Năng lượng tái tạo (NLTT) tăng trưởng kỷ lục về công suất điện và có vai trò tích cực ngày càng lớn trong Chiến lược an ninh năng lượng của các quốc gia ven biển, cải thiện an ninh năng lượng với mục tiêu giảm thiểu việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch đã trở thành vấn đề trọng tâm tại các cuộc thảo luận quốc tế [1]. Tiềm năng của nguồn năng lượng từ biển rất lớn, trong những năm đầu của thế kỷ 21, trên thế giới, nhiều quốc gia tiên tiến và phát triển đã đi sâu vào nghiên cứu, triển khai khai thác các nguồn NLTT, trong đó có nguồn năng lượng tái tạo điện thủy triều. Hiện tại, nguồn năng lượng từ biển đại diện cho một phần nhỏ nhất của thị trường năng lượng tái tạo [1–3]. Hoạt động nghiên cứu, ứng dụng khoa học trong khai thác, sử dụng nguồn năng lượng tái tạo từ biển, đặc biệt là nguồn năng lượng thủy triều phát triển tập trung chủ yếu tại Châu Âu (Anh, Pháp, Scotland …), Châu Á (Hàn Quốc, Trung Quốc …), khu vực Bắc Mỹ (Canada, Mỹ) và Australia [3–6].

Các nguồn năng lượng tái tạo như: năng lượng Mặt trời, năng lượng sinh khối, sóng, gió, dòng chảy, năng lượng thủy triều … Hiện nay, việc đánh giá tiềm năng nguồn NLTT trong chiến lược phát triển, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia đang được các quốc gia trên thế giới quan tâm nghiên cứu, khai thác và sử dụng [3, 6–9].

Dự tính thủy triều, dòng triều bằng phương pháp bình phương tối thiểu theo chuẩn IOS [10–14] đã đạt được độ chính xác cao về thời gian, biên độ, pha, tốc độ và hướng, dòng triều được sử dụng trong tính toán, ước tính tiềm năng năng lượng điện thủy triều (NLĐTT) cho các tua-bin của trạm điện thủy triều; các nghiên cứu đánh giá tiềm năng NLTT, công nghệ khai thác NLTT; đánh giá tác động môi trường, hiệu quả kinh tế được đầu tư và quan tâm ngày càng nhiều [4–5, 15–17].

Việt Nam là quốc gia có lợi thế và thế mạnh về biển với hơn 3260 km đường bờ biển và hơn một triệu km2 vùng đặc quyền kinh tế. Tiềm năng về NLTT từ biển là rất lớn như: năng lượng sóng biển, năng lượng dòng chảy biển, năng lượng gió biển, năng lượng thủy triều … [7, 9]. Nghị quyết số 55 của Bộ Chính trị xác định bảo đảm vững chắc an ninh năng lượng quốc gia là nền tảng, tiền đề phát triển kinh tế-xã hội và đa dạng hóa các loại hình năng lượng, ưu tiên khai thác, sử dụng các nguồn NLTT, trong đó có nguồn năng lượng điện thủy triều. Các nghiên cứu [7–9] ở Việt Nam trong thời gian gần đây mới chỉ tập trung vào việc đánh giá tiềm năng NLĐTT ở các vùng biển ven bờ.

Đối với khu vực quần đảo Trường Sa và nhà giàn DK Việt Nam, việc đánh giá tiềm năng năng lượng điện thủy triều; tính toán, phân tích và lựa chọn các vị trí khả thi để lắp đặt các tua-bin, xây dựng trạm điện thủy triều là vấn đề cần được quan tâm và tiếp cận một cách chủ động. Năng lượng dòng triều với tính ổn định theo chu kỳ và sự dự tính thủy triều, dòng triều đạt độ chính xác cao [10–14, 16–17] đã thúc đẩy các quốc gia ven biển tập trung nghiên cứu các phương thức, tiêu chuẩn kỹ thuật đánh giá tiềm năng NLĐTT, ứng dụng công nghệ khai thác nguồn NLTT điện thủy triều [2, 4–5]. Phân bố không gian đặc tính thủy triều, dòng triều, tiềm năng NLTT khu vực quần đảo Trường Sa và nhà giàn DK Việt Nam cần được nghiên cứu, phân tích và tính toán chi tiết, khoa học cho từng đảo, các đảo liền kề, các bãi cạn, nhà giàn tại thời điểm hiện nay và cho những năm tiếp theo.

