Ảnh minh họa
Trên thực tế, mặc dù tăng trưởng mạnh, nhưng đến nay, năng lượng tái tạo mới chỉ đóng "vai trò phụ thêm" trong cán cân năng lượng toàn thế giới. Bởi về mặt kinh tế, tuy chi phí đầu tư và vận hành các nguồn điện này có xu hướng giảm song vẫn còn ở mức cao và phải thực hiện chế độ trợ giá thông quả biểu giá FIT (giá điện hỗ trợ). Còn về mặt kỹ thuật, hiện còn gặp khó khăn trong việc nối lưới và nâng cao mức độ ổn định, an toàn của hệ thống điện.
Tổng quan chung về tình hình năng lượng tái tạo
Năm 2017 tổng tiêu thụ năng lượng tái tạo (NLTT) toàn cầu là 486,8 triệu TOE (không bao gồm thủy điện), chiếm 3,6% tổng năng lượng sơ cấp tiêu thụ toàn cầu và thủy điện là 918,6 triệu TOE, chiếm 6,8%. Có 10 nước tiêu thụ NLTT trên 10 triệu TOE (không kể thủy điện) gồm: Trung Quốc 106,7 (chiếm 21,9%, hơn 1/5 tổng tiêu thụ NLTT toàn cầu); Mỹ 94,8 (chiếm 19,5%, gần 1/5 tổng tiêu thụ NLTT toàn cầu); Đức 44,8; Nhật Bản 22,4; Brazil 22,2; Ấn Độ 21,8; Anh 21,0; Thụy Điển 15,7; Italy 15,5; Canada 10,3 và 4 nước tiêu thụ NLTT trên 5 triệu TOE gồm: Pháp 9,4; Thụy Sĩ 6,8; Thổ Nhĩ Kỳ 6,6; Úc 5,7.
Tổng cộng tiêu thụ NLTT của 14 nước là 381,5 triệu TOE, chiếm 78,4% tổng tiêu thụ NLTT toàn cầu, riêng Trung Quốc, Mỹ, Đức chiếm 50,6%, hơn ½. So với năm 2016 tiêu thụ NLTT toàn cầu năm 2017 tăng 16,6%; chủ yếu do Trung Quốc tăng 30,6%; Anh 19,6%; Nhật Bản 19,2%; Ấn Độ 19,1%; Đức 17,0%; Mỹ tăng 14,1%. Tiêu thụ thủy điện toàn cầu năm 2017 chỉ tăng 0,6% so với năm 2016.
Tiếp tục mở rộng thị trường điện năng lượng tái tạo toàn cầu
Sản lượng điện từ các nguồn năng lượng tái tạo (không bao gồm thủy điện) và thủy điện của các nước trên thế giới được nêu ở bảng dưới đây.
|
Nước
|
Tổng SL điện
(TWh)
|
Điện NLTT
|
Thủy điện
|
|
Sản lượng (TWh)
|
Tỉ trọng (%)
|
Sản lượng (TWh)
|
Tỉ trọng (%)
|
|
Hoa Kỳ
|
4281.8
|
418.9
|
9,8
|
296.5
|
6,9
|
|
Canada (11%)
|
693.4
|
45.6
|
6,6
|
396.9
|
57,2
|
|
Mexico
|
315.0
|
19.6
|
6,3
|
31.7
|
10,1
|
|
Brazil
|
590.9
|
97.9
|
16,6
|
369.5
|
62,5
|
|
Đức
|
654.2
|
198.1
|
30,3
|
19.7
|
3,0
|
|
Italy
|
295.4
|
68.4
|
23,2
|
36.3
|
12,3
|
|
Hà Lan
|
