Năng lượng tái tạo là năng lượng được khai thác từ nước, gió, ánh sáng mặt trời, địa nhiệt, thủy triều biển, nhiên liệu sinh học và các nguồn năng lượng tái tạo khác. [1]

Năng lượng tái tạo – tiếp sức cho một tương lai an toàn hơn

Năng lượng nằm ở trung tâm của thách thức khí hậu – và cũng là chìa khóa cho lời giải.

(Nguồn: https://www.wtsenergy.com/)

Một phần lớn các khí nhà kính bao phủ Trái Đất được tạo ra từ quá trình sản xuất năng lượng, chủ yếu do việc đốt nhiên liệu hóa thạch để tạo ra điện và nhiệt. Nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ và khí đốt là tác nhân lớn nhất gây biến đổi khí hậu toàn cầu, chiếm hơn 75% tổng lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu và gần 90% tổng lượng phát thải CO₂. Để tránh những tác động tồi tệ nhất của biến đổi khí hậu, lượng phát thải cần được cắt giảm gần một nửa vào năm 2030 và đạt mức phát thải ròng bằng không vào năm 2050 [2].

Để làm được điều đó, chúng ta cần chấm dứt sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và đầu tư vào các nguồn năng lượng thay thế sạch, dễ tiếp cận, chi phí hợp lý, bền vững và đáng tin cậy. Các nguồn năng lượng tái tạo sẵn có dồi dào xung quanh chúng ta, được cung cấp từ mặt trời, gió, nước, chất thải và nhiệt từ lòng đất, liên tục được thiên nhiên tái tạo và hầu như không phát thải khí nhà kính hay chất ô nhiễm vào không khí. Mặc dù nhiên liệu hóa thạch hiện vẫn chiếm hơn 80% tổng sản lượng năng lượng toàn cầu, các nguồn năng lượng sạch hơn đang ngày càng mở rộng. Hiện nay, khoảng 29% sản lượng điện đến từ các nguồn năng lượng tái tạo.

Dưới đây là năm lý do cho thấy vì sao việc đẩy nhanh chuyển dịch sang năng lượng sạch là con đường hướng tới một hành tinh khỏe mạnh, đáng sống cho hiện tại và cho các thế hệ mai sau.

1. Các nguồn năng lượng tái tạo có ở khắp nơi

Khoảng 80% dân số toàn cầu hiện đang sinh sống tại các quốc gia nhập khẩu ròng nhiên liệu hóa thạch, tương đương khoảng 6 tỷ người sống phụ thuộc vào nhiên liệu lấy nguồn từ các quốc gia khác, khiến họ dễ bị tổn thương trước các cú sốc và khủng hoảng địa chính trị. Ngược lại, các nguồn năng lượng tái tạo hiện diện ở mọi quốc gia, tuy nhiên tiềm năng của chúng lại chưa được khai thác đầy đủ. Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (IRENA) ước tính rằng đến năm 2050, 90% sản lượng điện của thế giới có thể và nên đến từ năng lượng tái tạo.

Năng lượng tái tạo mở lối thoát khỏi sự phụ thuộc vào nhập khẩu, cho phép các quốc gia đa dạng hóa nền kinh tế và bảo vệ mình trước những biến động khó lường của giá nhiên liệu hóa thạch, đồng thời thúc đẩy tăng trưởng kinh tế bao trùm, tạo việc làm mới và giảm nghèo.

2. Năng lượng tái tạo có chi phí hợp lý hơn

Năng lượng tái tạo là dạng năng lượng rẻ nhất trên đa số nơi hiện nay. Nhờ có những tiến bộ về kỹ thuật và công nghệ, giá cả sản xuất năng lượng tái tạo ngày càng có tính cạnh tranh so với nguyên liệu hóa thạch, với nhiều điểm tiến bộ ví dụ như:

Tuabin gió:

