Nguồn cung từ năng lượng tái tạo tăng cao - Một số hệ lụy và giải pháp tình thế của châu Âu

Ngày nước Đức không có điện gió - Bài học cho Việt Nam Một ngày đầu tháng 11 vừa qua, gió trên phần lãnh thổ châu Âu đột nhiên lặng, khiến cho hệ thống điện gió khổng lồ của Đức không sản xuất ra điện. Hệ thống điện có dự trữ lớn và kết nối tốt với châu Âu đã cứu nước Đức qua cơn nguy. Phân tích hệ thống điện ngày 6/11/2024 ở nước Đức của chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam dưới đây có thể đem lại những bài học cho các nước đang trên xu thế tăng tỷ lệ năng lượng tái tạo.

Nguồn cung dư do bùng nổ điện mặt trời?

Cách đây vài tháng, châu Âu ghi nhận số giờ giá điện rơi xuống mức âm - tức nhà sản xuất phải trả tiền cho khách hàng mua sỉ, tăng lên mức cao kỷ lục. Điều này là do tình trạng chênh lệch cung, cầu khi sản lượng điện mặt trời (NLMT) tăng vọt. Trên thị trường điện bán buôn ở hầu hết các nền kinh tế lớn của EU, số giờ mà giá điện được bán với mức 0 đồng, hoặc giá âm vào thời điểm nhu cầu thấp tăng kỷ lục trong 5 tháng đầu năm. Điều đó, đồng nghĩa, các nhà sản xuất thường xuyên phải trả tiền cho khách hàng để họ tiếp nhận nguồn điện dư, nếu không họ buộc phải dừng hoạt động các nhà máy điện.​​ Sự phát triển mạnh mẽ của NLMT là nguyên nhân chính dẫn đến nguồn cung điện dư thừa ở EU. Bên cạnh đó, hoạt động sản xuất thủy điện và năng lượng hạt nhân cũng góp phần gây ra tình trạng này.

Theo dữ liệu của SolarPower Europe: Công suất NLMT được lắp đặt tại EU tăng hơn gấp đôi - lên 263 GW (trong giai đoạn 2019-2023). Chỉ riêng trong năm 2023, có thêm 306.000 tấm pin mặt trời được lắp đặt trung bình mỗi ngày tại EU. Điều này khiến ​​phụ tải hệ thống tại nhiều thị trường thuộc EU giảm mạnh vào giữa ngày (lúc nhu cầu thấp điểm).

Sản xuất NLMT bùng nổ ở EU một phần vì khi các nhà phát triển không còn cần đến trợ cấp. Họ có thể chốt các hợp đồng bán điện với người mua theo các mức giá trên thị trường điện bán buôn. Giá điện âm là điều không mới đối với Đức - nước có công suất sản xuất NLMT và gió lớn nhất châu Âu.

Theo dự báo của hãng tư vấn năng lượng EnAppSys: Đức có khoảng 300 giờ giá điện bán buôn dưới mức zero vào năm ngoái và có thể tăng gấp đôi vào năm 2024. Còn tại Anh, số giờ điện bán với mức giá âm dự kiến tăng gấp 5 lần vào năm 2027.

‘Gió lặng’ bộc lộ các điểm yếu:

Châu Âu từng chứng kiến dư thừa điện do bùng nổ điện mặt trời, nhưng mới đây giá điện ở EU bỗng dưng tăng vọt - xu hướng ít ai nghĩ tới.

Theo trang tin Telegraph của Anh số đầu tháng 11/2024: Biến đổi khí hậu đã gây ra hiện tượng Dunkelflaute, khiến sản lượng điện gió ở Anh, Đức và khu vực Bắc Âu giảm mạnh. Dunkelflaute (tạm dịch là gió lặng) - mô tả các giai đoạn tốc độ gió giảm mạnh, dẫn đến tua bin không sản xuất điện được. Dunkelflaute khiến các trang trại gió chỉ có thể đáp ứng được 3-4% nhu cầu điện của Anh trong các giờ cao điểm buổi sáng và buổi tối, buộc nước này phải khai thác điện khí thay thế. Nhưng điện khí cũng chỉ đáp ứng được khoảng 60% nhu cầu. Để thỏa mãn thị trường, phần còn lại của Anh được đáp ứng từ các nhà máy điện hạt nhân, sinh khối, kết hợp với các trang trại điện mặt trời và nhập khẩu.

Tại Đức, Dunkelflaute thể hiện rõ nét hơn, tốc độ gió thấp khiến các trang trại gió của Đức chỉ tạo ra được 7% công suất định mức. Sản lượng điện gió giảm xuống mức thấp nhất (kể từ năm 2014) và sản lượng điện dầu tăng lên mức cao nhất trong 4 tuần (đạt 700 MW). Gió lặng làm nổi bật những điểm yếu do phụ thuộc quá nhiều vào năng lượng gió, mặt trời, đặc biệt là vào mùa đông khi Đức có rất ít ánh nắng mặt trời và thỉnh thoảng có những thời điểm gió yếu vào lúc nhu cầu năng lượng cao.

