Xu hướng năng lượng tái tạo toàn cầu

20/10/2021

Xu hướng năng lượng tái tạo toàn cầu

By CMC Telecom

Hãy cùng xem xét bảy xu hướng đang thúc đẩy sự chuyển đổi này

Năng lượng tái tạo hiện đang nhanh chóng trở thành nguồn năng lượng được ưu tiên. Sự kết hợp mạnh mẽ giữa xu hướng thúc đẩy và xu hướng nhu cầu — hiển nhiên ở nhiều quốc gia phát triển và đang phát triển trên toàn cầu — đang giúp năng lượng mặt trời và gió cạnh tranh ngang bằng và dần chiếm ưu thế so với các nguồn năng lượng thông thường.

  1. Nguyên nhân đầu tiên là năng lượng tái tạo đang đạt mức giá và hiệu suất ngang bằng trên lưới điện
  2. Thứ hai, năng lượng mặt trời và gió có thể giúp cân bằng lưới điện một cách hiệu quả.
  3. Thứ ba, các công nghệ mới đang nâng cao lợi thế cạnh tranh của gió và năng lượng mặt trời.

Người tiêu dùng đang tìm kiếm các nguồn năng lượng đáng tin cậy, giá cả phải chăng và thân thiện với môi trường.Đứng đầu trong số đối tượng tiêu thụ này là các thành phố tích hợp năng lượng tái tạo vào kế hoạch thành phố thông minh, các dự án năng lượng cộng đồng, các thị trường mới nổi ưu tiên phát triển năng lượng tái tạo và các tập đoàn mở rộng phạm vi hoạt động mua sắm năng lượng mặt trời và gió.

Hiện nay, những xu hướng này có thể sẽ tiếp tục củng cố lẫn nhau. Việc triển khai các công nghệ mới sẽ giúp giảm chi phí hơn nữa và cải thiện khả năng tích hợp, cho phép ngày càng nhiều người tiêu dùng năng lượng mua được nguồn năng lượng ưa thích của họ và đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng quốc gia trên toàn thế giới.

Những trở ngại lâu nay đối với việc triển khai năng lượng tái tạo mạnh mẽ hơn đã được dỡ bỏ, nhờ vào ba yếu tố hỗ trợ: tiếp cận nhanh chóng tính ngang bằng của lưới điện, hiệu quả về chi phí và tích hợp lưới điện đáng tin cậy, đổi mới công nghệ. Từng bị loại bỏ với lí do quá tốn kém để mở rộng ra ngoài các thị trường ngách, năng lượng mặt trời và gió hiện có thể đánh bại các nguồn thông thường về giá trong khi ngày càng phù hợp với hiệu suất của chúng. Việc tích hợp năng lượng mặt trời và gió đang bắt đầu giúp giải quyết các vấn đề về lưới điện. Hơn nữa, năng lượng tái tạo không còn chờ đợi các công nghệ hỗ trợ phát triển, mà thay vào đó là nắm bắt các công nghệ tiên tiến để vượt qua các nguồn thông thường.

 

Hướng đến tương lai giá cả hiệu suất trong hệ thống điện mặt trời hòa lưới và độc lập 

Giá gió và năng lượng mặt trời cũng nhận được sự quan tâm trên toàn thế giới khi khoảng cách chi phí giữa các nguồn này và các nguồn phát điện khác ngày càng gia tăng. Ngoại trừ các nhà máy khí chu trình hỗn hợp, LCOE của tất cả các nguồn thông thường và năng lượng tái tạo không liên tục hoặc giữ nguyên (sinh khối và than) hoặc tăng (địa nhiệt, thủy điện và hạt nhân) trong tám năm qua, trong khi LCOE của gió và tiện ích trên bờ - PV năng lượng mặt trời quy mô lần lượt giảm 67% và 86% do chi phí của các bộ phận giảm mạnh và hiệu suất tăng lên - hai xu hướng được dự báo sẽ tiếp tục.

Ngoài ra, chi phí phát triển trên thế giới có thể giảm xuống khi các nhà phát triển toàn cầu và các tổ chức quốc tế hợp tác để tạo điều kiện phát triển dự án. Những quan hệ đối tác như vậy đang giúp giải quyết sự bất hòa về tài nguyên do Nhật Bản, Đức và Vương quốc Anh có tài nguyên năng lượng mặt trời ít nhất nhưng lại là những nước dẫn đầu về năng lượng mặt trời toàn cầu, trong khi Châu Phi và Nam Mỹ có nguồn năng lượng mặt trời và gió lớn nhất, nhưng phần lớn vẫn chưa được khai thác.

 

Hội nhập lưới hiệu quả và đáng tin cậy 

Một trong những trở ngại được nói đến nhiều nhất đối với việc triển khai năng lượng mặt trời và gió là tính gián đoạn của chúng. Tình hình đang đảo ngược lại: Gió và mặt trời có thể sớm không còn xuất hiện như những vấn đề cần giải quyết, mà là những giải pháp để cân bằng lưới điện.

Những thách thức về hiệu năng giữa năng lượng gió và mặt trời có thể bị phóng đại

Trên khắp Liên minh Châu Âu, Trung Quốc và Ấn Độ, các nhà khai thác đã trang bị thêm các nhà máy nhiệt và điện kết hợp truyền thống để sản xuất nhiệt mà không cần điện, và các nhà máy than và CCGT để cung cấp thêm tính linh hoạt và ổn định. Việc liên kết với các thị trường lân cận là một công cụ quan trọng khác mà Bắc Âu và các khu vực của Hoa Kỳ đã thực hiện thành công, vì việc tập hợp các nguồn năng lượng tái tạo trải rộng trên một lãnh thổ lớn hơn có thể tiết kiệm chi phí hiệu quả hơn trong việc điều chỉnh sản lượng và loại bỏ sự cắt giảm.

