Tổng cục Khí tượng Thủy văn phối hợp với Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu, Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam đã xây dựng và hoàn thiện Báo cáo tiềm năng năng lượng gió, sóng ngoài khơi tại các vùng biển Việt Nam.
Mới đây, Tổng cục Khí tượng Thủy văn đã trình Thứ trưởng Lê Công Thành Báo cáo tiềm năng năng lượng gió, sóng ngoài khơi tại các vùng biển Việt Nam. Báo cáo được Tổng cục Khí tượng Thủy văn phối hợp với Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu, Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam xây dựng và hoàn thiện theo kết luận của Thứ trưởng Lê Công Thành tại cuộc họp Tổ công tác của Bộ Tài nguyên và Môi trường triển khai thực hiện kết quả Hội nghị COP26 tại Thông báo số 23/TB-BTNMT ngày 09/02/2022 của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Trong phần đầu, Báo cáo phân tích về các nghiên cứu trong nước và quốc tế về tiềm năng năng lượng gió, sóng. Những kết quả nghiên cứu những năm gần đây cho kết quả đánh giá tiềm năng cao so với trước năm 2010, có thể do một số nguyên nhân như: Sử dụng số liệu tái phân tích có độ phân giải thô; Các đánh giá trước đây chưa được kiểm chứng với quan trắc thực tế ở các ngưỡng độ cao; Chưa áp dụng mô hình số trị độ phân giải cao và số liệu vệ tinh, ra đa thế hệ mới vào tính toán; Chưa có đánh giá giữa các phương án tính. Do vậy, trong Báo cáo này sẽ thực hiện các đánh giá chi tiết hơn, đặc biệt đối với nguồn tiềm năng năng lượng đã và đang có bộ số liệu quan trắc như gió và sóng để đưa ra trường phân bố về các nguồn tiềm năng này một cách đầy đủ, chi tiết hơn tại các vùng biển ngoài khơi của Việt Nam với độ tin cậy khách quan hơn phục vụ phát triển kinh tế – xã hội.
Sử dụng năng lượng gió ngoài khơi. Ảnh: smetech.com.vn.
Báo cáo tiềm năng năng lượng gió, sóng ngoài khơi tại các vùng biển Việt Nam sử dụng số liệu quan trắc gió, sóng tại 17 trạm hải văn Việt Nam thời kỳ 2011-2020 để tính toán và đánh giá, kiểm chứng các nguồn số liệu tái phân tích, vệ tinh và 01 điểm đo gió ở độ cao 50 m, sóng (Mỏ Bạch Hổ) thời kỳ từ năm 2017-2020 để đánh giá các nguồn số liệu tái phân tích.
Các số liệu tái phân tích và vệ tinh bao gồm: Số liệu tái phân tích ERA5, số liệu vệ tinh CCMP, số liệu CMEMS 0.2 và số liệu mô hình SWAN. Số liệu từ mô hình tính sóng SWAN là kết quả tính toán lại từ số liệu trường gió ERA5 trong 20 năm (2001-2020) với độ phân giải mô hình là 4 km.
Vị trí 20 điểm ven bờ biển Việt Nam và khu vực Bắc, Biữa và Bam Biển Đông. Ảnh: Báo cáo tiềm năng gió, sóng ngoài khơi tại các vùng biển Việt Nam
Trong đó, phương pháp tính toán cho năng lượng gió: Ước lượng qua mật độ không khí và tốc độ gió; sử dụng hàm phân bố xác suất của tốc độ gió (hàm phân bố Weibull). Phương pháp tính toán năng lượng sóng: Mô hình tính sóng SWAN được sử dụng để tính lại độ cao sóng từ số liệu gió tái phân tích. Đầu vào của mô hình là trường khí áp từ nguồn số liệu của Trung tâm Dự báo hạn vừa Châu Âu (ECMWF) có độ phân giải 0.125 độ kinh vĩ. Mô hình đã được hiệu chỉnh và kiểm nghiệm dựa trên các số liệu sóng thực đo tại các trạm phao và trạm Bạch Hổ.
Kết quả tính toán tiềm năng năng lượng gió từ số liệu tái phân tích cho thấy phân bố gió và tiềm năng năng lượng gió ở 100 m trên các vùng ven biển Việt Nam là không đồng đều. Theo đó, các vùng ven biển có khả năng khai thác tiềm năng năng lượng gió tốt nhất là Bình Định-Ninh Thuận, Bình Thuận-Cà Mau và một phần vùng biển trung tâm vịnh Bắc Bộ. Đặc biệt, tiềm năng gió đạt ở mức tốt đến rất tốt ở khu vực biển Ninh Thuận đến Bà Rịa-Vũng Tàu với tốc độ gió trung bình năm từ 8 đến 10 m/s, mật độ năng lượng trung bình năm phổ biến từ 600 đến trên 700 W/m2.
Biến trình tốc độ gió (m/s) ở độ cao 100m theo số liệu CCMP trên các vùng biển ven bờ Việt Nam: Bắc vịnh Bắc Bộ (khu vực 1), Nam vịnh Bắc Bộ (khu vực 2), vùng biển từ Quảng Trị đến Quảng Ngãi (khu vực 3), vùng biển từ Bình Định đến Ninh Thuận (khu vực 4), vùng biển từ Bình Thuận đến Cà Mau (khu vực 5), vùng biển từ Cà Mau đến Kiên Giang (khu vực 6). Ảnh: Báo cáo tiềm năng gió, sóng ngoài khơi tại các vùng biển Việt Nam
Báo cáo cũng nêu rõ thời điểm có thể khai thác tiềm năng năng lượng gió tốt nhất cho từng vùng biển. Cụ thể, tại các vùng biển phía Bắc, thời gian khai thác tốt nhất là từ tháng 10 đến tháng 2 ở vùng biển Bắc Vịnh Bắc Bộ và từ tháng 11 đến tháng 1 ở các vùng biển Nam Vịnh Bắc Bộ, Quảng Trị-Quảng Ngãi.
