Năng lượng Tái tạo: Phân tích chi tiết Định Nghĩa, các Nguồn, Lợi ích, Thách thức và Tương lai tại Việt Nam

Năng lượng tái tạo hay năng lượng sạch, là nguồn năng lượng được sinh ra từ các quy trình tự nhiên có khả năng tự bổ sung trong một khoảng thời gian ngắn, gần như vô tận theo quy mô của con người. Các nguồn năng lượng này bao gồm ánh sáng mặt trời, gió, nước chảy, thủy triều, sóng và nhiệt lượng từ lõi Trái Đất địa nhiệt.

Các nguồn năng lượng tái tạo phổ biến nhất đang được khai thác bao gồm năng lượng mặt trời quang điện và nhiệt, năng lượng gió trên bờ và ngoài khơi, thủy điện, năng lượng sinh khối và năng lượng địa nhiệt, mỗi nguồn có một cơ chế khai thác và tiềm năng ứng dụng khác nhau.

Lợi ích cốt lõi của năng lượng tái tạo là tính bền vững, không chỉ giúp giảm phát thải khí nhà kính để chống lại biến đổi khí hậu, mà còn đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, giảm sự phụ thuộc vào các nguồn nhiên liệu hóa thạch hữu hạn và có giá cả biến động.

Thách thức lớn nhất của năng lượng tái tạo là tính không ổn định và phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, đòi hỏi các giải pháp công nghệ cao về lưu trữ năng lượng và một hạ tầng lưới điện thông minh, linh hoạt để có thể vận hành hiệu quả.

Tương lai của năng lượng tái tạo tại Việt Nam được xác định là xu hướng tất yếu và là trọng tâm trong Quy hoạch điện VIII, với mục tiêu tăng tỷ trọng năng lượng tái tạo trong tổng cơ cấu nguồn điện và ưu tiên phát triển điện gió ngoài khơi và điện mặt trời tự dùng.

1.Năng lượng Tái tạo là gì và tại sao nó quan trọng?

Năng lượng tái tạo là năng lượng được khai thác từ các nguồn tài nguyên thiên nhiên có khả năng tự phục hồi mà không bị cạn kiệt. Về bản chất, đây là các dạng năng lượng sạch, có chu trình carbon khép kín hoặc không phát thải carbon, hoàn toàn trái ngược với năng lượng hóa thạch than đá, dầu mỏ, khí đốt. Năng lượng hóa thạch khi bị đốt cháy sẽ giải phóng một lượng lớn CO₂ đã bị chôn vùi hàng triệu năm vào khí quyển, gây ra hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu. Trong khi đó, việc khai thác năng lượng tái tạo giúp giảm thiểu tối đa tác động này, hướng tới một hành tinh xanh và một nền kinh tế bền vững.

2. Phân tích chi tiết các nguồn Năng lượng Tái tạo phổ biến

Năng lượng mặt trời, năng lượng gió, thủy điện, sinh khối, địa nhiệt đều có đặc điểm khác biệt về phạm vi ứng dụng, chi phí đầu tư và mức độ phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên. Mỗi nguồn đòi hỏi công nghệ khai thác chuyên biệt như pin mặt trời, tua-bin gió, hệ thống đập thủy điện hay lò đốt sinh học. Người ta đánh giá và lựa chọn theo các yếu tố như độ ổn định nguồn cung, khả năng tích hợp vào lưới điện, và tác động môi trường—từ đó xây dựng chiến lược năng lượng phù hợp cho từng khu vực và mục tiêu phát triển.

Mỗi loại năng lượng tái tạo có một tiềm năng, công nghệ khai thác và ưu nhược điểm riêng. Dưới đây sẽ đi chi tiết vào các nguồn năng lượng: 

2.1 Năng lượng Mặt trời 

Năng lượng mặt trời - đây là nguồn năng lượng dồi dào và dân chủ nhất, được khai thác bằng hai công nghệ chính: quang điện và nhiệt. Việt Nam, với số giờ nắng trung bình từ 1,600 đến 2,700 giờ/năm, có tiềm năng rất lớn để phát triển nguồn năng lượng này.

• Công nghệ quang điện: Sử dụng các tấm pin mặt trời để chuyển hóa trực tiếp ánh sáng thành dòng điện một chiều . Dòng điện này sau đó được bộ biến tần chuyển thành điện xoay chiều để cung cấp cho các thiết bị điện trong gia đình, nhà xưởng hoặc hòa vào lưới điện quốc gia.

