Vi thủy điện, một hướng phát triển công nghệ cho nước ta

Trong số những dạng năng lượng sơ cấp hoàn nguyên đó thì thủy điện là dạng năng lượng duy nhất có thể đóng góp một cách đáng kể vào nhu cầu năng lượng của thế giới. Thực ra thì ngoài việc sản xuất năng lượng một công trình thủy điện còn có công dụng điều hòa lưu lượng nước sông để phục vụ nông nghiệp và đời sống hàng ngày của nhân dân địa phương.

Vì có núi đồi hiểm trở và mưa nhiều, mật độ tiềm năng thủy điện quy mỗi kilô mét vuông của nước ta xếp vào hạng nhất nhì trên thế giới. Những chi lưu sông Hồng và sông Đồng Nai cho phép chúng ta xây dựng những công trình thủy điện cực lớn như là đập Hòa Bình và đập Sơn La với công suất hai nghìn MW hay hơn nữa. Miền trung nước ta có những giòng sông cho phép xây những công trình với những công suất lên đến mấy trăm mega-watt. Nhờ dân chúng chủ yếu sống ở những đồng bằng lân cận với mật độ dân số cao nên việc tải điện và phân bố điện ở nước ta cũng không đến nỗi tốn kém lắm.

Những ưu điểm đó làm cho chúng ta quên khai thác những nguồn thủy điện trung bình, nhỏ và, đặc biệt, cực nhỏ. Đây là một điều đáng tiếc.

Những ưu điểm của vi thủy điện

Những công trình thủy điện cực nhỏ, với công suất từ 500 kW trở xuống, được gọi là công trình vi thủy điện. So với những công trình có công suất lớn hơn thì chúng có rất nhiều ưu điểm.

Trung bình, khi muốn có một kW công suất thủy điện thì phải đầu tư khoảng 1 000 đô-la. Muốn xây một công trình một nghìn MW thì phải đầu tư một tỷ đô-la trong khi đó một công trình vi thủy điện chi cần tối đa 500.000 đô-la và một ổ phát điện một kW thì chỉ cần một nghìn đô-la. Quý vị có thể nói một cách có lý rằng nếu muốn có một nghìn mega watt công suất thì bỏ ra một lần một tỷ đô-la hay hai nghìn lần một nửa triệu đô-la thì có khác gì nhất là xây một nhà máy lớn duy nhất lại có triển vọng rẻ hơn là xây hai nghìn nhà máy nhỏ. Nhưng một nước có nhu cầu điện cấp bách mà thiếu vốn như nước ta thì vi thủy điện có lợi hơn vì hai lý do.

Thứ nhấtlà xây một công trình thủy điện 500 kW hay nhỏ hơn thì chỉ mất sáu tháng đến một năm thôi trong khi đó một công trình một nghìn MW phải chờ đến hơn một chục năm mới hoàn thành. Chúng ta có thể hoàn thành một công trình cực nhỏ với ít vốn ban đầu và bắt đầu sản xuất điện ngay sau một năm. Với lợi nhuận do bán điện của công trình thứ nhất đó chúng ta có thể làm vốn khởi đầu để xây công trình thứ hai. Sang năm thứ ba thì chúng ta có khả năng xây thêm hai công trình nữa. Nếu tính một cách lũy tiến như vậy thì năm thứ mười hai chúng ta sẽ có một nghìn công trình với tổng công suất một nghìn MW và năm thứ mười ba là chúng ta đã có thể có một cơ ngơi hai nghìn MW rồi. Những người khởi nghiệp với một công trình cực lớn thì phải chờ mười năm mới có thể sản xuất kW giờ điện đầu tiên và nếu tái đầu tư lợi nhuận vào một công trình lớn nữa thi phải chờ tới năm thứ hai mươi mới có được tổng công suất hai nghìn MW.

