Lịch sử phát triển thủy điện nhỏ thế giới

Tuy nhiên cùng với việc phát hiện ra than, thủy điện nhỏ đã bị lu mờ vào cuối thế kỷ thứ XVIII và kéo dài trong gần một trăm năm. Than nhanh chóng trở thành nguồn năng lượng sơ cấp gần như trong suốt thế kỷ thứ XIX, và do vậy rất nhiều vị trí thủy điện đã bị bỏ mặc và lãng quên.

Tuy nhiên, thế giới đã chứng kiến sự phục hưng của thủy điện nhỏ cùng với việc phát minh ra điện vào những năm cuối thế kỷ thứ XIX. Và thủy điện nhỏ đã trở thành nguồn năng lượng phát điện chính mặc dầu các dạng năng lượng khác như than, dầu, và sau này là hạt nhân ngày càng phát triển. Năm 1882, nước Mỹ đã xây dựng trạm thủy điện nhỏ nối lưới đầu tiên trên thế giới trên sông Phosk, thuộc bang Vinconxin với công suất 200 kW nối lưới điện 110 kV dài 1,4 km để phục vụ phụ tải công nghiệp địa phương. Trên thực tế, tất cả các trạm thủy điện ở cuối thế kỷ thứ XIX đều là các trạm thủy điện có công suất lắp nhỏ hơn 1 MW. Bước vào những năm đầu của thế kỷ XX, việc xây dựng thủy điện nhỏ phát triển mạnh ở Bắc Mỹ, Châu Âu và Châu Á. Vào thời gian đầu của thế kỷ XX, các nhà máy thủy điện trên thế giới đều có công suất lắp nhỏ hơn 10 MW. Đến giữa những năm 20 của thế kỷ XX, năng lượng thủy điện nhỏ đã đáp ứng được gần 40% năng lượng điện thế giới.

Trong giai đoạn đầu của công cuộc phát triển, thủy điện chỉ là các vị trí nhỏ và cực nhỏ. Tuy nhiên, do các nhu cầu về công nghiệp và năng lượng để phát triển kinh tế trong nước đòi hỏi phải xây dựng các đập thủy điện lớn hơn, và phong trào này kéo dài cho đến tận cuối những thập kỷ đầu tiên của thế kỷ XX. Trong thời gian này, thủy điện nhỏ một lần nữa bị suy tàn và tốc độ giảm sút này càng trở nên nhanh chóng với sự xuất hiện của các sản phẩm dầu mỏ giá rẻ trong chiến tranh thế giới thứ 2. Hai nhân tố thủy điện lớn và giá dầu mỏ rẻ hầu như đã xóa sổ thủy điện nhỏ cho đến tận những năm 50. Hàng nghìn nhà máy thủy điện nhỏ đã bị bỏ hoang ở Châu Âu, Châu Á và Bắc Mỹ trong khoảng thời gian từ 1950 đến 1980. Các nhà máy thủy điện nhỏ hầu như bị xóa sổ ở các nước thuộc Liên Xô cũ, Trung và Đông Âu.

Tuy nhiên, từ năm 1989, thủy điện nhỏ một lần nữa lại phục hồi. Hiện trạng này đặc biệt rõ nét ở khu vực Trung và Đông Âu, do sự tăng trưởng kinh tế và sức ép giảm phát thải môi trường ngày một tăng. Từ năm 1989 đến 2000, hơn 2.000 nhà máy thủy điện nhỏ đã được phục hồi ở Châu Âu, và hơn 1.000 nhà máy thủy điện nhỏ được xây dựng mới.

Liên Xô cũ là nước có nhiều kinh nghiệm xây dựng và vận hành các trạm thủy điện nhỏ. Trạm thủy điện nhỏ đầu tiên của nước Nga được xây dựng năm 1890 đến 1896 ở Borromi, ngoại ô Pêtecbua. Những năm 30 của thế kỷ XX ở Liên Xô cũ, các trạm thủy điện nhỏ đựoc phát triển nhanh để phục vụ nhu cầu phụ tải của nông nghiệp. Tính đến năm 1952, tổng công suất các trạm thủy điện nhỏ đạt 480 MW và điện lượng đạt hơn 1 tỷ kWh. Trong thời kỳ này đã nghiên cứu đề ra các nguyên tắc thiết kế, xây dựng và vận hành các trạm thủy điện nhỏ, chế tạo thiết bị tuabin tiêu chuẩn và ban hành thiết kế mẫu.

Cùng thời gian này, việc xây dựng thuỷ điện nhỏ cũng rất phát triển ở châu Âu như Đức, Áo, Thuỵ Điển, Na Uy...Riêng ở Na Uy trong năm 1979 đã xây dựng và đưa vào vận hành gần 500 trạm thuỷ điện nhỏ có công suất từ 300 kW đến 30 MW và điện lượng hàng năm đạt gần 6 triệu kWh, chiếm tỷ trọng 7% tiềm năng thuỷ điện toàn quốc. Đến nay, các nước phát triển ở châu Âu đã khai thác hầu hết tiềm năng phát triển thuỷ điện nhỏ và vị trí các trạm thuỷ điện nhỏ chiếm một tỷ lệ quan trọng trong nguồn điện của các quốc gia đó. Tại Hoa Kỳ việc xây dựng thủy điện trên các sông nhỏ phát triển mạnh. Theo thống kê chỉ 3 tháng trong năm 1977, Hội Kỹ sư Công binh Hoa Kỳ đã khảo sát và thiết kế phương án cải tạo gần 50.000 công trình thuỷ lợi để bố trí, lắp đặt các tổ máy thuỷ điện nhỏ. Tiềm năng công suất thuỷ điện nhỏ có thể xây dựng thêm của Hoa Kỳ có thể đạt tới 20.000 MW, dự kiến xây dựng tại các công trình thủy lợi hiện có, các hệ thống cung cấp nước công nghiệp, sinh hoạt …

