Vì sao giá năng lượng mặt trời giảm mạnh, nhưng sử dụng lại không tăng?

Theo dõi KTMT trên

Từ lâu, nhiều người cho rằng năng lượng đến từ các nhà máy điện khí và than kinh tế hơn vì nhiên liệu rẻ hơn. Nhưng những giả định này thực sự đã bị xóa bỏ bởi chi phí sản xuất điện từ năng lượng mặt trời và gió trong thập kỷ vừa qua giảm mạnh, nhưng nghịch lý, việc sử dụng hai nguồn này lại không tăng.

Tăng trưởng ấn tượng của năng lượng mặt trờivà gió trong thập kỷ vừa qua:

Khi nói đến chi phí năng lượng từ các nhà máy điện mới - gió và mặt trời trên đất liền hiện là những nguồn rẻ nhất, thấp hơn cả khí đốt, địa nhiệt, than đá hoặc hạt nhân. Theo báo cáo của Ember - tổ chức tư vấn về khí hậu và năng lượng phi lợi nhuận độc lập của Anh mang tên Global Electricity Review (Đánh giá điện năng toàn cầu - GER) công bố cuối tháng 3/2022: Trong thập kỷ vừa qua, tổng sản lượng điện từ gió và mặt trời tăng trưởng trung bình 20%/năm, một kỷ lục khá ấn tượng.

Theo GER, gió và mặt trời là những phân khúc phát triển nhanh nhất, đạt kỷ lục 10% tổng lượng điện toàn cầu vào năm 2021. Tất cả nguồn điện sạch hiện có thị phần là 38% nguồn cung cấp. Nhưng do nhu cầu tăng trở lại, dẫn đến lượng điện than và lượng khí thải vẫn tăng cao.

Theo dữ liệu từ báo cáo Levelized Cost of Energy Report (Chi phí năng lượng quy dẫn) của Our World in Data hay OWD (Thế giới trong dữ liệu của chúng ta), trang tin khoa học trực tuyến tập trung vào các vấn đề xã hội lớn trên toàn cầu của Anh, lần đầu tiên vào năm 2021, năng lượng gió và mặt trời hay gọi chung là năng lượng tái tạo đã tạo ra hơn một phần mười (10,3%) điện năng toàn cầu, tăng từ 9,3% vào năm 2020 và gấp đôi so với năm 2015 khi Thỏa thuận khí hậu Paris được ký kết (4,6%). Các nguồn điện sạch kết hợp đã tạo ra 38% điện năng trên thế giới vào năm 2021, nhiều hơn cả than (36%).

Đặc biệt, năng lượng mặt trời đã tăng tốc với tốc độ chóng mặt, chỉ 10 năm trước, nó là lựa chọn đắt tiền nhất để xây dựng một khu phát triển năng lượng mới nhưng từ đó, chi phí đó đã giảm 90%, còn năng lượng gió cũng giảm tới 71% trong thập kỷ qua. Cũng trong thời gian này giá khí đốt tự nhiên cũng giảm nhưng ít hơn, khoảng 32%, nhờ vào sự bùng nổ khai thác mỏ gần đây chứ không phải xu hướng dài hạn như trong năng lượng tái tạo. Riêng chi phí xây dựng các nhà máy điện than vẫn tương đối ổn định trong thập kỷ vừa qua.

Câu chuyện đằng sau chi phí thấp:

Theo OWD, năng lượng mặt trời ngày càng rẻ là do những động lực được gọi là đường cong học tập và chu kỳ thuận tăng trưởng “chống lưng”. Thuật ngữ đường cong học tập (learning curves) được dùng để đề cập đến mối liên hệ giữa quá trình học tập, tích lũy kinh nghiệm với kết quả đầu ra là những cải tiến tích cực. Đường cong học tập cung cấp sự đo lường và cái nhìn sâu sắc về tất cả các khía cạnh trên một doanh nghiệp bởi vì bất kỳ chuyên viên hay vị trí vào cũng đều dành thời gian để tìm hướng giải pháp cho một nhiệm vụ cụ thể. Còn virtuous cycles (tạm dịch: Vòng tròn đạo đức hay chu kỳ thuận tăng trưởng) đề cập đến các chuỗi sự kiện phức tạp tự củng cố thông qua một vòng phản hồi. Virtuous cycle vốn được dùng trong nhiều lĩnh vực, ngành nghề để chỉ các chuỗi sự việc phức tạp tự tăng cường sức mạnh của mình thông qua một vòng lặp phản hồi.

