Kinh nghiệm chuyển dịch sang NLTT ở Đức [Kỳ 1]: Nền tảng năng lượng, môi trường

Kinh nghiệm quốc tế về phát triển, vận hành nguồn điện gió trong hệ thống điện quốc gia

Kinh nghiệm quốc tế về quản lý, vận hành nguồn điện mặt trời trong hệ thống điện

Kinh nghiệm quốc tế về phát triển năng lượng tái tạo phù hợp ‘hoàn cảnh’ quốc gia

Quy hoạch nguồn điện Việt Nam và kinh nghiệm quốc tế về tỷ trọng năng lượng tái tạo

KỲ 1: TỔNG QUAN NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG CỦA CHLB ĐỨC

PGS, TS. NGUYỄN CẢNH NAM [*]

Tổng quan về một số chỉ tiêu năng lượng, kinh tế và môi trường của Đức:

1. Tiêu dùng năng lượng sơ cấp (NLSC) và điện năng:

Bảng 1: Động thái cơ cấu tiêu dùng NLSC của Đức từ 2000 - 2019:

Nguồn: [1]. NLHN - Năng lượng hạt nhân, NLTT - Năng lượng tái tạo.

Bảng 2: Tiêu dùng NLSC của Đức từ 2009 - 2019:

Nguồn: BP Statistical Review of World Energy, 2020. Ghi chú: 1 EJ = 109 GJ = 23,9 triệu TOE. Đến năm 2019, tiêu dùng NLSC của Đức chiếm 2,3% tổng tiêu dùng NLSC của thế giới.

Qua số liệu trong 2 bảng trên cho thấy:

Một là: Cơ cấu tiêu dùng NLSC: Tỉ trọng của dầu mỏ, than đá và năng lượng hạt nhân có sự suy giảm, nhất là năng lượng hạt nhân và than. Tỷ trọng của khí đốt tăng nhẹ, còn năng lượng tái tạo (NLTT) tăng cao - từ không đáng kể năm 2000 lên 16,1% năm 2019. Tỷ trọng của thủy điện thấp và chỉ biến động nhẹ.

Hai là: Quy mô tiêu dùng NLSC: Về cơ bản giao động nhẹ quanh mức trên dưới 13,46 EJ/năm (khoảng 322 triệu TOE). Qua đó cho thấy, nhu cầu NLSC của nước này đã đạt đỉnh - tức đã bão hòa, điều đó cũng được thể hiện qua chỉ tiêu sản lượng điện dưới đây.

Ba là: Mức tiêu dùng NLSC bình quân đầu người có xu hướng giảm nhẹ. Đến 2019, bình quân đầu người của Đức đạt 157,3 GJ/người, cao hơn gấp đôi bình quân của thế giới (75,7 GJ/người) và cao hơn bình quân của EU 17,1% (134,3 GJ/người). 

Bảng 3: Sản lượng điện của Đức từ 2009 đến 2019 (tỷ kWh):

Nguồn: BP Statistical Review of World Energy, 2020.

Bảng 4: Cơ cấu sản lượng điện theo nguồn nhiên liệu năm 2019 của Đức (%):

Nguồn: BP Statistical Review of World Energy, 2020.

Qua bảng 3 và 4 cho thấy, cũng giống như tiêu dùng NLSC, nhu cầu điện năng của Đức đã đạt đỉnh/bão hòa với cơ cấu giảm tỷ trọng điện than và tăng tỷ trọng điện NLTT. Sản lượng điện đã qua đỉnh từ năm 2017 và đang xu hướng giảm nhẹ. 

Tại Đức, do nghèo nguồn tài nguyên năng lượng phi than đá (như sẽ nêu dưới đây), nước này đã dựa vào nhập khẩu hầu hết nguồn cung dầu và khí đốt. Khi dầu mỏ giá rẻ bắt đầu được nhập khẩu vào Đức trong những năm 1960, nguồn cung năng lượng sơ cấp của nước này đã được thay thế từ than sang dầu. Tuy nhiên, cuộc khủng hoảng dầu mỏ lần thứ nhất vào năm 1973 đã đưa nước Đức chuyển đổi trở lại sang than và đã đề ra chính sách bảo vệ ngành công nghiệp than. Tỷ phần nhiệt điện than của Đức trên tổng sản lượng điện đạt 58,7% năm 1990 và duy trì trên 50% cho đến tận năm 2004. Năm 2005 giảm xuống mức 48,2% và năm 2019 xuống mức 30,3%.

