Hướng tới Net Zero [kỳ 2]: Hoa Kỳ, Trung Quốc ưu tiên đầu tư nguồn điện lớn

Hướng tới Net Zero [kỳ 1]: Kịch bản và một số dự án năng lượng tiêu biểu ở châu Âu Theo European Green Deal - EGD: Liên minh châu Âu (EU) có tham vọng hướng tới mức phát thải ròng bằng 0 (Net Zero) theo hai giai đoạn năm 2030 và 2050. Bài viết dưới đây, chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam cập nhật những kịch bản giúp EU đạt được mục tiêu và một số dự án năng lượng lớn, tiêu biểu đang đầu tư tại khu vực này.

KỲ 2: CẬP NHẬT CÁC KỊCH BẢN HƯỚNG TỚI NET ZERO VÀ TÌNH HÌNH ĐẦU TƯ NGUỒN ĐIỆN LỚN CỦA HOA KỲ, TRUNG QUỐC

Mục tiêu khí hậu của Hoa Kỳ và Trung Quốc - Các kịch bản hướng tới Net Zero vào năm 2050 và 2060:

Hoa Kỳ:

Theo Bộ Ngoại giao Hoa Kỳ: Tháng 11/2021 chính quyền Tổng thống Biden đã đệ trình chiến lược dài hạn lên IPCC (Ủy ban liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu của Liên Hợp Quốc) cam kết không phát thải ròng chậm nhất vào năm 2050. Mục tiêu ròng bằng không bao gồm tất cả lượng phát thải khí nhà kính (GHG), với các giả định minh bạch về việc loại bỏ CO2 bằng các giải pháp dựa trên đất đai, công nghệ, đồng thời chỉ định một số thành phần chính cho quy hoạch toàn diện.

Chính phủ Hoa Kỳ có một số cách để cải thiện phạm vi, cấu trúc mục tiêu và tính minh bạch của mục tiêu “không ròng”. Hoa Kỳ có thể đưa ngành hàng không và vận chuyển quốc tế vào phạm vi mục tiêu và cam kết rõ ràng đạt mức phát thải ròng bằng 0 trong biên giới của quốc gia mà không sử dụng bất kỳ biện pháp bù đắp quốc tế nào.

Hơn nữa, bản thân mục tiêu có thể được quy định trong luật kết hợp với việc áp dụng cơ chế đánh giá, sửa đổi và báo cáo có tính ràng buộc pháp lý. Chính phủ Hoa Kỳ cũng giải thích thêm lý do mục tiêu Net Zero của họ là một đóng góp hợp lý cho mục tiêu toàn cầu là hạn chế sự nóng lên ở mức 1,5˚C so với mức tiền công nghiệp.

Trung Quốc:

Vào tháng 9/2020, Chủ tịch Tập Cận Bình đã công bố các mục tiêu mới để Trung Quốc đạt mức trung hòa carbon trước năm 2060, cũng như tăng cường các cam kết hiện có vào năm 2030 theo Thỏa thuận Paris. Với những thông báo này, Trung Quốc đã gióng lên động thái tham gia cùng Liên minh châu Âu (EU), cũng như Hoa Kỳ dưới thời chính quyền Biden trong việc thực thi hành động khí hậu dài hạn giữa các quốc gia phát thải lớn.

“Chúng tôi đặt mục tiêu đạt mức phát thải CO2 cao nhất trước năm 2030 và đạt được mức trung hòa carbon trước năm 2060” - Chủ tịch Trung Quốc Tập Cận Bình khẳng định.

Hiện tại, các viện năng lượng hàng đầu của Trung Quốc đã trình bày 2 kịch bản cần làm để đạt được mục tiêu này. Trung Quốc hướng tới mục tiêu hơn 85% tổng năng lượng và hơn 90% điện năng đến từ các nguồn không hóa thạch (chủ yếu là năng lượng gió, mặt trời, hạt nhân) vào năm 2050. Việc lắp đặt hệ thống phát điện sạch hàng năm sẽ cần tăng gấp đôi, với một phần của kế hoạch là việc thu hồi carbon.

Theo giới phân tích năng lượng và khí hậu thế giới: Để đạt mục tiêu này, Trung Quốc sẽ có thể phải huy động 1,5 - 3% GDP để biến mục tiêu “trung hòa carbon” thành hiện thực trước năm 2060 như đã cam kết. Thực tế, Trung Quốc chiếm gần 30% lượng khí thải CO2 - hơn một nửa lượng than sử dụng và một nửa công suất điện đốt than, 85% năng lượng, 90% điện từ các nguồn phi hóa thạch của thế giới.

