B185- Bullentin: Những thách thức và nhu cầu đối với đập trong thế kỷ 21 [Bài 6]

4.3-THÁCH THỨC VỀ NHU CẦU VỀ NĂNG LƯỢNG

Nhu cầu năng lượng ngày càng tăng được thúc đẩy bởi sự gia tăng dân số, tăng trưởng công nghiệp, thay đổi nhân khẩu học và sự thay đổi từ hóa thạch nhiên liệu hướng tới năng lượng điện (ví dụ: ô tô điện). Nhu cầu này đòi hỏi sự gia tăng năng lực cung ứng điện. 

Khi chúng ta bước vào thế kỷ 21, sự thịnh vượng kinh tế toàn cầu đang thúc đẩy tiêu thụ năng lượng lên mức kỷ lục, với mức tiêu thụ điện được dự đoán sẽ tăng với tốc độ nhanh hơn nguồn cung cấp năng lượng nói chung (Xem Phần 5, Xu hướng sản xuất năng lượng). Tính đến năm 2016, khoảng 80% năng lượng được cung cấp từ các nguồn nhiệt điện, tức là than, khí đốt và dầu, nhưng ngày càng có nhiều lo ngại trên toàn cầu về sự thiếu bền vững của các dạng năng lượng này, đặt ra câu hỏi về việc sử dụng chúng trong chiến lược năng lượng dài hạn. Mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi cư dân mỗi năm nói chung tương quan với mức sống của người dân. 

Rõ ràng là tiêu thụ năng lượng thế giới, và đặc biệt là tiêu thụ điện, sẽ tăng đáng kể trong thế kỷ này, không chỉ vì áp lực nhân khẩu học, mà còn vì sự phát triển về mức sống ở các nước kém phát triển. Kịch bản trường hợp cơ sở xem xét sản lượng điện tăng hơn gấp đôi từ hôm nay đến năm 2050 (phần 2.1).

Lấy ví dụ trường hợp của Ấn Độ:

Tính đến tháng 10 năm 2017, nguồn phát điện ở Ấn Độ như sau:

• Nhiệt (nhiên liệu hóa thạch): 219.415 MW 66,26%

• Hạt nhân: 6.780 MW 2,05%

• Thủy điện (trên 25MW): 44.765 MW 13,57%

• Tái tạo khác (thủy điện nhỏ, gió, sinh khối, chất thải điện, mặt trời): 60.158 MW 18,18%

Tiềm năng đánh giá thủy điện là 148.700 MW và thủy điện đã xây dựng là 44.765 MW.  Do đó, tiềm năng được sử dụng là 30%, so với mức trung bình toàn cầu. Tuy nhiên, xem xét thách thức mới nổi về biến đổi khí hậu, việc tạo ra nhiều nước dự trữ hơn bởi các đập để giảm thiểu hạn hán và lũ lụt là một điều cần thiết cấp bách. Thủy điện có thể là một lợi ích đạt được từ việc xả nước để tưới tiêu và điều hòa lũ lụt. Ô nhiễm không khí do phát thải carbon là một thách thức khác ở Ấn Độ và xu hướng tăng tốc của việc sản xuất năng lượng bằng nhiên liệu hóa thạch đang làm trầm trọng thêm tình hình.  Với chỉ 13,57% diện tích thủy điện và xu hướng thủy điện liên tục suy giảm kể từ năm 1980, sự mất ổn định của lưới điện là một thách thức mới nổi khác với nhu cầu cần thiết phải bổ sung khả năng lưu trữ nước cho các dự án thủy điện và thủy điện tích năng.

4.4.    THÁCH THỨC KIỂM SOÁT LŨ LỤT

Khi dân số tăng lên, nhiều người sẽ chuyển ra sống ở các khu vực đô thị hóa gần các con sông bị lũ lụt.  Do kết quả của việc dân số di cư đến các vùng lũ lụt và do biến đổi khí hậu (bao gồm cả mực nước biển dâng), chúng ta có thể dự đoán thảm họa lũ lụt ảnh hưởng đến con người sẽ tăng lên.