116.6
|
17.5
|
15,0
|
0.1
|
-
|
|
Ba Lan
|
170.3
|
21.2
|
12,5
|
2.6
|
1,5
|
|
Tây Ban Nha
|
275.4
|
69.5
|
25,2
|
18.5
|
6,7
|
|
Thổ Nhĩ Kỳ
|
295.5
|
29.4
|
10,0
|
58.4
|
19,8
|
|
V.Q. Anh
|
335.9
|
92.9
|
27,7
|
5.9
|
1,8
|
|
Úc
|
259.4
|
25.2
|
9,7
|
13.7
|
5,3
|
|
Trung Quốc
|
6495.1
|
471.7
|
7,3
|
1155.8
|
17,8
|
|
Ấn Độ
|
1497.0
|
96.4
|
6,4
|
135.6
|
9,1
|
|
Indonesia
|
260.4
|
13.0
|
5,0
|
18.4
|
7,1
|
|
Nhật Bản
|
1020.0
|
98.9
|
9,7
|
79.2
|
7,8
|
|
Hàn Quốc
|
571.7
|
16.0
|
2,8
|
3.0
|
0,5
|
|
Thái Lan
|
176.6
|
14.8
|
8,4
|
4.7
|
2,7
|
|
Toàn thế giới
|
25551.3
|
2151.5
|
8,4
|
4059.9
|
15,9
|
|
Bắc Mỹ
|
5290.2
|
484.1
|
9,2
|
725.1
|
13,7
|
|
Trung & Nam Mỹ
|
1315.8
|
144.1
|
11,0
|
717.4
|
54,5
|
|
Châu Âu
|
3901.3
|
715.1
|
18,3
|
576.2
|
14,8
|
|
CIS
|
1539.5
|
3.8
|
0,3
|
250.6
|
16,3
|
|
Trung Đông
|
1210.9
|
6.0
|
0,5
|
20.0
|
1,7
|
|
Châu Phi
|
830.7
|
24.5
|
3,0
|
128.5
|
15,5
|
|
Châu Á-TBD
|
11462.9
|
773.9
|
6,8
|
1642.2
|
14,3
|
|
EU
|
3286.6
|
673.3
|
20,5
|
299.7
|
9,1
|
Nguồn: BP Statistical Review of World Energy, June 2018. (Ghi chú: NLTT không bao gồm thủy điện công suất trên 30MW)
Qua bảng trên cho thấy, năm 2017, sản lượng điện năng lượng tái tạo không bao gồm thủy điện chiếm 8,4% sản lượng điện toàn cầu, trong đó: điện gió 4,4%, PV mặt trời 1,7%, sinh khối và địa nhiệt 2,3%; nếu bao gồm cả thủy điện là 16,0% thì tổng cộng là 24,5% [2]. Năm 2017 toàn thế giới chi có 18 nước có sản lượng điện NLTT đạt trên 10 TWh (10 tỷ kWh), trong đó có 3 nước đạt trên 100 tỷ kWh là Trung Quốc, Hòa Kỳ, LB Đức và 6 nước đạt trên 50 tỷ kWh là Brazil, Italy, Tây Ban Nha, Nhật Bản, Ấn Độ, Vương quốc Anh.
Riêng Việt Nam, đến năm 2017 chỉ có 0,55 tỷ kWh điện NLTT (không bao gồm thủy điện quy mô công suất trên 30MW là 88,5 tỷ kWh, chiếm 45,9% tổng sản lượng điện cả nước).
Tám nước có tỷ trọng điện NLTT từ 10% trở lên trên tổng sản lượng điện là: Đức (30,3%), Anh (27,7%); Tây Ban Nha (25,2%), Italy (23,2%), Brazil (16,6%), Hà Lan (15,0%), Ba Lan (12,5%), Thổ Nhĩ Kỳ (10,0%) và 3 nước có tỷ lệ xấp xỉ 10% là: Mỹ (9,8%), Nhật Bản (9,7%), Úc (9,7%).