Một số dự án năng lượng tiêu biểu đang đầu tư ở Hoa Kỳ:

1/ Dự án năng lượng mặt trời khổng lồ tại Nevada:

Trung tuần tháng 5/2020, Bộ Nội vụ Hoa Kỳ (DOI) đã phê duyệt lần cuối dự án năng lượng mặt trời lớn nhất ở Mỹ, trị giá lên tới 1,3 tỷ USD ở tại bang Nevada, có thể cung cấp điện cho khoảng 260.000 hộ gia đình, đủ để đáp ứng nhu cầu của dân cư tại Las Vegas. Đó là dự án Gemini triển khai trên một vùng đất sa mạc thuộc chính phủ liên bang rộng khoảng 7.000 mẫu, cách khu vực Đông Bắc Las Vegas khoảng 33 dặm.

Gemini có công suất 690 MW (AC) - là dự án năng lượng mặt trời phát điện liên tục lớn nhất ở Hoa Kỳ, dự kiến hoàn thành trong năm nay. Gemini sẽ có thể sản xuất điện quanh năm. Pin lưu trữ của nó sẽ đóng vai trò quan trọng chủ yếu vào mùa hè và đặc biệt là từ 4 giờ chiều đến 9 giờ tối.

Gemini sẽ triển khai gần 1,8 triệu mô-đun quang điện hai mặt tấm lợp, sử dụng pin mặt trời mono-PERC hiệu suất cao do Maxeon Solar Technologies ở Malaysia sản xuất và được lắp ráp bởi Maxeon ở Mexicali, Mexico.

2/ Dự án năng lượng gió lớn thứ 3 thế giới tại Mỹ:

Dự án Trung tâm Năng lượng gió Alta (AWEC), hay còn được gọi là Trang trại gió Mojave là dự án năng lượng gió trên bờ lớn thứ ba trên thế giới. AWEC nằm trên đèo Tehachapi thuộc dãy núi Tehachapi, hạt Kern, California. Tính đến năm 2022, đây là trang trại gió lớn nhất ở Hoa Kỳ, với tổng công suất lắp đặt là 1.550 MW.

Southern California Edison đã đồng ý với thỏa thuận mua bán điện trong 25 năm từ dự án AWEC. Về mặt môi trường, AWEC sẽ “giảm hơn 5,2 triệu tấn khí thải CO2, tương đương với việc loại bỏ khí thải của 446.000 ô tô trên đường”.

3/ Khởi động lại Nhà máy điện hạt nhân Vogtle:

Trong danh sách Top 10 nhà máy điện hạt nhân lớn nhất Hoa Kỳ, nhà máy điện hạt nhân Vogtle (Vogtle Nuclear Power Station) xếp thứ 7. Nhà máy này đang nằm trong chương trình xây mới và khởi động lại chương trình điện hạt nhân hiện có của Chính phủ Hoa Kỳ. Hai trong số các lò phản ứng thương mại tiên tiến nhất trên thế giới đang được xây dựng tại Vogtle ở Waynesboro, bang Georgia. Nó đánh dấu một kỷ nguyên mới của ngành công nghiệp điện hạt nhân, phát đi tín hiệu tích cực về sự hồi sinh của ngành công nghiệp hạt nhân Hoa Kỳ.

Nhà máy điện hạt nhân Vogtle đạt nhiều “điểm nhấn” như có các lò phản ứng đầu tiên của Hoa Kỳ sử dụng công nghệ AP1000 do Tập đoàn Westinghouse phát triển. Vogtle tạo việc làm và thúc đẩy nền kinh tế địa phương.

4/ Nhà máy Hydro xanh lớn nhất Bắc Mỹ:

Đầu tháng 8/2022, Công ty Năng lượng Hoa Kỳ New Fortress Energy (NFE) đã ký một thỏa thuận với Công ty Plug Power để xây dựng một nhà máy hydro xanh quy mô công nghiệp 120 MW gần Beaumont, Texas. Plug Power - nhà cung cấp giải pháp hydro theo phương thức chìa khóa trao tay, để xây dựng một trong những nhà máy hydro xanh lớn nhất ở Bắc Mỹ. Dự án có chi phí đầu tư khoảng 160 triệu USD được thiết kế để sản xuất năng lượng không phát thải từ các nguồn điện sạch tái tạo như gió và mặt trời.

