Trang chủ » » News » Renewable energy

Renewable energy

Tương lai Ngành năng lượng toàn cầu đến năm 2050: Thời của năng lượng tái tạo

Năng lượng thay thế sẽ làm cho các “siêu cường dầu mỏ” phá sản. Một xu hướng mới trong sản xuất và sự dụng năng lượng sẽ hình thành. Đây là nghiên cứu rất đáng quan tâm cho ngành năng lượng của Việt Nam. Nếu lựa chọn đúng xu thế, chúng ta sẽ phát triển; còn không, chúng ta sẽ trở thành bãi rác của Trung Quốc, thậm chí là của cả thế giới.
 
Tương lai Ngành năng lượng toàn cầu đến năm 2050: Thời của năng lượng tái tạo

Từ những tranh cãi xung quanh đề xuất xây dựng các nhà máy nhiệt điện (đặt biệt là điện than có nguồn gốc công nghệ Trung Quốc) mới tại Việt Nam, chúng tôi xin giới thiệu bài viết chung của Ban biên tập báo “Svobodnaia Pressa” (Nga) và Ban biên tập tờ “2000” Ucraine về các nguồn năng lượng thay thế trong tương lai để bạn đọc tham khảo. Bài đăng ngày 15/7/2018 trên “Svobodnaia Pressa”.

Trung tâm phân tích Bloomberg New Energy Finance vừa công bố bản dự báo sự phát triển ngành năng lượng đến năm 2050 với tiêu đề "New Energy Outlook 2018".

Các chuyên gia đưa ra dự báo về sự lên ngôi của năng lượng xanh, chiếm khoảng 71% thị trường năng lượng toàn cầu; cũng như sự tụt dốc của ngành năng lượng dựa vào năng lượng hóa thạch và các nền kinh tế dựa vào nó.

Theo các dự báo của nhóm chuyên gia gồm 65 nhà phân tích từ nhiều nước trên thế giới, trong 3 thập kỷ tới sẽ có gần 11,500 tỷ đôla đầu tư xây dựng các nhà máy sản xuất điện.

Trong đó, một tỷ lệ cực lớn, tới 8,400 tỷ sẽ được đầu tư cho sản xuất điện từ năng lượng mặt trời (điện mặt trời, quang điện) và điện từ năng lượng gió (điện gió, phong điện). Ngành điện hạt nhân cũng sẽ được đầu tư gần 1,500 tỷ đôla.

Tiền đề chủ yếu để tạo ra những thay đổi cơ bản như vậy là do giá các tế bào quang điện và ắc quy (pin) ngày càng giảm, giá các turpine điện gió cũng giảm tương tự. Giá điện mặt trời đến năm 2050 sẽ giảm tới 71%, còn điện gió là 58%.

Xu hướng này sẽ dẫn đến việc năng lượng điện được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch hiện đang chiếm 2/3 thị trường toàn cầu, tức khoảng 63% sẽ giảm xuống còn 1/3, tức ước tầm 29%.

Trong số tất cả các nguồn năng lượng tái tạo, kể cả năng lượng nguyên tử, năng lượng điện mặt trời và điện gió sẽ chiến ưu thế. Dự báo công suất phát điện từ năng lượng mặt trời và gió sẽ chiếm 50% tổng thị trường năng lượng điện của thế giới, mỗi loại chiếm khoảng 25%.
 

Các nước đi đầu trong xu hướng thay thế năng lượng hóa thạch sang năng lượng tái tạo

Những nước đi đầu trong lĩnh vực năng lượng điện từ nguồn tái tạo đến năm 2050 sẽ là Châu Âu với tỷ lệ sử dụng lên tới 87%. Tại Mỹ là 55%, Trung Quốc là 62% và Ấn Độ là 75%.

Đến năm 2025, Anh sẽ thực hiện kế hoạch đóng cửa tất cả các nhà máy nhiệt điện nói chung, và điện than nói riêng, và vì thế đến năm 2030 tỷ trọng sử dụng điện sản xuất từ nguồn nhiên liệu hóa thạch sẽ giảm xuống chỉ còn 12%.

Sẽ có một sự bùng nổ trong việc xây dựng các nhà máy điện gió ở khu vực ven biển và cho phép Vương Quốc Anh có thêm 158GW điện gió và quang điện đến trước năm 2050, đảm bảo đến 83% sản lượng điện tiêu thụ. Để làm được điều đó, cần phải có thêm các pin mặt trời với tổng công suất vào khoảng 49GW.