Công suất lắp đặt nguồn điện năng lượng tái tạo toàn cầu bao gồm cả thủy điện được dự kiến tăng từ 2.290 GW vào cuối năm 2017 lên 2.600 GW vào cuối năm 2019, trong đó 1.300 GW từ thuỷ điện, 1.300 GW từ các nguồn năng lượng tái tạo khác. Sự gia tăng công suất lắp đặt nguồn điện NLTT là cao kỷ lục, đạt trên 160 GW/năm trong hai năm liên tiếp 2016 và 2017, nhưng dự kiến sẽ giảm xuống còn khoảng 150 GW trong năm 2018-2019 khi tốc độ gia tăng PV năng lượng mặt trời giảm ở Trung Quốc. Châu Á bao gồm cả Trung Quốc và Ấn Độ chiếm khoảng 50% tổng mức tăng, trong khi châu Âu và Hoa Kỳ chiếm khoảng 30%.
Sự gia tăng hàng năm công suất lắp đặt nguồn điện năng lượng tái tạo của Trung Quốc đã đạt mức kỷ lục 79 GW vào năm 2017 với PV năng lượng mặt trời đạt mức tăng trưởng kỷ lục là 53 GW. Năm 2017 sản lượng điện NLTT chiếm tới 25,1% tổng sản lượng điện của Trung Quốc, trong đó thủy điện chiếm 17,8% và các nguồn NLTT khác chiếm 7,3%.
Tuy nhiên, mức tăng lớn hơn dự kiến đã làm tăng nguồn tài chính cho thực hiện cơ chế trợ giá theo biểu giá FIT, do vậy cuối tháng 5/2018, Trung Quốc đã công bố chính sách mới thu hẹp cơ chế trợ giá cho hợp đồng theo biểu giá FIT. Theo đó, sự gia tăng công suất PV mặt trời sẽ mất đà và được dự đoán sẽ duy trì ở mức khoảng 30 GW/năm vào năm 2018-2019.
Ấn Độ đã nhanh chóng xây dựng năng lực nguồn điện năng lượng tái tạo kể từ khi chính quyền Thủ tướng Modi nhậm chức vào năm 2014, với mục tiêu đạt 175 GW đến năm 2022, không gồm thủy điện quy mô lớn, chủ yếu là PV năng lượng mặt trời bằng cách tận dụng điều kiện ánh sáng mặt trời thuận lợi của đất nước. Công suất hàng năm tăng khoảng 16GW trong năm 2017 dự kiến sẽ tiếp tục trong 2018-2019, chủ yếu từ PV năng lượng mặt trời vào khoảng 18-20 GW. Năm 2017 sản lượng điện NLTT chiếm tới 15,5% tổng sản lượng điện của Ấn Độ, trong đó thủy điện chiếm 9,1% và các nguồn NLTT khác chiếm 6,4%.
Như vậy, công suất điện năng lượng tái tạo của Ấn Độ sẽ đạt gần 150 GW vào cuối năm 2019 và có khả năng vượt qua công suất nguồn điện năng lượng tái tạo dự kiến vào năm 2019 của Nhật Bản là 125 GW bao gồm cả thủy điện.
Năm 2017, năm đầu tiên của chính quyền Tổng thống Trump, Hoa Kỳ đã đưa vào 18 GW công suất nguồn điện năng lượng tái tạo, mức cao thứ hai cùng với năm 2013 sau kỷ lục năm 2016. Năm 2017 sản lượng điện NLTT chiếm tới 16,7% tổng sản lượng điện của Hoa Kỳ, trong đó thủy điện chiếm 6,9% và các nguồn NLTT khác chiếm 9,8%. Tại Hoa Kỳ có rất nhiều bất ổn bao gồm việc áp dụng các biện pháp tự vệ của chính quyền chống lại mô-đun năng lượng mặt trời nhập khẩu và tác động của cải cách thuế.
Tuy nhiên, sự tăng trưởng của nguồn điện năng lượng tái tạo đã duy trì đà tăng nhờ các chính sách tăng cường phát triển điện năng lượng tái tạo, mua trực tiếp điện năng lượng tái tạo của các công ty tư nhân, chi phí PV thấp hơn và biện pháp "đưa vào phút cuối" (last-minute introduction) trước khi loại bỏ PTC và ITC. Dự kiến, mức tăng công suất điện năng lượng tái tạo 20 GW/năm sẽ tiếp tục trong 2018-2019.
