B185- Bullentin: Những thách thức và nhu cầu đối với đập trong thế kỷ 21 [Bài 3]
10/08/2025 08:06
2. CÁC XU HƯỚNG HIỆN NAY TRONG XÂY DỰNG ĐẬP
Nhu cầu về nước đang tăng nhanh cho các mục đích công nghiệp và sinh hoạt, tưới tiêu và thủy điện. Đồng thời, nhiều khu vực trên thế giới đang trải qua sự giảm sút về nguồn nước do biến đổi khí hậu. Một yếu tố làm trầm trọng thêm là tính không đều của lượng mưa, bao gồm vị trí, thời gian và cường độ.
Một hệ quả của việc tăng nhu cầu về nước và sự không đều của nguồn cung nước là minh chứng cho sự cần thiết phải có thêm hồ chứa, điều này đòi hỏi phải xây dựng nhiều hồ chứa mới và – theo các số liệu trong các Mục 3 đến 5 – với số lượng lớn và nhanh chóng. Tuy nhiên, hiện nay không có xu hướng rõ ràng theo hướng đó.
Thực tế, các số liệu trong Mục 2 trình bày các xu hướng hiện tại cho thấy tốc độ xây dựng các đập thủy điện, cung cấp nước và tưới tiêu đang chậm lại đến mức nhu cầu hiện tại và tương lai của các cộng đồng sẽ không được đáp ứng. Mục 7 trình bày nhiều lý do cho xu hướng tiêu cực này về việc xây dựng và phát triển chậm các đập. Do đó, COEC&S mạnh mẽ kêu gọi các ủy ban quốc gia của ICOLD thực hiện các nỗ lực để thay đổi những xu hướng tiêu cực này.
Nhu cầu về điện dự kiến sẽ tiếp tục tăng nhanh, chủ yếu từ các quốc gia không thuộc OECD. Theo kịch bản trung bình, nhu cầu điện có thể tăng từ 18.000 TWh vào năm 2011 lên 38.000 TWh vào năm 2050. Hiện nay, thủy điện chiếm khoảng 16% trong tổng sản lượng điện. Để duy trì tỷ lệ này, sản lượng thủy điện cần tăng gấp đôi trong 40 năm, tương đương với việc bổ sung thêm 1.000 GW công suất lắp đặt (25 GW mỗi năm).
Một yếu tố thúc đẩy việc xây dựng thủy điện là nhu cầu về năng lượng và khả năng lưu trữ năng lượng, đặc biệt là việc sử dụng đập và hồ chứa để điều chỉnh tải (công suất) năng lượng hệ thống một cách hiệu quả và tăng cường độ tin cậy của hệ thống. Do đó, việc theo dõi cả hai yếu tố này là quan trọng để đánh giá các xu hướng trong tương lai. Tại châu Âu, ví dụ, công suất lưu trữ năng lượng đạt 45 GW vào năm 2011. Con số này có thể so sánh với sản lượng điện hiện tại ở châu Âu, khoảng 3.200 TWh. Tỷ lệ lưu trữ năng lượng sẵn có ở châu Âu so với sản xuất điện là 14 MW/TWh. Công suất lưu trữ toàn cầu vào năm 2009 là 127 GW, tương đương với 7 MW/TWh so với sản xuất điện toàn cầu. Con số toàn cầu này thấp hơn so với châu Âu, có thể một phần do châu Âu trang bị nhiều nguồn năng lượng (gián đoạn và không thể dự đoán) như năng lượng mặt trời và gió. Dự báo này rất sơ bộ và các dự báo về nhu cầu có nhiều sự không chắc chắn, dựa trên các yếu tố khác. Tổ chức Năng lượng Quốc tế dự đoán nhu cầu sẽ cao hơn nhiều, đạt 1.500 GW vào năm 2050. Những con số kết hợp này cho thấy cần bổ sung khoảng 35 GW đến 60 GW mỗi năm.
Theo Sổ đăng bạ Đập Thế giới (ICOLD), gần đây đã có sự tăng tốc trong việc lắp đặt công suất thủy điện toàn cầu liên quan đến các đập. Tổng cộng 80 GW đã được lắp đặt trong 10 năm từ 1998 đến 2008 (8 GW mỗi năm) và 160 GW từ 2008 đến 2015 (hơn 20 GW mỗi năm).
Hình 2.1: Công suất lắp đặt liên quan đến các đập (GW), Sổ đăng bạ Đập Thế giới của ICOLD (dữ liệu có điều chỉnh chút ít, tổng công suất có thể bị đánh giá thấp hơn thực tế).
Dữ liệu từ Sổ đăng bạ đập Đập Thế giới của ICOLD được trích xuất vào tháng 12 năm 2017. Biểu đồ trên không đạt 1.047 GW do không tính đến 250 GW cho các dự án chưa có ngày hoàn thành, tức là các dự án đang thi công hoặc đã vận hành nhưng chưa có ngày hoàn thành trong cơ sở dữ liệu.
