Việt Nam vẫn 'mê' nhiệt điện than?

Nguyễn Đăng Anh Thi (*)

(TBKTSG) - Nhiều quốc gia, và cả một số tổ chức tài chính trên thế giới, đã quyết định “quay lưng” lại với nhiệt điện than để chuyển sang điện mặt trời và điện gió. Xu hướng này không chỉ vì điện mặt trời và điện gió thân thiện với môi trường, mà giá thành của các nguồn năng lượng này ngày càng cạnh tranh hơn nhiệt điện than. Nhưng Việt Nam dường như vẫn tiếp tục đặt niềm tin vào điện than.

Nhiệt điện than là xu hướng, nhưng các ngành chức năng cần có các biện pháp bảo vệ môi trường tối ưu như xử lý hiệu quả chất thải, làm tốt công tác bảo vệ môi trường. Ảnh minh họa: TTXVN

Được năng lượng, mất môi trường

Theo đánh giá của Viện Năng lượng, về cơ bản hệ thống điện Việt Nam đảm bảo cung cấp điện phục vụ phát triển kinh tế - xã hội và an ninh quốc phòng trong giai đoạn 2011-2020. Sản lượng điện thương phẩm bình quân trên đầu người tăng từ 982 kWh/người (năm 2010) lên 2.320 kWh/người. Hệ thống lưới truyền tải được đầu tư với khối lượng lớn, đáp ứng được yêu cầu đấu nối giải tỏa công suất các dự án nguồn điện và tăng cường năng lực truyền tải của toàn hệ thống điện. Với tỷ lệ dự phòng nguồn điện năm 2020 đạt 22,2%, hệ thống đảm bảo cung cấp điện cho nhu cầu tiêu thụ.

Để đạt được những con số ấn tượng đó, Việt Nam cũng đã, đang và sẽ trả những cái giá không nhỏ về môi trường. Sự hình thành những trung tâm nhiệt điện than Vĩnh Tân, Duyên Hải, Mông Dương... đồng thời kéo theo sự xuất hiện những điểm nóng về ô nhiễm môi trường do tro xỉ và bụi mịn. Tương tự, dù đóng góp vào nguồn điện quốc gia, thủy điện đã “chiếm đất rừng tự nhiên, ảnh hưởng rừng đầu nguồn và chức năng của rừng trong phòng chống lũ bão” như thừa nhận mới đây của Bộ trưởng Bộ Công Thương Trần Tuấn Anh.

Lựa chọn nào để Việt Nam có một hệ thống điện bền vững, vừa đảm bảo an ninh năng lượng, vừa đảm bảo an ninh môi trường?

Sự lên ngôi của điện mặt trời và điện gió trên thế giới

Trong 10 năm qua, đầu tư vào năng lượng tái tạo là xu hướng chính trong phát triển nguồn điện trên toàn cầu. Theo số liệu của REN21, tính đến cuối năm 2018, công suất lắp đặt mới của năng lượng tái tạo luôn cao hơn của năng lượng hóa thạch và điện hạt nhân cộng lại trong sáu năm liên tiếp (hình 1). Thành tích này đạt được nhờ những chính sách và mục tiêu ổn định của các quốc gia về năng lượng tái tạo, đi kèm là sự giảm giá và phát triển công nghệ của loại hình năng lượng này.

Báo cáo của REN21 còn cho thấy năng lượng tái tạo ngày càng có giá thành cạnh tranh so với các nhà máy điện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch. Đến cuối năm 2018, điện được tạo ra từ các nhà máy điện mặt trời và điện gió mới đầu tư đã trở nên hiệu quả kinh tế hơn so với điện từ các nhà máy chạy bằng nhiên liệu hóa thạch ở nhiều nơi trên thế giới. Ngoài ra, ở một số địa điểm, việc xây dựng các nhà máy điện mặt trời và điện gió mới sẽ tiết kiệm chi phí hơn là tiếp tục vận hành các nhà máy điện nhiên liệu hóa thạch hiện có. Điều này lý giải sự dẫn đầu của điện mặt trời và điện gió trong phát triển nguồn điện mới trên thế giới vài năm qua (hình 2).