Tại Mỹ, ngành năng lượng sẽ tiếp tục phát triển theo hai xu hướng: Thứ nhất, than đá sẽ được thay thế dần bằng khi đốt rẻ tiền hơn do Mỹ tự khai thác; Thứ hai, điện từ các nhà máy điện hạt nhân sẽ được thay thế bằng điện sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo.

Các chuyên gia đã đưa ra một dự báo rất táo bạo: Những nhà máy điện hạt nhân đã hết hạn sử dụng của Mỹ sẽ không được hiện đại hóa vì sử dụng năng lượng mặt trời và gió sẽ đỡ tốn kém hơn nhiều. Vì vậy mà đến năm 2050, ý nghĩa của các nhà máy điện hạt nhân trong ngành năng lượng Mỹ sẽ chỉ còn gần bằng không.

Các chuyên gia cũng cho rằng đến năm 2030 sẽ có bước đột phá trong công nghiệp sản xuất hàng loạt các tấm pin mặt trời (solar cell) giá rẻ và vì thế, đến năm 2050 sẽ giảm được 58% lượng khí thải nhà kính so với hiện nay và tăng tỷ trọng sử dụng nguồn năng lượng tái tạo trong toàn ngành năng lượng lên đến 55%.

Trong khi đó, Những dự báo về việc sản xuất và sử dụng năng lượng của Trung Quốc là đáng quan tâm nhất. Căn cứ vào những xu hướng như hiện nay, đến năm 2030, sản lượng lượng điện từ than đá (khiến lượng khí thải nhà kính) sẽ vẫn tăng lên.

 Cùng trong thời gian đó, trong hệ thống năng lượng quốc gia lớn nhất thế giới này, tỷ lệ sử dụng nguồn năng lượng tái tạo sẽ đạt mức 39%, và để đạt được mục tiêu đó,Trung Quốc sẽ phải lắp đặt các tấm pin mặt trời tổng công suất vào khoảng 23GW.

Nhưng đến năm 2050, thị trường năng lượng điện mặt trời và điện gió lớn nhất thế giới là Trung Quốc sẽ tăng rất mạnh và chiếm tỷ trọng vào khoảng 46% thị trường tiêu thụ điện toàn cầu, tính từ mức 7% như hiện nay. Đến thời điểm đó, Trung Quốc sẽ sản xuất tới 1,1 TW năng lượng điện mặt trời, tức vào khoảng 21% công suất các nhà máy điện mặt trời trên hành tinh và 1 TW điện gió. Bằng 1/3 tổng lượng điện gió toàn cầu.

Còn Ấn Độ, nước này hiện đang xây dựng các nhà máy điện gió và điện mặt trời rẻ nhất trên thế giới. Tuy nhiên, tại Ấn Độ, tỷ lệ điện than vẫn còn rất cao và số lượng than được sử dụng để phát điện trong tương lai gần vẫn sẽ tiếp tục tăng.

Nhưng đến năm 2050, Ấn Độ sẽ giảm được 20% lượng khí thải nhà kính, vì điện gió và điện mặt trời sẽ chiếm vị trí chủ đạo trong ngành năng lượng nước này.

Nước bảo thủ nhất trong vấn đề này có lẽ là Nhật Bản. Tỷ lệ sử dụng than vẫn sẽ rất cao. Nhưng các nguồn năng lượng tái tạo đến năm 2050 sẽ chiếm khoảng 3/4 lượng năng lượng tiêu thụ, Và tỉ lệ tiêu thụ khí đốt để sản xuất điện sẽ giảm dần. Niềm hy vọng lớn của nước này được đặt vào năng lượng mặt trời.

Không chỉ bởi vì mục tiêu nó phải đạt tỷ trọng 43% so với 6% như hiện nay, mà còn bởi vì việc sản xuất và sử dụng điện mặt trời được xác định là trách nhiệm của từng người dân Nhật Bản. Các nhà khoa học dự báo rằng Nhật Bản sẽ xây dựng hệ thống năng lượng phi tập trung hóa nhất trên thế giới với 34% lượng điện tiêu thụ sẽ do các cơ cấu không chuyên ngành và dân chúng tự sản xuất.

