Khu Di tích K9, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội là Khu Di tích lịch sử cấp Quốc gia, thuộc phạm vi quản lý của Bộ Tư lệnh Bảo vệ Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh. Đây là một khu tích lịch sử có ý nghĩa vô cùng quan trọng, là nơi Chủ tịch Hồ Chí Minh cùng các đồng chí lãnh đạo Đảng và Nhà nước ta đã họp và đưa ra các quyết sách lớn quyết định các vấn đề liên quan đến vận mệnh của đất nước. Với ý nghĩa lịch sử to lớn đó, Khu Di tích K9 luôn được Đảng và Nhà nước ta hết sức quan tâm trong việc bảo tồn và phát huy các giá trị lịch sử, chính trị và văn hóa.
Hiện nay, Khu Di tích K9 được cung cấp điện bởi đường dây trung thế 10kV và 22kV lấy từ lưới điện trung thế Thị xã Sơn Tây (trạm biến áp trung gian Ba Trại) và nguồn điện điezel dự phòng của khu vực K9. Trạm biến áp 150kVA đã cũ, được lắp đặt từ trước năm 1990. Phụ tải trong khu vực đã tăng nhiều trong những năm qua dẫn đến hiện tượng quá tải, sụt áp và thường xuyên mất điện mỗi tuần 01 lần, mỗi lần 04 giờ xảy ra tại khu A, B, C. Do sự gia tăng đáng kể nhu cầu điện năng của nhân dân trong khu vực, nên hiện tượng quá tải thường xuyên xẩy ra, gây mất điện cục bộ. Việc này ảnh hưởng đáng kể đến việc thực hiện các nhiệm vụ chính trị của Khu Di tích K9, hoạt động báo công với Bác, sinh hoạt văn hóa, huấn luyện bộ đội, cũng như các hoạt động tham quan nghỉ dưỡng của du khách,... Chính vì vậy, rất cần thiết phải nghiên cứu và đưa vào ứng dụng nguồn năng lượng tái tạo nhất là nguồn năng lượng tái tạo tại chỗ như năng lượng gió, năng lượng mặt trời để phát điện đáp ứng nhu cầu dùng điện liên tục, ổn định của Khu Di tích K9.
Hòa trong xu hướng hội nhập và phát triển đất nước, vấn đề biến đổi khí hậu và an ninh năng lượng đang được các bộ ngành quan tâm. Chính phủ Việt Nam đã ban hành chiến lược quốc gia về biến đổi khí hậu (Quyết định số 2139/QĐ-TTg ngày 5/12/2011), Chiến lược Phát triển bền vững Việt Nam (giai đoạn 2011- 2020), Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh thời kỳ 2011-2020 và tầm nhìn đến năm 2050. Trong bốn mục tiêu của Chiến lược quốc gia về biến đổi khí hậu, Tăng trưởng xanh là mô hình phát triển mới để giải quyết đồng thời những vấn nạn đang tiếp diễn phức tạp. Thay vì sử dụng nhiên liệu hóa thạch, nền Kinh tế Xanh sử dụng năng lượng tái tạo và công nghệ các-bon thấp, khuyến khích sử dụng nguồn lực và năng lượng hiệu quả hơn. Theo tính toán của các nhà khoa học, các hoạt động sử dụng năng lượng làm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính chiếm tới 65%; trong đó, ngành điện lực chiếm tỷ trọng 24%, công nghiệp khoảng 14%, giao thông khoảng 14%, xây dựng khoảng 8%, và lĩnh vực khác là 5%. Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) chính là một trong các giải pháp góp phần hạn chế biến đổi khí hậu vì đây là nguồn năng lượng sạch, không phát thải khí nhà kính. Thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ đang ngày càng cạn kiệt. Tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo trong tất cả các lĩnh vực cũng là một trong những mục đích của Chương trình phát triển năng lượng tái tạo trên địa bàn thành phố Hà Nội, giai đoạn 2012-2015.