Sự suy giảm về giá phát điện của điện mặt trời và điện gió so với khung giá phát điện từ năng lượng hóa thạch trong 10 năm qua và dự báo đến năm 2021-2023 được mô tả trong hình 3.

Số liệu của IRENA cho thấy giá phát điện từ điện mặt trời và điện gió đã suy giảm ngoạn mục trong vòng 10 năm từ 2010-2019. Tính trung bình toàn thế giới, giá phát điện mặt trời đã giảm 82%, giá phát điện gió trên bờ giảm 39% và giá phát điện gió ngoài khơi giảm 29%. Trong năm 2019, giá phát điện mặt trời là 0,068 đô la Mỹ/kWh, giá phát điện gió trên bờ là 0,053 đô la/kWh và giá phát điện gió ngoài khơi là 0,115 đô la/kWh. Suất đầu tư điện mặt trời là 995 đô la/kWh, của điện gió trên bờ là 1.473 đô la/kWh trong năm 2019.

Trong số các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng mặt trời và gió có đặc điểm nổi bật là luôn biến thiên và khó dự đoán. Vì vậy, năng lượng mặt trời và gió được xếp vào loại năng lượng tái tạo biến đổi (Variable Renewable Energy - VRE). Chỉ mới hơn 10 năm trước, việc đầu tư vào các công nghệ VRE và tránh xa nhiên liệu hóa thạch chủ yếu vì mục đích bảo vệ môi trường. Với việc giảm giá ngoạn mục như trên, đầu tư vào VRE hiện nay không chỉ đạt mục tiêu bảo vệ môi trường mà còn thúc đẩy tăng trưởng kinh tế và cải thiện an ninh năng lượng.

Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) dự báo điện mặt trời và điện gió tiếp tục dẫn đầu làn sóng tăng trưởng nguồn điện cho đến năm 2040, song hành cùng nhiệt điện khí và thủy điện. Trong khi đó, nhiệt điện than gần như đã đạt sự bão hòa trong suốt 20 năm tới (hình 4).

Sự thành công của các quốc gia trong quá trình chuyển đổi năng lượng sạch thể hiện qua tỷ lệ điện năng từ nguồn VRE trên tổng số điện năng sản xuất của quốc gia đó trong năm, được gọi là tỷ trọng VRE. Trong năm 2018, lần đầu tiên toàn khối Liên minh châu Âu (EU) đạt tỷ trọng VRE trên 15%, con số này trong nhóm các nước G20 là 10%. Kỷ lục thế giới đang thuộc về Đan Mạch (51%), tiếp đến là Uruguay (36%), Ireland (29%), Đức (26%) và Bồ Đào Nha (24%). Có thêm ít nhất chín quốc gia khác có tỷ trọng VRE trên 20% trong năm 2018 (hình 5).

Tỷ trọng của VRE ở nhiều quốc gia đã tăng trong vài năm qua. Năm 2015, chỉ có khoảng 35 quốc gia có tỷ trọng VRE lớn hơn 5%. Đến năm 2019, con số này đã tăng lên gần 55 quốc gia. Dự kiến sẽ có khoảng gần 60 quốc gia đạt tỷ trọng VRE trên 10% vào năm 2024, trong đó có hơn 20 quốc gia có tỷ trọng VRE đạt trên 20% (hình 6).

Với tỷ trọng VRE dưới 5% trong năm 2019, Việt Nam đang thuộc vào nhóm 90 quốc gia có lượng điện năng sản xuất từ mặt trời và gió thấp nhất thế giới.

