NĂNG LƯỢNG THẾ GIỚI ĐẾN NĂM 2030

LỜI NÓI ĐẦU Trữ lượng lượng truyền thống ngày cạn kiệt, nhu cầu giá lượng ngày cao khiến cho an ninh lượng vấn đề cấp bách Bước sang kỷ 21, vấn đề an ninh lượng ngày trở thành mối quan tâm to lớn quốc gia Trong kỷ này, nhân loại chứng kiến bùng nổ lượng tái tạo, lượng “xanh”, để dần thay nguồn lượng truyền thống gây ô nhiễm cạn dần Đi đầu xu hướng nước phát triển Tổ chức Hợp tác Phát triển Kinh tế (OECD), đặc biệt nước phát triển thuộc Liên minh châu Âu (EU) Trong thập kỷ vừa qua, sau năm 1970 - năm khủng hoảng dầu lửa, công nghệ sử dụng lượng tái tạo đạt nhiều tiến đáng kể Hiện tại, nguồn lượng chưa làm thay đổi cơ cấu cân lượng giới, tương lai cấu chắn thay đổi vấn đề công nghệ giá thành lượng tái tạo giải Tổng sản lượng điện sản xuất từ nguồn lượng tái tạo tăng với tỷ lệ 2,9% năm, tỷ trọng lượng tái tạo chiếm tổng sản lượng điện giới dự báo tăng từ 19% năm 2006 lên 21% năm 2030 Theo giới phân tích, nhu cầu giới lượng mặt trời, gió dạng lượng tái sinh khác tăng mạnh vào kỷ này, lo ngại ngày tăng tình trạng Trái đất nóng lên Năng lượng tái tạo dự đoán có bước nhảy vọt đến tầm 2050 bắt đầu thách thức thống trị loại nhiên liệu hoá thạch Để giúp bạn đọc có thêm thông tin hiểu sâu triển vọng sử dụng lượng tương lai, Trung tâm Thông tin KH&CN Quốc gia biên soạn Tổng luận “NĂNG LƯỢNG THẾ GIỚI ĐẾN NĂM 2030 ” Đây lĩnh vực rộng sâu xã hội quan tâm nên việc biên soạn nội dung Tổng luận tránh khỏi thiếu sót Rất mong bạn đọc chia sẻ thông cảm Trung tâm Thông tin KH&CN Quốc gia I NHU CẦU NĂNG LƯỢNG VÀ VIỄN CẢNH KINH TẾ THẾ GIỚI 1.1 Toàn cảnh kinh tế giới Tăng trưởng kinh tế yếu tố quan trọng việc dự báo thay đổi sử dụng lượng Trong giai đoạn 2006-2030, tăng trưởng GDP trung bình hàng năm giới dự báo 3,5% Trong dài hạn, lực sản xuất dịch vụ tăng (mặt cung tăng) định tiềm tăng trưởng kinh tế nước Tiềm tăng trưởng chịu ảnh hưởng tăng trưởng dân số, tỷ lệ tham gia lực lượng lao động, tích luỹ tư cải thiện lực sản xuất Bên cạnh đó, nước phát triển, trình xây dựng sở hạ tầng, đào tạo nhân lực, thiết lập chế điều tiết, kiểm soát thị trường đảm bảo ổn định sách đóng vai trò ngày quan trọng việc xác định tiềm tăng trưởng từ trung đến dài hạn nước Mức tăng trưởng GDP trung bình giới dự báo 24 năm (20062030) với mức tăng trưởng ghi nhận 24 năm qua Sự tăng trưởng kinh tế công nghiệp OECD dự báo chậm tương lai Ngược lại tăng trưởng kinh tế OECD dự báo cao tương lai Tăng trưởng GDP bình quân hàng năm giai đoạn 1982-2006 nước OECD 2,9%, tỷ lệ dự báo khoảng 2,2% giai đoạn 2006-2030 Ngược lại, GDP bình quân nước OECD tăng trung bình 4,1% 25 năm qua tỷ lệ dự báo 4,9% 24 năm tới (2006-2030), chủ yếu mức tăng trưởng cao dự báo Trung Quốc Ấn Độ Các nước OECD chiếm tỷ lệ tăng trưởng GDP bình quân giới ngày tăng, tăng trưởng kinh tế cao giảm tăng trưởng nước OECD Mặc dù nhiều kinh tế OECD - đặc biệt kinh tế phụ thuộc lớn vào xuất – có mức tăng trưởng chậm lại suy giảm kinh tế giới bắt nguồn từ kinh tế OECD, số cải cách có ý nghĩa thực vài năm qua số nước chủ chốt OECD phát huy tác dụng làm tăng thêm hy vọng phục hồi tăng trưởng mạnh dài hạn Các sách kinh tế vĩ mô hoàn thiện, tự hoá thương mại, chế độ tỷ giá trao đổi linh hoạt giảm thâm hụt ngân khố làm giảm tỷ lệ lạm phát quốc gia, giảm bất ổn cải thiện môi trường đầu tư Nhũng cải cách cấu trúc kinh tế vĩ mô nữa, tư nhân hoá sửa đổi sách đóng vai trò then chốt Nhìn chung, cải cách tác động tới tỷ lệ tăng trưởng kinh tế cao thập kỷ qua nhiều nước phát triển Xu hướng dự báo tiếp tục diễn kinh tế OECD phục hồi để thoát khỏi tình trạng suy thoái Bảng 3: GDP giới theo nhóm nước, 2006-2030, (tỷ USD) Nhóm nước 2006 2010 2015 2020 2025 2030 OECD 35.221 37.133 42.403 47.466 52.996 59.264 2,2 Bắc Mỹ EU Châu Á Ngoài OECD Châu âu Eurasia Châu Á Trung Đông Châu Phi Trung Nam Mỹ 15.331 14.224 5.667 24.717 3.159 13.408 2.053 2.341 3.757 16.073 15.015 6.045 31.723 3.940 17.934 2.484 2.870 4.495 18.789 16.839 6.775 41.529 4.865 24.606 3.030 3.612 5.415 21.341 18.811 7.314 52.907 5.725 32.726 3.621 4.384 6.450 24.283 20.894 7.819 65.062 6.536 41.428 4.300 5.182 7.615 27.802 23.105 8.357 78.220 7.381 50.834 5.102 5.958 8.945 2,5 2,0 1,6 4,9 3,6 5,7 3,9 4,0 3,7 Toàn giới 59.939 68.856 83.932 100.373 118.058 137.484 3,5 Tỷ lệ tăng trưởng hàng năm, 20062030 (%) Các kinh tế OECD Tăng trưởng kinh tế Mỹ chậm đáng kể ngắn hạn tình trạng suy thoái thị trường tài Năm 2009, Mỹ dự báo có mức tăng trưởng GDP thực tế âm bắt đầu có dấu hiệu phục hồi quý 4/2009 Sự suy thoái coi tồi tệ hai lần suy thoái trước (bắt đầu từ năm 1991 2001) Tỷ lệ tăng trưởng GDP thực tế phụ thuộc chủ yếu vào tăng trưởng lực lượng lao động suất lao động Dự báo mức tăng trưởng GDP thực tế bình quân Mỹ giai đoạn 2006-2030 2,4% Cũng giống với phần lớn nước khác, Canada có mức tăng trưởng kinh tế chậm, năm 2008 tỷ lệ tăng trưởng kinh tế nước đạt 0,5%, năm trước mức tăng trưởng đạt 3% Nền kinh tế nước bị tác động mạnh suy giảm kinh tế toàn cầu sụt giảm nhanh giá lượng, làm cho thu nhập từ khai thác lượng nước giảm mạnh Hệ thống ngân hàng Canada với độ “mở” tương đối hẹp nên chịu tác động tương đối hạn chế khủng hoảng tài năm 2007-2008 Do có mối liên hệ gần gũi với kinh tế Mỹ, nên Mêxico chịu tác động tiêu cực khủng hoảng Khoảng 80% xuất Mêxico sang Mỹ kinh tế Mỹ suy giảm kéo theo suy giảm kinh tế Mêxico Giá dầu tăng cao trở lại kinh tế Mỹ phục hồi sau năm 2010 giúp phục hồi tăng trưởng Mêxico, với GDP tăng khoảng 3,4% năm giai đoạn 2006-2030 Các kinh tế thuộc OECD khu vực châu Âu bị ảnh hưởng biến động thị trường tài quốc tế suy thoái kinh tế GDP bình quân khu vực giảm mạnh, từ 3,4% năm 2006 3,1% năm 2007 xuống 1,4% năm 2008 dự báo 0,2% năm 2009 Về dài hạn, tăng trưởng GDP khu vực kỳ vọng khoảng 2% năm giai đoạn 2006-2030 Theo Quỹ Tiền tệ Quốc tế (IMF), hy vọng tăng trưởng dài hạn nước OECD khu vực châu Âu phụ thuộc vào khả đẩy mạnh việc cải thiện suất lao động (một phần dân số già đi) cải thiện mức độ linh hoạt cấu trúc kinh tế Sau trì mức tăng trưởng ổn định 2% hàng năm giai đoạn 20032007, tỷ lệ tăng trưởng GDP Nhật Bản giảm xuống 0,4% năm 2008 Trong quý 4/2008, xuất nước giảm 14% giá trị sản xuất công nghiệp giảm 20% Mặc dù tăng trưởng GDP trở lại tình hình kinh tế phần lại giới cải thiện sau năm 2010, suy giảm liên tục lực lượng lao động già hoá Nhật Bản làm giảm tăng trưởng kinh tế nước Ước tính mức tăng trưởng đạt 1,3% hàng năm từ năm 2008 đến 2015 0,5% từ 2015 đến 2030 Sự tăng trưởng kinh tế sớm trở lại phần lại OECD khu vực châu Á Tại Hàn Quốc, tăng trưởng GDP dự báo đạt mức trung bình 3,3% năm giai đoạn 2006-2030 Sự suy giảm kinh tế toàn cầu dẫn tới suy giảm xuất cầu nội địa, Ngân hàng Hàn Quốc (Bank of Korea) cố gắng nới lỏng áp lực thị trường tài (bằng việc lần hạ thấp tỷ lệ lãi suất từ tháng 10/2008 đến 2/2009, xuống mức 2%, cách tăng lượng vốn vay thương mại có tỷ lệ lãi suất thấp từ tỷ USD lên 6,73 tỷ USD) Với cầu giới bắt đầu cải thiện sau năm 2010, tăng trưởng GDP Hàn Quốc kỳ vọng trở lại Tuy nhiên, dài hạn, tăng trưởng dự báo chậm tăng trưởng dân số chậm lại nước Tăng trưởng GDP Ôxtrâylia New Zealand dự báo khoảng 3% năm từ 2006 đến 2030 Hai nước chịu tác động suy giảm kinh tế toàn cầu, cho dù tác động không lớn ngân hàng trung ương hai nước có biện pháp hiệu để quản lý mặt tiền tệ Bên cạnh đó, họ thực số cải cách nhằm trì tính cạnh tranh hàng hoá linh hoạt thị trường lao động Các kinh tế không thuộc OECD Tỷ lệ tăng trưởng kinh tế trung bình nước OECD khu vực châu Âu Eurasia (bao gồm nước Nga nước Trung Á Đông Âu - toàn châu Á châu Âu) dự báo khoảng 3,6% năm giai đoạn 2006-2030 Trong nhiều năm qua, tăng trưởng kinh tế khu vực đạt mức cao, cầu nội địa tăng cao giá lượng tăng cao có lợi cho nước xuất lượng (Nga, Kazakhstan, Azerbaijan Turkmenistan) Tuy nhiên suy thoái kinh tế toàn cầu, giá dầu giảm, vốn vay định chế tài quốc tế khó khăn khủng hoảng tài chính, đặc biệt tác động tới nước Nga, Kazakhstan Ukraina Điều khiến cho phát triển kinh tế quốc gia chậm lại ngắn hạn Tuy nhiên, trung dài hạn giá dầu tăng kéo theo tăng trưởng kinh tế trở lại nước Trong giai đoạn 2006-2030, tâm điểm tăng trưởng kinh tế giới dự báo thuộc khu vực OECD châu Á Tại khu vực này, tăng trưởng GDP dự báo mức 5,7% năm Trung Quốc, kinh tế lớn OECD khu vực châu Á, tiếp tục đóng vai trò cung cầu kinh tế toàn cầu Toàn cảnh IEO2009 dự báo mức tăng trưởng kinh tế hàng năm Trung Quốc 6,4% giai đoạn 2006-2030, tỷ lệ cao giới Sáu năm kể từ gia nhập Tổ chức Thương mại giới (WTO), tốc độ tăng trưởng GDP liên tục đạt mức bình quân 10%, đưa Trung Quốc vượt Đức để trở thành kinh tế lớn thứ giới năm 2007, dự trữ ngoại tệ đạt 1.520 tỷ USD, tổng kim ngạch xuất nhập năm 2007 đạt 2.170 tỷ USD, sản lượng lương thực liên tục tăng đạt mức 500 triệu năm 2007… GDP Trung Quốc năm 2008 tăng 10,7% tốc độ tăng trưởng có giảm so với năm 2007 GDP tăng 10,6% tháng đầu năm 2009 Số liệu Quỹ tiền tệ quốc tế (IMF) công bố gần cho biết, tốc độ tăng trưởng kinh tế giới năm 2008 3,4 % Trong tăng trưởng kinh tế nước phát triển 1%, tăng trưởng kinh tế thị trường quốc gia phát triển 6,3% Tăng trưởng Brazil 5,8% Trong bối cảnh kinh tế giới “ảm đạm”, phát triển kinh tế Trung Quốc khả quan Cho dù suy thoái kinh tế toàn cầu tác động mạnh đến hoạt động xuất khẩu, GDP 2009 Trung Quốc đạt 8,3%, tổng kim ngạch xuất nhập tăng 17,8% 35% GDP Trung Quốc từ xuất khẩu, xuất sang thị trường Mỹ, EU châu Á chiếm 70% tổng giá trị xuất Sự suy giảm kinh tế toàn cầu tác động mạnh tới xuất Trung Quốc, dẫn tới tăng trưởng kinh tế nước có phần suy giảm ngắn hạn Các vấn đề cấu trúc có tác động tới tăng trưởng kinh tế Trung Quốc trung dài hạn, vấn đề cải tổ công ty nhà nước hiệu quả, cải tổ hệ thống ngân hàng IEO2009 dự báo phát triển nhanh thị trường tài nước tiếp tục tạo ổn định kinh tế vĩ mô đảm bảo cho tiết kiệm nội địa nước lớn Một kinh tế lớn mạnh khác OECD khu vực châu Á Ấn Độ Mặc dù kinh tế Ấn Độ không phụ thuộc nhiều vào thu nhập từ xuất Trung Quốc, tăng trưởng kinh tế nước chậm chịu tác động từ suy giảm kinh tế toàn cầu, tác động tới đầu ngành công nghiệp nông nghiệp Ấn Độ Gần 2/3 hộ gia đình Ấn Độ sống dựa vào nông nghiệp Tăng trưởng GDP nước dự báo chậm ngắn hạn phục hồi tăng trưởng nhanh trung dài hạn Nước trình tư nhân hoá doanh nghiệp nhà nước thông qua sách thị trường tự Báo cáo Toàn cảnh Năng lượng Quốc tế (IEO2009) dự báo tăng trưởng kinh tế Ấn Độ đạt 5,6% năm giai đoạn 2006-2030 Ngoài Ấn Độ Trung Quốc, tác động suy thoái kinh tế toàn cầu lên nước OECD khu vực châu Á rõ nét Các kinh tế dựa vào xuất (Hong Kong, Singapo Đài Loan) trở nên “yếu” ngắn hạn, cầu Mỹ, EU châu Á giảm Đối với nước mà cầu nội địa cao (như Việt Nam Philippin), tác động suy thoái toàn cầu trầm trọng Nhìn chung, hoạt động kinh tế dài hạn quốc gia OECD khu vực châu Á nhận định khởi sắc Trong giai đoạn 2006-2030, tỷ lệ tăng trưởng kinh tế khu vực (trừ Trung Quốc Ấn Độ) khoảng 4,8% năm, kèm theo tỷ lệ tăng trưởng lực lượng lao động giảm kinh tế có xu hướng phát triển chững lại Sản xuất dầu giá dầu có xu hướng tăng giúp thúc đẩy tăng trưởng kinh tế nước xuất dầu, chủ yếu Trung Đông Trong năm gần đây, tỷ lệ tăng trưởng GDP thực tế Trung Đông trung bình khoảng 6% Mặc dù sụt giảm giá dầu giới làm chậm tăng trưởng kinh tế ngắn hạn, trung dài hạn tăng trưởng phục hồi nhờ giá dầu có xu hướng tăng Đối với kinh tế châu Phi, IEO2009 dự báo tăng trưởng kinh tế khu vực khoảng 4% năm giai đoạn 2006-2030, so với 5% giai đoạn 2000-2007, chủ yếu tăng trưởng từ xuất lượng hoá thạch cầu nội địa tăng Tuy nhiên, yếu tố trị kinh tế, tỷ lệ đầu tư tiết kiệm thấp, phủ yếu kém, chất lượng sở hạ tầng nguồn nhân lực hạn chế, thêm vào dịch bệnh (nhất HIV/ADIS) rào cản lớn cho tăng trưởng kinh tế nước châu Phi Hình 4: Tiêu thụ lượng giới theo kịch tăng trưởng kinh tế giới 19802030 (triệu tỷ Btu) Tăng trưởng cao 800 Mức dự báo Tăng trưởng thấp 600 400 Dự báo 200 Histor y 1980 1995 2006 2015 2030 1.2 Nhu cầu lượng giới theo nhóm nước Báo cáo Toàn cảnh Năng lượng Quốc tế (IEO2009) Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ dự báo tiêu thụ lượng giới tăng 44% giai đoạn 2006-2030 Nhu cầu lượng tăng mạnh thuộc nước Tổ chức Họp tác Phát triển Kinh tế (OECD) Theo IEO2009, tiêu thụ lượng giới tăng từ 472,4 triệu tỷ Btu (472 quadrillion Btu) năm 2006 lên 551,5 triệu tỷ Btu năm 2015 678,3 triệu tỷ Btu năm 2030 – tăng tổng cộng 44% giai đoạn 2006-2030 Tổng mức sử dụng lượng giới năm 2030 ước tính thấp 2% mức dự báo IEO2008, chủ yếu mức tăng trưởng kinh tế chậm lại năm Sự suy giảm kinh tế làm giảm nhu cầu lượng ngắn hạn, nhu cầu tiêu dùng chế tạo sản phẩm dịch vụ chững lại Tuy nhiên, phần lớn nước lại bắt đầu phục hồi xu hướng tăng trưởng kinh tế vòng từ 12 đến 24 tháng tới Phần lớn nước OECD có sở hạ tầng lượng tốt giới Bên cạnh đó, họ chiếm phần lớn mức tiêu thụ lượng giới Tuy nhiên mức tiêu thụ lượng số kinh tế OECD có nhiều khả gia tăng Năm 2006, 51% lượng tiêu thụ giới nằm khu vực OECD, tỷ lệ tăng trưởng chậm giai đoạn 2006-2030, trung bình 0,6%/năm, tỷ lệ kinh tế bên OECD 2,3% Bảng1: Dự báo tiêu thụ lượng giới theo nhóm nước, 2006-2030 (đơn vị: Triệu tỷ Btu) Nhóm nước OECD Bắc Mỹ Châu Âu Châu Á Ngoài OECD Châu Âu Nga Châu Á Trung Đông Châu Phi Trung Nam Mỹ Toàn giới 2006 2010 2015 2020 2025 2030 241,7 121,3 81,6 38,7 230,8 50,7 242,8 121,1 82,2 39,5 265,4 54,0 252,4 125,9 84,8 41,8 299,1 57,6 261,3 130,3 87,9 43,1 334,4 60,3 269,5 135,6 90,0 43,9 367,8 62,0 278,2 141,7 91,8 44,6 400,1 63,3 Tỷ lệ tăng trung bình hàng năm từ 2006-2030 (%) 0,6 0,6 0,5 0,6 2,3 0,9 117,6 23,8 14,5 24,2 139,2 27,7 16,2 28,3 163,2 30,3 17,7 30,3 190,3 32,2 19,1 32,5 215,4 34,6 20,6 35,2 239,6 37,7 21,8 37,7 3,0 1,9 1,7 1,9 472,4 508,3 551,5 595,7 637,3 678,3 1,5 Trung Quốc Ấn Độ kinh tế OECD có tốc độ tăng trưởng nhanh hai nước tiêu thụ lượng tương lai Từ năm 1990, tiêu thụ lượng hai nước tăng nhanh Nếu năm 1990 tỷ lệ tiêu thụ lượng hai nước chiếm 10% tổng tiêu thụ lượng giới, đến năm 2006, tỷ lệ 19% Trong giai đoạn 2006-2030, với tốc độ phát triển nhanh kinh tế, hai nước chiếm tỷ lệ tiêu thụ lượng nhiều hơn, đạt tỷ lệ 28% giới vào năm 2030 Ngược lại, tỷ lệ Mỹ giảm từ 21% năm 2006 xuống khoảng 17% năm 2030 Hình 1: Tiêu thụ lượng giới: nước thuộc OECD OECD từ năm 1980 dự báo đến 2030 (đơn vị: triệu tỷ Btu) Hình 2: Dự báo tiêu thụ lượng Mỹ, Trung Quốc Ấn Độ từ năm 1990 đến 2030 (đơn vị: triệu tỷ Btu) Phần lại giới Tiêu thụ lượng Mỹ Tiêu thụ lượng Trung Quốc Ấn Độ Các nước OECD khu vực châu Á, có mức tăng trưởng tiêu thụ lượng mạnh so với khu vực khác, tỷ lệ đạt 104% từ năm 2006 đến 2030 Các nước OECD khu vực Trung Đông, Trung Nam Mỹ có mức tiêu thụ lượng tăng cao, khoảng 60% 50%, so với 25% nước OECD khu vực châu Âu 1.3 Tiêu thụ lượng giới theo dạng lượng Nhìn chung việc sử dụng dạng lượng tăng giai đoạn 2006-2030 Giá dầu giới tương đối cao Mức tăng trưởng tiêu dùng nhiên liệu lỏng khoảng 0,9% năm giai đoạn 2006-2030 Các nguồn lượng tái tạo có mức tăng trưởng nhanh , mức tiêu thụ tăng khoảng 3% năm Việc sử dụng nguồn lượng hoá thạch kéo theo vấn đề môi trường nhiều phủ giới tiếp tục khuyến khích phát triển lượng tái tạo Hình 3: Tiêu thụ lượng giới theo dạng lượng từ năm 1980 dự báo đến 2030 (đơn vị: triệu tỷ Btu) Năng lượng dạng lỏng (cả nhiên liệu sinh học) Than Gas tự nhiên Năng lượng tái tạo (không gồm nhiên liệu sinh học) Năng lượng nguyên tử Mặc dù nguồn nhiên liệu lỏng (trong có nhiên liệu sinh học) nguồn lượng lớn, tỷ lệ nhiên liệu lỏng tiêu thụ thị trường lượng giới giảm từ 36% năm 2006 xuống 32% năm 2030 Trong gia đoạn dự báo, việc tiêu thụ nhiên liệu lỏng hộ gia đình, thương mại sản xuất điện giảm Cụ thể việc sản xuất điện nhiên liệu lỏng giảm 0,3% năm Tuy nhiên, nước Trung Đông tiếp tục dựa vào nhiên liệu lỏng để sản xuất điện Trong lĩnh vực vận tải, tiêu thụ nhiên liệu lỏng chiếm tỷ lệ lớn, thiếu tiến công nghệ đột phá Trong khu vực công nghiệp, tiêu thụ nhiên liệu lỏng tăng trung bình khoảng 1,8% năm giai đoạn 2006-2030 Gas tự nhiên dạng nhiên liệu quan trọng sản xuất điện giới, có hiệu chất thải cacbon lượng hoá thạch khác Tiêu thụ gas tự nhiên giới dự báo tăng từ 104 nghìn tỷ feet khối (cubic feet) năm 2006 lên 153 nghìn tỷ feet khối năm 2030, tăng trung bình 1,6% năm Tiêu thụ than giới tăng trung bình 1,7% từ năm 2006 đến 2030 Mức tăng cụ thể giai đoạn 2006 đến 2015 23 triệu tỷ Btu, giai đoạn 2015 – 2030 40 triệu tỷ Btu Tiêu thụ than chiếm 28% tổng tiêu thụ lượng toàn cầu vào năm 2030 Do thiếu quy định pháp luật để hạn chế việc sử dụng than, Mỹ, Trung Quốc Ấn Độ tiếp tục tiêu thụ nhiều nguồn lượng hoá thạch thay sử dụng nguồn lượng khác tốn nước dự báo chiếm tới 88% mức gia tăng tiêu thụ than giới giai đoạn 2006-2030 Ngược lại, nước OECD khu vực châu Âu Nhật Bản giảm mức tiêu thụ than, dân số nhu cầu điện tăng chậm , nguồn lượng tái tạo, gas tự nhiên lượng hạt nhân lựa chọn sử dụng Sản xuất điện giới dự báo tăng từ 18 nghìn tỷ kWh năm 2006 lên 31,8 nghìn tỷ kWh vào năm 2030 Mức tăng sản lượng điện mạnh dự báo thuộc nước OECD Các nước có tỷ lệ tăng sản xuất điện hàng năm 3,5%, chủ yếu nhu cầu điện gia tăng hộ gia đình, dịch vụ thương mại Ngược lại, nước OECD nơi có sở hạ tầng phát triển tốt dân số tăng chậm, có mức tăng trưởng sản xuất tiêu thụ điện chậm hơn, với tỷ lệ tăng trung bình hàng năm khoảng 1,2% giai đoạn 2006-2030 Hiện giới, gas tự nhiên than chiếm tỷ lệ lớn sản xuất điện năng, khoảng 60% Đây nguồn lượng quan trọng sản xuất điện vào năm 2030, dự báo tỷ lệ tăng lên 64% Trong nước OECD khu vực châu Á, mỏ than trữ lượng nhiều, giá dầu gas tự nhiên cao hơn, khiến than nguồn lượng rẻ cho sản xuất điện Các nguồn lượng tái tạo phục vụ cho sản xuất điện có tốc độ tăng trưởng cao nhất, mức tăng trung bình hàng năm dự báo 2,9% giai đoạn 2006-2030 Tăng mạnh sản xuất điện từ thuỷ điện lượng gió Trong số 3,3 nghìn tỷ kWh điện tạo từ lượng tái tạo có 1,8 nghìn tỷ kWh từ thuỷ điện (chiếm 54%) 1,1 nghìn tỷ kWh từ nguồn lượng gió (33%) Trừ thuỷ điện, nhìn chung giá thành sản xuất điện từ lượng tái tạo cao so với lượng hoá thạch, chi phí đầu tư công nghệ lượng cao Do sách phủ cần thiết cho phát triển nguồn lượng tái tạo Xu hướng bật nước OECD họ phát triển mạnh nguồn lượng tái tạo, trừ thuỷ điện Ngoại trừ Canada Thổ Nhỹ Kỳ, có dự án thuỷ điện lớn đưa Ngược lại với nước OECD, nước OECD lại có xu hướng phát triển mạnh thuỷ điện, với dự án xây dựng nhà máy thuỷ điện cỡ lớn trung bình, chẳng hạn Trung Quốc, Ấn Độ, Braxin, Việt Nam Lào Tỷ lệ tăng trưởng phong điện cho tăng cao nước OECD, đặc biệt Trung Quốc - nước chiếm 88% mức tăng trưởng phong điện nước OECD Từ tỷ kWh năm 2006, sản xuất phong điện Trung Quốc dự báo tăng lên 315 tỷ kWh vào năm 2030 Sản xuất điện từ lượng nguyên tử giới dự báo tăng từ 2,7 nghìn tỷ kWh năm 2006 lên nghìn tỷ kWh năm 2015 3,8 nghìn tỷ kWh vào năm 2030 Giá nhiên liệu hoá thạch tăng, an ninh lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính lý khiến cho nhiều nước phát triển điện hạt nhân Phần lớn việc mở rọng lực sản xuất điện hạt nhân thuộc nước OECD Đặc biệt, Trung Quốc, Ấn Độ Nga nước chiếm tới gần 2/3 lượng gia tăng điện hạt nhân giai đoạn 2006-2030 Trung Quốc dự báo nâng lực sản xuất điện hạt nhân lên thêm 47 gigawatts (GW) giai đoạn 2006 – 2030 Con số Ấn Độ dự báo 17 GW Nga 21 GW Nhiều nước OECD với chương trình hạt nhân có gia tăng thêm lực sản xuất điện hạt nhân, chẳng hạn Hàn Quốc 13 GW, Nhật Bản GW Mỹ 12 GW Tại Mỹ, Luật Chính sách Năng lượng 2005 (Energy Policy Act of 2005) cho phép Bộ Năng lượng Mỹ có nguồn vốn phục vụ hoạt động đổi công nghệ nhằm tránh giảm khí gây hiệu ứng nhà kính Bên cạnh đó, điều khoản bổ sung Luật năm 2008 cho phép chi 18,5 tỷ USD cho xây dựng nhà máy điện hạt nhân Đạo luật với bối cảnh giá nhiên liệu hoá thạch tăng cao khiến cho nước phải mở rộng lực sản xuất điện hạt nhân thêm 12,7 GW, nhờ xây dựng thêm nhà máy điện hạt nhân nâng cấp nhà máy có giai đoạn 2006-2030 1.4 Phân phối lượng theo khu vực sử dụng Khu vực dân cư Năng lượng tiêu thụ khu vực dân cư, hộ gia đình chiếm 15% lượng tiêu thụ giới năm 2006 Trong khu nhà lượng sử dụng chủ yếu để chạy máy sưởi, điều hoà thiết bị điện tử khác Việc sử dụng lượng dân cư khác tuỳ theo nước, tuỳ theo thu nhập, nguồn tài nguyên sẵn có, khí hậu sở hạ tầng lượng Nhìn chung người dân nước OECD có mức tiêu thụ lượng cao nước OECD, chủ yếu mức thu nhập hộ gia đình nước OECD cao hơn, diện tích rộng sử dụng nhiều thiết bị tiêu thụ lượng Chẳng hạn Mỹ, năm 2006 GDP bình quân đầu người khoảng 43.000 USD mức tiêu thụ lượng bình quân đầu người hộ gia đình khoảng 36 triệu Btu Trong Trung Quốc, GDP bình quân đầu người đạt 4550 USD lượng lượng tiêu thụ triệu Btu Nhiều hộ gia đình nước OECD dựa chủ yếu vào nguồn lượng truyền thống, không mua bán thị trường, củi phế phẩm để sưởi nấu nướng Nhiều nước châu Phi chưa có điện Cơ quan Năng lượng Quốc tế nhận định phần lớn hộ gia đình cận sa mạc Sahara (châu Phi) dựa vào củi đốt để nấu nướng Hơn 95% hộ gia đình số nước châu Phi Congo, Benin, Camaroon, Chad… sử dụng củi đốt để nấu nướng Một số nơi Trung Quốc Ấn Độ dựa chủ yếu vào nguồn củi đốt, phế phẩm gỗ than để đun nấu Tại Trung Quốc, khoảng 55% dân nông thôn sử dụng biomass cho đun nấu, tỷ lệ Ấn Độ 87% Khu vực thương mại Khu vực khu vực dịch vụ quan - gồm doanh nghiệp, tổ chức cung cấp dịch vụ Ở khu vực có nhiều dạng hoạt động sử dụng lượng, trường học, cửa hàng, khách sạn, nhà hàng, bệnh viện, viện bảo tàng, ngân hàng, bưu điện, nhà văn phòng… Ngoài có khu vực chiếu sáng công cộng Xu hướng tăng trưởng kinh tế dân số kéo theo việc sử dụng lượng nhiều khu vực thương mại Cũng giống khu vực hộ gia đình, khu vực thương mại, lượng sử dụng theo đầu người nước OECD khoảng 1,3 triệu Btu, thấp nhiều so với nước OECD (16 triệu Btu) Trong số nước OECD, Mỹ nước sử dụng lượng khu vực thương mại nhiều dự báo đến năm 2030 khu vực thương mại sử dụng lượng Mỹ chiếm 44% tổng số lượng tiêu thụ khu vực thương mại OECD Tại nước không thuộc OECD, với hoạt động kinh tế thương mại dịch vụ phát triển nhanh nên nhu cầu lượng khu vực thương mại tăng, mức tăng dự báo 2,7% năm gia đoạn 2006-2030 Khu vực công nghiệp Năng lượng tiêu thụ khu vực công nghiệp chủ yếu gas tự nhiên sản phẩm từ dầu lửa Đây khu vực sản xuất, chế tạo, nông nghiệp, khai khoáng, xây dựng Nhu cầu lượng công nghiệp thay đổi tuỳ theo vùng nước Nhìn chung lượng sử dụng khu vực công nghiệp nhiều khu vực khác, chiếm tới 50% tổng lượng tiêu thụ giới Nói chung nước OECD sử dụng lượng công nghiệp hiệu nước OECD Các nước OECD hướng tới lĩnh vực công nghiệp có mức tiêu thụ lượng thấp, điều ngược lại với nước OECD Điều dẫn tới tỷ lệ tiêu thụ lượng khu vực công nghiệp tính GDP có xu hướng tăng nước OECD giảm nước OECD Tiêu thụ lượng khu vực công nghiệp dự báo tăng từ 175 triệu tỷ Btu năm 2006 lên 245,6 tỷ Btu năm 2030 Khoảng 94% gia tăng lượng tiêu thụ khu vực công nghiệp dự báo thuộc nước OECD, nơi có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao, tỷ lệ tiêu thụ lượng khu vực công nghiệp nước dự báo tăng trung bình hàng năm 2,1%, so với 0,2% nước OECD giai đoạn 2006-2030 Chủ yếu gia tăng diễn nước BRIC (Braxin, Nga, Trung Quốc Ấn Độ), chiếm 2/3 gia tăng Khu vực vận tải Đây khu vực tiêu thụ lượng nhiều thứ hai sau khu vực công nghiệp Chủ yếu khu vực tiêu thụ nhiên liệu lỏng Khu vực vận tải sử dụng khoảng 51% nhiên liệu lỏng giới năm 2006, tỷ lệ dự báo tăng lên 56% vào năm 2030 Chủ yếu gia tăng diễn nước OECD, thu nhập tăng nhu cầu sử dụng phương tiện cá nhân tăng cao, đặc biệt Trung Quốc Ấn Độ Năng lượng tiêu thụ khu vực vận tải nước OECD dự báo tăng trung bình hàng năm 2,7% giai đoạn 2006 – 2030 Trong tỷ lệ nước OECD 0,3% 1.5 Vấn đề khí thải CO2 liên quan đến sản xuất tiêu thụ lượng Khí thải dioxide carbon (CO2) dự báo tăng từ 29 tỷ năm 2006 lên 33,1 tỷ năm 2015 40,4 tỷ năm 2030 – tăng 39% giai đoạn 2006-2030 Với tỷ lệ tăng trưởng kinh tế cao mức tiêu thụ lượng hoá thạch ngày tăng nước OECD dẫn tới gia tăng lượng khí thải CO2 Năm 2006, lượng khí thải nước OECD cao nước OECD tới 14%, tỷ lệ dự báo tăng lên 77% vào năm 2030 Bảng 2: Khí thải dioxide carbon giới phân theo khu vực, 1990-2030 (Đơn vị: tỷ tấn) Khu vực/ nước Tăng trung bình hàng năm (%) Dự báo 1990 2005 2006 2010 2015 2020 2025 2030 5.762 7.007 6.948 6.794 6.963 7.123 7.341 7.703 0,4 Mỹ 4.989 5.975 5.907 5.801 5.904 5.982 6.125 6.414 0,3 Canada 471 629 611 622 645 675 705 731 0,8 OECD OECD Bắc Mỹ 10 năm 2000 929 tỷ vào năm 2006 Đánh giá gần trữ lượng than giới có bao gồm điều chỉnh theo xu hướng giảm Ấn Độ, từ 102 tỷ năm 2003 xuống 62 tỷ năm 2006, kết liệu xác cho phép ước tính trữ lượng than phục hồi so với ước tính trước nguồn dự trữ than chỗ Nguồn dự trữ nước OECD thuộc châu Âu ước tính 32 tỷ theo đánh giá gần nhất, thấp so với đánh giá năm 2003 43 tỷ Hầu hết điều chỉnh giảm nước OECD thuộc châu Âu ước tính thấp nước Ba Lan, Thổ Nhĩ Kỳ Cộng hòa Séc Mặc dù nguồn khoáng sảng than đá phân bố rộng rãi, 80% nguồn trữ lượng than giới nằm chủ yếu khu vực: Mỹ (28%), Nga (19%), Trung Quốc (14%), châu Âu Á Âu OECD (10%), Australia/New Zealand (9%) Năm 2006, khu vực sản xuất tổng cộng 4,9 tỷ than (95,8 quadr Btu), chiếm 71% (75% tính theo đơn vị Btu) tổng sản lượng than giới Than antraxit than bitum chiếm 51% tổng nguồn dự trữ than ước tính giới tính theo đơn vị tấn, than subbituminous chiếm khoảng 32%, than non chiếm 18% Các đặc tính chất lượng địa chất mỏ than thông số quan trọng nguồn dự trữ than Than nguồn lượng không đồng nhất, với chất lượng (ví dụ đặc tính nhiệt, sulphur hàm lượng tro) khác đáng kể khu vực chí bên vỉa than Đứng đầu dãy chất lượng than bitum bậc cao hay gọi than luyện cốc, dùng để luyện cốc luyện thép Than luyện cốc sản xuất Mỹ có lượng nhiệt ước tính đạt 26,3 triệu Btu/tấn hàm lượng sulphur tương đối thấp chiếm xấp xỉ 0,8% trọng lượng Ở đầu cuối phổ chất lượng loại than non Btu thấp Tính theo đơn vị Btu, nguồn dự trữ than non tương đối đa dạng Theo đánh giá Cơ quan Năng lượng Quốc tế năm 2006, lượng nhiệt trung bình than non nước sản xuất biến thiên từ mức thấp 4,5 triệu Btu/tấn Hy Lạp đến mức cao 12,4 triệu Btu/tấn Canada 2.4 Điện Theo dự báo IEO2009, sản lượng điện giới tăng 77% giai đoạn từ 2006 đến 2030 Các nước OECD dự báo chiếm tới 58% sử dụng điện giới năm 2030 Sản lượng điện thực giới tăng với tỷ lệ trung bình hàng năm 2,4% giai đoạn dự báo từ 2006 đến 2030 theo tổng quan IEO2009 Điện lực dự báo đáp ứng với tỷ trọng ngày gia tăng tổng nhu cầu lượng giới dạng lượng sử dụng đầu cuối tăng trưởng nhanh phạm vi toàn giới giai đoạn trung hạn Kể từ năm 1990, tăng trưởng sản lượng điện thực vượt mức tăng trưởng tổng tiêu thụ lượng (với tỷ lệ tương ứng 2,9% 1,9% năm), tỷ lệ tăng nhu cầu điện tiếp tục vượt tốc độ tăng trưởng tổng sử dụng lượng suốt giai đoạn dự báo Sản lượng điện thực giới dự báo tăng 77% từ 18,0 nghìn tỷ kWh năm 2006 lên 23,2 nghìn tỷ kWh năm 2015 31,8 nghìn tỷ kWh năm 2030 (xem bảng) Mặc dù suy thoái thời cho làm giảm bớt nhu cầu điện thời gian tới, IEO2009 dự đoán suy thoái không kéo dài tăng trưởng nhu cầu điện khôi phục trở lại sau năm 2010 Tác động suy thoái tiêu thụ điện diễn mạnh ngành công nghiệp, sản xuất bị chậm lại kết nhu cầu chậm sản phẩm chế tạo công nghiệp So với ngành công nghiệp, nhu cầu ngành xây dựng bị tác động trước thay đổi điều kiện kinh tế, nhìn chung người tiếp tục tiêu thụ điện để sưởi ấm lạm lạnh, nấu nướng, chạy tủ lạnh đun nóng nước giai đoạn suy thoái 34 Nói chung, tăng trưởng nước OECD, nơi có thị trường điện ổn định mẫu hình tiêu thụ trưởng thành chậm nước OECD, nơi có khối lượng nhu cầu lớn chưa đáp ứng Cơ quan Năng lượng Quốc tế ước tính 32% dân số nước phát triển OECD (không kể khu vực châu Âu Á Âu OECD) hội dùng điện vào năm 2005, cụ thể tổng số 1,6 tỷ người Tính theo vùng, khu vực châu Phi cận Sahara có tình trạng tồi tệ nhất: 75% dân số hội sử dụng điện Tỷ lệ tăng trưởng kinh tế dự báo cao hỗ trợ cho gia tăng mạnh nhu cầu điện số khu vực phát triển giới giai đoạn dự báo Các quốc gia OECD tiêu thụ hết 45% tổng cung ứng điện giới vào năm 2006, tỷ trọng tiêu thụ giới nước cho tăng lên giai đoạn dự báo Vào năm 2030, quốc gia OECD chiếm đến 58% sử dụng điện giới tỷ trọng nước OECD giảm xuống 42% Tại nước phát triển, tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ dẫn đến gia tăng nhu cầu điện Gia tăng thu nhập bình quân đầu người dẫn đến tiêu chuẩn sống cải thiện, làm tăng nhu cầu người tiêu dùng chiếu sáng thiết bị điện, yêu cầu điện ngành công nghiệp gia tăng Kết là, tổng lượng phát điện thực nước OECD tăng với tỷ lệ trung bình 3,5% năm giai đoạn dự báo, dẫn đầu khu vực châu Á OECD (bao gồm Trung Quốc Ấn Độ), với tỷ lệ gia tăng trung bình hàng năm đạt 4,4% từ năm 2006 đến 2030 Ngược lại, lượng phát điện thực quốc gia OECD tăng trung bình 1,2% năm từ 2006 đến 2030 Cung ứng điện theo nguồn lượng Hỗn hợp nhiên liệu ban đầu dùng để sản xuất điện thay đổi nhiều bốn thập kỷ gần phạm vi toàn giới Than đá tiếp tục loại nhiên liệu sử dụng rộng rãi để sản xuất điện, sản lượng điện sản xuất từ lượng hạt nhân gia tăng nhanh từ năm 1970 1980, sản lượng điện từ khí gas thiên nhiên tăng nhanh năm 1980 1990 Việc sử dụng dầu mỏ để sản xuất điện giảm đáng kể từ năm 1970, lệnh cấm vận dầu mỏ nhà sản xuất Ảrập vào năm 1973-1974 Cách mạng Iran năm 1979 dẫn đến giá dầu tăng lên mức cao so với giá loại nhiên liệu khác Mặc dù giá dầu giới giảm mạnh vào cuối năm 2008 năm 2009, giá dầu cao ghi nhận giai đoạn 2003 đến 2008 kết hợp với lo ngại hậu môi trường phát xạ khí nhà kính làm tăng mối quan tâm đến phát triển nhiên liệu thay nhiên liệu hóa thạch, đặc biệt lượng hạt nhân nguồn lượng tái tạo Tổng quan IEO2009 không dự báo giá dầu mỏ giữ mức Do kinh tế bắt đầu phục hồi từ suy thoái toàn cầu kéo theo phục hồi nhu cầu nhiên liệu lỏng dạng lượng khác Kết triển vọng dài hạn tiếp tục cải thiện sản xuất điện từ hai nguồn lượng hạt nhân lượng tái tạo, hỗ trợ biện pháp khuyến khích phủ giá nhiên liệu hóa thạch tăng cao Khí gas tự nhiên than đá nguồn lượng dùng để sản xuất điện đứng thứ hai ba dự báo, triển vọng than thay đổi đáng kể có điều luật tương lai nhằm vào việc làm giảm hạn chế gia tăng phát thải khí nhà kính Than đá Theo tổng quan IEO2009, than đá tiếp tục nguồn nhiên liệu chiếm tỷ trọng lớn sản xuất điện giới Năm 2006, sản lượng điện từ đốt than chiếm 41% nguồn cung ứng điện giới; vào năm 2030 tỷ trọng dự báo tăng 35 lên 43% Giá dầu mỏ khí gas thiên nhiên giữ mức cao làm cho sản xuất điện từ than trở nên hấp dẫn mặt kinh tế, đặc biệt quốc gia có nguồn khoáng sản than dồi dào, có Trung Quốc, Ấn Độ Mỹ Sản lượng điện thực giới sản xuất từ than tăng gần gấp đôi giai đoạn dự báo, từ 7,4 nghìn tỷ kWh năm 2006 lên 9,5 nghìn tỷ kWh năm 2015 13,6 nghìn tỷ kWh vào năm 2030 Triển vọng phát điện từ than thay đổi đáng kể hiệp định quốc tế nhằm làm giảm lượng phát thải khí nhà kính Ngành điện lực cung cấp số hội sinh lợi việc làm giảm lượng phát xạ cacbon dioxit nhiều nước Than đá vừa nguồn lượng sử dụng phổ biến giới để sản xuất điện nguồn lượng có hàm lượng cacbon cao Nếu áp dụng chi phí kể tiềm ẩn thực áp dụng phát xạ cacbon dioxit, có nhiều công nghệ thay không phát thải phát thải cacbon thấp chứng tỏ khả thương mại hóa phát triển, sử dụng để thay phần sản xuất điện Việc áp dụng công nghệ không đòi hỏi thay đổi quy mô rộng, tốn sở hạ tầng phân phối điện hay thiết bị sử dụng điện Tuy nhiên khó khăn muốn đạt kết tương tự lĩnh vực sử dụng sau khác Ví dụ ngành giao thông vận tải, việc làm giảm phát thải cacbon dioxit quy mô lớn có lẽ phải đòi hỏi thay đổi lớn phương tiện xe cộ, trạm tiếp nhiên liệu hệ thống phân phối nhiên liệu với chi phí tốn Ngược lại, thay loại nhiên liệu hóa thạch lượng hạt nhân lượng tái tạo ngành điện lực cách làm tương đối rẻ nhằm giảm lượng phát xạ thông qua việc cải tiến hiệu suất thiết bị điện Khí gas tự nhiên Trong giai đoạn dự báo từ năm 2006 - 2030, sản lượng điện sản xuất từ khí gas tự nhiên tăng 2,7% năm, điều làm cho khí đốt trở thành nguồn lượng tăng trưởng nhanh sau lượng tái tạo, theo dự báo IEO2009 Sản lượng điện từ khí đốt tự nhiên toàn giới tăng từ 3,6 nghìn tỷ kWh năm 2006 lên 6,8 nghìn tỷ kWh năm 2030, tổng sản lượng điện sản xuất từ khí gas tự nhiên nửa sản lượng điện từ than chí đến tận năm 2030 Chu trình phối hợp chạy khí đốt tự nhiên lựa chọn hấp dẫn nhà máy điện hiệu suất nhiên liệu cao, vận hành linh hoạt, thời gian lập kế hoạch xây dựng tương đối ngắn chi phí vốn thấp nhiều so với công nghệ khác Nhiên liệu lỏng dầu mỏ Với giá dầu mỏ dự báo quay trở lại mức tương đối cao, đạt 130 USD/thùng (tính theo đồng đôla thực năm 2007) vào năm 2030, nhiên liệu lỏng nguồn lượng để sản xuất điện không tăng trưởng phạm vi toàn cầu Hầu hết quốc gia dự báo phản ứng trước giá dầu tăng cao cách giảm ngừng hẳn việc sử dụng dầu mỏ để sản xuất điện, thay nguồn nhiên liệu kinh tế hơn, có than đá Mặc dù suy giảm gần giá dầu giới có vớt vát phần ngừng sản xuất điện từ dầu mỏ tương lai gần, quốc gia quay sang tìm nguồn nhiên liệu thay giá dầu khôi phục trở lại Trong giai đoạn từ 2006 đến 2015, sản xuất điện từ dầu mỏ tăng 0,7% năm; sau với giá dầu giới đạt mức 100 USD/thùng tăng lên sau năm 2015, sản xuất điện từ nhiên liệu lỏng giảm với tỷ lệ 0,5% năm Sự tăng trưởng khiêm tốn sản lượng điện từ nhiên liệu lỏng năm cuối giai đoạn dự báo, đặc biệt vùng Trung Đông bù đắp suy giảm khu vực khác Năng lượng hạt nhân Sản xuất điện từ lượng hạt nhân dự báo tăng từ chỗ đạt 2,7 nghìn tỷ 36 kWh năm 2006 lên 3,8 nghìn tỷ kWh năm 2030, mối lo ngại giá nhiên liệu hóa thạch gia tăng, an ninh lượng phát xạ khí nhà kính hỗ trợ cho phát triển công suất phát điện hạt nhân Giá nhiên liệu hóa thạch cao cho phép lượng hạt nhân trở nên có khả cạnh tranh mặt kinh tế so với sản xuất điện từ than đá, khí đốt tự nhiên nhiên liệu lỏng vốn đầu tư chi phí bảo dưỡng liên quan đến nhà máy điện hạt nhân tương đối cao Ngoài ra, nhiều nhà máy điện hạt nhân giới cho thấy đạt tỷ lệ khai thác công suất cao theo dự báo hầu hết nhà máy điện hạt nhân thâm niên cao nước OECD khu vực Á Âu OECD gia hạn thêm thời gian hoạt động Hiện điện hạt nhân thu hút ý nước toàn giới với mục đích để đa dạng hóa nguồn cung ứng lượng mình, cải thiện an ninh lượng mang lại phương án thay cacbon thấp cho nguồn nhiên liệu hóa thạch Tuy nhiên, tồn bất ổn định đáng kể liên quan đến lượng hạt nhân Các vấn đề làm chậm tiến độ phát triển lượng hạt nhân tương lai bao gồm an toàn nhà máy, chôn hủy chất thải phóng xạ mối lo ngại loại uranium dùng cho vũ khí sản xuất từ máy ly tâm lắp đặt để làm giàu uranium cho chương trình điện hạt nhân dân Các vấn đề tiếp tục làm tăng mối lo ngại công chúng nhiều nước gây cản trở phát triển lò phản ứng lượng hạt nhân Tuy nhiên tổng quan IEO2009 kết hợp triển vọng cải thiện lượng hạt nhân giới Ước tính IEO2009 sản lượng điện hạt nhân năm 2025 cao 25% so với dự báo công bố năm trước theo IEO2004 Tính theo khu vực, tổng quan IEO2009 dự báo tăng trưởng lượng hạt nhân mạnh xảy nước châu Á OECD Điện hạt nhân châu Á OECD dự báo tăng trưởng với tỷ lệ trung bình hàng năm 7,8% từ năm 2006 đến 2030, có kể đến gia tăng ước tính Trung Quốc 8,9% Ấn Độ 9,9% Bên châu Á, số quốc gia OECD gia tăng lớn công suất lắp đặt điện hạt nhân dự báo Nga, nơi điện hạt nhân tăng trung bình 3,5% năm Ngược lại, nước OECD thuộc châu Âu dự đoán trải qua suy giảm điện hạt nhân số phủ (trong có Đức Bỉ) có kế hoạch hủy bỏ toàn chương trình điện hạt nhân Để giải tính không chắn cố hữu dự báo dài hạn tăng trưởng lượng hạt nhân, có cách tiếp cận hai bước sử dụng để vạch triển vọng lượng hạt nhân Trong giai đoạn gần (cho đến năm 2015), dự báo chủ yếu dựa sở hoạt động ngành điện hạt nhân phủ Do trình phê chuẩn thời gian xây dựng kéo dài liên quan đến nhà máy điện hạt nhân, có trí chung nhà phân tích dự án điện hạt nhân thường vận hành giai đoạn trung hạn Sau năm 2015, dự báo dựa kết hợp kế hoạch hay mục tiêu công bố cấp quốc gia hay khu vực cân nhắc vấn đề khác đặt phát triển điện hạt nhân, có vấn đề kinh tế, địa trị, tiến công nghệ sách môi trường Khả có nguồn uranium tiềm coi phần nỗ lực mô hình hóa IEO2009 Với chi phí khoảng từ 40 đến 80 USD kilogram uranium, tổng nguồn dự trữ uranium vượt 3,8 tỷ (hệ mét) đủ để đáp ứng 2,7 tỷ cần thiết hỗ trợ cho tăng trưởng dự báo điện hạt nhân toàn giới III KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Trong thập kỷ vừa qua, sau năm 1970 - năm khủng hoảng dầu lửa, công nghệ sử dụng lượng tái tạo đạt nhiều tiến đáng kể Các nguồn 37 lượng tái sinh hay lượng tái tạo bao gồm: lượng Mặt trời, lượng gió, nước, lượng sinh khối, lượng địa nhiệt số nguồn lượng khác Hiện tại, nguồn lượng chưa làm thay đổi cơ cấu cân lượng giới Theo giới phân tích, nhu cầu giới lượng Mặt trời, gió lượng tái sinh khác tăng mạnh vào năm 2050, lo ngại ngày tăng tình trạng Trái đất nóng lên Năng lượng tái tạo dự đoán có bước nhảy vọt đến tầm 2050 bắt đầu thách thức thống trị loại nhiên liệu hoá thạch Năng lượng tái tạo nguồn cung cấp điện tăng trưởng nhanh theo dự báo IEO2009 Tổng sản lượng điện sản xuất từ nguồn lượng tái tạo tăng với tỷ lệ 2,9% năm, tỷ trọng lượng tái tạo chiếm tổng sản lượng điện giới tăng từ 19% năm 2006 lên 21% năm 2030 Phần lớn gia tăng cho thuộc thủy điện phong điện Đặc biệt, sản lượng điện sản xuất từ lượng gió tăng nhanh suốt thập kỷ qua, từ 11 GW công suất lắp đặt ròng vào đầu năm 2000 lên 121 GW tính đến cuối năm 2008, xu hướng dự báo tiếp diễn tương lai Trong số 3,3 nghìn tỷ kWh lượng tái tạo bổ sung thêm giai đoạn dự báo, có 1,8 nghìn tỷ kWh (54%) quy cho thủy điện 1,1 nghìn tỷ kWh (33%) thuộc lượng gió Mặc dù nguồn lượng tái tạo có đặc tính tích cực mặt môi trường an ninh lượng, hầu hết công nghệ tái tạo, thủy điện, cạnh tranh mặt kinh tế với nhiên liệu hóa thạch giai đoạn dự báo, trừ vài khu vực Ví dụ lượng mặt trời coi nguồn lượng tái tạo "thích hợp" cạnh tranh mặt kinh tế nơi có giá điện đặc biệt cao hay có biện pháp khuyến khích phủ Trên thực tế, sách hay biện pháp khuyến khích phủ thường tạo động lực để xây dựng nhà máy điện lượng tái tạo Những thay đổi hỗn hợp nhiên liệu tái tạo sử dụng để sản xuất điện dự báo khác khu vực OECD OECD, theo tổng quan IEO2009 Tại quốc gia OECD, đa số nguồn thủy điện khai thác mặt kinh tế sử dụng; với trường hợp ngoại lệ Canada Thổ Nhĩ Kỳ, có vài dự án thủy điện quy mô lớn lên kế hoạch cho tương lai Kết phần lớn số tăng trưởng lượng tái tạo nước OECD dự báo có từ nguồn phi thủy điện, đặc biệt từ nguồn lượng gió sinh khối Nhiều nghiên cứu OECD, đặc biệt châu Âu, đề sách phủ, có việc tính biểu giá FiT (Feed-in Tariff - biện pháp khuyến khích sử dụng lượng tái tạo thông qua quy định phủ), biện pháp khuyến khích thuế côta thị phần nhằm khuyến khích việc xây dựng nhà máy điện tái tạo Tại nước OECD, thủy điện cho nguồn tăng trưởng lượng tái tạo trội Sự tăng trưởng mạnh thủy điện chủ yếu diễn nhà máy điện quy mô lớn vừa nước Trung Quốc, Ấn Độ, Braxin số quốc gia thuộc Đông Nam Á, có Việt Nam Lào Tỷ lệ tăng trưởng phong điện dự báo đạt mức cao nước OECD Phần lớn bổ sung thêm vào nguồn cung ứng điện từ lượng gió tập trung Trung Quốc 3.1 Năng lượng mặt trời Năng lượng Mặt trời lượng dòng xạ điện từ xuất phát từ Mặt trời, cộng với phần nhỏ lượng hạt hạ nguyên tử khác phóng từ hành tinh Năng lượng xạ điện từ Mặt trời tập trung vùng quang phổ nhìn thấy Mỗi giây trôi qua, Mặt trời giải phóng không gian xung quanh 3,827×1026 Jule Dòng lượng tiếp tục phát phản ứng hạt nhân Mặt trời hết nhiên liệu, 38 vào khoảng tỷ năm Nghiên cứu Tổ chức Hòa bình Xanh, Hội Nhiệt điện Mặt trời châu Âu (ESTELA), nhóm SolarPACES thuộc Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) thực cho biết, điện mặt trời có khả cung cấp 1/4 sản lượng điện giới vào năm 2050 Nghiên cứu cho đầu tư lớn tạo việc làm chống lại biến đổi khí hậu Tổ chức Hòa bình Xanh cho biết, nhà máy điện mặt trời nguồn thích hợp lĩnh vực lượng tái tạo Nghiên cứu tập trung vào công nghệ thu lượng mặt trời (CSP), sử dụng gương để thu lượng mặt trời chuyển chúng thành nhiệt, sau thành điện Các nhà máy CSP phù hợp với vùng khí hậu nóng, mây sa mạc Sahara hay Trung Đông Năm 2009, đầu tư vào nhà máy CSP toàn giới vượt tỷ euro (2,8 tỷ USD) Lắp đặt lớn triển khai miền nam Tây Ban Nha California (Hoa Kỳ) Các nhà máy CSP đáp ứng tới 7% nhu cầu điện theo dự báo giới vào năm 2030 25% vào năm 2050 kịch lạc quan Người cho có đầu tư khổng lồ lên đến 21 tỷ USD/năm năm 2015 174 tỷ USD/năm vào năm 2050, tạo hàng trăm nghìn việc làm Theo kịch này, nhà máy điện mặt trời có công suất lắp đặt 1.500 GW vào năm 2050 Đây đánh giá lạc quan nhiều so với dự báo IEA cho vào năm 2050, điện mặt trời phát triển với tốc độ không vượt 0,2% toàn cầu CSP sử dụng hàng trăm dãy gương thấu kính để tập trung tia mặt trời khoảng nhiệt độ từ 400-1.000°C cung cấp lượng để vận hành nhà máy điện Các nhà máy CSP hoạt động điều kiện trời nắng, khác với phương pháp quang điện mặt trời biến trực tiếp tia nắng mặt trời thành dòng điện thu lượng mặt trời tạo dòng điện nhỏ ngày trời u ám Đây công nghệ trị giá hàng tỷ USD, công nghệ điện gió quang điện Chi phí sản xuất điện dao động từ 0,15-0,23 euro/kWh, cao so với nhiên liệu hóa thạch nhiều dạng lượng tái tạo khác Chi phí giảm 0,1–0,14 euro/kWh vào năm 2020 Giá bán cần bảo đảm để thúc đẩy đầu tư Các công trình lắp đặt CSP khiến công suất sản xuất điện giới tăng thêm 430 MGW vào cuối năm 2008 Các nhà máy CSP nguồn cung cấp điện tin cậy với quy mô công nghiệp, hoạt động suốt ngày đêm nhờ công nghệ thu giữ quy trình hybrid nhà máy điện Vào năm 2003, mức sản xuất hệ thống biến lượng Mặt trời thành điện sử dụng tế bào quang điện PV (PhotoVoltaics) toàn giới đạt đến mức 700 MW Mặc dù từ 30 năm trước, nhân loại nghĩ đến nguồn lượng này, đến năm 1999, hệ thống PV có tỷ Watt thức đời công nghệ thu lợi 5,2 tỷ USD cho công ty thiết kế Trung tâm Nghiên cứu EU cho biết, doanh thu từ lượng Mặt trời giới tăng 25% năm 2006, đáp ứng 5% nhu cầu giới vào năm 2020 so với 1% năm 2005 Ðức, Nhật Bản đầu lĩnh vực Ðức đầu tư 3,7 tỷ euro, có mười nhà máy sản xuất điện từ lượng Mặt trời, chiềm 60% thị phần toàn cầu Cuối tháng 8/2006, nhà máy lượng Mặt trời bang Bavaria, miền nam Ðức, coi lớn giới, hoạt động Sản lượng điện mặt trời tăng 48% năm kể từ 2002, nghĩa hai năm lại tăng gấp đôi giúp ngành lượng đạt tốc độ tăng trưởng cao giới Dữ liệu đến hết năm 2007 cho biết toàn giới đạt 12400 MW công suất điện mặt trời khoảng 90% hòa vào mạng lưới điện chung, lại lắp tường hay mái nhiều tòa nhà gọi hệ thống tích hơp điện mặt trời cho tòa nhà Ở EU đến cuối năm 2006 có 88% sản lượng điện mặt trời hòa vào lưới điện chung 39 Năng lượng mặt trời đáp ứng 12% nhu cầu điện châu Âu vào năm 2020 Quá trình đổi công nghệ điện mặt trời diễn nhanh Vấn đề trở ngại chi phí cho nguyên liệu sản xuất lắp đặt pin mặt trời cao so với dạng điện khác Nhiều ưu đãi tài trợ thuế giúp ngành điện mặt trời vài nước Đức, Nhật, Israel, Mỹ, Ôxtrâylia phát triển nhanh chóng Ba nước đầu Đức, Nhật Bản Hoa Kỳ chiếm 89% sản lượng toàn giới, Đức có tốc độ phát triển nhanh hai năm 2006 2007 tạo 10000 việc làm sản xuất, kinh doanh lắp đặt thiết bị ngành Mới nhất, 10/2009, Nhà máy điện mặt trời có công suất 25 MW, lớn nước Mỹ khánh thành Arcadia thuộc bang Florida (Mỹ) Nhà máy có tới 90.000 thu lượng mặt trời Dự kiến nhà máy đạt công suất tối đa cung cấp nguồn lượng cho 3000 hộ gia đình Hiện có hai nhà máy lượng mặt trời khác hoàn tất Florida, có nhà máy với công suất gấp lần so với nhà máy Arcadia Các chuyên gia cho chi phí dành cho nhà máy lượng mặt trời trị giá 150 triệu USD tốn so với chi phí xây dựng nhà máy điện khác công suất Tuy nhiên, theo ông Jim Fenton, Giám đốc Trung tâm Năng lượng Mặt trời bang Florida, chi phí sản xuất nhanh chóng giảm vào sản xuất quy mô lớn Theo chuyên gia này, chi phí khai thác nguồn lượng mặt trời giảm trung bình khoảng 30% năm, chi phí nguồn lượng truyền thống ngày gia tăng giá thành nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày cao Hiện giới có nhiều dự án lớn sản xuất điện mặt trời: Dự án Đức sa mạc Sahara (Bắc Phi), thỏa mãn 15% nhu cầu tiêu thụ điện châu Âu, trị giá 400 tỷ euro, gồm 350 tỷ euro để xây nhà máy điện 50 tỷ euro lắp đặt mạng lưới tải điện, dự án lượng tư nhân lớn lịch sử từ trước tới dự án sản xuất điện nhiệt lượng mặt trời lớn giới Dự án trị giá 78 triệu USD Bồ Đào Nha, trải rộng diện tích 114 ha, với kết cấu bao gồm 52.000 cấu kiện quang điện 350.000 pin hấp thu lượng Mặt trời với công suất 62 MW Dự án vùng Tây Bắc Trung Quốc, với “cánh đồng mặt trời” (solarfarm) rộng khoảng 15,2 km2, có công suất thiết kế lên tới 1.000 MW, tức lớn gấp đôi so với dự án quang điện coi lớn giới mà người Mỹ chuẩn bị xây dựng California Trung Quốc có dự án lớn điện mặt trời Công ty First Solar, nhà sản xuất mô đun lượng mặt trời Hoa Kỳ xây dựng nhà máy điện mặt trời công suất GW sa mạc thuộc Khu tự trị Nội Mông nhằm tiếp cận với thị trường điện mặt trời tiềm lớn Trung Quốc sau có sách khuyến khích lượng tái tạo Chính phủ Nhà máy cung cấp đủ điện cho triệu hộ gia đình Trung Quốc có công suất gấp khoảng 14 lần so với tổng công suất điện mặt trời lắp đặt toàn quốc, ước tính 140 MW năm 2008 Theo First Solar, dự án sa mạc Ordos xây dựng giai đoạn hoàn thành vào năm 2019 Giai đoạn đầu nhà máy thí điểm có công suất 30 MW, bắt đầu xây dựng vào 1/6/2010 Dự án triển khai theo kế hoạch thuế ưu đãi, đảm bảo giá điện ổn định thời gian dài Năm 2009, Trung Quốc đưa số chương trình khuyến khích hỗ trợ cấp quốc gia để đẩy mạnh phát triển thị trường điện mặt trời Các công nghệ lượng nhiệt mặt trời (Solar Technologies) có bước tiến dài Giờ có hàng loạt công nghệ sẵn sàng sử dụng phân làm loại chủ yếu: 1) Biến đổi trực tiếp photon thành điện (Photon-to-Electric Energy Conversion), với công nghệ pin quang điện (Photovoltaic - PV) Ngày nay, nhu cầu 40 lượng ngày nhiều nên ngành sản xuất pin quang điện phát triển nhanh chóng Đức quốc gia đầu lắp đặt PV với khoảng 1300 MW năm 2007 tổng công suất lên tới 3800MW chi phí giảm nửa từ 1997 đến 2007 Chi phí sản xuất PV ngày giảm, giá điện từ mạng lưới lại tăng nhanh giá dầu khí tăng cao nhu cầu PV lại tăng mạnh Đức nước đứng đầu giới sản xuất, lắp đặt PV nhờ vào hỗ trợ Chính phủ theo biểu giá chi phí đầu vào Hiện nay, gần 500.000 nhà Đức có lắp PV Năng lượng mặt trời dự đoán chiếm 25% nhu cầu điện Đức vào năm 2050 Theo Hiệp hội Công nghiệp sản xuất điện từ ánh sáng Mặt trời châu Âu (EPIA), đến năm 2020, nhà máy PV cung cấp điện cho 26 triệu hộ gia đình Địa Trung Hải Nhờ điều luật hỗ trợ tài cho nhà sản xuất điện Mặt trời, nhà máy PV xây dựng Italia Hy Lạp với tốc độ chưa có EPIA hy vọng doanh thu từ ngành công nghiệp quang điện tăng từ tỉ euro năm tới 300 tỉ euro năm 2030 Tổ chức dự đoán nhà máy quang điện có khả cung cấp 9,4% tổng sản lượng điện giới đến năm 2030 2) Chuyển photon thành nhiệt thành lượng điện (Photon-to-Thermal-toElectric Energy Conversion), với công nghệ nhiệt mặt trời (Solar Thermal technologies) mà đặc trưng sử dụng hệ thống: - Chảo gương Parabol (Parabolic trough systems, Hệ thống dùng parabol trụ để tập trung tia xạ mặt trời vào ống môi chất đặt dọc theo đường hội tụ thu, nhiệt độ đạt tới 400 oC.) Ngày người ta tạo gương parabol thuỷ tinh Phần lớn chảo gương parabol làm thuỷ tinh uốn cong nặng Thế hãng SkyFuel Inc (Mỹ) tạo chảo SkyTrough vật liệu mang tên ReflecTech, loại màng mỏng polyme mạ bạc có tính phản quang cao, khó vỡ, gắn vào nhôm mỏng Màng mỏng có nhiều ưu điểm: cho phép chế tạo phân đoạn lớn hơn, số lượng yêu cầu so với thiết kế máng gương trước đây, theo hãng SkyFuel, nhờ giảm chi phí cho chảo parabol tập trung ánh sáng tới 35% chế tạo với khối lượng lớn - Tháp lượng mặt trời (Solar Power Tower, Hệ thống nhận nhiệt trung tâm cách sử dụng gương phản xạ có định vị theo phương mặt trời để tập trung lượng mặt trời đến thu đặt đỉnh tháp cao, nhiệt độ từ 200oC đến 3000oC để vận hành máy phát điện) Tháng 9/2009, Nhà máy điện mặt trời dạng lớn giới khánh thành Séville (Tây Ban Nha) Nhà máy có công suất 20 MW, tạo lượng điện đủ để cung cấp cho 10.000 hộ gia đình, đồng thời tránh việc thải vào không khí 12.000 CO2 năm Nhà máy mang tên PS20 kết nỗ lực chương trình nghiên cứu EU Các dự án tương tự xây dựng khu vực với tổng công suất 300 MW vào năm 2013 - Hệ thống động đĩa mặt trời (Dish-engine systems): tập trung lượng mặt trời vào điểm đĩa lõm để đạt tới nhiệt độ 700°C nhằm vận hành máy nhiệt điện Hiệu lượng phương pháp khoảng 30% Phương pháp có chi phí cao Tháp lượng sử dụng 3) Chuyển photon thành lượng hoá học (Photon-to-Chemical Energy Conversion), với quy trình sử dụng để tạo nhiều loại chất hoá học tổng hợp nhiên liệu hoá học, amoniac, methane hydrogen Năng lượng photon hấp thụ chuyển hóa thành lượng liên kết hóa học phản ứng quang hóa Có phương pháp chủ yếu quy trình hoá học photo(electro), quy trình nhiệt hoá (sử dụng vật liệu nhẹ để hấp thu lượng 41 photon tạo electron với lượng đủ để phân tách nước) quy trình quang hợp tự nhiên (quá trình cho dự trữ lượng Mặt trời vào nguồn nhiên liệu hóa thạch không tái sinh mà công nghiệp kỷ 19 đến 21 tận dụng) Tuy nhiên, phương pháp chủ yếu giai đoạn nghiên cứu triển khai 3.2 Năng lượng gió Năm 2030, lượng gió dự đoán cung cấp 28% điện cho EU Năng lượng gió cung cấp 34% lượng điện giới vào năm 2050 Theo Chương trình Nghiên cứu chiến lược (SRA) European Wind Energy Technology Platform (TPWind), đến năm 2030, ¼ sản lượng điện liên minh châu Âu (EU) sản xuất từ gió Theo SRA, lượng gió đáp ứng 12 - 14% lượng điện tiêu thụ EU năm 2020, với tổng công suất lắp đặt 180GW Con số tăng lên tới 300GW vào năm 2030 Các nước EU đẩy mạnh việc xây dựng máy phát điện gió năm 1994 - 2005, nâng công suất điện gió từ 1.700 lên 40.000 MW (trong Đức chiếm 18.000 MW) Giá điện gió khoảng đến cent/kWh Điện gió nguồn lượng tăng trưởng nhanh giới với số tăng trung bình 29% 10 năm qua Ngược lại, thời gian điện than tăng 2,5% năm, điện hạt nhân tăng 1,8%, điện khí thiên nhiên tăng 2,5% điện dầu 1,7% Châu Âu tiếp tục dẫn đầu giới với công suất lắp đặt, chiếm tới 2/3 sản lượng điện gió toàn giới Lượng điện gió chiếm 3% sản lượng điện châu Âu, đủ đáp ứng nhu cầu 40 triệu người Hiệp hội Năng lượng gió châu Âu (EWEA) đặt mục tiêu thoả mãn tới 23% nhu cầu điện châu Âu vào năm 2030 EWEA cho biết châu Âu có đủ tiềm để đáp ứng nhu cầu điện tất nước châu Âu Đức nước có công suất phát điện gió lớn nhất, chiếm tới 6% sản lượng điện nước Sau Đức, Đan Mạch có công suất phát điện gió lớn thứ hai Tháng 9/2009 vừa qua, Tập đoàn lượng Đan Mạch Dong Energy khánh thành công viên điện gió biển lớn giới, đặt vùng biển Bắc Được gọi Horns Rev 2, công viên điện gió bao gồm 91 tua bin công suất tua bin 2,3 MW, tổng công suất 210 MW Việc xây dựng tổ hợp kéo dài 18 tháng với chi phí 3,5 tỷ couronne (469 triệu euro) Được đặt diện tích 35 km2, khoảng cách 30km khơi Blaavands Huk (phía Tây Đan Mạch), công viên điện gió đáp ứng nhu cầu lượng điện hàng năm cho 200.000 hộ gia đình Đây công viên điện gió biển thứ Đan Mạch Tổng công suất công viên 631 MW Tuy nhiên, nước có dự án khác lớn hơn: công viên điện gió khơi đảo Anholt (trong biển Kattegat) có công suất tới 400 MW hoàn thành vào năm 2012 Một dự án hoàn thành 20% lượng điện tiêu thụ Đan Mạch điện gió Nước dự kiến tăng gấp lần công suất điện gió khơi vòng năm tới Từ năm 2001, Mỹ triển khai loạt dự án sản xuất điện sức gió sau Công trình điện sức gió lớn thứ hai giới vùng giáp ranh hai bang Oregon Washington đáp ứng nhu cầu tiêu dùng 70.000 hộ gia đình Mỹ lắp đặt 9.100 MW công suất điện gió Ngành công nghiệp điện gió Mỹ làm nên kỷ lục thời gian ngắn: năm 2003 lắp đặt 1.700 MW, năm 2004 lắp đặt 370 MW, năm 2005 lắp đặt tới 2.400 MW Việc tăng trưởng bất thường chủ yếu nhờ sách hỗ trợ Chính phủ Công suất điện gió Canada 680MW năm 2005, Chính phủ Liên bang Canada đặt mục tiêu lắp đặt 4.000 MW công suất điện gió vào năm 2010 Trong năm 90, lượng gió phát triển mạnh nước châu Á, đặc biệt Ấn Độ Các nước châu Á lắp đặt 7.000 MW công suất điện gió, 42 Ấn Độ 4.400 MW đứng vị trí thứ sau Đức, Mỹ Tây Ban Nha Trung Quốc thời kỳ phát triển mạnh điện gió nhờ có luật lượng tái tạo ban hành Luật đưa nhiều sách ưu đãi thuế hỗ trợ cho xây dựng điện gió, đề mục tiêu phát triển 30.000 MW công suất điện gió vào năm 2010 Với mục tiêu này, chuyên gia ngành công nghiệp điện gió Trung Quốc cho Trung Quốc sản xuất tới 400.000 MW công suất điện gió vào năm 2050 Trong 3/4 công suất điện gió lắp đặt nước điện gió nước lại tăng trung bình 35% năm 10 năm qua Ôxtrâylia tăng công suất điện gió năm 2005 thành 710 MW, trở thành nước dẫn đầu nước khu vực Thái Bình Dương, khu vực có 890 MW Châu Mỹ Latinh vùng Caribê có 210 MW Các nước Bắc Phi bắt đầu phát triển với công suất lắp đặt 310 MW Ai Cập có 150 MW Maroc có 60 MW Nhìn chung, giá điện gió giảm gần 90% kể từ năm 80 kỷ trước xuống cent /kWh thấp nơi có gió tốt, vài thị trường điện gió rẻ điện thông thường nhiệt điện, thuỷ điện Chi phí cho điện gió giảm nhờ có công nghệ đại giảm, giảm chi phí tài cho dự án điện gió, tính hiệu loại tuabin, giảm chi phí sản xuất cấu thành giảm chi phí xây dựng Nhờ có công nghệ đại hợp lý mà điện gió ngày phát triển Tuabin đại cao cánh rô to dài tuabin 20 năm trước, cho phép sản sinh điện nhiều đến 200 lần Bởi “nhiên liệu”cho điện gió không tiền vô tận, 75% đến 90% chi phí phát điện sức gió lại khâu chế tạo xây dựng, lắp đặt tuabin gió đấu nối với mạng điện Một tuabin lắp đặt rồi, chi phí lại vận hành tuabin bảo dưỡng, thuế sử dụng đất thuế tài sản Nếu chi phí môi trường, xã hội sức khoẻ người phản ánh tính kinh tế phát điện, điện gió cạnh tranh so với điện từ nhiên liệu hoá thạch Không giống nhà máy điện thông thường, điện gió không phát thải khí nhà kính loại khí làm cho thay đổi khí hậu không phát thải loại khí khác 3.3 Biomass (năng lượng sinh khối) Năng lượng biomass (năng lượng sinh khối, hay lượng từ vật liệu hữu cơ) Biomass giải tình trạng thay đổi khí hậu, biến chất thải, phế phẩm ngành nông, lâm nghiệp thành nhiệt lượng Cung cấp nhiệt lẫn điện Uỷ ban Ô nhiễm Môi trường Hoàng gia Anh (RCEP) cho sử dụng biomass cung cấp hội cho nông nghiệp ngư nghiệp nước Anh, đồng thời cải thiện an ninh lượng quốc gia Uỷ ban tin tới năm 2050, biomass cung cấp 10-15% tổng lượng Anh RCEP cho biết lượng biomass khác dạng lượng tái sinh khác hai khía cạnh Thứ nhất, không giống lượng gió sóng, biomass kiểm soát Thứ hai, lúc biomass vừa cung cấp nhiệt, vừa sản xuất điện Biomass có nhiều dạng: gỗ, sản phẩm phụ ngành lâm nghiệp mùn cưa, chất thải nông nghiệp chẳng hạn rơm, phân chuồng, lượng (mía, liễu) Ngoài ra, có chất thải thực vật từ công viên, vườn, lề đường Tất nguồn lượng sẵn có Khai thác biomass Biomass vật liệu hữu dự trữ ánh sáng Mặt trời dạng lượng hoá học Khi đốt cháy, lượng hoá học giải phóng dạng nhiệt Cái mà ngày gọi biomass sưởi ấm cho hộ nhà toàn giới hàng nghìn năm Trên thực tế, biomass tiếp tục nguồn lượng lớn quốc gia phát triển Gỗ nguồn lượng biomass lớn giới Lợi ích môi trường, an ninh lượng thực biomass xuất 43 người sử dụng lượng lớn biomass để sản xuất điện năng, nhiệt loại nhiên liệu sinh học khác, đó, giảm sử dụng nhiên liệu hoá thạch Chu kỳ carbon nguyên tắc đứng đằng sau công nghệ biomass Khi thực vật sinh trưởng, chúng hấp thụ CO2 môi trường dự trữ thông qua trình quang hợp Một lượng CO2 tương đương giải phóng thực vật bị phân huỷ tự nhiên đốt cháy Điều có nghĩa biomass không đóng góp vào trình phát thải khí nhà kính Nhiên liệu sinh học: không giống nguồn lượng tái sinh khác, biomass biến trực tiếp thành loại nhiên liệu lỏng - nhiên liệu sinh học - cho phương tiện vận tải (ô-tô con, xe tải, xe buýt, máy bay, tàu hoả) Có hai dạng nhiên liệu sinh học phổ biến ethanol diesel sinh học Ethanol loại cồn, tương tự cồn bia rượu Nó sản xuất cách lên men loại biomass có hàm lượng carbohydrate cao (tinh bột, đường celluloses) thông qua trình tương tự lên men bia Ethanol chủ yếu sử dụng làm phụ gia nhiên liệu để giảm lượng carbon monoxide loại khí thải gây sương khói khác từ xe cộ Hiện có loại xe sử dụng nhiên liệu linh hoạt gồm xăng 85% ethanol Diesel sinh học sản xuất cách kết hợp cồn (thường methanol) với dầu thực vật, mỡ động vật loại mỡ nấu ăn tái chế Nó sử dụng làm chất phụ gia nhiên liệu để giảm lượng khí thải cho xe cộ (20%) Ở dạng khiết, diesel sinh học sử dụng làm nhiên liệu cho động diesel Các loại nhiên liệu sinh học khác bao gồm methanol thành phần biến tính khác xăng Methanol, thường gọi cồn gỗ, sản xuất từ khí tự nhiên Tuy nhiên, sản xuất từ biomass Có số cách biến biomass thành methanol song biện pháp phổ thông khí hoá Khí hoá liên quan tới việc làm bốc biomass nhiệt độ cao, loại bỏ tạp chất từ khí nóng cho qua chất xung tác Chất xúc tác biến khí thành methanol Phần lớn thành phần biến tính xăng sản xuất từ biomass phụ gia nhiên liệu giảm ô nhiễm, chẳng hạn methyl tertiary butyl ether (MTBE) ethyl tertiary butyl ether (ETBE) Nhiên liệu biomass sử dụng Ấn Độ chiếm khoảng 30% tổng nhiên liệu sử dụng quốc gia này, nguồn nhiên liệu quan trọng sử dụng 90% hộ gia đình nông thôn chừng 15% hộ gia đình đô thị, đặc biệt hữu ích gia đình có nuôi gia súc Hiện nhiều nhà máy biogas xây dựng Ấn Độ Điện sinh-học: điện sinh học việc sử dụng bimomass để sản xuất điện Có sáu hệ thống điện sinh học lớn giới bao gồm đốt biomass trực tiếp, đồng đốt cháy, khí hoá, tiêu hoá kỵ khí, nhiệt phân hệ thống điện sinh học nhỏ, module Ước tính tới năm 2020, sản lượng điện sinh học giới 30.000 MW Mỹ nước sản xuất điện biomass lớn giới, có 350 nhà máy điện sinh học, sản xuất 7.500MW điện năm, đủ để cung cấp cho hàng triệu hộ gia đình, đồng thời tạo 66.000 việc làm Những nhà máy sử dụng chất thải từ nhà máy giấy, nhà máy cưa, sản phẩm phụ nông nghiệp, cành từ vườn ăn Bộ Năng lượng Mỹ dự báo công nghệ tiên tiến phát triển giúp ngành điện biomass sản xuất 13.000MW vào năm 2010 tạo thêm 100.000 việc làm Năng lượng biomass chiếm 4% tổng lượng tiêu thụ Mỹ 45% lượng tái sinh Phần lớn nhà máy điện sinh học giới sử dụng hệ thống đốt trực tiếp Họ đốt nguyên liệu sinh học trực tiếp để tạo nước Hơi nước bị tuabin bắt giữ máy phát điện sau biến thành điện Trong số ngành công nghiệp, nước từ nhà máy điện sử dụng cho sản xuất để sưởi ấm cho nhà Những nhà máy điện gọi nhà máy nhiệt - điện kết hợp Chẳng hạn phụ phẩm gỗ (mùn cưa) thường sử dụng để sản xuất điện tạo nhiệt nhà máy giấy 44 Nhiều nhà máy điện đốt than sử dụng hệ thống đồng đốt cháy để giảm đáng kể lượng khí thải đặc biệt sulfur dioxide Đồng đốt cháy liên quan tới việc sử dụng biomass nguồn lượng bổ sung nồi hiệu cao Chỉ cần vài thay đổi nhỏ nhà máy điện đốt than sử dụng hệ thống đồng đốt cháy Do vậy, tiềm phát triển tương lai lớn Hệ thống khí hoá sử dụng nhiệt độ cao môi trường oxy để biến biomass thành loại khí - khí biogas hay khí sinh học Loại khí cung cấp nhiên liệu cho tuabin khí để sản xuất điện Cũng có số nhà máy điện sử dụng chu trình khác chút Nhiên liệu biomass biến thành loại khí đốt điều áp, nóng, buồng khí hoá Chúng làm (loại bỏ tạp chất) để tránh làm bào mòn hệ thống sản xuất nhiệt, điện Tiếp đến, loại khí đốt với không khí buồng đốt trước vào turbine để sản xuất điện Nhiệt từ tuabin khí dẫn vào buồng trao đổi nhiệt để làm nóng nước lạnh, cung cấp cho hộ gia đình Biomass phân huỷ tạo khí methane mà sử dụng làm lượng Tại bãi chôn lấp (nơi ủ vật liệu hữu phân, rau xanh, rơm ), giếng khoan để hút khí methane từ chất hữu phân huỷ Sau đó, ống từ giếng vận chuyển khí tới nơi trung tâm để lọc làm trước đốt Methane sản xuất từ biomass thông qua quy trình gọi tiêu hoá kỵ khí Tiêu hoá kỵ khí liên quan tới việc sử dụng vi khuẩn để phân huỷ chất hữu điều kiện thiếu oxy Methane sử dụng làm nhiên liệu theo nhiều cách Phần lớn sở đốt nồi hơi, tạo nước sản xuất điện sử dụng cho mục đích công nghiệp Methane sử dụng làm nhiên liệu tế bào nhiên liệu Tế bào nhiên liệu hoạt động giống pin song không cần tái nạp Nó tạo điện chừng có nhiên liệu Ngoài khí, nhiên liệu lỏng sản xuất từ biomass thông qua quy trình gọi nhiệt phân Nhiệt phân xảy biomass nung nóng điều kiện thiếu oxy Sau đó, biomass biến thành chất lỏng gọi dầu nhiệt phân Có thể đốt dầu nhiệt phân giống xăng để sản xuất điện Một hệ thống điện sinh học sử dụng nhiệt phân thương mại hoá Mỹ Khái niệm mới: Nhà máy lọc sinh học Nhà máy lọc sinh học sở kết hợp thiết bị tiến trình chuyển biến biomass để sản xuất nhiên liệu, điện hoá chất từ biomass Khái niệm nhà máy lọc sinh học tương tự nhà máy lọc dầu ngày mà sản xuất nhiều nhiên liệu sản phẩm từ dầu Các nhà máy lọc sinh học công nghiệp coi đường hứa hẹn dẫn tới việc tạo lập ngành mới, dựa sinh học Mỹ Bằng cách sản xuất nhiều sản phẩm, nhà máy lọc sinh học tận dụng thành phần khác biomass, đồng thời tối đa hoá giá trị thu từ biomass Một nhà máy sản xuất nhiều hoá chất giá trị cao, khối lượng loại nhiên liệu lỏng cho vận tải với giá trị thấp, khối lượng lớn Đồng thời, nhà máy sản xuất điện, nhiệt để sử dụng nội có lẽ thừa điện để bán Sản phẩm giá trị cao tăng cường lợi nhuận, nhiên liệu khối lượng nhiều đáp ứng nhu cầu lượng quốc gia sản xuất điện tránh phát thải khí nhà kính giảm chi phí Phòng Thí nghiệm Năng lượng tái sinh quốc gia Mỹ thực Chương trình Biomass, liên quan tới sáu dự án nhà máy lọc sinh học lớn Những dự án tập trung vào công nghệ nhằm kết hợp việc sản xuất nhiên liệu từ biomass sản phẩm khác sở 3.4 Địa nhiệt 45 Người ta ý nhiều đến ethanol, diesel sinh học lượng gió bàn đến chuyện tìm kiếm nguồn lượng thay Nhưng theo báo cáo khoa học có nguồn lượng tiềm tàng khác to lớn: lượng địa nhiệt, đặc biệt khu vực ven Thái Bình Dương nơi có núi lửa hoạt động Khác với lượng Mặt trời hay lượng gió, sức nóng từ đất đá luôn diện Một báo cáo Viện Công nghệ Massachussetts (MIT) kết luận địa nhiệt không đánh giá mức nguồn lượng giúp người đáp ứng nhu cầu lượng tương lai Theo nghiên cứu MIT, tăng cường khai thác ứng dụng địa nhiệt sản xuất nguồn điện không nhỏ, đáp ứng tới 10% nhu cầu điện Mỹ (cụ thể cung cấp khoảng 100.000 MW vào năm 2050, đủ khả thay 50.000 MW điện sản xuất than, gây ô nhiễm môi trường 40.000 MW điện hạt nhân mà Chính phủ Mỹ tin nhà máy không hoạt động vòng 25 năm tới) Cần biết từ thập niên 70, Công nghệ hệ thống địa nhiệt cấp tiến (EGSEnhanced Geothermal System) thử nghiệm số nơi Mỹ triển khai mạnh Pháp, Ôxtrâylia để phát triển thành công hệ thống điện địa nhiệt cần hỗ trợ từ công nghệ khoan dầu tiên tiến Tuy nhiên, khác với việc khoan giếng dầu thường lớp đá mềm, Công nghệ EGS đòi hỏi khoan xuống độ sâu từ 1,5km đến 10km tới lớp đá rắn Trong đó, quy trình sản xuất điện địa nhiệt người ta bơm nước xuống giếng, dẫn nước qua khe nứt lớp đá nóng sau thu nước qua giếng khác để sản xuất điện Do phải khoan tìm nguồn địa nhiệt vùng đá cứng, phí cao gấp 2/3 lần so với khoan giếng dầu thông thường Kể từ năm 2006, Bộ Năng lượng Mỹ định dành khoản ngân sách 24 triệu USD cho nghiên cứu địa nhiệt, mức thấp chương trình nghiên cứu lượng tái sinh lớn cấp liên bang họ tin tưởng việc ứng dụng điện địa nhiệt vào thực tiễn sống góp phần giảm bớt gánh nặng lượng đất nước Thủ phủ tiểu bang Idaho nơi có hệ thống máy sưởi chung dùng địa nhiệt lâu đời nước Mỹ Đường ống phân phối lượng địa nhiệt xây dựng cách kỷ Sau bị lãng quên nhiều năm, dịch vụ cung cấp địa nhiệt ý trở lại, phần rẻ nguồn lượng khác đến 30% Hiện Mỹ có khoảng vài thành phố khác có hệ thống cung cấp lượng địa nhiệt, số có Thành phố Reno thuộc tiểu bang Nevada, Thành phố Susanville thuộc Tiểu bang California Thành phố Klamath Falls thuộc Tiểu bang Oregon, cho đặt ống vòng truyền nóng lề đường khu phố để làm tan tuyết băng Có hai phương pháp để khai thác lượng địa nhiệt Cách thứ khoan thật sâu xuống đất để làm nước sôi nhiệt độ cực cao dùng nước để sản xuất điện Cách thứ hai dùng trực tiếp số nước có độ nóng vừa phải nằm thành phố hay trung tâm doanh nghiệp Cách dễ áp dụng rộng rãi Nhiều nước khác đầu việc khai thác nguồn địa nhiệt nằm sâu mặt đất Nước Pháp sử dụng khoản trợ cấp EU vào công tác Tại Ôxtrâylia, nhà đầu tư tư nhân tự bỏ tiền để nghiên cứu khai thác nguồn lượng địa nhiệt 3.5 Thuỷ điện Thuỷ điện, sử dụng động lực hay lượng dòng chảy sông chiếm 20% lượng điện giới Na Uy sản xuất phần lớn lượng điện sức nước, Iceland sản xuất tới 83% nhu cầu họ (2004), Áo sản xuất 67% số 46 điện quốc gia sức nước (hơn 70% nhu cầu họ) Canada nước sản xuất điện từ lượng nước lớn giới lượng điện chiếm 70% tổng lượng sản xuất họ Thuỷ điện lựa chọn chủ chốt nước phát triển đa số địa điểm nước có tiềm khai thác thuỷ điện theo cách bị khai thác hay khai thác lý khác môi trường Lợi ích lớn thuỷ điện hạn chế giá thành nhiên liệu Các nhà máy thuỷ điện chịu cảnh tăng giá nhiên liệu hoá thạch dầu mỏ, khí gas tự nhiên hay than đá, không cần phải nhập nhiên liệu Các nhà máy thuỷ điện có tuổi thọ lớn nhà máy nhiệt điện, số nhà máy thuỷ điện hoạt động xây dựng từ 50 đến 100 năm trước Chi phí nhân công thấp nhà máy tự động hoá cao có người làm việc chỗ vận hành thông thường Trên thực tế, việc sử dụng nước tích trữ phức tạp yêu cầu tưới tiêu xảy không trùng với thời điểm yêu cầu điện lên mức cao Những thời điểm hạn hán gây vấn đề rắc rối, mức bổ sung nước tăng kịp với mức yêu cầu sử dụng Nếu yêu cầu mức nước bổ sung tối thiểu không đủ, gây giảm hiệu suất việc lắp đặt turbin nhỏ cho dòng chảy không kinh tế Những nhà môi trường bày tỏ lo ngại dự án nhà máy thuỷ điện lớn phá vỡ cân hệ sinh thái xung quanh Sự phát điện nhà máy điện ảnh hưởng đến môi trường dòng sông bên Theo Báo cáo Uỷ ban Đập nước Thế giới (WCD), nơi đập nước lớn so với công suất phát điện (ít 100 watt km2 diện tích bề mặt) việc phá rừng vùng tiến hành trước thi công đập nước, khí gas gây hiệu ứng nhà kính phát từ đập cao nhà máy nhiệt điện thông thường Ở hồ chứa phương bắc Canada Bắc Âu, phát sinh khí gas nhà kính tiêu biểu đến 8% so với nhà máy nhiệt điện Một vấn đề đập thuỷ điện việc tái định cư dân chúng sống vùng hồ chứa Trong nhiều trường hợp không khoản bồi thường bù đắp gắn bó họ tổ tiên văn hoá gắn liền với địa điểm chúng có giá trị tinh thần họ Hơn nữa, mặt lịch sử văn hoá địa điểm quan trọng bị biến mất, Dự án Đập Tam Hiệp Trung Quốc, Đập Clyde New Zealand Đập Ilisu Đông Nam Thổ Nhĩ Kỳ Việc xây đập vị trí địa lý không hợp lý gây thảm hoạ vụ Đập Vajont Italia, gây chết 2000 người năm 1963 Xây dựng đập thủy điện lựa chọn sạch, rẻ Trung Quốc Theo số liệu Chính phủ, nước sở hữu tài nguyên dồi tới 400 triệu kW, khai thác 110 triệu kW Năm 2005, đập thủy điện sản xuất 15% tổng sản lượng điện nhờ hoàn thành xây dựng đập Tuy nhiên, thuỷ điện gây tranh cãi nước phát triển nước phát triển vấn đề di dân, nhiều địa điểm có giá trị khảo cổ học văn hóa, tác động tới môi trường Trung Quốc có tiềm thuỷ điện lớn giới, khai thác 20% tiềm nói Các nước có công suất thuỷ điện lớn nhất:  Canada, 341.312 GWh (66.954 MW lắp đặt)  Mỹ, 319.484 GWh (79.511 MW lắp đặt)  Brazil, 285.603 GWh (57.517 MW lắp đặt)  Trung Quốc, 204.300 GWh (65.000 MW lắp đặt)  Nga, 169.700 GWh (46.100 MW lắp đặt) (2005) 47     Na Uy, 121.824 GWh (27.528 MW lắp đặt) Nhật Bản, 84.500 GWh (27.229 MW lắp đặt) Ấn Độ, 82.237 GWh (22.083 MW lắp đặt) Pháp, 77.500 GWh (25.335 MW lắp đặt) KẾT LUẬN Năng lượng chắn phạm trù nghiên cứu nhiều lĩnh vực công nghệ Trong năm qua, nhiều phương án chọn lựa công nghệ đưa ra: từ nhiên liệu hoá thạch, nhiên liệu hạt nhân đến pin nhiên liệu công nghệ lượng tái tạo lượng Xu phát triển hướng tới phương án sản xuất gọi sản xuất lượng phi truyền thống Hiện thời điểm cao trào lượng tái tạo coi lựa chọn sống nhân loại Biểu đồ đường cong nguồn hoá thạch rẻ urani giảm xuống Mặt khác, đường cong nhu cầu lượng tăng lên Chỉ có lượng tái tạo tránh giao cắt hai đường cong cung cầu tương lai gần Nếu không sử dụng lượng tái tạo lúc quy mô lớn, dẫn đến hậu khủng hoảng kinh tế toàn cầu chiến tàn bạo Chỉ với nguồn lượng tái tạo đạt hiệu lượng thực Trong dây chuyền lượng thông thường giới, từ mỏ giếng khoan đến khách hàng, cách xa 10.000 dặm, thất thoát lượng lớn Chỉ có dây chuyền lượng ngắn, dựa sở sử dụng nguồn lượng tái tạo nội sinh (tại chỗ) giảm thất thoát lượng cách Năng lượng thông thường toàn giới bị trị chi phối, với phần lớn kinh phí Nhà nước chi cho nghiên cứu phát triển; với chi phí bảo vệ quốc phòng; với tài trợ hàng năm lên tới 300 tỷ USD với đạo luật lượng điều chỉnh chúng Ngược lại, lượng tái tạo không bị phân biệt trị Cho đến nay, gần 50 tỷ USD kinh phí nhà nước giới, chi 20 năm gần để thúc đẩy phát triển lượng tái tạo Tất kiện xu cho thấy, lượng tái tạo ưu việt dạng lượng khác để thay cho nguồn lượng cũ Đó nguồn thay nhất, giải pháp tổng thể, có khả giải toàn nhu cầu lượng Biên soạn: Ths Nguyễn Hồng Hạnh CN Phùng Anh Tiến TÀI LIỆU THAM KHẢO International Energy Outlook 2009, Energy Information Administration, Office of Integrated Analysis and Forecasting, U.S Department of Energy Renewable Energy Outlook 2030, Energy Watch Group Global Renewable Energy Scenarios, (www.energywatchgroup.org) Các báo cáo hàng năm Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) L’énergie en 2050, Bernard Wiesenfeld, 5/2006 48