Tại châu Âu đã chứng kiến sự gia tăng công suất hàng năm nguồn điện năng lượng tái tạo ổn định ở mức từ 20-25 GW/năm trong 5 năm qua và mức tăng tương tự dự kiến cho 2018-2019. Điện gió ngoài khơi có cơ hội tăng trưởng nhanh hơn so với điện gió trên bờ, tăng khoảng 20%/năm, trong khi điện gió trên bờ chỉ với 5%/năm.
Ngoài ra, PV năng lượng mặt trời đang có dấu hiệu phục hồi sau khi sự sụt giảm số lượng công suất mới được chấm dứt do chi phí phát điện giảm nhanh chóng. Năm 2017 sản lượng điện NLTT chiếm tới 33,1% tổng sản lượng điện của châu Âu, trong đó thủy điện chiếm 14,8% và các nguồn NLTT khác chiếm 18,3%.
Tại Nhật Bản, tổng sản lượng điện năng lượng tái tạo không bao gồm các nhà máy thủy điện lớn công suất trên 30 MW dự kiến sẽ tăng khoảng 6 GW trong năm 2018 và 5,5 GW trong năm 2019, đạt công suất tổng cộng 74 GW vào cuối năm 2019. Tổng sản lượng điện năng lượng tái tạo trừ các nhà máy thủy điện lớn trên 30 MW dự kiến đạt 135 TWh trong năm 2019, với tỷ trọng trong tổng sản lượng điện tăng gần gấp đôi từ 7% năm 2012 lên 13% năm 2019 (chiếm 17% khi bao gồm các nhà máy thủy điện lớn trên 30MW). Mức tăng trưởng của PV mặt trời chiếm khoảng 80% sự tăng trưởng trong nguồn điện năng lượng tái tạo có khả năng sẽ tiếp tục trong thời gian tới.
Công suất điện mặt trời đã đạt 75GW khi bao gồm công suất đã đi vào vận hành và công suất được chứng nhận FIT, vượt xa mục tiêu đề ra cho năm 2030 là 64GW trong Hỗn hợp Năng lượng 2030 (2030 Energy Mix). Công suất điện sinh khối cũng cao hơn mức đề ra cho năm 2030 là 6-7 GW, đạt mức 9,5 GW khi bao gồm cả công suất vận hành và công suất được chứng nhận FIT và được dự báo sẽ đạt đến mức đề ra cho năm 2030 ngay cả khi loại trừ phần công suất bị hủy do hạn chế mua nhiên liệu.
Công suất điện gió cũng đạt được sự tăng trưởng ổn định đối với phần công suất đã hoàn thành đánh giá tác động môi trường và đã được cấp giấy chứng nhận FIT, nếu cộng cả công suất đã hoạt động, thì gần như đã đạt được mục tiêu của năm 2030. Thậm chí ngay cả khi có sự chậm trễ về công suất điện địa nhiệt, mục tiêu toàn bộ sản lượng điện năng lượng tái tạo năm 2030 chiếm 22-24% tổng sản lượng điện có thể đạt được vào khoảng giữa những năm 2020 nếu chúng được phép kết nối với lưới điện mà không xảy ra vấn đề gì lớn cản trở. Trong khi đó, khoản phụ phí (trợ giá) FIT dự kiến sẽ vượt quá 2 nghìn tỷ yên cho riêng năm 2017 và tổng cộng 50 nghìn tỷ yên trong vòng 20 năm tới.
Chiến lược năng lượng lần thứ năm của Nhật Bản được Chính phủ phê duyệt vào tháng 7/2018 đã đưa ra một thông điệp rõ ràng: "Phấn đấu biến nguồn điện từ các nguồn năng lượng tái tạo trở thành nguồn điện năng chủ chốt" - đó là định hướng dài hạn lần đầu tiên đề ra mục tiêu như vậy ở Nhật Bản.
