Phải chăng điện sóng biển là nguồn điện vô cùng to lớn và khá rẻ?

Phải chăng điện sóng biển là nguồn điện vô cùng to lớn và khá rẻ? 2 mặt biển và với những công nghệ rất bình thường, nhiều nơi trong nước có thể làm được, nhà máy điện chạy bằng năng lượng sóng biển cũng có thể có công suất lớn hơn công suất của Nhà máy Thủy điện Thác Bà?[/SIZE][/B][/FONT]​

- Tại nơi thuận lợi nhất, giá thành của điện sóng biển sẽ như thế nào? Có thể rẻ hơn giá thành của thủy điện hay không?


Đó là những câu hỏi trong thời gian gần đây tôi thường đặt ra và thường suy nghĩ rất nhiều. Nếu những suy nghĩ đó của tôi có thể chấp nhận được và được biến thành hiện thực, nó sẽ có thể đem lại lợi ích rất to lớn cho đất nước. Kính mong các nhà khoa học, các chuyên gia về điện và mọi người quan tâm kiểm tra giúp và chỉ ra những thiếu sót để tôi bổ sung, sửa đổi lại cho tốt hơn. Sau đây là những suy nghĩ của tôi:
Than đá, dầu mỏ, khí đốt,... ngày càng cạn kiệt dần nên việc nghiên cứu và xây dựng các nhà máy phát điện chạy bằng năng lượng tái tạo ở nhiều nước trên thế giới ngày càng được đẩy mạnh. Việc sử dụng năng lượng sóng biển để chạy máy phát điện đã được nhiều nhà khoa học ở một số nước trên thế giới nghiên cứu từ lâu bằng những công nghệ rất hiện đại. Trong các bản tin thời sự ta thường được nghe các nước đang tích cực đẩy nhanh tỷ lệ phát điện bằng năng lượng tái tạo lên cao. Nhưng rất tiếc rằng năng lượng tái tạo ở đây mới chỉ thấy nói đến năng lượng mặt trời và năng lượng gió.
Điện chạy bằng năng lượng gió và điện chạy bằng năng lượng mặt trời ở nước ta mới chỉ chiếm một tỷ trọng rất nhỏ và giá thành còn cao hơn nhiều so với thủy điện và nhiệt điện chạy than, chạy khí. Nhưng trong Quyết định số 1208/QĐ-TTg ngày 21 tháng 7 năm 2011 về việc Phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm 2030, Thủ tướng Chính phủ đã xác định:
“+ Ưu tiên phát triển nguồn điện từ năng lượng tái tạo (điện gió, điện mặt trời, điện sinh khối,...), phát triển nhanh, từng bước gia tăng tỷ trọng của điện năng sản xuất từ nguồn năng lượng tái tạo:
. Đưa tổng công suất nguồn điện gió từ mức không đáng kể hiện nay lên khoảng 1.000 MW vào năm 2020, khoảng 6.200 MW vào năm 2030; điện năng sản xuất từ nguồn điện gió chiếm tỷ trọng từ 0,7% năm 2020 lên 2,4% vào năm 2030.
. Phát triển điện sinh khối, đồng phát điện tại các nhà máy đường, đến năm 2020, nguồn điện này có tổng công suất khoảng 500 MW, nâng lên 2.000 MW vào năm 2030; tỷ trọng điện sản xuất tăng từ 0,6% năm 2020 lên 1,1% năm 2030.”
Bài: “Phát triển điện gió: Đã mở hướng đi” của Hồng Quân đăng trên báo Lao động ngày 9/7/2011 cho biết: “Theo tính toán của Bộ Công Thương tại thời điểm năm 2009 khi làm tờ trình Chính phủ nghị định khuyến khích phát triển NLTT, bình quân giá điện gió tại VN vào khoảng 12,5UScent/kWh, nhưng giá điện bình quân tại thời điểm đó mới chỉ khoảng 5,3UScent/kWh. Nếu tính cả lần điều chỉnh giá điện gần đây nhất (1.3.2011) thì giá điện bình quân mới bằng 1.242đ/kWh (tương đương 5,9UScent).”
Qua đó ta thấy tuy điện gió còn rất đắt so với điện chạy bằng các loại năng lượng đã có, nhưng các nước trên thế giới và nước ta vẫn tích cực phát triển. Vấn đề đặt ra là tại sao điện chạy bằng năng lượng sóng biển vẫn chưa được đưa vào? Phải chăng việc nghiên cứu sử dụng năng lượng sóng biển để chạy máy phát điện của các nhà khoa học thế giới còn nhiều vấn đề và giá thành phát điện còn rất cao so với các dạng năng lượng khác?
