Vì sao năng lượng tái tạo chỉ đảm bảo một nửa mục tiêu Net Zero?

Mất điện diện rộng ở Trung Quốc và một góc nhìn cho hệ thống điện Việt Nam Từ những nguyên nhân thiếu điện của Trung Quốc thời gian gần đây đã lưu ý Việt Nam cần phải xác định những gì về cơ cấu nguồn điện trong hiện tại và tương lai tới? Tổng hợp, phân tích của chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam.

Một số nguồn năng lượng được coi là ‘sạch’, liệu có thực sự sạch và bền vững? Thế giới đang trong cuộc đua chuyển đổi năng lượng (từ bỏ nhiên liệu hóa thạch để chuyển sang các dạng năng lượng sạch, tái tạo). Tuy nhiên, các dạng năng lượng tái tạo cũng có những tác động tiềm ẩn đối với môi trường và con người hiện tại, cũng như các thế hệ mai sau. Vậy, hãy thử phân tích, đánh giá những tác động xấu của một số công nghệ năng lượng tái tạo phổ biến hiện nay xem chúng có thực sự bền vững và sạch hay không?

Vì sao năng lượng tái tạo chỉ là một nửa của giải pháp Net Zero?

Theo Oliver Pinto - Giám đốc Phân ban kỹ thuật số và lưới điện của Nexans S.A: Điều quan trọng không kém để có được Net Zero, cả hiện tại lẫn trong tương lai thì việc hiện đại hóa lưới điện thế giới là rất quan trọng. Tạo thêm năng lượng tái tạo (NLTT) chỉ hoạt động hiệu quả nếu nguồn điện này được đưa đến hộ dùng cuối một cách tin cậy và hiệu quả. Và đó là lý do tại sao cơ sở hạ tầng truyền tải và phân phối cần được quan tâm trước tiên.

Theo nhóm phân tích đổi mới kỹ thuật số và lưới điện tại Nexans S.A - Công ty toàn cầu trong ngành công nghiệp cáp và cáp quang của Pháp thì đến cuối năm nay, các nhà lãnh đạo toàn cầu sẽ gặp nhau tại COP26 ở Glasgow (Anh) để thảo luận về cách thế giới đạt được các mục tiêu khí hậu tham vọng như nêu trong Thỏa thuận Paris. Nhu cầu thúc đẩy sản xuất NLTT sẽ là chủ đề cốt lõi của hội nghị. Nhân sự kiện trên, Hội đồng chuyển đổi năng lượng (ETC) của COP26 tuyên bố, việc chuyển đổi ‘nhanh chóng’ sang năng lượng sạch là rất ‘quan trọng’ nhưng thực tế việc xây dựng nhiều trang trại gió và năng lượng điện mặt trời (ĐMT) chỉ có thể là một vế để điện khí hóa ngành năng lượng, hay nói ngắn hơn: Chỉ trả lời một nửa giải câu hỏi để giúp chúng ta đạt được Net Zero.

Trước khi đi vào vấn đề, chúng ta cần nói qua về Net Zero. Đây là thuật ngữ được nhắc nhiều trong thời gian gần đây. Nói đơn giản, Net Zero đề cập đến sự cân bằng giữa lượng khí nhà kính được sản xuất và số lượng được loại bỏ khỏi khí quyển. Chúng ta có thể đạt Net Zero khi số tiền chúng ta bỏ ra thêm không nhiều hơn số tiền bị lấy đi.

Nói cụ thể, Net Zero đề cập đến lượng phát thải carbon dioxide (CO₂) bằng không. Trạng thái này có thể đạt được bằng cách cân bằng một lượng carbon cụ thể về không với một lượng bù phát thải carbon tương đương. Nó có thể liên quan đến việc mua đủ tín chỉ carbon để giảm sự khác biệt.

