Phát triển năng lượng tái tạo thế giới năm 2020 - tham khảo cho Việt Nam

Kinh nghiệm quốc tế về phát triển năng lượng tái tạo phù hợp ‘hoàn cảnh’ quốc gia Để tạm kết chuyên đề “Kinh nghiệm quốc tế về phát triển, quản lý, vận hành hiệu quả nguồn điện năng lượng tái tạo trong hệ thống điện quốc gia”, chúng tôi muốn bạn đọc tham khảo về kinh nghiệm phát triển của các quốc gia dựa vào khả năng chấp nhận của nền kinh tế, khả năng chi trả của người dân và nhóm giải pháp lựa chọn, phát triển các nguồn năng lượng tái tạo có nhiều lợi thế, ít biến động, cũng như nhóm giải pháp lưu trữ năng lượng...

1. Tình hình tiêu thụ năng lượng tái tạo:

Năm 2020, ngành năng lượng thế giới trải qua một cuộc đảo chiều lớn nhất trong lịch sử hiện đại: Tiêu thụ năng lượng sơ cấp (NLSC) toàn thế giới giảm 4,5%, mức giảm cao nhất kể từ khi kết thúc Thế chiến thứ hai.

Trong đó, tiêu thụ các loại năng lượng không tái tạo đều giảm sâu (dầu mỏ giảm 18,16 EJ - tức giảm 9,5%; khí thiên nhiên giảm 2,92 EJ - tức giảm 2,1%; than giảm 6,22 EJ - tức giảm 4,0%; năng lượng hạt nhân giảm 0,95 EJ - tức giảm 3,8%). Ngược lại, tiêu thụ năng lượng tái tạo (NLTT) tăng: Thủy điện tăng 0,47 EJ, tức tăng gần 1,3% và NLTT phi thủy điện tăng cao 2,89 EJ, tức tăng hơn 10%.

Trong bài này sẽ nêu cụ thể tình hình tiêu thụ NLTT phi thủy điện (gồm năng lượng gió, mặt trời, địa nhiệt, sinh khối và khác) năm 2020 của thế giới, các khu vực, khối nước và một số nước đại diện.

Trong hình 1 nêu quy mô và tỷ trọng tiêu thụ NLTT của một số nước đại diện.

Hình 1:

Nguồn: [1] và tính toán của tác giả.

Ghi chú: EJ là đơn vị tính Exajoules = 1018 J, tương đương với: 239 x 109 kCal, 23,9 x 106 Toe, 40 triệu tấn than đá, 95 triệu tấn than nâu và á bitum, 278 tỉ kWh. Các nước đại diện gồm những nước chiếm tỷ trọng 1% trở lên trong tổng sản lượng NLTT của thế giới.

Qua hình 1 trên đây cho thấy:

Các thống kê cho thấy, xét trên phạm vi toàn thế giới, khu vực và khối nước, tiêu thụ NLTT năm 2020 tiếp tục gia tăng so với năm 2019, tuy nhiên tốc độ tăng bị giảm so với tốc độ tăng bình quân giai đoạn 2009 - 2019, ngoại trừ CIS có mức tăng cao hơn (96,9% > 20,5%).

Xét theo các nước, chỉ có vài nước bị giảm so với năm 2019, còn lại hầu hết các nước có mức tăng trưởng, trong đó chỉ có một số nước có mức tăng cao hơn mức tăng bình quân giai đoạn 2009 - 2019 gồm: Mexico (19,9% > 13,8%), Hà Lan (39,1% > 7,1%), Tây Ban Nha (4,8% > 4,7%), Thụy Điển (14,0% > 9,6%), Úc (19,9% > 17,2%), Đài Loan (29,4% > 10,5%), Việt Nam (128,1% > 48,7%). Tuy nhiên, các nước này có quy mô NLTT còn nhỏ.

