Hướng tới tương lai 100% năng lượng tái tạo

Báo cáo của Wärtsilä cho thấy để đạt một tương lai năng lượng sạch, diện tích đất cần thiết cho cơ sở hạ tầng phát triển năng lượng tái tạo (NLTT) sẽ tương đương với diện tích của toàn bộ châu Âu, khi không tích hợp các công nghệ cân bằng năng lượng.

Ngiên cứu mô phỏng hệ thống điện toàn cầu của Wärtsilä, được công bố trong bản báo cáo Giao lộ trên hành trình Net zero, so sánh hai lộ trình từ năm 2025 tới 2050 với mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính và hạn chế mức tăng nhiệt độ toàn cầu, theo mục tiêu đã đề ra trong Thoả thuận Paris. Trong lộ trình đầu tiên, chỉ có các nguồn NLTT, như gió và mặt trời, và hệ thống pin tích trữ năng lượng tham gia vào hệ thống điện. Ở lộ trình thứ hai, các nhà máy điện linh hoạt, với khả năng thay đổi công suất nhanh để hỗ trợ cân bằng khi NLTT không ổn định, cũng sẽ được bổ sung vào hệ thống.

Việt Nam đã cam kết đạt Net zero vào năm 2050, và là quốc gia dẫn đầu khu vực về phát triển NLTT. Nghiên cứu mô phỏng hệ thống điện Việt Nam của chúng tôi vào năm 2022, được công bố trong bản báo cáo Tái định hình ngành Năng lượng tại khu vực Đông Nam Á, cho thấy việc chuyển đổi sang một hệ thống điện trung hoà các-bon vào năm 2050 có thể giúp Việt Nam tiết kiệm khoảng 26 tỷ euro mỗi năm. Nghiên cứu cũng chỉ ra cho mỗi GW công suất các nguồn NLTT, hệ thống sẽ cần khoảng 150 MW công suất điện linh hoạt để đảm bảo tính ổn định.

Mô phỏng hệ thống điện toàn cầu mới nhất cũng cho thấy xu hướng tương tự. Một hệ thống điện sử dụng nguồn phát điện linh hoạt có những lợi thế đáng kể khi xét đến cả giảm chi phí và phát thải CO₂. Mô phỏng chỉ ra rằng lộ trình này sẽ tiết kiệm khoảng 65 nghìn tỷ euro vào năm 2050 so với lộ trình chỉ bao gồm NLTT. Mức tiết kiệm này đạt trung bình 2,5 nghìn tỷ euro mỗi năm, tương đương với hơn 2% GDP toàn cầu năm 2024.

Báo cáo nêu rõ sự hỗ trợ của các nhà máy điện linh hoạt sẽ giúp tối đa hoá hiệu quả của NLTT, và là chìa khoá để mở rộng quy mô NLTT.

Các kết quả chính

1. Giảm chi phí: Nghiên cứu cho thấy, so với lộ trình chỉ sử dụng NLTT kết hợp với hệ thống lưu trữ, việc triển khai các nhà máy điện linh hoạt có thể giúp giảm tổng chi phí cho các hệ thống điện tương lai tới 42%, tương đương 65 nghìn tỷ euro.
2. Giảm lượng phát thải: Việc tích hợp các nhà máy điện linh hoạt có thể giúp giảm tổng lượng phát thải CO₂ của ngành điện trong giai đoạn từ nay đến năm 2050 tới 21% (tương đương 19 tỷ tấn), so với lộ trình chỉ sử dụng NLTT và hệ thống lưu trữ.
   
3. Giảm lãng phí năng lượng: Mô phỏng cho thấy tích hợp các nhà máy điện linh hoạt giúp tối ưu hóa hệ thống điện, nhờ đó giảm đến 88% NLTT bị lãng phí do bị cắt giảm công suất vào năm 2050 so với lộ trình còn lại. Trên tổng thể, có thể tránh cắt giảm tổng cộng 458,000 TWh, đủ để cung cấp điện cho toàn thế giới (dựa trên mức tiêu thụ điện hiện tại) trong hơn 15 năm.
4. Giảm công suất NLTT và diện tích đất sử dụng: Việc tích hợp các nhà máy điện linh hoạt giúp giảm một nửa công suất NLTT lắp đặt mới và diện tích đất sử dụng cần thiết để đạt trung hoà các-bon.

Ông Anders Lindberg, Chủ tịch mảng Năng lượng kiêm Phó Chủ tịch Cấp cao, Tập đoàn Wärtsilä, cho biết:

“Mặc dù tỷ trọng NLTT trong hệ thống điện đang lớn hơn bao giờ hết, nhưng chỉ NLTT thì không đủ. Nghiên cứu mô phỏng của chúng tôi chỉ ra rằng nguồn linh hoạt là cần thiết để đạt một tương lai năng lượng sạch.

