Tổng quan thị trường năng lượng tái tạo trên thế giới

Sự phát triển mạnh mẽ của thị trường năng lượng tái tạo thế giới

Như đã biết, hiện nay bức tranh kinh tế thế giới đang rất ảm đảm do cuộc khủng hoảng nặng nề ở Mỹ và châu Âu. Thế nhưng thị trường năng lượng tái tạo (NLTT) thế giới nói chung và thị trường Âu - Mỹ nói riêng vẫn rất phát triển liên tục và mạnh mẽ.

Trong giai đoạn 2005 - 2010, tổng công suất NLTT gồm điện mặt trời, điện gió, nhiệt điện, nước nóng NLMT và nhiên liệu sinh học… tăng với tốc độ trung bình từ khoảng 15% đến gần 50% hàng năm. Đặc biệt điện mặt trời đã tăng với tốc độ nhanh nhất trong giai đoạn trên. Tiếp theo là nhiên liệu sinh học và điện gió. Thủy điện nhỏ, điện và nhiệt sinh khối (SK), điện và địa nhiệt tăng với tốc độ trung bình trong khoảng 3 - 9%/ năm. Ở một số nước, tốc độ tăng đối với các công nghệ này đã vượt xa tốc độ trung bình toàn cầu nói trên. Năm 2009, NLTT đã cung cấp trên 16% tổng tiêu thụ NL cuối cùng trên thế giới.

NLTT đã có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch và NL hạt nhân trong 4 thị trường NL khác nhau. Đó là phát điện, sưởi ấm và làm lạnh, nhiên liệu cho giao thông vận tải (GTVT) và các dịch vụ NL ở khu vực nông thôn ngoài lưới.

Thị trường phát điện năng lượng tái tạo

Nói riêng về thị trường điện NLTT trong năm 2010, tổng công suất phát điện NLTT được xây dựng mới trên thế giới là 194 GW, chiếm khoảng 50% tổng công suất phát điện được xây dựng thêm trong năm. Tỷ lệ điện năng sản xuất từ các nguồn sơ cấp khác nhau được cho trong bảng 1.

Bảng 1- Tỷ lệ sản xuất điện năng của thế giới năm 2010

Tổng công suất phát điện NLTT trên thế giới đến năm 2010 là 4.950 GW, chiếm khoảng 25% tổng công suất phát điện và cung cấp gần 20% điện năng trên toàn cầu, trong đó thủy điện nhỏ chiếm một tỷ lệ rất lớn (16,1%, bảng 1). Nếu không kể thủy điện nhỏ thì tổng công suất phát điện NLTT là 312 GW, tăng 25% so với 2009 (250 GW), trong đó phát điện NL gió tăng nhanh nhất, với công suất lắp thêm năm 2010 là 39 GW, tiếp theo điện mặt trời tăng 17 GW. Các nước dẫn đầu về công suất phát điện NLTT đến cuối năm 2010 (không kể thủy điện nhỏ) là Trung Quốc, Mỹ, Canada, Brazin, Ấn độ và Đức (hình 1).

Ở Mỹ, phát điện NLTT chiếm khoảng 25% tổng công suất lắp đặt thêm trong năm 2010 và chiếm 11,6% tổng công suất phát điện đến cuối 2010, cung cấp khoảng trên 10,3% của tổng điện sinh hoạt.

Hình 1- Công suất phát điện xây dựng năm 2010 (không kể thủy điện nhỏ);
Đơn vị: GW

Trung Quốc dẫn đầu thế giới về lắp đặt tuabin gió và các hệ thống nhiệt mặt trời và cũng là nước đứng đầu về sản xuất thủy điện nhỏ trong năm 2010. Chỉ riêng năm 2010 đã lắp thêm 29 GW phát điện NLTT nối lưới đưa tổng công suất NLTT lên 263 GW, tăng 12% so với 2009. Công suất phát điện NLTT chiếm 26% tổng công suất điện xây dựng mới, 18% của điện sản xuất và hơn 9% của tiêu thụ NL cuối cùng.

Phát điện NLTT có vai trò rất quan trọng ở khu vực châu Âu (EU). Năm 2010, công suất NLTT được xây dựng thêm là 22,6 GW, chiếm khoảng 41% tổng công suất phát điện xây dựng mới. Đặc biệt với cường độ bức xạ mặt trời không cao và giá đầu tư còn cao nhưng điện mặt trời đã phát triển rất mạnh, chiếm hơn 50% tổng công suất NLTT lắp thêm năm 2010.