Năng lượng sóng biển tuy có rất nhiều tiềm năng nhưng việc nghiên cứu sử dụng nó cũng gặp rất nhiều khó khăn, trở ngại. Muốn nghiên cứu việc sử dụng năng lượng sóng biển để chạy máy phát điện, trước hết ta phải nghĩ đến những khó khăn, trở ngại đó là gì và có thể khắc phục được những khó khăn trở ngại đó hay không? Theo tôi có những khó khăn, trở ngại sau:
1. Sóng biển chỉ lên xuống nhấp nhô nhưng máy phát điện lại cần chuyển động quay theo một chiều nhất định. Có rất nhiều cách để chuyển năng lượng sóng biển thành chuyển động quay theo một chiều nhất định và các kết quả thu được cũng rất khác nhau. Giá thành phát điện phụ thuộc phần lớn vào cách chuyển năng lượng này. Dùng những công nghệ rất hiện đại và phải đầu tư lớn, nhưng kết quả thu được lại không nhiều thì giá thành phát điện cao là điều rất dễ hiểu.
2. Tính không ổn định của sóng biển và mực nước biển. Điện sản xuất ra cần đều đặn và ổn định, nhưng:
- Sóng biển lúc cao, lúc thấp, lúc mạnh, lúc yếu.
- Chu kỳ và khoảng cách giữa 2 làn sóng biển cũng khó xác định.
- Mực nước biển lên cao, xuống thấp theo thủy triều.
3. Khi có bão hoặc áp thấp nhiệt đới, sóng biển thường liên tục mạnh trong nhiều ngày, lớn hơn những ngày bình thường rất nhiều.
4. Nước biển có độ ăn mòn rất cao.
5. Các thiên tai như động đất, sóng thần,...
6. Có thể xây dựng được nhà máy phát điện với công suất lớn, ổn định và đều đặn hay không? Nếu chỉ phát điện được với công suất nhỏ thì rất khó hòa được vào lưới điện quốc gia.
Rất may cho tôi là từ cuối năm 1956, khi đó tôi mới 16 tuổi, tôi đã quan sát và suy nghĩ rất nhiều về chiếc líp xe đạp. Đồng thời tôi lại nghĩ đến chuyện tàu thuyền đi lại trên biển phải dùng rất nhiều nhiên liệu, nhưng lại hay gặp phải những cơn sóng dữ rất nguy hiểm. Tại sao tàu thuyền không chạy bằng cách dùng 2 chiếc líp lớn đặt ngược chiều nhau và các bánh răng nhận lực, truyền lực để biến chuyển động quay đi, quay lại thành chuyển động quay theo một chiều nhất định? Sau đó tôi cũng quên luôn những ý nghĩ đó đi. Trong các năm vừa qua các phương tiện thông tin đại chúng thỉnh thoảng lại đưa tin nhiều tàu thuyền đánh cá bị chìm khi gặp bão hoặc áp thấp nhiệt đới, nhiều ngư dân bị chết giữa biển khơi. Những ý nghĩ từ hồi còn nhỏ hiện trở lại trong óc tôi. Vì thế tôi đã viết bài: “Nên nghĩ đến việc nghiên cứu chế tạo những tàu đánh cá chạy bằng năng lượng sóng biển và không sợ gì giông bão”. Bài này tôi đã đưa lên Diễn đàn Tài nguyên nước Việt Nam tainguyennuoc.vn ngày 31/07/2011. Ngay khi mới viết xong bản thảo bài này tôi lại nghĩ đến chuyện dùng năng lượng sóng biển để chạy máy phát điện. Sau khi bổ sung, sửa đổi rất nhiều lần trong mấy tháng trời, ngày 28/07/2011 tôi đã đưa bài này lên Diễn đàn webdien.com – Cầu nối dân điện trong mục Hệ thống năng lượng mới với tiêu đề là: “Nhà máy điện chạy bằng năng lượng sóng biển”. Tại Diễn đàn này tôi đã được nhiều người giúp đỡ rất nhiệt tình, đã cung cấp thêm cho tôi nhiều thông tin mới và đã góp ý cho tôi nhiều ý kiến quý báu. Từ những thông tin và những ý kiến đóng góp đó, tôi tiếp tục suy nghĩ thêm và bổ sung, sửa đổi lại bài viết cho tốt hơn. Cho đến nay trên Diễn đàn này tôi đã bổ sung, sửa đổi lại bài này 3 lần, ngoài ra còn có thêm 8 bài bổ sung, tổng cộng là 12 bài gồm 7 bài năm 2011 và 5 bài năm 2012.