Mục đích của nghiên cứu là: Đánh giá, xác định tiềm năng năng lượng điện thủy triều và phân bố không gian nguồn NLTT điện thủy triều tại các đảo, bãi đá khu vực quần đảo Trường Sa và nhà giàn DK Việt Nam làm cơ sở phục vụ cho mục đích quy hoạch, định hướng khai thác và sử dụng nguồn năng lượng tái tạo điện thủy triều ở vùng biển khơi.

Qua quán trình nghiên cứu và đánh giá tiềm năng năng lượng điện thủy triều ở khu vực quần đảo Trường Sa và nhà giàn DK Việt Nam. Các kết quả phân tích và đánh giá cho thấy:

- Mực nước thủy triều dự tính từng giờ trong năm 2021 tại các trạm có độ chính xác hơn 90%, hệ số tương quan R2 ≥ 0,90 và kết hợp số liệu dòng chảy có độ phân giải 0,25 x 0,25 độ kinh-vĩ tuyến làm cơ sở dữ liệu đầu vào để tính toán dòng triều, ước tính và đánh giá tiềm năng năng lượng điện thủy triều. Độ lớn biên độ thủy triều tại khu vực quần đảo Trường Sa và nhà giàn DK Việt Nam từ 1,63m đến 2,10m.

- Tại khu vực quần đảo Trường Sa và nhà giàn DK Việt Nam, tiềm năng năng lượng điện thủy triều lớn nhất thuộc khu vực bãi ngầm Chim Biển, đảo An Bang và đảo Trường Sa Đông, tại tầng mặt (0m), tiềm năng năng lượng thủy triều (AEP) đạt từ 23,0 GWh/năm đến 27,0 GWh/năm; tại tầng 20m, AEP đạt từ 11,0 đến 26,4 GWh/năm; tại tầng 50m, AEP đạt từ 11,6 đến 20,5 GWh/năm. - Tại khu vực đảo Trường Sa Đông, tiềm năng năng lượng thủy triều khá ổn định tại tầng 0m, 20m và 50m, giá trị AEP dao động từ 20,5 GWh/năm đến 27,0 GWh/năm với vận tốc dòng triều cực đại lúc nước lớn và nước ròng lần lượt là 0,560 m/s và 0,257 m/s. Tốc độ dòng triều và biên độ thủy triều có ảnh hưởng lớn tới tiềm năng năng lượng điện thủy triều tại từng vị trí.

- Cần có những nghiên cứu chi tiết hơn về phân bố không gian tiềm năng năng lượng điện thủy triều từ các chuỗi số liệu thực đo (dòng chảy, dòng triều, thủy triều, địa hình đáy biển …) và ứng dụng các mô hình số trị mô phỏng, đánh giá tiềm năng năng lượng điện thủy triều tại các tầng nước làm cơ sở khoa học cho việc qui hoạch, định hướng phát triển, khai thác và sử dụng nguồn năng lượng thủy triều ở các vùng biển xa đất liền (các đảo, bãi đá, nhà giàn) trong thời gian tới.

- Tốc độ dòng triều cực đại lúc nước lớn, nước ròng cần được quan trắc cùng thời điểm quan trắc mực nước biển (nghiệm triều) trong các tháng thủy triều có biên độ cao, thấp, trung bình và xem xét, đánh giá ảnh hưởng, tác động của bão, gió, sóng, khí quyển, đặc tính địa hình đáy biển tới tốc độ dòng triều.

- Việc khai thác và sử dụng năng lượng tái tạo có ý nghĩa lớn trong việc ổn định cung cấp điện cho các vùng khơi xa và làm giảm lượng khí carbon gây hiệu ứng nhà kính. Bên cạnh đó, cần có những báo cáo, nghiên cứu khoa học đánh giá tác động môi trường, tính kinh tế khi triển khai thực hiện các trạm điện thủy triều.