“Chúng ta cần hành động ngay bây giờ để tích hợp nhiều các loại hình  công nghệ cân bằng phù hợp o hệ thống điện. Điều này cũng có nghĩa nhanh chóng loại bỏ dần các nhà máy điện kém linh hoạt và chuyển sang nhiên liệu bền vững. Các nhà máy điện linh hoạt là yếu tố quan trọng hỗ trợ việc tăng tỷ trọng NLTT.”

Các công nghệ linh hoạt khác nhau có những vai trò khác nhau trong hệ thống điện. Trong khi hệ thống pin tích trữ năng lượng cung cấp cân bằng theo cấp độ giây và phút, các nhà máy điện linh hoạt sử dụng động cơ đốt trong dạng píttông (Reciprocating Internal Combustion Engine – RICE) có thể xử lý các biến động cấp độ theo giờ, theo ngày và thậm chí theo mùa. Nguồn điện linh hoạt đã được ghi nhận trong cơ cấu nguồn điện của Quy hoạch điện VIII bắt đầu với 300 MW từ nay tới trước năm 2030 và tăng lên đáng kể tới 46,200 MW trong giai đoạn trước năm 2050. Bây giờ điều cần thiết là đảm bảo triển khai kế hoạch thực hiện cũng như xây dựng các cơ chế thị trường phù hợp để hỗ trợ cho việc triển khai các công nghệ này.

Lời kêu gọi hành động cho ngành điện

Các hành động dứt khoát từ toàn bộ hệ sinh thái ngành điện là tối quan trọng cho quá trình chuyển đổi năng lượng chi phí thấp và phát thải thấp theo Thoả thuận Paris. Thay vì chỉ tập trung vào việc đẩy nhanh phát triển năng lượng tái tạo, cần có cách tiếp cận toàn diện ở cấp độ  hệ thống khi lập quy hoạch và đầu tư vào hệ thống điện.

1. Đẩy mạnh mở rộng quy mô NLTT và các công nghệ linh hoạt đảm bảo giá điện hợp lý

• Tạo điều kiện mở rộng nhanh chóng quy mô NLTT bằng cách nâng cấp hệ thống truyền tải điện, tinh giản các thủ tục cấp phép và đầu tư vào hạ tầng kết nối lưới điện liên vùng.
• Nhanh chóng mở rộng các công nghệ linh hoạt giúp cân bằng nguồn điện trong thời gian ngắn và dài hạn để đảm bảo hệ thống lưới điện hoạt động ổn định và bền vững. Các công nghệ này sẽ hỗ trợ phát triển NLTT nhanh chóng, giảm sự phụ thuộc vào các nhà máy điện kém linh hoạt như nhà máy nhiệt điện than và đẩy nhanh quá trình giảm phát thải.
• Huy động tài chính để phát triển các dự án NLTT và nguồn điện dự phòng linh hoạt ở quy mô và tốc độ cần thiết.

2. Thiết kế lại thị trường điện để khuyến khích tính linh hoạt

• Cải cách cấu trúc thị trường điện để hỗ trợ tích hợp tỷ trọng cao NLTT. Cần có cơ chế khuyến khích cân bằng nguồn điện để cung cấp tính linh hoạt cần thiết cho hệ thống, giúp tối ưu hóa các hệ thống điện dựa trên các nguồn năng lượng tái tạo.
  • Giảm chu kỳ giao dịch và chu kỳ điều độ trên thị trường điện cạnh tranh xuống 5 phút. Rút ngắn khung thời gian vận hành và điều độ huy động nguồn điện sẽ hỗ trợ tích hợp NLTT và khuyến khích các nhà máy điện linh hoạt dễ dàng điều chỉnh sản lượng để đáp ứng nhu cầu điện không ngừng thay đổi.
  • Cung cấp các dịch vụ phụ trợ mới như dự phòng công suất, điều chỉnh tăng/giảm công suất, điện áp và quán tính để đảm bảo độ ổn định của lưới điện. Nhu cầu dịch vụ phụ trợ tăng lên khi tỷ trọng NLTT thâm nhập cao hơn, có thể tối ưu hóa nguồn cung và cân bằng hệ thống bằng các công nghệ linh hoạt.
  • Xây dựng các mô hình doanh thu phù hợp cho các nhà máy điện linh hoạt với số giờ vận hành thấp, bao gồm các cơ chế như thanh toán theo khả năng cung cấp công suất linh hoạt và trả giá cao hơn khi hệ thống điện khan hiếm nguồn cung