Trong vấn đề này, đối thủ cạnh tranh của Nhật sẽ là Úc. Tại Úc, các tấm pin năng lượng mặt trời của các hộ tiêu thụ điện sẽ tự cung cấp tới 44% năng lượng điện tiêu thụ trong toàn bộ lượng điện được sản xuất từ năng lượng mặt trời.

Còn than đá, tuy hiện nay vẫn chiếm vị trí chủ yếu trong nến kinh tế quốc gia, sẽ gần như biến mất hoàn toàn trước năm 2050.

Tại Hàn Quốc, than đá và năng lượng hạt nhân, hiện đang sản xuất tới 72 % lượng điện tiêu thụ, sẽ bị loại bỏ. Năm 2050, sẽ có 71% năng lượng điện được sản xuất từ khí đốt và từ các nguồn năng lượng tái tạo.
 

Những căn cứ nào nào để những dự báo này có tính thực tế

Tương lai ngành năng lượng trong thời gian tới sẽ được quyết định bằng sự phát triển của ba công nghệ sau đây. Thứ nhất là những tiến bộ trong lĩnh vực chế tạo các modul pin mặt trời; Thứ hai là tăng kích thước và hiệu quả của các turbin gió; Và thứ ba là bước đột phá trong chế tạo các pin (Acqui) tích năng lượng mặt trời. Tất nhiên, cả ba tiến trình trên sẽ làm cho sản phẩm cuối cùng rẻ hơn, trong khi các tính năng khai thác lại được cải thiện đáng kể.

Vì thế, tổng trị giá năng lượng điện được sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo khiến cho việc sử dụng than và khí đốt để phát điện trở thành một công việc kinh doanh không còn có lợi nhuận nữa.

Sẽ gần như không còn sử dụng các nguồn nhiên liệu hóa thạch, kể cả trong sản xuất điện tại các nhà máy điện lớn, lẫn tại các nhà máy, các trạm phát điện di động nhỏ. Sở dĩ không cần các “máy phát điện” cơ động như vậy nữa là nhờ sự xuất hiện của các tấm pin năng lượng điện mặt trời rất rẻ và có công suất lớn.

Việc giá các tấm pin mặt trời ngày càng giảm sẽ đóng một vai trò rất quan trọng. Đến năm 2050, dự kiến các khoản đầu tư vào lĩnh vực pin mặt trời sẽ lên tới 548 tỷ đô la.

Nếu như sản xuất được một số lượng các tấm pin mặt trời giá rẻ đủ cho nhu cầu, tỷ lệ công suất phát điện năng lượng mặt trời và năng lượng gió trong toàn ngành năng lượng sẽ tăng lên đến mức độ “lượng hóa thành chất”. Điều đó sẽ giải xong bài toán đảm bảo cân bằng cho toàn hệ thống năng lượng toàn cầu. Có nghĩa là giải quyết được vấn đề “lấy điện ở đâu khi trời không có gió và khi mặt trời không chiếu sáng”.

Việc các ắc quy lithium-ion tính từ năm 2010 đến nay đã rẻ đi, đến 79%, đã tác động rất mạnh đến nền công nghiệp này. Nếu như trong năm 2010, các pin 1Kw có giá 1,000 đôla, thì đến năm 2017, giá đã giảm xuống chỉ còn 209 đôla. Đến năm 2030, nó sẽ chỉ có 70 đôla.
Tiến trình này sẽ được tiếp tục, và vì thế, nhiều khả năng sẽ kìm hãm sự phát triển của ngành năng lượng hóa thạch.
 

Ai là kẻ chiến bại trong xu thế chuyển dịch từ năng lượng hóa thạch sang năng lượng tái tạo

Sự cân bằng được thiết lập và duy trì hơn nửa thế kỷ qua đã sẵn sàng sụp đổ. Nhiên liệu hóa thạch, vốn đảm bảo cho các nhà máy phát tới 60% đến 70% lượng điện năng từ những năm 1970 đến nay, sẽ không bao giờ còn giữ được vai trò như vậy nữa.

Tụt dốc sâu nhất sẽ là than. Nếu như hiện nay các nhà máy nhiệt điện than sản xuất 38% lượng điện trên toàn thế giới. Trong đó,  Trung Quốc chiếm 66%, Ấn Độ thậm chí chiếm đến 79%, thì đến năm 2050, tỷ lệ điện than trên toàn cầu sẽ chỉ còn 11%. Tuy vậy, đỉnh điểm tiêu thụ than để phát điện vẫn đang ở tiếp tục.

