Phát triển điện mặt trời trong tương lai: Xu hướng công nghệ và giải pháp

Trong những năm qua, điện mặt trời đã có những bước phát triển mạnh mẽ trên thế giới, có nhiều đóng góp cụ thể vào mục tiêu năng lượng và phát triển bền vững của nhiều quốc gia. Sự phát triển này đã tạo ra những xu hướng công nghệ mới và cần có những giải pháp thích hợp đến từ các bên liên quan.

Hiện trạng, cơ hội và tiềm năng phát triển công nghệ điện mặt trời ở Việt Nam

Năng lực nghiên cứu và phát triển công nghệ điện mặt trời của Việt Nam

Năng lực nghiên cứu về vật liệu chế tạo tế bào năng lượng của mặt trời của Việt Nam không thua kém nhiều so với các quốc gia trên thế giới. Thậm chí, có quy trình công nghệ đã được nghiên cứu từ rất nhiều năm trước nhưng chưa được đưa vào ứng dụng sản xuất. Ví dụ như công nghệ chế tạo phiến silic đơn tinh thể, hệ hạt nano Au(Ag)/TiO2 hoặc gần đây nhất là những loại vật liệu tiên tiến được nghiên cứu bởi các đơn vị trong nước (như: màng mỏng oxit bán dẫn, pin mặt trời dị thể Silicon với kim loại chuyển tiếp, vật liệu TiOcấu trúc nano một chiều, pin mặt trời hữu cơ cấu trúc đa lớp và cấu trúc tổ hợp, vật liệu Perovskite, pin mặt trời chấm lượng tử, pin mặt trời cấu trúc Schottky, chất nhạy quang…) [1].

Những nghiên cứu công nghệ dọc theo chuỗi giá trị ngành điện mặt trời như: công nghệ sản xuất mô đun, công nghệ vận hành và bảo dưỡng, công nghệ xử lý rác thải ngành điện, công nghệ kết nối điện mặt trời vào mạng lưới điện quốc gia vẫn chưa phát triển. Nguyên nhân là do sự phát triển nóng của điện mặt trời trong giai đoạn ngắn khiến chúng ta chưa có sự chuẩn bị kỹ lưỡng và độ phức tạp về công nghệ.

Đầu tư sản xuất mô đun điện mặt trời của các doanh nghiệp tại Việt Nam

Theo thống kê của nhóm nghiên cứu về năng lượng sạch Bloomberg NEF, Việt Nam hiện đứng thứ 7 trên thế giới về sản lượng điện mặt trời, chỉ đứng sau Mỹ và Trung Quốc về số lượng tấm pin năng lượng mặt trời được lắp đặt. Năm 2020, lượng nhập khẩu pin mặt trời của Việt Nam tăng gấp 3 lần lên 114,6 triệu tấm pin với giá trị lên tới 2,4 tỷ USD (tăng hơn 185%) so với năm 2019 [2]. Tuy nhiên, số lượng các doanh nghiệp tại Việt Nam có thể sản xuất pin mặt trời là rất khiêm tốn, cụ thể tính đến tháng 8/2019, Việt Nam mới có 9 nhà máy sản xuất pin năng lượng mặt trời, trong đó chỉ có hai công ty do Việt Nam làm chủ, đó là: IREX Solar (Vũng Tàu) và Công ty Cổ phần Năng lượng mặt trời Đỏ (TP Hồ Chí Minh) [3]. Các sản phẩm do các doanh nghiệp Việt Nam làm chủ còn hạn chế về chủng loại và tập chung chủ yếu ở phân khúc giá rẻ.

Như vậy, việc đầu tư vào điện mặt trời của các doanh nghiệp Việt Nam chưa tương xứng với tiềm năng của thị trường. Thiết nghĩ, trong giai đoạn tới, chúng ta rất cần có những cơ chế chính sách khuyến khích các doanh nghiệp Việt Nam đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển các sản phẩm pin mặt trời, chú trọng đến năng suất và chất lượng của sản phẩm để từng bước chiếm lĩnh thị trường.