• Công nghệ nhiệt mặt trời: Sử dụng các tấm thu nhiệt để hấp thụ nhiệt lượng từ ánh nắng. Ứng dụng tiêu biểu nhất là máy nước nóng năng lượng mặt trời, bao gồm hai loại chính là ống chân không và tấm phẳng, giúp cung cấp nước nóng cho sinh hoạt mà không tốn điện.

  

2.2 Năng lượng gió 

Nguồn năng lượng này sử dụng sức gió để làm quay các cánh quạt của tuabin, từ đó dẫn động máy phát để tạo ra điện. Việt Nam có đường bờ biển dài và tiềm năng điện gió lớn, đặc biệt là điện gió ngoài khơi.

• Điện gió trên bờ: Các tuabin được xây dựng trên đất liền, chi phí lắp đặt và bảo trì thấp hơn.

• Điện gió ngoài khơi: Các tuabin được xây dựng trên biển, nơi có sức gió mạnh và ổn định hơn, cho hiệu suất cao hơn nhưng đòi hỏi công nghệ phức tạp và chi phí đầu tư rất lớn.

  

2.3 Năng lượng thủy điện 

Thủy điện khai thác thế năng của dòng nước để làm quay tuabin phát điện. Đây là nguồn năng lượng tái tạo truyền thống và chiếm tỷ trọng lớn tại Việt Nam. Tuy nhiên, việc xây dựng các đập thủy điện lớn cũng gây ra các tác động tiêu cực đáng kể như mất đất rừng, thay đổi hệ sinh thái hạ lưu và ảnh hưởng đến đời sống người dân vùng tái định cư.

2.4 Năng lượng sinh khối

Đây là năng lượng được tạo ra từ việc đốt các vật liệu hữu cơ. Tại Việt Nam, nguồn sinh khối rất phong phú, bao gồm rơm rạ, trấu từ nông nghiệp, bã mía từ các nhà máy đường, và chất thải chăn nuôi. Công nghệ đồng phát điện sử dụng nhiệt từ việc đốt bã mía để vừa phát điện vừa cung cấp hơi cho sản xuất đang được áp dụng hiệu quả tại nhiều nhà máy đường.

2.5 Năng lượng địa nhiệt

Nguồn năng lượng này khai thác nhiệt lượng từ sâu bên trong lòng đất. Mặc dù có tiềm năng, đặc biệt ở các khu vực miền Trung, nhưng công nghệ địa nhiệt vẫn chưa phát triển mạnh ở Việt Nam do đòi hỏi kỹ thuật thăm dò và khoan giếng phức tạp, chi phí cao.

3. Lợi ích và Thách thức của việc phát triển Năng lượng Tái tạo

Quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo là một con đường nhiều cơ hội nhưng cũng đầy thách thức. Cơ hội bao gồm giảm phát thải khí nhà kính, tạo việc làm xanh và tăng cường an ninh năng lượng, trong khi thách thức là chi phí đầu tư cao, yêu cầu công nghệ tiên tiến và hạ tầng đồng bộ. Quá trình này đòi hỏi sự phối hợp giữa chính sách nhà nước, năng lực kỹ thuật và cam kết của khu vực tư nhân nhằm đảm bảo quá trình chuyển đổi diễn ra bền vững, công bằng và hiệu quả trên quy mô toàn cầu.

Đây là chi tiết về lợi ích và thách thức của việc phát triển năng lượng tái tạo: 

3.1  Lợi ích mang lại:

• Môi trường: Giảm phát thải khí nhà kính CO₂, SO₂, NOx và bụi mịn PM2.5, góp phần thực hiện cam kết Net Zero của Việt Nam vào năm 2050.
• Kinh tế: Tạo ra một ngành công nghiệp mới, thu hút đầu tư nước ngoài, tạo nhiều việc làm trong lĩnh vực lắp đặt, vận hành, bảo trì.
• An ninh năng lượng: Giảm sự phụ thuộc vào nguồn than đá và dầu mỏ nhập khẩu, tránh được các cú sốc về giá năng lượng trên thị trường thế giới.

3.2 Thách thức phải đối mặt:

• Tính không ổn định: Nắng và gió không phải lúc nào cũng có sẵn, gây ra sự biến động lớn về nguồn cung điện, đòi hỏi phải có các nguồn điện nền như thủy điện, điện khí hoạt động song song để đảm bảo ổn định lưới điện.
• Công nghệ lưu trữ năng lượng: Để giải quyết tính không ổn định, cần có các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn BESS - Battery Energy Storage System, tuy nhiên công nghệ này hiện vẫn còn khá đắt đỏ.