Khả năng tiếp nhận VRE của lưới điện

VRE là nguồn năng lượng không thể điều tiết, do sản lượng của chúng biến động theo thời tiết và thời gian trong ngày. Chính vì tính chất thay đổi (variability) và bất định (uncertainty), việc tăng cường tỷ trọng phát điện VRE sẽ gây khó khăn hơn cho các nhà vận hành lưới điện. Cụ thể là khó khăn trong việc quản lý sự biến động của nguồn cung trong khi duy trì độ tin cậy của lưới điện và hiệu suất lưới điện, ổn định lưới điện và chất lượng cung cấp điện. Do vậy, hệ thống điện muốn tiếp nhận tỷ trọng VRE cao thì nhất thiết phải cải thiện tính linh hoạt (flexibility).

Một báo cáo của IEA năm 2014 nghiên cứu về chuyển đổi năng lượng tại 15 quốc gia cho thấy, khả năng tỷ trọng VRE vượt trên 30% trong lưới điện có thể đạt được với chi phí gia tăng không đáng kể nhờ vào cải thiện chính sách, hệ thống quản lý, và lập kế hoạch tốt hơn. Nghiên cứu khác của Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia Mỹ (NREL) năm 2018 chỉ ra rằng, có thể tích hợp tỷ trọng VRE đến 25% vào lưới điện chỉ bằng các giải pháp về quản lý. Việc đầu tư thêm vào các nguồn phát điện linh hoạt để hỗ trợ lưới điện chỉ thực sự cần thiết khi tỷ trọng VRE cao hơn 25% (hình 7).

Trong các hệ thống điện truyền thống, tính linh hoạt chủ yếu được điều chỉnh từ phía nguồn cung, với việc huy động các nguồn phát điện tức thời để điều chỉnh sản lượng theo nhu cầu, ví dụ để đáp ứng nhu cầu phụ tải tăng cao vào giờ cao điểm. Với những hệ thống điện có sự tham gia của nguồn năng lượng tái tạo ngày nay, tính linh hoạt của hệ thống có thể áp dụng cả phía cung, phía cầu hoặc cả cung và cầu. Về phía cung, là lựa chọn những công nghệ phát điện có thể được khởi động, tắt và điều khiển để điều chỉnh sản lượng điện nhanh chóng và thường xuyên. Về phía cầu, là bằng cách điều chỉnh nhu cầu, ví dụ thông qua quản lý phụ tải điện (demand response management) được hỗ trợ bởi công nghệ lưới điện thông minh. Hoặc cả cung và cầu bằng cách sử dụng công nghệ lưu trữ như thủy điện tích năng và pin tích năng.

Các máy phát điện linh hoạt, chẳng hạn như nhà máy thủy điện có hồ chứa, turbin khí chu trình đơn (SCGT) và chu trình hỗn hợp (CCGT) có thể nhanh chóng đáp ứng nhu cầu về điều chỉnh cung và cầu điện tương ứng để bù đắp cho những thay đổi trong sản lượng VRE. Việc lưu trữ điện năng có thể giúp dịch chuyển thời điểm phát điện hoặc phụ tải khi cần thiết để lấp đầy khoảng thiếu hụt điện năng từ nguồn VRE và nhu cầu phụ tải.

Tuy vậy, theo những nghiên cứu của IEA và NREL đã đề cập, Việt Nam có thể đặt mục tiêu đạt tỷ trọng VRE trên lưới điện khoảng 25-30% trong 10 năm tới mà không nhất thiết phải đầu tư quá nhiều vào nguồn linh hoạt như pin tích năng.

Dự thảo quy hoạch điện 8 chưa tận dụng xứng đáng tiềm năng điện mặt trời và điện gió

Theo dự thảo Quy hoạch điện 8 (QHĐ8), dù đã coi trọng hơn sự đóng góp của điện mặt trời, điện gió và điện khí, bản quy hoạch này vẫn đề xuất tiếp tục xây thêm nhiệt điện than và thủy điện sau năm 2020. Công suất nguồn điện đến năm 2030 theo dự thảo QHĐ8 được biểu diễn trong hình 8.

