Top các cường quốc điện gió thế giới

- Bên cạnh điện mặt trời, điện gió đang là nguồn đáp ứng cứu cánh hiện nay cho nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam.

Nhu cầu điện năng ở mỗi nước và toàn thế giới không ngừng tăng. Nhưng nguồn nhiên liệu than và khí đốt cho nhiệt điện không còn dồi dào và gây khó khăn lớn cho việc khắc phục ô nhiễm môi trường nặng nề. Thủy điện lớn thì đã đến lúc cạn kiệt. Chỉ điện hạt nhân đang dóng vai trò lớn, nhưng cũng bắt đầu các dấu hiệu chững lại.

Và nguồn năng lượng tái tạo nổi lên như một trong những nguồn cứu cánh. Bên cạnh điện mặt trời, điện gió đang là nguồn đáp ứng không thể thiếu cho nhiều nước trên thế giới hiện nay và tương lai, trong đó có Việt Nam.

Công nghệ tuabin gió

Nguyên lý hoạt động của tuabin gió cũng khá đơn giản. Hiện nay, các tuabin gió điện gió được chia thành hai loại: Loại theo trục đứng giống như máy bay trực thăng và loại theo trục ngang. Trong đó, các loại tuabin gió trục ngang là loại phổ biến có 2 hay 3 cánh quạt. Và tuabin gió 3 cánh quạt được sử dụng rộng rãi hơn cả. Ở đây, tuabin gió 3 cánh quạt hoạt động theo chiều gió với bề mặt cánh quạt hướng về chiều gió đang thổi. Cánh quạt hứng gió và quay để sinh ra điện theo một nguyên lý đơn giản - làm việc trái ngược với một máy quạt điện; tức là thay vì sử dụng điện để tạo ra gió như quạt điện thì ngược lại tuabin gió lại sử dụng gió để tạo ra điện. Cụ thể, năng lượng của gió làm cho 2 hoặc 3 cánh quạt quay quanh 1 rotor. Rotor lại nối với trục chính và trục chính sẽ truyền chuyển động làm quay trục quay của máy phát để tạo ra dòng điện.

Các tuabin gió được đặt trên trụ cao khoảng 30 mét sẽ thu được hầu hết năng lượng gió, đồng thời ít bị các luồng gió bất thường “gây rối”. Công suất của tuabin gió thường nằm trong khoảng từ 50 kW đến cỡ vài MW. Để có công suất tuabin gió lớn hơn, trong một trại (nhà máy) điện gió tập hợp nhiều tuabin nối với nhau.

Hình 1- Hình mẫu cỗ tuôc-bin điện gió lớn nhất thế giới hiện nay V164-8.0 MW xây dựng ở Trung tâm thử nghiệm quốc gia Đan mạch. Cỗ máy dài 20m, rộng 8m và cao 8m, trọng lượng khoảng 390 Tấn. Mỗi cỗ V164-8.0 MW có thể cung cấp cho 7.500 căn hộ dân châu Âu (theo: bit.ly).

Các tuabin gió có thể sử dụng cung cấp điện cho mỗi công trình, xóm nhà và cũng có thể nối vào mạng lưới quốc gia để phân phối rộng hơn.

Thuận lợi lớn, khó khăn nhiều

Các thuận lợi của điện gió khá ấn tượng. Năng lượng gió sinh ra chỉ bởi gió, không dùng thêm  nhiên liệu nào khác, nên nó là nguồn năng lượng sạch. Khác hẳn các nhà máy nhiệt điện chỉ dựa vào sự đốt cháy nhiên liệu than hoặc khí ga nên gây ô nhiễm không khí nặng nề. Ở nhiều quốc gia, chẳng hạn Việt Nam, nhiều vùng có gió, đặc biệt dọc bờ biển dài 3.000 km. Và nguồn cung cấp năng lượng gió của đất nước, do đó, khá phong phú, ngoài vùng ven biển có thể cả ở vùng núi, cao nguyên xa xôi, nông thôn hẻo lánh. Năng lượng gió là một dạng năng lượng có thể tái tạo lại được mà giá cả ngày càng thấp do khoa học ngày tiến tiến. Khoảng 4 đến 6 cent/kWh. Dĩ nhiên, điều này còn phụ thuộc vào nguồn gió, tài chính của công trình và đặc điểm của công trình cụ thể.

