Cuộc đua phát triển năng lượng tái tạo

Chiếm vị trí quan trọng 

Phát triển năng lượng xanh, còn gọi là năng lượng tái tạo, đang dần chiếm vị trí quan trọng trong sự phát triển kinh tế bền vững ở các nước. Quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo là sự thay đổi về chính sách, cơ cấu, công nghệ từ sản xuất, tiêu thụ các nguồn năng lượng hóa thạch truyền thống (như than, dầu, khí tự nhiên) sang các nguồn năng lượng tái tạo, bền vững (như gió, mặt trời, nước, sinh khối, hydro, nhiên liệu sinh học…). 

Nhận thấy mức độ nghiêm trọng của vấn đề giá năng lượng tăng cao, châu Âu đã tăng tốc trong sản xuất năng lượng tái tạo. Việc đầu tư dài hạn vào năng lượng tái tạo có thể giúp ổn định giá năng lượng và giảm sự phụ thuộc của Liên minh châu Âu (EU), khi có tới 90% lượng khí đốt ở khu vực này được nhập khẩu. Từ cuối năm 2018, kế hoạch “Năng lượng sạch cho toàn châu Âu” ra đời. Theo đó, các thành viên EU dần chuyển đổi sang nền kinh tế có mức độ thải khí carbon thấp, an toàn sức khỏe cho người dân và góp phần tăng khả năng cạnh tranh cho nhiều ngành công nghiệp. 

Đức có những bước chuyển mình mạnh mẽ trong việc đưa năng lượng tái tạo trở thành mục tiêu phát triển hàng đầu để thay thế khí đốt. Cũng từ đầu những năm 2000, Đức định hướng chiến lược năng lượng nhằm vào các nguồn năng lượng tái tạo. Tham vọng của Berlin là trở thành quốc gia đi đầu tại châu Âu trong lĩnh vực này, nhất là khẳng định vị thế thống trị trong ngành điện gió. Theo quy định trong Luật Năng lượng tái tạo (Luật EEG) của Đức, chậm nhất đến năm 2025, năng lượng tái tạo phải chiếm đến 40-45%; vào năm 2035, con số này là 55-60% trong cơ cấu năng lượng của quốc gia này. Nhờ sáng kiến khuyến khích đưa năng lượng tái tạo đến từng hộ gia đình thông qua các khoản trợ cấp của chính phủ, hàng triệu người dân Đức lắp pin mặt trời trên mái nhà. Thay cho 20 nhà máy điện đốt than, Đức sử dụng năng lượng được sản xuất từ hơn 1 triệu tấm thu năng lượng mặt trời đặt trên các tòa nhà và dọc theo các xa lộ, bổ sung 30 terawatt giờ (TWh) vào mạng lưới điện của nước này. Cho đến nay, khoảng 25% nguồn năng lượng của Đức được sản xuất từ các nguồn tái tạo như gió, mặt trời và năng lượng sinh khối, đạt tỷ lệ cao nhất trong các quốc gia công nghiệp hùng mạnh.

Làn sóng phát triển năng lượng tái tạo đã tạo ra một số phát minh công nghệ trong các lĩnh vực, từ thiết kế máy móc đến kỹ thuật điện - như một turbin gió vận hành ở Đức đang sản xuất được lượng điện gấp 6 lần so với năm 1990. Chính phủ Đức còn hỗ trợ việc cải tạo hệ thống năng lượng trong những công trình xây dựng cũ.

Tại Pháp, Bộ Môi trường tuyên bố ngừng trợ cấp cho việc lắp đặt các lò sưởi khí đốt dân dụng mới và tăng cường hỗ trợ sưởi ấm bằng năng lượng tái tạo, nhằm giảm sự phụ thuộc vào xuất khẩu nhiên liệu hóa thạch của Nga. Pháp muốn chấm dứt nhập khẩu khí đốt và dầu của Nga vào năm 2027. Để giảm nhu cầu khí đốt, Pháp sẽ đẩy nhanh việc thay thế các lò sưởi hiện nay sang hệ thống sưởi sử dụng máy bơm nhiệt và máy sưởi sinh khối, bao gồm cả các hệ thống hybrid. Từ ngày 15-4 cho đến hết năm 2022, Pháp tăng trợ cấp thêm 1.000 EUR (1.102 USD) cho hệ thống sưởi ấm trong khu dân cư.

Điện khí hóa hệ thống sưởi đang là kế hoạch chính trong các chính sách của EU nhằm giảm lượng khí thải của các tòa nhà ở châu Âu. Thông qua Cơ quan Môi trường và Năng lượng nhà nước ADEME, Pháp cũng sẽ cung cấp 150 triệu EUR (166 triệu USD) để giúp các công ty và thành phố chuyển đổi sang hệ thống sưởi sử dụng năng lượng tái tạo, đặc biệt là bằng cách chuyển mạng lưới nhiệt sang sinh khối.

Mỹ luôn phụ thuộc rất nhiều vào nhiên liệu hóa thạch như khí tự nhiên, dầu và than đá để sản xuất năng lượng. Tuy nhiên, xu hướng này hiện đang thay đổi nhanh chóng khi Mỹ đẩy mạnh thực hiện quy hoạch phát triển năng lượng sạch đến 

năm 2050. Chính phủ Mỹ đã đầu tư rất lớn cho việc phát triển cơ sở hạ tầng các nhà máy sản xuất năng lượng tái tạo, cũng như các ngành công nghiệp sản xuất thay thế dần động cơ sử dụng năng lượng sạch.