Để giảm chi phí và kiểm soát gánh nặng chung của xã hội - được xác định là những thách thức đối với mục tiêu đề ra, những nỗ lực sẽ được khuyến khích thực hiện để giảm sự phụ thuộc vào chương trình FIT như tăng cường áp dụng đấu giá và mở rộng tự tiêu thụ trong tương lai. Tiếp theo, để vượt qua những thách thức lớn khác của các hạn chế về lưới điện, các nỗ lực đang được thực hiện để nâng cao hiệu quả của lưới truyền tải điện hiện có và tăng cường khả năng kết nối bằng cách thực hiện "Kết nối và quản lý Nhật Bản" trên cơ sở hợp lý hóa hệ thống điện và ứng dụng các công nghệ mới về kết nối trong hệ thống điện nhằm đảm bảo vận hành hiệu quả, ổn định, an toàn hệ thống điện.
Chi phí phát điện tiếp tục giảm trong năm 2019 đối với điện mặt trời và điện gió
Theo Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (IRENA), chi phí điện năng (the levelized cost of electricity - LCOE) cho PV mặt trời quy mô lớn (trung bình toàn cầu là 11 cent/kWh vào năm 2016 và 10 cent/kWh trong năm 2017) dự kiến sẽ giảm xuống còn khoảng 6 cent/kWh năm 2019.
Tương tự, LCOE cho điện gió trên bờ (mức trung bình toàn cầu là 8 cent/kWh trong năm 2017) cũng có khả năng giảm xuống còn khoảng 5 cent/kWh vào năm 2019. Các yếu tố làm giảm chi phí gồm có việc thực hiện đấu giá cạnh tranh ở nhiều quốc gia khác nhau và giá mô-đun PV điện mặt trời và điện gió giảm mạnh nhờ việc tăng công suất mô-đun và mở rộng quy mô áp dụng trên khắp thế giới.
Tóm lại, qua các số liệu và phân tích nêu trên cho thấy:
Thứ nhất: Việc phát triển NLTT nói chung, từng loại NLTT nói riêng cũng như phát triển điện năng từ nguồn NLTT hoàn toàn tùy thuộc vào tiềm năng và lợi thế của từng nguồn tài nguyên năng lượng sẵn có trong nước, bao gồm cả các loại NLTT và khả năng tiếp cận các nguồn cung năng lượng từ bên ngoài của từng nước. Ví dụ:
1/ Liên bang Nga là nước giàu tài nguyên dầu mỏ, khí đốt, thủy điện, Urani, than, năm 2017 NLTT chỉ tiêu thụ 0,3 triệu TOE (chiếm 0,05% tổng năng lượng sơ cấp - NLSC) và điện năng từ NLTT chỉ có 1,2 TWh (chiếm 0,1% tổng sản lượng điện), trong khi dầu và khí đốt chiếm 74,4% tổng NLSC và điện khí chiếm 48,6%; điện nguyên tử 18,6%; thủy điện 16,8% và điện than 14% tổng sản lượng điện.
2/ Hoa Kỳ cũng giàu các nguồn tài nguyên năng lượng như LB Nga: năm 2017 NLTT chỉ tiêu thụ 94,8 triệu TOE (chiếm 4,3% tổng NLSC) và điện năng từ NLTT chỉ đạt 418,9 TWh (chiếm 9,8% tổng sản lượng điện), trong khi dầu và khí đốt chiếm 69,3% tổng NLSC và điện khí chiếm 32,0%; điện than 30,7%; điện nguyên tử 19,8% tổng sản lượng điện.
3/ Liên bang Đức chỉ giàu than, phải nhập khẩu dầu và khí đốt: năm 2017 NLTT tuy tăng cao nhưng chỉ đạt 44,8 triệu TOE (chiếm 13,4% tổng NLSC) và điện năng từ NLTT đạt 198,1 TWh (chiếm 30,3% tổng sản lượng điện), trong khi dầu và khí đốt chiếm 58,9%; than chiếm 21,3% tổng NLSC và điện than chiếm 37% và điện khí 13,3% tổng sản lượng điện.