Xu hướng phát triển công nghệ điện mặt trời trên thế giới

Công nghệ module tiên tiến: sự xuất hiện của các cấu ​​trúc tế bào mới đã cho hiệu quả cao hơn. Động lực chính của sự thay đổi này là sự xuất hiện của các tế bào PERC và khả năng tương thích của chúng với các công nghệ mới, chẳng hạn như half-cut cells, mô-đun hai mặt (Bifacial solar cells), tăng số lượng thanh góp điện (Multi-busbars). Phát triển công nghệ chế tạo mô đun còn đến từ đến từ việc sản xuất ra tấm lợp năng lượng mặt trời, trong đó các tấm pin mặt trời được thiết kế để trông giống như vật liệu lợp thông thường, đồng thời tạo ra điện làm tăng tính thẩm mỹ của ngôi nhà [4]. Tuy nhiên, vẫn còn ít nhà sản xuất ngói năng lượng và ít nhân công lành nghề để lắp đặt. Chỉ một số nhà sản xuất lớn trên thị trường như Tesla Solar, Hanergy và Eternit là có đủ khả năng vận hành loại hình này [5].

Những ứng dụng mới của điện mặt trời: theo xu thế phát triển công nghệ trong khai thác và sử dụng nguồn năng lượng mặt trời trên thế giới, một số dự án, nguyên mẫu nghiên cứu ở cấp độ ứng dụng đang được tiến hành để kích thích tăng trưởng thị trường trong tương lai. Ví dụ như công nghệ cây mặt trời có thể tạo ra lượng điện tương đương với điện mặt trời trên mặt đất nhưng lại chiếm ít không gian hơn tới 100 lần, hay là công nghệ khử muối nhờ năng lượng mặt trời tận dụng nhiệt thải từ các tấm pin để cung cấp nhiệt năng cho các hệ thống khử muối theo phương pháp trưng cất.

Ngoài những công nghệ đã nêu ở trên, điện mặt trời còn có xu hướng phát triển công nghệ dọc theo chuỗi giá trị. Đó là công nghệ trong các dịch vụ vận hành và bảo dưỡng, quản lý hệ thống quang điện hết thời gian khai thác, công nghệ đáp ứng tính thay đổi và độ không chắc chắn của điện mặt trời. Những công nghệ này sẽ đảm bảo tính linh hoạt, hiệu quả kinh tế – kỹ thuật và hạn chế được ô nhiễm môi trường.

Cơ chế, chính phát triển điện mặt trời: rào cản và giải pháp

Rào cản

Điện mặt trời là một trong những công nghệ năng lượng tái tạo chiến lược cần thiết để thực hiện chuyển đổi năng lượng toàn cầu phù hợp với các mục tiêu khí hậu của thỏa thuận Paris. Nhìn chung, các nguồn năng lượng tái tạo bị ảnh hưởng ở các mức độ khác nhau bởi các vấn đề do các đặc điểm kỹ thuật của dự án, bối cảnh địa lý và mức độ trưởng thành khác nhau. Đối với điện mặt trời, các rào cản hiện có ở các cấp độ khác nhau (hình 1) có thể cản trở việc triển khai lắp đặt điện mặt trời trong ba thập kỷ tới.

Hình 1. Các rào cản hiện có trong việc thúc đẩy triển khai điện mặt trời [4].

Giải pháp

Để vượt qua những rào cản trên, Chính phủ các nước đã đưa ra nhiều cơ chế chính sánh thúc đẩy việc triển khai năng lượng tái tạo để giảm tiêu thụ năng lượng và tăng khả năng tiếp cận năng lượng. Đồng thời, việc triển khai năng lượng tái tạo được lồng ghép vào các chính sách rộng lớn hơn để biến năng lượng trở thành chất xúc tác tăng trưởng kinh tế, toàn diện và bền vững. Cơ chế, chính sách giúp các nước phát triển vượt qua những rào cản để phát triển điện mặt trời gồm:

Chính sách triển khai

Điểm mới của chính sách triển khai là tập chung vào việc đặt mục tiêu dài hạn và tính ổn định của những công cụ hỗ trợ tài chính giúp tạo niềm tin cho nhà đầu tư. Các cơ chế hỗ trợ dài hạn nâng cao năng lực hoặc đáp ứng nhu cầu và các đề án hỗ trợ cho năng lượng tái tạo được sử dụng rộng rãi để hướng dẫn đầu tư theo các chính sách ưu tiên quốc gia sẽ thu hút đầu tư vào năng lượng tái tạo của khu vực và tư nhân. Những cơ chế hỗ trợ này cũng sẽ thúc đẩy các nhà đầu tư đẩy nhanh tiến độ xây dựng nhà máy điện mặt trời để tận dụng ưu đãi từ phía chính phủ.