Lũ lụt là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong do thiên tai trên toàn thế giới và là nguyên nhân gây ra 6,8 triệu người chết trong thế kỷ 20. Chúng tôi lưu ý rằng xu hướng này có thể sẽ tăng lên. Châu Á là khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất bởi lũ lụt, chiếm gần 50% số ca tử vong liên quan đến lũ lụt trong quý cuối của thế kỷ 20. Các sự kiện và yếu tố gây ra các sự kiện lũ lụt rất đa dạng, nhiều mặt và liên quan với nhau.  Các yếu tố thời tiết bao gồm lượng mưa lớn hoặc kéo dài, tuyết tan hoặc nước dâng do bão, do lốc xoáy. Các khu vực địa lý như khu vực ven biển, lưu vực sông và bờ hồ đặc biệt có nguy cơ bị bão hoặc lốc xoáy tạo ra gió lớn và nước dâng do bão. Các đặc điểm môi trường và vật lý bao gồm loại đất, sự hiện diện của thảm thực vật và các đặc điểm lưu vực thoát nước cũng ảnh hưởng đến kết quả lũ lụt.  Lũ lụt xảy ra trên các mốc thời gian khác nhau, từ lũ quét với ít cảnh báo đến lụt kéo dài trong nhiều ngày hoặc vài tuần  trên sông.  Lũ quét, đặc trưng bởi dòng chảy tốc độ cao và thời gian cảnh báo ngắn có tỷ lệ tử vong trung bình cao nhất trên mỗi sự kiện và là nguyên nhân gây ra phần lớn số ca tử vong do lũ lụt ở các nước phát triển. Ngược lại, lũ lụt trên sông do lượng mưa lớn tích tụ dần dần ít có khả năng gây tử vong hơn vì có đủ thời gian để cảnh báo và sơ tán. Tuy nhiên, chúng có thể gây ra thiệt hại kinh tế rất lớn.

Giảm thiểu lũ lụt hiệu quả nhất được thực hiện bằng cách quản lý tích hợp và nhiều mặt bao gồm điều chỉnh việc lưu trữ và xả ở các đập nằm trong lưu vực sông, đánh giá điều kiện tuyến lũ lụt ở các dòng suối và vùng ngập lụt, giảm tính dễ bị tổn thương của các khu vực bị ảnh hưởng và cải thiện khả năng chống chịu của các khu vực bị ảnh hưởng. Giảm thiểu lũ lụt là một mục đích quan trọng đối với nhiều đập hiện có và tiếp tục là mục đích chính của một số đập lớn trên thế giới hiện đang được xây dựng.

Đô thị hóa luôn làm tăng nguy cơ thiệt hại do lũ lụt do tính dễ bị tổn thương tăng cao, bắt nguồn từ dân số, sự giàu có và cơ sở hạ tầng tập trung ở các khu vực nhỏ hơn. Các hồ chứa giảm thiểu lũ lụt (khu vực phân lũ-ND)có thể rất tiết kiệm chi phí cho những trường hợp như vậy.

Một ví dụ từ Nga: Vai trò của HPP Bureyskaya và Zeyskaya trong việc ngăn chặn hậu quả thảm khốc của lũ lụt bất thường vào năm 2013.

Bureyskaya và Zeyskaya là những nhà máy thủy điện lớn ở các vùng phía đông của Nga. Công suất lắp đặt của Bureyskaya HPP tạo ra 2.010 MW và sản lượng tuabin trung bình hàng năm của nó tạo ra 7,1 tỷ kWh.   Tầm quan trọng kinh tế của nó là rất quan trọng đối với nền kinh tế khu vực. Vào tháng 8 năm 2013, lũ lụt ở lưu vực Amur đã trở thành trận lũ mạnh nhất trong khu vực trong toàn bộ thời gian quan sát. Theo RosHydroMet, mực nước quan sát được đã vượt quá đỉnh lịch sử 1,5–2 m.  Chiều rộng tràn là 15–30 km ở một số nơi. Ở thượng nguồn các hồ chứa, số người bị mắc kẹt trong khu vực thảm họa vượt quá 360.000 ở Trung Quốc và 40.000 ở Nga; hơn 80 người chết ở Trung Quốc.

Cả hai nhà máy thủy điện này đều làm giảm đáng kể lũ lụt quy mô lớn ở Vùng Amur.

4.5. THÁCH THỨC TRONG VẬN TẢI ĐƯỜNG THỦY

Khi một vùng nước có thể điều hướng được, vận tải đường thủy có tiềm năng đóng góp như một giải pháp tốt nhất cho việc vận chuyển hàng hóa khối lượng lớn. Vận tải đường thủy nội địa (IWT), là phương thức vận tải chi phí thấp, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường, đại diện cho cơ sở hạ tầng lý tưởng cho sự phát triển bền vững. Khi dân số của các nước đang phát triển tăng lên  và nhân khẩu học thay đổi, IWT sẽ là một giá trị không thể thiếu đối với nhiều quốc gia để chuyển cả hàng hóa nông nghiệp và sản xuất ra thị trường.  Ngoài ra, IWT có liên quan chặt chẽ đến du lịch, giải trí và phát triển cộng đồng. IWT cũng có thể được sử dụng để hỗ trợ các nỗ lực cứu trợ và phục hồi sau thiên tai. Vì nó đảm bảo mức độ an toàn cao nên đây là một phương thức phù hợp để vận chuyển hàng hóa nguy hiểm. 

