Kinh nghiệm phát triển nhà máy thủy điện nhỏ trên thế giới

Tiềm năng kinh tế của các nhà máy thủy điện trên toàn thế giới vào khoảng 7300 TWh/năm. Trong số này, 32% là đã khai thác, trong đó có sự đóng góp của TĐN. Ước tính đến năm 2010 từ NMTĐN lượng điện sẽ nhận được 220 TWh/năm, còn tổng công suất của chúng sẽ đạt đến 55GW.

Hiện nay, Trung Quốc là nước đi đầu trong việc phát triển TĐN, với tổng công suất các NMTĐN đã đạt hơn 13 triệu kW. Ở nhiều nước khác như Hà Lan, Bỉ, Belaruxia… mặc dù điều kiện tự nhiên không thuận lợi cho việc xây dựng NMTĐN, nhưng phát triển TĐN vẫn được định hướng ưu tiên. Nguyên nhân là các NMTĐN không những góp phần tiết kiệm các nguồn năng lượng khác như than, dầu mỏ, khí đốt… mà còn giải quyết nhu cầu nguồn năng lượng điện tại chỗ cho các vùng sâu, vùng xa và góp phần bảo vệ môi trường. Một NMTĐN với công suất 1MW có thể cung cấp nguồn điện 6000 MWh/năm mà không làm tổn hại đáng kể tới môi trường xung quanh, trong khi một nhà máy điện chạy bằng than cũng cho một lượng điện như thế sẽ phát tán ra không khí 4000 tấn điôxit cacbon/năm.

Một tổng hợp các nhà sản xuất các nguồn năng lượng tái sinh của Tây Ban Nha đã tiến hành nghiên cứu sự ảnh hưởng đến môi trường xung quanh của các dạng nhà máy điện sử dụng 8 dạng năng lượng khác nhau: than nâu, than đá, dầu mỏ, hơi đốt, năng lượng hạt nhân, sức gió, năng lượng mặt trời và thủy điện nhỏ. Các nghiên cứu của họ đã chỉ ra rằng, các nguồn năng lượng tái sinh làm ảnh hưởng đến môi trường 31 lần ít hơn so với nguồn năng lượng truyền thống (là các nguồn năng lượng được khai thác từ long đất), còn 1kWh điện được sản xuất từ các NMTĐN dường như không thải ra môi trường các khí độc như SO ₂, CO ₂, NO… Việc vận hành các NMTĐN, cũng không liên quan nhiều đến việc sử lí rác thải, không tạo nên trận mưa axit, không làm chua đất, không làm thay đổi khí hậu, không làm thủng tầng ôzôn…

Để dùng làm đơn vị so sánh tác động đến môi trường xung quanh của các dạng nhà máy điện người ta đã đề xuất một thang điểm đánh giá. Thang điểm này được đưa ra dựa trên các nhân tố tác động đến môi trường sau đây: mức độ ảnh hưởng toàn cầu, làm thủng tầng ô zôn, làm chua đất, làm giảm nồng độ axit trong nước, làm nhiếm bẩn bởi các kim loại nặng, các nhiễm xạ gây ung thư, tạo nên sương mù trên mặt đất, tạo ra nhiều chất thải công nghiệp, chất thải phóng xạ và làm cạn kiệt các nguồn năng lượng truyền thống khác ( than, dầu mỏ, khí đốt…). Dựa trên thang điểm này thì rõ ràng sử dụng các NMTĐN là rất ưu việt.

Việc phân loại các NMTĐN được dựa theo một vài tham số. Thông thường chúng được phân chia theo tiêu chí cần hay không cần có hồ chứa nước dự trữ. Các NMTĐN có hồ chứa nước lại được phân chia theo diện tích hồ bé hơn hay lớn hơn 1 ha. Với quan điểm bảo vệ môi trường xung quanh, ở châu Âu người ta sử dụng nhiều hơn các NMTĐN không cần hồ chứa nước dự trữ. Trong các nhà máy thủy điện loại này kênh đào dẫn nước thường dài khoảng vài kilomet, ít khi dài hơn 5km.