Tua bin gió ngày càng được thiết kế với những cánh quạt to, dài và mạnh mẽ hơn, cho phép bắt gió và sản sinh nhiều điện năng, đồng thời giảm chi phí sản xuất. Ví dụ, mẫu tuabin Vestas V164-9.5MW  sở hữu đường kính động cơ 80 mét và có khả năng sản xuất 9.5 megawatt (MW). Các tuabin này ứng dụng thiết kế lưỡi quạt tối ưu, sử dụng vật liệu linh hoạt cùng hình dạng kéo dài để cải thiện hiệu suất và khả năng hoạt động trong nhiều điều kiện gió khác nhau. Quá trình tối ưu này giảm mức năng lượng mất mát do xoắn và uốn lưỡi quạt, duy trì điện gió ổn định với hiệu quả chi phí tốt hơn.

Quang điện (PV):

Mảng quang điện siêu mỏng, điển hình là pin mặt trời perovskite, đại diện một bước đột phá quan trọng trong công nghệ năng lượng mặt trời. Với trọng lượng nhẹ, dẻo dai và hiệu suất cao, các tấm pin này cho phép tích hợp đễ dàng lên nhiều bề mặt và môi trường khác nhau. Cảm biến và trí tuệ nhân tạo được ứng dụng để theo dõi vị trí của mặt trời và điều chỉnh tấm pin quang điện một cách tối ưu, nhằm tối đa sản lượng điện trong ngày. Bên cạnh đó, robot cũng được triển khai tại các nhà máy điện mặt trời quy mô lớn để nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong lắp đặt cũng như bảo trì, qua đó giảm chi phí vận hành và nhu cầu lao động.

Lưu trữ năng lượng:

Những đột phá trong công nghệ pin, cụ thể pin lithium-ion, đã giúp gia tăng hiệu quả và giảm chi phí cho các hệ thống lưu trữ năng lượng. Nhờ đó, các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời và điện gió có thể được cung cấp một cách ổn định ngay cả điều kiện nắng hoặc gió không thuận lợi.

Công nghệ tích hợp lưới điện:

Các công nghệ lưới điện thông minh, bao gồm các công cụ dự báo tiên tiến và hệ thống điều chỉnh phụ tải theo nhu cầu (demand-response), hỗ trợ tối ưu tích hợp năng lượng tái tạo vào các hệ thống điện hiện hữu. Những giải pháp này giúp cải thiện độ ổn định của lưới điện và giảm sự phụ thuộc vào các nguồn điện dự phòng từ nhiên liệu hóa thạch.

Những tiến bộ trong công nghệ điện gió và điện mặt trời đã dẫn tới sự sụt giảm đáng kể về chi phí sản xuất năng lượng tái tạo. Từ năm 2010 đến 2020, chi phí điện mặt trời đã giảm tới 85%, trong khi chi phí điện gió trên bờ và ngoài khơi lần lượt giảm 56% và 48%. Xu hướng giảm giá này đã khiến năng lượng tái tạo ngày càng có tính cạnh tranh trên phạm vi toàn cầu, ngay tại các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình.

Với mức chi phí ngày càng thấp, năng lượng tái tạo có tiềm năng cung cấp khoảng 65% tổng sản lượng điện của thế giới vào năm 2030 và giảm thiểu carbon tới 90% trong lĩnh vực phát điện vào năm 2050. Sự chuyển dịch sang các nguồn năng lượng tái tạo hứa hẹn sẽ cắt giảm đáng kể lượng phát thải carbon, góp phần giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Hơn nữa, về dài hạn, việc mở rộng ứng dụng năng lượng tái tạo còn mang lại những lợi ích kinh tế quan trọng như tạo việc làm, tăng cường an ninh năng lượng và giảm phụ thuộc vào nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch, từ đó thúc đẩy tăng trưởng kinh tế bền vững trên phạm vi toàn cầu.

3. Năng lượng tái tạo lành mạnh hơn

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), khoảng 99% dân số toàn cầu hiện đang hít thở bầu không khí có mức ô nhiễm vượt quá ngưỡng an toàn, gây đe dọa đối với sức khỏe con người. Bên cạnh đó, mỗi năm có hơn 13 triệu ca tử vong trên toàn thế giới được xem có bắt nguồn từ các nguyên nhân môi trường có thể phòng tránh, bao gồm cả ô nhiễm không khí.

