Tích hợp bảng IO và mô hình LEAP đánh giá các kịch bản...

Tích hợp bảng IO và mô hình LEAP đánh giá các kịch bản phát triển năng lượng

Nguyễn Thị Ánh Tuyết và Đỗ Diệu Linh

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, Đại học Bách Khoa Hà Nội

Tóm tắt

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu tích hợp bảng IO (Input-Output) và mô hình LEAP

(Long-range Energy Alternatives Planning) trong việcdự báo nhu cầu năng lượng của các

ngành kinh tế Việt Nam. Mức tăng tổng nhu cầu năng lượng của các ngành tiêu thụ năng

lượng được thể hiện qua sự tăng sản lượng của các ngành cung cấp và sản xuất năng lượng.

Do vậy, nghiên cứu đã lựa chọn một ngành sản xuất năng lượng là ngành điện đểphân tích

sâu hơn,thông qua các thuật toán trong LEAP để thiết lập dự báo cân bằng năng lượng và

đánh giá mức phát thải khí nhà kính theo các kịch bản phát triển ngành khác nhau. Kết quả

phân tích cho thấy kịch bản phát triển theo hướng của Quy hoạch Điện VII có mức phát thải

C cao hơn khoảng 18% so với kịch bản tham khảo được đề xuất theo hướng quy hoạch phát

triển năng lượng tái tạo. Điều này khẳng định hướng phát triển của các chính sách năng

lượngtrong mối quan tâm về bảo vệ môi trường.

I. Giới thiệu

Bảng IO (còn gọi là bảng cân đối liên ngành) mô phỏng mối quan hệ cung – cầugiữa các

ngành kinh tế trong quá trình sản xuất và sử dụng sản phẩm. Trong lĩnh vực năng lượng và

môi trường, các bảng IOcủa Việt Namđã từng được sử dụng để đánh giá hiệu suất sử dụng

năng lượng [1,2]. Trongđó, các bảng IOE (input-output energy) đã được thiết lập từ các bảng

IO gốc để chỉ ra mối quan hệ về sử dụng năng lượng giữa các ngànhvào các năm 1989, 1996

và 2000.Các nghiên cứu này cũng khai thác vai trò của bảng IO thông qua ma trận nghịch đảo

Leontief để mô tả dòng năng lượng ẩn trong toàn bộ vòng đời của từng hoạt động kinh tế ở

Việt Nam. Trong một nghiên cứu khác [3],bảng IO-2007cũngđược sử dụng như một công cụ

ước tính tải lượng chất thải, làm cơ sở để xây dựng các kịch bản phát triển kinh tế trong bối

cảnh hội nhập kinh tế của đất nước. Bảng IO được công bố gần đây nhất là bảng IO-2010.

Để có được bức tranh toàn cảnh về hiện trạng sản xuất và sử dụng năng lượng của các hoạt

động kinh tế ở Việt Nam cũng như những thách thức trong tương lai, cần có sự kết hợp với 1

mô hình phân tích nhu cầu năng lượng. Hiện nay, một số mô hình tối ưu về cung cầu năng

lượng như MARKAL, EFOM-ENV, ENPEP, LEAP… đang được sử dụng khá phổ biến trong

việc hỗ trợ tính toán phát thải khí nhà kính (KNK) ở Việt Nam, trong đó mô hình LEAP thể

hiện được ưu điểm về tính linh hoạt cho việc lập kế hoạch năng lượng tổng thể dài hạn [4, 5].

Một đặc điểm nữa khiến LEAP phù hợp cho sự lựa chọn kết hợp với bảng IO là khả năng tính

toán đa ngành (tùy thuộc vào việc ta xây dựng cấu trúc cơ sở dữ liệu), giúp phát huy tính liên

ngành của bảng IO khi đưa ra kết quả dự báo.

Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu tích hợp bảng IO với mô hình LEAP để dự báo nhu

cầu năng lượng cho các hoạt động kinh tế ở Việt Nam trong tương lai gần. Trên cơ sở đó, các

kịch bản phát triển năng lượng sạch hơn được đề xuất trong sự phân tích tổng thể của mối

quan hệ hữu cơ giữa phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường.