3. Lựa chọn các công nghệ phù hợp có khả năng đáp ứng nhu cầu trong tương lai và chuẩn bị cho việc sử dụng nhiên liệu bền vững

• Chọn các công nghệ có thể thích ứng với nhiên liệu bền vững để giảm hoàn toàn phát thải các-bon trong ngành điện từ giữa những năm 2030 trở đi.
• Sử dụng khí tự nhiên làm nhiên liệu chuyển tiếp cho các nhà máy điện linh hoạt để đẩy mạnh việc sử dụng NLTT và loại bỏ dần các công nghệ phát điện cũ. Sử dụng khí tự nhiên như một giải pháp cân bằng linh hoạt trong giai đoạn chuyển tiếp có thể giúp giảm hơn 75% lượng phát thải CO2 hàng năm từ ngành điện vào năm 2035 (so với mức năm 2023).
• Cần chuẩn bị cho việc sử dụng nhiên liệu bền vững bằng cách nâng cao kiến thức chuyên môn và xây dựng cơ sở hạ tầng cần thiết, đảm bảo quá trình chuyển đổi sang ngành năng lượng không phát thải các-bon diễn ra suôn sẻ. Để nhiên liệu bền vững có thể cạnh tranh về chi phí, cần có các chính sách hỗ trợ như trợ cấp, quy định bắt buộc, thuế các-bon (hoặc kết hợp các giải pháp trên).

“Việt Nam đang thể hiện sự cam kết mạnh mẽ của mình đối với mục tiêu Net zero vào năm 2050. Điều quan trọng bây giờ là đảm bảo Quy hoạch Điện VIII được triển khai một cách kịp thời. Việc tăng tỷ trọng NLTT cùng với nguồn phát điện linh hoạt để cân bằng hệ thống điện là thiết yếu trong thập kỷ tới giúp Việt Nam đạt được mục tiêu đã đề ra.” Ông Phạm Minh Thành, Giám đốc Quốc gia Việt Nam, mảng Năng lượng, Tập đoàn Wärtsilä, chia sẻ.

Thông tin tham khảo:

So sánh hai lộ trình hướng tới mục tiêu Net zero: Trong nghiên cứu này, chúng tôi phân tích hai lộ trình riêng biệt để xây dựng hệ thống điện trung hòa các-bon trong giai đoạn 2025-2050, nhằm cung cấp cái nhìn toàn diện về các phương án và phương pháp giảm phát thải hiệu quả và bền vững. 

Lộ trình 1: NLTT kết hợp pin tích trữ năng lượng

Trong lộ trình này, quá trình phát triển ngành điện hoàn toàn dựa vào các nguồn NLTT không ổn định  và hệ thống pin tích trữ năng lượng (ESS). Các nhà máy điện hiện hữu sẽ dần ngừng hoạt động trước năm 2040, nhưng được phép hoạt động và tuân thủ giới hạn phát thải đến khi ngừng hoạt động. Trong suốt quá trình lập mô phỏng, chỉ có các nguồn NLTT và hệ thống lưu trữ được bổ sung vào hệ thống điện.

Lộ trình 2: Cân bằng linh hoạt

Trong lộ trình này, NLTT và hệ thống lưu trữ vẫn đóng vai trò chủ đạo trong việc phát triển hệ thống điện, nhưng sẽ bổ sung các nhà máy điện linh hoạt để tạo ra một hệ thống điện ổn định và hiệu quả. Các nhà máy này được thiết kế để sử dụng các nhiên liệu bền vững. Nguồn nhiên liệu này dự báo sẽ trở nên phổ biến hơn vào những năm 2030. Các nhà máy điện kém linh hoạt hiện hữu sẽ dần được thay thế bằng các nguồn năng lượng mới. Việc mở rộng công suất cho các nguồn năng lượng hạt nhân, nhiên liệu sinh học, và các nhà máy nhiệt điện than và khí sử dụng công nghệ thu giữ và lưu trữ các-bon (CCS) tuân thủ chặt chẽ các dự báo thận trọng từ các nguồn công bố công khai như Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) và Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA).

Phương pháp luận:

Báo cáo Giao lộ trên hành trình Net zero sử dụng phương pháp phân tích tối ưu hóa kỹ thuật và kinh tế để xác định cơ cấu nguồn điện có chi phí thấp nhất, đáp ứng nhu cầu điện trong tương lai, đồng thời tuân thủ các giới hạn về phát thải và các ràng buộc chính trị khác. Báo cáo cũng xem xét chi tiết các thông số kỹ thuật và loại nhiên liệu của các nhà máy điện truyền thống để lập mô phỏng chính xác lượng phát thải và vai trò của các nhà máy này trong việc cân bằng / bù đắp cho các nguồn điện tái tạo. Sản lượng điện từ gió và mặt trời được lập mô phỏng theo từng giờ, dựa trên dữ liệu thời tiết thực tế.