Trong khối EU, Đức là nước dẫn đầu về phát điện NLTT. Năm 2010, NLTT cung cấp 11% tổng NL tiêu thụ cuối cùng, trong đó tiêu thụ điện chiếm khoảng 16,8%.

Sản xuất nhiệt (phần lớn từ biomass) chiếm 9,8% và tiêu thụ nhiên liệu trong GTVT chiếm 5,8%. Điện gió chiếm tỷ trọng lớn nhất trong sản xuất điện từ NLTT ở Đức. Năm 2010, sản lượng điện gió đạt 102 TWh, chiếm 36% tổng điện NLTT. Tiếp đến là Tây Ban Nha, điện NLTT đạt đến 13,2% của sản xuất NL cuối cùng và chiếm 32.3% đối với tổng sản xuất điện.

Dưới đây chúng ta sẽ tìm hiểu riêng về công nghệ phát triển ngoạn mục nhất trong năm qua trên thế giới là điện gió.

Điện gió

Với công suất xây dựng mới trong năm 2010 là 39 GW, tổng công suất điện gió thế giới đã đạt 198 GW (hình 2). Có ít nhất 52 nước đã xây dựng thêm điện gió trong năm 2010 và hiện nay có 83 nước đang sử dụng NL gió như một nguồn NL thương mại. Tốc độ tăng công suất lắp đặt tuabin gió trung bình trong giai đoạn 2005 - 2010 là 27%, một tốc độ tăng trưởng rất ấn tượng, mặc dù như chúng ta biết, thế giới đang ở trong giai đoạn khủng hoảng kinh tế nặng nề.

Trung Quốc là nước đứng đầu thế giới về phát triển NL gió với tổng công suất đến cuối 2010 là 44,7 GW. Năm 2010, Trung Quốc xây dựng thêm 18,9 GW, chiếm 50% tổng công suất điện gió xây dựng mới của cả thế giới trong năm. Hơn 30% công suất được lắp đặt ở các khu vực có tiềm năng NL gió lớn như Nội Mông và các tỉnh Gansu (10%), Hebei (10%) và Liaoning (9%).

Hình 2- Công suất NL gió đang hoạt động trên thế giới đến cuối 2010

Mỹ là nước đứng thứ 2 về tổng công suất điện gió. Năm 2010, xây dựng thêm 5 GW, đưa tổng số công suất tuabin gió lên 40,2 GW. Hiện nay, điện gió chiếm hơn 2,3% của tổng phát điện và cung cấp điện cho hơn 10 triệu ngôi nhà. Bang Texas, với 10,1 GW chiếm hơn 25% công suất đã lắp đến cuối 2010. 14 trong 38 bang đã lắp thêm trong năm 2010 mỗi bang khoảng 1 GW. Mỹ và Canada chiếm khoảng 15% của tổng thị trường điện gió thế giới.

Các nước EU đã lắp 9,5 GW năm 2010, đưa tổng công suất đã lắp đặt lên 84GW. Tuy nhiên, do sự phát triển mạnh mẽ của điện mặt trời, phát điện gió đã lùi xuống vị trí thứ 3 (sau phát điện khí tự nhiên và điện mặt trời). Hai nước đứng đầu khu vực EU vẫn là Đức và Tây Ban Nha. Đến năm 2010 tổng công suất điện gió ở Đức là 27,2 GW và trong năm đã sản xuất 36,5 TWh. Tây Ban Nha trở thành nước dẫn đầu EU về công suất lắp mới năm 2010, thêm 1,8 GW, đưa tổng công suất lên 20,7 GW và trở thành thị trường lớn thư 4 thế giới về điện gió.

Mặc dù tổng công suất nhỏ hơn Đức (20,7 so với 27,2 GW) nhưng sản xuất điện gió ở Tây Ban Nha lại lớn hơn. Năm 2010, Tây Ban Nha sản xuất 43 TWh (Đức sản xuất 36,5 TWh) do sử dụng các tháp gió cao hơn và các tuabin tiên tiến hơn.

Các nước khác thuộc EU cũng xây dựng thêm nhiều tuabin gió: Pháp- 1,1 GW; Ý- 0,9 GW; và Anh- 0,9GW (lắp mới 2010); các nước như Bulgaria, Lithuania, Ba Lan, Rumania và Sip (Cyprus) cũng đã lắp những tuabin gió đầu tiên (0,08GW) trong năm 2010.

Ấn Độ là thị trường lớn thư 3 trong năm 2010, xây dựng thêm 2,3 GW đưa tổng công suất lên 13,2 GW và duy trì vị trí thứ 5 trên thị trường thế giới.

