Xu hướng không thể đảo ngược của ngành năng lượng toàn cầu

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, từ nay đến năm 2030 nhu cầu tiêu thụ điện năng toàn cầu sẽ tăng khoảng 7000 TWh. Ở các quốc gia phát triển, dự kiến giao thông vận tải là lĩnh vực làm tăng nhu cầu điện năng nhiều nhất do tỷ trọng thị trường xe điện dự kiến sẽ tăng trưởng khoảng 50% vào năm 2030.

Nhu cầu tiêu thụ điện có thể tăng hơn 75% vào 2050

Đối với các nước có nền kinh tế đang phát triển và mới nổi, sự tăng trưởng dân số cùng với nhu cầu sử dụng các thiết bị điều hòa làm mát trong mùa nắng nóng và sưởi ấm khi thời tiết giá lạnh là nguyên nhân chính làm tăng tiêu thụ điện năng. Theo tính toán, tại Trung Quốc số lượng thiết bị điều hòa làm mát vào năm 2030 sẽ tăng khoảng 40% so với hiện nay.

Từ nay đến năm 2030 nhu cầu tiêu thụ điện năng toàn cầu sẽ tăng khoảng 7000 TWh. - Ảnh minh hoạ

Trên phạm vi toàn cầu, điện sẽ có vai trò ngày càng quan trọng và gia tăng tỷ trọng trong tổng biểu đồ tiêu thụ năng lượng của các quốc gia. Hơn thế, đến năm 2050, nhu cầu điện năng toàn cầu có thể tăng hơn 75% so với mức tiêu thụ hiện nay. So với kịch bản mục tiêu trung hòa các-bon vào năm 2050, thậm chí tỷ trọng điện năng trong biểu đồ tiêu thụ năng lượng toàn cầu nói chung có thể còn tăng cao hơn nữa.

Trong thời gian vừa qua, thực tế cho thấy nhiều nước đã buộc phải gia tăng tỷ trọng điện than để có thể đáp ứng nhu cầu vào mùa nắng nóng, đảm bảo an ninh năng lượng, nhất là trong bối cảnh giá khí đốt trên thị trường thế giới tăng cao. Tuy vậy, việc sử dụng điện than được cho chỉ là giải pháp tình thế và mang tính thời điểm.

Dự báo tỷ trọng điện than toàn cầu sẽ chỉ còn khoảng 26% vào năm 2030 và 12% vào năm 2050. Tỷ trọng này hiện nay là xấp xỉ 36%.

Thay vào đó sẽ là các nguồn năng lượng tái tạo, trong đó có điện gió, điện mặt trời, điện sinh khối và điện hạt nhân (tại một số quốc gia). Hiện nay, trên thế giới có 83 quốc gia và Liên Minh châu Âu đã và đang nỗ lực thực hiện các mục tiêu cam kết đưa phát thải ròng về 0. Điều này thúc đẩy quá trình chuyển đổi năng lượng sạch.

Tỷ trọng năng lượng tái tạo toàn cầu trong phát điện dự kiến sẽ đạt 50% vào năm 2030 và 80% vào năm 2050, trong đó đến năm 2030 công suất điện mặt trời dự kiến tăng thêm 370 GW và khoảng 600 GW vào năm 2050. Trong khi đó, điện gió dự kiến tăng gấp đôi công suất, đạt 210 GW vào năm 2030 và 275 GW vào năm 2050.

Trong thời gian gần đây, một số nước đang xem xét chính sách nhằm giảm vai trò của điện khí trong tổng thể phát triển năng lượng. Thay vào đó, Chính phủ một vài nước đang nghiên cứu tính đến điện hạt nhân như giải pháp thay thế nhằm đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, nhưng vẫn cắt giảm được phát thải các-bon.

Thách thức nào đe doạ an ninh năng lượng?

Năm 2023, hệ thống điện toàn cầu phải đối mặt với nhiều thách thức để vừa cân đối được chi phí, đồng thời đảm bảo an ninh năng lượng. Trong những năm gần đây, các điều kiện về thị trường, địa chính trị, địa kinh tế và biến động giá cả đã làm chi phí cho lĩnh vực năng lượng tăng khoảng 30% so với giai đoạn trước.

