Điện mặt trời nổi: Giải pháp phát triển môi trường bền vững

Bên cạnh việc phát triển năng lượng xanh, kinh tế tuần hoàn do điện mặt trời nổi mang lại thì việc đánh giá tác động môi trường ở giai đoạn đầu lập dự án lại rất quan trọng để bảo vệ môi trường phát triển bền vững.

Theo khuyến nghị của IRENA (2021) và World Bank (2019), việc phát triển điện mặt trời nổi chỉ thực sự bền vững khi đi kèm với hệ thống quản lý môi trường toàn diện, bao gồm đánh giá tác động môi trường ngay từ giai đoạn lập dự án, áp dụng vật liệu thân thiện với môi trường, giám sát chất lượng nước trong quá trình vận hành, xây dựng phương án ứng phó sự cố và thực hiện tái chế thiết bị sau khi kết thúc vòng đời.

Những tác động đến môi trường cần được kiểm soát

Hệ sinh thái thủy sinh: Sự thay đổi về ánh sáng và nhiệt độ nước có thể ảnh hưởng đến cấu trúc quần xã sinh vật phù hợp với điều kiện của từng hồ chứa. Một số loài thực vật thủy sinh có nhu cầu ánh sáng cao có thể giảm mật độ tại khu vực lắp đặt hệ thống nổi. Tuy nhiên, các nghiên cứu cũng ghi nhận rằng kết cấu nổi có thể tạo nơi cư trú cho một số loài cá và sinh vật thủy sinh, góp phần tăng tính đa dạng cục bộ nếu được quản lý phù hợp.

Do đó, việc bố trí khoảng hở giữa các cụm pin, duy trì hành lang nước và không che phủ toàn bộ mặt hồ là giải pháp quan trọng nhằm giảm thiểu tác động sinh thái.

Chất lượng nguồn nước: Một trong những vấn đề được quan tâm nhiều nhất là khả năng thay đổi chất lượng nước do diện tích mặt hồ bị che phủ bởi các tấm pin. Khi ánh sáng mặt trời giảm xuống tầng nước, cường độ quang hợp của thực vật thủy sinh có thể giảm, kéo theo sự thay đổi hàm lượng oxy hòa tan và nhiệt độ nước.

Trong giai đoạn xây dựng, hoạt động vận chuyển, lắp đặt và neo giữ có thể gây ra một số ảnh hưởng tạm thời như tiếng ồn, xáo trộn môi trường sống của sinh vật thủy sinh hoặc phát sinh rác thải từ quá trình thi công. Nếu không được kiểm soát tốt, các vật liệu nhỏ, bao bì hoặc dầu mỡ từ phương tiện vận chuyển có thể rơi xuống nước và gây ô nhiễm cục bộ.

Giai đoạn vận hành kéo dài hàng chục năm, vấn đề được quan tâm nhiều nhất là sự thay đổi của hệ sinh thái thủy vực. Khi một phần mặt hồ bị che phủ, lượng ánh sáng truyền xuống nước giảm, có thể ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh và sự phát triển của một số loài sinh vật.

Tuy nhiên, tác động này không phải lúc nào cũng tiêu cực. Ở những hồ có hiện tượng tảo phát triển quá mức do dư thừa dinh dưỡng, việc giảm lượng ánh sáng xuống nước có thể góp phần hạn chế hiện tượng tảo nở hoa, giúp cải thiện chất lượng nước.

Bên cạnh đó, hệ thống phao, dây neo và các cấu kiện dưới nước cũng có thể tạo ra nơi trú ẩn mới cho một số loài cá và sinh vật thủy sinh. Vì vậy, việc thiết kế dự án cần bảo đảm sự cân bằng giữa diện tích lắp đặt và khả năng duy trì hoạt động tự nhiên của hồ chứa.

Nguy cơ rò rỉ dầu, hóa chất: Máy biến áp sử dụng dầu cách điện, phương tiện phục vụ bảo dưỡng và một số thiết bị cơ khí có thể phát sinh rò rỉ dầu nếu xảy ra hư hỏng. Dầu khoáng khi xâm nhập vào nguồn nước sẽ tạo màng trên bề mặt, làm giảm khả năng trao đổi oxy và ảnh hưởng đến các sinh vật thủy sinh.

Ngoài dầu, một số loại hóa chất tẩy rửa nếu được sử dụng không đúng quy định trong quá trình vệ sinh tấm pin cũng có thể làm thay đổi chất lượng nước. Vì vậy, xu hướng hiện nay là sử dụng nước sạch hoặc thiết bị vệ sinh cơ học, hạn chế tối đa hóa chất.

Hư hỏng kết cấu nổi và tấm pin: Các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão, gió mạnh hoặc lũ lớn có thể gây hư hỏng hệ thống neo, làm trôi cụm pin hoặc vỡ các mô-đun quang điện. Đối với các tấm pin silicon tinh thể hiện đại, thành phần chủ yếu là kính, nhôm, silicon và polyme nên nguy cơ phát tán chất độc trong điều kiện thông thường tương đối thấp. Tuy nhiên, các mảnh vỡ cần được thu gom kịp thời để tránh gây cản trở giao thông thủy và ảnh hưởng đến hệ sinh thái.