Địa điểm dự án hydro xanh có vị trí chiến lược trên bờ sông Neches ở Hạt Jefferson. Dự án sẽ tận dụng công nghệ điện phân màng trao đổi proton (PEM) của Plug Power và cho phép sản xuất hơn 50 tấn hydro xanh mỗi ngày. Việc xây dựng nhà máy giúp Hoa Kỳ đi trước đón đầu thị trường hydro xanh, bởi theo dự báo thị trường nhu cầu hydro xanh thế giới ước đạt 72 tỷ USD năm 2030 và tốc độ tăng trưởng kép hằng năm giai đoạn 2022 - 2030 vào khoảng trên 55%.

Một số dự án năng lượng tiêu biểu đang đầu tư ở Trung Quốc:

1/ Trang trại gió Gansu Wind Farm lớn nhất thế giới của Trung Quốc được tôn vinh kỷ lục Guinness:

Theo Sách Kỷ lục Guinness Thế giới (GWR): Trang trại điện gió Gansu Wind Farm - GWF (Trung Quốc) là trang trại có công suất lớn nhất thế giới, hiện đang được xây dựng ở phía Tây tỉnh Cam Túc ở Trung Quốc. Có công suất lắp đặt là 7.900 MW, do 7.000 tua bin gió trải dài trên sa mạc Gopi tạo ra. Trang trại gió này là một trong sáu cụm điện gió quốc gia được Chính phủ Trung Quốc phê duyệt. Dự kiến sẽ tăng lên 20.000 MW trong thời gian tới, với chi phí ước tính là 120 tỷ NDT (17,5 tỷ USD).

GWF còn có tên gọi khác là Cơ sở điện gió Jiuquan (Jiuquan Wind Power Base) là một nhóm các trang trại gió lớn. Dự án ở khu vực sa mạc gần Thành phố Jiuquan ở hai địa phương của huyện Qua Châu (Guazhou) và cũng gần thành phố Yumen, thuộc tỉnh Cam Túc phía Tây Bắc, nơi có nhiều gió.

Vào năm 2015, tổ hợp đã hoạt động với mức sử dụng dưới 40% so với 8 GW hiện tại với công suất theo kế hoạch dự kiến là 20 GW. Năm 2017, đường dây truyền tải siêu cao áp một chiều - HVDC Jiuquan - Hồ Nam dài 2.383 km đã đi vào hoạt động kết nối khu phức hợp từ xa với lưới điện khu vực Hồ Nam cho phép tận dụng tối đa công suất phát điện của nó. Sau 4 năm trì hoãn, giai đoạn xây dựng mới nhất đã hoàn thành.

2/ Nhà máy thủy điện lớn thứ hai Trung Quốc sau Đập Tam Hiệp:

Cuối năm 2022, Nhà máy Thủy điện Baihetan (Bạch Hạc Than) với công suất 16.000 MW, quy mô lớn thứ 2 thế giới sau Thủy điện Tam Hiệp của Trung Quốc đã được đưa vào vận hành. Tổ máy số 4 của Thủy điện Baihetan trên sông Kim Sa đã chính thức hòa lưới điện (vào sáng 19/11), đánh dấu dòng chính sông Dương Tử đã trở thành hành lang năng lượng sạch lớn nhất hành tinh.

Theo Reuters, đây là tổ máy công suất 1.000 MW thứ 6 của thủy điện Baihetan đã được đưa vào vận hành để phát điện, đồng thời cũng là tổ máy phát điện thứ 100 được xây dựng và được Tập đoàn Tam Hiệp đưa vào khai thác trên dòng chính sông Dương Tử. Chính xác hơn, Baihetan nằm trên sông Kim Sa ở ngã ba tỉnh Tứ Xuyên và Vân Nam, Tây Nam Trung Quốc, do Tập đoàn Tam Hiệp đầu tư, phát triển và quản lý.

Tổ máy nói trên của Baihetan hiện có công suất tổ máy lớn nhất thế giới cho các trạm thủy điện, với yêu cầu cực kỳ cao về độ chính xác của thiết kế, chế tạo, lắp đặt và vận hành, được gọi là ‘đỉnh của đỉnh’, hay ‘đỉnh Everest’ của ngành công nghiệp thủy điện thế giới. Hai tổ máy đầu tiên của Baihetan vận hành an toàn và ổn định trong 100 ngày (vào ngày 10/10/2021). Baihetan dự kiến ​​sẽ sản xuất điện năng trung bình hàng năm là 62,4 tỉ kWh, tiết kiệm 19,68 triệu tấn than tiêu chuẩn mỗi năm và giảm phát thải carbon 51,6 triệu tấn.