Cũng theo dự thảo QHĐ8 của Viện Năng lượng, dự kiến tỷ trọng VRE năm 2020 là 5%, năm 2025 là 11%, năm 2030 là 14%, năm 2035 là 19%, năm 2040 là 22% và năm 2045 là 28% (hình 9). So với tiềm năng điện mặt trời và điện gió của Việt Nam cũng như xu hướng thúc đẩy tỷ trọng VRE cao trên thế giới hiện nay, rõ ràng các mục tiêu trên là rất khiêm tốn và không tương xứng.

Từ việc chỉ có 134 MW công suất điện mặt trời trong năm 2018, Việt Nam đã có bước đại nhảy vọt khi đã có hơn 100 nhà máy điện mặt trời vận hành với tổng công suất trên 6.300 MW tính đến cuối tháng 10-2020. Điều đó cho thấy nếu có chính sách phù hợp, Việt Nam có thể nhanh chóng huy động được các nguồn tài chính đầu tư đáp ứng nhu cầu phát triển nguồn điện.

Việt Nam cũng có khoảng 430 MW công suất của 11 nhà máy điện gió đang vận hành. Tuy nhiên, thực tế và quy hoạch đều không tương xứng với tiềm năng của hai nguồn năng lượng tái tạo này (hình 10-12).

Quy mô công suất điện mặt trời đã được bổ sung quy hoạch là trên 11.000 MW, trong khi quy mô đăng ký đầu tư nhưng chưa được bổ sung quy hoạch lên đến 25.000 MW. Quy mô đăng ký này thậm chí đã vượt chỉ tiêu quy hoạch năm 2030. Thêm vào đó, công suất lắp đặt dự kiến theo quy hoạch năm 2045 chỉ bằng chưa đến 14% tiềm năng thực tế năng lượng mặt trời của Việt Nam.

Quy mô công suất điện gió trên bờ và gần bờ đã được bổ sung quy hoạch là 11.800 MW, trong khi quy mô đăng ký đầu tư nhưng chưa được bổ sung quy hoạch lên đến gần 30.000 MW. Quy mô đăng ký này gần gấp đôi chỉ tiêu quy hoạch năm 2030. Thêm vào đó, công suất lắp đặt dự kiến theo quy hoạch năm 2045 chỉ bằng 73% tiềm năng thực tế năng lượng gió trên bờ và gần bờ của Việt Nam.

Quy mô công suất điện gió ngoài khơi đã được nhiều nhà đầu tư đăng ký nghiên cứu đầu tư lên tới khoảng 15.000 MW, nhưng cũng chưa được bổ sung quy hoạch. Quy mô đăng ký này gần tương đương chỉ tiêu quy hoạch năm 2045. Thêm vào đó, công suất lắp đặt dự kiến theo quy hoạch năm 2045 chỉ bằng 25% tiềm năng thực tế năng lượng gió ngoài khơi của Việt Nam.

Đề xuất cơ cấu nguồn điện bền vững cho Việt Nam trong QHĐ8

Từ những phân tích trên, tác giả bài này đề xuất cơ cấu nguồn điện bền vững cho Việt Nam trong QHĐ8 dựa trên ba định hướng:

- Không xây mới nhiệt điện than sau năm 2020 để không làm nghiêm trọng thêm tác động môi trường vốn đang đặt ra nhiều khó khăn trong công tác quản lý. Tương tự, không xây mới thêm thủy điện bất kể lớn nhỏ để không xâm hại thêm đất rừng.

- Phát triển nhiệt điện khí để củng cố phụ tải nền và tăng cường độ linh hoạt của hệ thống điện.

- Đẩy mạnh phát triển điện mặt trời và điện gió trong 10 năm tới ở mức không tạo ra thách thức kỹ thuật quá lớn cho lưới điện.

Trên cơ sở dự báo sản lượng điện năng của Viện Năng lượng và áp dụng ba định hướng trên, tác giả bài này phân bổ lại cơ cấu nguồn điện và tính toán lại sản lượng điện năng tạo ra của từng nguồn điện như sau (hình 13).

