Lựa chọn công nghệ năng lượng tái tạo thích hợp với Việt Nam Việt Nam đang chứng khiến làn sóng đầu tư năng lượng tái tạo

Tại COP21, Việt Nam cam kết cắt giảm 8% tổng lượng PTKNK đến năm 2030.

1. Cam kết giảm phát thải khí nhà kính của Việt Nam tại COP21

Như đã biết, tại Hội nghị COP21 diễn ra tại Paris (Pháp), tháng 12/2015, Chính phủ Việt Nam đã cam kết với cộng đồng quốc tế là vào năm 2030 Việt Nam sẽ cắt giảm 8% tổng lượng PTKNK đối với kịch bản phát triển cơ sở (dưới đây sẽ gọi là kịch bản cơ sở) và có thể giảm đến 25% tổng lượng PTKNK nếu nhận được hỗ trợ hiệu quả từ cộng đồng quốc tế (gọi là kịch bản cao).

Trên cơ sở số liệu về PTKNK trong "Báo cáo kiểm kê quốc gia KNK của Việt Nam năm 2014"do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố vào năm 2018, ước tính lộ trình phát triển các nguồn điện năng lượng tái tạo (NLTT) ở Việt Nam đến năm 2030 đối với các kịch bản cơ sở về cắt giảm PTKNK.

2. Quy trình ước tính

Quy trình ước tính lộ trình phát triển các nguồn điện NLTT được cho trên hình 1.

Hình 1. Quy trình ước tính công suất đặt các nguồn điện NLTT từ yêu cầu về cắt giảm phát thải khí nhà kính mà Việt Nam đã cam kết tại COP21

3. Các kết quả

3.1. Lượng phát thải khí nhà kính cần cắt giảm

Theo "Báo cáo kiểm kê quốc gia KNK của Việt Nam năm 2014" tổng lượng PTKNK và lượng PTKNK của lĩnh vực năng lượng (LVNL) năm 2014 và dự báo đến các năm 2020, 2025 và 2030 trên bảng 1.

Bảng 1. Tổng PTKNK và PTKNK lĩnh vực năng lượng năm 2014 và dự báo đến năm 2020, 2025 và 2030

	2014	2020	2025	2030
Tổng PT KNK, triệu tấn CO2 tđ	283,97	505,4	697,8	887,6
PTKNK LVNL, tr. tấn CO2 tđ	171,62	320,5	448,8	643,2
Tỷ lệ PTKNK LVNL/Tổng PTKNK, %	60,4	63,4	64,3	72,4

Bảng 1 cho thấy, lượng PTKNK đối với LVNL chiếm tỷ lệ rất cao. Cụ thể là năm 2014 chiếm 60,4% và dự báo sẽ tăng lên lần lượt đến 63,4%; 64,3% và 72,4% vào các năm 2020, 2025 và 2030.

3.2. Lượng phát thải khí nhà kính lĩnh vực năng lượng cần cắt giảm

Với kịch bản cơ sở, Việt Nam cam kết cắt giảm 8% tổng lượng PTKNK đến năm 2030. Tuy nhiên, việc cắt giảm PTKNK cần có lộ trình thích hợp. Trong bài viết này chúng tôi kiến nghị lộ trình cắt giảm PTKNK đối với kịch bản cơ sở như sau: 3% năm 2020; 5% năm 2025 và 8% năm 2030.

Kết quả lượng PTKNK phải cắt giảm theo lộ trình được kiến nghị cho trong bảng 2.

Bảng 2. Lượng PTKNK cần cắt giảm đến năm 2030 theo kịch bản cơ sở

		2020	2025	2030
1	Lộ trình cắt giảm PTKNK (kiến nghị)	3%	5%	8%
2	Lượng PTKNK LVNL phải cắt giảm; triệu tấn CO2 tđ.	9,615	22,44	51,465

3.3. Xác định hệ số phát thải ngành điện Việt nam

Hệ số phát thải (HSPT) khí nhà kính (KNK) là lượng KNK (tính theo kg khí CO₂ tương đương) khi sản xuất 1 kWh năng lượng. Đơn vị của HSPT thường là kgCO₂/kWh.

Đối với ngành sản xuất điện, HSPT phụ thuộc vào loại nhiên liệu sản xuất và cơ cấu nguồn điện của ngành. Bảng 3 cho HSPT đối với các loại nhiên liệu sử dụng cho phát điện. Như ta thấy, các nguồn NLTT như NL mặt trời, NL gió, thủy năng… có HSPT bằng 0. Do vậy mà các nguồn NLTT được gọi là các nguồn năng lượng sạch.