Nồng độ gây hại của bụi mịn và khí NO₂ chủ yếu xuất phát từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch. Chỉ trong năm 2018, ô nhiễm không khí do nhiên liệu hóa thạch đã gây ra thiệt hại về y tế và kinh tế lên tới 2,9 nghìn tỷ USD, tương đương khoảng 8 tỷ USD mỗi ngày.

Chuyển dịch sang các nguồn năng lượng sạch như điện gió và điện mặt trời không chỉ góp phần giải quyết bài toán biến đổi khí hậu, mà còn giúp giảm thiểu ô nhiễm không khí và cải thiện đáng kể sức khỏe cộng đồng.

4. Năng lượng tái tạo sản sinh việc làm

Mỗi đô la đầu tư vào năng lượng tái tạo có khả năng tạo ra gấp ba lần lượng việc làm so với cùng một khoản đầu tư vào nhiên liệu hóa thạch. Theo ước tính của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), quá trình chuyển dịch hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng không sẽ dẫn tới mức tăng ròng về việc làm trong lĩnh vực năng lượng: trong khi khoảng 5 triệu việc làm trong sản xuất nhiên liệu hóa thạch có thể bị mất đi vào năm 2030, dự kiến khoảng 14 triệu việc làm mới sẽ được tạo ra trong lĩnh vực năng lượng sạch, tương đương mức tăng ròng 9 triệu việc làm.

Bên cạnh đó, các ngành công nghiệp liên quan đến năng lượng còn cần thêm khoảng 16 triệu lao động, chẳng hạn trong sản xuất xe điện, các thiết bị siêu tiết kiệm năng lượng và những công nghệ tiên tiến như hydro. Điều này cho thấy, đến năm 2030, hơn 30 triệu việc làm mới có thể được tạo ra trong các lĩnh vực năng lượng sạch, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và công nghệ phát thải thấp.

5. Năng lượng tái tạo mang lại ý nghĩa kinh tế

Trong năm 2022, khoảng 7 nghìn tỷ USD đã được chi cho việc trợ cấp ngành công nghiệp nhiên liệu hóa thạch, bao gồm các khoản trợ cấp trực tiếp, ưu đãi thuế, cũng như những chi phí y tế và môi trường chưa được định giá gắn với việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Ngược lại, để đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng không vào năm 2050, ước tính cần đầu tư mỗi năm khoảng 4,5 nghìn tỷ USD vào năng lượng tái tạo cho đến năm 2030, bao trùm cả đầu tư công nghệ lẫn cơ sở hạ tầng.

Chi phí ban đầu này có thể tạo cảm giác khó khăn đối với nhiều quốc gia có nguồn lực hạn chế, yêu cầu có hỗ trợ về tài chính và kỹ thuật nhằm thúc đẩy quá trình chuyển đổi. Tuy nhiên, các khoản đầu tư vào năng lượng tái tạo được dự phóng sẽ mang lại lợi ích vượt trội. Tới năm 2030, việc giảm ô nhiễm và hạn chế các tác động của biến đổi khí hậu có thể giúp thế giới tiết kiệm tới 4,2 nghìn tỷ USD mỗi năm.

Hơn nữa, các công nghệ năng lượng tái tạo hiệu quả và đáng tin cậy có khả năng hình thành một hệ thống năng lượng ít bị tổn thương trước các cú sốc thị trường, đồng thời nâng cao khả năng chống chịu và an ninh năng lượng thông qua việc đa dạng hóa nguồn cung điện.