Riêng đối với năng lượng mặt trời, virtuous cycles cho thấy nó đang ngày càng phát triển dựa trên nhu cầu thực tế. Ban đầu, việc khai thác bức xạ của mặt trời từng tốn kém đến mức nó chỉ được sử dụng cho các vệ tinh. Ví dụ, vào năm 1956, chi phí của một watt công suất điện mặt trời là 1,825 USD, nhưng hiện nay, năng lượng mặt trời quy mô tiện ích có thể có giá thấp nhất là 0,70 USD/watt.

Nhu cầu ban đầu về vệ tinh đã thúc đẩy cái gọi là "chu kỳ thuận tăng trưởng". Càng nhiều tấm pin hay còn gọi là mô-đun lắp cho vệ tinh, thì giá thành sản phẩm của chúng càng giảm. Khi chi phí tiếp tục giảm do cải tiến công nghệ và sự gia tăng của quy mô kinh tế, năng lượng mặt trời cuối cùng đã tạo ra một nguồn năng lượng có mục đích chung khả thi. Kể từ năm 1976, mỗi lần tăng gấp đôi công suất mặt trời đã khiến giá tấm pin mặt trời giảm trung bình là 20,2%.

Nhiên liệu hóa thạch không thể theo kịp tốc độ này. Lý do vì các nhà máy điện hóa thạch phải mua nhiên liệu để vận hành. Trong các nhà máy điện than, việc cung cấp than chiếm khoảng 40% tổng chi phí. Ánh nắng và gió lại miễn phí và dồi dào nên nó cho phép chi phí khai thác giảm mạnh khi công nghệ được cải thiện, hạ tầng cũng như nhiều chính sách hỗ trợ phát triển. Mark Paul, một nhà kinh tế học môi trường tại Đại học New College of Florida, cho biết: Chu kỳ này không xảy ra trong môi trường chỉ dành cho doanh nghiệp. "Chính phủ Mỹ đã đầu tư một khoản tiền lớn vào việc phát triển công nghệ quang điện hiện đại trong giai đoạn đầu của cái mà chúng ta coi là đường cong giá cả. Nó đã cải thiện đáng kể hiệu quả của các mô-đun năng lượng mặt trời, cả về khả năng sản xuất lẫn lượng năng lượng mặt trời có thể tạo ra" - Mark Paul nhấn mạnh.

Sự kết hợp năng lượng trên toàn cầu đã phản ứng với mức giá hời của NLTT. Vào năm 2019, 72% công suất năng lượng mới đến từ các nguồn tái tạo và công suất điện tái tạo toàn cầu đã tăng hơn gấp ba lần trong 20 năm qua.

Tại Mỹ, năm 2007, gió chỉ chiếm chưa đến một phần trăm công suất năng lượng, thậm chí còn ít hơn đối với năng lượng mặt trời, trong khi than đóng góp một nửa. Mặc dù ước tính năm 2020 vẫn là sơ bộ, nhưng có khả năng tổng sản lượng từ NLTT (bao gồm năng lượng mặt trời và gió cũng như các nguồn khác như thủy điện và sinh khối) đã vượt than, vốn chỉ đóng góp khoảng 1/5 sản lượng điện được tạo ra. “Năm 2020 là năm tốt nhất cho việc lắp đặt gió mới ở Mỹ và là năm tốt nhất cho việc lắp đặt năng lượng mặt trời mới” - John Rogers - chuyên gia phân tích năng lượng tại Liên minh các nhà khoa học quan tâm (UCS) của Mỹ cho hay.

Nhưng những thay đổi này vẫn chưa đủ để giảm khí nhà kính ở mức cần thiết để hạn chế những tác động tồi tệ nhất của biến đổi khí hậu. Trong khi các nhà máy than ngừng hoạt động trên khắp đất nước, thì sự bùng nổ khai thác khí gas đã mang lại nguồn khí hóa thạch giá rẻ dồi dào và thải ra ít hơn tới 60% lượng khí cacbonic khi đốt cháy so với than, nhưng nó vẫn góp phần gây ra biến đổi khí hậu, bao gồm cả sự cố rò rỉ khí metan từ các cơ sở sản xuất của nó.

Chưa hết, dầu cũng chiếm một tỷ lệ lớn trong lượng khí thải gây ô nhiễm do được sử dụng để cung cấp năng lượng cho ô tô và xe tải. Trên thực tế, giao thông vận tải chiếm nhiều khí thải hơn bất kỳ lĩnh vực nào khác tại Mỹ, cũng như nhiều nước hiện nay.

