Việt Nam có thể đạt 100% năng lượng tái tạo vào năm 2050 (Kỳ 1)

A. Cách mạng năng lượng

Thế giới, vốn quen với nguồn dầu mỏ dồi dào và giá rẻ, chỉ bừng tỉnh sau cơn khủng hoảng dầu mỏ đầu tiên vào năm 1973. Trong suốt nhiều thập niên, các công ty công nghiệp nhiệt, im lặng trước sự lạm dụng quá mức năng lượng hóa thạch đầy carbon, đã đi vào con đường hủy diệt hệ sinh thái ở mức độ toàn cầu.

Hệ thống năng lượng khắp mọi nơi hiện nay, vẫn còn dựa trên các nguồn năng lượng lưu trữ (than, dầu mỏ, khí, uranium), đang chuyển biến mạnh mẽ.

Trên đường hướng đến một nền kinh tế xanh và số hóa, thế giới đang tiến sâu vào một cuộc cách mạng năng lượng. Ta chứng kiến những đột phá và thay đổi lớn lao. Công nghệ số và Internet cũng đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực năng lượng. Các nguồn thông lượng (thủy điện, mặt trời, gió, sinh khối, năng lượng biển…), miễn phí và có mặt trên toàn cầu, sẽ chiếm lĩnh thị trường. Không nên quên rằng năng lượng mặt trời có thể cung cấp ít nhất là 20 lần tổng lượng điện tiêu thụ hiện nay của thế giới. Mặt trời, cũng như gió, sẽ cho phép 1,5 tỉ người chưa hề biết năng lượng là gì nhanh chóng có điện để sử dụng hằng ngày.

Có thể khai thác với sản lượng nhỏ, ở mức độ hộ gia đình, hay cộng đồng dân cư với các dự án tại chỗ, các nguồn thông lượng cho phép thực hiện một hệ thống phân tán, ở đó người tiêu thụ cũng là người sản xuất. Năng lượng tương lai phải đặc biệt dựa vào người dân. Mỗi vùng, thành phố, làng có trách nhiệm phải cố gắng để tự chủ về năng lượng.

Small is beautiful! Ta sẽ thấy ngày càng ít sự tập trung năng lượng lớn, các cơ sở đồ sộ, các nhà máy điện khổng lồ, các đường truyền tải điện áp rất cao. Năng lượng phân tán sẽ thế chỗ cho mô hình năng lượng cổ điển vốn đã trở nên lỗi thời. Ý thức chung về tầm quan trọng của năng lượng xanh, không carbon có vai trò cốt lõi.

B. Tình hình năng lượng tái tạo trên thế giới hiện nay

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IAE), điện tái tạo hiện chiếm hơn 23% trong tổng năng lượng toàn cầu với 1969 GW. Năm 2021, con số này sẽ tăng thêm 825 GW, tức tăng 42%.

Sự tăng trưởng mạnh mẽ này là kết quả của nhiều yếu tố: cạnh tranh của các công nghệ với giá ngày càng giảm, nguồn vốn dễ dàng, quyết tâm chính trị cụ thể. Xét về đầu tư trong lĩnh vực cung cấp điện năng, các nguồn năng lượng tái tạo đã vượt các nguồn nhiên liệu hóa thạch trong 6 năm liên tiếp.

Cuộc cách mạng kinh tế của năng lượng tái tạo đã bắt đầu nhiều năm trước đây và tiếp tục duy trì. Sự giảm giá thành sản xuất năng lượng tái tạo đến từ hiệu ứng số lượng công nghiệp (tiết kiệm do quy mô) và đột phá công nghệ (đổi mới - nghiên cứu).

Những tiến bộ khoa học - kỹ thuật nhanh chóng và liên tục trong việc lưu trữ năng lượng càng làm tăng vai trò quan trọng của năng lượng tái tạo trong chiến lược năng lượng của hầu hết các quốc gia trên thế giới. Sự mong đợi ngày càng tăng của các khu dân cư muốn đầu tư vào cơ sở hạ tầng năng lượng với quy mô nhỏ để tận dụng nguồn năng lượng địa phương đã xuất hiện khắp nơi. Người tiêu thụ (trở thành người sản xuất), ngày càng tích cực hơn, quyết tâm tự cung cấp điện bằng năng lượng tái tạo.