Như vậy, đến năm 2020 tỷ trọng tiêu thụ NLTT trong tổng tiêu thụ NLSC của toàn thế giới là 5,7%, trong đó khu vực Bắc Mỹ 6,5%, Nam và Trung Mỹ 10,5%, châu Âu 11,6%, CIS 0,2%, Trung Đông 0,5%, châu Phi 2,1%, châu Á - TBD 4,9%, khối OECD 8,3%, ngoài OECD 4,0% và EU 12,5%.

Đặc biệt, đã có nhiều nước có tỷ trọng tiêu thụ NLTT cao trên 10% NLSC như: Chile 13,1%; Áo 10,2%; Bỉ 10,5%; Phần Lan 17,3%; Hy Lạp 14,0%; Bồ Đào Nha 18,3%; Brazil 16,7%, Đức 18,3%, Thụy Điển 18,6%, Vương quốc Anh 17,4%, Tây Ban Nha 15,5%, New Zealand 11,9%; Ý 11,4%; một số nước có tỷ trọng trong khoảng 5 - 10% và còn lại đa phần dưới 5%. Thậm chí nhiều nước dưới 1%.

Có thể rút ra nhận xét rằng: Tuy có sự phát triển nhanh, nhưng đến năm 2020 NLTT vẫn chỉ chiếm tỷ trọng rất thấp (<10,0%) trong tổng tiêu thụ NLSC của toàn thế giới, các khu vực và nhóm nước, chỉ có châu Âu, Nam và Trung Mỹ và một số nước, chủ yếu thuộc EU có tỷ trọng trên 10%.

2. Sản xuất điện từ năng lượng tái tạo (không bao gồm thủy điện):

Hình 2 dưới đây trình bày sản lượng điện sản xuất từ NLTT phi thủy điện năm 2020 của thế giới, các khu vực, khối nước và một số nước đại diện.

Hình 2:

Nguồn: [1] và tính toán của tác giả.

Các thống kê hình 2 trên đây cho thấy:

Năm 2020, sản lượng điện NLTT của thế giới tăng 12,5% so với 2019, thấp hơn mức tăng bình quân 15,9% trong giai đoạn 2009 - 2019. Như vậy, tốc độ tăng có sự suy giảm.

Các khu vực, khối nước đều có sự tăng trưởng, song với mức tăng thấp hơn mức tăng bình quân giai đoạn 2009 - 2019, ngoại trừ Bắc Mỹ và CIS có mức tăng cao hơn, trong đó CIS là khu vực có quy mô điện NLTT còn hết sức nhỏ, chỉ chiếm 0,3% tổng sản lượng điện NLTT thế giới.

Ngoại trừ Thái Lan, còn lại các nước đều có sự tăng trưởng sản xuất điện NLTT, thậm chí một số nước tăng cao hơn so với bình quân giai đoạn 2009 - 2019 (như Mexico, Mỹ, Hà Lan, Tây Ban Nha, Thụy Điển, Úc, Indonesia, Malaysia, Đài Loan, Việt Nam). Tuy nhiên, đa phần các nước có mức tăng giảm so với mức tăng bình quân trong giai đoạn nêu trên, nhất là những nước có sản lượng điện NLTT quy mô lớn.

Đặc biệt, châu Âu và EU nói chung, trong đó nhiều nước đạt tỷ trọng điện NLTT trên 20% tổng sản điện trong nước như: Vương quốc Anh 40,9%; Đức 40,6%; Tây Ban Nha 31,5%; Hà Lan 26,2%; Ý 24,9%; Thụy Điển 23,7%.

Nhìn chung, các nước có tỷ trọng điện NLTT cao chủ yếu là những nước giàu có nền kinh tế phát triển, thu nhập GDP bình quân đầu người cao và giá điện cao, đồng thời phải có nguồn điện truyền thống ổn định, tin cậy chiếm một tỷ trọng nhất định đi kèm, nhất là các nước EU (tại đây còn có lợi thế lưới điện kết nối trong khối để điều tiết cân đối cung cầu và tỷ trọng điện gió cao). Một số nước khác có tỷ trọng điện NLTT cao chủ yếu nhờ nguồn điện NLTT khác và điện gió có độ ổn định tốt hơn chiếm tỷ trọng cao (xem hình 3).

