Điện mặt trời tốn đất: Hiệu quả ra sao?

ĐẶNG ĐÌNH THỐNG - Hội KHCN Sử dụng năng lượng Tiết kiệm và Hiệu quả (VECEA)• 18/11/2020 11:00

Khó có thể tìm thấy loại cây trồng hay vật nuôi và công nghệ trồng trọt, chăn nuôi nào trong sản xuất nông nghiệp có thể đạt được suất sinh lời cao như điện mặt trời.

Nếu đánh giá một cách đầy đủ, khách quan và khoa học về vấn đề sử dụng đất đối với nguồn điện mặt trời, thì mặc dù nguồn điện này cần diện tích đất đai lớn, nhưng hiệu quả kinh tế, xã hội và môi trường mà nó mang lại thì hoàn toàn xứng đáng. Hơn nữa trong nhiều trường hợp thì chính điện mặt trời (ĐMT) là giải pháp tốt nhất để nâng cao hiệu quả sử dụng đất và cải tạo môi trường.

fsdf

Hình 1. Dàn PMT của nguồn ĐMT công suất lớn: Dàn PMT được lắp thành các dãy song song và cách nhau,có góc nghiêng và định hướng như nhau.

ĐMT là nguồn điện sạch, sử dụng “nhiên liệu tự nhiên” là năng lượng mặt trời (NLMT) để sản xuất điện năng. Thành phần chính của một nguồn ĐMT là dàn pin mặt trời (PMT), có chức năng là thu NLMT và chuyển nó thành điện năng. Tùy thuộc vào công suất của nhà máy ĐMT mà dàn PMT có thể gồm vài ba tấm PMT với diện tích vài ba mét vuông đến hàng trăm, hàng nghìn hoặc thậm chí hàng triệu tấm, có diện tích từ vài héc-ta (ha), hàng chục hay hàng trăm, đến hàng nghìn ha,… ghép nối (điện) lại với nhau như chỉ ra trên hình. Công suất dàn ĐMT chính là công suất nhà máy hay nguồn ĐMT.

Vì sao phải sử dụng diện tích lớn?

Như ta biết, mật độ NLTM đến trên bề mặt Trái đất không cao. Giá trị lớn nhất (vào thời gian giữa trưa của ngày nắng đẹp) chỉ là khoảng 1 kW trên 1 mét vuông (1 kW/m2). Ngoài ra, hiệu suất chuyển đổi NLMT thành điện năng của nguồn ĐMT chỉ khoảng 15% (hiệu suất của tấm PMT thương mại khoảng 17%, nhưng hiệu suất của cả nguồn ĐMT thì thấp hơn do còn hao phí trên các thành phần khác trong hệ nguồn điện). Điều đó có nghĩa là, một dàn PMT lắp trên 1 mét vuông mặt đất chỉ sản xuất được một công suất điện lớn nhất vào khoảng 0,15 kW.

Như vậy nếu muốn có một nhà máy ĐMT công suất điện 1 MW hay 1000 kW, với giả thiết là các tấm PMT xếp khít nhau (không có khoảng trống) thì cần dàn PMT có diện tích khoảng 6.700 m2 hay 0,67 ha. Trong thực tế, do các tấm PMT được lắp thành các dãy song song và cách biệt nhau để dãy trước không che bóng dãy sau và để công nhân vận hành, bảo trì, bảo dưỡng đi lại làm việc (xem hình 1), và còn cần thêm các diện tích cho hệ thống lưới điện, nhà điều hành, quản lý,…. nên trung bình cần khoảng 1,2 hamặt bằng để lắp một nhà máy ĐMT công suất 1 MW.

Để ví dụ, ta tham khảo qui mô dự án ĐMT Trung Nam, tại Huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận do Tập đoàn Trung Nam làm chủ đầu tư. Dàn PMT của nhà máy này có công suất 450 MW, sử dụng 1,4 triệu tấm PMT. Tổng diện tích đất cho nhà máy là 557 ha, trung bình sử dụng gần 1,24 ha/MW.

Như vậy rõ ràng là nguồn ĐMT cần tốn rất nhiều diện tích mặt bằng, chủ yếu là để lắp đặt dàn PMT. Điều này là do mật độ NLMT trên mặt đất không cao và do hiệu suất chuyển đổi NLMT thành điện năng của nguồn ĐMT khá thấp như đã nói ở trên.

Suất sinh lời về mặt kinh tế khi sử dụng đất

Nếu chỉ nhìn ở khía cạnh diện tích cần cho nguồn ĐMT lớn mà “đổ tội” hay “lên án” nó thì hoàn toàn không công bằng và thiếu tính khách quan khoa học. Tại sao vậy? Ta hãy xem, thực tế ĐMT đã mang lại lợi ích kinh tế, xã hội và môi trường như thế nào cho địa phương có dự án nguồn ĐMT?

Như ta biết, Chương trình trọng điểm quốc gia về nông thôn mới đã triển khai thực hiện ở nước ta hàng chục năm nay và đã mang lại cho nông thôn Việt Nam những khởi sắc rất đáng kể về đời sống vật chất và tinh thần cho bà con ở các khu vực nông thôn nước ta. Một trong các chỉ tiêu quan trọng của Chương trình này là phấn đấu đạt hiệu quả kinh tế khoảng 50 triệu đồng trên 1 ha diện tích trồng trọt trong 1 năm (tương đương với sản lượng 8,3 tấn lúa/ha với giá 6 triệu đồng/tấn).

Bây giờ hãy ước tính xem, nếu sử dụng 1 ha cho ĐMT sẽ thu được bao nhiêu trong một năm.