3/ Dự án nhà máy hạt nhân Trung Quốc cung cấp nhiệt công nghiệp:

Theo Tập đoàn Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC): Dự án sưởi ấm công nghiệp năng lượng hạt nhân đầu tiên của Trung Quốc đã chính thức hoàn thành và đi vào hoạt động tại Nhà máy điện hạt nhân Qinshan ở tỉnh Chiết Giang.

Dự án có thể đảm bảo cung cấp nhiệt 24 giờ với nguồn cung cấp nhiệt công nghiệp hàng năm khoảng 288.000 gigajoules. Sản lượng này tương đương với việc tiết kiệm khoảng 10.000 tấn than tiêu chuẩn và giảm lượng khí thải CO2 khoảng 24.000 tấn.

“Đây là một bước đột phá lớn khác của CNNC Qinshan Nuclear Power và Haiyan County trong việc sử dụng toàn diện năng lượng hạt nhân kể từ khi hoàn thành giai đoạn đầu tiên của dự án Trình diễn hệ thống sưởi năng lượng hạt nhân Chiết Giang Haiyan vào năm 2021” - CNNC cho hay.

Giai đoạn đầu tiên của dự án trình diễn hệ thống sưởi cấp quận tại Qinshan, với tổng vốn đầu tư khoảng 940 triệu CNY (135 triệu USD), đã được đưa vào vận hành vào tháng 12/2021.

Dự án được chia thành ba giai đoạn: Giai đoạn ban đầu hiện cung cấp năng lượng hạt nhân tạo ra hệ thống sưởi trung tâm cho 460.000 mét vuông nhà ở tại ba khu dân cư và 5000 mét vuông căn hộ cho gần 4000 cư dân của quận Haiyan. Mục tiêu tổng thể của dự án là có 704.000 gigajoules nhiệt, đáp ứng nhu cầu sưởi ấm 4 triệu mét vuông vào năm 2025, bao phủ khu đô thị chính của quận Haiyan và toàn bộ khu vực thị trấn Shupu.

Qinshan là nhà máy điện hạt nhân lớn nhất của Trung Quốc, bao gồm 7 lò phản ứng. Việc xây dựng giai đoạn 1 của nhà máy - một lò phản ứng nước áp lực (PWR) 300 MWe, là nhà máy điện hạt nhân đầu tiên của Trung Quốc được thiết kế trong nước - bắt đầu vào năm 1985, với tổ máy đi vào hoạt động thương mại vào năm 1994.

Nhà máy Qinshan (giai đoạn 2) có 4 lò phản ứng nước áp lực CNP-600 đang hoạt động, được chế tạo với mức độ nội địa hóa cao. Tổ máy số 1 và 2 lần lượt bắt đầu hoạt động vào năm 2002 và 2004. Các tổ máy số 3 và 4 đi vào vận hành thương mại vào tháng 10/2010 và tháng 4/2021.

Giai đoạn 3 bao gồm hai lò phản ứng nước nặng áp suất 750 MWe do Atomic Energy of Canada Ltd cung cấp và được đưa vào vận hành thử nghiệm năm 2002 và 2003.

Vào tháng 5/2022, CNNC đã bắt đầu thực hiện một dự án tại Nhà máy Tianwan ở tỉnh Giang Tô của Trung Quốc để cung cấp hơi nước cho một nhà máy hóa dầu gần đó. Dự kiến hoàn thành vào cuối năm 2023, đây sẽ là dự án cung cấp hơi nước năng lượng hạt nhân sử dụng trong công nghiệp đầu tiên của Trung Quốc. Cơ sở này dự kiến sẽ cung cấp 4,8 triệu tấn hơi mỗi năm.

Ngoài Qinshan, Trung Quốc hiện đang là quốc gia thứ ba sau Mỹ và Nga phát triển lò phản ứng hạt nhân nổi. Lò phản ứng ACPR50S đang được thử nghiệm rộng rãi để kiểm tra khả năng chống chọi với bão và các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt.