Cách thức sản xuất và tiêu thụ năng lượng đã hoàn toàn chuyển đổi.

Để bảo vệ môi trường, thế giới phải thay đổi mô hình phát triển để hướng đến một sự tăng trưởng xanh, hoàn toàn khác biệt với trước đây.

Bất cứ một dự án mới nào cũng cần sự chấp thuận của xã hội. Nhu cầu thích nghi với chuyển biến nhanh chóng đã khuyến khích các xí nghiệp, các trường kỹ sư và đại học trong việc đổi mới và đầu tư cho nghiên cứu.

Đầu tư cho năng lượng xanh trong năm 2015 của toàn thế giới đạt 329 tỉ đô la Mỹ. Trung Quốc chiếm 30% tổng đầu tư này và là thị trường số 1 thế giới.

Năm 2016, theo IRENA (Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế), năng lượng tái tạo trên toàn cầu tạo ra 9,8 triệu việc làm, được phân chia như sau: mặt trời (3,1 triệu), nhiên liệu sinh học (1,7), đập thủy điện lớn (1,5), gió (1,1). Trung Quốc, chiếm 44% tổng số, ở vị trí đầu tiên, phần lớn với năng lượng mặt trời, Liên minh Âu châu (14% tổng số), Braxin (10,5%) và Mỹ (9,3%).

Từ đây đến 2030, sẽ đạt 24 triệu việc làm. Năng lượng tái tạo tiếp tục trở thành động lực thực sự của nền kinh tế thế giới.

Ngày nay, nhờ vào đổi mới công nghệ, quy mô, và cạnh tranh, giá của kWh điện gió đất liền và mặt trời đã cạnh tranh được với giá của nhà máy điện chạy than, dầu, khí và ngay cả điện hạt nhân.

Những đổi mới và tiến bộ nổi bật của công nghệ, đặc biệt là lưu trữ điện, được hỗ trợ bởi công nghệ số, đã khiến cho mô hình kinh tế này dễ dàng được chấp nhận hơn. Nhờ năng lượng tái tạo kết hợp với pin và lưới điện nhỏ, ta sẽ có cơ sở hạ tầng rất phân tán và số hóa.

B1. Các nguồn năng lượng tái tạo

(1) Thủy điện

Trung Quốc, Braxin, Ấn Độ, Canada, Colombia, Thổ Nhĩ Kỳ, Việt Nam, Malaysia, Lào đã xây dựng nhiều công trình thủy điện trong những năm gần đây, làm tăng 28 GW vào năm 2015, và đưa con số về công suất đặt thủy điện trên toàn thế giới lên đến 1064 GW.

Với 16 GW mới, Trung Quốc đứng đầu thế giới với cách biệt lớn. STEP (Stations de Transfert d’Energie par Pompage) kết hợp với cơ sở điện mặt trời và gió được xây dựng khắp nơi.

(2) Sinh khối

Với giá dầu sụt giảm, lĩnh vực này đã gặp những khó khăn. Sự gia tăng về sinh khối trong hộ gia đình và công nghiệp diễn ra chậm. Ngược lại, năng lượng sinh học lại phát triển với tốc độ hằng năm mạnh mẽ (8%), đặc biệt ở Trung Quốc, Anh, Đức và Nhật.

Mỹ và Braxin đóng góp mạnh vào sự gia tăng 4% của Ethanol trên toàn thế giới. Diesel sinh học chậm lại do những ràng buộc ở thị trường châu Á.