• Hạ tầng lưới điện: Lưới điện truyền tải hiện tại cần được nâng cấp để có thể tiếp nhận và điều phối hiệu quả nguồn điện từ hàng ngàn nhà máy điện mặt trời, điện gió phân tán.

  Theo chuyên gia năng lượng tái tạo, Tiến sĩ Nguyễn Đức Minh: "Quy hoạch điện VIII đã đặt ra một lộ trình rất tham vọng cho năng lượng tái tạo. Thách thức lớn nhất không chỉ là thu hút vốn, mà là đồng bộ hóa chính sách và phát triển hạ tầng. Chúng ta cần một cơ chế giá điện linh hoạt và một lưới điện đủ thông minh để tích hợp thành công các nguồn năng lượng biến đổi này."

  Anh Phát, một chủ hộ gia đình tại Quận 9, TP.HCM, chia sẻ: “Từ ngày lắp điện mặt trời áp mái và máy nước nóng năng lượng mặt trời, hóa đơn tiền điện nhà tôi giảm gần 70%. Mùa hè dùng điều hòa thoải mái mà không lo về chi phí, cảm giác rất tuyệt vời.”

  

4. Tương lai và Quy hoạch Năng lượng Tái tạo tại Việt Nam

Tương lai của năng lượng tái tạo tại Việt Nam được định hướng rõ ràng trong Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050 Quy hoạch điện VIII, với mục tiêu cốt lõi là giảm dần sự phụ thuộc vào điện than và ưu tiên phát triển mạnh mẽ các nguồn điện gió, điện mặt trời và các loại hình năng lượng sạch khác. Đây là một lộ trình mang tính chiến lược nhằm đảm bảo an ninh năng lượng song song với việc thực hiện cam kết đạt phát thải ròng bằng "0" vào năm 2050.

Dưới đây là lộ trình quy hoạch năng lượng tái tạo trong tương lai ở Việt Nam: 

4.1 Các mục tiêu chính trong Quy hoạch điện VIII

Quy hoạch điện VIII đặt ra những mục tiêu rất tham vọng, thể hiện quyết tâm của chính phủ trong việc chuyển dịch cơ cấu nguồn điện. Theo đó, định hướng đến năm 2030, tỷ lệ các nguồn năng lượng tái tạo bao gồm thủy điện, điện gió, điện mặt trời, sinh khối… sẽ chiếm từ 30,9% đến 39,2% tổng công suất toàn hệ thống. Tầm nhìn đến năm 2050, tỷ lệ này sẽ tăng lên đến 67,5-71,5%, cho thấy vai trò chủ đạo của năng lượng sạch trong tương lai.

4.2 Ưu tiên phát triển Điện gió, đặc biệt là Điện gió ngoài khơi

Điện gió được xác định là một trong những trụ cột chính trong tương lai, đặc biệt là tiềm năng khổng lồ từ điện gió ngoài khơi. Với lợi thế đường bờ biển dài và tốc độ gió tốt, các dự án điện gió ngoài khơi có khả năng cung cấp sản lượng điện lớn và ổn định hơn so với trên bờ. Quy hoạch điện VIII đặt mục tiêu phát triển khoảng 6.000 MW điện gió ngoài khơi vào năm 2030 và hướng tới con số 70.000 - 91.500 MW vào năm 2050.

4.3 Khuyến khích Điện mặt trời tự sản tự tiêu

Sau giai đoạn phát triển bùng nổ của các trang trại điện mặt trời lớn, xu hướng trong tương lai sẽ tập trung vào việc khuyến khích điện mặt trời áp mái cho các hộ gia đình và nhà xưởng theo mô hình "tự sản, tự tiêu". Mô hình này giúp người dân, doanh nghiệp chủ động nguồn cung, giảm chi phí tiền điện và quan trọng nhất là giảm áp lực đầu tư lên lưới điện truyền tải quốc gia. Chính phủ đang nghiên cứu các cơ chế, chính sách để thúc đẩy loại hình này phát triển một cách bền vững.

4.4 Vai trò của các nguồn năng lượng khác

Bên cạnh gió và mặt trời, các nguồn năng lượng tái tạo khác cũng có vai trò bổ trợ quan trọng. Thủy điện vẫn đóng vai trò là nguồn điện nền linh hoạt và cung cấp nguồn điện phủ đỉnh. Năng lượng sinh khối từ rác thải, phế phẩm nông nghiệp và điện rác sẽ được khuyến khích phát triển để giải quyết đồng thời bài toán năng lượng và môi trường tại các địa phương.