Cách mạng năng lượng tái tạo ở Đức nhìn từ nhiều góc độ
VOV.VN - Từ quan điểm công nghệ thuần túy, Đức đã có cuộc chuyển đổi năng lượng thành công ngoạn mục, hướng đến xóa bỏ năng lượng hạt nhân...
Cách mạng năng lượng tái tạo ở Đức
Liên Hợp Quốc và các nhà khoa học thế giới từng kêu gọi một cuộc cách mạng năng lượng mới để cứu hành tinh, khi khí hậu Trái Đất đã đạt đến một bước ngoặt mới với lượng carbonic (CO2) và nhiệt độ trung bình toàn cầu đang tiếp tục tăng, đe dọa cuộc sống nhiều nơi trên Trái Đất.
 |
| Cánh đồng điện gió ở vùng Weder, Đức |
Năng lượng tái tạo (tái sinh) là năng lượng từ những nguồn mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn, như năng lượng mặt trời, gió, mưa, thủy triều, sóng và địa nhiệt.
Có ít nhất 30 nước trên thế giới đã sử dụng năng lượng tái tạo và đáp ứng hơn 20% nhu cầu năng lượng của họ để thay thế các nguồn nhiên liệu truyền thống trong 4 lĩnh vực: phát điện, đun nóng nước, nhiên liệu động cơ, hệ thống điện độc lập nông thôn.
Energiewende (tạm dịch là Cách mạng Năng lượng) ở Đức manh nha từ những năm 1980, do làn sóng phản đối kế hoạch xây dựng hàng chục nhà máy điện hạt nhân sau khủng hoảng dầu mỏ năm 1973, cộng với nỗi sợ hạt nhân ngày càng ám ảnh sau thảm họa Chernobyl năm 1986.
Cho đến nay, mỗi năm nước Đức phải chi khoảng 80 tỷ Euro để nhập than, dầu và khí đốt. Năm 2000, sau hàng loạt tranh cãi, Chính phủ Đức thông qua đạo luật đóng cửa dần các nhà máy điện hạt nhân, ban hành chính sách hỗ trợ năng lượng tái tạo nhằm bảo đảm không thay thế điện hạt nhân bằng điện than và xây dựng lại hệ thống cung cấp năng lượng.
Theo quy định trong Luật năng lượng tái tạo (Luật EEG) của Đức, chậm nhất đến năm 2025, 40 - 45%; vào năm 2035, 55 - 60 %; và đến năm 2050 ít nhất 80% điện năng và 60% tổng nhu cầu năng lượng sẽ phải được đáp ứng từ nguồn năng lượng tái tạo; từ giữa năm 2015 chỉ còn 8 nhà máy điện hạt nhân, và đến năm 2025, tất cả các nhà máy điện hạt nhân sẽ phải ngừng hoạt động.
Cùng với đó, đến năm 2020, giảm 40%; vào năm 2050, giảm 80 - 95% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính so với mức của năm 1990. Đức tỏ ra lạc quan là có thể giảm lượng khí thải xuống 0 và không gây tác hại gì đến khí hậu toàn cầu.
Sau thảm họa nhà máy điện hạt nhân Fukushima ở Nhật, các đảng phái trong Quốc hội Liên bang đã ra nghị quyết đẩy nhanh tiến trình chuyển đổi hệ thống năng lượng và được đa số người dân ủng hộ.
Nhờ các khoản trợ cấp của chính phủ, hàng triệu người dân Đức đã lắp pin mặt trời trên mái nhà với số lượng nhiều hơn phần còn lại của cả thế giới. Thay cho 20 nhà máy điện đốt than, Đức đã sử dụng năng lượng được sản xuất từ hơn 1 triệu tấm thu năng lượng mặt trời đặt trên các tòa nhà và dọc theo các xa lộ bổ sung thêm 30 terawatt giờ (TWh) vào mạng lưới điện của nước này.
Vào những ngày nắng, nguồn năng lượng mặt trời chiếm tới hơn 30% tổng nguồn năng lượng được sử dụng, đáp ứng ít nhất 4% tổng nhu cầu năng lượng điện hàng năm của Đức. Các nhà khoa học Đức tự tin rằng, nhân loại hoàn toàn có thể tự cứu mình bằng các nỗ lực tăng thị phần của nguồn năng lượng tái sinh lên 100% vào năm 2050.
Từ quan điểm công nghệ thuần túy, nước Đức - nền kinh tế công nghiệp lớn thứ tư của thế giới, với dân số 80 triệu người, đã có cuộc chuyển đổi năng lượng thành công ngoạn mục, hướng đến việc xóa bỏ năng lượng hạt nhân và sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Sau gần ba thập kỉ, khoảng 25% nguồn năng lượng của nước này được sản xuất từ các nguồn tái tạo như gió, mặt trời, và năng lượng sinh khối, đạt tỷ lệ cao nhất trong số các quốc gia công nghiệp hùng mạnh.
Gần 25.000 tua bin gió trải dọc các vùng nông thôn của Đức sản xuất 52 TWh điện trong năm 2014; lượng khí thải carbon trong năm 2014 đã giảm 27% so với năm 1990. Năm 2016, tổng năng lượng tái tạo sản xuất tại Đức đáp ứng 32% mức tiêu thụ điện cả nước - một tỷ lệ đáng kinh ngạc, đập tan quan niệm không thể dựa vào gió hay mặt trời bởi chúng quá khôn lường.
Làn sóng Energiewende cũng khơi nguồn cho một cơ số phát minh công nghệ trong các lĩnh vực, từ thiết kế máy móc đến kĩ thuật điện: một tuốc-bin gió 2014 trung bình ở Đức sản xuất được lượng điện gấp 6 lần so với năm 1990.
Với “trụ cột thứ hai” của bước ngoặt năng lượng - sử dụng năng lượng tiết kiệm hơn và hiệu quả hơn, ngành công nghiệp và các nhà máy lớn đã đạt được mức tiết kiệm năng lượng đáng kể. Đặc biệt, Chính phủ Liên bang đang hỗ trợ việc cải tạo hệ thống năng lượng trong những công trình xây dựng cũ.
Có thể nói, luật EEG là một thành công lớn, được nhiều nước trên thế giới coi là một tấm gương để noi theo. Năm 2014 luật được sửa đổi nhằm mục đích để người dân và doanh nghiệp có khả năng chi trả và bảo đảm nguồn cung cấp năng lượng ổn định.
…nhìn từ nhiều góc độ…
Tuy vậy, cũng có nhiều bài báo phân tích về những bất cập trong công cuộc chuyển đổi năng lượng này. Energiewende thể hiện tham vọng của Đức nhưng chính tham vọng ấy lại đang khiến Đức phải trả giá bởi khoản đầu tư khổng lồ đè nặng lên vai dân chúng.
Riêng năm 2016, nước này chi 25 tỷ euro cho năng lượng tái tạo, trong đó 23 tỷ euro do người tiêu dùng trả thông qua hóa đơn hàng tháng. Đây cũng chính là lý do tiền điện trung bình của dân Đức lên tới 1.060 euro vào năm 2016, tăng 50% so với năm 2007.
 |
| Panel năng lượng mặt trời |
Thật ra, từ năm 2013, tờ Der Spiegel đã trích dẫn báo cáo của cơ quan năng lượng Đức tiết lộ, nước này đã phải trả tới 20 tỷ euro để mua một lượng điện năng từ các nguồn năng lượng tái tạo có giá thị trường vào khoảng 3 tỷ euro.
Chưa có nghiên cứu cụ thể liệu có phải việc phát triển ồ ạt nguồn năng lượng tái tạo đã khiến giá điện của Đức cao bất thường hay không, nhưng theo số liệu của Cơ quan năng lượng quốc tế (IEA) thì trong năm 2015, giá bán điện trung bình của Đức khoảng 17,7 cent/KWh đối với các ngành công nghiệp và khoảng 39,5 cent/KWh đối với khách hàng hộ cá thể ở nông thôn, trong khi giá điện tương ứng ở Mỹ là khoảng 7 cent/KWh và 12,5 cent/KWh.
Công cuộc chuyển đổi năng lượng thổi bay sự ổn định cùng lợi nhuận của các công ty sản xuất điện từ than đá, hạt nhân và khí ga tự nhiên. Các tấm pin mặt trời trên mái các chuồng ngựa nông trại mang lại cho chủ khoản lợi nhuận 40.000 euro/năm, tương đương 40% toàn bộ lợi nhuận của nông trại; chính phủ trợ giá cho việc sản xuất điện mặt trời đến tận năm 2024, tuy nhiên, theo một chủ trang trại, chính sách trợ giá chỉ có lợi cho những người kinh doanh chứ không có lợi cho người dân.
Người ta cũng chỉ ra tốc độ chững lại của việc giảm thiểu khí nhà kính, khả năng suy giảm các ngành công nghiệp vẫn còn phụ thuộc vào năng lượng hạt nhân và những mối lo ngại về khả năng sản xuất nhiều năng lượng hơn nữa của mạng lưới các nguồn tái tạo nhỏ và phân tán, trong bối cảnh Đức chưa có một hệ thống phân phối điện linh động để vận hành nhiều khối lượng tải khác nhau.
