Tổng quan năng lượng tái tạo toàn cầu và vấn đề đặt ra

Vì sao điện gió chưa thể thay thế nhiệt điện than?
Quy hoạch điện VII: Kẻ hủy diệt sức khỏe và môi trường?
"Đôi lời về phát triển điện than" trên Tạp chí Năng lượng Việt Nam

PGS, TS. NGUYỄN CẢNH NAM - HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

1. Tình hình và triển vọng thị trường điện năng lượng tái tạo toàn cầu

Tình hình và triển vọng thị trường điện năng lượng tái tạo toàn cầu có thể tóm lược trên hai phương diện dưới đây [1].

a) Tăng trưởng công suất và sản lượng điện năng lượng tái tạo  

Năm 2015, sản lượng điện từ năng lượng tái tạo, không bao gồm thủy điện, chiếm 6,8% tổng sản lượng điện toàn cầu, trong đó bao gồm 3,5% điện gió, 1,9% điện sinh khối và 1,0% điện mặt trời (quang điện). Nếu tính cả thủy điện (16,0%) thì sản lượng điện từ các nguồn năng lượng tái tạo đạt tới 22,8%.

Công suất nguồn điện năng lượng tái tạo toàn cầu bao gồm cả thủy điện dự kiến ​​sẽ tăng từ 2.130 GW vào cuối năm 2016 lên hơn 2.400 GW vào cuối năm 2018, trong đó 1.300 GW thủy điện và 1.100 GW từ các nguồn năng lượng tái tạo ngoài thủy điện. Tăng trưởng hàng năm công suất nguồn điện năng lượng tái tạo đã đạt mức cao kỷ lục hơn 160 GW vào năm 2016 và dự kiến ​​sẽ đứng ở mức đó vào năm 2017 và 2018. Châu Á, bao gồm cả Trung Quốc và Ấn Độ chiếm khoảng 60% tăng trưởng công suất nguồn điện năng lượng tái tạo toàn cầu.

Tăng trưởng công suất nguồn điện năng lượng tái tạo của Trung Quốc từ năm 2015 đến năm 2016 đạt gần 70 GW, chiếm khoảng một nửa mức tăng trưởng của toàn cầu. Tăng trưởng năm 2017 của nước này dự kiến cũng ở mức gần 70 GW, bao gồm hơn 40 GW nguồn điện mặt trời PV. Tuy nhiên, vào năm 2018 mặc dù sự tăng trưởng nguồn điện mặt trời PV sẽ vẫn duy trì ở mức của năm trước, nhưng sự tăng trưởng sẽ không chắc chắn do có sự thay đổi chuyển từ chính sách Feed-in-Tariff (tạm dịch: hỗ trợ theo biểu giá quy định) sang chính sách The Renewables Portfolio Standard (tạm dịch: Tiêu chuẩn danh mục các nguồn năng lượng tái tạo), mở rộng việc đấu giá thực hiện dự án và nâng cao tính ổn định (giảm thiểu sự bất ổn).

Tại Ấn Độ, kể từ khi lễ nhậm chức của chính quyền Narendra Modi năm 2014, nước này đã gia tăng nhanh chóng công suất nguồn điện năng lượng tái tạo, bao gồm cả nguồn điện mặt trời PV được hỗ trợ bởi nguồn bức xạ mặt trời phong phú, theo mục tiêu quốc gia đề ra là 175 GW (không kể các nhà máy thủy điện quy mô lớn) vào năm 2022. Công suất tăng trưởng hàng năm sẽ tăng gấp đôi từ mức 8 GW năm 2016 lên khoảng 15 GW vào năm 2017 và 2018, tập trung vào điện mặt trời PV. Vào cuối năm 2018, Ấn Độ có thể đạt công suất nguồn điện năng lượng tái tạo 120 GW, vượt qua mức của Nhật Bản.

Hoa Kỳ đã công bố mức tăng kỷ lục công suất nguồn điện năng lượng tái tạo trên 20 GW vào năm 2016. Mặc dù hiện nay việc xử lý các ưu đãi thuế ở cấp liên bang đối với năng lượng tái tạo không chắc chắn, tăng trưởng công suất nguồn điện năng lượng tái tạo vào năm 2017 và 2018 sẽ là khoảng 20 GW do mở rộng nguồn điện năng lượng mặt trời PV nhờ chính sách thúc đẩy năng lượng tái tạo ở cấp bang và giảm nhanh chi phí.

Châu Âu đã tăng công suất nguồn điện năng lượng tái tạo với tốc độ ổn định hàng năm là 20 GW, tương ứng khoảng 4% kể từ khi đạt mức tăng hơn 30 GW vào năm 2011 và dự kiến ​​cũng sẽ đạt tốc độ tăng trưởng tương tự vào năm 2017 và 2018.

