Các đường dây liên kết và Hệ thống điện đa quốc gia

Quá trình hình thành và phát triển các đường dây liên kết đa quốc gia và các hệ thống điện đa quốc gia (HTĐĐQG) là cơ sở cho sự hội nhập của các nước trong lĩnh vực điện năng giờ đây đã mang tính chất toàn cầu.

Lưới truyền tải điện ở Mỹ

Không có khu vực nào trên thế giới là không có hoặc không dự kiến xây dựng mới các đường dây truyền tải điện qua biên giới (TTĐQBG). Hơn nữa cũng đã xuất hiện những HTĐĐQG cấp lục địa và liên lục địa. Ngày càng có nhiều quốc gia có HTĐ liên kết với các nước láng giềng qua các đường dây truyền tải qua biên giới. Hiện nay hơn nửa số nước trên thế giới đã có những đường dây liên kết như vậy.

Với sự hình thành và phát triển các HTĐĐQG, cơ sở hạ tầng lưới điện của các thị trường điện năng (và cả công suất) cấp khu vực cũng được tạo ra và ngày một mở rộng. Cơ sở hạ tầng này giúp đảm bảo sự chuyển dịch của việc mua bán điện năng giữa các quốc gia sang thị trường cạnh tranh, nhờ đó giảm giá điện năng cho các hộ tiêu thụ.

Tự do hóa thị trường điện năng tạo điều kiện gia tăng khối lượng xuất nhập khẩu điện năng. Năm 2005, tính chung trên toàn thế giới, khối lượng này đã đạt tới 550 TWh. Tuy nhiên điều này đã ảnh hưởng đến việc thống nhất quản lý các HTĐĐQG như một thực thể vật lý – công nghệ hoàn chỉnh, gây khó khăn cho việc giải quyết những vấn đề về phát triển, không chỉ các nguồn điện, mà cả các đường dây TTĐQBG. Từ đó lại gây khó khăn cho việc đạt những hiệu quả từ sự hình thành HTĐĐQG, cụ thể là giảm công suất dự phòng.

Các HTĐĐQG hiện có và đang hình thành được giới thiệu trong bảng trên, các số liệu tính tại thời điểm năm 2004 – 2005.

Châu Âu

Đường dây liên kết được xây dựng nhiều nhất ở châu Âu với trên 150 đường dây TTĐQBG thuộc các cấp điện áp và loại dòng điện khác nhau, kể cả cáp ngầm dưới biển. Các đường dây TTĐQBG hợp nhất cả việc vận hành song song (đồng bộ) cũng như vận hành chung (qua đường dây hoặc trạm biến đổi điện một chiều) các hệ thống điện thuộc 35 nước châu Âu và Bắc Phi. Nhiều HTĐĐQG cùng vận hành trong một hệ thống điện như UCTE/CENTREL, NORDEL, HTĐ Thống nhất (IPS)/HTĐ Liên hiệp (UPS), ATSOI+UKTSOA (Ailen và Anh), v.v. (Hình 1).

Trao đổi điện năng giữa các quốc gia châu Âu cũng rất mạnh. Khối lượng xuất nhập khẩu điện năng đạt tới 300 TWh vào năm 2005.

Ngày nay ở châu Âu thực tế đã thành lập thị trường điện năng thống nhất. Tuy nhiên có rất nhiều vấn đề đang tồn tại mà trầm trọng hơn cả là công suất truyền tải chưa theo kịp, nhiều đường dây truyền tải, đặc biệt là cho xuất khẩu, thường xuyên bị quá tải, ảnh hưởng tới sự hoạt động của thị trường nói trên.

Giữa HTĐĐQG thuộc Liên Xô cũ và CENTREL đã có 13 đường dây TTĐQBG điện áp từ 220 kV tới 750 kV, qua đó có thể tổ chức vận hành song song (đồng bộ). Muốn vậy phải có các thỏa thuận về pháp lý và tiêu chuẩn giữa các nước Liên Xô cũ và các nước EU trong lĩnh vực cung cấp điện năng, giải quyết các vấn đề chính trị trong chính nội bộ cộng đồng các nước Liên Xô cũ (Cộng đồng các Quốc gia Độc lập – SNG) và một điều đặc biệt phức tạp nữa, đó là thiết trí lại toàn bộ hệ thống tự động và các phương tiện điều chỉnh trong HTĐ Thống nhất/HTĐ Liên hợp.