Theo đề xuất này, Việt Nam sẽ loại bỏ hơn 30.000 MW công suất nhiệt điện than, từ đó giảm tiêu thụ hơn 75 triệu tấn than mỗi năm, tránh được lượng tro xỉ thải ra môi trường gần 25 triệu tấn mỗi năm, đó là chưa kể tránh được ô nhiễm bụi mịn và mưa axit do khí thải nhiệt điện gây ra.

Quy hoạch này cũng sẽ loại bỏ 4.500 MW công suất thủy điện lớn nhỏ, tránh được nguy cơ mất thêm rừng đầu nguồn trong bối cảnh tác động của biến đổi khí hậu ngày càng khốc liệt tại Việt Nam.

Đáng lưu ý, quy hoạch này sẽ trông cậy vào nguồn khí là trụ cột chính để phát điện. Điều này hoàn toàn phù hợp với xu hướng giảm giá khí và chuyển đổi từ điện than sang điện khí trên toàn cầu. Các nguồn khí nội địa từ mỏ Lô B, Cá Voi Xanh và tương lai là Kèn Bầu, cùng với nguồn LNG nhập khẩu từ Úc, Quata, Mỹ, Nga... Công suất điện khí năm 2025 là 30.000 MW, năm 2030 là 40.000 MW và đến năm 2045 là 93.000 MW. Việc các nhà đầu tư liên tục đề xuất các dự án điện khí là tín hiệu rất tốt cho định hướng này, nhưng việc có các chính sách và thủ tục nhất quán để thúc đẩy đầu tư là điều mà các nhà đầu tư đang mong đợi để điện khí thật sự “cất cánh”.

Điện mặt trời và điện gió được nâng tầm theo đúng tiềm năng. Công suất điện mặt trời năm 2025 là 30.000 MW, năm 2030 là 60.000 MW và đến năm 2045 là 124.000 MW. Tương tự, công suất điện gió năm 2025 là 10.500 MW, năm 2030 là 20.000 MW và đến năm 2045 là 60.000 MW.

Với cơ cấu nguồn điện như trên, tỷ trọng VRE năm 2025 là 19%, năm 2030 là 25%, năm 2035 là 31%, năm 2040 là 34% và năm 2045 là 40% (hình 14). Đây là những tỷ trọng VRE phù hợp với xu hướng của thế giới.

Việc chuyển hướng mạnh mẽ qua điện mặt trời và điện gió sẽ giúp Việt Nam củng cố an ninh năng lượng, bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế bền vững. Con đường này sẽ giúp Việt Nam định vị là một quốc gia hàng đầu khu vực về năng lượng tái tạo. Theo đó, Việt Nam có thể đảm nhận vai trò là trung tâm sản xuất thiết bị công nghệ, cung cấp dịch vụ hậu cần, vận hành, bảo dưỡng, đào tạo, và dịch vụ tài chính năng lượng tái tạo cho cả khu vực Đông Nam Á. Đó là chưa kể hàng loạt việc làm mới do những hoạt động này tạo ra.

Tuy nhiên, ngay từ bây giờ, Nhà nước nên có chính sách quản lý pin mặt trời đã qua sử dụng để đảm bảo tất cả sản phẩm này được thu gom, tái chế theo cách thân thiện môi trường. Có như vậy thì việc phát triển điện mặt trời mới có ý nghĩa.

Sau cùng, dù đầu tư vào nguồn điện nào, việc đầu tư vào cải thiện, nâng cấp và mở rộng lưới điện luôn là một yêu cầu quan trọng để đảm bảo quy hoạch điện có hiệu quả. Trường hợp Trung Nam đầu tư vào lưới điện gần đây là một điển hình hay về huy động nguồn vốn tư nhân đầu tư vào lưới điện. Nếu Nhà nước có thể mở rộng đầu tư lưới điện có kiểm soát theo hình thức đối tác công tư (PPP) thông qua đấu thầu cạnh tranh, điểm nghẽn lưới điện từng gặp vài năm qua sẽ được tháo gỡ nhanh chóng.

(*) Chuyên gia năng lượng và môi trường (Canada)