(3) Gió

Công suất đặt tổng cộng trên toàn thế giới lên đến 433 GW, trong đó 63 GW trong năm 2015. Đây là một kỷ lục ấn tượng nhờ vào Trung Quốc, đứng ở vị trí số 1 thế giới. Châu Á, châu Phi và châu Mỹ la tinh tiếp tục sự tăng trưởng này. Năm 2015, điện gió của Đức cung cấp hơn 60% nhu cầu điện trong bốn vùng, Đan Mạch ứng với 42%, và Uruguay 15,5 %. Những khó khăn chủ yếu do hệ thống lưới điện không đảm bảo.

(4) Pin mặt trời

Công suất đặt tổng cộng của pin mặt trời trên thế giới đạt 227 GW, trong đó 50 GW vào năm 2015. Trong 10 năm, công suất trên đã tăng 10 lần, nhờ vào đầu tư mạnh mẽ của tất cả các nước trên thế giới, đặc biệt là Trung Quốc, Mỹ, và Nhật. Nhờ hệ thống pin mặt trời mà Trung Quốc đã đạt tỷ lệ điện hóa 100% từ năm 2012.

(5) Năng lượng mặt trời nhiệt động

Các nhà máy nhiệt động mới bao gồm các hệ thống tích tụ và các tháp. Từ hơn một năm nay, nhiều nhà máy mới đang được xây dựng: Maroc (350 MW), Nam Phi (200 MW), Israel (121 MW), Chile (110 MW), Saudi Arabia (100 MW). Sự tích hợp các hệ thống lưu trữ nhiệt và các công nghệ làm lạnh khô được nhân rộng.

(6) Nhiệt mặt trời

Năm 2015, trên toàn thế giới, số bộ thu nhận năng lượng mặt trời dùng kính và không kính tăng 6%. Trung Quốc cung cấp 77% công suất làm nóng nước bằng mặt trời và chiếm vị trí đầu tiên, trên Braxin, Thổ Nhĩ Kì, Ấn Độ, và Mỹ. Cuối năm 2015, công suất tổng cộng của các bộ thu nhận dùng nước (Capteur à ruissellement) chiếm 435 GW, ứng với năng lượng nhiệt là 357 TWh.

B2. Năng lượng tái tạo ở Pháp

Ở Pháp, mặc dù có cố gắng nhưng do tỷ lệ điện hạt nhân lớn (75% sản lượng điện), Pháp đã chậm trễ trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, mà hiện nay chỉ chiếm 14% tổng tiêu thụ.

Pháp đang đứng thứ 16 trong bảng xếp hạng của châu Âu, cách xa Thụy Điển (52,1%), Lettonie (37,1%), Phần Lan (36,8%). Ý và Hy Lạp đều đứng cao hơn Pháp.

Hai lĩnh vực đang có tiến bộ là gió (10.300 MW) và mặt trời (6191 MW).

Theo kế hoạch đến cuối thập niên này, điện gió xa bờ tại 6 khu vực ngoài bờ biển Normandie, Bretagne và Vendée, sẽ cung cấp 3000 MW, tức chỉ bằng 50% tiềm năng dự báo.

Các nguồn năng lượng biển khác (tua bin biển, điện gió nổi) đang ở giai đoạn thử nghiệm và gọi thầu.

Năm 2015, điện tái tạo với tổng công suất đặt là 43.524 MW (trong đó có 25.421 MW thủy điện) chiếm 18,7% tiêu thụ điện của Pháp.

Luật về chuyển tiếp năng lượng ban hành vào tháng 8/2015 dự kiến năng lượng xanh sẽ tăng lên: 32% tổng tiêu thụ năng lượng và 40% tổng sản lượng điện vào năm 2030.

B3. Năng lượng tái tạo ở Việt Nam

Tại Việt Nam, từ năm 1962, trong Tạp chí MVA của Trường Cao đẳng Điện học,  tôi đã lưu ý nhà chức trách về tầm quan trọng của sự phát triển năng lượng xanh. Nhưng mãi đến cuối năm 2004 Chính phủ mới khuyến khích sử dụng năng lượng tái tạo trên các đảo và vùng nông thôn cũng như miền núi.