Cụ thể, vào năm 2027 và sau đó, lượng than tiêu thụ để phát điện sẽ giảm rất nhanh. Trên thế giới, đến năm 2050, điện than sẽ chỉ còn chiếm tỷ trọng vào khoảng 11% lượng điện được sản xuất.

Với khí đốt thì mọi việc phức tạp hơn. Dĩ nhiên, lượng khí đốt được sử dụng để phát điện tại Châu Âu sẽ giảm rất mạnh và không thể đảo ngược. Nhưng ở Trung Quốc thì lượng khi đốt tiêu thụ sẽ tăng lên.

Tất cả những sự thay đổi trên sẽ ảnh hưởng như thế nào đến lượng khí nhà kính do ngành sản xuất điện thải vào khi quyển? Lượng khí thải nhà kính cũng sẽ đạt đỉnh vào năm 2027, tức ở mức 13,6 tỷ Km3. Sau đó sẽ giảm dần 2% mỗi năm cho đến năm 2050.

Tuy vậy, khối lượng lượng khí nhà kính tại Trung Quốc sẽ đạt đỉnh sau đó một chút vào năm 2030. Còn tại Ấn Độ đỉnh điểm phát thải khí nhà kính là vào năm 2033.
 

Giá điện trong tương lai như thế nào?

Chỉ trong vòng nửa đầu năm 2018, các nhà máy điện gió đã đảm bảo mức giá trung bình 55 đôla/ 1 MW/h- có nghĩa là giảm 8% so với giai đoạn cùng kỳ trong năm 2017.

Đối với điện mặt trời, giá 1 MW/h là 70 đôla, có nghĩa là đã rẻ đi 18%. Các nhà máy điện gió ven biển cung cấp năng lượng điện theo giá 118 đôla/ 1 MW/h, rẻ hơn so với năm 2017 khoảng 5%.

Nhưng tại một số nơi, giá điện còn rẻ hơn. Ví dụ:  Tại Ấn Độ, điện sản xuất từ năng lượng gió có giá là 39 đôla/1 MW/h, và như vậy là đã giảm ở mức độ chưa từng thấy , đến 46% chỉ trong một năm. Năng lượng điện mặt trời có giá 41 đôla, giảm tới 40% cũng trong vòng một năm.

Để so sánh, 1 MW điện sản xuất từ đốt nhiên liệu hóa thạch tại Ấn Độ có giá là 68 đôla, còn từ đốt khí- 93 đôla. Tất nhiên, các tổ hợp phức tạp cho ra các mức giá rất khác nhau, có thể từ 34 đến 208 đôla /1 MW/h
 

Các phương tiện giao thông vận tải cũng góp phần vào việc tiêu thụ năng lượng

Các phương tiện giao thông vận tải chạy điện đến năm 2050 cũng sẽ tiêu thụ khoảng 3,461 TW/h, có nghĩa là tới 9% toàn bộ lượng điện được sản xuất.

Đến năm 2040, các phương tiện vận tải (chạy điện) hạng nhẹ (kể cả các xe bus chạy điện) sẽ chiếm 55% toàn bộ thị trường (phương tiện giao thông vận tải) so với 1,8% như hiện nay.

Ở một số nước, tỷ lệ các phương tiện vận tải chạy điện có thể còn cao hơn- ví dụ, tại nước Đức, phương tiện vận tải chạy điện sẽ ngốn tới 24 % tổng số lượng điện tiêu thụ!

Nhu cầu khổng lồ như vậy sẽ tạo ra sự thay đổi cấu trúc dịch vụ cung trong sử dụng điện. Trên thị trường chắc chắn sẽ xuất hiện các gói sản phẩm mới, ví dụ như khuyến khích khách hàng là chủ nhân những chiếc xe ô tô điện nạp điện vào các giờ sử dụng điện không cao điểm để hưởng các ưu đãi, hoặc vào khoảng thời gian các nguồn phát điện gió và điện mặt trời đạt công suất đỉnh ...

 

(Nguyễn Thảo Trường - http://DienElectric.Com theo Báo Đất Việt và Các nguồn khác)

BÀI VIẾT XEM NHIỀU