Theo các kỹ sư hàng hải, nhà máy điện hạt nhân nổi đầu tiên của Trung Quốc có thể chống chịu được thảm họa thời tiết 10.000 năm mới có một lần. Lò phản ứng 60 MW đang được phát triển ngoài khơi bờ biển phía Đông của Trung Quốc để cung cấp năng lượng cho các giàn khoan dầu và các đảo ở vịnh Bột Hải.

Lò phản ứng nổi 30.000 tấn này đã hoàn thành vào năm 2022 và trở thành lò phản ứng đầu tiên trong tổ hợp lò của Trung Quốc nhằm hướng tới mục tiêu phát triển dọc từ bờ biển phía Đông tới khu vực biển đang tranh chấp.

Theo Hãng tin Bloomberg: Trung Quốc lên kế hoạch xây dựng ít nhất 150 lò phản ứng hạt nhân mới trong 15 năm tới, nhiều hơn so với phần còn lại của thế giới đã xây dựng trong 35 năm qua. 150 lò phản ứng hạt nhân có thể tiêu tốn ngân sách Trung Quốc tới 440 tỷ USD. Sớm nhất vào giữa thập niên này, Trung Quốc sẽ vượt qua Mỹ để trở thành quốc gia sản xuất điện hạt nhân lớn nhất thế giới.

4/ Trung Quốc xây dựng cụm nhà máy quang điện - thủy điện lớn nhất thế giới:

Trung Quốc đang nâng cấp một nhà máy thủy điện lớn và xây dựng nhà máy điện mặt trời trong khuôn khổ dự án năng lượng hỗn hợp lớn nhất thế giới, sản xuất điện từ thủy điện và quang điện. Đó là nhà máy điện mặt trời Kela ở tỉnh Tứ Xuyên, Tây Nam Trung Quốc, gần Trạm thủy điện Lianghekou, nằm trên sông Yalong, công suất phát điện theo thiết kế 1.000 MW. Hàng loạt tấm pin mặt trời sẽ được lắp đặt trên núi ở độ cao lên tới 4.600 mét, dự kiến dự án sẽ hoạt động trong 1.735 giờ mỗi năm và hoàn thành vào năm 2023.

Trạm Kela sẽ cắt giảm lượng khí thải hơn 1,6 triệu tấn CO2. Trạm điện mặt trời Kela sẽ là nguồn điện bổ sung cho trạm thủy điện khi sản lượng của hai nhà máy thay đổi rõ rệt trong năm. Bằng cách kết hợp sử dụng hai loại nguồn điện vào một cụm năng lượng, lưới điện sẽ không chỉ nhận được lượng điện ngày càng tăng mà còn cung cấp nguồn điện ổn định hơn.

Đón đọc kỳ tới...

KHẮC NAM - CHUYÊN GIA TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

THEO: CTO//CMA/NBS/OEB/Reuters/PTO/WNO - 3/2023

Link tham khảo:

1/ https://climateactiontracker.org/countries/usa/net-zero-targets/

2/ https://asiasociety.org/policy-institute/us-and-china-climate-goals-scenarios-2030-and-mid-century

3/ https://www.canarymedia.com/articles/solar/largest-solar-power-plant-in-us-closes-on-1-3-billion-dollar-financing

4/ https://www.nsenergybusiness.com/news/bechtel-vogtle-nuclear-power-plant/

5/ https://www.offshore-energy.biz/nfe-teams-up-with-plug-power-for-green-hydrogen-plant-on-gulf-coast/#:~:text=The%20green%20hydrogen%20project%20site,the%20U.S.%20Gulf%20Coast%20region.

6/ https://www.power-technology.com/marketdata/gansu-guazhou-wind-farm-china/

7/https://www.reuters.com/business/sustainable-business/china-completes-construction-second-biggest-hydro-plant-2022-12-20/

8/ https://world-nuclear-news.org/Articles/Chinese-nuclear-plant-starts-supplying-industrial#:~:text=Qinshan%20is%20China's%20largest%20nuclear,entering%20commercial%20operation%20in%201994.

9/ https://world-nuclear-news.org/Articles/Chinese-nuclear-plant-starts-supplying-industrial#:~:text=Qinshan%20is%20China's%20largest%20nuclear,entering%20commercial%20operation%20in%201994.

10/ https://news.cgtn.com/news/2022-07-08/World-s-largest-hydro-solar-power-station-under-construction-in-China-1buQHVUFuvK/index.html

11/ https://www.bloomberg.com/news/features/2021-11-02/china-climate-goals-hinge-on-440-billion-nuclear-power-plan-to-rival-u-s