Sự chậm trễ để chuyển đổi sang năng lượng xanh:

Mặc dù chi phí giảm mạnh, NLTT hiện vẫn chưa thể thay thế nhiên liệu hóa thạch theo tiến độ mong đợi. Lý do, nó còn lệ thuộc vào các khoản đầu tư, chính sách, cơ sở hạ tầng lẫn các yếu tố ngoại lai, và mọi thứ hiện vẫn đang nghiêng về nhiên liệu hóa thạch.

Bà Ashley Langer - chuyên gia kinh tế năng lượng tại Đại học Arizona Mỹ, giải thích: Mặc dù NLTT rẻ hơn khi xem xét một nhà máy mới, nhưng số liệu đó không nhất thiết phải áp dụng cho việc vận hành một nhà máy nhiên liệu hóa thạch đã tồn tại. Đôi khi, cấu trúc quy định của các công ty tiện ích thực sự khiến việc duy trì một nhà máy điện than, hoặc khí đốt tự nhiên hoạt động lại sinh lợi hơn.

Cũng theo nữ chuyên gia, điều này đặc biệt đúng đối với các công ty độc quyền do nhà nước quản lý cung cấp điện ở khoảng nửa bang của Mỹ. Các tiện ích do nhà đầu tư sở hữu được đảm bảo một tỷ lệ hoàn vốn nhất định đối với các khoản đầu tư của họ vào các cơ sở sản xuất điện, về cơ bản đảm bảo thu nhập liên tục để đổi lấy việc vận hành các nhà máy đó và được nhà nước ủng hộ nên dù hoạt động tốn kém, những công ty độc quyền này cũng không mấy quan tâm. “Điều thực sự ngăn cản chúng ta chuyển đổi sang năng lượng xanh là cái được giới phân tích gọi là hiệu ứng khóa. Chẳng hạn như cố tận dụng những nhà máy hóa thạch hiện có đã trả trước chi phí cơ sở hạ tầng thì việc loại bỏ chúng không hề dễ dàng khi vòng đời của chúng chưa đáng là bao” - Ashley Langer nói thêm.

Trong khi điều này có thể thay đổi thì chi phí xây dựng NLTT mới ngày càng trở nên cạnh tranh với chi phí bổ sung công suất cho các cơ sở sử dụng nhiên liệu hóa thạch hiện có. Trong phân tích năm 2020, Lazard đã chỉ ra rằng: Chi phí sản xuất điện quy dẫn - LCOE (bao gồm cả trợ cấp) là 31 USD/MWh đối với năng lượng mặt trời tiện ích và 26 USD/MWh đối với gió thì chi phí tăng công suất cho than là 41 USD và cho khí tự nhiên là 28 USD/MWh.

Ngoài vốn đầu tư nhiều vào nhiên liệu hóa thạch, hệ thống còn rất nhiều sức ì do các hợp đồng dài hạn giữa các công ty tiện ích, nhà sản xuất năng lượng và công ty khai thác. Và do tổng mức sử dụng năng lượng của quốc gia không tăng nhiều hàng năm, nên không có nhiều động lực để xây dựng NLTT mới.

Theo nhà kinh tế năng lượng Matt Oliver, ở Viện Công nghệ Georgia: Năng lượng mặt trời và gió không ổn định trong suốt cả ngày, hoặc trong năm và đôi khi những nơi tốt nhất để cung cấp điện từ các nguồn này thực sự không có nhiều người ở. Những vùng nhiều gió nhất như ở Mỹ lại thường là các vùng nội địa như Great Plains - có ít người sử dụng năng lượng đó hơn các thành phố ven biển đông đúc. Trong khi đó lưới điện của Mỹ hiện lại không có khả năng phân phối điện từ NLTT trong một khoảng cách xa… Những thách thức về hiệu lực và địa lý này không phải là không thể vượt qua - pin và nước có thể tích trữ năng lượng, đồng thời có thể xây dựng các hệ thống truyền tải tốt hơn. Nhưng các giải pháp này lại đòi hỏi đầu tư lớn để xây dựng cơ sở hạ tầng cần thiết.