Tại Pháp tổng điện năng do các nhà máy thuỷ điện nhỏ sản xuất năm 1977 so với năm 1963 tăng lên 4,3 lần và đạt 1,83 tỷ kWh (trong đó công suất lắp máy là 491 MW). Tại Đức việc phát huy hiệu quả của thuỷ điện nhỏ cũng được chú ý rất lớn. Tính đến năm 1990, cả nước có khoảng 20.000 trạm thuỷ điện nhỏ với sản lượng điện năng sản xuất chiếm 5% tổng lượng điện năng toàn hệ thống điện. Tại Tây Ban Nha năm 1981 đã đưa vào vận hành 118 trạm thuỷ điện nhỏ với tổng công suất 110 MW và điện lượng trung bình năm là 355 triệu kWh. Ngoài chương trình xây dựng các trạm mới, Tây Ban Nha còn cải tạo, nâng cấp và tự động hoá vận hành nhiều trạm thuỷ điện nhỏ, số giờ làm việc của thuỷ điện nhỏ trung bình đạt 5.400 giờ.

Đối với các nước châu Á, Trung Quốc là nước phát triển thuỷ điện nhỏ và mini rất mạnh, nguồn năng lượng tái tạo này đã phục vụ đắc lực công cuộc xây dựng kinh tế của đất nước này. Từ năm 1949, Trung Quốc đã tiến hành xây dựng ồ ạt các trạm thuỷ điện trên sông suối nhỏ. Trước năm 1949, cả nước chỉ có 26 trạm thuỷ điện nhỏ với tổng công suất đặt là 2 MW, đến cuối năm 1960 đã tăng lên 8.975 trạm và tổng công suất lắp máy là 252 MW và đến cuối những năm 90 của thế kỷ XX đã có 89.000 trạm thuỷ điện nhỏ và cực nhỏ với tổng công suất lắp máy đạt 8.300 MW và điện năng đạt 11 tỷ kWh/năm. Sau những năm 90, Trung Quốc đặt kế hoạch 5  năm xây dựng khoảng 3.000 MW thuỷ điện nhỏ. Mục đích xây dựng thuỷ điện nhỏ ở Trung Quốc nhằm phục vụ sản xuất nông nghiệp, cải tạo đất và chống lũ. Đối với Ấn Độ, tổng trữ năng thủy điện được đánh giá khoảng 150.000 MW, trong đó thuỷ điện nhỏ có khoảng 15.000 MW. Tính đến năm 1990 Ấn Độ đã xây dựng được 120 trạm thuỷ điện nhỏ với tổng công suất lắp máy đạt 220 MW, chiếm 2% công suất thuỷ điên của cả nước. Từ năm 1980 đến 1984 ở Nhật Bản đã tiến hành đánh giá lại tiềm năng thuỷ điện, trong đó khẳng định quan điểm phát triển thủy điện nhỏ với mục đích giảm tiêu thụ nhiên liệu dầu trong tương lai.

Việc phát triển thủy điện nhỏ cũng được cả thế giới quan tâm, cụ thể tại Hội nghị Quốc tế về năng lượng lần thứ X họp tại Thổ Nhĩ Kỳ năm 1977 và  tại Hội nghị Quốc tế do Liên hợp quốc tổ chức tại Naibôri, Kênia năm 1981 về việc sử dụng năng lượng mới và năng lượng tái tạo và tại Hội nghị các nước Tây Âu lần thứ nhất bàn về thuỷ điện nhỏ tại Mônte-Carlô năm 1982 đều có hầu hết đại biểu các nước trên thế giới tham gia. Tại Hội thảo về phát triển Công nghiệp do Ban Thư ký của Liên hợp quốc tổ chức năm 1979 tại Cátmandu (Nê Pal), năm 1980 tại Manila (Philippin) và Quảng Châu (Trung Quốc) đã thảo luận về vấn đề môi trường-xã hội và kinh tế-kỹ thuật của việc phát triển thuỷ điện nhỏ. Vấn đề thiết kế, xây dựng và vận hành thuỷ điện nhỏ đã được nhiều lần thảo luận  tại các Hội thảo Quốc tế tổ chức ở Anh, Hoa Kỳ, Thụy Điển, Đức, Côlômbia và các nước châu Á. Uỷ ban năng lượng quốc tế cùng với Uỷ ban kỹ thuật về tuabin thuỷ lực đã soạn thảo “Yêu cầu kỹ thuật chung, các khuyến nghị về thiết kế, điều khiển, vận hành và sửa chữa các trạm thuỷ điện nhỏ, tiêu chuẩn hoá thiết bị tuabin thuỷ lực phù hợp với điều kiện của các nước khác nhau”. Tại cuộc  Hội thảo Quốc tế lần thứ 2 về thủy điện nhỏ tổ chức tại Quảng Châu năm 1986 đã bàn về các quan điểm phát triển thuỷ điện nhỏ gắn với bảo vệ môi trường xung quanh. Việc thiết kế, phát triển thuỷ điện nhỏ ở các nước như Pháp, Đức, Thuỵ Sĩ .. đã yêu cầu phải đáp ứng các tiêu chuẩn bảo vệ môi trường xung quanh.

Mạnh Hùng