(Nguồn: https://www.gedlingeye.co.uk/)

Điện năng sản xuất từ các nguồn sạch đang gia tăng nhanh chóng

Hội nghị Liên Hợp Quốc về Biến đổi Khí hậu (COP26) được tổ chức từ ngày 31/10 đến ngày 12/11/2021 tại Vương quốc Anh, với sự tham gia của toàn bộ 197 Bên tham gia Công ước. COP26 ghi nhận hàng loạt thỏa thuận, tuyên bố và cam kết quan trọng, trong đó có: mục tiêu cắt giảm 30% lượng phát thải khí methane vào năm 2030 so với mức năm 2020; các quốc gia tái khẳng định mục tiêu của Thỏa thuận Paris nhằm kiềm chế mức tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu và nỗ lực giới hạn ở mức 1,5°C so với thời kỳ tiền công nghiệp. Tại COP26, Ấn Độ cam kết đạt phát thải ròng bằng không vào năm 2070; trong khi Vương quốc Anh, Hoa Kỳ và Liên minh châu Âu đặt mục tiêu này vào năm 2050. Đồng thời, Hoa Kỳ, Canada và 18 quốc gia khác cam kết chấm dứt tài trợ cho các dự án nhiên liệu hóa thạch ở nước ngoài trước cuối năm 2022, chuyển hướng dòng vốn đầu tư sang năng lượng sạch.

Với các mục tiêu và cam kết được thiết lập tại COP26, cùng với những lợi ích rõ ràng của năng lượng tái tạo đã được nêu trên, quá trình chuyển dịch sang khai thác các nguồn năng lượng tái tạo cho sản xuất điện là xu thế tất yếu. Tỷ trọng điện năng được tạo ra từ các nguồn năng lượng sạch đang tiếp tục gia tăng nhanh chóng trên phạm vi toàn cầu.

(Nguồn: Cơ quan Năng lượng Quốc tế, Năng lượng tái tạo 2023)

Theo một báo cáo được công bố bởi Ember, một tổ chức nghiên cứu có trụ sở tại London, hàng tỷ người trên thế giới đang sử dụng các dạng năng lượng khác nhau mỗi ngày, và năm 2023 đã trở thành một năm kỷ lục đối với năng lượng tái tạo, các nguồn năng lượng không phát thải những chất gây hiệu ứng nhà kính như CO₂ và methane. Lần đầu tiên trong lịch sử, 30% sản lượng điện toàn cầu được tạo ra từ các nguồn năng lượng sạch, trong bối cảnh số lượng các trang trại điện mặt trời và điện gió tiếp tục tăng trưởng với tốc độ nhanh chóng.

Trong số các loại năng lượng sạch được sản xuất trong năm qua, thủy điện vẫn chiếm tỷ trọng lớn nhất, tương tự như xu hướng của nhiều năm trước. Tuy nhiên, các đợt hạn hán kéo dài tại Ấn Độ, Trung Quốc, Bắc Mỹ và Mexico đã khiến sản lượng thủy điện giảm xuống mức thấp nhất trong vòng năm năm. Nhiều nghiên cứu cho thấy biến đổi khí hậu đang khiến hạn hán hình thành nhanh hơn và trở nên nghiêm trọng hơn.

Điện mặt trời chiếm tỷ trọng lớn nhất trong phần công suất năng lượng sạch mới được bổ sung trong năm 2023. Đây là năm thứ 19 liên tiếp điện mặt trời giữ vị trí nguồn phát điện tăng trưởng nhanh nhất. Làn sóng lắp đặt điện mặt trời tăng mạnh vào cuối năm, và báo cáo dự báo năm 2024 sẽ chứng kiến mức tăng còn lớn hơn nữa.

Trung Quốc là quốc gia bổ sung năng lượng tái tạo nhiều nhất trong năm qua, chiếm 51% công suất điện mặt trời mới và 60% công suất điện gió mới trên toàn cầu. Cùng với Liên minh châu Âu, Hoa Kỳ và Brazil, bốn khu vực này đóng góp 81% tổng sản lượng điện mặt trời mới trong năm 2023 [3].