Còn Vương quốc Anh đã quyết định đình chỉ hỗ trợ cho các nguồn năng lượng carbon thấp cho đến năm 2025 do sự tăng chi phí liên quan vượt quá mức ngân sách dự kiến, công suất nguồn điện năng lượng tái tạo vào năm 2025 dự kiến ​​sẽ tăng 25% so với năm 2016.

b) Giảm chi phí điện mặt trời PV, điện gió và mở rộng quy mô công suất

Theo báo cáo của IEA, chi phí bình quân toàn cầu về điện năng khả dụng (Utility scale) (LCOE) của các nhà máy điện mặt trời, không bao gồm trợ cấp, giảm hơn 50% từ năm 2012 xuống còn 11 Cent/kWh vào năm 2016 và dự kiến ​​sẽ giảm xuống mức 8,7 Cent/kWh vào năm 2022. 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 điện mặt trời PV giảm mạnh nhờ việc mở rộng quy mô áp dụng trên khắp thế giới.

Tương tự, mức chi phí bình quân toàn cầu về điện năng khả dụng (LCOE) của điện gió trên thềm lục địa (Onshore), không bao gồm trợ cấp, được ước tính là 7,5 Cent/kWh năm 2016 và dự kiến ​​giảm xuống còn 6,5 Cent/kWh vào năm 2022 cũng nhờ cuộc chạy đua cắt giảm chi phí thông qua đấu giá cạnh tranh. Việc thực hiện đấu giá cho điện mặt trời PV và điện gió đang gia tăng trên toàn cầu để giảm chi phí.

Việc giảm chi phí như dự kiến ​​sẽ mở đường cho điện mặt trời PV và điện gió phát triển rộng khắp trên toàn cầu với một tốc độ ổn định. Tuy nhiên, việc mở rộng các nguồn điện năng lượng tái tạo tự nhiên sẽ làm mất ổn định hệ thống điện. Vì vậy, các nước sẽ phải nâng cao tính linh hoạt của hệ thống điện trên tiền đề của việc mở rộng quy mô các nguồn điện năng lượng tái tạo tự nhiên.

Việc cải thiện này, mặc dù kéo theo tăng chi phí hệ thống điện, có khả năng tạo ra các mô hình kinh doanh mới.

c)Thị trường điện năng lượng tái tạo ở Nhật Bản và các xu hướng chính sách

Công suất nguồn điện năng lượng tái tạo của Nhật Bản, không kể các nhà máy thuỷ điện công suất trên 30 MW, dự kiến sẽ tăng 6,5 GW trong năm tài chính 2017 và 5,5 GW trong năm tài chính 2018 lên 68,3 GW vào cuối năm tài chính 2018. Sản lượng điện năng lượng tái tạo, không gồm sản lượng từ các nhà máy thuỷ điện có công suất lớn hơn 30 MW sẽ đạt 127,3 tỷ kWh trong năm 2018 (tương ứng với số giờ hoạt động bình quân là 1.864 giờ/năm, bằng 21,3% thời gian năm), nâng gấp đôi tỷ trọng của chúng trong tổng sản lượng điện của Nhật Bản từ 7% trong năm tài chính 2012 lên 13% năm tài chính 2018.

Nếu tính cả sản lượng điện từ các nhà máy thủy điện công suất hơn 30 MW, thì sẽ chiếm tới 16% tổng sản lượng điện năm 2018. Trong khi điện mặt trời PV sẽ tiếp tục chiếm khoảng 90% tổng sản lượng điện năng lượng tái tạo ở Nhật Bản, điện gió và điện sinh khối sẽ dần dần tăng tỷ trọng tương ứng của chúng trong hệ thống hỗn hợp năng lượng.

Trong phiên đấu giá đầu tiên tại Nhật Bản cho điện năng khả dụng của điện mặt trời PV, mức giá đấu thầu thấp nhất là 17,2 Yên/kWh, giảm 18% so với mức cố định FIT 21 Yên/kWh. Tuy nhiên, một số mức giá dự thầu vẫn ở sát mức trần 21 Yên/kWh, cho thấy chi phí điện mặt trời PV ở Nhật Bản cao hơn của thế giới. Giảm chi phí thêm nữa là một thách thức trong tương lai.

Trong cuộc đấu giá, tổng công suất thực hiện đấu giá chỉ đạt 141 MW trên tổng công suất cần đấu giá 500 MW. Do đó, đòi hỏi điều kiện đấu giá cần phải được điều chỉnh để thu hút thêm nhà thầu.

Ngoài nguồn điện khả dụng từ điện mặt trời PV, sản xuất điện sinh khối gỗ quy mô lớn sẽ được đấu giá vào năm 2018.

