An ninh năng lượng và thủy điện tích năng

Để khai thác hiệu quả năng lượng tái tạo, cung ứng điện ổn định, bền vững, mô hình thủy điện tích năng đã được nghiên cứu, triển khai, nhằm bảo đảm an ninh năng lượng, giảm áp lực lưới điện và hỗ trợ phát triển năng lượng tái tạo.

Bộ “lưu điện” khổng lồ

Hiện nay, nước ta vẫn chưa có thủy điện tích năng nào đi vào hoạt động, chỉ có Thủy điện tích năng Bác Ái (Khánh Hòa) do Tập đoàn Điện lực Việt Nam làm chủ đầu tư, công suất dự kiến 1.200 MW, vốn đầu tư 21.100 tỷ đồng, dự kiến đưa vào vận hành giai đoạn 2029-2030. Dự án được kỳ vọng trở thành “tấm pin nước” lớn nhất Việt Nam, có khả năng hấp thụ điện từ các dự án điện mặt trời để tích trữ và giải phóng điện tới 6-8 giờ/ngày, đủ cung cấp điện cho hàng triệu hộ dân trong giờ cao điểm.

Cũng bởi tầm quan trọng của loại hình thủy điện này, ngày 15/4/2025, Phó Thủ tướng Chính phủ Bùi Thanh Sơn đã ký Quyết định số 768/QĐ-TTg, trong đó đặt mục tiêu phát triển các nhà máy thủy điện tích năng với quy mô công suất khoảng 2.400-6.000 MW đến năm 2030, để điều hòa phụ tải, dự phòng công suất và hỗ trợ tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo với quy mô lớn.

Thủy điện tích năng là một dạng thủy điện có khả năng lưu trữ năng lượng, sử dụng hai hồ chứa, hoạt động như một “bình ắc-quy khổng lồ”. Điện năng dư thừa vào giờ thấp điểm được sử dụng để bơm nước từ hồ chứa ở dưới thấp lên hồ chứa ở trên cao, khi cần thì xả nước từ hồ cao xuống hồ thấp qua tua-bin để phát điện, đóng vai trò quan trọng trong cân bằng phụ tải và bảo đảm vận hành ổn định hệ thống điện.

(Chủ tịch Hội đồng quản trị Tổng công ty Cơ điện xây dựng Lê Văn An)

Chủ tịch Hội đồng quản trị Tổng công ty Cơ điện xây dựng Lê Văn An chia sẻ: Thủy điện tích năng là một dạng thủy điện có khả năng lưu trữ năng lượng, sử dụng hai hồ chứa, hoạt động như một “bình ắc-quy khổng lồ”. Điện năng dư thừa vào giờ thấp điểm được sử dụng để bơm nước từ hồ chứa ở dưới thấp lên hồ chứa ở trên cao, khi cần thì xả nước từ hồ cao xuống hồ thấp qua tua-bin để phát điện, đóng vai trò quan trọng trong cân bằng phụ tải và bảo đảm vận hành ổn định hệ thống điện.

Tiến sĩ Nguyễn Huy Hoạch, chuyên gia năng lượng và là thành viên Hội đồng khoa học của Hiệp hội Năng lượng Việt Nam cũng nhận định, các công nghệ lưu trữ năng lượng như thủy điện tích năng và thủy điện kết hợp lưu trữ bằng pin sẽ bổ sung và hỗ trợ lẫn nhau trong hệ thống điện tương lai. Thủy điện truyền thống và tích năng là nguồn điện linh hoạt, chi phí vận hành thấp và đặc biệt phù hợp để đáp ứng yêu cầu phát triển của hệ thống điện nước ta.

Đi dọc đất nước, không khó để bắt gặp những cánh đồng điện mặt trời trải dài trên các vùng đất khô cằn miền trung, những trụ điện gió vươn cao trên Biển Đông và vùng Tây Nguyên, minh chứng cho một nền kinh tế xanh đang dần hình thành. Tuy nhiên, cùng với bức tranh đầy hy vọng ấy là những thách thức không nhỏ. Theo Quy hoạch điện VIII sau điều chỉnh, mục tiêu đến năm 2030, cả nước sẽ có hơn 50% và đến năm 2050 đạt hơn 80% tổng công suất điện là năng lượng tái tạo.

Điện mặt trời và điện gió chiếm tỷ trọng ngày càng lớn, trong khi điện năng từ mặt trời và gió vốn không ổn định theo quy luật tự nhiên.

Với quy mô nền kinh tế ngày càng lớn, nhu cầu tiêu thụ điện tại Việt Nam ngày càng tăng cao. Như vậy, thời điểm sản lượng điện tái tạo đạt mức cao nhất (giữa trưa, khi bức xạ mặt trời nhiều nhất) lại không trùng với thời điểm nhu cầu tiêu thụ điện cao nhất (lúc chiều tối, khi điện tiêu thụ cho sản xuất và sinh hoạt diễn ra đồng thời).