Thứ hailà những người muốn xây một công trình vĩ đại thường gặp khó khăn khi đi tìm vốn để đầu tư : ứng ra một tỷ đô-la thì người ta phải cần suy nghĩ kỹ và người ta sẽ cho vay nếu đã chứng minh được rằng những số tiền cho vay trước đây đã đem lại nhiều lãi cho chủ đầu tư. Nếu khởi nghiệp bằng một công trình nhỏ thì không gặp khó khăn đó vì người ta sẵn sàng cho vay 500.000 đô-la hơn là cho vay một tỷ đô-la. Sau này, vì có một số công trình đã mang lại lợi nhuận để làm vốn bảo đảm, đi vay thêm để xây những công trình tiếp thì lại càng dễ hơn nữa.

Trên phương diện kỹ thuật vi thủy điện có ba ưu điểm về an toàn : an toàn cho mạng lưới điện quốc gia, an toàn về môi trường và an toàn về quốc phòng.

Hiện nay mạng lưới điện Viêt Nam tải chừng một vạn MW. Trong tương lai sẽ tải tới cả trăm ngàn MW. Vậy một cơ sở vi thủy điện sẽ ảnh hưởng đến mạng lưới quốc gia tối đa chưa tới một phần vạn, một tỷ số không đáng kể. Khi một nhà máy vi thủy điện có biến cố gì đó hay phải ngưng sản xuất để bảo hành thì gần như không có ảnh hưởng gì đến việc cung ứng điện trên toàn quốc. Xác suất một nghìn nhà máy vi thủy điện có biến cố cùng một lúc cũng hầu như là không đáng kể. Ngoài ra chương trình bảo hành thì bao giờ cũng tránh hai nhà máy tắt cùng một lúc. Nhưng với một cơ sở cực lớn thì chương trình bảo hành phải phối hợp với sự điều hành các cơ sở khác trên quy mô quốc gia thậm chí trên quy mô liên quốc gia. Trong điều kiện đó, một sự cố ở một cơ sở sản xuất sẽ lũng đoạn cân bằng của mạng lưới tải điện và có thể trở nên một khủng hoảng an ninh Nhà Nước.

Vì là một cơ sở sản xuất cực nhỏ, ảnh hưởng đến môi trường cũng cực nhỏ. Khi một đập vi thủy điện bị vỡ thì cũng chỉ có một ít nước làm ngập một diện tích nhỏ mà thôi. Xác suất một nghìn đập vi thủy điện vỡ cùng một lúc hầu như là không bao giờ xảy ra. Một đập thủy điện cực lớn đặt ra nhiều vấn đề môi trường kể cả vấn đề di dân. Nếu nói dại đập bị vỡ thì sẽ trở nên một tai họa quy mô một quốc gia.

Biến cố một đập bị vỡ có thể xảy ra khi bị oanh tạc hay bị đặc công phá hoại. Để tôn trọng phương châm “ muốn sống yên bình thì phải sửa soạn chiến tranh ” mọi nước đều có chính sách đối phó những rủi ro đó. Muốn phá vỡ một đập thủy điện cực lớn, tỷ dụ một đập của một nhà máy công suất một nghìn MW, thì chỉ cần một phi vụ thả bom trúng đích, một cỗ pháo bắn chính xác hay một đội đặc công tác chiến thành công. Như nói ở trên, ảnh hưởng một đập bị vỡ tùy ở tầm vóc của công trình. Để có độ phá hủy tương đương thì phải phá tối thiểu hai nghìn công trình vi thủy điện. Để làm được như vậy thì phải trù liệu cùng một lúc, hay trong một thời gian ngắn, ít nhất hai nghìn phi vụ, hai nghìn loạt đại pháo hay hai nghìn đội đặc công. Với những công nghệ quân sự hiện nay không có nước nào có tiềm năng làm được việc này dù nước đó là một cường quốc có võ khí nguyên tử.

Công nghệ vi thủy điện

Một công nghệ chỉ là một tập hợp của nhiều ngành công nghệ và khoa học khác nhau. Thủy điện là tập hợp của các công nghệ xoong chảo, cơ khí tổng hợp, cơ khí điện và các công nghệ cầu đường xây dựng phối hợp với các ngành tự động học, điều chỉnh học, thủy văn, và thủy lực học.

