Trong bài viết kỳ này, chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam giới thiệu quá trình phát triển thủy điện ở Ấn Độ, trong đó có thủy điện tích năng nhằm đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống điện, đáp ứng mục tiêu sẽ đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2070 như cam kết của Thủ tướng Ấn Độ Narendra Modi tại COP26.
Ấn Độ là một quốc gia Nam Á, có diện tích chiếm hầu hết bán đảo Ấn Độ. Quốc gia này có ranh giới với Pakistan, Trung Quốc, Myanma, Bangladesh, Nepal, Bhutan và Afghanistan. Ấn Độ hiện là nước đông dân thứ nhì trên thế giới, sau Trung Quốc và đồng thời lớn thứ bảy về diện tích. Để có nguồn điện phục vụ phát triển kinh tế, Chính phủ Ấn Độ đã đẩy mạnh việc đầu tư xây dựng các nhà máy điện. Nguồn phát điện được chú trọng đầu tư xây dựng, cả ở cấp trung ương và các bang. Các tập đoàn, công ty tư nhân cũng được phép tham gia vào sản xuất, kinh doanh điện (từ xây dựng, phát điện, tới xây dựng hệ thống truyền tải và bán điện trong phạm vi cả nước).
Năm 1947, thủy điện ở Ấn Độ chiếm khoảng 37% tổng công suất phát điện và hơn 53% sản lượng điện. Vào cuối những năm 1960, sự tăng trưởng trong sản xuất điện than đã dẫn đến sự sụt giảm tỷ trọng của thủy điện cả về công suất và sản lượng. Nền kinh tế Ấn Độ tăng trưởng mạnh trong những năm qua, do đó nhu cầu về điện cũng ngày càng tăng cao. Ấn Độ đứng thứ ba thế giới về công suất phát điện, sau Trung Quốc và Mỹ, đứng thứ tư thế giới về tiêu thụ điện năng.
Về thủy điện, Ấn Độ xây dựng nhà máy thủy điện đầu tiên tại vùng sản xuất chè Sidrapong vào năm 1897, cung cấp điện cho Tòa thị chính Darjeeling. Trong hai thập kỷ đầu tiên kể từ khi Ấn Độ giành độc lập (1947 - 1967), công suất thủy điện tăng hơn 13% và sản lượng điện từ các nhà máy thủy điện tăng 11,8%. Trong hai thập kỷ tiếp theo (1967 - 1987) công suất phát thủy điện tăng hơn 18%, nhưng sản lượng thủy điện chỉ tăng 5,6%. Sự sụt giảm tiếp tục trong thập kỷ tiếp theo (1987 - 2007) khi cả công suất lẫn sản lượng thủy điện đều chỉ có mức tăng còn hơn 3%. Trong năm 2007 - 2019, công suất bổ sung thủy điện chỉ tăng hơn 1% và sản lượng điện từ các nhà máy thủy điện tăng dưới 1%. Sản lượng (hay công suất cụ thể) được tạo ra trên một đơn vị công suất (thước đo hiệu quả kinh tế) đã giảm từ hơn 4,4 trong những năm 1960 xuống dưới 2,5 vào đầu những năm 2000. Sản lượng đã được cải thiện kể từ đó, đạt 3,4 vào năm 2019 - 2020.
Hình 1: Công suất lắp đặt nguồn điện năm 2022 và dự kiến đến năm 2032 của Ấn Độ.
Tính đến tháng 9/2022, công suất thủy điện của Ấn Độ là 42.100 MW, chiếm khoảng 10% tổng công suất toàn hệ thống. Khoảng 12% sản lượng điện trong giai đoạn 2020 - 2021 là từ thủy điện. Ấn Độ là quốc gia sản xuất điện lớn thứ 3 trên thế giới với điện bình quân đầu người hiện nay tiêu thụ là 1.255 kWh/người/năm.
Tiêu thụ năng lượng bình quân đầu người giai đoạn 2009 - 2022 (xem hình 2):
Hình 2: Tiêu thụ năng lượng bình quân đầu người giai đoạn 2009 - 2022.
