Chương 1.TỔNG QUAN HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

1.1 Tổng quan điện mặt trời hòa lưới trên thế giới

Trong những năm gần đây với sự phát triển của khoa học công nghệ vật liệu, hiệu suất của Pin quang điện ngày càng được cải thiện. Bên cạnh đó, giá pin quang điện giảm mạnh đã thúc đẩy cho sự phát triển mạnh mẽ các hệ thống pin quang điện. Theo báo cáo của IEA (Cơ quan năng lượng Quốc Tế) tính đến hết năm 2018 công suất lắp đặt điện mặt trời quang điện trên thế giới khoảng 500GW [1]. Hình 1.1. Công suất lắp đặt nhà máy pin quang điện từ năm 2000 đến năm 2018.

Hình 1.1. Công suất lắp đặt hệ thống pin quang điện từ năm 2000 đến năm 2018

Theo đó, trong thập niên 2000 sự phát triển của các hệ thống pin quang điện trên thế giới ở mức rất thấp. Tuy nhiên trong thập niên tiếp theo từ năm 2011 đến hết năm 2018 công suất lắp đặt tăng 500% so với những năm 2000.

Theo dữ liệu tổng hợp của IEA 10 quốc gia có công suất lắp đặt các hệ thống pin quang điện lớn nhất thế giới tính đến hết năm 2018 là 434 GW chiếm 86.8% tổng công suất lắp đặt trên toàn thế giới. Bảng 1.1 Công suất lắp đặt của 10 quốc gia có công suất lắp đặt lớn nhất thế giới.

Bảng 1. 1 Mười quốc gia có công suất lắp đặt lớn nhất thế giới @ 12/2018

Công suất lắp đặt hằng năm			Công suất lắp đặt lũy kế
1	Trung Quốc	45,0 GW	1	Trung Quốc	176.1GW
2	Ấn độ	10.8 GW	2	Mỹ	62.2 GW
3	Mỹ	10.6 GW	3	Nhật Bản	56.0 GW
4	Nhật Bản	6.5 GW	4	Đức	45.5 GW
5	Úc	3.8 GW	5	Ấn Độ	32.9 GW
6	Đức	3.0 GW	6	Ý	20.1 GW
7	Mê Hi Cô	2.7 GW	7	Anh	13.0 GW
8	Hàn Quốc	2.0GW	8	Úc	11.3 GW
9	Thổ Nhỉ Kỳ	1.6GW	9	Pháp	9.0 GW
10	Hà Lan	1.3 GW	10	Hàn Quốc	7.9GW

Ngoài ra các hệ thống điện mặt trời quang điện trên mái được cho là một giải pháp phát triển bền vững với những ưu điểm vượt trội như là chính phủ không phải đầu tư thêm hệ thống đấu nối, nguồn vốn đầu tư xuất phát từ các tổ chức phi chính phủ, cá nhân.  Các hệ thống điện mặt trời trên mái giải quyết được nhu cầu sử dụng điện của hộ gia đình và giảm chi phí năng lượng sản xuất.

Theo thống kê của IEA các hệ thống năng lượng mặt trời quang điện trên mái trong  hai năm từ năm 2015 đến năm 2017 tăng vượt bậc về công suất lắp đặt trên toàn cầu nhưng trong năm 2018 giảm nhẹ. Hình 1.2 hiện trạng công suất lắp đặt điện mặt trời quang điện trên mái và các trang trại điện mặt trời quang điện.

Hình 1.2. Hiện trạng các hệ thống điện mặt trời quang điện áp mái và các dạng khác.