Cần sớm tạo bước nhảy vọt về nguồn điện sạch:

Trong bối cảnh tỷ lệ thất nghiệp tăng cao do đại dịch gây ra và những tác động từ khủng hoảng năng lượng, bất ổn chính trị,… NLTT với mức giá rẻ như hiện nay cuối cùng đã được xem là “thời của điện sạch” đã điểm. Nếu các quốc gia giàu tiên phong đầu tư vào NLTT ngay từ bây giờ, cho ra đời những công nghệ mới sẽ giúp giảm thêm giá và từ đó lĩnh vực ứng dụng sẽ sôi động trên toàn cầu để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng.

Ví dụ tại Mỹ, chính phủ liên bang có thể đóng một vai trò rất lớn trong các khoản đầu tư này, chính phủ các tiểu bang có thể vào vai một ngân hàng khí hậu quốc gia, được hỗ trợ bởi chính phủ liên bang, phát hành trái phiếu cho các nỗ lực khử cacbon tại địa phương như đề xuất của Thượng nghị sĩ Edward Markey ở bang Massachusetts và Chris Van Hollen ở bang Maryland vừa đề xuất.

Chính phủ liên bang cũng có thể đầu tư trực tiếp vào năng lượng sạch bằng cách đảm bảo quá trình chuyển đổi năng lượng thông qua các khoản trợ cấp nhất quán cho năng lượng mặt trời và gió thay có các quy định không nhất quán như hiện nay.

Ngoài ra, theo tuyên bố của Tổng thống Biden: Mỹ đặt mục tiêu đạt 100% năng lượng sạch vào năm 2035 và muốn đạt được mục tiêu này, đòi hỏi nhiều nhà máy nhiên liệu hóa thạch phải nghỉ hưu sớm.

Đó chỉ là một vế của một vấn đề hay đối với điện than, còn sự gia tăng của khí tự nhiên mới kể từ năm 2005 sẽ là một thách thức đối với các mục tiêu khí hậu tổng thể. Những nhà máy mới này có thể dễ dàng hoạt động trong nhiều thập kỷ, miễn là không có gì ngăn cản các nhà sản xuất năng lượng tạo ra lợi nhuận. Để làm cho vấn đề trở nên khó khăn hơn, việc đóng cửa cưỡng bức có thể ảnh hưởng đến hóa đơn tiền điện của mọi người.

Theo các chuyên gia môi trường, nhằm giải quyết vấn đề trên cần có giải pháp đồng bộ, đặc biệt là chi phí ngừng hoạt động trong tương lai gần. Giới kinh tế cho rằng: Cần thiết lập một khoản phí đối với carbon sẽ giúp đảm bảo rằng những cơ sở gây ô nhiễm sẽ phải trả xứng đáng cho những gì họ gây ra. Điều này có thể thực hiện ở dạng thị trường vốn hóa và thương mại, hoặc thuế đánh vào mỗi tấn khí thải được tạo ra. Hiện tại, không có thuế đối với khí thải carbon, có nghĩa là tất cả các chi phí tăng carbon trong khí quyển thay vào đó do các hệ sinh thái và cá nhân gánh vác, những người phải trả theo những cách như tăng chi phí điều hòa không khí và chăm sóc sức khỏe, còn những người gây ô nhiễm thực sự hay những người quyền lực lại vô sự.

Mặc dù việc ban hành giá mỗi tấn carbon sẽ ảnh hưởng đến hóa đơn năng lượng, một số chính quyền đã phát triển các giải pháp tiến bộ cho điều này. Ví dụ, ở bang British Columbia, tiền thu được từ phí carbon của quốc gia được trả cho công chúng dưới dạng cổ tức thuế.

Ngoài ra, với giá dầu thấp, một số người cho rằng: Đây là thời điểm quan trọng để mua lại hoàn toàn ngành công nghiệp nhiên liệu hóa thạch. Mua lại một lần sẽ cho phép chính phủ liên bang đóng cửa nhanh chóng các nhà máy nhiên liệu hóa thạch. “Chúng ta cần loại bỏ nền kinh tế nhiên liệu hóa thạch hiện có càng nhanh càng tốt, nếu không sẽ ảnh hưởng đến quá trình, tiến độ chuyển đổi sang nền kinh tế xanh trong tương lai” - báo cáo của OWD nhấn mạnh.

KHẮC NAM - CHUYÊN GIA TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM (THEO: POPSCI/BDO - 4/2022)

Link tham khảo:

1/ https://www.popsci.com/story/environment/cheap-renewable-energy-vs-fossil-fuels/

2/ https://www.bdo.global/en-gb/industries-en/natural-resources-energy/the-near-future-of/2023-the-near-future-of-renewables

Theo Tạp chí Năng lượng Việt Nam