Siêu đập trên cao nguyên Tây Tạng và diện mạo mới của chiến lược năng lượng sạch Trung Quốc

Đập trên cao nguyên Tây Tạng đang định hình lại cơ cấu nguồn điện ra sao

Trung Quốc đang nâng thủy điện lên vai trò trung tâm trong hệ thống năng lượng sạch, kết hợp việc lắp đặt điện gió và điện mặt trời ở quy mô kỷ lục với các siêu dự án mới tại những địa hình hiểm trở bậc nhất thế giới. Trên cao nguyên Tây Tạng, các kỹ sư đã đưa những nhà máy điện ở độ cao lớn vào vận hành và xúc tiến một tổ hợp lớn hơn rất nhiều trên sông Yarlung Tsangpo. Đây là một phần trong chiến lược ổn định lưới điện, cắt giảm phát thải và đưa điện từ miền tây tới các trung tâm công nghiệp ở miền đông đất nước. Cách tiếp cận này kết hợp các nguồn năng lượng tái tạo có sản lượng biến động với nguồn điện từ nước, có thể vận hành liên tục hoặc nhanh chóng tăng giảm công suất để cân bằng hệ thống.

Một nhà máy điện ở độ cao lớn mới hoàn thành trên cao nguyên được cho là sản xuất khoảng 11 tỷ kilowatt giờ mỗi năm, đủ cung cấp điện cho hàng triệu hộ gia đình. Công trình cho thấy độ dốc lớn của các con sông trong thung lũng miền núi có thể tạo ra lượng điện lớn với diện tích chiếm dụng tương đối nhỏ. Trung Quốc giới thiệu các dự án này là sạch và thiết thực, trong khi những người chỉ trích cảnh báo hệ sinh thái và địa chất mong manh của cao nguyên đang chịu sức ép lớn khi xây dựng tăng tốc.

Dự án trọng điểm của Bắc Kinh là tổ hợp thủy điện Medog được quy hoạch ở hạ lưu sông Yarlung Tsangpo, con sông xuyên biên giới khi chảy vào Ấn Độ mang tên Brahmaputra, rồi tới Bangladesh mang tên Jamuna. Dự án được thiết kế với quy mô vượt xa mọi nhà máy thủy điện hiện có, đồng thời là trụ cột của chính sách năng lượng hướng tới cả giảm phát thải carbon lẫn bảo đảm an ninh năng lượng trong các mùa cao điểm nhu cầu.

Những gì đang được xây dựng trên sông Yarlung Tsangpo

Dự án Medog, đôi khi được gọi là nhà máy thủy điện Motuo, được phê duyệt với công suất lắp đặt khoảng 60.000 megawatt và sản lượng hằng năm dự kiến gần 300 tỷ kilowatt giờ, xấp xỉ gấp ba lần sản lượng của đập Tam Hiệp. Các kỹ sư dự định khai thác độ chênh cao khổng lồ tại Đại Khúc quanh của dòng sông, nơi Yarlung Tsangpo đổ xuống hàng nghìn mét khi bào sâu hẻm núi sâu nhất trên đất liền. Kế hoạch gồm một chuỗi năm nhà máy và các đường hầm dẫn nước dài xuyên qua khối núi Namcha Barwa, đưa nước qua các tua-bin rồi trả lại dòng sông.

Các nhà hoạch định nhà nước gắn dự án với mục tiêu khí hậu quốc gia, nỗ lực rộng lớn hơn nhằm hiện đại hóa kinh tế Tây Tạng và truyền tải điện đường dài tới các tỉnh ven biển. Chi phí được đưa tin là hơn một nghìn tỷ nhân dân tệ, phản ánh những thách thức trong việc đào hầm, ổn định địa kỹ thuật và xây dựng đường dây cao thế ở vùng hẻo lánh đặc biệt. Dự án đặt mục tiêu vận hành thương mại vào đầu những năm 2030 nếu tiến độ được duy trì.

