Theo đánh giá về tiềm năng thủy điện ở Việt Nam, công suất thủy điện có thể khai thác được vào khoảng từ 25.000 MW đến 26.000 MW, tương ứng với khoảng từ 90 tỷ kWh đến 100 tỷ kWh điện năng. Trên thực tế, tiềm năng về công suất thủy điện có thể khai thác còn nhiều hơn.Theo kinh nghiệm khai thác thủy điện trên thế giới, công suất thủy điện ở Việt Nam có thể khai thác trong tương lai có thể đạt từ 30.000 MW đến 38.000 MW và điện năng có thể khai thác được từ 100 tỷ kWh đến 110 tỷ kWh [1].

1. Tình hình phát triển của thủy điện và các nguồn điện ở Việt Nam

Trước năm 1975, Việt Nam mới có 2 nhà máy thủy điện (NMTĐ) được xây dựng là Thác Bà và Đa Nhim. Sau năm 1975, để đáp ứng nhu cầu điện của niền kinh tế quốc dân, Việt Nam chủ trương tích cực phát triển thủy điện. Đến năm 1994 có 4 NMTĐ lớn Thác Bà (120 MW), Đa Nhim (160 MW), Trị An (400 MW) và Hòa Bình (1920 MW) và một số thủy điện nhỏ như Đrây H’linh (12 MW), Thủy điện Vĩnh Sơn (66 MW). Phải đến năm 2015, tức 25 sau, thủy điện của Việt Nam đã đạt được tiêu chí ấn tượng với tổng công suất đặt là 15.993 MW chiếm 41,50% tổng công suất đặt của toàn quốc (38.537 MW) và điện năng là 56,113 tỷ kWh chiếm 34,15% sản lượng điện sản xuất và nhập khẩu của toàn quốc (164,312 tỷ kWh) [2]. Trong đó, phải kể đến các NMTĐ lớn như: Sơn La (2400 MW), Ialy (720 MW), Sê San 3 (260 MW), Hàm Thuận – Đa Mi (475 MW), Tuyên Quang (342 MW), Bản Vẽ (320 MW), Bản Chát (220 MW)... 

Sau năm 2015, theo Quy hoạch điện VII điều chỉnh [3], phát triển nguồn thủy điện và năng lượng tái tạo là mục tiêu được ưu tiên. Đến năm 2020 công suất nguồn thủy điện đã đạt gần 21.000 MW, chiếm 30% tổng công suất hệ thống (69.300 MW). Trong khi đó những năm gần đây, nguồn điện từ năng lượng tái tạo (NLTT) phát triển rất nhanh, nhất là điện mặt trời. Tính đến năm 2020,  công suất nguồn NLTT đạt 17.540 MW chiếm 25,3% (Hình 1). Cơ cấu công suất các nguồn điện phát triển trong giai đoạn 2010-2020 thể hiện ở Hình 2.

Theo kế hoạch phát triển nguồn điện (dự thảo Quy hoạch Điện VIII)  [4], tỷ trọng nguồn NLTT ngày càng tăng, trong khi tỷ trọng nguồn thủy điện có xu hướng giảm dần (Hình 3). Đến năm 2045 công suất nguồn thủy điện sẽ đạt khoảng 36.000 MW, thủy điện tích năng và pin lưu trữ khoảng 30.000 MW. Trong khi đó nguồn NLTT sẽ đạt khoảng 208.000 MW vào năm 2045.

Việc phát triển nguồn NLTT là xu hướng tất yếu để thay thế dần năng lượng hóa thạch và giảm phát thải khí nhà kính, hướng tới phát thải ròng về “0” năm 2050. Tuy nhiên, nguồn năng lượng này phát điện không liên tục và kém ổn định do phải phụ thuộc vào thời tiết và các yếu tố môi trường làm ảnh hưởng đến chất lượng vận hành HTĐ. Giải pháp hiệu quả và cũng là xu thế trên thế giới để tích hợp nguồn NLTT vào HTĐ là bổ sung nguồn điện có tính linh hoạt cao (Pin tích năng, Thủy điện, Động cơ đốt trong ICE và Tuabin khí chu trình đơn sử dụng LNG) nhằm điều tần, dự phòng công suất giúp HTĐ vận hành ổn định, an toàn và tin cậy.

