydro" đã được dùng để chỉ bất kỳ nguồn điện nào phát ra từ nhà máy điện. Những nhà máy phát điện thuộc sở hữu nhà nước tại các tỉnh đó được gọi là BC Hydro, Manitoba Hydro, Hydro One (tên chính thức "Ontario Hydro"), Hydro-QuébecNewfoundland và Labrador Hydro. Hydro-Québec là công ty sản xuất thuỷ điện lớn nhất thế giới, với tổng công suất lắp đặt năm 2005 đạt 31.512 MW.

Thuỷ điện, sử dụng động lực hay năng lượng dòng chảy của các con sông hiện nay chiếm 20% lượng điện của thế giới. Na Uy sản xuất toàn bộ lượng điện của mình bằng sức nước, trong khi Iceland sản xuất tới 83% nhu cầu của họ (2004), Áo sản xuất 67% số điện quốc gia bằng sức nước (hơn 70% nhu cầu của họ). Canada là nước sản xuất điện từ năng lượng nước lớn nhất thế giới và lượng điện này chiếm hơn 70% tổng lượng sản xuất của họ.

Ngoài một số nước có nhiều tiềm năng thuỷ điện, năng lực nước cũng thường được dùng để đáp ứng cho giờ cao điểm bởi vì có thể tích trữ nó vào giờ thấp điểm (trên thực tế các hồ chứa thuỷ điện bằng bơm – pumped-storage hydroelectric reservoir - thỉnh thoảng được dùng để tích trữ điện được sản xuất bởi các nhà máy nhiệt điện để dành sử dụng vào giờ cao điểm). Thuỷ điện không phải là một sự lựa chọn chủ chốt tại các nước phát triển bởi vì đa số các địa điểm chính tại các nước đó có tiềm năng khai thác thuỷ điện theo cách đó đã bị khai thác rồi hay không thể khai thác được vì các lý do khác như môi trường.

Ưu điểm

Lợi ích lớn nhất của thuỷ điện là hạn chế được giá thành nhiên liệu. Các nhà máy thuỷ điện không phải chịu cảnh tăng giá của nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, khí thiên nhiên hay than đá, và không cần phải nhập nhiên liệu. Các nhà máy thuỷ điện cũng có tuổi thọ lớn hơn các nhà máy nhiệt điện, một số nhà máy thuỷ điện đang hoạt động hiện nay đã được xây dựng từ 50 đến 100 năm trước. Chi phí nhân công cũng thấp bởi vì các nhà máy này được tự động hoá cao và có ít người làm việc tại chỗ khi vận hành thông thường.

Các nhà máy thuỷ điện hồ chứa bằng bơm hiện là công cụ đáng chú ý nhất để tích trữ năng lượng về tính hữu dụng, cho phép phát điện ở mức thấp vào giờ thấp điểm (điều này xảy ra bởi vì các nhà máy nhiệt điện không thể dừng lại hoàn toàn hàng ngày) để tích nước sau đó cho chảy ra để phát điện vào giờ cao điểm hàng ngày. Việc vận hành cách nhà máy thuỷ điện hồ chứa bằng bơm cải thiện hệ số tải điện của hệ thống phát điện.

Những hồ chứa được xây dựng cùng với các nhà máy thuỷ điện thường là những địa điểm thư giãn tuyệt vời cho các môn thể thao nước, và trở thành điểm thu hút khách du lịch. Các đập đa chức năng được xây dựng để tưới tiêu, kiểm soát lũ, hay giải trí, có thể xây thêm một nhà máy thuỷ điện với giá thành thấp, tạo nguồn thu hữu ích trong việc điều hành đập.

Nhược điểm

Trên thực tế, việc sử dụng nước tích trữ thỉnh thoảng khá phức tạp bởi vì yêu cầu tưới tiêu có thể xảy ra không trùng với thời điểm yêu cầu điện lên mức cao nhất. Những thời điểm hạn hán có thể gây ra các vấn đề rắc rối, bởi vì mức bổ sung nước không thể tăng kịp với mức yêu cầu sử dụng. Nếu yêu cầu về mức nước bổ sung tối thiểu không đủ, có thể gây ra giảm hiệu suất và việc lắp đặt một turbine nhỏ cho dòng chảy đó là không kinh tế.