Vì sao thủy điện ở độ cao lớn quan trọng với lưới điện

Thủy điện có hai vai trò khó thay thế ở quy mô lớn. Nguồn điện này có thể cung cấp điện nền ổn định, đồng thời phản ứng chỉ trong vài phút trước thay đổi nhu cầu hoặc sự sụt giảm sản lượng điện gió và mặt trời. Các con sông miền núi có độ dốc lớn tạo ra cột nước cao, tức mỗi đơn vị nước đi qua tua-bin mang nhiều thế năng hơn. Nhờ đó, thủy điện có mật độ công suất cao và độ linh hoạt lớn, trong khi hồ chứa tương đối nhỏ hoặc, trong một số trường hợp, vận hành theo kiểu dòng chảy tự nhiên với lượng nước tích trữ ít.

Các đội điện gió và điện mặt trời của Trung Quốc lớn nhất thế giới, nhưng sản lượng của chúng vốn biến động. Mây, những ngày lặng gió và chu kỳ ánh sáng hằng ngày có thể tạo ra khoảng trống nguồn cung cần được bù đắp tức thì để giữ ổn định tần số lưới điện. Thủy điện có thể nhanh chóng tăng giảm công suất, dịch vụ được gọi là cân bằng hoặc điều tần. Thủy điện cũng giúp giảm tình trạng cắt giảm công suất, thuật ngữ chỉ việc đơn vị vận hành lưới điện yêu cầu các nhà máy điện gió hoặc mặt trời giảm sản lượng vì nguồn cung vượt nhu cầu hoặc đường truyền tải bị quá tải. Khi có nguồn thủy điện linh hoạt, hệ thống có thể tiếp nhận nhiều điện năng biến động hơn mà không mất ổn định.

Thủy điện bổ trợ điện gió và điện mặt trời ra sao

Trên thực tế, đơn vị vận hành sử dụng phối hợp nhiều nguồn điện. Trong những giờ nắng và gió thuận lợi, nhà máy thủy điện có thể giữ nước hoặc giảm công suất. Khi mây kéo đến hoặc gió yếu đi, thủy điện tăng công suất. Điều ngược lại diễn ra vào giờ cao điểm buổi tối. Trong mùa mưa, thủy điện có thể chiếm ưu thế ở một số tỉnh, dẫn tới việc tạm thời giảm huy động điện gió và mặt trời. Điều đó không có nghĩa là quay lưng với năng lượng tái tạo. Đây là hoạt động cân bằng, trong đó nước, gió và mặt trời được điều độ phối hợp để đáp ứng nhu cầu với chi phí thấp nhất mà không gây nguy cơ mất điện.

Xây dựng ở độ cao khắc nghiệt

Xây đập lớn ở độ cao cao là phép thử về hậu cần và sức bền. Không khí loãng gây áp lực lên công nhân và máy móc, nhiệt độ mùa đông hạn chế lịch đổ bê tông, còn sườn dốc khiến thiết kế địa kỹ thuật trở nên phức tạp. Trên cao nguyên Tây Tạng, các nhà quản lý dự án dựa vào trực thăng vận chuyển, đường núi và trạm y tế khẩn cấp để cung ứng và bảo đảm an toàn cho đội ngũ thi công. Đào hầm xuyên đá cứng đòi hỏi kỹ thuật nổ mìn và gia cố chính xác để ngăn sập, còn cửa hầm phải được ổn định để chịu được các chu kỳ đóng băng, tan băng và mưa lớn.

Nguy cơ động đất và sạt lở là những mối lo kỹ thuật trọng yếu trong khu vực này. Thung lũng Yarlung Tsangpo nằm gần các đứt gãy đang hoạt động, còn nhiều nơi trên cao nguyên có nguy cơ xảy ra các vụ trượt lở sườn núi lớn, tự tạo thành đập chắn sông. Thiết kế công trình bao gồm các biện pháp kháng chấn cho đập, đập tràn và nhà máy điện; hệ thống giám sát sạt lở trong quá trình vận hành; cùng phương án ứng phó lũ cực đoan với cửa van dự phòng và quy trình xả nước khẩn cấp. Những biện pháp này làm tăng chi phí và kéo dài tiến độ, nhưng thiết yếu cho an toàn.

