Quy hoạch điện: Phụ thuộc than đá ngắn hạn, hướng về năng lượng tái tạo

Than đá vẫn là “mỏ điện” của thế giới trong trung hạn

Nhiệt điện than đã và đang giữ vai trò chính trong sản lượng điện của thế giới và của nhiều nước. Hiện tại nhiệt điện than có mặt ở 77 nước (vào năm 2000 con số này là 65), trong khi 13 nước khác đang có kế hoạch phát triển nhiệt điện than.

Việc phát triển nhiệt điện than của từng nước tùy thuộc vào tiềm năng tài nguyên than sẵn có trong nước và khả năng tiếp cận nguồn than từ bên ngoài. Nhìn chung, các nước châu Á-Thái Bình Dương vẫn tăng cường phát triển nhiệt điện than. Một số nước giảm nhiệt điện than là do cạn kiệt nguồn than trong nước, hoặc do có các nguồn tài nguyên năng lượng khác tốt hơn thay thế, đặc biệt do mức độ phát thải đã quá cao nên cần phải giảm. Theo kịch bản dự báo của IEA, đến 2040, than đá vẫn là nguồn nhiên liệu hàng đầu cho sản xuất điện, chiếm 40% trong tổng nhu cầu nhiên liệu toàn cầu.

Mặc dù sản lượng điện gió và mặt trời tăng kỷ lục, nhưng chỉ đáp ứng được 29% nhu cầu điện trên toàn cầu năm 2021. Điện sạch khác không tăng trưởng, với mức hạt nhân và thủy điện không thay đổi trong hai năm. Do đó, sự gia tăng về cầu còn lại đã được đáp ứng bằng nhiên liệu hóa thạch, trong đó 59% nhu cầu điện tăng năm 2021 được đáp ứng bằng điện than. Tại hội nghị các bên tham gia Công ước khung của LHQ về biến đổi khí hậu (COP26), hơn 40 quốc gia, trong đó có các nước sử dụng nhiệt điện than nhiều như Canada, Ba Lan, Ukraine và Việt Nam, đã cùng cam kết bỏ dần than đá và ngừng xây thêm các nhà máy nhiệt điện.

Theo báo cáo của Ember, điện than đã tăng kỷ lục lên “tầm cao mới”. Trong năm 2021, điện than tăng 9%, đạt 10.042 TWh, mức cao mới so với mọi thời đại và cao hơn tới 2% so với năm 1985. Đây là mức tăng cao nhất được ghi nhận kể từ năm 1985, đưa sản lượng điện than toàn cầu lên tới 36%.

Cụ thể, kỷ lục mới về tiêu thụ than đá đã được thiết lập trên toàn châu Á vào năm 2021 - nơi nhu cầu điện bùng nổ, bao gồm Trung Quốc (+9%), Ấn Độ (+11%), Kazakhstan (+6%), Mông Cổ (+13%), Pakistan (+8%), Philippines (+8%) và nhiều khả năng có thêm Indonesia (do chưa có dữ liệu). Thị phần điện than toàn cầu của Trung Quốc đã tăng từ 50% vào năm 2019 lên 54% vào năm 2021. Điện than ở Mỹ, Liên minh châu Âu (EU) và Nhật Bản phục hồi mạnh so với năm 2020, nhưng vẫn ở dưới mức của năm 2019.

Bên cạnh đó, mức tăng kỷ lục của than đá không sánh bằng sản lượng khí đốt toàn cầu, chỉ tăng 1% vào năm 2021. 62% điện năng trên thế giới đến từ nhiên liệu hóa thạch vào năm 2021 so với 61% của năm 2020, năm đầu tiên nhiên liệu hóa thạch tăng lên kể từ năm 2012.

Nhiệt điện than đã và đang giữ vai trò chính trong sản lượng điện của thế giới

Hướng đến năng lượng tái tạo

Trong quá trình quy hoạch, tái cơ cấu nguồn điện, nhiều nước dần giảm phụ thuộc vào nhiệt điện than và đã có những bước chuyển đổi sang dạng năng lượng sạch với tỷ lệ thận trọng và bền vững hơn. Khi ảnh hưởng địa chính trị của dầu mỏ và khí đốt vẫn gây biến động lớn trên toàn cầu, việc đầu tư phát triển cho năng lượng tái tạo đang được xem là giải pháp và xu hướng tất yếu của nhiều quốc gia trên thế giới.

