Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone 

Chapter 13: Energy UK – Chương 13: Năng lượng tại Anh (Phần 3)

Năng lượng tái tạo

Trong lịch sử, năng lượng tái tạo không chiếm một phần lớn trong cơ cấu năng lượng của Anh, mặc dù Anh có tiềm năng từ năng lượng gió và năng lượng thủy triều. Chỉ từ giữa những năm 1990 các nguồn năng lượng tái tạo mới bắt đầu đóng góp cho sản xuất điện, mặc dù chỉ ở mức độ nhỏ. Thủy điện không phải là một lựa chọn khả thi cho Vương quốc Anh bởi vì các con sông không đủ sức mạnh cần thiết.

Các đánh giá năng lượng của Chính phủ trong thập kỷ qua đã đặt ra mục tiêu khác nhau để sản xuất điện từ năng lượng tái tạo. Ví dụ, Đánh giá Năng lượng năm 2002 thiết lập rằng 10% lượng điện sẽ được sản xuất từ các nguồn này cho đến năm 2010/2011; mục tiêu này sau đó được tăng lên 15% vào năm 2015. Đánh giá Năng lượng năm 2006 đặt mục tiêu 20% cho năm 2020. Đối với Scotland, mục tiêu là 17-18% điện từ năng lượng tái tạo vào năm 2010, để tăng đến 80% (một cách rất lạc quan) vào năm 2020 .

Đến năm 2004, lượng phát điện từ năng lượng tái tạo là 250 MW – đã tăng lên 500 MW vào năm 2005. Theo thống kê của Bộ Năng lượng và Biến đổi khí hậu của Vương quốc Anh, trong năm 2009 nguồn năng lượng tái tạo cung cấp 6.7% lượng điện nội địa và 9.6% trong quý thứ hai của năm 2011. Con số này tương ứng với 7.86 TWh, đã đạt được mục tiêu thiết lập trước đó năm 2002.

Thống kê cũng khẳng định vai trò đi đầu của Scotland trong điện tái tạo. Trong năm 2010, Scotland tạo ra nhiều hơn khoảng 20% công suất điện từ năng lượng tái tạo so với Anh, mặc dù sản lượng điện ở Anh cao hơn 45% do sự sử dụng mạnh mẽ của nhiên liệu sinh học sản xuất từ củ cải đường trồng trong nước.

Năng lượng tái tạo – Năng lượng gió

Vào cuối năm 2011, công suất lắp đặt năng lượng gió tại Anh là 6540 MW, đưa Vương quốc Anh lên vị trí thứ 8 trong các nhà sản xuất lớn nhất thế giới. Năng lượng gió là nguồn năng lượng tái tạo lớn thứ hai sau sinh khối. Hiệp hội Năng lượng gió của Anh, bây giờ được gọi là RenewableUK, ước tính trong năm 2010 có hơn 2 GW công suất có thể được triển khai hàng năm từ năng lượng gió cho giai đoạn 2011 – 2016. Nhưng chúng ta hãy đi ngược dòng lịch sử một lúc.

Chỉ thị tháng 1 năm 2009 của Liên minh Năng lượng tái tạo châu Âu đặt mục tiêu 20% nguồn cung cấp năng lượng cuối cùng cho EU từ các nguồn tái tạo vào năm 2020. Phân bổ mục tiêu của Anh là 15%. Bởi vì nhiệt và nhiên liệu sản xuất từ năng lượng tái tạo ở Anh lúc đó đang ở các mức căn bản rất thấp, RenewableUK ước tính rằng điều này sẽ đòi hỏi 35 – 40% sản lượng điện của Anh phải được tạo ra từ các nguồn tái tạo, được đáp ứng phần lớn bởi 33-35 GW công suất điện gió được lắp đặt. Vào cuối năm 2007, Vương quốc Anh đã lên kế hoạch để mở rộng năng lượng gió lên tới 25 GW điện gió ở khu vực ngoài khơi để chuẩn bị cho một chu kỳ mới của sự phát triển. Đây là phần để thêm vào 8 GW đã được lên kế hoạch vào năm 2001 và năm 2003. Tóm lại, người ta ước tính rằng điều này sẽ dẫn đến việc xây dựng hơn 7000 tuabin gió ngoài khơi.