Vì lý do trên, yếu tố kinh tế không đặt là mục tiêu hàng đầu; các mục tiêu hàng đầu là: 1)Vấn đề xã hội, giáo dục; 2) Giảm phát thải CO2 đồng thời với tăng lượng điện tiêu thụ; 3) Nơi tiên phong về công nghệ đối với Khu Di tích K9 nói riêng và đất nước nói chung - để giới thiệu với bạn bè thế giới và khách du lịch, nhân dân Việt Nam về quá trình đấu tranh và phát triển của đất nước. Việc nghiên cứu để có cơ sở khoa học tin cậy xây dựng chương trình ứng dụng thành tựu khoa học công nghệ trong khai thác, cung cấp và sử dụng hiệu quả tiết kiệm điện năng và nhiệt năng Khu vực K9 có sử dụng nguồn năng lượng tái tạo tại chỗ là việc hết sức cần thiết. Hòa chung với tiến trình đó và xuất phát từ yêu cầu thực tiễn của khu vực nghiên cứu, Ban Quản lý Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh đã giao cho Trung tâm Nghiên cứu, Ứng dụng Khoa học Công nghệ và Môi trường hợp tác với Viện Khoa học Năng lượng, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam chỉ đạo nhóm đề tài triển khai thực hiện các nội dung như trong đề cương của đề tài hợp tác Khoa học công nghệ mã số VAST.NĐP.05/11-12 “Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ tin cậy, cung cấp và sử dụng tiết kiệm, hiệu quả năng lượng điện và nhiệt tại Khu Di tích K9”.
Kết quả đề tài đã chỉ ra được giải pháp cải tạo hệ thống cung cấp điện, trạm biến áp và lưới điện hạ thế trong khu vực để đảm bảo cung cấp điện tin cậy, chất lượng tốt, tránh quá tải và phù hợp với sự phát triển nhu cầu sử dụng điện trong Khu Di tích K9 đến năm 2020 với một số giải pháp cấp bách trước mắt cần áp dụng là xây dựng kế hoạch nâng cấp cải tạo hệ thống điện theo định hướng sau đây:
- Để đảm bảo nguồn cung cấp điện được liên tục và ổn định, trong thời gian tới tại Khu Di tích K9 cần thay mới TBA 180kVA với cấp điện áp phù hợp. TBA 180kVA đã được xây dựng từ những năm 1990 với cấp điện áp 10 kV đến nay sau hơn 23 năm vận hành đã có hiện tượng quá tải vào giờ cao điểm, có nguy cơ không đảm bảo cung cấp điện ổn định cho khu vực.
- Nâng cấp cải tạo toàn bộ đường dây nhôm cấp nguồn từ TBA 180 kVA đến các tủ phân phối của những hộ sử dụng điện bằng hệ thống cáp ngầm Alux 4 x 120. Nhằm cung cấp điện tin cậy và đảm bảo mỹ quan cho Khu Di tích K9.
- Phân bớt phụ tải khu nhà công vụ, Đội bảo vệ của TBA 180 kVA sang TBA 400 kVA mới hơn.
- Thiết bị tiêu thụ điện khu vực K9 chủ yếu là điều hòa nhiệt độ, máy bơm nước quạt và đèn chiếu sáng. Việc thay thế các thiết bị cũ bằng các thiết bị mới tiết kiệm điện năng sẽ giải quyết vấn đề giảm tổn thất điện năng tiêu thụ. Trong đó một số công trình xây dựng mới cần nghiên cứu áp dụng ngay các giải pháp đồng bộ tiết kiệm năng lượng trong hệ thống chiếu sáng và điều hòa nhiệt độ, thông gió. Các thiết bị công nghệ chính có thể sử dụng là bơm nhiệt, hệ thống tự động điều khiển quang thông trong phòng, đèn tiết kiệm điện năng, điều hòa nhiệt độ invertor, tự động điều khiển bơm nước, hệ thống điều khiển thông minh trong tòa nhà v.v…
Đề tài đã thực hiện việc xây dựng trạm đo và tiến hành đo và thu thập dữ liệu về các thông số về gió và bức xạ mặt trời. Đã tiến hành điều tra thăm dò nguồn năng lượng địa nhiệt tại Khu Di tích K9. Trên cơ sở có được bộ dữ liệu tin cậy đã tiến hành nghiên cứu, tính toán đánh giá tiềm năng các nguồn năng lượng tái tạo: Mặt trời, gió và địa nhiệt trong phạm vi Khu vực K9.
Cột đo gió và bức xạ mặt trời tại Khu Di tích K9
Đề tài đã tiến hành tính toán phân tích các công nghệ hiện có trên thế giới cũng như của Việt Nam hiện nay, đề xuất, lựa chọn các giải pháp công nghệ hợp lý khai thác và sử dụng năng lượng tái tạo cũng như sử dụng tiết kiệm và hiệu quả năng lượng điện và nhiệt Khu vực K9.