Những tác động môi trường và xã hội

Cao nguyên là nơi có các hệ sinh thái độc đáo và cảnh quan mang ý nghĩa văn hóa quan trọng. Việc xây dựng thủy điện có thể chia cắt môi trường sống, làm xáo trộn dòng chảy trầm tích và thay đổi nhịp điệu theo mùa của sông, vốn hỗ trợ các loài cá và hoạt động canh tác ở vùng đồng bằng ngập lũ. Tài liệu dự án của Trung Quốc nhấn mạnh các biện pháp bảo vệ sinh thái, gồm lối đi cho cá di cư, phục hồi đất và thảm thực vật trên các sườn dốc bị xáo trộn, cùng quy định về dòng chảy môi trường nhằm duy trì lượng nước tối thiểu trong lòng sông.

Các nhà nghiên cứu độc lập và nhóm vận động cảnh báo những biện pháp này có thể không bù đắp đầy đủ tác động tại khu vực có đa dạng sinh học cao và tỷ lệ loài đặc hữu lớn. Hồ chứa có thể phát thải mê-tan từ thảm thực vật bị ngập, còn các vụ sạt lở thường xuyên có thể tương tác với hồ nhân tạo theo những cách phức tạp. Các vấn đề xã hội cũng rất đáng kể. Dù mật độ dân số trên cao nguyên Tây Tạng thấp hơn thung lũng Dương Tử, vẫn có tình trạng di dời, và một số địa điểm có tu viện cùng làng truyền thống. Quá trình tái định cư, bồi thường và bảo tồn văn hóa là những vấn đề nhạy cảm, có thể định hình nhận thức về các dự án trong nhiều thập niên.

Thủy điện dòng chảy tự nhiên và hồ chứa

Các nhà hoạch định Trung Quốc mô tả một số đoạn trong chuỗi nhà máy là thủy điện dòng chảy tự nhiên, nghĩa là nước được dẫn qua đường hầm tới tua-bin rồi trả lại lòng sông, với khả năng tích trữ hạn chế. Cách làm này có thể giảm quy mô hồ chứa và diện tích đất bị ngập, dù biến đổi môi trường vẫn xảy ra. Khi sử dụng hồ chứa lớn hơn, việc quản lý trầm tích và điều tiết lũ tốt hơn trở nên quan trọng để duy trì nông nghiệp ở hạ lưu và giảm xói mòn.

Mối lo ở hạ lưu Ấn Độ và Bangladesh

Vì sông Yarlung Tsangpo trở thành Brahmaputra ở Ấn Độ và Jamuna ở Bangladesh, các cộng đồng hạ lưu đang theo dõi sát dự án. Cả hai nước đều bày tỏ lo ngại về nguồn cung nước, nông nghiệp và nguy cơ lũ lụt, đồng thời yêu cầu chia sẻ dữ liệu và đánh giá chi tiết. Trung Quốc lập luận rằng hoạt động theo kế hoạch sẽ không gây hại cho các nước láng giềng và phần lớn lượng nước hằng năm của sông Brahmaputra đến từ mưa sau khi sông rời Tây Tạng.

Thủ tướng Trung Quốc Lý Cường đã quảng bá dự án như một công trình trọng điểm quốc gia. Ông mô tả đây là dự án thế kỷ và xem dự án là trọng tâm của năng lượng sạch cũng như phát triển khu vực.

Thủ tướng Trung Quốc Lý Cường gọi công trình trên sông Yarlung Tsangpo là "dự án thế kỷ", đồng thời nói rằng dự án phải thúc đẩy năng lượng sạch song song với bảo vệ môi trường.