II. Phương pháp nghiên cứu

Quy trình thực hiện nghiên cứu được thể hiện trên hình 1. Trước hết, tiêu thụ năng lượng của

các ngành kinh tế năm 2007 và 2010 được xác định dựa vào bảng IO-2007 và bảng IO-2010

– đây sẽ là dữ liệu đầu vào cơ sở cho mô hình LEAP. Sau đó, trong mô hình LEAP, các kịch

bản dự báo nhu cầu năng lượng cho những năm tới được thiết lập thông qua tốc độ gia tăng

sử dụng năng lượng trung bình hàng năm (hàm Growth) nội suy được từ các giá trị cơ sở

(năm 2007 và 2010).

Hình 1. Quy trình thực hiện nghiên cứu

II.1. Xác định tiêu thụ năng lượng của các ngành sử dụng bảng IO

Bảng IO mô tả cấu trúc chi phí và luồng chu chuyển sản phẩm giữacác ngành kinh tế (bảng

1), được chia thành 3 phần chính:

Khối Z (còn được gọi là khối tiêu thụ trung gian): thể hiện chi phí trung gian (theo

cột) và tiêu dùng trung gian (theo dòng) của các ngành.

Khối F: thể hiện phần sử dụng cuối cùng, gồm có tiêu dùng cuối cùng của hộ gia đình

và nhà nước, tích lũy tài sản cố định và lưu động, xuất khẩu và nhập khẩu.

Khối V: thể hiện phần giá trị gia tăng, gồm có thu nhập của người lao động, khấu hao

TSCĐ, thuế sản xuất và giá trị thặng dư.

Bảng 1. Mô tả cấu trúc bảng IO [6]

Trong nghiên cứu này, các ngành kinh tế trongbảng IO gốc được gộpthành 34 nhóm ngành

dựa trên phân loại ngành kinh tế của SAM[7], tađược bảng IO rút gọn (34 x 34 ngành), trong

đó có 3 ngành sản xuất và cung cấp năng lượng là than (ngành I), xăng dầu (ngành P), sản

xuất điện và khí đốt (ngành V). Mức tiêu thụ năng lượng của các hoạt động kinh tế được thể

hiện qua số tiền mà các ngành này phải trả cho các ngành sản xuất và cung cấp năng lượng.

Tên và mã các ngành trong bảng IO rút gọn được tóm tắt trong bảng 2.

Bảng 2. Danh sách tên và mã của 34 ngành trong các bảng IO rút gọn

Mã Tên ngành Mã Tên ngành

A Trông trọt R Cao su và các sản phẩm bằng nhựa

B Chăn nuôi S Kim loại và khoáng sản phi kim cơ bản

C Nông nghiệp và dịch vụ liên quan T Công nghiệp chế biến, chế tạo khác

D Lâm nghiệp và dịch vụ liên quan U SP của ngành sản xuất ra sản phẩm khác

E Khai thác và nuôi trồng thủy sản V Sản xuất điện và khí đốt

F Thực phẩm chế biến W Sản xuất nước và phân phối

G Cá và sản phẩm chế biến thủy sản khác X Xây dựng, vật liệu xây dựng

H Đồ uống và thuốc lá Y Máy móc, thiết bị, đồ dùng và phụ kiện

I Than Z Phương tiện vận tải; bán buôn, bán lẻ;

sửa chữa ôtô và xe có động cơ khác

J Khai thác dầu thô, khí tự nhiên AA Giao thông vận tải

K Khai khoáng AB Bưu chính viễn thông và chuyển phát

L Thủy tinh, gốm sứ, SP thủy tinh gốm sứ AC Sp công nghiệp in, xuất bản

Các ngành

kinh tế

Sử dụng trung gian Sử dụng (nhu cầu) cuối cùng Tổng giá

trị SP

(Output)

1 2 … n Hộ gia

đình

Nhà

nước

TS cố

định

TS lưu

động

Xuất

khẩu

Nhập

khẩu

Chi

phí

trung

gian

1 z11 z12 … z1n f11 f12 f13 f14 f15 f16 x1

2 z21 z22 … z2n f21 f22 f23 f24 f25 f26 x2

… … … … … … … … … … … …

n zn1 zn2 … znn fn1 fn2 fn3 fn4 fn5 fn6 xn

Giá

trị gia

tăng

Thu

nhập

v11 v1j … v1n

Thặng

dư SX

v21 v2j … v2n

Khấu

hao

v31 v3j … v3n

Thuế

SX

v41 v4j … v4n

Tổng giá trị

SX (Input)

x1 x2 … xj

M Sợi, vải dệt, hàng dệt may và các sản

phẩm làm bằng da thuộc

AD Hoạt động tài chính, ngân hàng, bảo

hiểm và kinh doanh bất động sản

N Các sản phẩm từ gỗ và giấy AE Giáo dục và đào tạo, hoạt động chuyên

môn, khoa học và công nghệ

O Phân bón hóa học AF Hoạt động của tổ chức chính trịxã hội,

quản lý nhà nước, an ninh quốc phòng ...