Tuy nhiên, Trung Quốc cũng là quốc gia chịu trách nhiệm cho 55% sản lượng điện than toàn cầu, và 60% điện năng của Trung Quốc vẫn đến từ than đá. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), than là loại nhiên liệu hóa thạch có cường độ phát thải carbon cao nhất. Các nhà khoa học cảnh báo rằng phát thải từ việc đốt các nhiên liệu như than cần phải giảm mạnh để bảo vệ khí hậu Trái Đất. Thế nhưng, thực tế cho thấy sản lượng điện từ nhiên liệu hóa thạch vẫn gia tăng, với Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam và Mexico là những quốc gia chịu trách nhiệm cho phần lớn mức tăng này.

Người dân nhìn chung cũng có nhu cầu sử dụng điện tăng cao ở mức 2%, tương đương với tổng lượng điện tiêu thụ 1 năm của Canada. Một phần của nhu cầu gia tăng này đến từ việc sử dụng máy bơm nhiệt, một giải pháp hiệu quả để vừa sưởi ấm, vừa làm mát công trình và xe điện. Ngoài ra, năng lượng còn sử dụng cho máy điện phân, thiết bị tách hydro từ nước để sản xuất năng lượng. Đây đều là những công nghệ góp phần giải quyết bài toán biến đổi khí hậu. Các nhu cầu điện khác đến từ các trung tâm dữ liệu mới và nhu cầu điều hòa không khí khi nhiệt độ toàn cầu gia tăng.

Mặc dù sở hữu nhiều lợi thế nổi bật, năng lượng tái tạo cũng tồn tại những hạn chế nhất định, ví dụ như tính phụ thuộc mạnh vào điều kiện thời tiết. Bởi vậy, thời tiết bất lợi có thể khiến các công nghệ như pin mặt trời hoạt động kém hiệu quả. Pin mặt trời phụ thuộc vào ánh nắng để phát điện, chỉ vận hành vào ban ngày và giảm công suất khi trời nhiều mây. Việc truyền tải lượng điện mặt trời dư thừa lên lưới điện cũng có thể gây ra các vấn đề về ổn định và an toàn hệ thống. Đối với điện gió, các tuabin chỉ hoạt động hiệu quả trong dải tốc độ gió từ 4–25 m/s. Chúng bắt đầu phát điện khi gió đạt tối thiểu 4 m/s, nhưng tạm ngừng ở điều kiện gió vượt quá 25 m/s. Ngoài ra, chi phí đầu tư ban đầu cao cũng là một rào cản đáng kể đối với năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, những tiến bộ không ngừng trong khoa học và công nghệ đang từng bước giúp giảm chi phí và nâng cao hiệu suất, qua đó dần khắc phục nhược điểm này.

Để đạt được mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính và bảo đảm an ninh năng lượng trong bối cảnh nhu cầu toàn cầu ngày càng tăng, các quốc gia cần ưu tiên đầu tư vào phát triển, khai thác và sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo cho sản xuất điện. Song song với đó, cần có chiến lược rõ ràng nhằm từng bước giảm sản lượng điện từ than đá và quản lý hiệu quả việc sử dụng năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch.

Tiềm năng phát triển ngành năng lượng tái tạo tại Việt Nam

Phát triển năng lượng tái tạo là một chủ trương lớn của Đảng và Nhà nước, được cụ thể hóa trong Nghị quyết số 55 của Bộ Chính trị tới các quyết định của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt chiến lược và cơ chế phát triển các dự án năng lượng tái tạo. Tại Hội nghị COP26, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính đã cam kết Việt Nam sẽ đạt mục tiêu phát thải ròng bằng không vào năm 2050.

Theo Quy hoạch điện VIII, Việt Nam đặt mục tiêu từng bước loại bỏ điện than vào năm 2050, đồng thời nâng tỷ trọng công suất lắp đặt điện mặt trời lên 34% so với mức 23% vào năm 2022. Quy hoạch cũng dự báo công suất lưu trữ năng lượng sẽ đạt 300 MWh vào năm 2030 và tăng mạnh lên 26 GWh vào năm 2050. Đến năm 2023, tổng công suất năng lượng tái tạo của Việt Nam ước đạt 21,6 GW. Mặc dù hiện nay Việt Nam đang dẫn đầu khu vực Đông Nam Á về công suất điện mặt trời lắp đặt, dư địa phát triển trong lĩnh vực này vẫn còn rất lớn [4].