Bảng 3. HSPT đối với các nhiên liệu sản xuất điện. Đơn vị: kgCO₂ tđ/kWh

Nguồn nhiên liệu phát điện	HSPT	Nguồn nhiên liệu phát điện	HSPT
Than	0,9057	Thủy năng	0.0
Dầu	0,8665	Địa nhiệt	0.0
Khí tự nhiên	0,419.1	Pin mặt trời (Quang điện)	0.0
Khác (rác không tái sinh)	1,6896	Nhiệt mặt trời	0.0
Nhiên liệu sinh học	0.0	Gió	0.0
		Các nguồn không phát thải khác	0.0

(nguồn: https://www.iea.org/media/training/vietnam2015/VN)

Đối với Việt Nam, cơ cấu phát điện giai đoạn đến năm 2030 được xác định trong quy hoạch phát triển điện theo Quyết Định số 428/QĐ-TTg ngày 18/3/2016 (dưới đây sẽ gọi là QHĐ VII) và được tóm tắt trong bảng 4. Ta thấy, các nguồn nhiệt điện than và khí, là các nguồn gây ra PTKNK, có tỷ trọng rất cao. Cụ thể là, năm 2020 tỷ trọng là 65,9%; năm 2025: 74,1% và năm 2030 là 70%.

Từ sản lượng nhiệt điện than và khí, với HSPT cho trong bảng 3, có thể tính được lượng PTKNK đối với các năm và HSPT trọng số thống kê của ngành sản xuất điện. Kết quả được cho trong bảng 5, trong đó cần chú ý rằng HSPT trọng số trung bình của ngành điện Việt Nam là 0,784 kgCO₂/kWh và được tính theo biểu thức sau:

HSPTtrọng số =	Sản lượng điện than * HSPTthan + Sản lượng điện khi * HSPTkhi
	Sản lượng điện than + Sản lượng điện khí

Bảng 4. Dự báo phát triển điện và cơ cấu sản lượng điện đến năm 2030; Đơn vị: tỷ kWh

		2020		2025		2030
		Tổng sản lượng	Tỷ lệ, %	Tổng sản lượng	Tỷ lệ, %	Tổng sản lượng	Tỷ lệ, %
1	Thủy điện (1)	66,78	25,2	69,6	17,4	70,928	12,4
2	Nhiệt điện than	130,645	49,3	220	55	304.304	53,2
3	Nhiệt điện khí	43.99	16,6	76.4	19,1	96.096	16,8
4	Điện hạt nhân (2)	0	0	0	0	32.604	5,7
5	Điện NLTT	17,225	6,5	27,6	6,9	61,204	10,7
6	Điện nhập khẩu	6,36	2,4	6,4	1,6	6,864	1,2
	Tổng	265	100	400	100	572	100

Ghi chú:

(1) Thủy điện = thủy điện lớn, vừa và nhỏ, thủy điện tích năng.

(2) Điện hạt nhân đã bị tạm dừng, nên số liệu điện hạt nhân năm 2030 là không chắc chắn

Bảng 5. Lượng PTKNK và HSPT trong sản xuất điện ở Việt nam đến 2030

		Lượng phát thải (triệu tấn CO2 tđ)			HSPT
	Lượng PTKNK	Năm 2020	Năm 2025	Năm 2030
1	Đối với nhiệt điện than	118,3252	199,254	275,6081	0,9057
2	Đối với nhiệt điện khí	18,43621	32,01924	40,27383	0,4191
	Tổng PTKNK	136,7614	231,2732	315,882
	HSPTKNK trọng số (1)	0,7832	0,78	0,7889	0,7840

4. Xác định lượng điện năng hóa thạch gây ra phát thải khí nhà kính cần cắt giảm

Trong bảng 2 đã cho lượng PTKNK của LVNL cần phải cắt giảm trong các năm 2020, 2025 và 2030. Với HSPT trọng số trung bình đã tính (0,784 kgCO₂/kWh) sẽ tính được lượng điện năng gây ra PTKNK cần phải cắt giảm.

Kết quả tính lượng điện năng gây ra PTKNK cần phải thay thế bằng các nguồn điện NLTT được cho trên bảng 6.

