Năng lượng tái tạo: Chìa khóa cho phát triển và bền vững

Theo dõi MTĐT trên

Trong bối cảnh thế giới có nhiều biến động về thị trường dầu mỏ và khí đốt, hơn nữa các nguồn nhiên liệu này ngày càng trở nên cạn kiệt cũng như gây ô nhiễm môi trường ngày một nghiêm trọng. Do đó, năng lượng tái tạo đang được xem là giải pháp và xu hướng tất yếu của ngành năng lượng hiện nay.

Dần chiếm vị trí quan trọng

Năm 2021, khả năng phục hồi của ngành năng lượng tái tạo đã tăng đáng kể, bởi những cải tiến công nghệ nhanh chóng và chi phí của các nguồn năng lượng tái tạo giảm, cùng với khả năng cạnh tranh của việc lưu trữ pin tăng lên, đã làm cho năng lượng tái tạo trở thành một trong những nguồn năng lượng cạnh tranh nhất trong nhiều lĩnh vực.

Mặc dù phải chịu những ràng buộc về chuỗi cung ứng, chi phí vận chuyển và giá cả tăng đối với các mặt hàng quan trọng, nhưng công suất lắp đặt vẫn ở mức cao nhất mọi thời đại. Công suất bổ sung năng lượng gió và năng lượng mặt trời là 13,8GW trong 8 tháng năm 2021, tăng 28% so với cùng kỳ năm 2020.

Với xu thế hiện nay, việc phát triển nguồn năng lượng tái tạo đang dần chiếm vị trí quan trọng trong sự phát triển kinh tế bền vững ở các nước, do lợi ích to lớn trong việc tận dụng tối đa nguồn thiên nhiên vô tận như gió, mặt trời… cũng như góp phần giảm tác động của hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu gây ra. Nhiều thành phố, tiểu bang và các công ty tiện ích đặt ra các mục tiêu năng lượng sạch đầy tham vọng, tăng tiêu chuẩn danh mục tái tạo và ban hành các nhiệm vụ mua sắm lưu trữ năng lượng.

Tăng trưởng năng lượng tái tạo sẵn sàng tăng tốc vào năm 2022, khi mối quan tâm về biến đổi khí hậu và hỗ trợ cân nhắc về Tiêu chuẩn Môi trường, Xã hội và Quản trị (ESG) ngày càng tăng, cũng như nhu cầu về các nguồn năng lượng sạch hơn từ hầu hết các phân khúc thị trường tăng nhanh.

Đồng thời, nhằm khử carbon hoàn toàn cho nền kinh tế Mỹ, chính quyền Tổng thống Joe Biden đang giúp thúc đẩy hoạt động trong lĩnh vực tái tạo có khả năng sẽ tăng trưởng hơn nữa, đặc biệt nếu luật đề xuất được ban hành.

Trong khi đó, 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” đã 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.

Theo nghiên cứu của Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA), đến năm 2025, năng lượng tái tạo sẽ trở thành nguồn sản xuất điện chính, cung cấp một phần ba lượng điện trên thế giới và ước tính, công suất điện gió và quang điện sẽ vượt công suất của khí đốt vào năm 2023 và than đá vào năm 2024.

Những xu hướng phát triển năng lượng tái tạo tiềm năng

Các hoạt động dành cho việc phát triển công nghệ thế hệ mới như tích hợp các năng lượng tái tạo biến đổi như gió và mặt trời vào lưới điện, đang được các bên liên quan trong ngành năng lượng tái tạo thúc đẩy mạnh mẽ và xem xét đầu tư.

Đối với ngành công nghiệp tập trung chủ yếu vào năng lượng mặt trời và gió, việc những nhà đầu tư tư nhân và các dự án thí điểm kết hợp với hỗ trợ nghiên cứu của liên bang, có thể giúp thúc đẩy thương mại hóa các công nghệ mới nổi như hydro xanh, pin tiên tiến và các hình thức lưu trữ thời gian dài khác.

Những công nghệ này sẽ cung cấp điện không carbon và lưu trữ điện theo mùa một cách lâu dài hơn, giảm thiểu tắc nghẽn lưới điện, cắt giảm khả năng tái tạo, nâng cao độ tin cậy và tạo điều kiện tích hợp năng lượng mặt trời và gió vào lưới điện, cũng như hỗ trợ các mục tiêu về năng lượng sạch 100%.

Một động lực chính thúc đẩy sự gia tăng của hydro xanh vì 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 và đây cũng là một nguyên liệu đầu vào quan trọng trong quá trình sản xuất. 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.

Vào năm 2022, khi mức độ thâm nhập năng lượng tái tạo trên lưới điện tăng lên, dự kiến ​​phát triển hydro xanh cũng sẽ phát triển, do tiềm năng của nó là lưu trữ lâu dài và theo mùa của nhiên liệu có sẵn theo yêu cầu để tạo ra năng lượng.

Các quốc gia và các công ty năng lượng cũng đang hưởng ứng cơ hội này và tăng cường sản xuất hydro tái tạo. Mối quan tâm nữa đối với một loạt các công nghệ lưu trữ pin và cơ khí đang phát triển cung cấp các tùy chọn lưu trữ năng lượng trong thời gian dài và hỗ trợ lưới điện.