Việc tạo ra các mạch vòng Baltic, Địa Trung Hải và Biển Đen sẽ tạo điều kiện mở rộng thị trường điện năng thống nhất châu Âu.

Châu Mỹ

Các HTĐĐQG ở Bắc Mỹ và Nam Mỹ đã hoạt động từ nhiều năm nay, trong đó có Lưới điện miền Đông Mỹ – Canađa và Lưới điện miền Tây liên kết các HTĐ của Mỹ, Canađa, Mêhicô, SIEPAC (Trung Mỹ), MERCOSUR (Nam Mỹ), v.v.

Về khối lượng xuất nhập khẩu điện năng thì các nước Bắc Mỹ thua kém đáng kể các nước châu Âu. Năm 2005, khối lượng trao đổi chỉ nhỉnh hơn 50 TWh. Việc buôn bán điện năng giữa những nước này khá năng động nhưng không đóng vai trò quan trọng trong cân đối năng lượng của những nước đó.

Một trong các HTĐĐQG lớn nhất thế giới là MERCOSUR – liên kết các HTĐ của Achentina, Braxin, Paraguay và Uruguay và kể cả Bolivia và Chilê. HTĐĐQG này hình thành do việc xây dựng phối hợp ba nhà máy thủy điện: Itaipu (12,6 GW) do Braxin và Paraguay xây dựng; Yacyreta (2,7 GW) do Achentina và Paraguay đầu tư (một phần của cả Bolivia) và Salto Grande (1,89 GW) thuộc sở hữu của Achentina và Uruguay. Để truyền tải đi công suất của Itaipu đã xây dựng các đường dây chuyên tải điện áp 765 kV xoay chiều đến Uruguay và điện áp ±500 kV một chiều đến Achentina. HTĐ này vận hành ở tần số 60 Hz (khác với HTĐ ở Achentina – tần số 50 Hz).

Trong số các đường dây TTĐQBG mới xây dựng có đường dây cao áp một chiều có khả năng chuyên tải 2.000 MW giữa các HTĐ Achentina và Braxin và đường dây truyền tải điện xoay chiều 345 kV từ Achentina đến phần phía Bắc của Chilê chuyên dùng để xuất khẩu điện năng từ nhà máy nhiệt điện đốt khí thiên nhiên mới xây dựng.

Rồi đây MERCOSUR còn có những triển vọng lớn hơn với việc phát triển các công trình thủy điện (thí dụ, NMTĐ Corpus Christy công suất 4.000 MW) và tăng cường các lưới điện 220 – 500 kV.

Ngoài ra, ở Nam Mỹ đang dự kiến thành lập một HTĐĐQG với sự tham gia của các nước vùng Andes (Venezuela, Columbia, Pêru, Ecuađo), với việc kết nối HTĐĐQG này với hệ thống SIEPAC của các nước Trung Mỹ (Guatemala, Honduras, Costa Rica, Nicaragua, Panama và Salvador); việc phát triển các đường dây liên kết HTĐ của các nước này với Chilê và Bắc Braxin. Cụ thể như đã ký kết thỏa thuận về xây dựng đường dây chuyên tải từ NMTĐ Guru công suất 10,2 GW (Venezuela). Đang có kế hoạch xây dựng một NMTĐ lớn nữa là Belo – Monte (11 GW) trên sông Shingu thuộc lưu vực sông  Amazon.