Đối với các công nghệ pin có chứa một số kim loại đặc thù (như một số dòng pin màng mỏng), việc quản lý và thu hồi sau sự cố cần được thực hiện nghiêm ngặt hơn nhằm hạn chế nguy cơ ô nhiễm.

Giải pháp phát triển môi trường bền vững

Ngay từ bước lập dự án, chủ đầu tư cần thực hiện đánh giá tác động môi trường (ĐTM) nhằm xác định các yếu tố nhạy cảm của khu vực như mục đích sử dụng hồ, hiện trạng chất lượng nước, hệ sinh thái thủy sinh, hoạt động nuôi trồng thủy sản, giao thông đường thủy và nhu cầu sử dụng nước của cộng đồng.

Việc lựa chọn vị trí lắp đặt cần tuân thủ nguyên tắc không che phủ toàn bộ mặt hồ, duy trì các khu vực mặt nước mở để bảo đảm quá trình trao đổi oxy, chiếu sáng tự nhiên và hoạt động sinh học của thủy vực. Đối với các hồ có chức năng cấp nước sinh hoạt hoặc bảo tồn sinh thái, cần thực hiện đánh giá chuyên sâu trước khi triển khai.

Về thiết kế kỹ thuật, hệ thống phao nổi cần sử dụng vật liệu có độ bền cao, khả năng chống tia cực tím và không phát sinh các chất gây ô nhiễm trong điều kiện vận hành lâu dài. Vật liệu HDPE hiện được sử dụng phổ biến do có độ bền cơ học tốt, khả năng chống ăn mòn và phù hợp với môi trường nước.

Hệ thống neo giữ đóng vai trò quan trọng trong bảo đảm an toàn công trình. Thiết kế neo cần tính toán đầy đủ các yếu tố như dao động mực nước, tốc độ gió cực đại, chiều cao sóng, dòng chảy và các kịch bản thiên tai bất thường. Việc kiểm tra định kỳ hệ thống neo giúp giảm nguy cơ trôi nổi hoặc va chạm giữa các cụm pin.

Trong thi công, cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình an toàn: Bố trí khu vực tập kết vật liệu riêng biệt, tránh rơi vãi xuống nước. Thu gom toàn bộ bao bì, vật liệu thừa và phế liệu sau lắp đặt.  Không bảo dưỡng hoặc thay dầu máy móc trực tiếp trên mặt hồ. Trang bị thiết bị ứng cứu sự cố dầu tràn tại khu vực thi công.  Hạn chế tiếng ồn và hoạt động thi công vào thời điểm nhạy cảm đối với sinh vật thủy sinh.

Thường xuyên quan trắc chất lượng nước là yêu cầu quan trọng nhằm đánh giá ảnh hưởng của hệ thống điện mặt trời nổi đến môi trường thủy vực. Chương trình quan trắc cần được xây dựng phù hợp với quy mô dự án và đặc điểm nguồn nước. Các thông số cần theo dõi bao gồm: pH; nhiệt độ nước; oxy hòa tan (DO); tổng chất rắn lơ lửng (TSS); nhu cầu oxy sinh hóa (BOD); nhu cầu oxy hóa học (COD); hàm lượng dầu mỡ khoáng; một số chỉ tiêu dinh dưỡng như nitơ, photpho trong trường hợp hồ có nguy cơ phú dưỡng.

Kết quả quan trắc cần được so sánh với quy chuẩn môi trường hiện hành để phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường và có biện pháp điều chỉnh.

Thu gom xử lý, chất thải cần xử lý ngay tại nguồn: Chất thải nguy hại phải được lưu giữ trong khu vực có mái che, nền chống thấm, có biển cảnh báo và được chuyển giao cho đơn vị có giấy phép xử lý. ( Tấm pin bị hư hỏng; Cáp điện, thiết bị điện tử lỗi; Dầu thải từ máy biến áp (nếu sử dụng); Giẻ lau, vật liệu hấp thụ dầu; Bao bì, vật tư thay thế)

Đối với các tấm pin hỏng, cần ưu tiên thu hồi và tái chế các vật liệu có giá trị như kính, nhôm, đồng và silicon. Việc xây dựng chuỗi tái chế tấm pin trong tương lai là yếu tố quan trọng nhằm giảm tác động môi trường khi số lượng hệ thống hết hạn sử dụng ngày càng tăng.

Ngoài ra, chủ đầu tư các dự án Điện mặt trời nổi cũng cần chuẩn bị sẵn kế hoạch, phương án ứng phó sự cố môi trường như : Sự cố tràn dầu; Sự cố lưới điện; Tình hình thời tiết cực đoan, thiên tai, bão lũ...