Ở các vùng biển phía Nam, tốc độ gió cũng như mật độ năng lượng gió có sự phân hoá theo mùa. Tốc độ gió/mật độ năng lượng gió trong các tháng chính mùa hoạt động của gió mùa Đông và mùa hè lớn hơn các tháng chuyển tiếp; trong đó trị số trong mùa Đông lớn hơn nhiều so với mùa hè ở các vùng biển Bình Định-Ninh Thuận, Bình Thuận-Cà Mau và không có sự chênh lệch nhiều giữa hai mùa ở vùng biển Cà Mau-Kiên Giang. Thời gian nên khai thác tiềm năng năng lượng gió tốt nhất ở các vùng biển Bình Định-Ninh Thuận, Bình Thuận-Cà Mau là từ tháng 11 đến tháng 2, với tốc độ gió trung bình trên 8 m/s và mật độ năng lượng gió phổ biến trên 500 W/m2.
Ở các mực độ cao 150 và 200 m, phân bố không gian mật độ năng lượng gió trên các vùng biển ven bờ tương tự mực 100 m, trị số cao có xu hướng lệch về phía Nam hơn. Mật độ năng lượng gió tại các mực 150 m, 200 m xấp xỉ mực 100 m ở các vùng biển Bắc Vịnh Bắc Bộ, Nam Vịnh Bắc Bộ, Quảng Trị-Quảng Ngãi, Cà Mau đến Kiên Giang; và cao hơn không nhiều ở các vùng biển Bình Định-Ninh Thuận (300-700 W/m2), Bình Thuận đến Cà Mau (300-800 W/m2).
Bên cạnh tiềm năng về năng lượng gió thì Báo cáo cũng nêu rõ về tiềm năng năng lượng sóng ở các vùng biển Việt Nam. Trong đó, khu vực có tiềm năng năng lượng sóng > 2 kW/m bao phủ toàn bộ vùng Biển Đông, ngoại trừ khu vực vịnh Thái Lan; khu vực có tiềm năng năng lượng > 10 kW/m trải rộng từ phía Bắc đến giữa Biển Đông và kéo dài đến ngoài khơi khu vực Nam Trung bộ; khu vực có tiềm năng năng lượng cao nằm ở eo Luzon.
Sơ đồ khu vực và vị trí điểm trích xuất số liệu sóng. Ảnh: Báo cáo tiềm năng gió, sóng ngoài khơi tại các vùng biển Việt Nam
Tại các vùng ven biển Việt Nam, vùng có năng lượng sóng lớn nhất tập trung ở khu vực Trung Bộ (từ Đà Nẵng-Ninh Thuận), tiếp đến là dải ven biển Bắc Bộ và Nam Bộ. Hai khu vực ven bờ Vịnh Bắc Bộ và Vịnh Thái Lan có tiềm năng năng lượng sóng thấp nhất.
Xét về thời điểm khai thác tốt nhất tiềm năng năng lượng sóng theo mùa thì trong mùa đông, gió mùa Đông Bắc tạo ra vùng năng lượng sóng khá mạnh trên vùng Bắc và giữa Biển Đông, nhất là trong tháng 12 với tiềm năng năng lượng lớn nhất tới 70 kW/m. Vùng bờ biển miền Trung Việt Nam từ Đà Nẵng đến Ninh Thuận năng lượng sóng lớn nhất khoảng 50-60 kW, với tần suất xuất hiện ngưỡng “tiềm năng trung bình” tới trên 60% và ngưỡng “tiềm năng cao” tới 40%. Do vậy, đây sẽ là khoảng thời gian khai thác năng lượng sóng thuận lợi nhất trong năm.
Trong mùa gió Tây Nam, do tốc độ gió không mạnh bằng gió mùa Đông Bắc và khu vực ảnh hưởng cũng hạn chế ở vùng phía Nam Biển Đông nên tiềm năng năng lượng sóng về cơ bản không lớn. Năng lượng sóng cực đại trong mùa này chỉ đạt khoảng 25 kW/m xảy ra vào các tháng 7 và tập trung tại khu vực ngoài khơi phía Đông Nam Biển Đông.
Mô hình tận dụng năng lượng sóng. Ảnh: powergenadvancement.com
Báo cáo cũng đã phân tích ảnh hưởng qua lại của các yếu tố tác động đến việc khai thác tiềm năng năng lượng gió, sóng cũng như việc xây dựng công trình để khai thác nguồn tiềm năng này sẽ ảnh hưởng đến các điều kiện khác ở trên biển. Trong đó, tác động của thiên tai bao gồm sóng lớn, bão, gió mạnh và các thiên tai khác tác động đến khai thác tiềm năng năng lượng gió, sóng. Đồng thời, Báo cáo cũng phân tích ảnh hưởng của các công trình đến các tuyến luồng hàng hải, khu vực bảo tồn, cấm khai thác, các mỏ khai thác dầu khí, cáp ngầm dưới biển…
Tuy nhiên, Báo cáo lần này mới chỉ là những nghiên cứu tổng quan bước đầu về tiềm năng năng lượng gió, sóng tại các vùng biển Việt Nam, cần thiết phải có những nghiên cứu tiếp theo để bài toán dự báo tiềm năng năng lượng tái tạo đảm bảo độ tin cậy và đáp ứng được nhu cầu thực tiễn.