Thị trường khu vực châu Mỹ Latinh và Ca-ri-be là thị trường mới phát triển nhưng có tốc độ tăng rất nhanh, 54% trong năm 2010. Đối với khu vực châu Phi và Trung Đông, có 11 nước trong khu vực này đã xây dựng các tuabin gió thương mại. Các nước có công suất lớn gồm Ai Cập (550 MW) và Iran (0,9 GW).

Một thị trường mới phát triển nhưng cũng có tốc độ tăng trưởng nhanh là thị trường điện gió ngoài khơi (offshore wind). Năm 2010 có 1,3 GW được xây dựng thêm. Hơn 50% công suất được xây dựng mới thuộc các nước EU, đưa tổng công suất khu vực này lên 3 GW. Công viên gió ngoài khơi lớn nhất ngoài EU là công viên 0,1 GW của Trung Quốc (ngoài khơi Thượng Hải) bắt đầu hoạt động chính thức vào tháng 7- 2010. Từ đầu năm 2011, Trung Quốc bắt đầu xây dựng 4 dự án điện gió ở ngoài bờ biển Jiangsu, với tổng công suất 1 GW và sẽ hoàn thành vào 2014.

Xu hướng hiện nay là tăng công suất các dự án điện gió, cả trên đất liền và ngoài khơi, do các hiệu quả kinh tế cao hơn. Ví dụ, cuối 2010, một trang trại gió 800 MW trên đất liền lớn đang được xây dựng ở Mỹ.

Ngược với xu hướng trên, việc ứng dụng các tuabin cỡ nhỏ cũng tăng lên đồng thời với việc phát triển các bộ đổi điện nối lưới giá rẻ do yêu cầu cung cấp điện cho khu vực nông thôn. Năm 2010, Mỹ lắp thêm 0,02 GW tuabin gió cỡ nhỏ. Ở Anh, thị trường tuabin nhỏ tăng 65% so với 2009. Các tuabin công suất nhỏ ở Trung Quốc đang cung cấp điện cho khoảng 1,5 triệu người.

Đến cuối 2010, tổng điện năng từ gió đã đáp ứng khoảng 2,0 - 2,5% tổng tiêu thụ điện năng trên thế giới. Một số nước có tỷ lệ điện gió cao gồm: Anh- 5,3%;  Đan Mạch- 22%; Bồ Đào Nha- 21%; Tây Ban Nha- 15,4%; Ai-len, 10,1% và Đức- 6%. Riêng ở Đức có 4 Bang đã cung cấp điện gió trong năm 2010 lên tới 40% nhu cầu điện của bang.

Bang Iowa ở Mỹ đã cung cấp đến 15% điện gió trong tổng nhu cầu điện trong năm 2010. Ở Bang Texas, điện gió chiếm 7,8%.

Hiện nay nhiều dự án mới đã và đang được xây dựng. Trung Quốc có kế hoạch xây dựng 30 GW trong các năm 2011 và 2012.  Ở Mỹ và Anh, đầu năm 2011, đã xây dựng thêm 5,6GW và 1,9GW. Các nước thuộc EU khác như: Bosnia, Romania bắt đầu xây dựng trại gió trên đất liền lớn nhất châu Âu.  

Ở Châu Mỹ Latinh: Argentina, Brazin, Chile, Costa Rica, Mexico, Nicaragua và Uruguay cũng như một số nước ở châu Phi như Ai Cập, Ethiopia, Kenya, Morocco, Nigeria, Tunisia, Tanzania cũng đang chuẩn bị triển khai các trang trại gió công suất lớn.

Bảng 2. Đặc trưng và giá đối với công nghệ điện gió hiện nay.

Nguồn tài liệu: Renewables 2011- Global Status Report,  Renewable Energy Policy Network for the 21st Centry

Tóm lại, NLTT nói chung và NL gió nói riêng trên thế giới đã phát triển rất mạnh mẽ và không ngừng ngay cả trong giai đoạn khủng hoảng kinh tế hiện nay.

Việt Nam có tiềm năng lớn về NLTT và NL gió. Để đáp ứng nhu cầu NL cho phát triển kinh tế, xã hội và góp phần đảm bảo an ninh NL, Chính phủ cũng đã có chủ trương phát triển mạnh NLTT và điện gió trong thời gian tới. Là một nước đi sau trong lĩnh vực này chúng ta cần tận dụng các điều kiện thuận lợi như, học hỏi kinh nghiệm và tiếp thu công nghệ tiên tiến và phù hợp của thế giới để phát triển các công nghệ NLTT của mình một cách hiệu quả và bền vững nhất.
 

Đặng Đình Thống
Hội đồng Khoa học Năng lượng Việt Nam