Phóng to

Thượng nguồn sông A vương, chuẩn bị xậy dựng thủy điện A Vương

TTCN - Nhu cầu sử dụng điện trong những năm gần đây đang tăng đều ở mức độ trung bình 14% mỗi năm. Như vậy việc xây dựng một nguồn điện ổn định, đáp ứng được nhu cầu sử dụng trong sản xuất và sinh hoạt của người dân là vô cùng quan trọng và cấp thiết. Hiện nay, giải pháp tốt nhất và gần như duy nhất là xây dựng các nhà máy thủy điện tích năng (pumped storage power plant).

Khác biệt so với thủy điện thông thường

Với thủy điện thông thường, người ta xây đập ngăn sông cho nước dâng cao thành một hồ chứa khổng lồ (ví dụ như hồ Hòa Bình trên sông Đà kéo dài gần 200km), rồi nước được cho chảy xuống hạ lưu làm quay tuôcbin máy phát điện.

Thủy điện tích năng có hai hồ chứa nước ở độ cao khác nhau, thường là chênh nhau vài trăm mét. Hồ chứa có thể được tạo thành bằng việc ngăn sông bằng đập, hay khoét sâu vào lòng đất tạo thành hồ trên một khu đất bằng phẳng, hay có thể là một hồ nước sẵn có như hồ thủy điện Hòa Bình; vào lúc thấp điểm điện năng dư thừa được sử dụng để bơm nước lên hồ trên cao.

Ngược lại, vào lúc cao điểm nước được cho chảy từ hồ trên xuống hồ dưới để quay máy phát điện giống như nhà máy thủy điện thông thường. Nhà máy phát điện được xây dựng dưới lòng đất giữa hai hồ trên và dưới.

Tuyến đường hầm dẫn nước chịu áp lực cao làm bằng bêtông hoặc thép cũng đi xuyên trong lòng đất từ hồ trên đến nhà máy và từ nhà máy xuống hồ dưới. Ở giữa hai tuyến ống đó, một máy bơm - phát địện hỗn hợp được dùng cho cả việc bơm nước lên cao (khi được nối với nguồn điện) và phát điện (khi cho nước chảy từ trên xuống làm quay tuôcbin).

Ưu điểm

Phóng to

Vị trí dự kiến xây dựng thủy điện Sơn La trên sông Đà

Với thủy điện tích năng, các hồ chứa chỉ cần tích nước đủ cho việc sử dụng trong một vài giờ nên có diện tích nhỏ (dưới 1km2), giảm thiểu tác động đến môi trường tự nhiên và sinh thái trong xây dựng nhà máy. Hơn nữa sau khi chứa đủ nước rồi thì lượng nước đó cứ lên xuống tuần hoàn giữa hai hồ, dòng chảy của sông sau đó vẫn như trước khi có nhà máy.

Ngoài hai hồ chứa, tất cả công trình khác đều nằm trong lòng đất nên ít có tác động đến cảnh quan xung quanh. Ngoài ra, thủy điện tích năng là phương án dự trữ năng lượng an toàn và tiết kiệm nhất. Giả sử một trong các nguồn điện gặp sự cố thì chỉ cần ba phút sau khi nhấn nút khởi động là có thể cho điện hòa lưới; trong khi với các loại nguồn khác như nhiệt điện phải cần hàng giờ hay vài ngày để khởi động một nhà máy.

Đó là chưa kể đến tài nguyên nước mà thiên nhiên ban cho chúng ta, chỉ việc đầu tư xây dựng ban đầu mà không tốn chi phí cho nhiên liệu như các nguồn năng lượng khác. Với việc đưa nhà máy thủy điện tích năng vào lưới điện quốc gia, hiệu suất sử dụng của các nhà máy khác sẽ tăng lên, việc các nhà máy phải chạy không tải hay đóng mở liên tục sẽ không còn nữa (do điện năng khi thừa đã được sử dụng để bơm nước lên cao), dẫn đến hiệu quả của toàn bộ mạng lưới được nâng lên rõ rệt.

Bơm nước lên và cho chảy xuống lại sẽ có tổn thất năng lượng, vậy có hiệu quả kinh tế không? Đúng, sẽ có tổn thất năng lượng, nhưng nếu ta biết rằng giá thành điện năng vào giờ thấp điểm (khi bơm nước lên cao) chỉ bằng 1/3 giá vào giờ cao điểm (khi phát điện) thì sẽ thấy được hiệu quả kinh tế của nó. Nhưng quan trọng hơn việc tính toán hiệu quả kinh tế của riêng nhà máy là tác động của nó đến hiệu suất chung của toàn bộ hệ thống điện.

Kinh nghiệm của Nhật Bản

Phóng to

Sơ đồ minh họa nhà máy thủy điện tích năng

Nhật Bản có rất nhiều nhà máy thủy điện tích năng, các nhà máy này tạo ra gần 70% tổng điện năng do thủy điện tạo ra. Nguồn năng lượng để bơm nước chủ yếu do các nhà máy nhiệt điện và điện nguyên tử cung cấp.

Trong các nghiên cứu gần đây về ngành điện của VN, các chuyên gia Nhật đã đề xuất giải pháp sử dụng thủy điện tích năng để giải quyết vấn đề chênh lệch nhu cầu sử dụng điện giữa giờ thấp điểm và cao điểm.

Tổng công ty Điện lực VN đang nghiên cứu tính khả thi của việc đưa vào sử dụng nhà máy thủy điện tích năng với sự trợ giúp về tài chính và kỹ thuật của Tổ chức Hợp tác quốc tế Nhật Bản (Japan lnternational Cooperation Agency - JICA).

Từ tháng 12-2002, các chuyên gia Nhật và VN đã bắt tay vào việc khảo sát thực địa các địa điểm tiềm năng sau khi xác định vị trí sơ bộ trên bản đồ. Trong số 38 địa điểm tiềm năng, 10 địa điểm có triển vọng nhất đã được khảo sát lần thứ nhất và sáu trong số đó được tuyển chọn cho việc khảo sát lần hai vào cuối tháng 5-2003.

Cùng lúc đó việc mô phỏng toàn bộ hệ thống điện của VN bằng máy tính cũng đã được các chuyên gia Nhật Bản hướng dẫn thực hiện. Cuối tháng bảy, trong hội thảo báo cáo kết quả nghiên cứu tại Hà Nội, các chuyên gia Nhật khẳng định thủy điện tích năng hoàn toàn thích hợp với hệ thống điện và hiện trạng sử dụng điện của VN.

Theo Bộ Công nghiệp VN, nhà máy thủy điện tích năng đầu tiên sẽ được xây dựng tại khu vực xã Vinh Quang, huyện Vinh Thanh, tỉnh Bình Định từ năm 2006-2010, công suất dự kiến 1.000MW (bằng một nửa công suất Nhà máy thủy điện Hòa Bình trên sông Đà).