Những nhà môi trường đã bày tỏ lo ngại rằng các dự án nhà máy thuỷ điện lớn có thể phá vỡ sự cân bằng của hệ sinh thái xung quanh. Trên thực tế, các nghiên cứu đã cho thấy rằng các đập nước dọc theo bờ biển Đại Tây DươngThái Bình Dương của Bắc Mỹ đã làm giảm lượng cá hồi vì chúng ngăn cản đường bơi ngược dòng của cá hồi để đẻ trứng, thậm chí ngay khi đa số các đập đó đã lắp đặt thang lên cho cá. Cá hồi non cũng bị ngăn cản khi chúng bơi ra biển bởi vì chúng phải chui qua các turbine. Điều này dẫn tới việc một số vùng phải chuyển cá hồi con xuôi dòng ở một số khoảng thời gian trong năm. Các thiết kế turbine và các nhà máy thuỷ điện có lợi cho sự cân bằng sinh thái vẫn còn đang được nghiên cứu.

Sự phát điện của nhà máy điện cũng có thể ảnh hưởng đến môi trường của dòng sông bên dưới. Thứ nhất, nước sau khi ra khỏi turbine thường chứa rất ít cặn lơ lửng, có thể gây ra tình trạng xối sạch lòng sông và làm sạt lở bờ sông. Thứ hai, vì các turbine thường mở không liên tục, có thể quan sát thấy sự thay đổi nhanh chóng và bất thường của dòng chảy. Tại Grand Canyon, sự biến đổi dòng chảy theo chu kỳ của nó bị cho là nguyên nhân gây nên tình trạng xói mòn cồn cát ngầm. Lượng oxy hoà tan trong nước có thể thay đổi so với trước đó. Cuối cùng, nước chảy ra từ turbine lạnh hơn nước trước khi chảy vào đập, điều này có thể làm thay đổi số lượng cân bằng của hệ động vật, gồm cả việc gây hại tới một số loài. Các hồ chứa của các nhà máy thuỷ điện ở các vùng nhiệt đới có thể sản sinh ra một lượng lớn khí methanecarbon dioxide. Điều này bởi vì các xác thực vật mới bị lũ quét và các vùng tái bị lũ bị tràn ngập nước, mục nát trong một môi trường kỵ khí và tạo thành methane, một khí gây hiệu ứng nhà kính mạnh. Methane bay vào khí quyển khí nước được xả từ đập để làm quay turbine. Theo bản báo cáo của Uỷ ban Đập nước Thế giới (WCD), ở nơi nào đập nước lớn so với công suất phát điện (ít hơn 100 watt trên mỗi km2 diện tích bề mặt) và không có việc phá rừng trong vùng được tiến hành trước khi thi công đập nước, khí gas gây hiệu ứng nhà kính phát ra từ đập có thể cao hơn những nhà máy nhiệt điện thông thường. Ở các hồ chứa phương bắc CanadaBắc Âu, sự phát sinh khí nhà kính tiêu biểu chỉ là 2 đến 8% so với bất kỳ một nhà máy nhiệt điện nào.

Một cái hại nữa của các đập thuỷ điện là việc tái định cư dân chúng sống trong vùng hồ chứa. Trong nhiều trường hợp không một khoản bồi thường nào có thể bù đắp được sự gắn bó của họ về tổ tiênvăn hoá gắn liền với địa điểm đó vì chúng có giá trị tinh thần đối với họ. Hơn nữa, về mặt lịch sử và văn hoá các địa điểm quan trọng có thể bị biến mất, như dự án Đập Tam HiệpTrung Quốc, đập ClydeNew Zealand và đập Ilisu ở đông nam Thổ Nhĩ Kỳ.

Một số dự án thuỷ điện cũng sử dụng các kênh, thường để đổi hướng dòng sông tới độ dốc nhỏ hơn nhằm tăng áp suất có được. Trong một số trường hợp, toàn bộ dòng sông có thể bị đổi hướng để trơ lại lòng sông cạn. Những ví dụ như vậy có thể thấy tại Sông TekapoSông Pukaki.

Những người tới giải trí tại các hồ chứa nước hay vùng xả nước của nhà máy thuỷ điện có nguy cơ gặp nguy hiểm do sự thay đổi mực nước, và cần thận trọng với hoạt động nhận nước và điều khiển đập tràn của nhà máy.

Việc xây đập tại vị trí địa lý không hợp lý có thể gây ra những thảm hoạ như vụ Đập Vajont tại Ý, gây ra cái chết của 2001 người năm 1963.