Với một công trình cực lớn thì những ống dẫn nước và những cánh quạt tua bin đều lớn cả. Những bộ số, những ổ phát điện, những hệ điều hành cả tới những vòng bi cũng đều có tầm vóc khác thường. Chúng ta không có chuyên gia để thiết kế những phần đó và chúng ta cũng không có thợ có thể uốn, hàn, tiện, bào, lắp ráp và kiểm tra chất lượng chúng. Nếu họa may chúng ta có một vài tay nghề đó thì chúng ta cũng không có thiết bị sản xuất thích đáng. Vậy thì những thiết bị cơ điện và điện tử đều phải mua từ nước ngoài. Đập ngăn sông sẽ có những kích thước vĩ đại và sẽ tạo ra một hồ chứa một khối nước vượt khỏi trí tưởng tượng. Để xây đập và mang những thiết bị cho nhà máy thủy điện này thì phải có một hệ thống cầu đường kiên cố. Chúng ta không có khả năng thiết kế, điều khiển việc xây dựng và kiểm tra những công trình lớn và phức tạp như thế. Vậy những việc này chúng ta cũng phải nhờ đến chuyên gia ngoại quốc. Rút cục chúng ta phải trông cậy vào ngoại bang để xây dựng những công trình thủy điện cực lớn. Đó là chưa nói đến việc điều hành thường ngày.

Đặc điểm quan trọng nhất của công nghệ vi thủy điện là đồng bào ta, đặc biệt đồng bào sống ở miền núi, đã tự chế tạo lấy nhiều hệ thống vi thủy điện một cách thủ công. Điều đó chứng tỏ rằng dù có mặc cảm tự ty về khả năng công nghệ của dân tộc ta đến đâu chăng nữa thì cũng phải nhận rằng đó là một công nghệ ở trong tầm tay của chúng ta.

Ống dẫn nước là những ống bằng thép thông thường được cắt theo đúng chiều dài. Tua bin và những vách bao quanh có thể là những tấm tôn mua ở đâu cũng có và được uốn lại và hàn với nhau. Uốn một tấm tôn hay một ống nước máy dày vài milimét thì chỉ cần đến những thiết bị đơn sơ. Hàn nhũng tấm tôn và những ống nước đó với nhau thì thợ hàn nào cũng có thể làm được. Bộ số thì đã có xí nghiệp trong nước sản xuất những bộ số tương tự như vậy rồi. Ổ phát điện thì cũng thế. Bộ điều hành thì mọi cử nhân kỹ sư mới ra trường cũng có thể thiết kế được. Còn đập ngăn sông thì chỉ là một gò bằng đất hay một bức tường mà một người không có trình độ tú tài cũng có thể thiết kế và xây được. Nói tóm lại, vi thủy điện là một công nghệ mà chúng ta có thể triển khai ngay từ bây giờ mà không cần đến sự giúp đỡ của nước ngoài.

Những điều kiện để phát triển công nghệ vi thủy điện

Việc để cho mỗi cá nhân tự chế tạo lấy công trình vi thủy điện tùy nhu cầu và tùy khả năng kỹ thuật là một điều phí phạm.

Trừ việc sản xuất điện để bán cho cộng đồng, nhu cầu một cá nhân ít khi phù hợp với tiềm năng của địa điểm xây công trình. Tình trạng này làm cho tiềm năng của địa điểm không được khai thác triệt để. Ngoài ra một cá nhân không thể nắm vững được tất cả những ngành công nghệ và khoa học để tối ưu hóa một công trình thủy điện. Vì hai lý do đó, chúng ta cần phải có một xí nghiệp tụ tập những chuyên gia của mọi ngành công nghệ và khoa học cần thiết để thiết kế việc xây dựng những công trình vi thủy điện.