P Xăng dầu các loại AG Y tế, hoạt động trợ giúp xã hội; hiệp hội

Q Hóa chất và các sản phẩm hóa chất khác AH Hoạt động dịch vụ khác

Bảng IOvốn sử dụng đơn vị tiền tệ, vì vậycần quy đổi ra đơn vị vật lý để thuận lợi cho việc

phân tích định lượng nhu cầu năng lượng. Bảng 3 trình bày các hệ số chuyển đổi đơn vị đã

được tính toán cho các nhóm ngành khác nhau. Đối với ngành than, giá than được tính trung

bình theo giá các loại than, trong đó các ngành xi măng, phân bón và giấy được hưởng giá ưu

tiên, các ngành còn lại tính theo giá bán lẻ.Giá xăng dầu lấy theo giá bán trung bình các loại

của tập đoàn xăng dầu Việt Nam (Petrolimex).Giá điện sử dụng theo quyết định số

276/2006/QĐ-TTg được phân chia cụ thể cho từng nhóm ngành riêng biệt.Hệ số chuyển đổi

từ các đơn vị năng lượng khác sang toe (tons of oil equivalent) với điện là 0,0001543

toe/kwh; với than là 0,675 toe/tấn; và với dầu là 0,88/1000 lít [8].

Bảng 3. Hệ số chuyển đổi đơn vị từ triệu VNĐ sang TOE

Loại năng lượng Đối tượng Hệ số đổi đơn vị(toe/ triệu VNĐ)

Than Xi măng, phân bón và giấy 0.351

Bán lẻ 0.250

Xăng, dầu Trung bình 0.053

Điện Sản xuất 0.185

Cơ quan hành chính sự nghiệp 0.160

II.2. Xây dựng cấu trúc dữ liệu của mô hình LEAP

LEAP bao gồm 5 mô đun như mô tả trong hình 2, trong đó có 2 mô đun bắt buộc là Key

Assumptions (Các biến độc lập) và Demand (Nhu cầu). Các mô đun còn lại có thể tự chọn

tùy vào mục tiêu và tính chất của bài toán. Đối với nghiên cứu này, mô đun Transformation

(Chuyển hóa năng lượng) và Resources (Tài nguyên năng lượng)được xây dựng thêm cho

ngành sản xuất điện.

Dữ liệu đầu vào các mô đun là chính sách, thông tin quy hoạch và các tài liệu tin cậy khác

của năm cơ sở. Các kịch bản phát triển có thể được thiết lập theo 3 cách: 1) sử dụng hàm

Growth (dựa vào tốc độ tăng trưởng bình năm); 2) sử dụng hàm End (quy giá trị năm cuối

theo quy hoạch hoặc nghiên cứu của chuyên gia, từ đó LEAP sẽ nội suy những năm còn lại);

và 3) sử dụng trình co giãn các biến độc lập trong mô đun Key Assumptions. Kết quả dự báo

nhu cầu năng lượng và phát thải KNK theo từng kịch bản sẽ là cơ sở để phân tích đánh giá và

đề xuất các chính sách phát triển năng lượng trong mối quan tâm tới bảo vệ môi trường. Sơ

đồ cấu trúc cây dữ liệu được thể hiện trong Hình 2.

Hình 2. Sơ đồ cấu trúc dữ liệu của mô hình LEAP

Các biến độc lập dùng để điều chỉnh

những tính toán trong quy hoạch, ví dụ: dân số, GDP,…

CURRENT ACCOUNT

(KỊCH BẢN NĂM

CƠ SỞ )

Các giá trị đầu vào

tương ứng của ngành năm cơ sở cho quá

trình tính toán và

phân tích

KEY ASSUMPTIONS

(giả thiết chính)

REFERENCE

(KỊCH BẢN THAM KHẢO)

Các giá trị của năm cuối

cùng trong quá trình thực

hiện quy hoạch bao

gồm các kịch bản giả định có liên quan

đến các chính sách, công nghệ, định hướng phát triển kinh tế xã hội trong tương lai, và các vấn đề về giảm thiểu tác