Quá trình tối ưu hóa chi tiết được thực hiện theo trình tự thời gian, cân bằng sự biến động của NLTT và nhu cầu phụ tải theo từng giờ từ năm 2023 đến 2050. Mô phỏng đồng tối ưu hóa cơ cấu nguồn điện cùng với việc điều độ hệ thống, sử dụng độ phân giải dữ liệu chính xác từng giờ một để nắm bắt chi tiết các mẫu/mô phỏng về nhu cầu sử dụng điện và sản xuất từ năng lượng tái tạo.

Toàn bộ hệ thống điện toàn cầu được tích hợp vào một mô phỏng duy nhất. Mô phỏng này đồng bộ các biểu đồ sản xuất điện của các khu vực khác nhau để giữ nguyên các đặc điểm hàng ngày, như nhu cầu phụ tải đỉnh và chu kỳ phát điện mặt trời. Phương pháp tích hợp này giúp tránh những sai lệch do múi giờ, vốn có thể làm lệch các biểu đồ về nhu cầu và sản xuất điện. 

Liên hệ báo chí:

Emma Tallgren
Giám đốc Tiếp thị & Truyền thông, Trung Đông & Châu Á
Mảng Năng lượng, Tập đoàn Wärtsilä
Điện thoại: +358 40 174 0130
emma.tallgren@wartsila.com

Đặng Tú My
Jolen Consulting
Điện thoại: +84 8 5661 8123
my@jolenconsulting.com

Tìm hiểu thêm tại www.wartsila.com/vnm/vi/nang-luong/lo-trinh-toi-uu-huong-toi-net-zero

Hình ảnh & video

Toàn bộ thông cáo báo chí của Tập đoàn Wärtsilä được đăng tải trên www.wartsila.com/media/news-releases và trên news.cision.com/wartsila-corporation (bao gồm các hình ảnh có thể tải xuống). Chỉ được phép sử dụng hình liên quan đến nội dung của thông cáo báo chí này. Hình ảnh của Wärtsilä có tại www.wartsila.com/media/image-bank.

Về mảng Năng lượng của Tập đoàn Wärtsilä

Wärtsilä Energy đi đầu trong quá trình chuyển đổi hướng tới một tương lai 100% sử dụng năng lượng tái tạo. Chúng tôi hỗ trợ khách hàng và ngành năng lượng đẩy nhanh quá trình giảm phát thải các-bon thông qua các công nghệ hàng đầu thị trường và kiến thức chuyên môn về hệ thống điện. Chúng tôi cung cấp nhiều giải pháp, bao gồm các nhà máy điện sử dụng động cơ linh hoạt, công nghệ pin tích trữ năng lượng và tối ưu hóa, cùng các dịch vụ hỗ trợ trong suốt vòng đời của các hệ thống lắp đặt. Các động cơ thiết bị của chúng tôi được thiết kế để phù hợp với tương lai và có thể sử dụng các loại nhiên liệu bền vững. Chúng tôi có kinh nghiệm xây dựng thành công 79 GW công suất nhà máy điện, trong đó có 18 GW đang được bảo trì theo hợp đồng, và hơn 125 hệ thống lưu trữ năng lượng tại 180 quốc gia trên thế giới.

www.wartsila.com/energy

Về Tập đoàn Wärtsilä

Wärtsilä là tập đoàn toàn cầu về công nghệ thông minh và các giải pháp khép kín hoàn chỉnh cho lĩnh vực hàng hải và năng lượng. Chúng tôi chú trọng trong việc cải tiến công nghệ và dịch vụ bền vững nhằm giúp khách hàng có thể liên tục nâng cao hiệu quả kinh tế và đảm bảo các yếu tố môi trường. Đội ngũ của chúng tôi bao gồm 17,800 chuyên gia tâm huyết tại hơn 280 văn phòng ở 79 quốc gia đang tham gia hỗ trợ quá trình chuyển đổi hướng tới mục tiêu trung hòa các-bon trong các ngành công nghiệp của chúng tôi trên toàn cầu. Năm 2023, tổng doanh thu thuần của Wärtsilä đạt 6 tỷ EURO. Wärtsilä hiện được niêm yết trên sàn chứng khoán Nasdaq Helsinki, Phần Lan.

www.wartsila.com