Hình 1. Cơ cấu công suất nguồn điện năm 2020 [5]

Hình 2. Tăng trưởng công suất lắp đặt nguồn điện giai đoạn 2010-2020  [4]

Hình 3. Dự kiến cơ cấu công suất nguồn điện năm 2025 và 2045  [4]

2. Đặc điểm và vai trò của nguồn thủy điện làm việc trong HTĐ

Chế độ làm việc của NMTĐ phụ thuộc vào nguồn nước đến, mức độ phụ thuộc tùy vào khả năng điều tiết của hồ chứa. Chi phí vận hành của thủy điện ít hơn nhiều so với nhiệt điện, do đó thủy điện có giá thành sản xuất thấp (thấp nhất trong các nguồn điện ở Việt Nam), góp phần giảm giá thành phát điện của hệ thống. Đặc điểm quan trọng của thủy điện là thiết bị có tính linh hoạt cao (cao nhất trong HTĐ hiện tại), với khả năng khởi động/ngừng máy trong thời gian ngắn (khoảng 5-8 phút), tốc độ thay đổi công suất nhanh (50%/phút), dải điều chỉnh rộng và không kèm tổn thất. Đây là ưu điểm nổi bật của thủy điện, cho phép thủy điện dễ dàng tham gia phủ đỉnh phụ tải: đảm nhận phụ tải thay đổi, tham gia điều tần, dự phòng nóng công suất đảm bảo HTĐ vận hành ổn định, tin cậy và an toàn.

Trước đây, vài trò của thủy điện trong HTĐ tham gia đảm nhận cả phần phụ tải đáy, thân và đỉnh của biểu đồ phụ tải. Ngày nay, khi HTĐ tích hợp tỷ trọng của nguồn NLTT ngày càng tăng, với ưu điểm rất linh hoạt trong vận hành, vài trò của thủy điện trong việc phủ đỉnh phụ tải chính là thế mạnh vượt trội so với các nguồn điện khác

3. Khă năng phát triển nguồn thủy điện nhằm thích ứng khi HTĐ tích hợp tỷ trọng nguồn NLTT ngày càng tăng.

Để tăng thêm khả năng của nguồn thủy điện tham gia phủ đỉnh phụ tải trong bối cảnh tỷ trọng nguồn NLTT ngày càng tăng, các giải pháp phù hợp với nước ta hiện nay là mở rộng các NMTĐ hiện hữu, phát triển thủy điện tích năng (TĐTN). Tiếp tục rà soát lại các dự án thủy điện vừa và nhỏ để tiếp tục đề xuất phát triển, tận dụng năng lượng nước ở các hồ thủy lợi để phát điện. Đồng thời, nghiên cứu chế độ vận hành các NMTĐ, phối hợp giữa các NMTĐ trên cùng hệ thống bậc thang và giữa các hệ thống bậc thang thủy điện với nhau nhằm nâng cao hiệu quả phát điện.

Việc mở rộng các NMTĐ hiện hữu ngoài tăng tính linh hoạt trong vận hành, tăng khả năng phủ đỉnh phụ tải, tăng công suất dự phòng cho HTĐ, còn tận dụng lượng nước xả thừa vào mùa lũ để phát điện, góp phần giảm chi phí nguồn điện phát thải khí C02. Theo kế hoạch [4], từ nay đến năm 2045 sẽ phát triển hơn 20 dự án NMTĐ mở rộng, với công suất hơn 3800MW. Danh sách các NMTĐ và quy mô công suất mở rộng dự kiến theo kế hoạch được thể hiện trong Bảng 1.

Bảng 1. Các NMTĐ mở rộng dự kiến theo kế hoạch đến năm 2045.

Ngoài ra, theo nghiên cứu của Công ty cổ phần tư vấn điện 1 thì có rất nhiều NMTĐ khác (trên 30 NMTĐ) cũng có tiềm năng mở rộng công suất. Việc mở rộng các NMTĐ cần đảm bảo điều kiện kinh tế - kỹ thuật cũng như thực trạng vận hành của các NMTĐ hiện hữu.