Người ta hy vọng, việc sử dụng năng lượng tái tạo sẽ mang lại nhiều lợi ích về sinh thái cũng như lợi ích gián tiếp cho kinh tế, nhưng các ưu thế này có thực tế hay không thì cần phải xem xét sự cân đối về sinh thái trong từng trường hợp một.
Thí dụ như khi sử dụng sinh khối, phải đối chiếu giữa việc sử dụng đất, sử dụng các hóa chất bảo vệ và làm giảm đa dạng của các loài sinh vật với sự mong muốn giảm thiểu lượng CO2. Việc đánh giá các hiệu ứng kinh tế phụ cũng còn nhiều điều không chắc chắn.
Ngoài ra, sử dụng năng lượng tái tạo rộng rãi và liên tục có thể tác động đến khí hậu Trái Đất về lâu dài, vì dòng chuyển động của gió sẽ yếu đi khi đi qua các cánh đồng cánh quạt gió, nhiệt độ không khí giảm xuống tại các nhà máy điện mặt trời (do bức xạ phản xạ trở lại không khí bị suy giảm).
Khác với các nước đang phát triển, việc mở rộng các nguồn năng lượng tái tạo tại các nước công nghiệp gặp nhiều khó khăn vì phải cạnh tranh với các công nghệ năng lượng thông thường.
Sự tồn tại của các tập đoàn năng lượng sử dụng nhiên liệu hóa thạch vẫn là một phần của câu hỏi. Trong mối quan hệ này cũng là câu hỏi của việc tạo việc làm mới trong lĩnh vực sinh thái cũng như trong lĩnh vực các công nghệ mới.
Với hệ thống cung cấp điện đã ổn định tại các nước công nghiệp dựa trên một hạ tầng cơ sở tập trung với các nhà máy phát điện lớn và mạng lưới dẫn điện đường dài như Đức, việc cung cấp điện phi tập trung ngày một tăng từ các turbin gió hay panel quang điện đòi hỏi thay đổi hạ tầng cơ sở trong thời gian tới.
Một số học giả chỉ ra rằng, tại một số thời điểm trong tháng 5/2016, nguồn năng lượng tái tạo đã cung cấp gần 90% lượng điện năng trên mạng lưới điện của Đức, nhưng điều đó không có nghĩa nền kinh tế lớn thứ tư thế giới đang tiến gần đến sử dụng hoàn toàn điện năng không thải carbonic.
Trên thực tế, Đức đang cho thế giới một bài học rằng, sẽ là sai lầm khi cố gắng giảm khí thải carbonic bằng cách chỉ lắp đặt nhiều pin mặt trời và turbin gió.
Sau nhiều năm suy giảm, năm 2015, lượng khí thải carbonic của Đức đã tăng nhẹ mà nguyên nhân là nước này đã sản xuất ra một lượng điện năng nhiều hơn cần thiết. Điều này xảy ra ngay cả khi năng lượng tái tạo có thể cung cấp đủ gần như tất cả lượng điện năng trên lưới điện, sự không ổn định của nguồn điện này khiến Đức vẫn phải duy trì các nhà máy điện chạy bằng than.
Một ủy ban độc lập gồm các chuyên gia giúp việc cho Bộ trưởng Bộ kinh tế và năng lượng Đức cho rằng, mục tiêu giảm 40% khí thải cacbonic dường như sẽ không đạt được vào năm 2020 và cuộc cách mạng năng lượng đã có vấn đề từ ngay bên trong nó.
Nguyên nhân là các nhà máy nhiệt điện đã không dễ dàng giảm công suất phát để thích ứng với sự dư thừa trên lưới điện khiến những ngày nắng to hay gió lớn có quá nhiều năng lượng dư thừa và giá điện giảm về âm, buộc các nhà máy điện phải trả tiền cho người tiêu dùng để tiêu thụ hộ điện năng.
Với hy vọng giải quyết các vấn đề này, Quốc hội Đức đang muốn sớm dừng chương trình hỗ trợ của chính phủ đối với năng lượng tái tạo được biết đến với từ “feed-in tariff” (một thuật ngữ được dùng phổ biến ở nhiều nước khi nói về chính sách khuyến khích phát triển năng lượng tái tạo).
Thay vì trợ giá cho bất kỳ lượng điện nào được làm ra từ gió và năng lượng mặt trời, chính phủ sẽ thiết lập một hệ thống đấu giá.
Sản xuất điện sẽ được đấu giá cho xây dựng các dự án năng lượng tái tạo đến một công suất nhất định do chính phủ đưa ra và giá trả cho lượng điện này sẽ do thị trường quyết định hơn là do chính phủ áp đặt.