Trên cơ sở các dữ liệu điều tra và đánh giá tiềm năng nguồn năng lượng mặt trời tại Khu vực K9 đề tài đã tiến hành tính toán, thiết kế và lắp đặt một trạm mô hình điện mặt trời nối lưới, có công suất 3600 Wp, tại Trung tâm huấn luyện, thuộc Đoàn 285 trong khu vực. Hệ thống đã hoạt động ổn định, cung cấp điện cho lưới điện hạ thế chung cho Khu vực K9 đồng thời cung cấp điện cho các phụ tải điện ưu tiên tại Trung tâm huấn luyện khi mất điện lưới quốc gia. Mô hình đã chỉ ra tính ưu việt của việc khai thác sử dụng năng lượng mặt trời cấp điện bổ sung, ổn định và đặc biệt có khả năng đáp ứng được cho các phụ tải ưu tiên quan trọng, không được phép gián đoạn cung cấp điện. Đây là một giải pháp hợp lý khai thác nguồn năng lượng tái tạo tại chỗ để góp phần cung cấp năng lượng điện tin cậy tại Khu Di tích K9.
Trạm điện mặt trời tại K9
Đề tài cũng đã thực hiện một nội dung quan trọng với một khối lượng công việc đáng kể là điều tra, thăm dò nguồn địa nhiệt tại khu vực K9. Kết quả thực hiện giai đoan 1 cho thấy nhiều biểu hiện về 2 đới cấu trúc có dấu hiệu nguồn dị thường địa nhiệt ở lân cận khu K9: Đới 1 dọc đứt gãy Suối Hai - K9 và đới 2 dọc đứt gãy hồ Cẩm Quyên - cầu Văn Bài. Đới 2 có triển vọng cao hơn về nhiệt độ. Các nguồn này chỉ phân bố trong khoảng cách 1-2 km từ trung tâm khu K9.
Dự báo vị trí phân bố nguồn địa nhiệt khu vực K9 trên nền bản đồ địa hình.
Tỷ lệ 1: 25.000
Công tác khoan cho thăm dò giai đoạn 2 cho thấy nguồn nước địa nhiệt ở địa điểm khu tăng gia K9 không lạc quan như dự báo, nước không đạt nhiệt độ >300C. Kết quả này cho thấy khả năng khai thác nguồn địa nhiệt tại Khu Di tích K9 sẽ khó khăn. Tuy vậy với nguồn nhiệt đất tại khu K9 đạt được 260C, như vậy cũng có thể lựa chọn được công nghệ phù hợp để khai thác nguồn nhiệt đất tại chỗ phục vụ cho việc cấp nước nóng cho khu bể bơi và sinh hoạt của chiến sĩ. Ngoài ra các kết quả, thông tin thu được trong công tác khảo sát, khoan thăm dò của đề tài sẽ là rất hữu ích cho việc hoạch định các giải pháp khai thác và cung cấp nước sạch cho khu vực K9 hiện tại cũng như tương lai.
Cuối cùng đề tài đã tiến hành tính toán kinh tế kỹ thuật, lựa chọn và đề xuất giải pháp, phương án cung cấp năng lượng điện và nhiệt khi có kết hợp với việc khai thác năng lượng mặt trời và địa nhiệt phù hợp với tiềm năng cũng như nhu cầu tại Khu Di tích K9.
Một kết quả khác của đề tài là trong quá trình thực hiện đã đào tạo cán bộ nghiên cứu khoa học trẻ của Viện Khoa học năng lượng cũng như Trung tâm Nghiên cứu, Ứng dụng KHCN & MT trong lĩnh vực khai thác và sử dụng năng lượng tái tạo cũng như công nghệ sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng – hai lĩnh vực đang được tất cả các quốc gia trên thế giới quan tâm.
Tại Hội nghị nghiệm thu đề tài cấp Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam, các ý kiến nhận xét của hội đồng đánh giá: Đề tài có ý nghĩa thực tiễn và tính ứng dụng cao và có khả năng áp dụng ở những vùng khác nhau. Đề tài đã thực hiện đúng các nội dung đã đề ra và đưa ra các phương án khai thác địa nhiệt, nhiệt độ thấp để phục vụ sinh hoạt. Đề tài được Hội đồng đánh giá nghiệm thu với điểm số trung bình 81,7/100 điểm. Sau khi hoàn thiện báo cáo Khoa học đề tài theo ý kiến của Hội đồng đánh giá nghiệm thu, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã ra Quyết định nghiệm thu đề tài vào ngày 23/12/2014. Kết quả thu được của đề tài sẽ là cơ sở tin cậy để xây dựng chương trình ứng dụng thành tựu khoa học công nghệ trong khai thác, cung cấp và sử dụng năng lượng tại Khu Di tích K9 không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn quảng bá, giới thiệu, phổ biến nhân rộng ra các đơn vị địa phương khác trong cả nước thông qua các đoàn tham quan tìm hiểu Khu Di tích K9.
Thanh Liễu