Theo dự báo của IEA, điện mặt trời và gió sẽ chiếm ưu thế trên thị trường sản xuất điện trên toàn cầu với công suất lắp đặt đạt kỷ lục mới qua mỗi năm bắt đầu từ năm 2023. Thị phần của điện mặt trời và điện gió trong sản xuất điện toàn cầu sẽ tăng từ mức 8% vào năm 2019 lên 30% vào năm 2030. Trong giai đoạn này, công suất điện mặt trời sẽ tăng trưởng trung bình 12% mỗi năm.

Tuy nhiên, việc tích hợp năng lượng mặt trời và gió vào lưới điện sẽ phụ thuộc vào mức đầu tư ở tất cả bộ phận của hệ thống điện, bao gồm mạng lưới phân phối điện. Nếu không có sự đầu tư mạnh mẽ tương xứng, các lưới điện, đặc biệt là ở các nền kinh tế đang phát triển, sẽ trở thành điểm liên kết yếu trong cuộc chuyển đổi của ngành điện. IEA dự báo trong 10 năm tới, sẽ có thêm 2 triệu km đường dây truyền tải điện, 14 triệu km đường dây phân phối điện được lắp đặt và đầu tư cho lưới điện trên toàn cầu sẽ đạt 460 tỷ USD vào năm 2030.

Nhận thấy mức độ nghiêm trọng của vấn đề giá năng lượng tăng cao, châu Âu đã tăng tốc trong sản xuất năng lượng tái tạo. Việc đầu tư dài hạn vào năng lượng tái tạo có thể giúp ổn định giá năng lượng và giảm sự phụ thuộc của EU, khi có tới 90% lượng khí đốt ở khu vực này được nhập khẩu.

Từ cuối năm 2018, kế hoạch “Năng lượng sạch cho toàn châu Âu” ra đời. Theo đó, các thành viên EU dần chuyển đổi sang nền kinh tế có mức độ thải khí carbon thấp, an toàn sức khỏe cho người dân và góp phần tăng khả năng cạnh tranh cho nhiều ngành công nghiệp.

Đức có những bước chuyển mình mạnh mẽ trong việc đưa năng lượng tái tạo trở thành mục tiêu phát triển hàng đầu để thay thế khí đốt. Cũng từ đầu những năm 2000, chính quyền Berlin định hướng chiến lược năng lượng nhằm vào các nguồn năng lượng tái tạo. Tham vọng của Berlin là trở thành quốc gia đi đầu tại châu Âu trong lĩnh vực này, nhất là khẳng định vị thế thống trị trong ngành điện gió. Theo quy định trong Luật Năng lượng tái tạo (EEG) của Đức, chậm nhất đến năm 2025, năng lượng tái tạo phải chiếm đến 40-45%; vào năm 2035, con số này là 55-60% trong cơ cấu năng lượng của quốc gia này.

Tại Pháp, Bộ Môi trường tuyên bố ngừng trợ cấp cho việc lắp đặt các lò sưởi khí đốt dân dụng mới và tăng cường hỗ trợ sưởi ấm bằng năng lượng tái tạo, nhằm giảm sự phụ thuộc vào xuất khẩu nhiên liệu hóa thạch của Nga (Paris muốn chấm dứt nhập khẩu khí đốt và dầu của Moscow vào năm 2027). Để giảm nhu cầu khí đốt, Pháp sẽ đẩy nhanh việc thay thế các lò sưởi hiện nay sang hệ thống sưởi sử dụng máy bơm nhiệt và máy sưởi sinh khối, bao gồm cả các hệ thống hybrid.

Mỹ luôn phụ thuộc rất nhiều vào nhiên liệu hóa thạch như khí tự nhiên, dầu và than đá để sản xuất năng lượng. Tuy nhiên, xu hướng này hiện đang thay đổi nhanh chóng khi Washington đẩy mạnh thực hiện quy hoạch phát triển năng lượng sạch đến năm 2050. Chính phủ Mỹ đã đầu tư rất lớn cho việc phát triển cơ sở hạ tầng các nhà máy sản xuất năng lượng tái tạo, cũng như các ngành công nghiệp sản xuất thay thế dần động cơ sử dụng năng lượng sạch.