Ngược lại, tỷ trọng nguồn điện NLTT đã liên tục tăng từ 3,5% năm 1990 lên 39,9% năm 2019 [3]. Trong cơ cấu nguồn điện NLTT năm 2019, điện gió chiếm tỷ trọng cao nhất 56,2%; điện mặt trời 21,2% và điện NLTT khác 22,6% [1].

2. Tiềm năng trữ lượng nguồn năng lượng hóa thạch:

Tiềm năng và sự biến động trữ lượng các loại năng lượng hóa thạch (dầu mỏ, khí đốt và than) của Đức trong giai đoạn từ 1990 đến 2019 như sau [1]:

Trữ lượng dầu mỏ rất nhỏ, chỉ khoảng 276 triệu thùng vào năm 2011 [4]. Trữ lượng khí đốt tự nhiên tương đối ít, cụ thể là (nghìn tỷ m3):  1990: 0,2; 1995: 0,2; 2000: 0,2; 2005: 0,2; 2010: 0,1; từ 2015 còn lại không đáng kể. Trữ lượng than (triệu tấn): 2001: 66.000; 2010:  40.699; 2019: 35.900 (chiếm khoảng 3,4% tổng trữ lượng than thế giới và có thể còn khai thác 268 năm với mức sản lượng năm 2019 khoảng 134 triệu tấn).

Như vậy, Đức có trữ lượng than tương đối dồi dào, chủ yếu là than nâu (lignite), nhiệt trị rất thấp, dao động khoảng 2,3 - 2,7 nghìn kCal/kg. Sản lượng than của Đức tăng cao từ đầu những năm 1990, đạt cao nhất vào năm 1991 là 102,0 triệu TOE (khoảng 381 triệu tấn), sau giảm dần xuống 56,7 triệu TOE (khoảng 212 triệu tấn) năm 2000, và đến năm 2019 giảm xuống còn 30,4 triệu TOE (khoảng 134 triệu tấn).

Năm 2020, Đức đã tuyên bố sẽ loại bỏ than đá vào năm 2038.

Với tình hình tiềm năng nguồn tài nguyên năng lượng hóa thạch trong nước như trên, ở Đức sản lượng dầu, khí đốt, than khai thác nội địa đều không đáp ứng nhu cầu, nhất là dầu và khí đốt. Đức phải nhập khẩu gần như toàn bộ dầu, khoảng trên dưới 90% nhu cầu khí đốt và trên 40% nhu cầu than sử dụng trong giai đoạn từ 2009 - 2019.

3. Tình hình phát thải khí CO2 và một số chỉ tiêu khác: 

Bảng 5: Phát thải CO2 của Đức từ 2009 - 2019 (triệu tấn CO2):

Nguồn: BP Statistical Review of World Energy, 2020.

Qua bảng 5 cho thấy, khối lượng phát thải CO2 ở Đức có sự tăng giảm hàng năm trong giai đoạn từ 2009 - 2016, sau đó có xu hướng giảm. Đến năm 2019, lượng phát thải CO2 của Đức chiếm khoảng 2% tổng phát thải CO2 của toàn thế giới, trong khi tiêu dùng NLSC của Đức chiếm 2,3% tổng tiêu dùng NLSC của thế giới.

Như vậy, NLSC tiêu dùng của Đức có phần sạch hơn so với bình quân chung của thế giới. Điều đó cũng được thể hiện rõ rệt qua mức phát thải CO2 trên đơn vị EJ NLSC tiêu dùng, bình quân của thế giới năm 2019 là (tấn/EJ): 58,52; OECD: 51,46; ngoài OECD: 63,22; EU: 48,4; còn của Đức là 52,04.

Tuy nhiên, tổng mức phát thải CO2 của Đức vẫn còn cao thể hiện qua mức phát thải CO2 bình quân đầu người. Mức phát thải CO2 bình quân đầu người năm 2019 của thế giới là (tấn/người): 4,43; OECD: 9,19; ngoài OECD: 3,46; EU: 6,50; còn của Đức là 8,19. Nguyên nhân chính là do mức tiêu dùng NLSC bình quân đầu người cao như đã nêu trên.