Châu Phi

Ở châu Phi hiện nay đang vận hành HTĐĐQG ELTAM bao gồm các HTĐ của Maroc, Algerie, Tunisie, Libi và Ai Cập; mạch vòng Nam Phi liên kết các HTĐ của 9 nước, trong đó có HTĐ của CH Nam Phi (là HTĐ lớn nhất châu Phi), và các HTĐĐQG khác nhỏ hơn của vùng Tây Phi trên cơ sở các HTĐ của Nigeria, Gana và Bờ Biển Ngà, các mạch vòng Trung Phi và Đông Phi. Thêm vào đó, HTĐĐQG ELTAM thông qua HTĐ Tây Ban Nha liên kết bằng đường cáp 400 kV điện xoay chiều ngầm dưới biển với UCTE/CENTREL, còn HTĐ của Ai Cập cùng với các HTĐ của Jordani, Siri, Libăng và Thổ Nhĩ Kỳ đi vào HTĐĐQG của các nước vùng Cận Đông (EULST). Dự kiến các đường dây liên kết đa quốc gia của EULST này có thể khép kín để tạo ra mạch vòng Địa Trung Hải.

Các HTĐĐQG châu Phi rồi đây sẽ phải xây dựng hàng nghìn kilômét đường dây truyền tải, trong nội bộ các quốc gia và qua biên giới, và các nhà máy điện công suất lớn. Vùng Nam Phi sẽ định hướng vào việc sử dụng nguồn than ở CH Nam Phi và thủy năng ở Cộng hòa Dân chủ Cônggô. Nguồn điện cho vùng Tây Phi dự kiến trên cơ sở xây dựng các NMNĐ tuabin khí đốt khí thiên nhiên của Nigiêria và các NMTĐ các sông Nigiê, Volta, Bafing và Baridant. Đối với vùng Đông Phi, người ta đang nghiên cứu trữ năng thủy điện của lưu vực sông Nil.

Tuy nhiên dự án tham vọng nhất của sự phát triển các đường dây TTĐQBG và HTĐĐQG là thành lập HTĐ Liên Phi (Panafrica). Dự án này đề xuất mở rộng đáng kể biên giới của thị trường vùng Trung Phi bằng cách kết hợp thêm các HTĐ quốc gia của hàng loạt nước từ SAPP, WAPP và EAPP và phát triển các đường dây ±750 kV điện một chiều liên kết các HTĐ liên khu vực, kể cả HTĐ của Ai Cập. Yếu tố hình thành hệ thống này là việc dự kiến xây dựng NMTĐ Grand Inga lớn nhất thế giới, công suất 39 (40 x 0,975) GW trên sông Cônggô ở Cộng hoà Dân chủ Cônggô. Thêm vào đó một phần công suất của NMTĐ nói trên có thể được chuyển sang thị trường năng lượng châu Âu qua hành lang tạo ra bởi các lưới điện thuộc HTĐ các nước vùng Cận Đông (HTĐĐQG EULST).

Châu Á

Trên lãnh thổ châu Á hiện nay thực tế đang vận hành ba HTĐĐQG: HTĐ Thống nhất/HTĐ Liên hiệp, HTĐ Trung Á (CAPS) và EULST. Các đường dây TTĐQBG đang tồn tại ở các khu vực khác của châu Á: Nam Á, Đông Nam Á và Tây Nam Á (các nước vùng vịnh Persic của châu Á). Trong tất cả các khu vực đó, đã từng bước hình thành các HTĐĐQG và các thị trường năng lượng khu vực. Đối với từng khu vực riêng biệt, với sự tài trợ của Ngân hàng Thế giới và các ngân hàng khu vực, đã hoạch định các chương trình phát triển ngành điện và tiến hành nghiên cứu phương hướng liên kết các quốc gia và các HTĐĐQG. Có cả những đề xuất về việc thành lập HTĐ Liên Á.

Cụ thể như chương trình của Ngân hàng Thế giới đối với Trung Á nhằm xuất khẩu 6 TWh điện năng hiện nay dư thừa theo mùa trong HTĐĐQG thuộc sản lượng điện của các NMTĐ ở Tadjikistan và Kirgistan sang Afganistan, Pakistan và Iran. Dự kiến sẽ tăng lượng xuất khẩu đó lên tới 30 TWh nhờ điện năng từ các NMTĐ xây mới thuộc các bậc thang Vakhski và Toktogulski. Với mục tiêu đó, dự kiến xây dựng đường dây TTĐQBG 500 kV “Surkhan – Kabul – Kandagar – Karachi” và “Surkhan (Tadjikstan) – Machad (Iran)”.