động môi

trường

Mô tả sự thay đổi của các

biến theo các kịch bản sẵn

có

Input Output

Các giá trị chi phí ngoại ứng cho các chất ô nhiễm khác

nhau

EFFECT

(Tác dụng)

Phục vụ tính toán tối ưu hóa với chi

phí thấp nhất cho việc giảm

thải

DEMAND

(Phân tích nhu cầu)

Số liệu về kinh tế, dữ liệu về nhu cầu sử

dụng năng lượng của các ngành tiêu thụ

Quá trình tiêu thụ nhiên liệu theo thời gian, chi phí và tác

động môi trường theo

kịch bản phát thải từ quá

trình tiêu thụ năng lượng

Dữ liệu về quá trình chuyển đổi các dạng năng lượng từ khai thác, nhập khẩu đến sản xuất NL thông qua các dạng công

nghệ: công suất, hiệu suất, vốn, chi phí vận

hành, phát thải,...

TRANSFORMATION

(Chuyển hóa năng

lượng)

Tạo ra các kịch bản thay thế cho các dạng năng lượng khác nhau trong

tương lai, dự báo tính toán phát thải từ

các hoạt động sản xuất NL

Dữ liệu về khai thác nội địa, nhập khẩu, xuất khẩu và chi phí

của các nguồn nguyên liệu sơ cấp

và thứ cấp

RESOURCE

(Nguyên liệu)

Phục vụ cho phân tích nhu cầu, chuyển

hóa năng lượng và cân

bằng năng

Nhu cầu năng lượng đối với mỗi loại nhiên liệu (EC) của từng ngành kinh tế được xác định

theo công thức (1):

��� = ∑ ∑ ���,�,� × ���,�,��� (1)

Trong đó:

EI là cường độ năng lượng của ngành hay nói cách khác là năng lượng tiêu thụ ứng

với một mức độ hoạt động của ngành.

AL là mức độ hoạt động của ngành. Đối với lĩnh vực công nghiệp thì mức độ hoạt

động là sản lượng công nghiệp của ngành.

n chỉ loại nhiên liệu; i chỉ hoạt động và jchỉ thiết bị.

Phát thải CO2 từ các hoạt động sử dụng năng lượng (CEC) được xác định theo công thức (2):

��� = ∑ ∑ ∑ ���,�,� × ���,�,� × ���,�,���� (2)

Trong đó:

EFn,j,i là hệ số phát thải cacbon từ các loại nhiên liệu n, thiết bị j từ ngành i.

Phần chuyển hóa năng lượng sử dụng các nhánh đặc biệt gọi là các mô-đun cho các lĩnh vực

cung cấp và chuyển hóa năng lượng. Mỗi mô-đun sẽ bao gồm một hay nhiều quá trình, mỗi

quá trình thể hiện một công nghệ riêng biệt.

Năng lượng tiêu thụ cho việc chuyển hóa năng lượng (ET) được xác định theo công thức (3):

��� = ∑ ∑ ����,� × ��

��,�,�− 1��� (3)

Trong đó:

ETP là sản phẩm của quá trình chuyển hóa năng lượng;

f là hiệu suất chuyển đổi năng lượng; s là loại năng lượng sơ cấp; m là các thiết bị và t

là loại năng lượng thứ cấp.

Phát thải C từ quá trình chuyển hóa năng lượng (CET) được xác định theo công thức (4):

��� = ∑ ∑ ∑ ����,� ×�

��,�,�× ���,�,���� (4)

Trong đó:

EFt,m,slà hệ số phát thải từ một đơn vị năng lượng sơ cấp loại s tiêu thụ để sản xuất

năng lượng thứ cấpt thông qua thiết bị m.

III. Kết quả và thảo luận

III.1. Dự báo nhu cầu năng lượng của các ngành kinh tế Việt Nam

Kịch bản cung – cầu năng lượng giai đoạn 2010 – 2020 được xây dựng dựa trên các thông tin

cơ sởlà mức tiêu thụ năng lượng của 34 ngành kinh tế năm 2007 và 2010 được xác định từ

các bảng IO tương ứng. Thuật toán nội suy được sử dụng để xác định diễn biến tăng trưởng

trong toàn giai đoạn từ các giá trị của năm 2007 và năm 2010 với giả thiết rằng tốc độ tăng

trưởng này là không thay đổi trong tương lai gần. Cấu trúc cây dữ liệu LEAP được xây dựng

theo 4 mô đun Key Assumptions, Demand, Transformation và Resources như hình 3. Kết quả

dự báo diễn biến nhu cầu tiêu thụ năng lượng của các ngành đến năm cuối cùng của quy

hoạch (năm 2020) được trình bày trong hình 4.