Lực đẩy phát triển thủy điện:
Đề cao những lợi ích kinh tế và kỹ thuật của thủy điện, ngành công nghiệp thủy điện ở Ấn Độ đã thúc đẩy Chính phủ khuyến khích tài chính để phù hợp với những ưu đãi mà ngành năng lượng tái tạo (NLTT) nhận được, vì thủy điện vừa có lượng carbon thấp vừa là nguồn năng lượng tái tạo. Khả năng tăng, hoặc giảm công suất phát điện nhanh chóng của thủy điện để chạy theo phụ tải, đáp ứng nhu cầu cao điểm và bù đắp cho việc phát điện gián đoạn từ các nguồn NLTT bất cứ khi nào có yêu cầu đã củng cố thêm khả năng rằng: Chính phủ Ấn Độ sẽ tiếp tục khuyến khích phát triển thủy điện.
Những đặc điểm riêng này của thủy điện có ý nghĩa quan trọng trong việc duy trì tần số lưới điện thông qua liên tục điều tiết công suất, kiểm soát điện áp thông qua công suất phản kháng và cung cấp điện dự trữ để duy trì sự ổn định của hệ thống. Khi tỷ trọng năng lượng tái tạo trong lưới điện Ấn Độ tăng lên, quán tính của lưới điện sẽ giảm - nghĩa là sẽ cần nhiều công suất thủy điện hơn.
Vào tháng 3 năm 2019, Chính phủ Ấn Độ đã phê duyệt các biện pháp nhằm mục tiêu phát triển thủy điện bao gồm:
1/ Đưa các dự án thủy điện công suất lớn vào làm nguồn NLTT (cho đến thời điểm đó chỉ có các dự án có công suất dưới 25 MW được coi là nguồn NLTT).
2/ Nghĩa vụ mua thủy điện (HPO) như một hạng mục riêng biệt trong nghĩa vụ mua điện tái tạo không dùng năng lượng mặt trời (RPO). Các mục tiêu hàng năm đặt ra dựa trên kế hoạch bổ sung công suất đã được Bộ Điện lực Ấn Độ (MOP) thông báo và các sửa đổi cần thiết sẽ được đưa ra trong chính sách thuế quan.
3/ Các biện pháp hợp lý hóa thuế quan (bao gồm cho phép các nhà phát triển linh hoạt trong việc xác định mức thuế, tăng thuế sau khi tăng tuổi thọ dự án lên 40 năm, tăng thời gian trả nợ lên 18 năm và đưa ra mức thuế leo thang 2%).
4/ Hỗ trợ ngân sách để cấp vốn cho hợp phần điều tiết lũ của các dự án thủy điện, tùy từng trường hợp để tạo điều kiện cho cơ sở hạ tầng như cầu, đường, các cơ sở hạ tầng khác theo nhu cầu thực tế, giới hạn ở 15 triệu INR/MW đối với các dự án có công suất nhỏ hơn 200 MW và 10 triệu INR/MW đối với các dự án có công suất trên 200 MW.
MOP đã đặt HPO ở mức 0,18% cho giai đoạn 2021 - 2022 và đề xuất tăng lên 2,82% vào năm 2029 - 2030. Điều này sẽ làm tăng nhu cầu về thủy điện (cũng như nghĩa vụ mua năng lượng mặt trời làm tăng việc bao tiêu điện mặt trời) mặc dù không phải tất cả các công ty phân phối nhà nước đều có nghĩa vụ thông báo rộng rãi về mục tiêu HPO của họ. Uớc tính rằng, công suất phát thủy điện sẽ phải gia tăng 39% (tương đương 18 GW) để đáp ứng HPO vào năm 2030.
Tại sao cần thúc đẩy phát triển năng lượng tái tạo và lưu trữ năng lượng:
Chính phủ Ấn Độ lo ngại về an ninh năng lượng trong nước, cũng như động lực quốc tế về phát triển năng lượng trong quá trình chuyển đổi trên toàn cầu vì tương lai không carbon.
