Với qui định trong Qui hoạch điện 8 đối với nguồn điện mặt trời mái nhà là các nguồn điện “tự sản, tự tiêu (phục vụ tiêu thụ tại chỗ, không bán điện vào hệ thống điện quốc gia”, thì việc thực hiện mục tiêu “ đến năm 2030 có 50% các tòa nhà công sở và 50% nhà dân sử dụng ĐMTMN” sẽ rất khó hoàn thành nếu không muốn nói là không khả thi.

Như đã biết, vừa qua, Chính phủ đã phê duyệt “Qui hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050” (gọi tắt là Qui hoạch điện 8 - QHĐ 8), theo Quyết định số 500/QĐ-TTg, ngày 15/5/2023. Nội dung của Qui hoạch đã phản ảnh chủ trương chiến lược của Đảng và Chính phủ về phát triển năng lượng tái tạo (NLTT) nói chung và điện mặt trời (ĐMT) nói riêng, nhằm đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng cho phát triển kinh tế, xã hội và thực hiện cam kết của Việt Nam tại Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc lần thứ 26 (COP26), theo đó, Việt Nam sẽ cắt giảm phát thải ròng khí nhà kính về zê-rô vào năm 2050.

Như đã biết, để cắt giảm phát thải khí nhà kính, thì một trong các giải pháp quan trọng và hiệu quả nhất là hạn chế và tiến tới không sử dụng các nguồn năng lượng hóa thạch (than đá, dầu mỏ và khí đốt tự nhiên), đồng thời đẩy mạnh phát triển ứng dụng các nguồn năng lượng sạch, NLTT. Theo xu hướng đó, QHĐ 8 đặt ra mục tiêu cụ thể là: “phát triển mạnh các nguồn NLTT phục vụ sản xuất điện, đạt tỷ lệ khoảng 30,9 – 39,2% vào năm 2030, …”. “Định hướng đến năm 2050, tỷ lệ NLTT lên đến 67,5 – 71,5%” trong cơ cấu nguồn điện ở Việt Nam.

Nói riêng, đối với ĐMT, QHĐ 8 đặt mục tiêu, “đến năm 2030 tổng công suất ĐMT sẽ tăng thêm 4.100 MW; định hướng đến năm 2050 công suất ĐMT lên đến khoảng 169.000 – 189.000 MW, sản xuất được khoảng 252 – 292 tỷ kWh”. Như vậy đến năm 2050, điện năng từ các nguồn ĐMT chiếm gần khoảng 23% tổng điện năng thương phẩm sản xuất trong nước. Một tỷ lệ rất ấn tượng.

Đặc biệt, QHĐ 8 nhấn mạnh vai trò của nguồn ĐMT mái nhà (ĐMTMN). Theo đó, “phấn đấu đến năm 2030 có 50% các tòa nhà công sở và 50% nhà dân sử dụng ĐMTMN”. Tuy nhiên, các nguồn ĐMTMN này phải là nguồn “tự sản, tự tiêu (phục vụ tiêu thụ tại chỗ, không bán điện vào hệ thống điện quốc gia”.

Dưới đây, chúng ta sẽ phân tích, đánh giá xem, liệu với các qui định trong QHĐ 8, mục tiêu phát triển ĐMTMN đến năm 2030 và do đó mục tiêu NLTT có thể đạt được hay không ?

Theo cách hiểu thông thường thì qui định nguồn ĐMTMN “tự sản, tự tiêu (phục vụ tiêu thụ tại chỗ, không bán điện vào hệ thống điện quốc gia” có thể hiểu theo 2 nghĩa: (a) Các nguồn ĐMTMN không được nối lưới mà phải là các nguồn ĐMT độc lập; và (b) Các nguồn ĐMTMN có thể được nối lưới nhưng EVN sẽ không mua lượng điện năng dư thừa của nguồn ĐMTMN phát lên lưới. Dưới đây sẽ phân tích đối với từng trường hợp.

Như đã biết, công suất và điện năng nguồn ĐMT không ổn định, tăng giảm theo cường độ nắng, và do đó, phụ thuộc thời tiết như mây mưa, v.v…Ban đêm nguồn ĐMT hoàn toàn không phát điện. Trong lúc đó, các thiết bị sử dụng điện trong hộ tiêu thụ lại đòi hỏi nguồn điện ổn định và vào mọi thời gian cần thiết, kể cả ban đêm.

Nếu nguồn ĐMTMN được nối lưới (như theo các Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg và Quyết định số 13/2020/QĐ-TTg) thì mọi thay đổi công suất của nguồn ĐMTMN được lưới điện ngay lập tức bù đắp. Nhưng theo QHĐ 8, thì các nguồn ĐMTMN không được nối lưới, tức là sử dụng công nghệ nguồn ĐMT độc lập. Vì vậy, để các thiết bị điện làm việc bình thường thì phải sử dụng Bộ Ắc qui để tích trữ điện và do đó chi phí đầu tư tăng gấp bội như sẽ thấy dưới đây.   