Hình 3. Xây dựng cây cấu trúc cơ sở dữ liệu LEAP cho 34 ngành kinh tế

Chú thích:

1. Các biến độc lập (Key Assumptions)sử dụng để dự báo, bao gồm: dân số, GDP ngành và

cơ cấu kinh tế của năm cơ sở (năm 2010).

2. Mô đun Demand bao gồm 34 ngành kinh tế (A, B, C…) và các loại nhiên liệu được tiêu

thụ của từng ngành.

Hình 4: Dự báo nhu cầu năng lượng của các ngành kinh tế Việt Nam

Kết quả cho thấy, với tốc độ sử dụng năng lượng như hiện nay thì tới năm 2020 tổng nhu cầu

năng lượng cho toàn ngành kinh tế Việt Nam là 34,125 Mtoe, không tính các ngành sản xuất

và cung cấp năng lượng. Các nhóm ngành xây dựng và vật liệu xây dựng, giao thông vận tải,

dệt may và luyện kim có nhu cầu sử dụng năng lượng rất cao, trong đó đứng đầu là ngành xây

dựng và vật liệu xây dựng (luôn ở mức trên 20 Mtoe và có thể vượt mốc 25 Mtoe vào năm

2020). Điều này thể hiện nhu cầu năng lượng trong công cuộc phát triển cơ sở hạ tầng đất

nước. Ngành giao thông vận tải có nhu cầu lớn đối với nhiên liệu xăng dầu cho các loại

phương tiện vận tải – nhu cầu năng lượng năm 2020 của ngành này được dự báo 8 Mtoe.

Các ngành khác cũng đều có mức gia tăng nhu cầu năng lượng hàng năm.

Từ bức tranh tổng thể (hình 4), có thể thấy mức gia tăng tổngnhu cầu năng lượng của các

ngành tiêu thụ năng lượng được thể hiệnqua sự tăng sản lượng năng lượng của các ngành

cung cấp và sản xuất năng lượng. Trong đó, đáng lưu ý nhất là ngành sản xuất điện – dạng

năng lượng thứ cấp cao cấp nhất. Khi các ngành kinh tế khác sử dụng điện sẽ không trực tiếp

phát thải KNK bởi lượng KNK này đã được ngành Sản xuất điện “gánh rồi”. Nội dung tiếp

theo sẽ phân tích về ngành điện với các kịch bản phát triển điện năng thông qua các số liệu dự

báo về hoạt động sản xuất và phát thải KNK tới 2030.

III.2. Kết quả phân tích ngành sản xuất điện

Nghiên cứu tập trung vào các loại nhà máy sản xuất điện tại Việt Nam là nhiệt điện than,

nhiệt điện khí, nhiệt điện dầu, thủy điện, điện nguyên tử, điện tái tạo.Mỗi nhà máy điện sản

xuất và vận hành theo phương thức khác nhau, nhiên liệu hóa thạch được sử dụng chủ yếu

trong quá trình sản xuất của các nhà máy có khả năng gây phát thải KNK cao.Cấu trúc cây dữ

liệu xây dựng cho bài toán phân tích ngành điện được thể hiện trên hình 3.

Hình 3: Cấu trúc dữ liệu trong phân tích ngành điện

Theo số liệu năm cơ sở (năm 2010), tổng lượng điện sản xuất là 94903 GWh, trong đó nhập

khẩu điện là 5599 GWh và xuất khẩu là 964GWh. Cụ thể lượng điện sản xuất được từ các

nhà máy sản xuất điển hình tương ứng là: nhiệt điện than: 19690 GWh; nhiệt điện khí: 44139

GWh; nhiệt điện dầu: 3419 GWh; thủy điện: 27550 GWh; điện nguyên tử: 0 GWh; năng

lượng tái tạo: 3000 GWh; và điện nhập khẩu: 5599 GWh. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng

của nhiệt điện than là 35%, nhiệt điện dầu là 25%, nhiệt điện khí là 48% (theo số liệu của cơ

quan năng lượng quốc tế (IEA)).

III.2.1. Dự báo tăng trưởng công suất ngành điện

1. Kịch bản theo Quy hoạch Điện VII

Kịch bản được xây dựng trên bộ số liệu về định hướng tổng công suất lắp đặt các nhà máy

điện Việt Nam đến 2030 theo Quy hoạch Điện VII của Chính phủ [9].Dự báo diễn biến tăng

trưởng công suất điện bình quân hàng năm của các nhà máy giai đoạn 2010 - 2030 được nội

suy bằng hàm Growth (bảng 4).Theo đó, định hướng đến năm 2030 tổng công suất các nhà

máy điện khoảng 146.800 MW, trong đó Thủy điện chiếm: 15,7%; Nhiệt điện than: 51,6%;

Nhiệt điện khí: 11,8%; Điện tái tạo: 9,4%; Điện hạt nhân: 6,6%; Điện nhập khẩu: 4,9%.Riêng

đối với điện nguyên tử theo quy hoạch đến năm 2020 mới được đưa vào vận hành với công

suất là 1000 MW. Kết quả dự báo tăng trưởng công suất ngành điện đến 2030 được trình bày

trong bảng 5.

Bảng 4. Dữ liệu nhập vào mô hình theo định hướng Quy hoạch Điện VII

Bảng 5.Dự báo công suất ngành điện theo kịch bản Quy hoạch Điện VII

Đơn vị: Nghìn MW

Kết quả dự báo phù hợp với mục tiêu phát triển nguồn điện đã phân tích ở trên, theo đó các

nhà máy nhiệt điện than với dự định khai thác tối đa nguồn than trong nước có tổng công suất

nhiệt điện đốt than khoảng 75.000 MW, sản lượng đạt 394 tỷ kWh, tiêu thụ 171 triệu tấn

than. Thực tế, do nguồn than trong nước đang ngày càng hạn chế nên để có thể đảm bảo phát

triển đúng theo quy hoạch thì cần xem xét xây dựng và đưa các nhà máy nhiệt điện sử dụng

than nhập vào vận hành từ năm 2015. Nhằm bảo đảm ổn định cung cấp điện trong tương lai

khi các nguồn năng lượng sơ cấp trong nước bị cạn kiệt thì nguồn điện hạt nhân sau khi dự

kiến đưa vào vận hành năm 2020 sẽ có thể đạt công suất khoảng 9.700 MW.

2. Kịch bản tham khảo

Hướng tới phát triển năng lượng bền vững hơn, kịch bản tham khảo được nhóm tác giả xây

dựng theo hướng giữ nguyên tốc độ tăng trưởng của các nhà máy điện hiện nay (nghĩa là vẫn

sử dụng bộ số liệu cơ sở về công suất lắp đặt các nhà máy điện giai đoạn 2000 – 2010) và

tăng cường đẩy mạnh vệc phát triển năng lượng tái tạo để đảm bảo đáp ứng đủ lượng điện

phục vụ cho nhu cầu phát triển của đất nước và giảm lượng phát thải KNK (bảng 6). Kết quả

dự báo tăng trưởng công suất ngành điện đến 2030 được trình bày trong bảng 7.

Bảng 6. Dữ liệu nhập vào mô hình theo kịch bản tham khảo

Bảng 7. Dự báo tăng trưởng công suất ngành điện theo kịch bản tham khảo

Đơn vị: Nghìn MW

Kết quả dự báo cho thấy, với việc đẩy mạnh phát triển năng lượng tái tạo thì đến năm 2030 sẽ

có sự thay đổi tương đối rõ khi tỷ phần điện tái tạo tăng từ 4% lến đến 6.7% trong cơ cấu sản

xuất điện, tuy nhiệt điện khí vẫn đóng vai trò chủ đạo.

So sánh kết quả dự báo từ 2 kịch bản cho thấy có sự khác biệt về cơ cấu sản xuất điện. Ở kịch

bản tham khảo, nhà máy nhiệt điện khí chiếm thị phần lớn nhất với công suất đạt khoảng

105,71 nghìn MW. Tại thời điểm hiện tại thì nhiệt điện khí cũng đang là nguồn cung ứng điện

chính ở nước ta vì vậy khi thực hiện tính toán tốc độ tăng trưởng theo giá trị sẵn có thì kết

quả là phù hợp. Ở kịch bản theo Quy hoạch Điện VII, định hướng chuyển dịch cơ cấu sản

xuất khá rõ ràng đặc biệt là đối với nhà máy nhiệt điện than, và xu hướng đầu tư đẩy mạnh

điện từ năng lượng tái tạo cùng với sự xuất hiện của năng lượng nguyên tử. Tuy nhiên, trên

thực tế nhiều chuyên gia cho rằng việc có nhà máy điện hạt nhân đến năm 2020 theo như dự

kiến là khó hoàn thành vì vậy để đạt được công suất như quy hoạch đến 2030 là không cao.