Từ một đất nước chủ yếu dựa vào nguồn nhiên liệu hóa thạch, Trung Quốc xem việc phát triển nguồn năng lượng tái tạo là nhiệm vụ trọng tâm. Điều đó được nhấn mạnh trong kế hoạch hiện đại hóa công nghiệp “Made in China 2025”, mục tiêu đưa Trung Quốc trở thành quốc gia hàng đầu trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Trong tổng kết kế hoạch 5 năm từ 2016-2020, tổng đầu tư của Trung Quốc vào ngành công nghiệp này đã lên đến hơn 360 tỷ USD.

Đối với đất nước Singapore gần vùng xích đạo, cơ cấu nguồn điện tập trung phát triển điện khí (95%), gần đây chỉ mới lắp đặt 350 MW điện mặt trời, 260 MW điện sinh khối/điện rác và một số còn lại nhập điện từ nước láng giềng Malaysia. Với ốc đảo có diện tích hạn chế thì cơ cấu nguồn điện khí là chủ yếu rất phù hợp với xu hướng thế giới vì hiệu suất phát điện lên đến hơn 85%. Ngoài ra, điện mặt trời trên mái nhà phát triển phân tán, tự tiêu dùng đang tăng trưởng nhanh.

Đối với Thái Lan - quốc gia có điều kiện khí hậu và nông nghiệp tương đồng với Việt Nam, tổng công suất nguồn điện theo Bộ Năng lượng Thái Lan là 46.500 MW, gần bằng tổng công suất nguồn của Việt Nam là 47.900 MW (năm 2018). Trong đó, điện khí chiếm 50%, thủy điện 20%, điện sinh khối 7,7 %, điện gió 8%, điện mặt trời 7%, còn lại là nhập khẩu và các dạng năng lượng khác.

Đối với Hàn Quốc - một quốc gia phát triển nhanh ở Đông Bắc Á, tổng cơ cấu nguồn điện vào khoảng 127.000 MW, phát triển phong phú và đa dạng loại năng lượng, bao gồm điện khí (36%), nhiệt điện than (30%) và hạt nhân (20%) chiếm tỷ trọng lớn. Tỷ lệ 14% còn lại là các dạng năng lượng tái tạo khác, trong đó có sinh khối (4,8%), điện mặt trời (4,6%), điện gió (4,6%).

Mặt khác, hydro được coi là nguồn năng lượng nhiều tiềm năng. Đây là năng lượng vô tận khi có thể dễ dàng thu thập, không gây ô nhiễm. EU đã công bố chiến lược hydro, với kế hoạch đầu tư 83 tỷ USD để xây dựng cơ sở hạ tầng kinh tế hydro, nỗ lực tăng tỷ trọng sử dụng nguyên liệu hydro từ 3% hiện nay lên 14% vào năm 2050. Nhật Bản tuyên bố chuyển đổi sang nền kinh tế hydro từ năm 2014. Thậm chí, các quốc gia Trung Đông, đặc biệt là Saudi Arabia, cũng sử dụng tiền thu được từ dầu mỏ để tái đầu tư vào năng lượng hydro, nhằm giữ vững vị trí dẫn đầu trên thị trường năng lượng toàn cầu trong kỷ nguyên hậu nhiên liệu hóa thạch. Đồng thời, Hàn Quốc là quốc gia đang đặt tham vọng trở thành nhà xuất khẩu khí hydro hàng đầu trên thế giới.

Australia đang có kế hoạch trở thành một trong ba nhà xuất khẩu hydro hàng đầu cho các thị trường châu Á vào năm 2030. Theo nghiên cứu của IEA, đến năm 2025, năng lượng tái tạo sẽ trở thành nguồn sản xuất điện chính, cung cấp 1/3 lượng điện trên thế giới. Uớc tính, công suất điện gió và quang điện sẽ vượt công suất của khí đốt vào năm 2023 và than đá vào năm 2024.