Bang California (Mỹ) đã xây dựng 2 nhà máy điện mặt trời lớn nhất thế giới. Đó là Trang trại Quang điện Topaz (công suất 550MW) và Nhà máy Ivanpah (công suất 392MW). Thành phố Babcock Ranch ở bang Florida (Mỹ) đã trở thành một trong những thành phố bền vững và thân thiện với môi trường bậc nhất trên thế giới. Tại đây, 100% điện năng sử dụng đều từ năng lượng tái tạo và áp dụng theo công nghệ điện lưới thông minh.

Từ một đất nước chủ yếu dựa vào nguồn nhiên liệu hóa thạch, Trung Quốc xem việc phát triển nguồn năng lượng tái tạo là nhiệm vụ trọng tâm. Điều đó được nhấn mạnh trong kế hoạch hiện đại hóa công nghiệp “Made in China 2025”, mục tiêu đưa Trung Quốc trở thành quốc gia hàng đầu trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Trong tổng kết kế hoạch 5 năm từ 2016-2020, tổng đầu tư của Trung Quốc vào ngành công nghiệp này đã lên đến hơn 360 tỷ USD.

Ngoài các nguồn năng lượng tái tạo đang sử dụng trên thế giới (như gió, mặt trời, nước), hydro được coi là nguồn năng lượng nhiều tiềm năng. Đây là năng lượng vô tận khi có thể dễ dàng thu thập, không gây ô nhiễm. Hydro có thể được sản xuất như một sản phẩm phụ trong quá trình lọc hóa dầu, chiết xuất trực tiếp từ khí tự nhiên, hay thu thập trong quá trình điện phân tách hydro và oxy trong nước.

EU đã công bố chiến lược hydro, với kế hoạch đầu tư 75 tỷ EUR (83 tỷ USD) để xây dựng cơ sở hạ tầng kinh tế hydro, nỗ lực tăng tỷ trọng sử dụng nguyên liệu hydro từ 3% hiện nay lên 14% vào năm 2050. Nhật Bản tuyên bố chuyển đổi sang nền kinh tế hydro từ năm 2014. Thậm chí, các quốc gia Trung Đông, đặc biệt là Saudi Arabia, cũng sử dụng tiền thu được từ dầu mỏ để tái đầu tư vào năng lượng hydro, nhằm giữ vững vị trí dẫn đầu trên thị trường năng lượng toàn cầu trong kỷ nguyên hậu nhiên liệu hóa thạch.

Trong số đó, Hàn Quốc là quốc gia đang đặt tham vọng trở thành nhà xuất khẩu khí hydro hàng đầu trên thế giới. Đầu năm 2021, nước này trở thành quốc gia đầu tiên trên thế giới thông qua “Luật kinh tế hydro”. Trước đó, Chính phủ Hàn Quốc công bố lộ trình xây dựng hệ sinh thái hydro. Đằng sau sự phát triển nhanh chóng trong các ngành liên quan đến hydro là sự ra đời của hệ thống cơ sở pháp lý và luật liên quan. 

Cùng với xe điện, xe chạy bằng nhiên liệu hydro đang trở thành chủ đề nóng trong ngành công nghiệp ô tô tại Hàn Quốc. Theo Công ty tư vấn nghiên cứu SNE Research, tính đến cuối quý III-2020, gã khổng lồ ô tô Hyundai của Hàn Quốc chiếm tới 73,8% thị phần xe điện chạy pin nhiên liệu hydro trên toàn cầu, dẫn đầu thế giới ở lĩnh vực này. 

Australia đang có kế hoạch trở thành một trong ba nhà xuất khẩu hydro hàng đầu cho các thị trường châu Á vào năm 2030, và đặt ra mục tiêu giảm chi phí sản xuất hydro xuống dưới 2AUD (1,4USD)/kg. Mới đây, Công ty Công nghệ Hysata của Australia thông báo đã đạt được bước tiến đột phá trong việc nâng cao hiệu suất của các chất điện phân, giúp đẩy nhanh quá trình sản xuất khí hydro ở quy mô công nghiệp, đưa nguồn năng lượng mới này sớm cạnh tranh được với các loại nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Công nghệ tế bào điện phân của Hysata đạt hiệu suất lên tới 95%, trong khi các công nghệ hiện nay chỉ cho phép điện phân đạt hiệu suất khoảng 75%. Những thành tựu thu được từ nghiên cứu của công ty đã củng cố cho mục tiêu mở rộng quy mô sản xuất hydro của Australia ở mức giá tương đương giá của xăng dầu vào năm 2025. 

Theo chiến lược phát triển nguồn năng lượng mới hydro của Australia, đến năm 2050, công nghiệp hydro có khả năng tạo ra khoảng 7.600 việc làm và đóng góp thêm khoảng 11 tỷ AUD/năm (7,7 tỷ USD/năm) cho tổng sản phẩm quốc nội (GDP) của nước này.