Do thay đổi thời tiết, khiến các nhà điều hành lưới điện của Đức buộc phải khởi động các nhà máy điện chạy bằng than nhằm đáp ứng 30% nhu cầu vào buổi sáng, với 18% khác đến từ khí đốt và 12% đến từ các trang trại năng lượng mặt trời.

Giá điện tăng cao và các tác động:

Theo Reuters: Giá điện bán buôn tại các nền kinh tế lớn của EU đã tăng tới mức cao nhất trong hơn một năm qua, tạo thêm áp lực cho các doanh nghiệp vốn đã gặp khó khăn vì nhu cầu giảm sút và tâm lý tiêu dùng không ổn định. Theo dữ liệu thị trường điện do LSEG tổng hợp: Giá điện bán buôn trung bình tại các quốc gia như Đức, Pháp, Hà Lan, Tây Ban Nha và Ba Lan đã đạt mức cao nhất trong ít nhất 20 tháng (tính đến tháng 11/2024).

Dự kiến, khi mùa đông đến và nhu cầu sưởi ấm tăng lên, giá điện có thể tiếp tục leo thang, gây thêm khó khăn cho các nền kinh tế vốn đã chật vật phục hồi sau cuộc xung đột Nga - Ukraine vào năm 2022 - khi nguồn cung khí đốt bị gián đoạn khiến giá năng lượng trên toàn châu Âu tăng đột biến.

Đức - nền kinh tế lớn nhất châu Âu và là trung tâm sản xuất hàng đầu, giá điện bán buôn từ tháng 3/2022 đến nay ở mức 138 Euro/MWh, cao hơn 280% so với mức trung bình giai đoạn 2016-2019. Tương tự, tại Pháp, Ý, Hà Lan, giá điện trung bình cũng tăng hơn 200%, trong khi tại Ba Lan, Tây Ban Nha, mức tăng lần lượt là 180% và 103%.

Sự gia tăng chi phí điện đã gây ra những tác động nghiêm trọng đối với ngành công nghiệp châu Âu, đặc biệt là tại Đức. Các lĩnh vực sử dụng nhiều năng lượng như sản xuất thép, hóa chất và phân bón đã ghi nhận mức sản lượng thấp kỷ lục, hoặc thấp nhất trong nhiều năm. Sản xuất tua bin và động cơ giảm tới 30% so với mức đỉnh trước đó.

Ngay cả ngành ô tô - một biểu tượng của nền kinh tế Đức cũng chứng kiến sản lượng giảm hơn 30% so với giai đoạn trước đại dịch Covid-19, dưới áp lực của chi phí điện cao và sự cạnh tranh từ các nhà sản xuất Trung Quốc.

Với giá điện ngày càng tăng, không phải công ty nào cũng đủ sức cạnh tranh. Những doanh nghiệp tập trung vào sản xuất chi phí thấp, vốn đang chịu áp lực từ đối thủ quốc tế và nhu cầu tiêu dùng yếu, có thể buộc phải cắt giảm thêm sản lượng, khiến nền kinh tế khu vực khó có thể phục hồi mạnh mẽ.

Giải pháp tình thế của EU:

Việc sản lượng điện gió giảm là ít gặp, nhưng sự sụt giảm mạnh về sản lượng lại là vấn đề nan giải và đau đầu hơn mà các nhà quy hoạch điện đang phải vật lộn khi họ chuyển sang năng lượng tái tạo phụ thuộc vào thời tiết. Ví dụ, theo National Grid: Sản lượng điện gió của Foggy Albion đã giảm đi 7,6%.

Tại Anh, Tập đoàn Điều hành Hệ thống Năng lượng Quốc gia (Neso) công bố một báo cáo nêu rõ: “Lộ trình” hướng tới mục tiêu của Anh là phải đạt được năng lượng sạch vào năm 2030. Báo cáo cảnh báo rằng: Cần phải có “nỗ lực phi thường”, tăng gấp đôi công suất điện gió trên bờ, tăng gấp ba công suất điện gió ngoài khơi và tăng gấp bốn công suất điện mặt trời - tất cả trong 5 năm tới.

Ngoài ra, Neso cũng cho hay: Các trang trại điện gió, điện mặt trời sẽ cần được hỗ trợ bởi các nhà máy điện hạt nhân, một lượng lớn lưu trữ pin và lượng lớn “tính linh hoạt” của hệ thống do người tiêu dùng cung cấp bằng cách chuyển việc sử dụng điện của họ sang các thời điểm khác nhau.

“Mục tiêu này cũng không thể đạt được (trừ khi hệ thống quy hoạch điện được viết lại, cũng như hàng nghìn dặm cáp và cột điện được xây dựng thêm để kết nối mọi thứ lại với nhau)” - báo cáo thừa nhận. Neso cho biết: Khí đốt vẫn sẽ được sử dụng để hỗ trợ hệ thống, nhưng sẽ cung cấp ít hơn 5% công suất.