Tuy vậy, việc mở rộng khai thác năng lượng gió cũng gặp những khó khăn không nhỏ. Trước hết là sự phụ thuộc vào vị trí của nơi có gió mạnh. Những nơi có năng lượng gió tốt thường ở xa thành phố - nơi cần nhiều điện!. Như vậy, vị trí xây dựng ảnh hưởng nhiều đến việc nâng mức vốn đầu tư ban đầu cao hay thấp. Ngoài ra, năng lượng gió là một nguồn năng lượng không liên tục, không thể dự trữ được và không phải tất cả năng lượng gió có thể khai thác được tại thời điểm có nhu cầu về điện.

Những yếu tố đề cập trên đây có vai trò lớn chi phối mức độ phát triển của các quốc gia TOP điện gió.

Top các quốc gia điện gió thế giới

Nhà sưu tầm Zachary Shahan đã sử dụng các số liệu thu thập bởi Hội đồng năng lượng gió toàn cầu (GWEC) và một vài tổ chức tư nhân khác để xây dựng nên danh sách các quốc gia “mạnh” trên thế giới có công suất điện gió tính theo mật độ dân số.

Kết quả mà chúng tôi sưu tầm chỉ được công bố đầy đủ đến năm 2012. Đó là 2 đồ thị về Top các cường quốc điện gió sắp xếp thứ bậc theo tổng công suất điện gió quốc gia theo đầu người (tính theo 1 triệu dân).

Trong Đồ thị 1, tên các nước liệt kê ở cột bên trái theo thứ bậc từ cao xuống thấp. Chiều dài các cột nằm ngang tương ứng với tổng công suất điện gió (đơn vị Mêga-oat) tính trên triệu dân. Đồ thị mô tả 47 quốc gia có tổng cống suất điện gió tính trên đầu người (tính theo triệu dân) lớn nhất trên thế giới. Ở đây, có 5 nước ở cuối cũng được xem là quốc gia có điện gió, tuy chưa có đủ số liệu, trong đó có Việt Nam; bên cạnh Iran, Venezyela, Ethiopia và Pakistan.

Đồ thị 1: Mô tả thứ tự các nước phát triển điện gió với số liệu ở thời điểm năm 2012.

Các số liệu thống kê sắp xếp thứ tự cũng được mô tả qua hình thức khác cho 15 nước phát triển điện gió hàng đầu ở thời điểm ở năm 2012 trên Đồ thị số 2. Độ lớn về công suất điện gió theo đầu dân số tương ứng với độ lớn diện tích (kèm theo giá trị tương đối tính theo %) của mãng màu tương ứng với tên nước ghi trên cột dọc ở phía bên phải.

Đồ thị 2: Mô tả thứ tự 15 nước phát triển điện gió nhất với số liệụ ở thời điểm năm 2012.

Ngoài ra, trên bảng số liệu kèm theo sau đây còn thống kê giá trị về Tổng công suất điện gió tuyệt đối và tương đối trên triệu dân của 33 quốc gia điện gió hàng đầu trên thế giới.  

Bảng số liệu – Thứ tự các “cường quốc” điện gió kèm theo Tổng công suất điện gió tuyệt đối theo MW (cột cuối) và tương đối trên triệu dân, MW/triệu dân.

Từ bảng số liệu trên, rõ ràng Đan Mạch năm 2012 đã vươn lên đầu bảng các quốc gia điện gió tính trung bình trên đầu người dân. Tiếp theo là các nước Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Thuỵ Điển, Đức và Ireland cùng nằm trong TOP 5 “cường quốc” điện gió. Thứ tự sắp xếp trên có tính tương đối và dễ dàng thay đổi nhanh chóng vì ở các nước trên cũng như các nước lớn khác đang mọc lên những nhà máy điện gió mới ngày càng lớn hơn. Chẳng hạn, Canada, Áo và Hy Lạp đang nằm ngoài top 10 nhưng mỗi nước đang có các chính sách năng lượng gió mạnh cho những năm tới và biết đâu vài năm sắp tới có quốc gia vươn lên top 5, thậm chí thứ bậc cao nữa.

Một thông tin khác cũng đáng đưa ra trước khi kết thúc bài viết này: Theo số liệu đến hết năm 2013, Tây Ban Nha gần như đã vươn lên đầu bảng thay vị trí “quán quân” của Đan Mạch cho năm 2012.

Trần Minh