4/ Nhật Bản nghèo tài nguyên năng lượng phải nhập khẩu tất cả nhu cầu năng lượng: năm 2017, NLTT tuy tăng cao, nhưng chỉ đạt 22,4 triệu TOE (chiếm 4,9% tổng NLSC) và điện năng từ NLTT đạt 98,9 TWh (chiếm 9,7% tổng sản lượng điện), trong khi dầu và khí đốt chiếm 63,3%; than chiếm 26,4% tổng NLSC, điện khí 39,4% và điện than chiếm 33,6% tổng sản lượng điện. Tương tự như Nhật Bản là Hàn Quốc, Đài Loan, Hồng Kông, v.v...
5/ Nam Phi chỉ giàu tài nguyên than: Năm 2017, NLTT đạt 2,0 triệu TOE (chiếm 1,7% tổng NLSC) và điện từ NLTT đạt 8,7 TWh (chiếm 3,4% tổng sản lượng điện), trong khi than chiếm 68,2% tổng NLSC và điện than chiếm 87,7% tổng sản lượng điện. Tương tự như Nam Phi là CH Séc, Ba Lan và các nước giàu tài nguyên than khác.
6/ Các nước Trung Đông giàu tài nguyên dầu mỏ và khí đốt cho nên 2 nguồn năng lượng này đóng vai trò chính trong tiêu thụ NLSC và sản xuất điện. NLTT nói chung và điện NLTT nói riêng đến nay chưa phát triển đáng kể.
7/ Úc giàu tài nguyên than và khí đốt, dầu mỏ ít phải nhập khẩu: Năm 2017, NLTT tuy tăng, nhưng chỉ đạt 5,7 triệu TOE (chiếm 4,1% tổng NLSC) và điện năng từ NLTT đạt 25,2 TWh (chiếm 9,7% tổng sản lượng điện), trong khi dầu và khí đốt chiếm 63,4%; than chiếm 30,4% tổng NLSC và điện than chiếm 61,3% và điện khí chiếm 21,2% tổng sản lượng điện.
8/ Trung Quốc cũng là nước giàu các nguồn tài nguyên năng lượng, nhất là than: Năm 2017, NLTT tuy tăng cao, nhưng chỉ đạt 106,7 triệu TOE (chiếm 3,4% tổng NLSC) và điện năng từ NLTT đạt 471.7 TWh (chiếm 7,3% tổng sản lượng điện), trong khi than chiếm 60,4%, dầu - khí đốt chiếm 26,0% NLSC và điện than chiếm 67,2%; thủy điện chiếm 17,8% tổng sản lượng điện. Tương tự như Trung Quốc là Ấn Độ.
Thứ hai: Tuy có sự tăng trưởng mạnh, nhưng đến năm 2017 NLTT nói chung và điện năng từ NLTT nói riêng mới chỉ đóng vai trò phụ thêm trong cán cân năng lượng toàn thế giới nói chung và tại hầu hết các nước trên thế giới nói riêng.
Thứ ba: Việc phát triển điện NLTT còn gặp khó khăn về mặt kinh tế và kỹ thuật. Về mặt kinh tế, tuy chi phí đầu tư và vận hành các nguồn điện NLTT có xu hướng giảm song vẫn còn ở mức cao và phải thực hiện chế độ trợ giá thông quả biểu giá FIT. Về mặt kỹ thuật còn gặp khó khăn trong việc nối lưới và nâng cao mức độ ổn định, an toàn của hệ thống điện.
Thứ tư: Để giảm chi phí và nâng cao tính ổn định và an toàn của hệ thống điện khi mở rộng công suất nguồn điện năng lượng tái tạo đòi hỏi thực hiện đồng bộ nhiều giải pháp từ khoa học công nghệ, chiến lược phát triển, tổ chức quản lý và cách thức cũng như lộ trình thực hiện đủ dài chứ không thể "đốt cháy" giai đoạn bằng cách "chém gió" như chúng ta từng chứng kiến trên công luận.
PGS, TS. NGUYỄN CẢNH NAM - TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM