Huy động 312.000 tỷ đồng xây siêu công trình thủy điện tích năng lớn nhất thế giới ở độ cao 3.000m, dự kiến vận hành từ năm 2028

Ở độ cao khoảng 3.000m trên cao nguyên Tây Tạng, các kỹ sư Trung Quốc đang triển khai một dự án thủy điện tích năng có quy mô và điều kiện thi công đặc biệt. Với tổng vốn đầu tư hơn 12 tỷ USD, tương đương khoảng 312.000 tỷ đồng, tổ hợp thủy điện Lianghekou trên sông Yalong dự kiến trở thành một trong những công trình thủy điện tích năng lớn nhất và nằm ở độ cao cao nhất thế giới khi hoàn thành.

Dự án dự kiến hoàn tất và vận hành toàn bộ vào năm 2028. Khi đó, tổng công suất lắp đặt của tổ hợp sẽ đạt 4,2 GW, gồm 3,0 GW từ 6 tổ máy của Nhà máy thủy điện Lianghekou, đã đi vào vận hành từ tháng 3/2022, và 1,2 GW từ 4 tổ máy thủy điện tích năng lai ghép được bổ sung.

Nhà máy thủy điện Lianghekou hiện có khả năng sản xuất khoảng 11 tỷ kWh điện mỗi năm. Khi hệ thống tích năng được bổ sung, dự án có thể cung cấp thêm khoảng 1,4 tỷ kWh điện thông qua chu trình bơm và phát điện.

Không chỉ tạo thêm nguồn điện, tổ hợp Lianghekou còn được thiết kế để hỗ trợ điều tiết công suất cho khoảng 7 đến 20 GW điện gió và điện mặt trời tại khu vực phía tây tỉnh Tứ Xuyên. Đây là chức năng đặc biệt quan trọng khi tỷ trọng các nguồn năng lượng tái tạo biến động theo điều kiện thời tiết.

Đường hầm sâu 650m trong lòng núi

Một trong những hạng mục phức tạp nhất của dự án là hệ thống đường hầm thẳng đứng sâu khoảng 650m. Công trình này đã được hoàn tất trong điều kiện địa chất phức tạp của khu vực Tây Tạng và Tứ Xuyên.

Đường hầm có nhiệm vụ dẫn nước giữa hồ chứa và nhà máy điện ngầm, phục vụ quá trình vận hành của hệ thống tua-bin có khả năng đảo chiều. Khi nhu cầu sử dụng điện tăng cao, nước được dẫn xuống để phát điện. Khi hệ thống dư thừa năng lượng, nước lại được bơm ngược lên hồ chứa phía trên để sử dụng cho chu kỳ tiếp theo.

Việc thi công ở độ sâu lớn đặt ra hàng loạt thách thức kỹ thuật. Công trường nằm ở khu vực có độ cao lớn, nồng độ oxy thấp, ứng suất địa chất cao và cấu trúc đá bị nứt vỡ. Có thời điểm hơn 500 công nhân được bố trí làm việc theo ca liên tục để tận dụng thời tiết thuận lợi trong mùa khô.

Theo các nhà phát triển, dự án đã ứng dụng một nền tảng quản lý xây dựng thông minh do Trung Quốc phát triển, kết hợp mô hình BIM, công nghệ quét laser 3D, hệ thống khoan và nổ mìn thông minh cùng giải pháp tự động kiểm soát thông gió.

Các thiết bị khoan đá tự động cũng được đưa vào công trường. Hệ thống có khả năng tự định vị và phối hợp hoạt động giữa nhiều cần khoan. Theo đơn vị phát triển, việc ứng dụng công nghệ này giúp tăng hiệu quả thi công hơn 30% và rút ngắn tiến độ khoảng 3 tháng so với kế hoạch ban đầu.

Cùng với việc hoàn tất đào hầm nhà máy điện ngầm, một cột mốc khác của dự án cũng được ghi nhận khi các đội thi công bắt đầu đổ bê tông cho đập của Nhà máy thủy điện Yagen I. Công trình này sẽ đóng vai trò là hồ chứa phía dưới của hệ thống tích năng Lianghekou.

Hồ chứa hạ lưu trở thành mắt xích của hệ thống tích năng

Yagen I có công suất 300MW và là nhà máy thủy điện bậc thang thứ hai trong kế hoạch phát triển “Một hồ chứa, bảy cấp” trên đoạn giữa của sông Yalong.

Sau khi hoàn thành, nhà máy dự kiến sản xuất khoảng 1,15 TWh điện mỗi năm, đồng thời giúp tiết kiệm khoảng 350.000 tấn than tiêu chuẩn và giảm phát thải CO₂ khoảng 940.000 tấn mỗi năm.

Tuy nhiên, vai trò của Yagen I không chỉ nằm ở khả năng phát điện. Hồ chứa của nhà máy sẽ trở thành hồ chứa hạ lưu cho hệ thống thủy điện tích năng Lianghekou.

Cơ chế vận hành dựa trên việc tận dụng chênh lệch nhu cầu điện giữa các thời điểm. Khi nhu cầu điện cao, nước từ hồ chứa phía trên được xả xuống để phát điện. Ngược lại, vào thời điểm nhu cầu thấp hoặc nguồn điện tái tạo dư thừa, hệ thống sử dụng điện để bơm nước từ hồ chứa phía dưới trở lại hồ chứa phía trên.

Nhờ đó, nước được luân chuyển qua lại giữa 2 hồ chứa, biến hệ thống thủy điện thành một dạng kho lưu trữ năng lượng quy mô lớn.

Mắt xích trong tổ hợp năng lượng nước, gió và mặt trời

Lianghekou không phải một dự án độc lập mà nằm trong khu phức hợp thủy điện, điện gió và điện mặt trời trên lưu vực sông Yalong. Đây là một phần trong chiến lược phát triển tổ hợp năng lượng nước, gió và mặt trời của Trung Quốc.

Sự kết hợp này giải quyết một trong những vấn đề lớn của năng lượng tái tạo: sản lượng điện từ gió và mặt trời không ổn định, phụ thuộc vào thời tiết và thời điểm trong ngày.

Khi nguồn điện tái tạo tăng mạnh nhưng nhu cầu sử dụng chưa cao, hệ thống tích năng có thể sử dụng phần điện dư thừa để bơm nước lên hồ chứa phía trên. Khi nhu cầu điện tăng hoặc sản lượng điện gió, điện mặt trời giảm, lượng nước này được xả xuống để phát điện.

Theo các nhà phát triển, hệ thống Lianghekou dự kiến hỗ trợ hoàn thiện khu vực trình diễn năng lượng sạch vào năm 2028, đồng thời tăng khả năng điều tiết của lưới điện và tạo điều kiện để tích hợp thêm các nguồn năng lượng tái tạo quy mô lớn tại miền Tây Trung Quốc.

Với tổng công suất dự kiến 4,2 GW và hệ thống công trình ngầm có hạng mục sâu tới 650 m, Lianghekou cho thấy hướng tiếp cận của Trung Quốc trong việc kết hợp các hồ thủy điện hiện hữu với công nghệ tích trữ năng lượng.

Nếu hoàn thành đúng kế hoạch vào năm 2028, dự án sẽ trở thành một trong những công trình thủy điện tích năng quy mô lớn nhất và nằm ở độ cao lớn nhất thế giới, đồng thời đóng vai trò như một hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn cho mạng lưới điện sử dụng ngày càng nhiều nguồn năng lượng tái tạo.