Các nhà lãnh đạo Ấn Độ đã bày tỏ quan ngại sâu sắc về cả tình trạng thiếu nước kéo dài lẫn nguy cơ xả nước đột ngột trong tình huống khẩn cấp. Thủ hiến bang Arunachal Pradesh Pema Khandu cảnh báo việc vỡ đập hoặc xả lượng nước lớn có thể tàn phá các cộng đồng dọc sông Siang và Brahmaputra.

Pema Khandu, thủ hiến bang Arunachal Pradesh, nói đập mới ở thượng nguồn có thể hoạt động như một "quả bom nước". Ông cảnh báo việc xả nước đột ngột sẽ phá hủy tài sản, đất đai và cướp đi sinh mạng người dân dọc khu vực Siang.

Bộ Ngoại giao Ấn Độ đã chính thức yêu cầu minh bạch và các biện pháp bảo đảm an toàn.

Bộ Ngoại giao Ấn Độ cho biết đã thúc giục Bắc Kinh "đảm bảo các hoạt động ở khu vực thượng nguồn không gây tổn hại đến lợi ích của các bang ở hạ lưu sông Brahmaputra."

Các nhà thủy văn học lưu ý rằng thiết kế thủy điện dòng chảy tự nhiên không có hồ chứa lớn có thể hạn chế những thay đổi dài hạn về lưu lượng, nhưng việc kiểm soát thời điểm và các biến động dòng chảy ngắn hạn vẫn có ý nghĩa với công tác quản lý lũ, nghề cá và hệ thống lấy nước tưới tiêu. Vì vậy, chia sẻ dữ liệu thường xuyên và các quy trình chung cho tình huống khẩn cấp có vai trò then chốt trong việc xây dựng lòng tin và hợp tác.

Kinh tế và chuỗi cung ứng

Các đập lớn huy động một phần rộng lớn của nền kinh tế. Dự án Medog dự kiến thúc đẩy nhu cầu thép, xi măng, thiết bị hạng nặng, thiết bị truyền tải và dịch vụ đào hầm chuyên dụng trong nhiều năm. Các nhà phân tích hàng hóa đã xem dự án là nguồn đơn hàng ổn định, có thể hấp thụ công suất dư thừa của ngành thép và hỗ trợ giá quặng sắt cho các nhà xuất khẩu. Tại công trường, đơn vị thi công sẽ cần bê tông chất lượng cao có thể đông cứng trong điều kiện lạnh, thép chống ăn mòn và tua-bin chịu được các điều kiện áp suất và dòng chảy đặc thù.

Ở Tây Tạng, tiền lương từ dự án cùng đường sá và kết nối lưới điện mới có thể nâng thu nhập địa phương, dù lợi ích đi kèm với lưu lượng xe công trường, thu hồi đất và biến đổi văn hóa. Ở quy mô quốc gia, tổ hợp sẽ đưa điện vào các đường dây siêu cao áp chạy hàng nghìn kilômét tới các nhà máy và thành phố miền đông, giảm nhu cầu vận hành các tổ máy than ở công suất tối đa trong những giai đoạn nhu cầu cao điểm.

Thủy điện có làm giảm điện gió và mặt trời không

Những thông tin cho rằng Trung Quốc đang quay lưng với điện gió và mặt trời vì phát triển thủy điện không được dữ liệu ủng hộ. Nước này tiếp tục lập kỷ lục mới ở cả hai công nghệ và lên kế hoạch bổ sung công suất còn lớn hơn. Điều thay đổi là cách điều độ. Tại các lưu vực có mùa thủy điện dồi dào, đơn vị vận hành lưới điện đôi khi giảm sản lượng điện gió và mặt trời để duy trì ổn định khi nguồn điện từ nước chiếm ưu thế. Điều ngược lại xảy ra trong các đợt khô hạn hoặc khi nắng và gió tăng mạnh, lúc thủy điện có thể giảm công suất để nhường chỗ cho năng lượng tái tạo biến động. Xu hướng dài hạn vẫn là cơ cấu nguồn điện ngày càng lớn và linh hoạt hơn.