Sự tăng tốc gần đây trong con số trên là kết quả của việc tăng tốc xây dựng ở một số quốc gia: Trung Quốc, Thổ Nhĩ Kỳ và một số quốc gia châu Á. Cũng có sự gia tăng ở châu Phi (đặc biệt là ở Ethiopia, Angola, Cameroon và Uganda), nhưng tốc độ ở châu Phi chưa đáp ứng được kỳ vọng.
Trung Quốc: Vào tháng 12 năm 2024, Trung Quốc đã phê duyệt xây dựng một đập thủy điện trên sông Yarlung Zangbo ở Tây Tạng, dự kiến sẽ trở thành đập thủy điện lớn nhất thế giới về công suất phát điện.
Ethiopia: Vào tháng 7 năm 2020, Ethiopia đã hoàn thành việc tích nước lần đầu tiên cho Đập Hồi sinh Vĩ đại Ethiopia (GERD) trên sông Nile, dự kiến sẽ sản xuất 6.450 MW điện.
Uganda: Vào tháng 9 năm 2024, Uganda đã khánh thành Nhà máy Thủy điện Karuma 600 MW trên sông Nile, tăng tổng công suất điện của quốc gia lên hơn 2.000 MW.
Việt Nam: Đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực thủy điện, đóng góp quan trọng vào việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia và thúc đẩy phát triển kinh tế. Tính đến năm 2024, tổng công suất lắp đặt của hệ thống điện Việt Nam đạt trên 80.555 MW, với 426 nhà máy điện, trong đó thủy điện đóng vai trò quan trọng. Trong 5 năm qua (2020-2025), Việt Nam đã thực hiện một số dự án nâng cấp và mở rộng công suất các nhà máy thủy điện nhằm đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng và đảm bảo ổn định hệ thống điện quốc gia. Dưới đây là một số dự án tiêu biểu:
1. Nhà máy thủy điện Hòa Bình mở rộng:
- Công suất bổ sung: 480 MW (2 tổ máy, mỗi tổ 240 MW) nhằm tăng khả năng phát công suất phủ đỉnh cho hệ thống điện quốc gia, tận dụng tối đa nguồn nước xả thừa hàng năm vào mùa lũ và nâng cao khả năng điều tần, ổn định tần số của hệ thống điện. Tổng công suất sau mở rộng: 2.400 MW
- Tiến độ: Khởi công đầu năm 2021, dự kiến phát điện tháng 9/2025.
2. Nhà máy thủy điện Ialy mở rộng:
- Công suất bổ sung: 360 MW (2 tổ máy, mỗi tổ 180 MW). Tổng công suất sau mở rộng: 1.080 MW. Nhằm tăng khả năng huy động công suất cho phụ tải điện khu vực miền Nam, đặc biệt trong các giờ cao điểm, cải thiện chế độ làm việc của hệ thống điện và tận dụng tối đa khả năng dòng chảy thông qua hạn chế lượng xả thừa hàng năm
- Tiến độ: Khởi công quý 2 năm 2021, dự kiến phát điện tổ máy 1 vào quý 2 năm 2024, tổ máy 2 vào quý 3 năm 2024 và hoàn thành toàn bộ công trình vào tháng 12 năm 2024.
3. Nhà máy thủy điện Trị An mở rộng:
- Công suất bổ sung: 200 MW (2 tổ máy, mỗi tổ 100 MW).
- Tiến độ:Khởi công quý 2 năm 2023, hoàn thành vào năm 2026.
4. Nhà máy thủy điện tích năng Bác Ái:
- Công suất: 1.200 MW nhằm mục đích cung cấp nguồn điện dự phòng, điều tần hệ thống và ổn định tần số của hệ thống điện quốc gia, đặc biệt trong bối cảnh năng lượng tái tạo phát triển mạnh mẽ
- Tiến độ: Khởi công đầu năm 2020, dự kiến phát điện tổ máy đầu tiên vào cuối năm 2026 và hoàn thành toàn bộ dự án vào năm 2028.
Những dự án này thể hiện nỗ lực của Việt Nam trong việc nâng cao công suất và hiệu quả hoạt động của các nhà máy thủy điện, nhằm đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng và đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.
Mặc dù có sự gia tăng trong việc xây dựng thủy điện ở các quốc gia này, tốc độ phát triển ở châu Phi vẫn chưa đáp ứng được kỳ vọng.
Hình 2.1: Công suất lắp đặt ở các nhà máy thủy điện theo Sổ đăng bạ của ICOLD
Trong những năm gần đây, công suất thủy điện trên đầu người đã có sự biến động rõ rệt giữa các khu vực trên thế giới. Cụ thể, Trung Quốc và Thổ Nhĩ Kỳ ghi nhận sự tăng trưởng, trong khi một số khu vực ở châu Phi cũng có xu hướng tăng. Ngược lại, châu Âu, Nam Mỹ và châu Á duy trì ổn định, trong khi Bắc Mỹ và châu Đại Dương chứng kiến sự giảm sút.