Một số chú ý lịch sử

Các trang trại gió đầu tiên ở Anh được xây dựng trên đất liền, và hiện tại đang tạo ra nhiều năng lượng hơn so với các trang trại ngoài khơi. Trang trại gió thương mại đầu tiên được xây dựng vào năm 1991 tại Cornwall, bao gồm 10 tuabin, mỗi tuabin tạo ra công suất tối đa là 400 kW. Đầu những năm 1990 chứng kiến mức tăng trưởng nhỏ nhưng ổn định, với khoảng 6 trang trại khai trương hoạt động mỗi năm. Các trang trại gió lớn hơn có xu hướng được xây dựng trên những ngọn đồi của xứ Wales. Các trang trại nhỏ bắt đầu xuất hiện trên những ngọn đồi và vùng đồng hoang của Bắc Ireland và Anh.

Trang trại gió thương mại đầu tiên tại Scotland bắt đầu hoạt động vào cuối năm 1995. Cuối những năm 1990 chứng kiến sự ​​tăng trưởng bền vững, và trong năm 2000 các tuabin 1-MW đầu tiên được lắp đặt. Tốc độ tăng trưởng bắt đầu tăng tốc như các công ty điện lực Scottish Power và Scottish & Southern ngày càng trở nên có đóng góp tích cực trong việc đáp ứng yêu cầu pháp lý để sản xuất một lượng điện nhất định từ các nguồn tái tạo.

Sự phát triển tuabin gió tiếp tục nhanh chóng, và vào giữa thập kỷ qua (2000 – 2010) tiêu chuẩn công suất trong việc triển khai tuabin gió trở thành hơn 2-MW. Tăng trưởng tiếp tục phát triển với các trang trại lớn hơn, sử dụng tuabin lớn hơn, hiệu quả hơn, được lắp trên những trụ đỡ ngày càng cao hơn. Trang trại gió 100 MW  đầu tiên của Vương quốc Anh đã đi vào hoạt động vào năm 2006, cũng là nơi chứng kiến sự sử dụng đầu tiên của tuabin công suất 3-MW.

Trang trại gió trên bờ lớn nhất ở Anh được hoàn thành vào năm 2008. Sự nâng cấp của một trang trại gió khác tạo ra trang trại lớn nhất ở Bắc Ireland. Trang trại gió lớn nhất (với 140 tuabin) ở Anh đã đi vào hoạt động trong năm 2009 tại Whitelee trên cánh đồng Eaglesham Moor của Scotland, tạo ra 322 MW. Cùng năm đó, các trang trại gió trên bờ của Vương quốc Anh tạo ra 7564 GWh, hay là đóng góp 2% vào tổng sản lượng điện của Anh (378.5 TWh).

Ba trang trại gió ngoài khơi đi vào hoạt động trong năm 2010. Hơn 1100 MW công suất điện gió mới đã được đưa vào mạng lưới trực tuyến trong năm 2010, tăng 3% so với năm 2009. Đã có sự sụt giảm 38% trong lắp đặt trên đất liền chỉ có 503 MW so với 815 MW vào năm 2009, nhưng thay vào đó có một sự gia tăng 230% trong lắp đặt xa bờ với 653 MW đã lắp đặt (so với 285 MW vào năm 2009). Hình 61 minh họa lượng điện được tạo ra trong các thập kỷ 1990-2010 từ năng lượng gió trong đất liền và các trang trại gió ngoài khơi. Một vài trang trại gió trên 100-MW nữa được dự kiến ​​sẽ xây dựng trên những ngọn đồi ở Scotland – chúng sẽ được trang bị các tuabin 3.6-MW mới.

Hình 61: Tăng trưởng trong công suất điện gió từ các nhà máy trên bờ (onshore) và ngoài khơi (offshore) ở Anh trong giai đoạn 1990 – 2010. Nguồn: Wikipedia.

Tính đến tháng 12 năm 2011, đã có 321 trang trại gió hoạt động ở Anh, với 3506 tuabin và 6540 MW công suất lắp đặt. Hơn 3500 MW công suất của trang trại gió đang được xây dựng, trong khi một kế hoạch 5590 MW đã được thông qua và khoảng 10 000 MW nữa đang trong giai đoạn lập kế hoạch chờ phê duyệt.

Các trang trại gió lớn trên bờ có xu hướng được kết nối trực tiếp với Lưới điện Quốc gia, trong khi các trang trại gió nhỏ hơn được kết nối với một mạng lưới phân phối trong khu vực, được gọi là thế hệ nhúng (embedded generation). Trong năm 2009, gần một nửa công suất phát điện gió đã tham gia thế hệ nhúng, dự kiến ​​sẽ giảm đi trong tương lai khi các trang trại gió lớn hơn được xây dựng.

Hình 62 hiển thị một bức ảnh của đường chân trời của trang trại gió Ardrossan 24 MW ở Bắc Ayrshire, Scotland – trang trại này đã được chính thức khai trương vào ngày 10 tháng 8 năm 2004.

Hình 62: Trang trại gió Ardrossan dọc đường chân trời ở Bắc Ayrshire, Scotland. Lưu ý những ngôi nhà ở phía trước. Ảnh chụp bởi Vincent van Zeijst, ngày 03 tháng 7 năm 2010. Nguồn: Wikipedia.

Tờ báo uy tín, The Guardian (Luân Đôn), thông báo rằng trang trại gió Ardrossan đã được chấp nhận trên mức nồng nhiệt bởi người dân địa phương (overwhelmingly accepted by local people). Thay vì làm hỏng cảnh quan, người dân địa phương tin rằng nhà máy đã làm khu vực tốt hơn: Các tuabin trông rất ấn tượng, mang lại một ảnh hưởng yên bình đến thị trấn và, trái với niềm tin rằng chúng sẽ rất ồn ào, chúng tôi thấy giống như những con ngựa làm việc yên lặng (The turbines are impressive looking, bring a calming effect to the town and, contrary to the belief that they would be noisy, we have found them to be silent workhorses). Thật không may, một trong những tuabin của trang trại gió này đã hư hại một cách thảm khốc, biến thành một quả cầu lửa trong cơn bão nghiêm trọng hồi tháng 12 năm 2011.

Hình 63 cho thấy một bức ảnh của trang trại gió ngoài khơi Scroby Sands, thuộc vùng Great Yarmouth, Norfolk, Anh, chụp từ bãi biển.

Hình 63: Trang trại gió ngoài khơi Scroby Sands, thuộc vùng Great Yarmouth, Norfolk, Anh, chụp từ bãi biển (ảnh Anke Hueper, Karlsruhe, Đức, ngày 04 Tháng 11 năm 2005). Nguồn: Wikipedia.

Vương quốc Anh đã trở thành dẫn đầu thế giới về sản xuất năng lượng gió ngoài khơi vào tháng Mười năm 2008 khi Anh vượt qua Đan Mạch. Anh cũng có hai trong số các trang trại gió ngoài khơi lớn nhất thế giới, là trang trại gió Thanet (đưa vào hoạt động năm 2010), nằm ​​ở ngoài khơi bờ biển Kent, và gần đây (năm 2012) đưa trang trại gió ngoài khơi Walney vào hoạt động (xem Bảng 9, Chương 8). Đến nay nước Anh đã có 1525 MW công suất hoạt động danh nghĩa (đó là, sản lượng đạt được ở mức bền vững cao nhất theo thông số kỹ thuật), với hơn 2054 MW đang trong xây dựng. Anh sở hữu hơn một phần ba tổng số nguồn tài nguyên gió ngoài khơi của châu Âu, tương đương với 3 lần nhu cầu điện của cả nước ở mức hiện tại của điện năng tiêu thụ, mặc dù sản lượng này chỉ là vào những thời điểm nhất định. Người ta ước tính rằng để đáp ứng mục tiêu của EU, Anh sẽ phải cài đặt thêm 7500 tuabin gió ngoài khơi vào năm 2020.

Hết phần 3 – Chương 13 (còn tiếp)

Người dịch: Phạm Thu Hường

Biên tập: Đào Thu Hằng

 

© copyright Zanichelli and Wiley-VCH

Permission granted for translating into Vietnamese and publishing solely on dotchuoinon.com for non-commercial purposes.