Nếu lấy mật độ lắp đặt PMT là 1,2 ha/MW, thì 1 ha sẽ lắp được dàn PMT có công suất 0,83 MW hay 830 kW. Với bức xạ mặt trời trung bình ở nước ta là 4,5 kWh/m2.ngày, và với hiệu suất nguồn ĐMT là 15%, thì một trong một năm, nguồn ĐMT này sẽ sản xuất được 204.400 kWh (= 830 x 4,5 x 0,15 x 365). Theo Quyết định số 13/2020/QĐ-TTg, đối với ĐMT mặt đất giá mua điện là 7,09 Uscens/kWh, tương đường với 1.644 đồng/kWh. Từ đó tính được, tiền bán điện của nguồn ĐMT sử dụng 1 ha đất trong 1 năm là 336 triệu đồng (= 204.400 x 1.644), tức là gấp hơn 6,7 lần so với chỉ tiêu kinh tế về sản xuất nông nghiệp của Chương trình nông thôn mới.

Nếu tính đầy đủ và thực tế hơn, thì hiệu quả về mặt kinh tế còn cao hơn con số ước tính nói trên vì rằng các diện tích đất được sử dụng cho các dự án ĐMT ở các tỉnh được xem là Trung tâm ĐMT của cả nước là Ninh Thuận và Bình Thuận hầu như là đất hoang hóa cằn cỗi, không có giá trị gì lớn đối với sản xuất nông nghiệp. Ngoài ra, ở các tỉnh này, cường độ NLMT cao hơn con số trung bình nói trên (4,5 kWh/m2.ngày).

Qua đó, ta thấy rõ ràng rằng, suất sinh lời về mặt kinh tế khi sử dụng đất cho ĐMT cao hơn hẳn. Khó có thể có tìm thấy loại cây trồng hay vật nuôi và công nghệ trồng trọt, chăn nuôi nào trong sản xuất nông nghiệp có thể đạt được suất sinh lời cao như ĐMT.

Thực tế cho thấy, các tỉnh Miền Trung như Ninh Thuận, Bình Thuận,… trước đây là những tỉnh rất nghèo do khí hậu khắc nghiệt, đất đai cằn cỗi do bị sa mạc hóa. Thế nhưng, từ vài năm trở lại đây, nhờ chính sách phát triển ĐMT mà thu ngân sách của tỉnh đã tăng vượt bậc, gấp năm, bảy lần so với trước đây, đưa các tỉnh này trở thành các tỉnh có thu ngân sách khá và đang ngày càng giàu lên rõ rệt.

Hiện nay, một số dự án ĐMT ở các tỉnh này đã bắt đầu thử nghiệm nuôi trồng các loại cây thích hợp dưới các dàn PMT để tạo thêm nguồn thu nhập phụ, tăng hiệu quả sử dụng đất và cải tạo môi trường.

Hiện nay, một số dự án điện mặt trời đã bắt đầu thử nghiệm nuôi trồng các loại cây thích hợp dưới các dàn pin mặt trời để tạo thêm nguồn thu nhập phụ, tăng hiệu quả sử dụng đất và cải tạo môi trường.

Ngoài ra, ĐMT còn góp phần cải tạo môi trường rất tốt. Ví dụ, như ở Ninh Thuận và Bình Thuận, phần lớn các vùng đất sử dụng cho dự án ĐMT trước đây là những vùng “đất chết”, thậm chí đến cỏ dại cũng không sống được. Thế mà nay, khi xây dựng ĐMT, do được các dàn PMT che nắng và gió, lại có thêm nước vệ sinh lau rửa dàn PMT chảy thấm xuống, nên đất đai trở nên ngày càng tốt hơn và do đó cây cỏ đã phát triển tươi tốt. Hiện nay, một số dự án ĐMT ở các tỉnh này đã bắt đầu thử nghiệm nuôi trồng các loại cây thích hợp dưới các dàn PMT để tạo thêm nguồn thu nhập phụ, tăng hiệu quả sử dụng đất và cải tạo môi trường.

Các dự án ĐMT còn mang lại nhiều lợi ích xã hội rất tích cực khác, ngoài việc đóng góp tiền thuế rất lớn cho các Tỉnh và Trung ương, còn: đóng góp, hỗ trợ và giúp đỡ các địa phương trên địa bàn về xây dựng tình nghĩa, trường lớp học, trạm xá, đường nông thôn,…Tạo công ăn việc làm thông qua việc thu nhận hàng trăm lao động địa phương làm việc trong nhà máy ĐMT đối với nhiều công việc như bảo vệ, lau rửa dàn PMT và nhiều công việc dịch vụ liên quan khác với mức lương ổn định khoảng 5 – 7 triệu đồng/tháng. Tạo ra nguồn điện sạch, góp phần bảo vệ môi trường và tăng cường an ninh năng lượng cho đất nước.

Khi đánh giá vấn đề sử dụng đất đối với một dự án ĐMT cần phải có cái nhìn tổng thể, khách quan và khoa học. Như ta thấy, mặc dù nguồn điện này cần diện tích đất đai lớn để lắp đặt dàn PMT, nhưng hiệu quả kinh tế, xã hội và môi trường mà nó mang lại thì hoàn toàn xứng đáng.

Thực tế cho thấy, đối với nhiều miền đất cằn cỗi, bị sa mạc hóa, thì chính ĐMT là giải pháp tốt nhất mang lại lợi ích tổng hợp vượt trội, góp phần tạo công ăn việc làm, xóa đói giảm nghèo và làm thay đổi hẳn cảnh quan, môi trường các địa phương. Vấn đề chỉ là ở chỗ các địa phương cần cân nhắc, tính toán và quy hoạch các vùng đất phù hợp để phát triển các dự án về nguồn ĐMT, để nó mang lại ngày càng nhiều lợi ích hơn.