Xu hướng thứ hai về phát triển cấu hình mới của năng lượng mặt trời cũng được thế giới quan tâm. Sau khi giảm 85% chi phí trong thập kỷ qua, các hệ thống quang điện mặt trời (PV) là một trong những nguồn năng lượng có chi phí cạnh tranh nhất trên thị trường.

Khi tăng cường sức mạnh cạnh tranh, ngành năng lượng mặt trời có thể sẽ được nỗ lực thúc đẩy khám phá các cấu hình và mô hình kinh doanh mới. Và năm 2022 cũng có thể chứng kiến ​​sự phát triển ngành công nghiệp này, các công trình tích hợp năng lượng mặt trời cộng thêm, khám phá các mô-đun PV năng lượng mặt trời nổi và mở rộng các dự án năng lượng mặt trời cộng đồng sang các thị trường mới.

Việc ghép nối bộ lưu trữ với năng lượng mặt trời mang lại sự đồng thuận về chi phí, hiệu quả hoạt động và cơ hội giảm chi phí vốn lưu trữ với khoản tín dụng thuế đầu tư năng lượng mặt trời.

Xu hướng thứ ba, cơ sở hạ tầng truyền dẫn đang trở thành ưu tiên hàng đầu, đặc biệt là đối với gió ngoài khơi. Xu hướng phát triển truyền tải là chìa khóa để kết nối công suất năng lượng tái tạo mới, thường được đặt từ xa với các trung tâm tiêu thụ điện, và dự kiến ​​sẽ là một phần quan trọng trong chương trình nghị sự của ngành năng lượng tái tạo vào năm 2022.

Các dự án truyền tải điện, đặc biệt là liên vùng, cho đến nay vẫn là một thách thức lớn đối với tăng trưởng tái tạo vì chúng gặp khó khăn trong việc đạt được sự chấp thuận của cơ quan quản lý từ mọi bang, cũng như sự từ chối của các chủ đất và sự phản đối của các nhóm môi trường. Khoảng 844GW công suất đề xuất, 90% trong số đó là năng lượng tái tạo hoặc lưu trữ năng lượng đang bị mắc kẹt do đợi kết nối truyền dẫn.

Điều này đặc biệt đúng đối với gió ngoài khơi, loại gió đã sẵn sàng cho sự phát triển đáng kể và phải được kết nối với cơ sở hạ tầng ven biển. Cả việc nâng cao năng lực của các đường dây hiện có và xây dựng các đường dây mới có thể là chìa khóa để giải quyết thách thức về đường truyền.

Cuối cùng, nền kinh tế tuần hoàn đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với việc tăng trưởng bền vững trong ngành năng lượng tái tạo. Giới chuyên gia đánh giá rằng, trong năm 2022, các chiến lược quản lý giai đoạn cuối (EoL) đối với các sản phẩm và vật liệu của ngành năng lượng tái tạo có khả năng thu hút sự chú ý, khi các công trình lắp đặt sớm sắp hết thời hạn sử dụng.

Điều này có thể giúp giảm lãng phí, tăng cường bảo mật tài nguyên và cung cấp thêm giá trị tài chính cũng như các thông tin xác thực về tính bền vững. Khi việc lắp đặt năng lượng mặt trời, gió và pin dự kiến ​​sẽ tăng lên mức cao mới, việc phát sinh chất thải trong ngành năng lượng tái tạo cũng sẽ tăng cao và đòi hỏi các giải pháp cấp bách. Đến năm 2030, các mô-đun PV ngừng hoạt động có thể tổng cộng 1 triệu tấn chất thải và có thể có 80 kiloton pin lithium-ion (LiB) được tái chế tại Mỹ.

Các bên liên quan, cơ quan quản lý và hoạch định chính sách trong ngành đã bắt đầu nghiên cứu các giải pháp để kéo dài tuổi thọ và tăng hiệu suất, thu hồi và tái sử dụng các sản phẩm và vật liệu. Trường hợp xây dựng nền kinh tế vòng tròn cho pin liên quan đến sự hợp tác sâu hơn cùng các ngành công nghiệp, các doanh nghiệp và các nhà hoạch định chính sách, với nhu cầu pin trong một loạt các ứng dụng.

Thị trường thứ cấp cho xe điện LiBs tái sử dụng bao gồm các ứng dụng hệ thống lưu trữ năng lượng hàng loạt. Tuy nhiên, các quy định về tái sử dụng và tái chế pin đang trong giai đoạn đầu và cần có các biện pháp khuyến khích để thu hút các nhà đầu tư tư nhân.

Những xu hướng phát triển năng lượng tái tạo sẽ ngày được quan tâm nhiều hơn và nhanh chóng trở thành xu thế tất yếu trong tương lai. Với việc phát triển này, tuy sẽ còn nhiều những trở ngại để có thể giảm sự phụ thuộc vào nguồn cung cũ, nhưng đây sẽ là giải pháp hợp lý nhất vì có thể tận dụng được những tài nguyên sẵn có và kết hợp với các công nghệ tiên tiến để mang lại nhiều kỳ vọng giúp các nước đạt được những cam kết về môi trường; đem lại cho con người chất lượng không khí và bảo đảm sức khỏe được tốt hơn.