Ví dụ, một tòa nhà bằng không là một tòa nhà có mức tiêu thụ năng lượng ròng bằng không. Ở đây, tổng năng lượng mà tòa nhà sử dụng trong một khoảng thời gian nhất định phải bằng với năng lượng tái tạo được sản xuất trong cùng khoảng thời gian tại khu vực đó, cân bằng lượng khí thải carbon.

Theo Nexans S.A, hệ thống lưới điện thế giới đang cần đổi mới. Mọi người đều thừa nhận vấn đề này, đặc biệt là các nhà hoạch định chính sách của chính phủ. Ngay cả người tiêu dùng cũng bắt đầu nhận thấy vai trò quan trọng của hệ thống lưới điện. Nếu không nâng cấp thì hậu quả khó lường nhất là trong bối cảnh thời tiết cực đoan như hiện nay. Chẳng hạn như sóng nhiệt, mưa bão bất thường, kể cả bão cát hay bão tuyết mùa đông, điều mà chúng ta ít gặp trong quá khứ.

Chưa hết, thiếu vật tư, đặc biệt là kim loại như đồng và nhôm cũng tác động lớn đến hệ thống lưới điện. Hai kim loại này đều rất quan trọng để sản xuất cáp điện... Hiện nay, trữ lượng đồng không theo kịp nhu cầu, vì vậy, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) cảnh báo: Việc cung ứng khoáng sản nếu bị khủng hoảng sẽ ảnh hưởng lớn đến mục tiêu Net Zero.

Minh chứng thực tế, ngay ở Âu - Mỹ khu vực kinh tế phát triển nhưng lưới điện cũng đã cũ và được xem là “nhóm người già nhất trên thế giới”. Phần lớn mạng lưới điện ở hai khu vực này được ra đời cùng một lúc trong sau Thế chiến II, hay vào những năm thập niên 50 và 60 của thế kỷ trước. Không chỉ là tài sản lão hóa, mà về chuyên môn, hạ tầng này cũng bị lạc hậu.

Các nhà đầu tư và cơ quan quản lý năng lượng đều đưa ra biện minh rằng: Chúng vẫn còn giá trị sử dụng, nhưng lại gây đau đầu cho các nhà khai thác hệ thống phân phối - nơi người ta muốn tránh phát sinh chi phí, khiến giá điện tăng cao mà rốt cuộc khách hàng phải gánh chịu. Nếu những mảnh ghép này được lắp lên trong bối cảnh nhu cầu điện tăng nhanh, dự kiến tăng thêm 20% vào năm 2030, thì nhu cầu hiện đại hóa lưới điện lại càng cấp bách hơn.

Để sớm đạt Net Zero ngành năng lượng phải làm gì?

Như phân tích ở trên, để đạt mục tiêu Net Zero, trước tiên ngành năng lượng cần phải đảm bảo cơ sở hạ tầng lưới hiệu quả, nhất là khi nguồn NLTT phát triển sôi động. Hiện đại hóa lưới năng lượng không chỉ có nghĩa là xây dựng tài sản mới mà nó còn phải làm mới hạ tầng hiện có một cách chọn lọc và “nhúng” các công nghệ kỹ thuật số điện đại nhằm kéo dài “tuổi thanh xuân” cho mạng lưới.

Lấy ví dụ, trạm cứu hỏa số 6 của thị trấn Livermore, California, Mỹ chẳng hạn. Trạm cứu hỏa này không nổi tiếng và có vẻ không đáng kể liên quan đến cơ sở hạ tầng năng lượng toàn cầu, nhưng nó lại là ví dụ hoàn hảo về độ bền của thiết bị điện. Trạm sở hữu một bóng đèn “thọ” tới 120 năm mà không phải thay, một kỷ lục thế giới đáng nể. Tương tự, tuổi thọ hệ thống lưới điện cũng vậy, nếu được như vậy sẽ rất hữu dụng, cả ngành điện lẫn cho khách hàng.