Trước buổi khai mạc COP 21, ngày 25/11/2015, Chính phủ Việt Nam đã công bố văn bản luật rất quan trọng, nêu rõ chiến lược phát triển năng lượng tái tạo đến năm 2030 với tầm nhìn năm 2050.

Mọi vấn đề, mục tiêu cụ thể và những yêu cầu đối với các bộ, cơ quan hành chính, công nghiệp, trường đại học,… được xác định rõ ràng.

Có thể kể ra sau đây: đánh giá tiềm năng của năng lượng tái tạo, giảm khí thải nhà kính, biến đổi khí hậu, giảm nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch, bảo vệ môi trường, phát triển bền vững, quản lý chất thải, kết nối năng lượng tái tạo vào lưới điện, smartgrid (lưới điện thông minh) trợ giá, xếp hạng ưu tiên, bù lỗ, hỗ trợ tài chính, thuế, thị trường năng lượng xanh, chính sách về giá, sản xuất thiết bị, chuẩn hóa, công nghiệp hóa, quỹ dự trữ cho việc phát triển năng lượng bền vững, hỗ trợ và đóng góp của tư nhân, nghiên cứu, giảng dạy và đào tạo đội ngũ kỹ thuật, hợp tác quốc tế.

Và đây là những con số cụ thể: tăng sản lượng năng lượng tái tạo từ 25 Mtep vào năm 2015 lên 37 Mtep vào năm 2020, 62 Mtep vào năm 2030, 138 Mtep năm 2050. Tỉ lệ năng lượng tái tạo trên tổng tiêu thụ năng lượng sơ cấp tăng lên 32,3% năm 2030 và 44% năm 2050.

Sản xuất điện năng lượng tái tạo tăng từ 58 TWh năm 2015 lên 101 TWh năm 2020, 186 TWh năm 2030, 452 TWh năm 2050.

Tỷ lệ năng lượng tái tạo trong tổng sản lượng điện tăng từ 35% năm 2015 lên 38% năm 2020, và 43% năm 2050.

Sản xuất các thiết bị và vật dụng của lĩnh vực năng lượng tái tạo phải tăng từ 30% năm 2020 lên 60% năm 2030. Đến năm 2050, phải thỏa mãn nhu cầu của quốc gia và một phần thiết bị sản xuất ra sẽ được xuất khẩu.

Cũng như Pháp, hiện nay năng lượng thủy điện ở Việt Nam là nguồn tài nguyên điện tái tạo quan trọng nhất.

(Đón đọc kỳ tới...)

(*) Nguyễn Khắc Nhẫn (nguyên Giám đốc Trường Cao đẳng Điện học và Trung tâm Quốc gia Kỹ thuật Phú Thọ. Cố vấn Nha kinh tế, dự báo, chiến lược EDF Paris. GS Viện kinh tế, Chính sách Năng lượng Grenoble. GS Trường Đại học Bách khoa Grenoble).

Tài liệu tham khảo

- Georges Sapy (SLC), Contraintes d’équilibre des réseaux d’électricité et intégration des énergies intermittentes, Paris, mars 2017.

- Alexis Gertz, CNR, Filière H2 renouvelable et stockage d’énergie, Colloque Hydro 21 Grenoble, novembre 2016.

- Jean Jacques Hérou (Cap Energies), Avantages et inconvénients des moyens de stockage existants, Colloque Hydro 21 Grenoble, novembre 2016.

- SER, 18e Colloque, Paris, janvier 2017.

- IRENA, Agence Internationale pour les Energies Renouvelables, Rapport 2016.

- Documents : EDF Energies nouvelles, CNR, ENGIE, Total., 2017.

- Etudes: ADEME 2015, Standford 2016, Négawatt (Scénario 2017-2050).

- Tran Van Binh, Sustainable Development of the Renewable Energy Industry in VIETNAM, The current Difficulties and Barriers, 2017.

- Nguyen Khac Nhan, Le développement énergétique et électrique du Viet Nam, Encyclopédie de l’énergie Grenoble, décembre 2015.

- nguyenkhacnhan.blogspot.fr, articles 51, 53, 55, 58, 60, 61.