Ở các quốc gia thuộc khối Đông Nam Á, tình hình phát triển điện mặt trời quang điện có những tăng trưởng đáng kể. Như tại Thái Lan, điện từ năng lượng mặt trời quang điện đạt công suất 167MW vào năm 2011 và 690,6 MW vào năm 2013, công suất lắp đặt dự kiến sẽ tăng lên 2000MW vào năm 2021. Tại Malaysia, năm 2012 đã có 46,81MW điện từ năng lượng mặt trời đang hoạt động và  110,18MW đang xây dựng, dự kiến đến năm 2050 sẽ tăng lên 9GW. Tại Indonesia, điện từ năng lượng mặt trời được lắp đặt chỉ đạt 14MW vào năm 2011, nhưng số lượng này tăng lên 59MW vào năm 2013. Tính đến năm 2013, chính phủ Indonesia đang đấu thầu 80 dự án liên quan đến sự phát triển của các nhà máy điện mặt trời sẽ có công suất tổng cộng lên đến 140MW.  Tại Singapore, điện từ năng lượng mặt trời được lắp đặt chỉ đạt 3,7MW vào năm 2011 và tăng lên 5,26MW vào năm 2012 [3].

Tuy có sự tăng trưởng rất mạnh mẽ nhưng so với các nguồn năng lượng khác thì nguồn năng lượng mặt trời quang điện vẫn còn hạn chế. Theo báo cáo của REN21 [2] năng lượng tái tạo chiếm 26.2% trong đó các hệ thống quang điện chiếm 2.4%. Hình 1.3. Hiện trạng năng lượng tái tạo so với các loại năng lượng khác.

Hình 1.3. Hiện trạng các loại năng lượng tái tạo [2]

1.2 Tổng quan điện mặt trời hòa lưới tại Việt Nam.

a.    Các nguồn điện tại Việt Nam

Theo báo cáo thường niên của EVN đến hết năm 2018 [4] tổng công suất của các nguồn điện phát lên lưới điện quốc gia là 48573MW trong đó năng lượng tái tạo là 3476MW bao gồm năng lượng mặt trời, năng lượng gió và năng lượng sinh khối. Tuy có sự tăng mạnh về năng lượng tái tạo nhưng so với bức tranh tổng thể vẫn còn khiêm tốn. Bảng 1.2 Tổng công suất các nguồn điện tính đến hết tháng 12 năm 2018.

Bảng 1.2 Tổng công suất các nguồn điện của Việt Nam @ 31/12/2018

Nguồn điện	Công suất lắp đặt (MW)	%
Thủy điện	17031	35.06
Năng lượng tái tạo ( Năng lượng mặt trời, gió, sinh khối, HPPs)	3476	7.16
Nhiệt điện than	18516	38.12
Nhiệt điện ga + nhiệt điện dầu	8978	18.48
Nhập khẩu	572	1.18
Tổng cộng	48573	100

b.    Năng lượng mặt trời tại Việt Nam:  
       Trước năm 2015 năng lượng mặt trời tại Việt Nam tương đối thấp. Các hệ thống điện mặt trời trên mái nối lưới đang trong gian đoạn khởi đầu, chưa có trang trại điện mặt trời nào tại Việt Nam. Tuy nhiên nhận thấy tiềm năng và lợi ích của năng lượng tái tạo và sự cạn kiệt của nguồn năng lượng hóa thạch, Chính phủ Việt Nam đã quyết định đẩy nhanh phát triển nguồn điện sử dụng năng lượng mặt trời. Theo quyết định này, năng lượng mặt trời bao gồm cả nguồn tập trung lắp đặt trên mặt đất và nguồn lắp đặt trên mái nhà, dự kiến đưa tổng công suất nguồn điện mặt trời từ mức không đáng kể như hiện nay lên khoảng 850 MW vào năm 2020, khoảng 4.000 MW vào năm 2025 và khoảng 12.000 MW vào năm 2030. Điện năng sản xuất từ nguồn điện mặt trời chiếm tỷ trọng khoảng 0,5% năm 2020, khoảng 1,6% vào năm 2025 và khoảng 3,3% vào năm 2030 [4]. Gần đây, các dự án điện mặt trời đã được chính quyền các cấp phê duyệt đầu tư như: Nhà máy điện mặt trời Thiên Tân ở tỉnh Quảng Ngãi, công suất 19,2MW; Nhà máy điện mặt trời Tuy Phong công suất 30MW, Bim 1 công suất 30MW, Sông Lũy 1 công suất 39MW ở tỉnh Bình Thuận; Nhà máy điện mặt trời Thanh Hóa 1 ở khu kinh tế Nghi Sơn tỉnh Thanh Hóa, công suất 160MW, Nhà máy điện mặt trời Cát Hiệp ở tỉnh Bình Định, công suất 49,5MW v...v. Các công trình này khi đi vào hoạt động sẽ góp phần tích đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia và giúp cho con người có thể sử dụng nguồn năng lượng mới thay cho năng lượng hóa thạch, góp phần bảo vệ môi trường.