Các chính sách tích hợp: nội dung chính của chính sách này là triển khai các nguồn năng lượng phân tán, nâng cao độ tin cậy cơ sở hạ tầng mạng lưới điện thông qua việc số hóa công nghệ một cách có hệ thống. Thu hút cộng đồng địa phương, đưa cộng đồng trở thành một phần cơ bản của dự án, xuyên suốt tất cả các giai đoạn phát triển và vận hành dự án (ví dụ như thông qua tạo việc làm, chia sẻ lợi nhuận với người dân). Việc thực hiện một cách có hệ thống các chính sách này sẽ tạo ra sự linh hoạt trong toàn ngành điện dẫn đến giảm chi phí, hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng và đặc biệt là tránh được những mâu thuẫn phát sinh giữa chủ đầu tư và cộng đồng dân cư.

Chính sách hỗ trợ: chính sách này tập chung thúc đẩy các chiến lược nghiên cứu và phát triển (R&D) và tiếp nhận kết quả của R&D thông qua các khoản tài trợ. Sử dụng các công cụ tài chính, thuế doanh nghiệp để khuyến khích các doanh nghiệp chuyển sang sử dụng năng lượng tái tạo. Chuỗi cung ứng nguồn nhân lực phục vụ phát triển điện mặt trời được củng cố và phát triển thông qua các chương trình nâng cấp và phát triển nguồn nhân lực, các chương trình khuyến công để tăng cường nâng cao năng lực hấp thụ công nghệ của doanh nghiệp [4].

Những vấn đề Việt Nam cần quan tâm

Về công nghệ: ngành công nghiệp điện mặt trời bao gồm các nhà sản xuất mô-đun, dây chuyền sản xuất và các đầu vào quan trọng với sự hợp tác chặt chẽ với các bên nghiên cứu nên: i) cầ cải thiện hơn nữa hiệu quả, tỷ lệ hiệu suất và độ bền của các mô-đun và hệ thống điện mặt trời; ii) tăng cường nghiên cứu và phát triển công nghệ dọc theo chuỗi giá trị của ngành công nghiệp điện mặt trời; iii) xây dựng các chương trình đào tạo, chuẩn bị nguồn nhân lực thiết kế và vận hành hệ thống tương ứng với sự phát triển của năng lượng tái tạo trong tương lai; iv) tăng cường hợp tác và nghiên cứu và chuyển giao công nghệ với các nước có kinh nghiệm về phát triển điện mặt trời.

Về quản lý/chính sách: Chính phủ, các nhà hoạch định chính sách cần loại bỏ các rào cản triển khai; thiết lập các khuôn khổ thúc đẩy sự hợp tác chặt chẽ giữa điện mặt trời và ngành điện rộng nói chung. Để thực hiện điều này, Chính phủ cần: i) đặt ra hoặc cập nhật các mục tiêu dài hạn cho việc triển khai điện mặt trời, bao gồm các mốc ngắn hạn quan trọng phù hợp với chiến lược năng lượng quốc gia; ii) xây dựng cơ chế hỗ trợ tài chính ổn định trong dài hạn, .có kế hoạch tổ chức thực hiện các gói hỗ trợ cho các nhà đầu tư một cách cụ thể, qua đó tạo được niềm tin đối với nhà đầu tư; iii) xác định và cung cấp mức tài trợ công phù hợp cho R&D tương ứng với mục tiêu giảm chi phí và tiềm năng của công nghệ và mục tiêu giảm thiểu CO2, tăng cường hợp tác quốc tế về R&D để tận dụng tốt nhất năng lực của các quốc gia; iv) khi thị trường điện mặt trời đã phát triển, từng bước sửa đổi khung chính sách về năng lực xây dựng các Dự án của các nhà đầu tư, xem xét điều chỉnh cơ cấu giá điện cho khách hàng sử dụng điện để đảm bảo thu hồi đầy đủ chi phí cố định trên lưới điện, đồng thời duy trì các động lực cho việc triển khai sản xuất điện điện mặt trời phân tán.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.