Thủy điện tích năng - Hướng phát triển lưu trữ năng lượng tái tạo ở Việt Nam

Tuy nhiên, phát triển TĐTN ở Việt Nam không phải là một nhiệm vụ đơn giản. Mặc dù có tiềm năng lớn, nhưng việc triển khai các dự án nguồn điện này vẫn đối mặt với nhiều thách thức liên quan đến công nghệ, chi phí đầu tư và các yếu tố xã hội, môi trường.

“Pin năng lượng” từ thiên nhiên

Theo định nghĩa, TĐTN hoạt động bằng cách bơm nước từ hồ dưới lên hồ trên khi điện dư thừa, sau đó xả nước qua tuabin để phát điện khi nhu cầu cao. Khác với thủy điện truyền thống, TĐTN không phụ thuộc nhiều vào thủy văn hằng năm, mà chỉ cần hồ chứa nhỏ đủ cho 5-7 giờ vận hành, với hiệu suất đạt 75-80%.

Trên thế giới, TĐTN đã được triển khai rộng rãi với các mô hình thành công. Trung Quốc dẫn đầu với tổng công suất 58,7GW (chiếm 31,1% toàn cầu tính đến cuối 2024) khi tích hợp TĐTN với năng lượng tái tạo để ổn định cung cấp. Nhật Bản sở hữu 27,5GW (14,6%), áp dụng công nghệ tự động hóa để giảm chi phí và tăng hiệu quả vận hành. Mỹ có 23,2GW (12,3%), tập trung bảo trì và cải tiến để điều tiết hệ thống điện quốc gia.

Nhà máy Thủy điện tích năng Phong Ninh, tỉnh Hà Bắc (Trung Quốc). Ảnh: Tân Hoa xã

Các mô hình trên chứng minh TĐTN không chỉ lưu trữ dài hạn (6-12 giờ, 6.000-12.000MWh) mà còn có tuổi thọ 40-60 năm, với mức chi phí lưu trữ (LCOS) khoảng 2.500-3.500 đồng/kWh, thấp hơn pin lưu trữ (BESS) về dài hạn. 

Việt Nam có lợi thế phát triển TĐTN?

Tại Việt Nam, TĐTN có tiềm năng lớn nhờ địa hình miền núi, nguồn nước dồi dào và độ chênh cao (500-1.000m), giúp giảm diện tích hồ chứa. Theo Điều chỉnh Quy hoạch Điện VIII, giai đoạn 2025-2035 dự kiến đưa vào 22 dự án với tổng công suất 2.400-6.000MW đến năm 2030, tăng lên 20.691-21.327MW đến năm 2050. Các dự án như Bác Ái (1.200MW, Khánh Hòa), Phước Hòa (1.200MW), và các dự án ở Sơn La, Lâm Đồng, Lai Châu... sẽ hỗ trợ cân bằng hệ thống, đặc biệt trước thiên tai như mưa lũ, bão. Thủy điện tích năng sử dụng năng lượng dư thừa từ gió, mặt trời để bơm nước, phát lại ở đỉnh tải, mang lại hiệu quả kinh tế - xã hội và tài chính.

Mô hình Nhà máy TĐTN Bác Ái.

Theo đánh giá của TS Nguyễn Huy Hoạch, thành viên Hội đồng khoa học Tạp chí Năng lượng Việt Nam, xây dựng TĐTN đối mặt nhiều thách thức công nghệ. Việt Nam thiếu kinh nghiệm, phải nhập khẩu toàn bộ thiết bị cơ điện (tuabin thuận nghịch, máy phát-động cơ), dẫn đến chi phí cao (17-20 triệu đồng/kW) và phụ thuộc tiến độ quốc tế. Địa hình phức tạp gây chậm trễ, như mưa nhiều (22 ngày/tháng 9-2025) ảnh hưởng đào hầm, gia cố mái.

Thời gian triển khai dài (6-9 năm), với suất đầu tư cao hơn thủy điện thông thường, rủi ro biến động vật liệu, lãi suất. Môi trường - xã hội: chiếm đất, tái định cư, tác động sinh thái nếu gần rừng bảo vệ. Chính sách chưa hấp dẫn đầu tư tư nhân: Khung giá tối đa 3.457 đồng/kWh (chưa VAT), tỷ suất hoàn vốn nội bộ (IRR) 12% chưa bù rủi ro, thiếu chia sẻ tỷ giá, thiếu bảo lãnh thanh toán.

Hiện thực hóa qua công trình thủy điện tích năng đầu tiên

Chia sẻ với phóng viên Báo Quân đội nhân dân, ông Phạm Thanh Hoài, Giám đốc Ban Quản lý Dự án 3 - EVNPMB3 (Tập đoàn Điện lực Việt Nam - EVN), nhấn mạnh TĐTN là hình thức tích trữ năng lượng chủ động, sử dụng tuabin bơm phát hai chiều để bơm nước lên (tích trữ) và phát điện (sử dụng), giúp cân bằng lưới điện linh hoạt.

Dù có nhiều khó khăn về công nghệ, nhưng EVNPMB3 và các nhà thầu tự tin có thể làm chủ công nghệ và triển khai xây dựng công trình đầu tiên tại Việt Nam là Nhà máy Thủy điện tích năng Bác Ái. Dự án có tổng công suất 1.200MW, khởi công năm 2020 và dự kiến hoàn thành năm 2029. Nhà máy Thủy điện tích năng Bác Ái sử dụng tuabin bơm phát hai chiều, bơm 9 tiếng (tích trữ 9 triệu m³ nước), phát 7 tiếng khi cần.

Công nghệ khoan hầm hiện đại được áp dụng tại công trình TĐTN Bác Ái.

Một góc công trường xây dựng Nhà máy TĐTN Bác Ái.

Dựa trên các công trình EVNPMB3 đã triển khai và thực hiện, ông Phạm Thanh Hoài tin tưởng vào năng lực của các nhà thầu Việt Nam dựa trên kinh nghiệm Hòa Bình, Yaly, Đa Nhim, Hồi Quảng. Các đơn vị như Sông Đà, Lilama có khả năng thi công công trình ngầm, cột nước trên 400m, địa chất phức tạp.

Thực tế tại chính công trường thi công Nhà máy Thủy điện tích năng Bác Ái đã chứng minh tới tháng 9-2025, các nhà thầu thực hiện nhiều gói vượt kế hoạch như thông tuyến đường thi công, đào hố móng chính, đào hầm cáp điện vượt kế hoạch. Để đảm bảo tiến độ và chất lượng công trình, các đơn vị đang tăng ca, tham vấn các chuyên gia quốc tế và thực hiện nghiêm công tác giám sát và đánh giá tiến độ…

Chia sẻ về tiềm năng của thủy điện tích năng đối với hệ thống điện tại Việt Nam, Giám đốc EVNPMB3 cho rằng: “Yếu tố quan trọng nhất của thủy điện tích năng là sử dụng được phần năng lượng dự thừa của hệ thống khi đạt đỉnh, tích trữ lại và phát bổ sung, hỗ trợ vào các thời gian cao điểm. Đó là điều rất quan trọng đối với mọi hệ thống điện”.

Theo ông Phạm Thanh Hoài, TĐTN không chỉ giải quyết dư thừa năng lượng tái tạo mà còn đảm bảo đỉnh tải, góp phần vào an ninh năng lượng. Với quyết tâm, Việt Nam có thể vượt thách thức công nghệ để khai thác tiềm năng của thủy điện tích năng vào phát triển kinh tế - xã hội của đất nước.

* Mời bạn đọc vào chuyên mục Kinh tế xem các tin, bài liên quan.