Phần dưới biển rất đơn giản, chỉ có khung thép lớn để giữ phao từ trên cao và gắn các bơm nén khí, các đường ống dẫn khí nén. Phao nâng lên, hạ xuống làm cho thanh thép dài có răng ở giữa phao cũng phải chạy lên, chạy xuống liên tục. Bánh răng ở bộ phận giữ phao tiếp xúc với răng của thanh thép biến chuyển động chạy lên, chạy xuống thành chuyển động quay đi, quay lại. Phần chuyển lực biến chuyển động quay đi, quay lại thành chuyển động quay tròn theo một chiều nhất định. Do kết cấu rất đơn giản, lực ma sát không đáng kể nên hiệu suất của phần chuyển lực gần như đạt 100%. Cho chuyển động đó chạy bơm nén khí và khí nén được chuyển theo đường ống về kho chứa khí nén ở trên bờ. Kho khí nén gồm nhiều bình chứa khí nén lớn sẽ cung cấp đều đặn khí nén với áp suất ổn định để chạy các tổ máy phát điện. Rất nhiều nơi trong nước ta có thể làm được các bộ phận đó. Nội dung cụ thể như trong bài: “Nguồn điện vô cùng to lớn” đã đưa lên Diễn đàn webdien.com sáng ngày 01/01/2012.
Trong tháng 12 năm 2011, tôi đã tìm kiếm dự báo độ cao sóng biển trong các bản tin dự báo sóng biển của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn. Kết quả là tôi đã thu thập được 86 bản tin của năm 2011. Rất tiếc là các tháng 5, 7, 8 và 9 không thu thập được bản tin nào. Tháng 10 chỉ thu thập được 1 bản tin, tháng 6 được 2 bản tin, tháng 11 được 3 bản tin. Ngay trong tháng 12, nhiều bản tin đã đưa lên mạng nhưng rồi khi có bản tin mới thì bản tin cũ lại không còn nhìn thấy nữa. Trong một số bản tin, thỉnh thoảng có chỗ vừa có độ cao sóng bình thường lại còn có thêm có lúc sóng cao hơn. Tại những chỗ này tôi chỉ lấy độ cao sóng bình thường. Sau khi lấy được bản tin dự báo sóng biển cuối cùng năm 2011 của củaTrung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn. Đó là bản tin 15 giờ 30 ngày 31/12/2011. Tôi hoàn chỉnh việc tính thử công suất phát điện cho các phao hình trụ tròn đường kính 5 m, cao 2 m khi sử dụng sóng biển trên diện tích 1 km2 mặt biển của từng tháng trong năm 2011 cho từng vùng biển của nước ta. Kết quả cụ thể như biểu sau:


Ở nước ta, trong năm 2011 ít bị ảnh hưởng của các cơn bão và áp thấp nhiệt đới, gió tây nam cũng không thổi mạnh như mọi năm. Nên sóng biển lớn chủ yếu là do gió đông bắc. Chỉ cần một cơn bão hoặc áp thấp nhiệt đới đổ bộ vào đất liền hoặc lướt qua gần bờ thì độ cao bình quân sóng biển của tháng đó sẽ tăng lên rất nhiều. Nếu có được thật nhiều bản tin dự báo sóng biển trong nhiều năm thì sẽ có kết quả tốt hơn.
Phương pháp tính toán, tôi đã trình bày rất cụ thể trong bài: “Tính thử khả năng phát điện của năng lượng sóng biển” đã đưa lên Diễn đàn webdien.com sáng ngày 01/01/2012 để xin mọi người kiểm tra giúp và góp ý. Nếu các số liệu trong biểu trên có thể chấp nhận được, ta có thể rút ra các nhận xét sau:
- Lớn nhất là vùng biển từ Bình Thuận đến Cà Mau: 200,71 MW, tiếp đến là các vùng biển từ Bình Định đến Ninh Thuận: 162,96 MW, vùng biển Quảng Trị đến Quảng Ngãi: 123,70 MW. Trong khi đó công suất lắp máy của nhà máy Thủy điện Thác Bà chỉ có 120 MW. Trong mùa khô, nhà máy còn phát điện với công suất nhỏ hơn.