Tại hình 3 nêu cơ cấu sản lượng điện NLTT (không bao gồm thủy điện) của một số nước đại diện.

Hình 3:

Nguồn: [1] và tính toán của tác giả. Giải thích: † nhỏ hơn 0,05; ◆ nhỏ hơn 0,05%.

Qua các thống kê hình 3 nêu trên có thể rút ra một số nhận xét như sau:

Nguồn điện gió chiếm tỷ trọng chính trên phạm vi toàn thế giới (50,6%) và các khu vực: Bắc Mỹ 61,8%; Nam và Trung Mỹ 44,3% (tương đương với nguồn điện NLTT khác 43,9%); châu Âu 55,4%; châu Phi 51,5%; châu Á 43,3%; các nhóm nước: OECD 52,2%; ngoài OECD 48,5% và EU 55,6%; tại các nước: Canada 70,5%, Mexico 50,3%, Mỹ 61,8%, Brazil 47,4% (tương đương với nguồn điện NLTT khác 46,0%), Pháp 63,2%, Đức 56,4%, Tây Ban Nha 66,1%, Thụy Điển 70,0%, Thổ Nhĩ Kỳ 49,8%, Vương quốc Anh 59,2%, Hà Lan 47,8%, Úc 45,4% (xấp xỉ với điện mặt trời 47,8%), Trung Quốc 54,1%, Ấn Độ 40,0% (tương đương với điện mặt trời 38,8%).

Nguồn điện mặt trời chiếm tỷ trọng chính tại: Trung Đông 88,2%, CIS 59,2%, Úc 47,8% (tương đương điện gió 45,4%), Nhật Bản 66,0%, Hàn Quốc 44,9% (tương đương với điện NLTT khác 46,7%), Đài Loan 59,2% và Việt Nam khoảng gần 100%.

Nguồn điện các loại NLTT khác (gồm địa nhiệt, sinh khối, v.v...) chiếm tỷ trọng chính tại một số nước, chủ yếu tại châu Á: Indonesia 94,6%, New Zealand 77,5%, Philippines 83,3%, Thái Lan 66,9%, Hàn Quốc 47,8%, Brazil 46%.

Từ phân tích trên đây cho thấy, cơ cấu nguồn điện NLTT phụ thuộc chủ yếu vào tiềm năng, lợi thế của từng nguồn NLTT tại từng nước và khu vực.

Bảng 1 dưới đây nêu công suất các nguồn điện NLTT (điện gió và điện mặt trời), tỷ trọng và mức tăng theo từng nguồn năm 2020 của các khu vực và một số nước đại diện.

Bảng 1:

Nguồn: [1].

Qua số liệu ở bảng 1 trên đây cho thấy:

Tính chung toàn thế giới công suất điện gió và công suất điện mặt trời trong năm 2020 tương đối đều nhau, tương ứng là 733,3 GW tăng 17,5% và 707,5 GW tăng 21,5% so với năm 2019. Tuy nhiên, xét trên từng khu vực và từng nước thì có sự tăng trưởng khác nhau đáng kể, điều đó cho thấy tiềm năng các nguồn NLTT có sự khác nhau giữa các khu vực và các nước.

Về điện gió: Chủ yếu tập trung ở các khu vực và các nước: Bắc Mỹ 139,4 GW, chiếm tỷ trọng 19,0% (Mỹ 16,1%); Nam và Trung Mỹ 26,4 GW, chiếm 3,6 %; châu Âu 216,6 GW, chiếm 29,5% (tập trung chủ yếu tại Đức 8,5%, Pháp 2,4%; Tây Ban Nha 3,7%; Vương quốc Anh 3,4%); châu Á - TBD 341,9 GW, chiếm 46,6% (chủ yếu tập trung tại Trung Quốc 38,5%; Ấn Độ 5,3%).