Sự khác biệt này xuất phát từ tỷ lệ thủy điện trong tổng công suất lắp đặt: hơn 50% ở Nam Mỹ và dưới 6% ở Bắc Mỹ. Ngoài ra, mức độ phát triển của công suất điện cũng đóng vai trò quan trọng, với 2,25 kW/người ở Bắc Mỹ và 0,13 kW/người ở châu Phi.
Trên toàn cầu, tỷ lệ thủy điện trong tổng công suất điện đã giảm. Cụ thể, trong năm 2022, thủy điện chiếm 15% tổng sản lượng điện toàn cầu, giảm so với 18% vào năm 2000. Sự giảm sút này chủ yếu do nhu cầu điện tăng nhanh hơn so với sự phát triển của thủy điện.
Tuy nhiên, thủy điện vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng tái tạo và ổn định lưới điện, đặc biệt trong bối cảnh tăng trưởng năng lượng tái tạo không ổn định như gió và mặt trời. Nhiều quốc gia đang đầu tư vào phát triển thủy điện và lưu trữ năng lượng để đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng và đảm bảo an ninh năng lượng.
Dưới đây là bảng tóm tắt tỷ lệ thủy điện trong tổng công suất điện lắp đặt của một số quốc gia, dựa trên dữ liệu từ Sổ đăng ký Đập Thế giới của ICOLD và Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (EIA):
*Lưu ý:
Dữ liệu trên được lấy từ báo cáo của IEA năm 2021. Những quốc gia như Paraguay và Iceland có tỷ lệ thủy điện trong tổng công suất điện rất cao, cho thấy sự phụ thuộc mạnh mẽ vào năng lượng thủy điện. Ngược lại, các quốc gia như Hoa Kỳ và Nhật Bản có tỷ lệ thủy điện thấp hơn, phản ánh sự đa dạng hóa trong nguồn cung cấp năng lượng của họ.
Xu hướng này có thể được coi là vấn đề, vì tổng công suất điện cần phải tăng để đáp ứng nhu cầu, và thủy điện giúp giảm lượng khí thải carbon liên quan đến biến đổi khí hậu. Việc chuyển sang các nguồn năng lượng không phải thủy điện một phần là ủng hộ năng lượng tái tạo (mặt trời, gió) và chủ yếu là xu hướng chưa bỏ được nhiên liệu hóa thạch.
2.2- Đập thuỷ lợi (Irrigation dams)
Bảng 2.2 dưới đây cung cấp thông tin về xu hướng ước tính của diện tích đất tưới tiêu trong điều kiện không có biến đổi khí hậu và không có thay đổi trong thực hành nông nghiệp.
UNESCO đã trình bày một bức tranh toàn diện hơn, bao gồm các kịch bản phát triển kinh tế khác nhau. Dưới những kịch bản này, lượng nước cho nông nghiệp có thể tăng từ 20–40% (trong các kịch bản "phát triển bền vững") đến hơn 100% (trong các kịch bản "dựa trên thị trường").
Dự báo về nhu cầu tưới tiêu vào năm 2050 còn nhiều bất định do một số yếu tố sau:
- Biến đổi khí hậu: Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến nhu cầu tưới tiêu thông qua việc thay đổi mô hình lượng mưa và tăng hoặc giảm quá trình bốc thoát hơi nước (ETP). Nhiệt độ tăng có thể làm tăng ETP, nhưng mức CO₂ cao hơn có thể giảm ETP.
- Thay đổi trong thực hành nông nghiệp: Việc áp dụng các phương pháp canh tác mới có thể tối ưu hóa việc sử dụng nước.
- Thay đổi trong chế độ ăn uống: Sự chuyển hướng trong chế độ ăn uống có thể dẫn đến việc sản xuất thực phẩm đòi hỏi nhiều nước hơn. Việc phát triển nhiên liệu sinh học cũng có thể làm tăng nhu cầu nước, do nhiều loại cây trồng cho nhiên liệu sinh học cần lượng nước lớn.
Xu hướng xây dựng đập cho mục đích tưới tiêu hiện nay chưa rõ ràng. Theo Sổ đăng ký Đập Thế giới (ICOLD), tốc độ xây dựng các đập chủ yếu được sử dụng để tưới tiêu vẫn thấp hơn so với những năm 1960 và 1980.
Dung tích lưu trữ tích lũy của các đập lớn với mục đích đầu tiên là tưới tiêu ( Dam Register ICOLD - dữ liệu được tác giả sửa đổi một chút) (*) Không tính đến tổn thất do bồi lắng.
Một phân tích theo các khu vực xác nhận rằng tốc độ xây dựng các hồ chứa thủy lợi mới đã giảm trên toàn thế giới.
Khả năng lưu trữ của các đập lớn với mục đích đầu tiên là tưới tiêu (từ Sổ đăng bạ Đập ICOLD).
Theo con số này, chỉ có hai khu vực mà lượng nước tưới từ hồ chứa lớn theo kịp tốc độ tăng dân số, đó là Trung Quốc và Châu Âu.