     Tuy nhiên, những dự án điện mặt trời này vẫn còn khiêm tốn so với tiềm năng năng lượng mặt trời Việt Nam. Trong bối cảnh đó, Chính phủ đã ban hành quyết định số 428/QĐ-TTg ngày 18/03/2016 về việc Quyết định điều chỉnh quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030 và Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg [6]quyết định về việc cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam ngày 11 tháng 04 năm 2017 của Thủ tướng Chính phủ đã khẳng định tầm quan trọng của các nguồn năng lượng sạch trong việc đảm bảo điện cho phát triển kinh tế - xã hội gắn với môi trường.
         Theo đó, các nhà đầu tư về năng lượng đã tập trung đầu tư mạnh vào các dự án trang trại mặt trời, từ một Quốc Gia có công suất lắp đặt điện mặt trời thấp so với khu vực Châu Á, Việt Nam đã dẫn đầu khu vực Đông Nam Á về công suất lắp đặt điện mặt trời. Theo số liệu cập nhật từ Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia đến hết ngày 30 tháng 06 năm 2019 tổng số nhà máy điện mặt trời hòa lưới điện Quốc gia là 89 nhà máy với tổng công suất là 4439,5 MW trong đó 73 nhà máy điện thuộc quyền điều khiển của A0, 10 nhà máy điện thuộc quyền điều khiển của Ax và 6 nhà máy điện thuộc quyền điều khiển của PC. Hình 1.4 và 1.5 thống kê số lượng nhà máy điện mặt trời hòa lưới và sản lượng theo tuần tính đến hết ngày 30/06/2019.

 Hình 1.4 Số lượng nhà máy điện mặt trời hòa lưới@30/06/2019

Hình 1.5 Sản lượng theo tuần tính @30/06/2019

1.3 Tổng quan suất đầu tư hệ thống pin quang điện

Trong những năm gần đây với sự phát triển của công nghệ giá thiết bị cung cấp để xây dựng nhà máy điện mặt trời giảm dần theo các năm. Theo phân tích của ngân hàng thế giới, suất đầu tư các nhà máy điện mặt trời pin quang điện giảm từ 3.4 triêu USD/MW năm 2010 xuống 1.3 triệu USD/MW trong năm 2019 [8]. Hình 1.6 xu hướng suất đầu tư nhà máy quang điện trong 10 năm.

Hình 1.6. Suất đầu tư nhà máy pin quang điện tính đến năm 2019.

Bên cạnh đó, theo báo cáo của cơ quan năng lượng tái tạo quốc tế IRENA [9] suất đầu tư nhà máy điện mặt trời quang điện tùy thuộc vào các quốc gia. Theo đó, suất đầu tư của các quốc gia trong khối G20 trong năm 2018 thì Ấn độ là Quốc gia có suất đầu tư là thấp nhất 793,000 USD/MW và Quốc gia có suất đầu tư cao nhất là Ca na đa với mức chi phí đầu tư lên đến 2,427,000 USD/MW ( Bảng 1.3. Suất đầu tư nhà máy pin quang điện tại các quốc gia thuộc khối G20).