- Nếu công suất lắp máy của nhà máy điện sóng biển bằng trung bình của 4 tháng 12, 1, 2 và 3. Khối lượng khí nén dự trữ cũng được tính để dự trữ hết khí nén còn thừa của tháng 1 sau khi nhà máy đã chạy hết công suất. Tháng 2 nhà máy sẽ vừa sử dụng khí nén phát sinh vừa sử dụng khí nén cũ để chạy hết công suất và tháng 3, tháng 4 sẽ sử dụng hết phần khí nén còn lại. Với cách tính đó thì công suất lắp máy của nhà máy điện sóng biển tại vùng biển từ Bình Thuận đến Cà Mau là 275 MW, vùng biển từ Bình Định đến Ninh Thuận là 234 MW, vùng biển từ Quảng Trị đến Quảng Ngãi là 188 MW. Như vậy nhà máy sẽ phải chạy hết công suất trong tháng 1 và tháng 2, chạy gần hết công suất trong tháng 12 và tháng 3. Khi đó là giữa và gần cuối mùa khô của Bắc Bộ và Tây Nguyên, thủy điện đang rất cần sự hỗ trợ của các nguồn điện khác.
- Ở nước ta, thủy điện có giá thành điện thấp nhất vì không phải dùng đến bất kỳ loại nhiên liệu nào, nhưng phải đầu tư rất lớn. Xem trên mạng tôi thấy Thủy điện Sông Bung 2 (Quảng Nam) công suất 100 MW, vốn đầu tư 2.372 tỷ đồng; Thủy điện Sông Tranh 2 (Quảng Nam) công suất 190 MW, vốn đầu tư 5.200 tỷ đồng; Thủy điện Đăk Mi 4 (Quảng Nam) công suất 190 MW, vốn đầu tư 4.800 tỷ đồng; Thủy điện A Lưới (Thừa Thiên – Huế) công suất 170 MW, vốn đầu tư 2.372 tỷ đồng,... Đó là những thông tin trong các bài cập nhật từ tháng 1 năm 2008 trên mạng tin247.com. Đến nay chắc là vốn đầu tư sẽ tăng lên rất nhiều. NgayThủy điện Lai Châu có công suất lắp máy 1.200 MW, vốn đầu tư theo Quyết định số: 819/QĐ-TTg ngày 07 tháng 06 năm 2010 của Thủ tướng Chính phủ cũng đã là 35.700 tỷ đồng. Như vậy nếu tính theo giá hiện nay, để thủy điện có công suất lắp máy 100 MW sẽ phải đầu tư khoảng trên 3.000 tỷ đồng. Điện sóng biển cũng không phải dùng đến bất kỳ loại nhiên liệu nào. Nếu những tính toán của tôi về công suất phát điện cho điện sóng biển có thể chấp nhận được, xin các nhà đầu tư tính thử giúp xem sẽ phải đầu tư bao nhiêu và sẽ cho giá thành phát điện khoảng bao nhiêu?
Ngoài ra tôi cũng đã tính thử công suất phát điện trên các vùng biển nước ta khi dùng phao có đường kính 6 m, cao 2 m. Kết quả cho thấy công suất không giảm bao nhiêu so với khi dùng phao có đường kính 5 m, cao 2 m nhưng rất phù hợp với chiều dài 12 m của các thanh thép hình thường bán trên thị trường. Ngày 15/01/2012 tôi đã đưa thêm biểu kết quả tính thử công suất phát điện này vào phía dưới của bài “Nguồn điện vô cùng to lớn” để người xem tham khảo thêm.
Ngày 05/02/2012, tôi đưa thêm lên Diễn đàn webdien.com bài: “Điện sóng biển đắt hay rẻ và có ảnh hưởng gì đến môi trường biển hay không?”, trong đó nói rất kỹ về khung thép như thế nào, cách đưa xuống biển ra sao, phao thép theo đề xuất của tôi ra sao và lượng thép phải sử dụng khoảng bao nhiêu tấn để các nhà đầu tư và người xem rõ hơn về những phần này. Trong bài này tôi cũng sơ bộ suy nghĩ về giá thành phát điện của điện sóng biển so với thủy điện.
Trong các bài trước của tôi, ưu thế thuộc về các vùng biển từ Quảng Trị đến Cà Mau nên ngày 02/03/2012, tôi lại đưa thêm lên Diễn đàn webdien.com bài: “Điện sóng biển cho các vùng biển thuộc Vịnh Bắc Bộ và từ Cà Mau đến Kiên Giang”.
Qua bài này lại có thể rút ra kết luận: Nơi nào có tỷ lệ giữa độ cao bình quân và độ cao lớn nhất của sóng biển cao hơn sẽ có khả năng cho hiệu quả kinh tế cao hơn. Nên tôi quay trở lại với vùng biển có ưu thế nhất là vùng biển từ Bình Thuận tới Cà Mau và ngày 07/03/2012 tôi lại đưa thêm lên Diễn đàn webdien.combài: “Tại nơi thuận lợi nhất, giá thành của điện sóng biển sẽ như thế nào?”