Những biến động cực đoan về điều kiện thời tiết bao gồm cả hạn hán, sóng nhiệt… đã gây áp lực đè nặng lên hạ tầng lưới điện, làm cho nhiều khu vực trên thế giới rơi vào tình trạng phải cắt điện hoặc mất điện. Trong khi đó, việc gia tăng sản lượng điện năng giúp giải quyết vài khía cạnh cụ thể, nhưng cũng tạo ra những thách thức khó khăn khác cho nhiều nước ở một vài khía cạnh khác.

Theo tính toán, hiện nay mỗi năm lĩnh vực điện năng toàn cầu thải ra khí quyển khoảng 13-14 GtCO2. Tại các quốc gia phát triển, phát thải của lĩnh vực điện năng đang giảm dần, mỗi năm từ 5-7%, trong khi ở một số nền kinh tế đang phát triển và mới nổi, con số trên chỉ là 1-2%/năm.

Cần làm gì để đón đầu xu hướng năng lượng mới?

Vấn đề đặt ra là phải tăng đầu tư cho lĩnh vực điện lực, chuyển đổi xanh để có thể giảm phát thải các-bon. Đầu tư phải tăng từ mức 860 tỷ USD trong giai đoạn năm 2017 đến 2021 lên khoảng 1,2 ngàn tỷ USD trong giai đoạn từ năm 2022 đến 2050.

Bên cạnh đó, nâng cao mức độ linh hoạt của hệ thống điện cũng là điểm then chốt để có thể đảm bảo an ninh năng lượng. Ngày nay, tính ổn định của hệ thống điện đang dựa vào các nguồn phát điện than, điện khí và thủy điện là chính. Nhưng trong tương lai, hệ thống điện sẽ phải dựa chủ yếu vào pin lưu trữ, các công nghệ nâng cao khả năng linh hoạt của hệ thống và mạng lưới truyền tải, năng lượng sinh khối, hydrogen, ammoniac, cũng như các nguồn năng lượng tái tạo nói chung. Nếu có sử dụng nhiên liệu hóa thạch thì sẽ phải phát triển và áp dụng triệt để và hiệu quả công nghệ thu giữ các-bon.

Mạng lưới truyền tải điện cần phải được đầu tư mở rộng và hiện đại hóa vì chúng là xương sống của hệ thống điện và là yếu tố không thể thiếu trong quá trình chuyển đổi năng lượng của các quốc gia.

Theo tính toán, ước tính đến năm 2050 độ dài lưới điện toàn cầu sẽ phải tăng 90% so với hiện nay, tương đương với mức đầu tư cho lưới điện toàn cầu hàng năm từ nay đến năm 2030 phải đạt 550 tỷ USD/năm và trong giai đoạn 2030-2050 cần đạt 580 tỷ USD/năm.

Ai cũng biết rằng dự án phát triển lưới điện truyền tải rất phức tạp và tốn kém về thời gian và tiền bạc. Có những dự án có thể kéo dài tới hơn 10 năm để có thể hoàn thành, khác hẳn với các dự án phát triển hạ tầng điện mặt trời, điện gió hay hạ tầng xe điện. Bởi thế, chiến lược và kế hoạch triển khai cụ thể của mỗi quốc gia là vấn đề sống còn để có thể phát triển lưới điện truyền tải. Cùng với phát triển mở rộng chiều dài lưới điện, phát triển lưới điện thông minh, tích hợp các công nghệ hỗ trợ điều độ chính là xu thế phát triển của tương lai.

Hơn nữa, quy hoạch phát triển nguyên liệu khoáng sản phục vụ cho lĩnh vực điện năng, trong đó có các loại nguyên liệu phục vụ sản xuất pin lưu trữ, đồng nhôm cho lưới điện, silicon cho tấm pin năng lượng, các khoáng sản hiếm cho tuabin điện gió… cũng là một hướng đi mà các quốc gia cần xem xét, có sự chuẩn bị và lên kế hoạch, chiến lược cụ thể.