Hiệp hội Phát triển khu vực Nam Á (SAARC) khởi xướng thành lập HTĐĐQG bao gồm Pakistan và Afganistan, và cả Bangladesh, Butan, Ấn Độ, Nepal và Srilanka là các quốc gia thuộc khu vực này.

Trong số các chương trình phát triển HTĐĐQG được nghiên cứu triển khai với sự tài trợ của Ngân hàng Thế giới còn có cả các chương trình cho Tiểu vùng sông Mêkông và các nước vùng vịnh Persic (OGCCIA).

Đặc điểm của chương trình đối với Tiểu vùng sông Mekong phát triển nhanh là việc mở rộng xây dựng các NMTĐ ở Lào, Việt Nam, và tỉnh Vân Nam (Trung Quốc) nhằm mục đích xuất khẩu điện năng sang Thái Lan và Campuchia qua các đường dây TTĐQBG 500 kV. Thêm vào đó có thể giảm thiểu đáng kể công suất dự phòng của các HTĐ và chi phí nhiên liệu. Trong tương lai, dự kiến kết nối HTĐĐQG này với các HTĐĐQG của các nước ASEAN khác (Malayxia, Inđônêxia, v.v.).

Khu vực Đông Bắc Á, bao gồm vùng Viễn Đông của Nga, Trung Quốc, Triều Tiên, Nhật Bản, Mông Cổ, Hàn Quốc có những đặc điểm riêng. Các điều kiện để hợp tác trong ngành điện của các nước này chỉ mới xuất hiện cách đây không lâu, vào những năm 1990. Tất cả các nước này, trừ Mông Cổ và Triều Tiên, đều tự đảm bảo được nhu cầu điện năng cho mình. Hơn nữa, Hàn Quốc, Nhật Bản và Trung Quốc (với nhịp độ tăng trưởng nhu cầu điện rất cao) đang gặp nhiều khó khăn về bố trí mặt bằng cho các công trình năng lượng mới và các vấn đề sinh thái nghiêm trọng. Các nước này đã bắt đầu quan tâm đến điện năng sạch từ vùng Viễn Đông của Nga. Việc nghiên cứu vấn đề thành lập HTĐĐQG trong khu vực này được chính phủ Hàn Quốc cấp kinh phí (Dự án NEAREST).

Việc tổ chức xuất khẩu điện năng từ vùng Viễn Đông của Nga được xem như một trong những hướng đẩy nhanh việc sử dụng điện từ NMTĐ Burây (đang xây dựng) và tiếp tục khai thác thủy điện ở vùng Viễn Đông của Nga cũng như vùng Đông Xibia. Cụ thể là đã có thỏa thuận về việc xuất khẩu quy mô lớn điện năng (60 TWh mỗi năm) từ các khu vực nêu trên vào Trung Quốc năm 2015. Ngoài ra để sử dụng lượng điện năng dư thừa theo mùa người ta đã dự kiến xây dựng cả những nhà máy điện chuyên cho xuất khẩu, trước hết là các NMTĐ ở miền Nam Iacutia và các đường dây TTĐQBG ±750 kV điện một chiều.

Tuy nhiên, việc phát triển các đường dây liên kết đa quốc gia và các HTĐĐQG ở nhiều khu vực trên thế giới cũng đang phải đối mặt với hàng loạt các vấn đề nghiêm trọng. Điều đó liên quan đến tình hình chính trị phức tạp, nhà nước giảm dần tỉ lệ đầu tư vào các đường dây TTĐQBG trong khi các dự án đường dây không đủ hấp dẫn đối với các nhà đầu tư tư nhân, các đặc điểm phát triển nguồn điện trong điều kiện thị trường cạnh tranh, các nước thành viên HTĐĐQG có sự khác biệt đáng kể trong việc đánh giá hiệu quả, sự phức tạp trong quản lý kỹ thuật các phương thức vận hành và đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện trong việc thực hiện các hợp đồng mua – bán điện năng hai chiều giữa số lượng lớn các bên tham gia thị trường điện năng, v.v. Việc giải quyết những vấn đề đó đòi hỏi sự quan tâm của các nhà khoa học và các chuyên gia.

Theo: QLNĐ số 9/2009

Leave a Reply

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *