CSDL Ngành điện

Tương lai năng lượng năm 2025: 6 xu hướng định hình lại ngành điện toàn cầu

06/02/2025 09:27 Số lượt xem: 14

Bối cảnh thị trường năng lượng mới tác động khá nhiều tới ngành điện (Ảnh st)

So với tình trạng thiếu hụt năng lượng kinh niên và giá cả biến động những năm gần đây, thế giới dường như đang tiến tới một bối cảnh thị trường năng lượng mới, xác định bởi tình trạng dư cung dầu và khí chưa từng có cùng với nhu cầu nhiên liệu hóa thạch suy yếu. Mặc dù sự nhẹ nhõm này đáng hoan nghênh, nhưng các đặc điểm này đang tạo ra tiền đề cho một "thị trường của người mua trong nửa sau của thập kỷ này", Tiến sĩ Fatih Birol, Giám đốc điều hành của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), cho biết tại lễ ra mắt cuốn sách Triển vọng Năng lượng Thế giới 2024 (WEO 2024). Ông gợi ý rằng điều đó sẽ có những tác động tinh tế đối với ngành điện bao gồm áp lực cạnh tranh đối với năng lượng tái tạo, giá điện giảm thấp ở các thị trường phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và những thách thức tiềm ẩn đối với đầu tư năng lượng sạch trong bối cảnh nhu cầu linh hoạt và hiện đại hóa lưới điện đang gia tăng.

Báo cáo này nêu bật những điều không chắc chắn mới ẩn chứa trong những biến động bất thường về nhu cầu và động lực cung cấp điện, một nhu cầu cấp thiết hơn bao giờ hết về hiện đại hóa lưới điện và sự bấp bênh ngày càng tăng của chuỗi cung ứng trong bối cảnh căng thẳng địa chính trị.

Kể từ năm 2010, nhu cầu điện toàn cầu đã tăng trung bình 2,7% mỗi năm (Ảnh st)

1. Nhu cầu điện sẵn sàng tăng vọt. Liệu lưới điện có thể đáp ứng kịp thời hay không? Có lẽ ẩn số lớn nhất là nhu cầu điện ở vị thế sẽ tăng nhanh đến mức nào. IEA lưu ý rằng kể từ năm 2010, nhu cầu điện toàn cầu đã tăng trung bình 2,7% mỗi năm, cao hơn nhiều so với nhu cầu năng lượng thúc đẩy bởi quá trình điện khí hóa trong các hộ gia đình, các tòa nhà thương mại, trong giao thông và công nghiệp.

Như đã làm trong những năm qua, WEO 2024 khảo sát ba kịch bản chính: Kịch bản các Chính sách đã nêu (STEPS), giả định rằng các chính sách đã thiết lập hiện nay sẽ tồn tại và có liên quan đến mức tăng nhiệt độ toàn cầu là 2,4^oC vào năm 2100 (với xác suất 50%); Kịch bản các Cam kết đã công bố (APS), giả định rằng tất cả các mục tiêu đầy tham vọng của chính phủ đều sẽ đạt được (và hạn chế mức tăng nhiệt độ ở mức 1,7^oC); và kịch bản Phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 (NZE), vạch ra lộ trình chuẩn đạt được mức phát thải cacbon dioxide ròng bằng 0 vào giữa thế kỷ, hài hòa với mục tiêu giới hạn nóng lên ở mức 1,5^oC. Đáng chú ý là Triển vọng STEPS đã tinh chỉnh với các yếu tố nhạy cảm như áp dụng xe điện (EV), triển khai năng lượng tái tạo, nhu cầu khí tự nhiên hóa lỏng (LNG), sử dụng điện của các trung tâm dữ liệu và nâng cao hiệu suất.

Trong STEPS, IEA dự báo nhu cầu điện toàn cầu sẽ tăng gần gấp đôi vào năm 2050 – mức đáng kinh ngạc từ 26.000TWh vào năm 2023 lên 50.000TWh. "Chỉ tính riêng từ năm 2023 đến năm 2035, mức tăng trưởng trung bình gần 1.000TWh mỗi năm, tương đương với việc bổ sung thêm một nước Nhật nữa vào mức tiêu thụ điện toàn cầu mỗi năm," báo cáo cho biết. Ngành nào thúc đẩy tăng trưởng nhiều nhất sẽ thay đổi. Trong khi việc mở rộng EV có thể làm tăng tỉ lệ điện khí hóa giao thông vận tải, thì nhu cầu làm mát không gian tăng cao và sở hữu thiết bị chắc chắn sẽ thúc đẩy tăng trưởng trong lĩnh vực xây dựng, mặc dù điều đó phụ thuộc vào sự mở rộng kinh tế tập trung cho các nền kinh tế đang phát triển và gắn liền với tác động của khí hậu. Trong khi đó, điện khí hóa trong công nghiệp có thể thúc đẩy nhờ công nghệ năng lượng sạch sử dụng nhiều điện và các ngành công nghiệp sử dụng nhiều năng lượng dựa vào nhiệt nhiệt độ cao cho các quy trình như sản xuất thép và xi măng, cũng như nhu cầu về hydro điện phân. WEO 2024 cho biết, mặc dù việc sử dụng điện để sản xuất hydro tại chỗ cho các ngành công nghiệp thép, amoniac và tinh luyện có thể làm tăng nhu cầu một cách "rất đáng kể", nhưng quy mô và thời điểm "rất không chắc chắn vì chúng phụ thuộc vào các lộ trình và sử dụng hyđro khác nhau phát triển nhanh chậm ra sao."

Trong tương lai gần, các lĩnh vực mới hình thành, như các trung tâm dữ liệu và số hóa chắc chắn sẽ bổ sung thêm một lĩnh vực hoàn toàn mới về tiềm năng tăng trưởng nhu cầu, IEA thừa nhận, mặc dù họ không muốn đưa ra các dự báo cụ thể. "Đánh giá của chúng tôi về các điều không chắc chắn cho thấy nhu cầu tăng trưởng đến năm 2030 có thể khác với STEPS tới 170TWh," báo cáo cho biết. Điều đó có thể chiếm "một phần tương đối nhỏ trong tăng trưởng nhu cầu điện toàn cầu đến năm 2030, mặc dù lĩnh vực này sẽ quan trọng hơn ở cấp độ quốc gia hoặc khu vực tại các thị trường trung tâm dữ liệu lớn," báo cáo lưu ý.

Hiệu suất năng lượng cũng đặt ra một yếu tố điều chỉnh đáng kể. “Phân tích độ nhạy cho thấy hiệu suất thấp hơn có thể khiến nhu cầu điện cho các thiết bị và làm mát ở các thị trường mới nổi và các nền kinh tế đang phát triển sẽ là khoảng 340TWh (5%) cao hơn so với STEPS vào năm 2035. Ngược lại, việc áp dụng nhanh hơn các tiêu chuẩn hiệu suất hiệu quả có thể dẫn đến nhu cầu điện thấp hơn gần 900TWh vào năm 2035 ở những mục đích sử dụng cuối này so với STEPS,” báo cáo cho biết.

2. An ninh năng lượng phụ thuộc hơn bao giờ hết vào điện. Đặc biệt WEO 2024 đưa ra một sự khác biệt quan trọng giữa nhu cầu điện và nhu cầu điện cao điểm, nhấn mạnh rằng đây đã trở thành hòn đá tảng cho an ninh năng lượng. "Có hai yếu tố cốt lõi của an ninh điện: Khả năng đảm bảo đủ công suất để đáp ứng nhu cầu cao điểm (tính đầy đủ) và khả năng quản lý các biến động về nhu cầu cũng như nguồn cung năng lượng tái tạo (tính linh hoạt)," báo cáo giải thích. Trong tất cả các kịch bản của IEA, báo cáo cảnh báo nhu cầu cao điểm dự kiến sẽ tăng nhanh hơn nhu cầu điện nói chung và có khả năng nhanh hơn 80% ở các thị trường mới nổi và các nền kinh tế đang phát triển vào năm 2035 (Hình 1).

Hình 1. Nhu cầu điện cao điểm theo động lực và khu vực trong Kịch bản các Chính sách đã nêu (STEPS), 2023–2035. Lưu ý: Các EMDE khác tương đương thị trường mới nổi và các nền kinh tế đang phát triển không kể Trung Quốc. Nhu cầu cao điểm là mức nhu cầu trung bình trong 100 giờ trong năm có nhu cầu cao nhất.

Một lý do chính là nhiều năng lượng tái tạo hơn đang làm tăng nguy cơ mất cân bằng cung-cầu, nhưng các chuyển đổi cũng đang trở nên rõ ràng hơn ở cấp độ theo mùa khi mà nhiều khu vực sử dụng hệ thống sưởi ấm và làm mát bằng điện và nhiều người dùng cuối sử dụng điện hơn. Mặc dù hiện nay nhiều vùng dựa vào các nhà máy đốt khí tự nhiên và đốt than để có công suất có thể điều độ, IEA gợi ý rằng những thay đổi nhanh chóng đang ở trước mắt.

Báo cáo này dự báo “Pin trở nên thiết yếu đối với công suất có thể điều độ và hơn 1.700GW công suất pin sẽ bổ sung vào STEPS vào năm 2035”. Ngoài ra, STEPS thấy rằng “đầu tư vào lưới điện tăng gần 70% vào năm 2030 cho việc hiện đại hóa và mở rộng lưới điện và đầu tư vào tích trữ bằng pin tăng gần gấp ba lần.” IEA cũng dự báo vai trò ngày càng tăng của các giải pháp phản ứng theo nhu cầu như công tơ thông minh, biểu giá động và các thiết bị chuyển dịch nhu cầu. Trong khi đó, tính linh hoạt theo mùa sẽ tiếp tục dựa vào các nhà máy thủy điện, nhiệt điện và thậm chí là cắt giảm sản lượng tái tạo, với những đóng góp mới nổi từ việc tích trữ hydro trong thời gian dài, báo cáo gợi ý.

3. Áp lực đang gia tăng để duy trì đủ nguồn cấp điện. Tuy nhiên, hiện nay, thế giới nói chung vẫn tồn tại dựa trên sự phụ thuộc quá mức vào nhiên liệu hóa thạch để phát điện. Từ năm 2010 đến năm 2023, sản lượng điện từ than tăng vọt gần 2.000TWh (+23%), trong khi sản lượng điện từ khí đốt tăng hơn 1.700TWh (+36%), do nhu cầu điện ngày càng tăng vượt xa mức mở rộng năng lượng sạch. Ở các nền kinh tế mới nổi, như Ấn Độ và Indonesia, dự kiến than vẫn là xương sống của sản xuất điện, với việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch không giảm sẽ vẫn ở mức gần như hiện tại cho đến năm 2030 theo kịch bản STEPS. Tuy nhiên, nhìn chung, sản lượng điện từ than toàn cầu dự kiến sẽ giảm hơn 10% vào năm 2030, trong khi sản lượng điện từ khí đốt tăng nhẹ (+5%). Ở các quốc gia gọi là "các nền kinh tế tiên tiến," việc sử dụng than đá dự kiến sẽ giảm 50% và khí đốt sẽ giảm 15% vào năm 2050. Nhìn chung, nhiên liệu hóa thạch không bị hạn chế có thể thấy tỉ lệ của chúng giảm mạnh từ 60% vào năm 2023 xuống chỉ còn 19% vào năm 2050.

Trong khi đó, IEA lạc quan rằng năng lượng hạt nhân, hiện cung cấp 9% sản lượng điện của thế giới (2.765TWh vào năm 2023), có thể tăng lên, nhờ sự kết hợp của việc kéo dài tuổi thọ, xây dựng mới và đưa các lò phản ứng hiện có trở lại hoạt động. Theo STEPS, tổng sản lượng điện hạt nhân có thể tăng kịch tính lên 4.460TWh vào năm 2050 (từ mức tăng công suất 416GW vào năm 2023 lên 647GW vào năm 2050). Tùy theo APS, nó có thể tăng hơn gấp đôi lên 6.055TWh nhưng thị phần của hạt nhân vẫn sẽ dao động ở mức 9% vào giữa thế kỷ.

Hình 2. Sản xuất điện theo nguồn tại các nền kinh tế tiên tiến và EMDE trong STEPS, 2023–2030. Trong năm năm tới, năng lượng sạch tại các nền kinh tế tiên tiến sẽ tăng trưởng nhanh gấp đôi nhu cầu điện, do gió, mặt trời và hạt nhân thúc đẩy, trong khi việc sử dụng than giảm 50% và khí đốt giảm 15%. Tại các thị trường mới nổi, năng lượng mặt trời và gió chiếm ưu thế tăng trưởng năng lượng sạch, nhưng việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch không giảm vẫn hầu như không thay đổi, với Trung Quốc đóng góp 70% vào sự mở rộng năng lượng sạch của chủng loại này. Nguồn: IEA

EMDE: Các thị trường mới nổi và các nền kinh tế đang phát triển

Theo WEO 2024, năng lượng tái tạo sẽ chiếm phần lớn trong tăng trưởng năng lượng sạch. Đến năm 2030, dự kiến năng lượng tái tạo sẽ tăng gần gấp đôi sản lượng năm 2023, từ 9.029TWh lên 17.577TWh, chủ yếu nhờ năng lượng mặt trời quang điện (PV) và gió, với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm kép (CAAGR) lần lượt là 22% và 12%. Riêng năng lượng mặt trời quang điện sẽ tăng thị phần trong tổng sản lượng điện từ 5% vào năm 2023 lên 17% vào năm 2030 và 37% vào năm 2050, trong khi năng lượng gió sẽ tăng từ 8% vào năm 2023 lên 21% vào năm 2050 (Hình 2).

Tuy nhiên, IEA nhấn mạnh rằng nhịp độ chuyển dịch sang năng lượng sạch hiện tại vẫn còn thiếu. "Nếu ngành điện muốn dẫn đầu con đường hướng đến mục tiêu phát thải ròng bằng 0, các lựa chọn phát thải thấp mới cần đưa ra thị trường vào năm 2035", báo cáo cho biết. Các lựa chọn này bao gồm các lò phản ứng nhỏ dạng mođun; triển khai các công nghệ thu giữ, sử dụng và tích trữ cacbon (CCUS); và sử dụng hydro và amoniac phát thải thấp. "Vào năm 2035, nhiên liệu hóa thạch có CCUS và hydro và amoniac phát thải thấp bắt đầu tạo ra tác động trong Kịch bản NZE: Cùng nhau, chúng cung cấp thêm 1.100TWh so với những gì có trong STEPS, khiến chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc khử cacbon năng lượng sau năm 2035," báo cáo cho biết.

4. Nhu cầu khí tự nhiên tăng, nhưng vai trò dài hạn không chắc chắn. Trong vài năm qua, nhu cầu khí tự nhiên đã giảm, do sự kết hợp phức tạp giữa nhu cầu điện cao hơn, chuyển đổi từ than sang khí đốt và vai trò của nó như một nhà cung cấp linh hoạt quan trọng để tích hợp điện gió và điện mặt trời PV. Mặc dù IEA phác thảo một danh sách dài các yếu tố không chắc chắn có thể thay đổi quỹ đạo của mình, nhưng nhìn chung, họ kết luận rằng nhu cầu khí đốt sẽ tiếp tục tăng vào những năm 2030 và sau đó.

Một lý do chính là vào năm 2023, ngành điện chiếm 40% lượng tiêu thụ khí đốt tự nhiên toàn cầu. Nhu cầu điện cao hơn và vô số những không chắc chắn xung quanh sự tăng trưởng nhu cầu vẫn là một yếu tố quan trọng. Theo STEPS, dự kiến nhu cầu điện toàn cầu sẽ tăng 2,9% mỗi năm trong giai đoạn 2023 và 2040. Trong khi điện khí có thể giúp đáp ứng nhu cầu tăng trưởng trong ngắn hạn, thì về lâu dài, việc sử dụng điện khí có thể trở nên bấp bênh, báo cáo cho biết. "Trong STEPS, hệ số công suất trung bình của các nhà máy điện chạy bằng khí đốt tự nhiên ở các nền kinh tế tiên tiến giảm từ 36% vào năm 2023 xuống 31% vào năm 2030 và 26% vào năm 2035", báo cáo cho biết. "Nếu chúng phải đáp ứng nhu cầu cao hơn trong trường hợp nhạy cảm, hệ số công suất trung bình của các nhà máy điện chạy bằng khí đốt vẫn sẽ giảm theo thời gian, nhưng sẽ giảm với tốc độ chậm hơn."

Hiện tại, tiềm năng kỹ thuật to lớn để chuyển đổi từ than sang khí là 450 tỷ mét khối (bcm). Nếu giá khí đốt tự nhiên giảm đủ thấp, STEPS cho rằng có thể mở thêm 300bcm để chuyển đổi ở Trung Quốc, Ấn Độ và Đông Nam Á. IEA cũng đặc biệt cho rằng việc chuyển đổi từ dầu sang khí ở Trung Đông - sản lượng dầu đạt khoảng 340TWh trong khu vực vào năm 2023 - có thể thúc đẩy nhu cầu khí đốt tự nhiên tăng đột biến. Những thách thức trong việc mở rộng quy mô năng lượng tái tạo, bao gồm sự chậm trễ trong việc cấp phép, gián đoạn chuỗi cung ứng và các vấn đề về kết nối lưới điện đối với điện gió và điện mặt trời, đặc biệt là ở Mỹ và Liên minh Châu Âu (EU), cũng có thể khuếch đại xu hướng này. Tuy nhiên, ngược lại, tiến độ nhanh chóng trong việc triển khai điện mặt trời có thể làm chậm lại sự tăng trưởng của khí đốt tự nhiên.

5. Rủi ro chuỗi cung ứng - Gót chân Achilles của quá trình chuyển dịch năng lượng sạch. Cùng với sự gián đoạn nguồn cung nhiên liệu, WEO 2024 bày tỏ mối quan ngại về những lỗ hổng dai dẳng trong chuỗi cung ứng, đặc biệt là đối với các công nghệ năng lượng sạch. Mối quan ngại chính là các năng lực chế tạo tập trung cao độ theo địa lý. “Nhờ các chính sách công nghiệp hỗ trợ, Trung Quốc có tỷ lệ rất lớn năng lực chế tạo hiện có đối với pin mặt trời PV, điện gió, máy bơm nhiệt, thiết bị điện phân và các thành phần pin”, báo cáo lưu ý. “Ví dụ, trong trường hợp pin, Trung Quốc nắm giữ gần 90% công suất toàn cầu đối với vật liệu tác dụng của catốt pin, nhiều khi là một sự kết hợp của lithium với niken, coban và mangan, hoặc sắt phosphate và 98% công suất đối với vật liệu tác dụng của anot pin, nhiều khi là than chì hoặc than chì pha tạp silic.”

Rủi ro mở rộng đến các khoáng sản quan trọng, có thị trường biến động vào năm 2023. Báo cáo cảnh báo: "Từ năm 2023 đến năm 2035, dự kiến khoảng 50%-75% tăng trưởng nguồn cung cho đồng tinh luyện, lithium và coban sẽ đến từ các nhà sản xuất lớn nhất hiện nay và điều đó là đúng đối với khoảng 90% nguồn cung than chì cấp pin và tăng trưởng niken,” báo cáo cảnh báo.

Theo giải thích của Nhà Kinh tế Năng lượng trưởng của IEA Tim Gould, nhiều kim loại trong pin lithium, niken, coban và than chì cho thấy “sự tăng trưởng ấn tượng” về nguồn cung trong thập kỷ tới. Tuy nhiên, đồng, một kim loại cơ bản cho cơ sở hạ tầng điện, đang phải đối mặt với tình trạng thiếu hụt tiềm ẩn. Ông cho biết: “Với chất lượng quặng đang suy giảm và không có nhiều dự án mới triển khai, điều này có nghĩa là, với nhu cầu mở rộng tăng nhanh, có những khoảng cách quan trọng giữa nhu cầu của chúng tôi (trừ tái chế) và nguồn cung dự kiến mà chúng tôi thấy từ các dự án khác nhau”. Mặc dù những hạn chế về vật liệu này “không có nghĩa là các dự báo của chúng tôi không thể đạt được bằng bất kỳ cách nào,” nhưng chúng “cung cấp một tín hiệu mạnh mẽ cho các nhà hoạch định chính sách và người ra quyết định rằng chúng tôi cần thu hẹp những khoảng cách đó,” ông cho biết. Để giảm thiểu rủi ro, IEA nhấn mạnh vào sự đổi mới, bao gồm tái chế và phát triển công nghệ thay thế, cùng với các biện pháp can thiệp về chính sách như các ưu đãi cho “các vật liệu có nguồn gốc có trách nhiệm” thông qua trợ cấp, tín dụng thuế và các tiêu chuẩn về môi trường, xã hội và quản trị.

6. Trung Quốc hiện là một cường quốc có sức ảnh hưởng không thể phủ nhận. Cuối cùng, để phân biệt WEO 2024 với các phiên bản trước, các chuyên gia của IEA đã nhiều lần nhấn mạnh sự đi lên của Trung Quốc như một thế lực quyết định trên thị trường năng lượng toàn cầu. Ngay từ bây giờ, Trung Quốc đã là một trong những nền kinh tế điện khí hóa nhất thế giới vì nhiều lý do: Lĩnh vực chế tạo, ngành công nghiệp và các chính sách của nước này. Ví dụ, trong thập kỷ qua, những nỗ lực chống ô nhiễm không khí ở các thành phố đã khiến số người sưởi ấm nhà của họ bằng điện tăng gấp đôi," Laura Cozzi, Giám đốc Phát triển bền vững, Công nghệ và Triển vọng của IEA cho biết. Động thái thúc đẩy điện khí hóa của Trung Quốc sẽ tác động đến tất cả mọi người. "Tại sao? Bởi vì sản lượng điện mới khổng lồ mà Trung Quốc sẽ cần từ nay đến năm 2035. Chúng tôi dự kiến hệ thống của Trung Quốc sẽ bổ sung một lượng điện bằng với nhu cầu điện hiện tại của Mỹ. Những lựa chọn mà Trung Quốc đưa ra sẽ có tác động sâu sắc đến thế giới, đặc biệt là đối với các mặt hàng năng lượng," bà cho biết.

Trung Quốc đã dẫn đầu thế giới về công suất điện mặt trời, điện gió và hiện có 30 lò phản ứng hạt nhân đang xây dựng, nhiều hơn gấp 2,5 lần so với bất kỳ quốc gia nào khác. Bà Cozzi cho biết: "Phân tích của chúng tôi cho thấy việc Trung Quốc mở rộng các công nghệ điện mặt trời, điện gió, điện hạt nhân và các công nghệ cacbon thấp khác trong lĩnh vực điện sẽ sớm dẫn đến đỉnh điểm trong việc sử dụng than, sau đó là sự suy giảm." Bà lưu ý rằng hiện nay, Trung Quốc chiếm hơn một nửa nhu cầu than toàn cầu. Bà cho biết: "Điều này sẽ làm giảm đáng kể nhu cầu than toàn cầu, tương đương với tổng nhu cầu hiện tại bên ngoài Trung Quốc. Do đó, hiểu được quỹ đạo năng lượng của Trung Quốc là yếu tố quyết định quan trọng đối với xu hướng hàng hóa toàn cầu." Nhưng đồng thời, cuộc cách mạng xe điện của Trung Quốc sẽ cắt giảm 5 triệu thùng dầu tiêu thụ trong nước mỗi ngày vào năm 2035, góp phần vào đỉnh điểm dự kiến của nhu cầu dầu toàn cầu.

Theo Birol, sự nổi lên của Trung Quốc như một nhân tố trung tâm làm nổi bật sự biến đổi đáng kể trong "bối cảnh thị trường năng lượng mới" dự kiến sẽ hình thành bắt đầu từ năm 2025, đánh dấu bằng sự cạnh tranh gay gắt và căng thẳng địa chính trị leo thang. Trong bối cảnh những thay đổi này, sự hợp tác toàn cầu sẽ rất cần thiết để giải quyết những thách thức đang tiến hóa của an ninh năng lượng và những tác động ngày càng leo thang của biến đổi khí hậu. "Định nghĩa về an ninh năng lượng đang tiến hóa và cần có sự hiểu biết chung giữa các quốc gia và những người ra quyết định trên toàn thế giới," ông cho biết.