Như đã biết, công suất nguồn ĐMT phụ thuộc vào: Nhu cầu điện hàng ngày của hộ sử dụng, ENGAY; Cường độ bức xạ mặt trời trung bình ngày ở khu vực lắp đặt nguồn ĐMT, IMT và  Hiệu suất của nguồn ĐMT, HSĐMT. Công suất nguồn ĐMT được tính theo biểu thức (1):

​

 Khả năng tích trữ điện của Bộ Ắc qui được xác định bằng Dung lượng nó, CAQ. Dung lượng CAQ phụ thuộc vào: Nhu cầu sử dụng điện hàng ngày; Độ sâu phóng điện của Bộ Ắc qui, DOD; Hiệu suất phóng nạp điện của Bộ Ắc qui, HSAQ và Số ngày dự trữ không có nắng, N và được tính theo biểu thức (2):

                                              

Đối với các công sở, các hoạt động chủ yếu diễn ra ban ngày, nên dung lượng Bộ Ắc qui không cần lớn lắm. Nhưng đối với các hộ gia đình, các sinh hoạt, học tập, giải trí, v.v…  không chỉ là ban ngày mà có thể chủ yếu vào thời gian ban đêm, nên Dung lượng Bộ Ắc qui phải đủ lớn. Dưới đây các ước tính về dung lượng Bộ Ắc qui sẽ áp dụng cho các nguồn ĐMTMN hộ gia đình.  
Hãy ước tính cho 2 loại hộ gia đình.

Loại 1: Loại hộ tiêu thụ điện trung bình, tiền điện 600.000 đ/tháng; với biểu giá điện hiện nay, hộ này tiêu thụ 283 kWh/tháng, hay 9,4 kWh/ngày = ENGÀY-1.

Loại 2: Loại hộ tiêu thụ điện tương đối cao, tiền điện 1.000.000 đ/tháng; tương ứng với 421 kWh/tháng, hay 14 kWh/ngày = ENGÀY-2.

Với các thông số liên quan khác sau: (1) Nguồn ĐMT lắp đặt ở khu vực có Cường độ bức xạ mặt trời trung bình ngày IMT = 4,2 kWh/m2.ngày (khu vực Miền Bắc); (2) Hiệu suất của nguồn ĐMT, HSĐMT = 78%; (3) Độ sâu phóng điện của Bộ Ắc qui, DOD = 85%; (4) Hiệu suất phóng nạp điện của Bộ Ắc qui, HSAQ = 90% (Ắc qui Lithium mới); (5) Số ngày dự trữ không có nắng, N = 1 ngày (tối thiểu); (6) Suất đầu tư trung bình hệ nguồn ĐMTMN nối lưới (không có Bộ Ắc qui) GĐMT = 16,5 triệu đồng/kWp; (7) Giá trung bình Ắc qui Lithium, GAQ = 6 triệu đồng/kWh. Ngoài ra, chú ý rằng, tuổi thọ của pin mặt trời là khoảng 20 năm, còn tuổi thọ của Ắc qui Lithium khoảng 10 năm, tức là phải dung 2 bộ Ắc qui cho một đời dự án ĐMT.

Áp dụng các biểu thức (1) và (2) với các thông số cho ở trên sẽ tính được công suất ĐMT, Dung lượng Bộ Ắc qui, chi phí đầu tư , thời gian hoàn vốn, v.v… cho 2 loại hộ gia đình nói trên, trong đó thời gian hoàn vốn ước tính cho trường hợp chủ đầu tư không phải vay ngân hàng và do đó không phải trả lãi cho ngân hàng. Thời gian hoàn vốn ước tính  bằng cách lấy tổng chi phí đầu tư chia cho tiền điện hàng tháng không phải trả của các loại hộ. Kết quả ước tính cho trên bảng 1, trong đó có so sánh với nguồn ĐMT nối lưới không phải sử dụng Bộ Ắc qui.

Tổng chi phí đầu tư nguồn ĐMTMN độc lập (cột 6 bảng 1) cao hơn tổng chi phí đầu tư nguồn ĐMTMN nối lưới (cột 3 bảng 1) 4 lần.
Trong trường hợp chủ hộ đầu tư nguồn ĐMTMN không phải vay vốn ngân hàng thì thời gian hoàn vốn đối với nguồn ĐMTMN nối lưới trong khoảng từ 6 đến 6,7 năm (cột 8), còn đối với nguồn ĐMTMN độc lập (không nối lưới) là từ 24 đến 27 năm. Điều này cho thấy nguồn ĐMTMN nối lưới rất hiệu quả về mặt kinh tế. Nếu lấy tuổi thọ của nguồn ĐMTMN là 20 năm thì lãi ròng đối với hộ sử dụng điện loại 2 là 14 năm hay 168 triệu đồng (= 14 năm x 12 tháng/năm x 1 triệu/tháng); đối với hộ sử dụng điện loại 1 là 13,3 năm hay 96 triệu đồng (= 13,3 năm x 12 tháng/năm x 0,6 triệu/tháng).

Cần nhấn mạnh rằng, trong các kết quả trên, lợi nhuận hay lãi của của các chủ hộ đầu tư nguồn ĐMTMN nối lưới được ước tính chỉ với biểu giá điện hiện nay, tức là hoàn toàn không có giá điện hỗ trợ (FIT) của nhà nước.

Trong khi đó, nguồn ĐMTMN độc lập không những không hoàn được vốn đầu tư ban đầu mà còn bị lỗ. Đối với hộ sử dụng điện loại 2, lỗ 4,2 năm (= 24,2 – 20) hay hơn 50 triệu, tức là lỗ 17% (= 50/290,6); Còn với hộ loại 1 lỗ 7,4 năm (= 27,4 -20) hay hơn 53 triệu đồng hay 27% (= 53/197).

Như vậy, chỉ đánh giá riêng về mặt kinh tế thì hiệu quả nguồn ĐMTMN nối lưới vượt trội khoảng 4 so với ĐMTMN độc lập với biểu giá điện hiện hành. Ngoài ra, nguồn ĐMTMN độc lập còn sử dụng Ắc qui gây ô nhiễm môi trường và chất lượng điện năng không ổn định bằng nguồn ĐMTMN nối lưới.  

Trường hợp này thì chỉ nên lắp đặt nguồn ĐMTMN có công suất hạn chế, sao cho vào thời gian nắng có cường độ cực đại,  IMT = 1 kW/m2 (vào một số giờ buổi trưa của ngày nắng đẹp), thì nguồn ĐMT cũng chỉ phát công suất vừa đủ cho các thiết bị tiêu thụ điện của hộ. Các giờ khác trong ngày (như đầu buổi sáng, cuối buổi chiều nắng yếu hay ban đêm) thì hộ tiêu thụ sẽ phải mua điện thêm từ lưới.

Công suất nguồn ĐMTMN loại này có thể ước tính gần đúng bằng cách lấy công suất sử dụng điện trung bình của hộ chia cho hiệu suất nguồn ĐMT.
Ví dụ, tổng công suất của một hộ sử dụng điện là P = 2,5 kW. Nếu lấy hiệu suất nguồn ĐMT là HSĐMT = 78% thì công suất dàn pin mặt trời sẽ là PĐMT = P/ HSĐMT = 2,5/0,78 = 3,2 kWp.

Do không có điện dư thừa phát vào lưới, nên nguồn ĐMTMN loại này có thể nối lưới sau Công tơ của hộ gia đình mà không ảnh hưởng gì đến lưới điện nếu Bộ Biến tần hay Inverter có chất lượng tốt (dòng điện xoay chiều đầu ra có biên độ, tần số và pha giống như lưới điện và sóng hài trong giới hạn cho phép).
Ước tính cho thấy nguồn ĐMTMN loại này chỉ đáp ứng được khoảng gần 20% tổng nhu cầu điện của hộ, còn khoảng 80% nhu cầu điện năng phải mua từ lưới điện. Nhưng ưu điểm là vẫn có thể nối lưới để mua điện trực tiếp từ lưới nên việc sử dụng điện thuận lợi, ổn định, đảm bảo chất lượng và không bị lãng phí đầu tư.

Từ các phân tích, đánh giá và so sánh giữa hai loại nguồn ĐMTMN nối lưới và độc lập ta thấy nguồn ĐMTMN nối lưới cho hiệu quả rất tốt về mặt kinh tế cũng như về môi trường và xã hội. Trong khi đó, nguồn ĐMTMN độc lập có chi phí đầu tư quá cao, nên không thể hoàn vốn, mà còn bị lỗ về mặt kinh tế từ 17% đến 27% tùy vào loại hộ tiêu thụ điện. Ngoài ra, do phải sử dụng Bộ Ắc qui nên nguồn ĐMTMN độc lập còn có thể gây ra ô nhiễm môi trường và còn cần công bảo trì, bảo dưỡng. Rõ ràng, là một nhà đầu tư, thì lựa chọn tốt nhất là nguồn ĐMTMN nối lưới.  

Do vậy, mục tiêu 50% tòa nhà công sở và 50% nhà dân lắp đặt ĐMTMN vào năm 2030 nhưng với qui định là tự sản, tự tiêu, không nối lưới sẽ không khả thi và do đó ảnh hưởng đến các mục tiêu khác về phát triển điện lực nói chung và NLTT nói riêng giai đoạn 2021 – 2050.

Với tình hình như vậy, xin kiến nghị Chính phủ và Bộ Công Thương sớm ban hành các Thông tư liên quan đến việc triển khai thực hiện Quyết Định số 500/QĐ-TTg, trong đó có các hướng dẫn về ĐMTMN theo hướng nối lưới và có thể với giá mua bán điện theo biểu giá hiện hành của EVN mà chưa cần cơ chế giá điện hỗ trợ (FIT).

PGS.TS. Đặng Đình Thống,
Hội KHCN sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả Việt Nam (VECEA)