Thực tế cho thấy, có nhiều thời điểm, lưới điện quốc gia buộc phải cắt giảm công suất từ các nhà máy điện mặt trời và điện gió do không thể hấp thụ hết lượng điện dư thừa. Điều này không chỉ gây lãng phí tài nguyên mà còn làm giảm hiệu quả dự án, ảnh hưởng đến niềm tin của nhà đầu tư trong lĩnh vực năng lượng sạch. Chính vì vậy, thủy điện tích năng, một công nghệ không mới trên thế giới nhưng còn khá mới mẻ tại Việt Nam đã được lựa chọn là một giải pháp hiệu quả, tin cậy. Đó chính là “bộ lưu trữ điện khổng lồ”, cấp bù trả lại vào lưới điện khi khả năng sản xuất của các nhà máy điện không đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng.

Kết hợp hồ thủy lợi sẵn có

Thủy điện tích năng có suất đầu tư lớn, chi phí thiết bị cao hơn so với thủy điện truyền thống. Các nhà máy thủy điện tích năng ở Việt Nam được áp dụng cơ chế tài chính đặc biệt, bao gồm vốn vay ưu đãi, trái phiếu xanh và hỗ trợ từ ngân sách nhà nước. Ngoài ra, cơ chế giá điện tích năng cũng cần ổn định, rõ ràng để bảo đảm hiệu quả đầu tư và thu hút sự tham gia của khu vực tư nhân.

Tại Hội thảo Tiến sĩ AIT SOM Doctoral Colloquium 2024, chuyên gia nghiên cứu độc lập Nguyễn Văn Tam cũng đánh giá, thủy điện tích năng là một trong những giải pháp chính giúp Việt Nam giải quyết thách thức tích hợp năng lượng tái tạo vào lưới điện quốc gia. Loại hình này sử dụng cặp hồ thủy lợi sẵn có, góp phần ổn định hệ thống, giảm phát thải khí nhà kính và nâng cao tính tự chủ năng lượng, tạo tiền đề để thực hiện cam kết phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 mà Việt Nam đã ký tại COP 26.

Ngoài công trình thủy điện tích năng Bác Ái đang được triển khai thi công, theo Quy hoạch điện VIII sau điều chỉnh, thủy điện tích năng Kim Sơn-Thượng Sông Trí (Hà Tĩnh) là một trong số hàng chục dự án thủy điện tích năng sẽ được triển khai. Đây là khu vực có địa hình đồi núi xen kẽ hệ thống hồ chứa thủy lợi, có tiềm năng lớn về năng lượng tái tạo.

Thủy điện tích năng Kim Sơn-Thượng Sông Trí sẽ có vai trò như một “bộ điều hòa” cho hệ thống điện đặt tại miền trung, giúp hấp thụ điện dư thừa vào thời điểm ban ngày-giữa đêm và cung cấp điện ổn định buổi tối hoặc khung giờ cao điểm khác.

Trao đổi thêm với chúng tôi về vấn đề này, ông Lê Văn An cho biết, dự án có thể khai thác công suất tối đa hơn 600MW, sử dụng công nghệ tua-bin đảo chiều hiện đại, cho phép chuyển đổi linh hoạt giữa chế độ bơm và phát điện trên cùng một hệ thống. Hồ chứa phía trên là Kim Sơn, trong khi hồ phía dưới là Thượng Sông Trí đều là hồ chứa thủy lợi đã được xây dựng, vì vậy dự án giúp giảm thiểu tác động môi trường và chi phí đầu tư. Thời gian phát điện dự kiến lên tới 3-5 giờ/ngày, góp phần bổ sung nhu cầu điện trong các khung giờ cao điểm hoặc khi nguồn năng lượng tái tạo suy giảm.

Ngoài dự án Kim Sơn-Thượng Sông Trí, dự án thủy điện tích năng Sông Lũy-Cà Giây (Lâm Đồng) cũng tận dụng cặp hồ thủy lợi có sẵn tại những vị trí phù hợp để lưu trữ điện năng. Tổng công ty Cơ điện xây dựng, với vai trò là đơn vị nghiên cứu và đề xuất, đã nhận thấy tiềm năng lớn trong việc chuyển đổi công năng của hồ Sông Lũy và hồ Cà Giây thành một phần của hệ thống thủy điện tích năng.

Bằng cách xây dựng nhà máy kết nối hồ chứa phía trên và hồ phía dưới hiện hữu, dự án có thể hình thành một “tấm pin nước” khổng lồ, quy mô nghiên cứu tới 1.078MW, phục vụ cho nhu cầu điều hòa lưới điện khu vực Tây Nguyên và Nam Trung Bộ.

Đây là giải pháp “hai trong một”, vừa bảo đảm an ninh lương thực, vừa góp phần ổn định lưới điện. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nhu cầu điện tăng cao, mô hình này có thể nhân rộng ra nhiều hệ thống thủy lợi trên cả nước.

Việt Nam có hàng nghìn hồ thủy lợi lớn nhỏ, nằm trải dài trên địa bàn cả nước, trong đó hàng trăm hồ có dung tích và địa hình phù hợp để phát triển thủy điện tích năng với quy mô lớn nhỏ khác nhau. Nếu mỗi hồ có thể tích trữ vài chục MW điện, tổng công suất tích năng từ hệ thống hồ thủy lợi có thể lên tới hàng chục GW điện, đủ để hỗ trợ toàn bộ hệ thống điện quốc gia trong quá trình chuyển dịch sang năng lượng tái tạo.