Bảng 6. Ước tính lượng điện năng các nguồn điện NLTT cần được phát triển

		2020	2025	2030
1	Lượng PTKNK LVNL phải cắt giảm; triệu tấn CO2 tđ.	9,615	22,44	51,465
2	Lượng điện năng gây PTKNK cần phải cắt giảm; tỷ kWh	12,264	28,622	65,644
3	Tỷ trọng tham gia cắt giảm PTKNK đối với giải pháp ứng dụng NLTT; %	78	84	87
4	Tỷ trọng tham gia cắt giảm PTKNK đối với các giải pháp tiết kiệm NL; %	22	16	13
5	Lượng điện năng NLTT cần phát triển; tỷ kWh	9,566	24,042	57,110

Bảng 7. Ước tính công suất đặt các nguồn điện NLTT đến năm 2030 để đáp ứng cắt giảm 8% PTKNK trong lĩnh vực năng lượng.

		2020	2025	2030
1	Điện mặt trời (PV)
1.1	Tỷ phần (%) và lộ trình	25%	30%	35%
1.2	Điện năng cần sản xuất; tỷ kWh	2,39	7,21	19,99
1.3	Hệ số công suất; %	15	15	15
1.4	Công suất lắp đặt; MW	1.820	5.487	15.213
2	Điện gió
2.1	Tỷ phần (%) và lộ trình	20%	25%	30%
2.2	Điện năng cần sản xuất; tỷ kWh	1,91	6,01	17,13
2.3	Hệ số công suất; %	27	27	27
2.4	Công suất lắp đặt; MW	809	2.541	7.244
3	Điện sinh khối & thủy điện nhỏ
3.1	Tỷ phần (%) và lộ trình	55%	45%	35%
3.2	Điện năng cần sản xuất; tỷ kWh	5,26	10,82	19,99
3.3	Hệ số công suất; %	68	68	68
3.4	Công suất lắp đặt; MW	883	1.816	3.356

5. Ước tính công suất các nguồn điện năng lượng tái tạo cần lắp đặt

Như thấy trên bảng 6, sản lượng điện các nguồn điện NLTT cần phải thay thế trong các năm 2020, 2025 và 2030 lần lượt là 9,566; 24,042 và 57,110 tỉ kWh.

Ở Việt Nam, các nguồn điện NLTT có tiềm năng phát triển tốt gồm điện mặt trời, điện gió và điện sinh khối và thủy điện nhỏ. Các nguồn điện này cần sản xuất tổng lượng điện năng đã nói trên.

Với điều kiện tự nhiên, xã hội ở Việt Nam có xem xét đến thực tế phát triển các nguồn điện NLTT trong các năm gần đây, chúng tôi đề xuất tỷ lệ phần tham gia phát điện của các nguồn điện NLTT (các dòng 1.1; 2.1 và 3.1, bảng 7) và hệ số công suất các loại nguồn (các dòng 1.3; 2.3 và 3.3, bảng 7). Kết quả ước tính công suất các loại nguồn điện NLTT cần phải lắp đặt đến năm 2030 cũng được cho trên bảng 7 (các dòng 1.4; 2.4 và 3.4).

6. Ước tính đối với kịch bản cao, cắt giảm 25% vào năm 2030

Dưới đây chỉ ước tính sơ bộ lộ trình phát triển các công nghệ NLTT đế cắt giảm PTKNK đối với kịch bản cao.

Theo kịch bản này, lượng cắt giảm PTKNK ở Việt Nam đến năm 2030 là 25%, tức là cao hơn lượng cắt giảm PTKNK đối với kịch bản cơ sở (8%) là 3,125 lần. Với phương pháp ước tính và với các giả thiết tương tự về lộ trình, về tỷ trọng giữa các công nghệ,… như đã làm đối với kịch bản cơ sở, sẽ ước tính sơ bộ công suất đặt các công nghệ điện NLTT để thực hiện việc cắt giảm PTKNK theo kịch bản cao. Các kết quả ước tính đối với kịch bản cao như được cho trên bảng 8.