Hệ thống đấu giá sẽ được thiết kế để giảm tỷ lệ tăng của năng lượng tái tạo và giúp Đức giảm đi tình trọng quá thừa năng lượng. Điều này dường như là một cách dễ dàng để giải quyết vấn đề quá thừa nguồn cung, đặc biệt là một số nhà máy nhiệt điện. Nhưng các nhà máy nhiệt điện không chỉ được sử dụng cho dự phòng khi gió và nắng không đủ nguồn cung mà nó còn sinh lợi và khó bị dẹp bằng ý chí chính trị.
Nguyên nhân đến từ luật của Đức đặt mức ưu tiên cao nhất cho năng lượng tái tạo khi kết nối với lưới điện nên kể cả lượng điện thừa mà nước này xuất khẩu cũng chủ yếu đến từ nhiệt điện.
Do có lợi nên vào mùa thu năm 2015, một nhà máy nhiệt điện công suất 1.600 MW đã được khởi động sau tám năm trì hoãn cho dù gặp phải sự phản đối mạnh mẽ của các chính trị gia, các tổ chức và những người ủng hộ bảo vệ môi trường.
Tăng giá vào khí thải carbonic cũng có thể giúp Đức đóng cửa các nhà máy nhiệt điện. Nhưng hệ thống thương mại lượng khí thải ở châu Âu hiện đang rất phức tạp. Giá cho hạn mức khí thải rất thấp nên đã không khuyến khích các công ty sản xuất điện đóng cửa các nhà máy điện sử dụng năng lượng hóa thạch.
Một cách hữu ích khác là có một hệ thống lưới điện quy mô lớn trên toàn châu Âu để nguồn điện năng lượng tái tạo dể dàng vận chuyển xuyên biên giới, làm giảm sự cần thiết luôn phải chạy các nhà máy nhiệt điện để dự phòng cho điện sản xuất từ gió và năng lượng mặt trời. Hệ thống lưới điện này hiện đang được xây dựng nhưng rất tốn kém, khoảng từ 112 đến 448 tỷ USD
Theo tờ USA Today, tính đến cuối năm 2015, sản lượng điện từ các nguồn năng lượng tái tạo của Đức chỉ chiếm khoảng 10% tổng sản lượng điện tiêu dùng trên cả nước; sản lượng điện mặt trời chiếm chỉ khoảng 3,7%.
Như vậy, xét về tổng thể thì Đức cũng giống như các quốc gia khác vẫn phải phụ thuộc phần lớn vào các nhà máy điện truyền thống như điện nguyên tử, nhiệt điện (đốt gas). Để đảm bảo an ninh năng lượng và tiết kiệm chi phí, các nhà máy điện truyền thống này được duy trì hoạt động ổn định, đều đặn để cung cấp một sản lượng điện gần như cố định quanh năm.
Khi sản lượng điện gió hoặc điện mặt trời tăng cao, các nhà cung cấp lại không thể giảm công suất hay dừng hoạt động các nhà máy điện hạt nhân hoặc nhiệt điện bởi chi phí để tái khởi động chúng vô cùng lớn. Một yếu tố quan trọng nữa là giá bán trong ngắn hạn (ví dụ 1 ngày) phụ thuộc hoàn toàn vào sự cân bằng cung - cầu chứ không phản ánh chi phí sản xuất như thông thường.
Khi sản lượng điện tăng đột biến thì giá bán cũng giảm đột biến, thậm chí bằng không, tính cả khoản chi cho phía “cứu trợ” thì thực giá sẽ là âm. Riêng trong năm 2015, đã có 25 lần giá điện xuống âm nhưng nó chỉ đơn thuần minh chứng cho một thực tế là điện từ nguồn năng lượng tái tạo rất kém ổn định và khó lường trước nên không thể nào thay thế được các nguồn điện năng truyền thống.
Theo một chuyên gia nghiên cứu lĩnh vực kinh tế dầu mỏ và năng lượng, rất có thể việc phập phù của sản lượng điện từ nguồn năng lượng tái tạo khiến cho giá bán buôn bị giảm quá sâu trong nhiều thời điểm (có lúc đã xuống mức âm 130 euro/KWh), để bù đắp khoản thâm hụt này, nhà cung cấp điện buộc phải tăng giá bán trong những ngày còn lại và hệ quả là mọi thiệt thòi đổ lên đầu người tiêu dùng điện ở Đức.
Vì vậy, dùng các số liệu trên để chứng minh sự “thành công” của việc phát triển điện năng từ các nguồn năng lượng tái tạo là vô cùng sai lầm./. 
Tối ưu năng lượng tái tạo năm 2050: Giấc mơ có thành hiện thực?