Nhiệt điện khí và thủy điện lại có xu hướng giảm mạnh do chuyển giao công nghệ và thủy

điện cũng đã hết khả năng để khai thác thêm. Xét về tổng cổng suất theo dự báo đến năm

2030 thì kịch bản tham khảo đạt giá trị lớn hơn (867,23 nghìn MW).

III.2.2. Đánh giá phát thải KNKcủa ngành điện

Lượng phát thải KNKđượcước tính theo từng công suất và mức độ hoạt động của các loại

hình sản xuất điện, bao gồm CO2, N2O và CH4, sau đó được quy đổi ra CO2 tương đương

(dựa trên mức độ làm ấm khí quyển Trái đấtcủa các KNK so với CO2 trong vòng 100 năm).

Hệ số phát thải KNK đối với từng nhiên liệu sử dụng cho quá trình sản xuất (bảng 8) đươc

tham khảo của IPCC.Kết quả dự báo phát thải KNK ngành điện đến 2030 theo hai kịch bản

được trình bày trên bảng 9 và hình 4.

Bảng 8. Hệ số phát thải khí nhà kính theo IPCC

Bảng 9.Dự báo phát thải khí nhà kính của ngành điện đến 2030

Đơn vị: Triệu tấn CO2 tương đương

Năm 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030

Kịch bản theo Quy hoạch Điện VII

Than 18.85 29.01 40.67 53.03 65.66 78.25 90.57 102.43 113.61 123.93 133.18

Dầu 3.58 3.58 3.58 3.58 3.57 3.57 3.57 3.56 3.56 3.56 3.55

Khí 18.48 22.09 24.96 27.37 29.44 31.26 32.87 34.29 35.53 36.62 37.54

Kịch bản tham khảo

Than 18.85 25.59 32.2 38.71 45.1 51.34 57.4 63.21 68.7 73.77 78.33

Dầu 3.58 3.58 3.58 3.58 3.57 3.57 3.57 3.56 3.56 3.56 3.55

Khí 18.48 23.43 28.38 33.37 38.37 43.36 48.31 53.16 57.84 62.25 66.31

Hình 4. So sánh tổng phát thải KNK của ngành điện theo 2 kịch bản

Có thể thấy kết quả thu được từ mô hình phản ánh khá chính xác định hướng phát triển của

ngành sản xuất điện tại Việt Nam. Nhiệt điện than và khí chiếm vai trò chủ đạo trong cơ cấu

sản xuất điện cũng như phát thải KNK. Theo kịch bản Quy hoạch Điện VII, nhiệt điện than

với việc phát triển không ngừng được dự báo sẽ phát thải một lượng khí nhà kính gấp hơn 7

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030

Triệ

u tấ

n C

O2

tươ

ng

đươ

ng

Theo Quy hoạch Điện VII

Theo Kịch bản Tham khảo

lần so với hiện tại sau 20 năm, cụ thể sẽ phát thải khoảng 133,18 triệu tấn CO2 tương đương

trong khi con số này năm 2010 chỉ là 18,85 triệu tấn. Nhiệt điện khí với mức độ phát thải có

gia tăng nhưng không đáng kể do nguồn nhiên liệu chủ yếu là khí thiên nhiên. So với việc sử

dụng than thì nhiệt điện khí phát thải KNK ít hơn, ước tính lượng phát thải khoảng 37,54

triệu tấn CO2 tương đương vào năm 2030, gấp hơn 2 lần so với năm 2010. Nhiệt điện dầu do

không có nhiều thay đổi trong quá trình phát triển và định hướng trong 20 năm tới nên có thể

thấy là không có sự thay đổi nào trong quá trình phát thải, tuy vẫn đóng góp khoảng 3,6 triệu

tấn CO2 tương đương mỗi năm vào khí quyển. Đối với kịch bản tham khảo thì nhiệt điện khí

phát thải nhiều nhất với 78,33triệu tấn CO2 tương đương đến năm cuối của quy hoạch (năm

2030), gấp khoảng 4 lần so với năm cơ sở (năm 2010).

Tổng lượng phát thải KNK ở kịch bản theo Quy hoạch điện VII(174,27triệu tấn CO2 tương

đương) là cao nhất, chênh lệch là 26,08 triệu tấn so với kịch bản tham khảo (148,19triệu tấn).