Cho dù điện áp thấp, cao hay trung bình, cáp thường có tuổi thọ nửa thế kỷ, đôi khi bền hơn. Một lý do mà tài sản điện tồn tại lâu là do có rất ít bộ phận chuyển động. Ngoài thiết bị đóng - cắt, những thứ duy nhất di chuyển (hay còn gọi là thiết bị động) trong lưới điện là electron. Cáp phải đảm bảo chất lượng, được lắp đặt đúng tiêu chuẩn, cũng như thỏa mãn các chỉ tiêu nhiệt, và tin cậy trong nhiều thập kỷ.

Ví dụ như cáp Pellons, Cores và Transformers được khách hàng tin dùng. Cáp Pylons có tuổi thọ khoảng 80 năm với điều kiện vận hành, bảo dưỡng đúng quy trình.

Nhưng khi những tài sản này hết tuổi thọ, các nhà khai thác hệ thống phân phối lại muốn kéo dài để sinh lời, tiết kiệm vốn đầu tư, nhưng mặt trái lại ít ngờ nếu kéo dài tuổi thọ chúng quá mức, sẽ làm gián đoạn cung ứng điện cho khách hàng, khiến thiệt hại lớn hơn giả định. Vì vậy, nếu mở rộng, nâng cấp sẽ làm cho môi trường tốt hơn, sản xuất không bị gián đoạn và xa hơn, mục tiêu Net Zero sớm đạt được tiến độ.

Nhờ quản lý tài sản thông minh nên tuổi thọ lưới điện được nối dài. Các công nghệ tiên tiến như phân tích hỗ trợ AI và các phần mềm mô phỏng kép kỹ thuật số (Digital twin-based simulation software) cho phép các nhà khai thác theo dõi chính xác rủi ro và hiệu suất, cũng như đưa ra quyết định tốt hơn liên quan đến các khoản đầu tư vào tài sản mới và tối ưu hóa chiến lược bảo trì. Lưu trữ năng lượng tốt hơn cũng có thể giúp tăng cường khả năng phục hồi của lưới điện và kéo dài tuổi thọ. Tuy nhiên, để đạt được điều ngày ngành điện phải có chiến lược đổi mới nhất quán và cam kết thực hiện dứt điểm.

Trong bối cảnh của Việt Nam, mặc dù lưới điện thuộc loại ‘trẻ’ hơn, luôn được phát triển với tốc độ cao, nhưng có vẻ cũng không theo kịp tốc độ tăng thêm của các nguồn NLTT. Ngành điện rất nỗ lực với trách nhiệm “đảm bảo an ninh cung cấp điện”, nhưng nhu cầu điện đang tăng nhanh chóng dẫn tới các nhu cầu cần ưu tiên là đảm bảo truyền dẫn điện từ nguồn phát tới hộ tiêu thụ, sau đó mới đến xây dựng lưới điện cho phát triển NLTT.

Mặt khác, Việt Nam cũng đang áp dụng khá nhanh các thành quả của công nghệ quản lý thông minh và “lưới điện thông minh”.

Nhưng phải “no - ấm” đã, rồi mới “sạch - đẹp” được. Điều này khác biệt với nhóm các quốc gia Âu - Mỹ, vốn đã đi qua thời kỳ tăng tốc nhu cầu điện, hiện nay nhu cầu điện của họ hầu như không tăng đáng kể. Ngày nay họ đễ dàng hơn, chỉ cần thay thế dần các nguồn năng lượng hóa thạch bằng các nguồn NLTT để đạt mục tiêu Net Zero v.v… Như vậy, bài toán của Việt Nam để giảm khí nhà kính CO₂, đi theo xu thế toàn cầu còn rất nhiều khó khăn, chưa nói đến Net Zero./.

Đón đọc: Tiềm năng ‘amoniac xanh’ là rất lớn, nhưng khi nào mới khả thi về thương mại?

KHẮC NAM - CHUYÊN GIA TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

(THEO PNC-10/2021)

Link tham khảo:

1/ https://power.nridigital.com/future_power_technology_oct21/net_zero_energy_production

2/ https://www.nationalgrid.com/stories/energy-explained/what-is-net-zero