Bảng 1.3. Suất đầu tư nhà máy pin quang điện tại các quốc gia thuộc khối G20 @12/2018

STT	Quốc Gia	Suất đầu tư [USD/MW]	STT	Quốc gia	Suất đầu tư [USD/MW]
1	Ấn độ	793	11	Ắc hen ti na	1433
2	Ý	870	12	Me xi cô	1481
3	Trung quốc	879	13	Bra-zin	1519
4	Pháp	1074	14	Mỹ	1549
5	Đức	1113	15	Úc	1554
6	Indonesia	1192	16	Nam Phi	1671
7	Thổ nhỉ kỳ	1206	17	Nhật Bản	2101
8	Ả rập sau đi	1267	18	Nga	2302
9	Hàn Quốc	1326	19	Ca na đa	2427
10	Anh	1362	20

Tuy nhiên suất đầu tư của dự án điện mặt trời quang điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như là: Chi phí thiết bị, chi phí xây dựng, chi phí quản lý dự án. Chi phí pin quang điện được cho là ảnh hưởng trực tiếp đến suất đầu tư dự án. Theo số liệu của IRENA [9] trong năm năm 2013 – 2018 giá pin quang điện giảm mạnh. Hình 1.6.  Chi phí mô đun pin quang điện tại một số quốc gia trong gian đoạn 2013-2018.

Hình 1.6 Giá mô đun quang điện (theo công nghệ sản xuất) tại một số quốc gia trong giai đoạn 2013-2018 @12/2018 [9]

Hơn nữa, các dự án điện mặt trời quang điện kết nối lưới mục tiêu chính là bán cho lưới điện Quốc gia tùy thuộc vào chính sách của mỗi quốc gia sẽ có giá bán điện khác nhau. Theo chính sách của Việt Nam hiện tại giá bán điện là 0.0985 USD/kWh tương đương 2035 động/kWh. Bảng 1.4 liệt kê giá bán điện 1 số quốc gia. 

Bảng 1.4 giá bán điện tại một số quốc gia

Giá bán điện	Giá bán điện[USD/kWh]	Số năm hỗ trợ [Năm]
UK	0.052	20
China	0.059	20
Denmark	0.086	1-10
	0.058	10-20
Germany	0.131	20
Italy	0.182	20
Malaysia	0.185	25
Thailand	0.21	25
France	0.263	20
Japan	0.297	21
Vietnam	0.0985	25

Tài liệu tham khảo

[1]  IEA-PVPS Reporting Countries, Becquerel Institute (BE), RTS Corporation Snapshot of Global Photovoltaic Markets (1992–2016), IEA PVPS Task 1, International Energy Agency Power Systems Programme, Report IEA PVPS T1-35-2019

[2] Sawin, J.L., et al., Renewables 2017 Global Status Report.

[3] Ismail, A.M., et al., Progress of solar photovoltaic in ASEAN countries: A review.

[4]EVN, Báo cáo thường niên, 2018

[5] Thủ Tướng Việt Nam, Số 2068- Quyết định phê duyệt chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050. 25-11-2015

[6] Thủ tướng chính phủ, Quyết định số 11

[7] Trung tâm điều độ hệ thống điện Quốc Gia, “Báo cáo tổng kết công tác đóng điện và vận hành các công trình mới nguồn điện mặt trời đến ngày 30/06/2019”,  Số 2511/ĐĐQG-ĐĐ, ngày 15 tháng 07 năm 2019.

[8] Utility-Scale Solar Photovoltaic Power Plants, https://www.ifc.org

[9] IRENA (2019), Renewable Power Generation Costs in 2018, International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi.

[10] Thanapol Tantisattayakula, Premrudee Kanchanapiya. Financial measures for promoting residential rooftop photovoltaics under a feed-in tariff framework in Thailand.  Energy Policy 2017 260:269-109.

Read More