Nếu mỗi công trình là một tình huống cá biệt thì những bộ điện cơ, gồm ống dẫn và tháo nước, tua bin, bộ số, ổ phát điện và hệ thống điều khiển tự động có thể là một số tổng thể tiêu chuẩn có những công suất từ một đến năm trăm KW. Khả năng đó cho phép chúng ta sáng lập thành công một xí nghiệp thiết kế và chế tạo những tổng thể vi thủy điện. Xí nghiệp đó cũng có chức năng tư vấn những cá nhân và cộng đồng địa phương trong việc chọn lựa, quy hoạch những địa điểm cho các công trình vi thủy điện và quy hoạch việc sử dụng nước phối hợp sản xuất điện với những sinh hoạt khác.

Việc lập một xí nghiệp như vậy không phải là một việc khó vì, như đã trình bày ở phần trên, nước ta đã có những xí nghiệp nắm được những công nghệ cơ bản của công nghệ vi thủy điện và các chuyên gia cần thiết đã được đào tạo rồi. Chúng ta chỉ cần liên kết những xí nghiệp trong một hợp tác xã xí nghiệp hay một công ty hợp doanh. Vì mỗi đơn vị sản phẩm không tốn kém mấy và vì chúng ta khởi nghiệp từ những xí nghiệp sẵn có, “vé vào cửa” của công nghệ này ở trong phạm vi khả năng của chúng ta.

Theo thống kê của Liên Hiệp Quốc năm 1974 thì nửa phía bắc nước Việt Nam và Lào có tiềm năng thủy điện tổng cộng 48.000 MW, Miến điện 75.000, Malaysia 64.000, Indonesia 30.000 và Papua New Guinea 17.800 (1)

Nhiều nguồn tin cần được xác thực thêm cho rằng nửa phía nam nước Việt nam có tiềm năng thủy điện chừng 70.000 MW (2) . Chỉ trong khối ASEAN thôi chúng ta đã có thể dựa vào một tiềm năng 304.800 MW (tương đương với 300 đến 400 nhà máy điện hạt nhân). Nếu chỉ một phần trăm tiềm năng đó có thể khai thác được dưới dạng vi thủy điện thì thị trường sẽ là ít nhất ba tỷ dô la. Với một thị trường như vậy một xí nghiệp có cơ cấu vốn pháp lý vững chắc, khả năng quản lý của ban giám đốc cao và một đoàn nhân viên thạo nghề thì chắc chắn sẽ sinh lợi.

Vì những công trình cực nhỏ không đáng để cho các tập đoàn tư bản quốc tế chú ý đến, một xí nghiệp chuyên về vi thủy điện sẽ không có đối thủ quốc tế. Đây là một cơ hội bằng vàng để cho nước ta thống lĩnh một thị phần công nghệ thế giới. Với giả thuyết bi quan nhất thì một xí nghiệp vi thủy điện cũng sẽ tạo công ăn việc làm cho vài trăm lao động có tay nghề cao và giúp cho nước ta giữ được thể diện trên thị trường công nghệ thế giới.

Để kết luận, vi thủy điện là một ngành mà chính phủ Việt Nam cần giúp phát sinh vì ngành này

- đóng góp vào việc cung ứng năng lượng,

- giữ an toàn cho đất nước,

- đặt nước ta ở vị trí chủ động trên thị trường công nghệ thế giới.

Chú thích:

(1) Những số liệu này trích từ " Survey of Energy Resources 1974 ", The United States National Committee of World Energy Conference, 1974. Điều lạ họ nêu " N. Vietnam and Laos" như là một quốc gia duy nhất và không nêu số liệu về " S. Vietnam".

(2)Sau 1975 có một người bạn cho xem một bản đồphần phía nam vĩ tuyến 17 của Việt Nam ghi những địa điểm có thể đặt được nhà máy thủy điện với năng suất của mỗi địa điểm. Tôi tổng cộng 70.000 MW. Bản đồ đó do Hoa Kỳ lập khi họ còn chiếm đóng miền Nam . Vào khoảng năm 1985, có người trong nước nói rằng tiềm năng của phía Namnước Việt Nam ít hơn nhiều, nhưng có một vị khác thì nói rằng có thể nhân đôi con số tôi nêu lên.