Cùng với việc mở rộng các NMTĐ hiện hữu, Việt Nam còn có tiềm năng xây dựng các nguồn TĐTN. Nhiệm vụ của TĐTN là phủ đỉnh – điền đáy biểu đồ phụ tải, dự phòng công suất, điều chỉnh tần số, có vai trò quan trọng giúp HTĐ vận hành ổn định, an toàn tin cậy. Theo nghiên cứu về “Chiến lược phát triển nguồn điện tích năng tại Việt Nam” của Lahmeyer International năm 2016, đã đưa ra danh mục các dự án TĐTN có thể phát triển tại Việt Nam (Bảng 2).

 Bảng 2. Danh mục các dự án TĐTN có thể phát triển tại Việt Nam  [4]

TĐTN Bác Ái, tại huyện Bác Ái, tỉnh Ninh Thuận là công trình TĐTN đầu tiên tại Việt Nam đã được khởi công tháng 01/2020, có công suất 1.200 MW, gồm 4 tổ máy, dự kiến hoàn thành năm 2028. TĐTN Bác Ái ngoài vai trò phát điện còn góp phần nâng cao hiệu quả mạng lưới công trình thủy lợi, giải quyết việc làm, thúc đẩy phát triển kinh tế, xã hội tỉnh Ninh Thuận.

Theo kế hoạch phát triển nguồn điện, từ nay đến năm 2045: nguồn thủy điện (gồm cả thủy điện nhỏ) sẽ cần xây dựng bổ sung thêm khoảng 15.000MW (tức cần thêm khoảng 70% công suất so với hiện tại), nguồn TĐTN và pin lưu trữ sẽ cần khoảng 30.000MW (trong đó chủ yếu là TĐTN).

4. Kết luận

HTĐ nước ta tuy đã có thay đổi nhiều về cơ cấu nguồn và đa dạng hóa các nguồn cung nhưng nguồn thủy điện vẫn hết sức quan trọng trong việc cung cấp điện, phục vụ phát triển kinh tế - xã hội của đất nước. Ngoài ra, các NMTĐ vừa và lớn còn đóng vai trò quan trọng trong điều tiết lũ, đảm bảo an ninh nguồn nước, môi trường sinh thái. Khi nguồn HTĐ tích hợp nguồn NLTT ngày càng tăng thì vai trò của nguồn thủy điện lại càng trở nên quan trọng hơn, giúp cho HTĐ vận hành ổn định, tin cậy và an toàn. Đồng thời góp phần thực hiện chuyển đổi năng lượng xanh, năng lượng sạch, giảm thiểu các nguồn điện phát thải CO2 và thực hiện cam kết quốc tế của Việt Nam tại Hội nghị COP26, đưa mức phát thải ròng về "0" vào năm 2050. Phát triển thủy điện và NLTT chính là phát huy và tận dụng tiềm năng sẵn có của đất nước, giảm bớt sự phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu, nhất là khi cuộc khủng hoảng Ukraine xảy ra từ ngày 24/2/2022 đã đẩy giá dầu và khí lên cao, qua đó cho thấy vấn đề an ninh năng lượng càng nên được đặc biệt quan tâm hơn.

Để đáp ứng được sự phát triển nguồn thủy điện và NLTT theo kế hoạch, trong những năm tới rất cần tới nguồn nhân lực có chuyên môn trong lĩnh vực thủy điện và năng lượng tái tạo. Khoa Công trình là một Khoa lớn, giàu truyền thống của Trường Đại học Thủy lợi. Ngành Kỹ thuật xây dựng công trình thủy, trong đó có chuyên ngành Thủy điện và công trình năng lượng thuộc khoa Công trình là nơi đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao trong lĩnh vực thủy điện và NLTT nói riêng và thủy lợi nói chung. Hơn 50 năm qua, những kỹ sư tốt nghiệp từ khoa Công trình đã làm việc trên khắp mọi miền của đất nước, trở thành lực lượng nòng cốt trong sự nghiệp xây dựng Thủy lợi - Thủy điện của nước nhà.

Tài liệu tham khảo·

1.  Tập đoàn điện lực Việt Nam. https://evn.com.vn/.

2.  Tạp chí Năng lượng Việt Nam. http://nangluongvietnam.vn/.

3.  Chính phủ, Quyết định số 428/2016/QĐ-TTg, Phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030. 2016.

4.  Viện Năng Lượng, Đề án Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia thời kỳ 2021-2030 tầm nhìn đến năm 2045 (dự thảo QHĐ VIII). 2021.

5.  Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN), Báo cáo thường niên EVN 2021. 2021.