Để làm giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường xung quanh khi xây dựng các NMTĐN, trong mỗi trường hợp cụ thể phải xem xét đến các yếu tố địa hình bản địa. Tình hình sản xuất nông nghiệp tại đó, hiện trạng của lòng sông, các đặc trưng có sẵn khác để đề xuất phương án thiết kế thích hợp. Trong nhiều trường hợp hoặc cần tích nước dự trữ, hoặc cần tạo ra thủy lực học vẫn phải xây dựng các đập nước, mặc dù quan điểm làm giảm thiểu các hồ chứa nước vấn được xem là biện pháp tích cực nhằm làm giảm tác động xấu đến môi trường tự nhiên.

Thủy điện nhỏ ở Tây Ban Nha.

Việc phát triển các năng lượng tái sinh ở Tây Ban Nha đặc biệt quan trọng trong bối cảnh đất nước phù thuộc vào nguồn năng lượng nhập khẩu: từ 70% hiện nay và cho đến năm 2020 theo dự kiến sẽ là 85%. Theo các số liệu được công bố vào ngày 31/12/1999, ở Tây Ban Nha đã có 662 NMTĐN với tổng cong suất vào khoảng 1,3 GW. Các NMTĐN này cung cấp một lượng điện đủ dùng cho hơn 1,1 triệu hộ dân cư đồng thời trong mỗi năm sẽ tiết kiệm được khoảng 250 ngàn tấn nhiên liệu và giảm thiểu một lượng khí CO ₂thải ra môi trường khoảng 2,6 triệu tấn.

Thủy điện nhỏ ở Đức

Phần nhiều các NMTĐN ở Đức được xây dựng ở vùng đồi núi, cách xa các vùng đông dân cư. Tuy nhiên các thác nước (tự nhiên hay nhân tạo) giúp tạo nên nguồn điện cũng có thể tìm thấy ở vùng đông dân cư.

Dự án nhà máy thủy điện “Biphig” là có một không hai trên thế giới bới thiết kế của nó, để giảm bớt tiếng ồn, các chi tiết của tua bin đã được chế tạo từ các hợp kim đặc biệt có tính giảm thanh. Để không làm bẩn nước, trong tua bin sử dụng các linh kiện không cần bôi trơn khi hoạt động và để kiểm tra hiệu suất của các tua bin của nhà máy nói trên người ta đã dự trù đến phương án kiểm tra từ xa.

Thủy điện nhỏ ở Anh

Các công ty Anh quốc là những nhà chuyên nghiệp trong việc sản xuất, lắp đặt và bảo trì các NMTĐN ở trong nước và trên thế giới. Sự phát triển nhanh chóng nghành thủy điện ở nước này bắt đầu vào những năm 90 của thế kỷ trước nhờ vào việc phát hành trái phiếu hỗ trợ nghành khai thác nhiên liệu (NFFO – Non Fossil Fuel Obligation). Các nhà sản xuất tua bin cũng như các công ty sử dụng chúng trong các dự án đã nhận được sự ưu tiên đặc biệt ở trong nước và đã phổ biến các kinh nghiệm thu được của mình ra nước ngoài. Các định chuẩn về môi trường và xây dựng của Anh quốc đã đưa đến sự bảo đảm cao về chất lượng cho việc xây dựng, vận hành các NMTĐN đồng thời làm giảm thiểu tác động đến môi trường.

Thủy điện nhỏ ở Liên Bang Nga.

Vào giữa thế kỷ trước ở Liên Bang Nga một số lượng lớn các NMTĐN đã được xây dựng. Tuy nhiên sau đó người ta đã quan tâm hơn đến các nhà máy thủy điện quy mô lớn, và dẫn đến mất dần cá NMTĐN. Hiện nay, NMTĐN đã được quan tâm trở lại. Điều kiện tự nhiên ở đây cũng thuận lợi cho việc phát triển TĐN. Nước Nga có hơn 2,5 triệu các song suối nhỏ với tổng lưu lượng nước vào khoảng 1000 m3 trong một năm. Theo đánh giá của các chuyên gia với điều kiện tự nhiên như vậy có thể nhận được lượng điện từ TĐN đến 500 tỷ kWh trong một năm.