Các số liệu về thuỷ điện

Cũ nhất

Hồ chứa nước Vianden, Luxembourg
Các nhà máy thuỷ điện lớn nhất
Đập Itaipu
Nhà máy phát điện Đập Aswan, Ai Cập

Tổ hợp La Grande tại Québec, Canada, là hệ thống nhà máy thuỷ điện lớn nhất thế giới. Bốn tổ máy phát điện của tổ hợp này có tổng công suất 16.021 MW. Chỉ riêng nhà máy Robert Bourassa có công suất 5.616 MW. Tổ máy thứ chín (Eastmain-1) hiện đang được xây dựng và sẽ cung cấp thêm 480 MW. Một dự án khác trên Sông Rupert, hiện đang trải qua quá trình đánh giá môi trường, sẽ có thêm hai tổ máy với tổng công suất 888 MW.

Mọi người cho rằng Nhà máy thuỷ điện cổ nhất Hoa Kỳ nằm tại Claverack Creek, ở Stottville, NY 11721. Chiếc tuốc bin, do Morgan Smith sản xuất, được hoàn thành năm 1869 và lắp đặt 2 năm sau đó. Đây là việc lắp đặt một trong những bánh xe nước sớm nhất trong lịch sử Hoa Kỳ. Ngày nay nó thuộc sở hữu của Edison Hydro.

Itaipú Brasil/Paraguay 1984/1991/2003 14,000 MW 93.4 TW-hours
Guri Venezuela 1986 10,200 MW 46 TW-hours
Grand Coulee Hoa Kỳ 1942/1980 6,809 MW 22.6 TW-hours
Sayano Shushenskaya Nga 1983 6,721 MW 23.6 TW-hours
Robert-Bourassa Canada 1981 5,616 MW
Thác Churchill Canada 1971 5,429 MW 35 TW-hours
Yaciretá Argentina/Paraguay 1998 4,050 MW 19.1 TW-hours
Iron Gates Romania/Serbia 1970 2,280 MW 11.3 TW-hours
Aswan Ai Cập 1970 2,100 MW

Các nhà máy trên được xếp hạng theo công suất tối đa.

Đang tiến hành

Các nước có công suất thuỷ điện lớn nhất
  • Canada, 341.312 GWh (66.954 MW đã lắp đặt)
  • Hoa Kỳ, 319.484 GWh (79.511 MW đã lắp đặt)
  • Brasil, 285.603 GWh (57.517 MW đã lắp đặt)
  • Trung Quốc, 204.300 GWh (65.000 MW đã lắp đặt)
  • Nga, 169.700 GWh (46.100 MW đã lắp đặt) (2005)
  • Na Uy, 121.824 GWh (27.528 MW đã lắp đặt)
  • Nhật Bản, 84.500 GWh (27.229 MW đã lắp đặt)
  • Ấn Độ, 82.237 GWh (22.083 MW đã lắp đặt)
  • Pháp, 77.500 GWh (25.335 MW đã lắp đặt)

Đây là những số liệu của năm 1999 và gồm cả những nhà máy thuỷ điện tích năng.

Trung Quốc quan ngại về Đập sông Kim Sa

Ngày hôm qua (20/7), những chủ xây dựng Đập sông Kim Sa vốn gây nhiều tranh cãi đã nói rằng các hoạt động của họ “theo đúng trình tự”, đáp trả lại một bản thông báo từ các kiểm toán viên hàng đầu của Trung Quốc cho rằng có những vấn đề trên điểm thi công dự án thủy điện lớn thứ 3 thế giới.

Văn phòng Kiểm toán Quốc gia Trung Quốc nói trong một bản báo cáo ra ngày hôm qua (20/7) về dự án Khê Lạc Độ trị giá 67,5 tỷ NDT (9,88 tỷ USD) rằng các vấn đề an toàn nảy sinh sau khi công ty xây dựng thi công dự án Đập sông Kim Sa rút ngắn kế hoạch xây dựng ban đầu tới 27 tháng nhằm đẩy nhanh tiến độ dự án. Tiến độ rút ngắn đã làm tăng những nguy cơ và các khó khăn và gia tăng thêm chi phí.

Bản báo cáo cũng tuyên bố rằng đội quản lý dự án đã không kiểm soát ngân quỹ hay các thủ tục đấu thầu và rằng các chủ xây dựng đã thu gần 10 triệu NDT được cho là bất hợp pháp thông qua các khoản phí.

Song, các chủ xây dựng Đập sông Kim Sa-con đập lớn thứ hai Trung Quốc chỉ sau Đập Tam Hiệp, nói rằng Văn phòng Kiểm toán “đã phóng đại vấn đề”.