Bảng 8. Kết quả ước tính (làm tròn) đối với kịch bản cao về cắt giảm PTKNK ở Việt nam

		Năm 2020	Năm 2025	Năm 2030
1	Tổng lượng PT KNK lĩnh vực năng lượng, triệu tấn CO2 tđ	30,047	70,125	160,828
	Công suất ĐMT lắp đặt, MW	5.600	17.000	47.500
	Công suất điện gió lắp đặt, MW	2.500	7.800	22.500
	Công suất SK-TĐ lắp đặt, MW	2.800	5.600	10.600
	Tiết kiệm điện (giải pháp 1 và 2),tỷ kWh	8,43	14,31	26,70

Rõ ràng rằng, với các kết quả ước tính về công suất lắp đặt các nguồn điện mặt trời, gió, thủy điện và sinh khối là rất lớn, vượt quá khả năng đối với Việt Nam. Vì vậy, nếu không có sự hợp tác và hỗ trợ có hiệu quả từ cộng đồng quốc tế thì Việt Nam không thể thực hiện được.

7. Ước tính nguồn kinh phí đầu tư

Để thực hiện được lộ trình phát triển các công nghệ NLTT nói trên và qua đó thực hiện cắt giảm lượng PTKNK mà Chính phủ đã cam kết, rõ ràng cần nguồn kinh phí đầu tư rất lớn. Dưới đây, từ SĐT trung bình, sẽ ước tính sơ bộ tổng các chi phí cần có trung bình hàng năm để đầu tư phát triển các công nghệ NLTT đã đánh giá ở trên.

Đối với kịch bản cơ sở: Suất đầu tư các loại công nghệ NLTT đã được trình bày trên mục 3.2.1 phần 1 của tài liệu Hội thảo. Kết hợp với tình hình thực tế hiện nay và xu hướng thay đổi của suất đầu tư, dưới đây ta sẽ chọn suất đầu tư trung bình đối với các công nghệ như sau: (1) Điện mặt trời = 1.200 USD/kW; (2) Điện gió = 1.750 USD/kW và (3) Điện SK và Thủy điện = 1.500 USD/kW. Ngoài ra, ta giả thiết các suất đầu tư này không thay đổi trong cả giai đoạn 2020 - 2030.

Từ các số liệu về công suất các nguồn điện NLTT trong các bảng 7 và 8 ta sẽ ước tính được nhu cầu kinh phí đầu tư các loại nguồn điện NLTT và tổng nhu cầu như được cho trên các bảng 9. Ta thấy, năm 2020 cần khoảng 5 tỉ USD, năm 2025 cần 13,7 tỉ USD và năm 2030 cần khoảng 36 tỉ USD.

Đối với kịch bản cao các con số trên ước tính sẽ cao hơn 3,1 lần: năm 2020 là 15 tỉ USD; năm 2025 là 42,5 tỉ USD và năm 2030 là 112 tỉ USD.

Bảng 9. Ước tính nhu cầu kinh phí phát triển NLTT đến năm 2030 để cắt giảm 8% phát thải KNK đối với lĩnh vực năng lượng. Đơn vị: tỉ USD

Năm	2020	2021	2022	2023	2024	2025
Điện mặt trời	2,160	3,048	3,936	4,824	5,712	6,600
Điện gió	1,418	2,009	2,601	3,192	3,784	4,375
Điện TĐ - SK	1,350	1,620	1,890	2,160	2,430	2,700
Tổng	4,928	6,677	8,427	10,176	11,926	13,675
Năm	2026	2027	2028	2029	2030
Điện mặt trời	8,928	11,256	13,584	15,912	18,240
Điện gió	6,020	7,665	9,310	10,955	12,600
Điện TĐ - SK	3,180	3,660	4,140	4,620	5,100
Tổng	18,128	22,581	27,054	31,487	35,940

8. Kết luận

Để kết luận hãy so sánh kết quả ước tính đối với kịch bản cắt giảm PTKNK cơ sở và các chỉ tiêu theo QHĐ VII nhờ các hình 2 và 3. Như ta thấy, để cắt giảm 8% PTKNK vào năm 2030 thì tốc độ phát triển các nguồn điện NLTT phải cao hơn các chỉ tiêu đã xác định trong QHĐ VII, đặc biệt là đối với nguồn điện mặt trời.

Hình 2. So sánh lộ trình phát triển nguồn điện mặt trời ước tính theo mục tiêu cắt giảm 8% PTKNK vào năm 2030 và chỉ tiêu theo QHĐ VII
	Hình 3. So sánh lộ trình phát triển nguồn điện gió ước tính theo mục tiêu cắt giảm 8% PTKNK vào năm 2030 và chỉ tiêu theo QHĐ VII