Tình trạng mực nước nhiều hồ thủy điện lớn tại Việt Nam thường xuyên chạm ngưỡng chết, buộc các nhà máy phải ngắt hoạt động. Hậu quả là sản lượng điện bị giảm mạnh, gây áp lực lên lưới điện quốc gia và ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống người dân cũng như hoạt động sản xuất kinh doanh.

Mực nước chết là gì và vai trò của nó trong vận hành thủy điện

Mực nước chết của hồ chứa nước cấp nước và hồ thủy điện được xác định là ngưỡng mực nước thấp nhất cho phép vận hành turbine. Theo ghi nhận từ Cục Điều tiết điện lực (Bộ Công Thương), mực nước chết chính là ngưỡng phát tổ máy an toàn. Khi mực nước trong hồ hạ xuống dưới mốc quy định này, lưu lượng nước và áp lực thủy lực không đủ để đảm bảo vận hành các tua-bin máy phát điện.

Việc xác định chính xác mực nước chết là yếu tố quan trọng trong công tác điều độ và khai thác hồ chứa. Đây là giới hạn kỹ thuật mà các nhà vận hành không thể vượt qua nếu muốn duy trì an toàn cho hệ thống máy móc. Dưới mực nước này, turbine không thể quay hoặc quay với hiệu suất cực thấp, tiềm ẩn nguy cơ hư hỏng thiết bị do hút bùn cát hoặc thiếu nước làm mát.

Thủy điện hay còn gọi là năng lượng thủy điện, là dạng năng lượng khai thác sức mạnh dòng chảy của nước làm quay tuabin để chuyển đổi thành điện năng. Công nghệ này được đánh giá là sạch và có thể tái tạo, giúp giảm thiểu phát thải carbon.

Tuy nhiên, ưu điểm về khả năng cung cấp dịch vụ quản lý năng lượng và cân bằng tải của thủy điện bị ràng buộc chặt chẽ bởi yếu tố thủy văn. Khi nguồn nước về hồ suy giảm nghiêm trọng, khả năng huy động công suất sẽ bị cắt đứt ngay khi chạm mốc mực nước chết.

Sự khác biệt giữa mực nước chết và mực nước tối thiểu vận hành thường được quy định cụ thể trong quy trình vận hành liên hồ. Ví dụ, hồ Hòa Bình có mực nước tối thiểu theo quy định là 81,9m, trong khi mực nước chết thường được tính toán dựa trên cao độ đáy tuabin và điều kiện dòng chảy hạ du. Tuân thủ đúng ngưỡng này giúp đảm bảo việc cấp nước cho khu vực hạ du và duy trì hoạt động phát điện ổn định nhất có thể trước khi phải dừng máy hoàn toàn.

Thực trạng mực nước các hồ thủy điện lớn miền Bắc và Nam

Khủng hoảng hạn hán đã đẩy hàng loạt hồ chứa thủy điện trọng điểm miền Bắc vào tình trạng báo động. Số liệu từ Bộ Công Thương xác nhận 9 hồ lớn gồm Lai Châu, Sơn La, Thác Bà, Tuyên Quang, Bản Vẽ, Hủa Na, Trung Sơn, Thác Mơ và Trị An đều chạm hoặc vượt mực nước chết.

Trong đó, hồ Thác Bà ghi nhận mức nước hạ thấp 0,5m so với ngưỡng an toàn ngay từ đầu tháng 6. Sự suy giảm lưu lượng nghiêm trọng tác động trực tiếp đến hoạt động phát điện.

Tại Thác Bà, dòng chảy về hồ trung bình chỉ khoảng 8-10m3/s, tương đương 1/10 so với cùng kỳ 2022. Mực nước tại đây tụt xuống 45,6m, thấp hơn 0,4m so với mực nước chết 46m.

Hệ quả là Công ty Cổ phần Thủy điện Thác Bà buộc phải ngừng 2 tổ máy công suất 40MW mỗi chiếc. Chỉ có tổ máy số 3 duy trì phát điện ở mức tối thiểu 15MW, dẫn đến sản lượng thực tế đạt 2 triệu kWh, con số dự kiến 20 triệu kWh.

Tổng công suất bị gián đoạn của các nhà máy thủy điện miền Bắc lên tới 5.000 MW và có nguy cơ tăng lên 7.000MW nếu hồ Hòa Bình cũng về mực nước chết. Ngày 6/6/2023, công suất khả dụng của ngành thủy điện chỉ còn 3.110 MW, đạt 23,7% tổng công suất lắp đặt. Danh sách các nhà máy ngừng hoạt động mở rộng sang Đại Ninh và Pleikrong, nâng tổng số đơn vị bị ảnh hưởng bởi thiếu nước lên 11.

Tuy nhiên, tình hình cải thiện rõ rệt vào giữa tháng 6 nhờ mưa lớn. Các hồ phía Bắc nhanh chóng vượt mực nước chết: Lai Châu lên 277,74m (so với 265m), Sơn La đạt 178,43m (so với 175m), Hòa Bình ở mức 102,61m (so với 81,9m) và Thác Bà là 46,36m (so với 46m).

Lưu lượng nước về các hồ cũng tăng mạnh, Lai Châu đạt 255m3/s, Sơn La 507m3/s và Hòa Bình 406m3/s. Sang giữa tháng 7, các hồ đa mục tiêu đã nâng mực nước cao hơn ngưỡng chết từ 10-20m, riêng Thác Bà là 2,6m.

Nguyên nhân khiến mực nước hồ thủy điện giảm sâu

Sự sụt giảm nghiêm trọng mực nước hồ thủy điện bắt nguồn từ hai nguyên nhân kép: biến động khí hậu bất thường và áp lực tiêu thụ điện vượt mức. Cụ thể, hiện tượng El Nino cùng với đợt nắng nóng gay gắt bao trùm nhiều vùng miền đã đẩy nhanh tốc độ bốc hơi, khiến nhiều hồ chứa rơi vào tình trạng khô cạn. Hậu quả của sự kiện thời tiết cực đoan này là tình trạng hạn hán kéo dài, đe dọa trực tiếp đến nguồn cung cấp nước.

Về mặt thủy văn, lượng nước bổ sung cho các hồ chứa phía Bắc suy giảm. Trong bốn tháng đầu năm, lưu lượng nước về các hồ thủy điện khu vực này chỉ đạt khoảng 60–70% so với giá trị trung bình nhiều năm.

Dự báo tổng lượng dòng chảy đổ về các hồ chứa lớn tại miền Bắc cũng thấp hơn từ 15–35% so với mức trung bình lịch sử. Sang nửa cuối năm 2023, tác động của El Nino tiếp tục khiến lượng mưa giảm thấp hơn so với trung bình nhiều năm, làm trầm trọng thêm tình trạng thiếu hụt nguồn nước.

Bên cạnh yếu tố tự nhiên, nhu cầu sử dụng điện tăng cao trong mùa hè đã gây sức ép lớn lên hệ thống. Vào ngày 6/5/2023, công suất tiêu thụ toàn quốc đã chạm mức kỷ lục hơn 43.300 MW.

Phụ tải hệ thống điện Quốc gia duy trì xu hướng tăng và nằm ở mức cao hơn so với kế hoạch vận hành được Bộ Công Thương phê duyệt. Sự chênh lệch giữa nguồn cung nước suy giảm và nhu cầu phát điện tăng vọt chính là nguyên nhân cốt lõi khiến các hồ chứa nhanh chóng hạ thấp mực nước.

Giải pháp vận hành và tình hình phục hồi nguồn nước

Đối phó với tình trạng thiếu nước, Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã yêu cầu Trung tâm Điều độ Hệ thống điện triển khai các biện pháp phối hợp chặt chẽ. Cụ thể, tất cả các nhà máy thủy điện có khả năng vận hành trên lưới điện miền Bắc đều được huy động tối đa để đáp ứng phụ tải, công tác truyền tải 500 kV từ miền Trung vào miền Bắc cũng được tăng cường ở mức cao nhất nhằm đảm bảo an toàn kỹ thuật.

Trong công tác điều tiết hồ chứa, EVN tuân thủ nghiêm ngặt việc nâng và giữ mực nước đúng quy hoạch, kết hợp khai thác hiệu quả nguồn thủy điện khu vực phía Bắc. Nhờ đó, hệ thống đã vượt qua giai đoạn căng thẳng, sẵn sàng ứng phó với mưa lớn và bão Talim.

Khi lượng nước về hồ tăng cao, các nhà máy thủy điện lớn như Lai Châu, Tuyên Quang và Hòa Bình đã chủ động tăng huy động công suất để hạn chế xả tràn, qua đó duy trì mực nước an toàn trước mùa lũ theo đúng quy trình vận hành liên hồ. Kết quả là, công suất phát điện thủy điện trong những ngày sau khi mưa về đã tăng vọt 23–24% so với đầu tháng 7.

Từ đầu tháng 7, mức huy động từ các nhà máy thủy điện phía Bắc đã tăng gấp đôi, thậm chí gấp ba lần so với thời điểm cuối tháng 5 – lúc miền Bắc rơi vào tình trạng thiếu điện nghiêm trọng. Các nhà máy nhiệt điện than và turbin khí cũng được điều chỉnh công suất phát phù hợp với diễn biến thủy văn thực tế.

Tác động của việc thiếu hụt nguồn điện thủy điện

Sự gián đoạn nguồn điện từ các nhà máy thủy điện gây tác động nghiêm trọng đến công tác quản lý và vận hành lưới điện. Tại khu vực miền Bắc, hệ thống điện rơi vào tình trạng thiếu hụt trên 4.300 MW, với nguy cơ thiếu công suất hiện hữu ở hầu hết các khung giờ trong ngày.

Trong kịch bản xấu nhất, mức thiếu hụt công suất ước tính có thể dao động từ 1.600 MW lên đến 4.900 MW. Do tỷ trọng thủy điện đóng góp khoảng 40% tổng công suất nguồn, việc cung ứng điện trong mùa khô trở nên đặc biệt khó khăn. Tình trạng này kéo theo những bất lợi cho cả hoạt động sản xuất của doanh nghiệp lẫn đời sống sinh hoạt của người dân, làm trầm trọng thêm vấn đề thiếu điện cục bộ khi các nhà máy nhiệt điện than và khí cũng đối mặt với khó khăn về nguồn nhiên liệu.