Hong Wenhao, giám đốc xây dựng dự án đập Khê Lạc Độ nói với Nhật báo Trung Quốc từ điểm thi công, nơi tiếp giáp các tỉnh Vân Nam và Tứ Xuyên: “Văn phòng Kiểm toán nói chúng tôi đã rút ngắn việc xây dựng tới 27 tháng. Chà, họ đã đánh giá hiệu suất của chúng tôi quá cao. Sẽ không có những rủi ro an toàn nào dưới các hoạt động làm việc hiện tại của chúng tôi vì chúng tôi không cho phép bất cứ sự đi tắt nào khi chúng tôi xây những dự án lớn như con đập cao gần 300 mét này”.

Ông Hong cho hay đội xây dựng của ông đi trước lộ trình nhanh khoảng 1 năm. Theo ông, khoảng thời gian đó ở dự án Đập sông Kim Sa cũng giống như ở các dự án thủy điện lớn khác, trong đó có Đập Tam Hiệp.

Dự án Khê Lạc Độ trước kia là trung tâm tranh cãi. Vào năm 2005, người ta thấy con đập đã đe dọa các loài cá quý và không vượt qua được một cuộc đánh giá tác động môi trường. Tập đoàn Dự án Tam Hiệp Trung Quốc, hãng đảm nhận dự án Khê Lạc Độ cùng một vài dự án khác trong vùng đã trả một khoản phạt 200.000 NDT, mức phạt cao nhất có thể phạt, trước khi các quan chức bảo vệ môi trường cuối cùng cũng chấp thuận họ.
http://howallgreenthingswork.com/old_images/hydro/photo_tazimina_small.jpg

Dự án đập Xiaonanhai sẽ được xây dựng ở vị trí thượng nguồn sông, cách trung tâm Trùng Khánh chừng 30km. Trung Quốc hy vọng sử dụng điện tạo ra từ hệ thống đập trên các sông lớn để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày một gia tăng. Quan chức Trung Quốc hiện đang xem xét dự án này, và nhiều nhà phân tích tin rằng, việc thông qua sơ bộ dự án sẽ diễn ra vào cuối tháng.

Nhiều nhà khoa học Trung Quốc và nước ngoài lo lắng là, đập thuỷ điện sẽ xâm lấn khu bảo tồn cá quý hiếm trên Dương Tử - con sông dài nhất Trung Quốc. Khu bảo tồn là ngôi nhà của 180 loài cá quý hiếm khác nhau như cá tầm, cá heo không vây vốn đang gặp nguy hiểm ở Trung Quốc. Khu xây dựng đập thủy điện bao trùm gần 400km thượng nguồn Dương Tử - nơi mà tính đa dạng sinh thái lớn hơn những khu vực trung và hạ lưu.

Một nhóm gồm 8 nhà khoa học và bảo vệ môi trường của Trung Quốc tháng trước đã gửi thư ngỏ, đề nghị chính phủ huỷ bỏ kế hoạch xây dựng đập Xiaonanhai. "Tác động tiêu cực của việc phát triển quá nhiều đập thuỷ điện là phá huỷ tính đa dạng sinh thái dưới nước”, bức thư nhấn mạnh.

Nhiều nhóm môi trường quốc tế cũng khuyến cáo Trung Quốc nên cân nhắc kế hoạch này. "Những loài cá biểu tượng của Dương Tử đang dần biến mất", Brian Richter, giám đốc Chương trình nước sạch Toàn cầu – nhóm hoạt động bảo vệ tự nhiên có trụ sở tại Arlington, Va nói. Theo ông, đập Xiaonanhai có thể là dấu chấm hết cho “một kho tàng đa dạng sinh thái dưới nước” của Dương Tử.
http://www.rechargenews.com/multimedia/archive/00030/Monar_hydro_electric_30462a.JPG
Cơn sốt xây đập

Quan chức chính quyền trung ương và địa phương ở Trùng Khánh chưa có câu trả lời. Trong tháng 2, Bộ Nông nghiệp Trung Quốc đã tổ chức một cuộc họp với các chuyên gia để thảo luận dự án đập Xiaonanhai. Báo cáo sau cuộc họp cho thấy, các chuyên gia đã kết luận rằng, dự án có thể tác động sâu sắc tới môi trường sống của cá trong khu vực bảo tồn, họ cũng đưa ra những biện pháp đảm bảo an toàn cho môi trường này.