Về điện mặt trời: Chủ yếu tập trung tại châu Á - TBD với công suất 422,6 GW, chiếm 59,7% (tập trung tại Úc 2,5%; Trung Quốc 35,9%; Ấn Độ 5,5%; Nhật Bản 9,5%; Việt Nam 2,3%; Hàn Quốc 2,1% và Đài Loan 0,8%). Ngoài ra, điện mặt trời phát triển mạnh tại một số nước thuộc châu lục khác như: Đức 7,6%; Ý 3,1%; Hà Lan 1,4%; Ukraina 1,0%; Nam Phi 0,8%; Thụy Sĩ 0,5%; Chile 0,4%, v.v...

Đặc biệt, một số nước phát triển công suất điện gió và điện mặt trời tương đối cân bằng nhau như: Ấn Độ, Trung Quốc, Đức, Bỉ, Thổ Nhĩ Kỳ. Điều đó thể hiện phần nào nguồn tiềm năng về điện gió, điện mặt trời tại các nước đó tương đối tương đối đều nhau.

Vấn đề là, tuy về công suất điện gió và điện mặt trời của thế giới gần bằng nhau, song sản lượng điện tạo ra giữa 2 nguồn công suất đó khác nhau đáng kể như đã nêu ở hình 3. Cụ thể là tỷ trọng sản lượng điện gió của thế giới là 50,6%, trong khi của điện mặt trời chỉ là 27,2%. Như vậy, sản lượng điện gió gấp 1,86 lần sản lượng điện mặt trời.

3. Một số điều tham khảo cho Việt Nam:

Qua bức tranh toàn cảnh phát triển NLTT năm 2020 của thế giới, khu vực, nhóm nước và các nước đại diện có thể rút ra một số điều tham khảo cho Việt Nam như sau:

Thứ nhất: Phát triển NLTT nói chung và sản xuất điện từ NLTT nói riêng là xu thế tất yếu hiện nay trên thế giới để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, đảm bảo thân thiện với môi trường và ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu.

Thứ hai: Với quy mô, tốc độ, tỷ trọng và cơ cấu của NLTT có sự khác nhau giữa các khu vực và giữa các nước cho thấy: Tuy phát triển NLTT là tất yếu. Nhưng các nước trên thế giới không phải xếp hàng ngang cùng tiến mà mỗi nước, mỗi khu vực có lộ trình, bước đi, cách thức, biện pháp khác nhau phù hợp với hoàn cảnh, điều kiện cụ thể của từng nước và khu vực.

Thứ ba: Không có một cơ cấu và tỷ trọng NLTT hợp lý giống nhau cho tất cả các nước, khối nước và thống nhất cho mọi thời kỳ. Điều cơ bản là phải đảm bảo an ninh năng lượng trên cơ sở đáp ứng đồng thời các yêu cầu: Cung cấp năng lượng đủ, kịp thời, ổn định, tin cậy, bảo vệ môi trường và giá cả phù hợp với khả năng chịu đựng của nền kinh tế và khả năng chi trả của người dân. Theo đó, có chiến lược, chính sách phát triển năng lượng nói chung và NLTT phù hợp với từng nước, từng khối trong từng thời kỳ, trong đó xác định cơ cấu hợp lý là bài toán thường xuyên phải cập nhật các dữ liệu mới có liên quan phù hợp với bối cảnh kinh tế - xã hội mới và công nghệ mới.

Thứ tư: Để phát triển NLTT một cách hiệu quả và bền vững cần phải:

(1) Xác định đúng và khai thác hợp lý tiềm năng, lợi thế của từng nguồn NLTT sẵn có trong nước, trong khối.

(2) Có các giải pháp đồng bộ về quy hoạch - kinh tế - kỹ thuật - cơ sở hạ tầng ứng phó thích hợp với đặc điểm của các nguồn NLTT nói chung và từng nguồn NLTT nói riêng, nhất là tạo điều kiện thuận lợi trong giai đoạn khởi nghiệp, hạn chế đến mức tối thiểu các tác động phát sinh bởi tính “đỏng đảnh” và phát huy tối đa nguồn cung dồi dào mang tính thời điểm và theo địa bàn của năng lượng tái tạo./.

PGS, TS. NGUYỄN CẢNH NAM - HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Tài liệu tham khảo:

1. BP Statistical Review of World Energy 2021.