Tôi năm nay đã 72 tuổi rồi. Nhưng theo tôi nghĩ điện sóng biển là nguồn điện vô cùng to lớn và khá rẻ. Vì vậy tôi đã liên tục đưa vấn đề này lên Diễn đàn để tranh thủ ý kiến đóng góp của mọi người và sửa đổi lại cho tốt hơn. Tôi rất mong sẽ có những người có những ý kiến tốt hơn, có những cách làm hay hơn và sớm biến nó trở thành hiện thực để đem lại lợi ích rất to lớn cho đất nước.
Với chiều dài hơn 3.260 km bờ biển, tổng diện tích các vùng biển chủ quyền bao gồm các đảo, quần đảo, các vùng đặc quyền kinh tế biển rộng gấp 3 lần đất liền và rộng hàng triệu km2, Việt Nam là một quốc gia biển và là quốc gia đứng thứ 10 thế giới về tỷ lệ sở hữu biển. Vùng biển gần bờ thường xuyên có sóng biển mạnh nhất nước ta lại đồng thời là vùng ít gặp bão hơn các vùng biển khác, bão lớn có đến gần bờ vùng này thì gió đã yếu đi nhiều, rất thuận lợi cho việc xây dựng những nhà máy điện sóng biển lớn. Năng lượng sóng biển vô cùng to lớn. Đó chính là thế mạnh của nước ta. Nếu ta nghiên cứu thành công việc sử dụng năng lượng sóng biển để chạy máy phát điện với giá thành phát điện tương đối rẻ sẽ đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn cho đất nước và sẽ phát huy được thế mạnh ít nước có được. Không biết phương pháp tính của tôi có sai sót chỗ nào hay không? Kính mong các nhà khoa học, các chuyên gia về điện và mọi người giúp đỡ, phát hiện những chỗ tính sai để tôi sửa lại cho tốt hơn.
Cái lợi lớn nhất của điện sóng biển đối với môi trường là không phải dùng đến bất cứ loại nhiên liệu nào, sẽ giảm được việc phát thải một khối lượng lớn khí CO2 ra ngoài không khí. Bất cứ nơi nào có biển cũng đều có thể xây dựng được nhà máy điện chạy bằng năng lượng sóng biển. Giá thành của điện sóng biển là bao nhiêu phụ thuộc vào điều kiện cụ thể ở từng nơi, cần phải tính toán kỹ và phải qua thực tế mới có kết quả chính xác. Điều đó vô cùng quan trọng vì nó sẽ quyết định tốc độ phát triển của điện sóng biển.
Việt Nam là một trong những nước chịu nhiều thiệt hại nhất khi mực nước biển dâng cao lên do biến đổi khí hậu. “Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam (tháng 6 - 2009)” của Bộ Tài nguyên và Môi trường cho biết: Nếu mực nước biển dâng cao 1m thì 37,8% diện tích các tỉnh ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long sẽ bị ngập chìm trong nước biển. Bài: “Chủ động thích nghi, ứng phó tích cực với biến đổi khí hậu” đăng trên Cổng Thông tin Điện tử của Chính phủ ngày 16/2/2011 cho biết Chính phủ đã tính tới kịch bản nước biển dâng 2m. Nếu biến đổi khí hậu trên trái đất chậm lại thì Việt Nam sẽ là một trong những nước được hưởng lợi nhiều nhất.
Kính mong Đảng, Nhà nước, các tỉnh ven biển quan tâm và giao cho các cơ quan có trách nhiệm nghiên cứu, xem xét lại phương pháp tính toán của tôi để có những ý kiến cụ thể về vấn đề này. Xin chân thành cám ơn.
Lê Vĩnh Cẩn

Địa chỉ liên hệ:
Phòng 204 nhà B4, 189 Thanh Nhàn, Hà Nội
Điện thoại: (04)39716038
Thường hay ở nhà con, điện thoại: (04)35527218

Điện sóng biển có thể rẻ hơn thủy điện hay không?

Hiện nay, thủy điện là loại điện có giá thành phát điện rẻ nhất trong các loại điện ở nước ta. Nhưng ngày 19/09/2012 tôi đã đưa bài: “Thử so sánh giá thành phát điện của điện sóng biển và thủy điện” lên Diễn đàn webdien.com – Cầu nối dân điện trong mục Hệ thống năng lượng mới. Rất mong các bạn xem giúp bài này và góp ý để tôi sửa lại cho tốt hơn. Xin chân thành cám ơn.

h