Các công ước hậu thuẫn cho thủy điện nhỏ

Các dự án xây dựng NMTĐN đòi hỏi một sự đầu tư đáng kể, đồng thời thời gian hoàn vốn thong thường vào khoảng 10 năm. Chỉ có một số các nước của EU có các biện pháp đặc biệt để phát triển TĐN. Trong các điều kiện như vậy, không dễ có sự đầu tư của tư nhân nếu thiếu sự bảo trợ cần thiết của chính quyền nhà nước và của cộng đồng Châu Âu.

Chúng ta liệt kê ra đây các công ước phản ánh sự quan tâm đặc biệt đến lĩnh vực năng lượng này.

- Công ước khung của Liên hợp quốc về vấn đề thay đổi khí hậu, định hướng bởi việc hạn chế thải CO ₂( đã được hội đồng bảo an thong qua và là điều luật bắt buộc) đã tính đến vai trò đặc biệt của TĐN trong bối cảnh giảm thiểu các tác hại tạo ra từ khu vực năng lượng.

- Sách trắng về chiến lược và kế hoạch thực hiện trong lĩnh vực phát triển các nguồn năng lượng tái sinh ở Châu Âu ( tháng 11 năm 1997). Trong chương nói về thủy điện nhỏ đã đánh giá rằng đến thời điểm này mới chỉ khai thác được khoảng 20% tiềm năng kinh tế của TĐN. Ngoài ra nhiều NMTĐN đã xây dựng nhưng còn chưa được vận hành. Phương hướng đến 2010 có thể bổ sung 4500 MW từ các NMTĐN là mục tiêu thực tế hoàn toàn có thể đạt được.

- Chiến dịch khởi phát tương ứng với chiến lược và kế hoạch thực hiện của châu Âu trong lĩnh vực năng lượng trong chương “vị trí then chốt” đã xác định nhiệm vụ phát triển các NMTĐN.

- Sách xanh về việc cung cấp năng lượng an toàn tại Cộng đồng châu Âu đã thiết lập mục tiêu đến năm 2010 sẽ có đến 24% năng lượng điện nhận được là năng lượng xanh (có nghĩa là các nguồn năng lượng tái sinh). Tính khả thi cau các dự án xậy dựng thêm nhà máy thủy điện quy mô lớn là rất thấp vì nó vấp phải sự phản ứng cục bộ khá mạnh. Chỉ có các NMTĐN là có viễn cảnh phát triển.

- Các nguyên tắc chủ đạo của Hiệp hội quốc tế về bảo vệ môi trường đã có sự thống nhất cao bảo đảm cho sự phát triển các nguồn năng lượng tái sinh, trong đó có TĐN được xem là vốn đầu tư cho việc bảo vệ môi trường.

Do tính ưu việt của nó, TĐN đã được rất nhiều nước trên thế giới quan tâm phát triển. Ngoài các ưu điểm như vốn đầu tư không lớn, không đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị thủy điện quá phức tạp và phải xây dựng các hồ chứa nước lớn, tiết kiệm được nguồn năng lượng điện truyền thống…, thì một ưu điểm nổi trội của loại hình này là TĐN ít làm ảnh hưởng đến môi trường xung quanh và khả năng tự cung tự cấp điện cho các vùng sâu vùng xa, ít dân cư.

Điều kiện tự nhiên của nước ta cũng rất thuận lợi cho việc phát triển TĐN. Trong tình hình khủng hoảng thiếu năng lượng điện hiện nay do nhu càu sử dụng điện tăng nhanh thì việc cung cấp điện cho các vùng sâu, vùng xa từ nguồn điện của các nhà máy điện lớn sẽ càng khó khăn. Việc xây dựng TĐN không cần đầu tư vốn lớn, có thể tranh thủ huy động vốn từ các xí nghiệp nhỏ hay tư nhân. Bởi vậy sử dụng các kinh nghiệm của thế giới về việc phát triển TĐN ở nước ta trở nên cần thiết và cần được quan tâm hơn./.