Tại Đức, việc các trang trại gió dừng phát điện phải được bù đắp bằng bằng khí đốt khiến giá điện trong giờ cao điểm tăng gấp 8 lần. Tại quốc gia này, giá điện tăng vọt trên 800 Euro/MWh. Cụ thể, theo sàn giao dịch NordPool, vào Chủ nhật (3/11/2024): Giá điện bán buôn tối đa ở Đức trong giờ cao điểm không quá 128 Euro/MWh, thì đến thứ Tư (6/11), giá lại tăng tiếp lên 805-820 Euro/MWh. Đó là giá điện bán buôn từ 18:00 đến 20:00.

Giới chuyên gia cảnh báo: Sản lượng điện gió của Đức ​​sẽ rất thấp trong những tháng tới, tạo ra mối đe dọa về tình trạng tắc nghẽn nguồn cung. Tuy vậy, quốc gia này cũng không thể cầu cứu từ Pháp được. Khi nhiệt độ giảm, nhu cầu năng lượng của Pháp cũng tăng nhanh. Công suất điện hạt nhân của Pháp không thể bù đắp hoàn toàn cho công suất điện gió thấp do phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.

Theo Viện Hệ thống Năng lượng Mặt trời: Giá điện bán buôn đã đạt mức kỷ lục kể từ đỉnh điểm của cuộc khủng hoảng năng lượng vào năm 2022. Và lý do là do không có gió, tỷ lệ sản xuất điện gió ở Đức đã giảm từ mức trung bình hàng năm từ 32% xuống gần bằng 0. Các tua bin gió chỉ hoạt động ở mức 7% công suất danh nghĩa.

Trong khi tỷ lệ sản xuất điện gió giảm, thì điện khí lại tăng lên 60% ở Anh và gần 30% ở Đức. Vì giá khí đốt ở EU vẫn cao hơn gấp đôi so với giá trước khủng hoảng (460 USD trên sàn giao dịch TTF), nên giá điện tiếp tục được đẩy lên cao.

Theo sàn giao dịch PSE: Cùng lúc đó, đơn vị vận hành hệ thống điện Ba Lan cũng ban bố tình trạng khẩn cấp và yêu cầu tất cả các nhà máy điện dự phòng phải sử dụng công suất theo nhu cầu.

Theo PSE: Vào ngày 6/11/2024, các nhà máy điện chạy bằng khí đốt và than chiếm 95% tổng sản lượng điện của Ba Lan. “Trong khi EU đang nỗ lực mở rộng nhanh chóng năng lực sản xuất năng lượng gió, mặt trời, thì EU vẫn dựa vào nguồn dự trữ hydrocarbon đắt đỏ. Một trong những thách thức lớn nhất của EU là đảm bảo nguồn năng lượng sạch, giá rẻ bất cứ khi nào cần” - Bloomberg lưu ý.

Alexey Grivach - Phó giám đốc Quỹ An ninh Năng lượng Quốc gia (NWF) tin rằng: Tình trạng ‘gió lặng’ hiện tại ở châu Âu là hồi chuông cảnh tỉnh về tình trạng lệ thuộc quá nhiều vào năng lượng tái tạo từ thiên nhiên, về sự thật khắc nghiệt của cuộc sống.

Theo giới phân tích năng lượng: Tình trạng không gió kết hợp với thời tiết lạnh giá vào tháng 2/2025 có thể dẫn đến những hệ lụy nghiêm trọng hơn nhiều đối với hệ thống năng lượng với tỷ trọng năng lượng gió, mặt trời hiện tại. Và có thể còn nghiêm trọng hơn khi kết hợp với các yếu tố tiêu cực khác mà nhiều người chưa tính đến.

Theo báo cáo của EADaily: Do lệnh trừng phạt và lệnh trừng phạt trả đũa, Gazprom đã giảm nguồn cung cho châu Âu khoảng 5 lần. Đồng thời, nhiên liệu từ đường ống của Nga vẫn tiếp tục là một trong những nguồn cạnh tranh nhất. Trong khi chỉ duy trì hai tuyến xuất khẩu, Gazprom đã tăng nguồn cung cấp cho châu Âu thêm 15% trong 10 tháng của năm. Các khách hàng của công ty đã tăng lựa chọn khí đốt của Nga lên 26,5 tỷ mét khối, một nửa mức tăng đến từ các công ty Hy Lạp./.

BBT TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Link tham khảo:

https://eadaily.com/en/news/2024/11/06/it-doesnt-blow-in-europe-electricity-in-germany-has-risen-eight-times-in-price

https://www.telegraph.co.uk/business/2024/11/05/dunkelflaute-cut-wind-power-generation-germany-uk/

https://notrickszone.com/2024/11/13/november-wind-slump-has-led-to-a-strained-energy-supply-in-germany-bottlenecks-threaten/

https://www.reuters.com/business/energy/europes-economic-woes-may-worsen-key-power-prices-rise-maguire-2024-11-20