Trung Quốc là một trong những nước xây dựng đập thuỷ điện lớn nhất thế giới. Chính phủ nước này khẳng định, các nhà máy thuỷ điện có thể giảm bớt sự phụ thuộc của đại lục vào những nguồn nhiên liệu đắt tiền như than đá - nguồn năng lượng chính của Trung Quốc - đồng thời giảm khí thải nhà kính và nhiều ô nhiễm khác.

Sông Dương Tử đã là ngôi nhà của chiếc đập lớn nhất thế giới - đập Tam Hiệp, và các nhà nghiên cứu cho rằng, còn rất nhiều đập được lên kế hoạch xây dựng trên sông cũng như nhiều sông nhánh khác.

Tác giả bức thư ngỏ lo lắng việc xây dựng đập Xiaonanhai sẽ chặn dòng di trú, ngăn nước đổ ra biển và gây nguy hiểm cho các bãi đẻ trứng.

Trong số 338 loài cá nước ngọt tìm thấy tại sông, có 162 loài chỉ có ở Dương Tử. Tuy nhiên, số lượng các loài cá quý hiếm đã sụt giảm mạnh kể từ thập niên 80 vì hệ thống đập thuỷ điện, ô nhiễm nước, đánh bắt quá mức…

"Quá nhiều đập được lên kế hoạch xây dựng ở vùng thượng nguồn Dương Tử”, Mã Quân, giám đốc Học viện nghiên cứu các vấn đề môi trường và công cộng tại Bắc Kinh, một trong những người ký vào bức thư, nói.

Một số người còn tỏ ra nghi ngờ về tính hữu ích của công trình Xiaonanhai với bốn đập thuỷ điện lớn khác đã được chấp thuận xây dựng trên sông Kim Sa (đoạn thượng lưu của Dương Tử).

Công trình đập Xiaonanhai là dự án có chi phí gần 24 tỉ nhân dân tệ (3,51 tỉ USD) và mất hơn bảy năm để hoàn thành.

http://www.drevarska.sk/projekty/energy-society/bg_clip_image008.jpg
Lệnh ngừng, đập vẫn mọc lên

Vào ngày 11/6, Bộ Môi trường Trung Quốc đã ra quyết định dừng xây dựng hai đập thuỷ điện tại khu vực thượng nguồn sông Dương Tử, với lý do những dự án này là bất hợp pháp do khi bắt đầu không có những đánh giá về môi trường cần thiết.

Các đập trên là một phần thuộc dự án trị giá 200 tỉ nhân dân tệ (30 tỉ USD) liên quan tới hệ thống trạm thuỷ điện dọc theo sông Kim Sa (nhánh sông Dương Tử) ở phía tây nam Trung Quốc – nơi nhiều nhà môi trường học cho rằng, việc xây dựng đập sẽ làm tổn hại đến tính đa dạng sinh học của khu vực.

Theo thông tin trên trang web của Bộ Môi trường Trung Quốc đăng cuối ngày qua, hai tập đoàn điện lớn là Hoa Điện và Hoa Năng đã bắt đầu chặn khúc giữa của sông từ tháng 1 mà không được bộ này cho phép.

Tuy nhiên, có vẻ như các công ty vẫn làm ngơ. Vào cuối tuần qua, chương trình Tin tức trong tuần của CCTV đã đưa tin, công việc xây dựng trên hai con đập vẫn tiếp tục sau ngày 11/6. Hoạt động xây đập chỉ tạm ngừng khi các nhà kiểm tra thuộc Bộ Môi trường viếng thăm nhưng sau đó đã sớm trở lại hoạt động.

Tại một trong hai công trường xây dựng đập, một công nhân được hỏi có thấy thay đổi gì trong vài ngày qua hay không? Anh trả lời, tất cả mọi người đều làm quá giờ khá muộn, và họ được lệnh nhanh chóng hoàn tất công việc.http://www.window.state.tx.us/specialrpt/energy/renewable/images/exhibit19-1.png

1 comment:

  1. Bài viết hay, giờ mình biết thêm nhiều mô hình thủy điện rồi, cảm ơn Ad đã chia sẻ.
    ..............................................................
    Galile
    Chuyên bán máy nước nóng năng lượng mặt trời giá rẻ
    Tel: 08. 66 851 451 – 0901 315 713
    Mail: dichvugalile@gmail.com
    Click xem chi tiết: Lắp đặt máy nước nóng năng lượng mặt trời hoặc lap dat may nuoc nong nang luong mat troi

    ReplyDelete