Ngoài ra, một vài chỉ tiêu khác có liên quan đến sự phát triển của ngành năng lượng tại Đức cần quan tâm là: 

Thứ nhất: Giá điện bình quân (tháng 6/2018) tại Đức 33 cent/kWh, rất cao so với bình quân của thế giới là 14 cent/kWh [5] và cao hơn rất nhiều so với bình quân của Việt Nam là 7 cent/kWh. Giá điện tại Đức cao, ngoài các nhân tố khác chủ yếu có thể do Đức nhập khẩu phần lớn nhiên liệu cho phát điện, nhất là khí đốt, dầu và tỷ trọng điện NLTT chiếm tỷ trọng cao như nêu trên. 

Thứ hai: GDP bình quân đầu người (2017) của thế giới là 10.038 USD/người, còn của Đức: 44.184 USD/người, thuộc loại nước siêu giàu [6].

4. Các vấn đề về ngành năng lượng của Đức đặt ra trong giai đoạn vừa qua:

Qua những nội dung trình bày trên đây về bối cảnh ngành năng lượng của Đức, có thể rút ra những vấn đề sau đây về ngành năng lượng đối với nước này cần giải quyết trong thời kỳ vừa qua là:

Thứ nhất: Tiềm năng các nguồn tài nguyên năng lượng hóa thạch phi than đá (dầu mỏ, khí đốt) trong nước rất ít, tài nguyên than tương đối dồi dào nhưng nhiệt trị thấp, cho nên không đảm bảo khai thác đủ đáp ứng nhu cầu trong nước. Theo đó đòi hỏi phải nhập khẩu từ nước ngoài. 

Thứ hai: Nhu cầu tiêu dùng NLSC và điện năng của nền kinh tế về cơ bản đã đạt đỉnh hay bão hòa. Theo đó, vấn đề còn lại chủ yếu là lựa chọn cơ cấu tiêu dùng NLSC thay thế nhau theo hướng sạch hơn để giảm mức phát thải CO2 và sử dụng hiệu quả năng lượng để giảm cường độ năng lượng, cường độ điện năng trên một đơn vị GDP.

Thứ ba: Cơ cấu NLSC và điện năng có xu hướng chuyển dịch theo hướng sạch hơn, nhất là giảm tỷ trọng của than, tăng tỷ trọng của nguồn NLTT - tức là chuyển dịch sang “xã hội NLTT” hay “xã hội cacbon thấp”. 

Thứ tư: Mức phát thải CO2 từ tiêu dùng năng lượng rất cao, nhưng đã có xu thế giảm dần, song đến nay vẫn còn cao so với yêu cầu giảm phát thải theo cam kết đối với Thỏa thuận biến đổi khí hậu.

Tóm lại, Đức là quốc gia vốn có lịch sử phụ thuộc rất nặng nề vào nhiên liệu hóa thạch, vậy quốc gia này đã giải quyết các vấn đề nêu trên như thế nào từ phương diện thể chế phát triển ngành năng lượng theo hướng chuyển dịch sang “xã hội NLTT”? Xin mời quý vị và các bạn đón đọc nội dung kỳ tới.

Kỳ tới: Kinh nghiệm xây dựng thể chế, thiết lập mục tiêu và hệ thống giá FIT cho năng lượng tái tạo ở Đức

[*] HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM; KHOA QUẢN LÝ CÔNG NGHIỆP VÀ NĂNG LƯỢNG - EPU

Tài liệu tham khảo:

[1] BP Statistical Review of World Energy, 2020, 2016, 2011, 2002.

[2] Niên giám thống kê Việt Nam 2019, 2012.

[3] Akiko Sasakawa: Transition to Renewable Energy Society in Germany and United Kingdom: Historical Paths to FIP and CfD Introduction and Implications for Japan. IEEJ: April 2021 ©IEEJ2021.

[4] “OPEC: World proven crude oil reserves by country, 1960-2011”.

[5] https://www.globalpetrolprices.com/electricity_prices/

[6]World Economic Outlook Database-October 2017, Quỹ Tiền tệ Quốc tế, accessed on 18 January 2018.

[7] Nguyễn Thành Sơn: Thủy điện trong chính sách phát triển kinh tế, xã hội ở Na Uy - 10:57 |04/12/2020 .

[8] Lã Hồng Kỳ - Đỗ Thị Minh Ngọc: ĐỀ XUẤT ĐỊNH HƯỚNG CƠ CẤU NGUỒN ĐIỆN CHO QUY HOẠCH VIII. NLVN online 11:17 |24/09/2018.