Ngày 12/11/2022, tại Hội nghị thượng đỉnh COP27, thành phố Sharm el-Sheikh, Ai Cập, Chính phủ Ấn Độ tuyên bố mong muốn các nước đồng ý loại bỏ dần tất cả nhiên liệu hóa thạch, thay vì thỏa thuận chỉ hạn chế về loại bỏ than đá. Năng lượng không dựa vào nhiên liệu hóa thạch chiếm một tỷ trọng rất lớn là năng lượng mặt trời và gió. Tuy nhiên, việc tích hợp phần năng lượng mặt trời và gió vào lưới điện quốc gia sẽ khó vận hành ổn định hơn. Để đảm bảo vận hành ổn định lưới điện quốc gia cần có hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) và đây một giải pháp thích hợp để làm trơn tru sự biến thiên của năng lượng mặt trời và gió. Nhằm thực hiện mục tiêu đó, ước tính có gần 15 GW của thủy điện tích năng sẽ được yêu cầu xây dựng trên tổng số 40 GW của hệ thống lưu trữ điện năng (ESS) vào năm 2029 - 2030.
Hiện Chính phủ Ấn độ đang thúc đẩy mục tiêu phát triển vì các lợi ích toàn diện của thủy điện với việc phủ đỉnh - điền đáy trong việc cân bằng biểu đồ phụ tải.
Hình 3: Hiện trạng và dự kiến tăng trưởng công suất thủy điện và thủy điện tích năng - GW.
Những thách thức khi phát triển thủy điện:
Ngành thủy điện Ấn Độ có lịch sử phát triển hơn 125 năm, kể từ công trình thủy điện đầu tiên được xây dựng vào năm 1897. Với bề dày kinh nghiệm khảo sát, thiết kế, xây dựng và vận hành an toàn các công trình thủy điện có tổng công suất 42.100 MW (tính đến tháng 9 năm 2022), trong tương lai hy vọng rằng, các ưu đãi tài chính mới của Chính phủ sẽ tiếp thêm động lực cho ngành phát triển. Ngành đã có kế hoạch bổ sung khoảng 12.340 MW công suất thủy điện tới năm 2026.
Ngoài một số dự án nhỏ ở miền Trung và miền Nam Ấn Độ, hầu hết các dự án thủy điện ở các bang phía Bắc và Đông Bắc. Điều này có nghĩa là các dự án sẽ khơi lại những phản ứng của người dân địa phương do lo ngại về tổn hại về môi trường. Điều này được chứng minh là trận lũ quét lớn ở Uttarakhand vào năm 2013 đã khiến 5.000 người chết, phá hủy nhà cửa và hư hỏng các công trình thủy điện. Do vậy, các dự án thủy điện tương lai cần được thận trọng nghiên cứu, đánh giá tác động môi trường kỹ càng nhằm tránh những tác động, rủi ro do các sự cố không mong muốn xảy ra, gây thiệt hại cho cộng đồng dân cư khu vực thượng và hạ lưu công trình. Điều quan trọng là chính sách của Chính phủ, với sự nhiệt tình đóng góp vào lợi ích cộng đồng toàn cầu là giảm thiểu carbon, không bỏ qua cái giá phải trả đối với môi trường địa phương, các nhóm dân cư sống trong vùng thượng và hạ lưu công trình thủy điện.
Đón đọc kỳ tới...
Tài liệu tham khảo:
1. Hydropower in India: Balancing global carbon benefits with local environmental costs. Ho Chi Minh National Academy of Polytics. Center for Indian Study. Online 28/2/2022. Akhilesh Sati, Lydia Powell and Vinod Kumar Tomar.
2. Hydropower In India: Country’s Plans and Perspective. Neeraj Verma General Manager, Electro-Mechanical Design Dept. THDC India Ltd. Hydro Power Asia Conference 2022. November 7-8 at Sheraton (Hanoi), Vietnam.