Sản lượng điện của Việt Nam trong quý I năm 2024. (Nguồn: EVN)

Việt Nam cũng được xếp vào nhóm các quốc gia có tiềm năng lớn để đầu tư phát triển các nguồn năng lượng tái tạo mới như điện mặt trời, điện gió, điện sinh khối, điện sóng biển thủy triều và khí sinh học, bên cạnh các nguồn năng lượng hiện hữu như khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG), thủy điện và điện than.

Việt Nam sở hữu đường bờ biển dài hơn 3.260 km và tốc độ gió trung bình khoảng 7 m/s. Khu vực Tây Nguyên, Nam Bộ và Nam Trung Bộ có mức bức xạ mặt trời trung bình cao, dao động từ 1.387–1.534 kWh/kWp mỗi năm. Đây là những điều kiện tự nhiên thuận lợi, tạo sức hút lớn đối với các nhà đầu tư trong lĩnh vực điện gió và điện mặt trời tại các địa phương này. Bên cạnh đó, với diện tích rừng lớn, riêng tại Cà Mau sản lượng khai thác và chế biến gỗ đạt khoảng 225.000–300.000 tấn mỗi năm, tiềm năng điện sinh khối cũng rất đáng kể. Ước tính đến năm 2030, Việt Nam sẽ cần khoảng 12 tỷ USD để đầu tư phát triển các nguồn điện mới. Nhờ tiềm năng phát triển mạnh mẽ của năng lượng tái tạo, từ năm 2018 đến nay, ngành năng lượng tái tạo tại Việt Nam đã chứng kiến sự bứt phá rõ rệt cả về đầu tư lẫn sản xuất, đặc biệt là các dự án điện gió và điện mặt trời. Tỷ trọng điện năng sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo (bao gồm điện mặt trời nối lưới, điện gió, sinh khối và thủy điện) đang gia tăng nhanh chóng.

Hiện nay, tổng công suất các nhà máy năng lượng tái tạo quy mô lớn, nhỏ và thủy điện tại Việt Nam đạt 43.126 MW, chiếm khoảng 55,2% tổng công suất hệ thống điện quốc gia (78.121 MW). Trong đó bao gồm 4.126 MW điện gió, 7.660 MW điện mặt trời mái nhà, 8.904 MW điện mặt trời trang trại, 22.111 MW thủy điện và 325 MW điện sinh khối. Tuy nhiên, năng lượng tái tạo vẫn chỉ chiếm tỷ trọng tương đối thấp, khoảng 9% tổng cung năng lượng sơ cấp của cả nước (năm 2020), trong khi nguồn cung năng lượng sơ cấp vẫn chủ yếu phụ thuộc vào than đá, chiếm khoảng 51% trong cùng năm.

Phát triển các nguồn năng lượng tái tạo tại Việt Nam không chỉ góp phần giải quyết bài toán an ninh năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy các mục tiêu phát triển bền vững. Đầu tư vào hạ tầng năng lượng tái tạo giúp tạo ra nhiều cơ hội việc làm mới, đặc biệt tại khu vực nông thôn nơi có lợi thế về tài nguyên mặt trời và sinh khối. Các dự án này vừa thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, vừa giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường, hỗ trợ bảo tồn đa dạng sinh học và cải thiện khả năng tiếp cận năng lượng cho các cộng đồng còn hạn chế về hạ tầng. Quan trọng hơn, phát triển năng lượng tái tạo hoàn toàn phù hợp với cam kết đạt phát thải ròng bằng không vào năm 2050 của Việt Nam, qua đó khẳng định vai trò chủ động và trách nhiệm của quốc gia trong các nỗ lực hành động vì khí hậu toàn cầu.

 

Nguồn tham khảo

[1] Luật bảo vệ môi trường 2014

[2] https://www.un.org

[3] Electricity From Clean Sources Reaches 30% of Global Total (usnews.com)

[4] https://vneconomy.vn