Cơ sở hạ tầng như đập nước tăng cường nguồn nước cần thiết cho IWT. 

Sự hiểu biết chung, bổ sung với phân tích khoa học, ủng hộ thực tế rằng giao thông dựa trên đường thủy phần lớn tiết kiệm nhiên liệu và đáp ứng môi trường hơn khi so sánh với vận tải bằng đường bộ, đường sắt hoặc đường hàng không. Lĩnh vực hàng hải có thể có liên quan đáng kể để đối phó với các quá trình giảm thiểu biến đổi khí hậu. 

Xem xét một số cấp độ hội nhập có thể có của khu vực tư nhân với các kế hoạch phát triển truyền tải nước nội địa, các liên doanh như chương trình xây dựng-vận hành-chuyển giao (BOT), có thể được đàm phán theo khuôn khổ sự tham gia của đối tác công tư. 

Ước tính chi phí hiện tại cho thấy việc phát triển và xây dựng đường thủy nội địa tốn khoảng 5–10% chi phí so với đường cao tốc / đường sắt bốn làn xe, khiến nó trở thành một lựa chọn giao thông sinh lợi với vốn đầu tư thấp. 

Chỉ có 10% dung tích của các con sông lớn ở châu Âu, chẳng hạn như sông Danube, sông Seine hoặc sông Rhône, đã được phát triển IWT. 

Ở những nơi có đường thủy, IWT chiếm một phần đáng kể trong tổng vận chuyển hàng hóa ở châu Âu: 42% ở Hà Lan, 12% ở Bỉ và 14% ở Đức.  IWT là tàu sân bay chở vật liệu xây dựng lớn nhất ở châu Âu, chiếm 39% vật liệu xây dựng được vận chuyển, đồng thời là phương tiện vận chuyển quan trọng của ngũ cốc, nông sản, nhiên liệu rắn và quặng. Khoảng 80% tất cả các hàng hóa nguy hiểm được vận chuyển như nhiên liệu rắn, các sản phẩm dầu mỏ và hóa chất cơ bản được vận chuyển bằng IWT. 

Nhằm mục đích thúc đẩy và củng cố vị thế cạnh tranh của IWT trong tổng hệ thống giao thông ở châu Âu bao gồm đường bộ, đường hàng không và đường biển. Ủy ban châu Âu đã tìm cách tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích hợp IWT vào chuỗi hậu cần đa phương thức. IWT sẽ góp phần giảm tắc nghẽn giao thông và làm chủ việc sử dụng năng lượng và các giải pháp phân phối bền vững bằng cách kết nối các tuyến đường thủy có thể điều hướng với mạng lưới đường bộ, đường sắt và biển ngắn. 

Tại Hoa Kỳ, nó đạt tới 12% tổng số lô hàng vận chuyển.     Những vùng nước dài có thể đi lại vẫn chưa được phát triển. 

Tại Hoa Kỳ, Hoa Kỳ  Quân đoàn Công binh lục quân vận hành và duy trì gần 19.000 km đường thủy với hơn 200 âu thuyền và đập.  IWT chiếm khoảng 15% tổng thương mại liên tỉnh theo khối lượng. Hơn 50% xuất khẩu ngũ cốc của Mỹ phụ thuộc vào mạng lưới đường sông.    Các nhóm hàng hóa chính được vận chuyển bằng IWT bao gồm than, dầu mỏ, nông sản, hóa chất và nguyên liệu thô như cốt liệu xây dựng và các khoáng sản khác. 

Cũng như ở các quốc gia khác, IWT đã được sử dụng như một phương tiện giao thông chính trong suốt lịch sử ở Nhật Bản. Các dạng năng lượng khác nhau, chẳng hạn như gió, con người và nước đã được sử dụng để điều hướng IWT. 

Tuy nhiên, sự phát triển của các con sông để phát triển hàng hải (bằng cách nạo vét, làm kênh và duỗi thẳng dòng sông) có thể dẫn đến sự phá hủy các dòng sông và có thể có tác động tiêu cực đến con người.  Hoạt động của tàu có thể tạo ra sóng có thể làm phiền những người sử dụng nước khác. Thêm vào đó, việc vô tình giới thiệu các loài sinh vật mới, tràn dầu và va chạm tàu có thể gây ô nhiễm và hủy hoại môi trường sống dưới nước. Ô nhiễm do tai nạn thường liên quan đến dầu và trong một số trường hợp là các chất độc hại.

Nguyễn Quốc Dũng dịch

[Xem tiếp Bài 7: Các xu hướng sản xuất điện năng trong thế kỷ 21]