Trung Quốc cũng đang xây thêm các nhà máy thủy điện tích năng, bơm nước lên cao khi dư thừa điện gió và mặt trời rồi thu hồi năng lượng bằng cách cho nước chảy xuống qua tua-bin vào ban đêm hoặc giờ cao điểm. Giải pháp lưu trữ này, kết hợp với thủy điện linh hoạt và truyền tải điện đường dài, giúp giảm cắt giảm công suất và duy trì xu hướng giảm tỷ trọng điện than trong tổng nguồn cung.

Điều này nằm ở đâu trong làn sóng thủy điện tại Cực thứ ba

Cao nguyên Tây Tạng và các dãy núi xung quanh đôi khi được gọi là Cực thứ ba vì lượng băng và tuyết rộng lớn. Khu vực này là nguồn nước của nhiều con sông lớn ở châu Á. Từ năm 2000, việc xây đập trên các lưu vực này tăng tốc khi các nước đưa điện từ miền núi tới các vùng đô thị khổng lồ. Các nhà nghiên cứu mô tả xu hướng này là sự hình thành những vùng cung ứng điện, trong đó các khu vực cung cấp điện ở xa được kết nối với những trung tâm nhu cầu cách xa hàng nghìn kilômét bằng đường dây cao thế và dòng vốn lớn. Trung Quốc là ví dụ phát triển nhất của mô hình này, khi các con sông phía tây cung cấp điện cho các đô thị và ngành công nghiệp ven biển.

Các con sông xuyên biên giới khiến mô hình này phức tạp hơn. An ninh năng lượng, an ninh nguồn nước và chính trị khu vực đan xen hằng ngày. Vận hành thận trọng, chia sẻ dữ liệu đáng tin cậy và giám sát môi trường có cơ sở vững chắc có thể giảm căng thẳng. Thiếu những yếu tố đó, các đập có thể trở thành điểm nóng dù tạo ra lượng điện sạch lớn.

Điểm chính

• Trung Quốc đang xúc tiến một dự án thủy điện khổng lồ trên sông Yarlung Tsangpo ở Tây Tạng, với công suất dự kiến khoảng 60.000 megawatt và sản lượng 300 tỷ kilowatt giờ mỗi năm.
• Một nhà máy riêng biệt ở độ cao lớn trên cao nguyên hiện đã sản xuất khoảng 11 tỷ kilowatt giờ mỗi năm, cho thấy tiềm năng thủy điện của khu vực.
• Thủy điện cung cấp sản lượng ổn định và có thể nhanh chóng tăng công suất, giúp cân bằng mức sản lượng điện gió và mặt trời kỷ lục trên lưới điện Trung Quốc.
• Tổ hợp Medog gồm một chuỗi nhà máy và các đường hầm dẫn nước dài tại Đại Khúc quanh, với mục tiêu vận hành vào đầu những năm 2030.
• Các biện pháp môi trường gồm lối đi cho cá và phục hồi sườn dốc, dù chuyên gia cảnh báo về mất đa dạng sinh học, khí mê-tan từ hồ chứa, sạt lở và rủi ro địa chấn.
• Ấn Độ và Bangladesh đã nêu lo ngại ở hạ lưu, đồng thời kêu gọi minh bạch và chia sẻ dữ liệu để quản lý rủi ro lũ lụt và tưới tiêu.
• Thủ tướng Lý Cường gọi dự án là dự án thế kỷ và gắn dự án với các mục tiêu năng lượng sạch và phát triển khu vực.
• Công trình dự kiến kích thích nhu cầu thép, xi măng và thiết bị truyền tải, đồng thời hỗ trợ chương trình truyền tải điện từ Tây sang Đông.
• Nhận định cho rằng thủy điện đang thay thế điện gió và mặt trời là không chính xác ở cấp quốc gia; các công nghệ này bổ trợ và được điều độ phối hợp với nhau.
• Cao nguyên Tây Tạng nằm ở trung tâm làn sóng thủy điện rộng lớn hơn tại Cực thứ ba, đưa điện từ miền núi tới các vùng đô thị khổng lồ ở xa.