Mặc dù, Quy hoạch điện VII đã chú trọng việc phát triển năng lượng tái tạo song việc chuyển

dịch cơ cấu và tăng trưởng nhanh của các nhà máy nhiệt điện than đã khiến cho mức phát thải

KNK (mà chủ yếu là phát thải CO2) ở mức cao hơn 6 triệu tấn/năm. Kịch bản tham khảo với

việc tăng cường phát triển năng lượng tái tạo cho kết quả phát thải KNK ít nhất. Kết hợp với

kết quả dự báo về tăng trưởng công suất ngành điện như đã phân tích ở trên, có thể nhận thấy

kịch bản tham khảo là một phương án cần được quan tâm và tối ưu hóa.

IV. Kết luận

Với tốc độ tăng trưởng và tiêu thụ năng lượng như hiện nay, Việt Nam sẽ phải đối mặt với

nguy cơ thiếu hụt nguồn năng lượng. Thêm vào đó, việc kiểm kê KNK đã trở thành một nội

dung quan trọng trong xác định mục tiêu ứng phó biến đổi khí hậu mà Việt Nam cũng như

các quốc gia khác phải cập nhật 2 năm/lần. Điều này có nghĩa là năng lượng ở Việt Nam cần

phải được sử dụng hiệu quảhơn đối với các ngành tiêu thụ năng lượng và “sạch” hơn nữa đối

với các ngành sản xuất năng lượng.Tích hợp bảng IO, một mô hình toán kinh tế, với LEAP,

một mô hình quản lý năng lượng, sẽ giúpviệc đánh giá và phân tích các kịch bản phát triển

năng lượng được toàn diện hơn.

V. Lời cảm ơn

Chân thành gửi lời cảm ơn tới SEI (Stockholm Environmental Institute) đã hỗ trợ nhóm

nghiên cứu quyền sử dụng phần mềm LEAP). Cảm ơn các đồng nghiệp trong dự án MECON.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyen T. Anh Tuyet and Keiichi N. Ishihara. Analysis of changing hidden energy flow

in Vietnam.Energy Policy, vol. 34, pp 1883-1888. June, 2006.

2. Nguyen T. Anh Tuyet and Keiichi N. Ishihara. Sectoral energy consumption in

Vietnamese industry in 1989, 1996 and 2000, Development Engineering, vol. 11, pp. 81-

96. June, 2005.

3. Nguyen T. Anh Tuyet. An assessment of Vietnam's renewable energy policy in the

context of regional economic integration. Journal of Economics and Development, vol.

32, pp 27-31. Dec., 2008.

4. Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Khoa Diệu Hà, Nguyễn Anh Dũng.Nghiên cứu đánh giá các

mô hình mô phỏng hệ thống cung- cầu năng lượng và đề xuất xây dựng mô hình phù hợp

với điều kiện Việt Nam. Viện năng lượng, 2010.

5. Stockhom Environmental Instutute.LEAP System, Model 2011. Stockholm, 2011.

6. Tổng cục Thống kê.Bảng cân đối liên ngành của Việt Nam năm 2007. Nhà xuất bản

Thống kê, 2010.

7. Tổng cục Thống kê. Những hệ số cơ bản theo quý năm 2010 của hệ thống tài khoản quốc

gia. Nhà xuất bản Thống kê,2012.

8. Bộ Công Thương, Công văn số 3505/BCT-KHCN, Hà Nội 2011.

9. Thủ tướng Chính Phủ. Quyết định số 1208/QĐ-TTg về việc Phê duyệt Quy hoạch phát

triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến 2030.

Abstract

In thisresearch, IO (Input-Output) tables and LEAP (Long-range Energy Alternatives

Planning) model are integrated for forecasting energy demand of all economic sectors in

Vietnam. The increase in total energy demand of the energy consumption sectors is

demonstrated by the increase in gross output of the energysupply and production sectors.

Therefore, using the LEAP algorithm to forecastenergy balance and greenhouse gas

emissions based on different scenarios, the electricity industry have been chosen as a typical

energyproduction sector for our further analysis. The analytical result shows thatgreenhouse

gas emissions level in the BAU scenario, which has been developed following Electricity

Master Planning VII,is 18% higher than the one in the reference scenario, which has been

proposed towards the priority of renewable energy promotion. These results indicate the

direction of energy policy development in the concerns of environmental protection.