Tổng công suất điện mặt trời PV của Nhật Bản, bao gồm cả các nhà máy không hoạt động duy trì FIT đã được phê duyệt, đã tăng lên đến 71GW, vượt mức mục tiêu 64 GW dự kiến ​​cho hỗn hợp năng lượng vào năm 2030. Công suất điện gió, bao gồm cả các nhà máy không hoạt động duy trì FIT đã được phê duyệt, cũng đã tiến gần mục tiêu 10 GW đặt ra cho năm 2030 nhờ sự gia tăng đều đặn các dự án đã lên kế hoạch sau khi hoàn thành việc đánh giá môi trường theo quy định. Công suất điện sinh khối, bao gồm cả các nhà máy đã được phê duyệt FIT không hoạt động, đã đạt 15 GW vượt quá xa mục tiêu đề ra cho năm 2030 là 6-7 GW.

Nếu lưới điện đảm bảo kết nối hiệu quả các nguồn điện năng lượng tái tạo được phê duyệt FIT, tổng sản lượng điện năng lượng tái tạo của Nhật Bản có thể đạt mục tiêu đề ra cho năm 2030 là 22-24% tổng sản lượng điện vào khoảng giữa những năm 2020.

Tuy nhiên, khi tất cả các nguồn điện năng lượng tái tạo được đưa vào hoạt động, gánh nặng chi phí tích lũy cho người tiêu dùng thông qua phụ thu FIT sẽ là 42 nghìn tỷ Yên. Gánh nặng chi phí tăng cao là một thách thức cần phải được giải quyết trong tương lai.

2. Những vấn đề đặt ra đối với phát triển nguồn điện năng lượng tái tạo

Từ những thực trạng nêu trên và của một số nước khác, ví dụ như Úc [2] cho thấy các vấn đề đặt ra đối với sự phát triển nguồn điện năng lượng tái tạo thời gian tới là:

Thứ nhất: Phát triện nguồn điện năng lượng tái tạo là xu thế toàn cầu. Xu thế đó đã bắt đầu từ nhiều năm trước và sẽ tiếp tục trong nhiều năm nữa mới đạt được mục tiêu cần thiết để nắm giữ vai trò quan trọng trong hệ thống nguồn điện của thế giới và của từng quốc gia là thay thế một phần đáng kể nguồn điện từ năng lượng truyền thống - năng lượng hóa thạch.

Thứ hai: Để thúc đẩy sự gia tăng phát triển nguồn điện năng lượng tái tạo đòi hỏi thế giới phải tiếp tục nỗ lực hơn nữa giải quyết nhiều thách thức, đặc biệt là giảm chi phí, nâng cao tính ổn định và an toàn của hệ thống điện khi mở rộng công suất nguồn điện năng lượng tái tạo. Điều đó cần phải có thời gian và nguồn lực thích đáng, nhất là đối với các nước đang phát triển.

Thứ ba: Kinh nghiệm của các nước cho thấy việc phát triển nguồn điện năng lượng tái tạo đòi hỏi phải có chiến lược, lộ trình, bước đi và cơ chế chính sách thích hợp phù hợp với điều kiện cụ thể của mỗi quốc gia, nhất là tiềm năng các nguồn tài nguyên năng lượng sẵn có trong nước. 

Ngay như CHLB Đức là nước có mức độ phát triển năng lượng tái tạo vào loại cao nhất thế giới cũng chưa thể tuyên bố từ bỏ nhiệt điện than đang giữ vai trò đáng kể trong hệ thống nguồn điện của nước này.

Hoặc, Nhật Bản là một nước công nghiệp phát triển cao và nghèo tài nguyên năng lượng hóa thạch cũng chỉ đề ra mục tiêu đến năm 2030 phấn đấu đưa tổng sản lượng điện năng lượng tái tạo đạt mức 22-24% tổng sản lượng điện quốc gia với điều kiện giải quyết được vấn đề giảm chi phí (đang rất cao hiện nay), việc nối lưới và nâng cao mức độ ổn định, an toàn của hệ thống điện khi mở rộng công suất nguồn điện năng lượng tái tạo.

Thứ tư: Việc giảm chi phí điện năng khả dụng của 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 thực hiện, trong đó có giải pháp nâng cao tính cạnh tranh trong việc thực hiện các dự án điện năng lượng tái tạo thông qua cơ chế đấu giá để lựa chọn dự án có chất lượng tốt nhất, phù hợp nhất với giá cạnh tranh nhất.

Tài liệu tham khảo:

1. Yasushi Ninomiya: Outlook for Renewable Energy Market, IEEJ January 2018 © IEEJ2018.

2.Hiện trạng ngành năng lượng Úc và kinh nghiệm cho Việt Nam, Kỳ 1, Kỳ 2 và Kỳ 3 Năng lượng Việt Nam online 08:42 |12/01/2018, 07:06 |15/01/2018 và 08:14 |22/01/2018.