Năng lượng Gió và mặt trời gây áp lực giảm giá điện

Về lý thuyết, vì năng lượng mặt trời và gió có chi phí phát điện cận biên bằng không, chúng thay thế các máy phát điện đắt tiền hơn và giảm giá điện. Trong thực tế, việc triển khai năng lượng mặt trời sẽ giảm các giá điện ban ngày, còn năng lượng gió là ban đêm. Có 3/4 trong số 20 tiểu bang năng lượng mặt trời và gió hàng đầu của Hoa Kỳ có giá điện dưới mức trung bình của quốc gia Hoa Kỳ. Giá bán buôn tại thị trường năng lượng mặt trời và gió hàng đầu châu Âu, Đức, đã giảm hơn một nửa trong thập kỷ qua. Tại Đan Mạch, quốc gia có tỷ trọng năng lượng tái tạo không liên tục cao nhất thế giới (53%), giá điện không bao gồm thuế và phí thuộc loại thấp nhất ở châu Âu. 

Đóng góp ngang bằng và tăng dần của năng lượng gió và năng lượng mặt trời với độ tin cậy và khả năng phục hồi của lưới điện cao hơn

Các bang của Hoa Kỳ ít mất điện nhất nằm trong số các bang hàng đầu về năng lượng mặt trời và gió. Trong thập kỷ qua, khi sản lượng gió tăng 645% ở Texas, các chỉ số về độ tin cậy của lưới điện của bang đã cải thiện đáng kể. Các mạng lưới của Đức và Đan Mạch cũng trở nên đáng tin cậy hơn trong thập kỷ qua, ngay cả khi các quốc gia sau này chứng kiến ​​năng lượng gió và mặt trời sản xuất 90% điện năng tiêu thụ ở khu vực phía Tây của họ trong 1/5 năm nay. Mạng lưới của Đan Mạch và Đức được kết nối với nhau hiện là hai trong số các mạng lưới đáng tin cậy nhất trên thế giới.

Năng lượng gió và mặt trời có thể trở thành tài sản quan trọng của lưới điện

Khi kết hợp với bộ biến tần thông minh, năng lượng gió và năng lượng mặt trời có thể tăng tốc nhanh hơn nhiều so với các nhà máy thông thường, giúp ổn định lưới điện ngay cả khi mặt trời lặn và gió ngừng, và đối với điện mặt trời, cho thấy độ chính xác phản hồi cao hơn nhiều (phản hồi nhanh hơn và theo yêu cầu lượng điện) hơn bất kỳ nguồn nào khác.

Bộ biến tần thông minh cũng có thể biến tài nguyên phân tán thành tài sản lưới với tác động tối thiểu đến khách hàng và làm cho các tài nguyên này hiển thị và có thể sử dụng được cho các tiện ích khác. Một số khu vực pháp lý tận dụng những khả năng này đã uỷ thác chúng (ví dụ: Quebec), cho phép năng lượng tái tạo bán các dịch vụ phụ trợ tại thị trường của họ (ví dụ: Ý) và / hoặc tạo ra các thị trường dịch vụ mới.

Công nghệ tái tạo tự động, thông minh và chuyển đổi

Các công nghệ mới liên quan đến tự động hóa, trí tuệ nhân tạo (AI), cũng như các vật liệu và quy trình sản xuất tiên tiến, có thể đẩy nhanh việc triển khai năng lượng tái tạo. Các công nghệ bao gồm từ những công nghệ hợp lý hóa việc sản xuất và vận hành năng lượng tái tạo (tự động hóa và sản xuất tiên tiến) đến những công nghệ tối ưu hóa việc sử dụng chúng (AI trong dự báo thời tiết), cải thiện thị trường năng lượng tái tạo (blockchain) và chuyển đổi vật liệu của các tấm pin mặt trời và tuabin gió (vật liệu tiên tiến). Những công nghệ này hỗ trợ hai xu hướng trước bằng cách giúp giảm chi phí hơn nữa và tạo điều kiện tích hợp.

Tự động hóa đang cắt giảm đáng kể thời gian và chi phí cho việc sản xuất và vận hành năng lượng mặt trời và gió.

FirstSolar đã tự động hóa nhà máy sản xuất tại Mỹ vào năm ngoái và tăng gấp ba lần kích thước các tấm pin với chi phí thấp hơn các đối thủ khác bằng cách chuyển đổi quy trình sản xuất từ ​​quy trình hàng trăm bước, nhiều ngày sang quy trình chỉ mất vài bước và vài giờ. Tự động hóa cũng có ý nghĩa hoạt động đáng kể đối với gió ngoài khơi, hạn chế việc bảo trì theo kế hoạch hơn bất kỳ công nghệ thế hệ nào khác.

AI tối đa hiệu quả dự báo thời tiết để tối ưu hóa việc sử dụng các nguồn tài nguyên tái tạo

Dự báo thời tiết là một thành phần quan trọng trong việc tích hợp năng lượng tái tạo vì thời tiết định hình sự sẵn có của các nguồn năng lượng mặt trời và gió, cũng như mức tiêu thụ của chúng. Vào một ngày gió lạnh, cả cung và cầu điện gió đều có thể tăng lên, trong khi một đêm nhiều gió có thể làm tăng nguồn cung và nhu cầu không thay đổi. Hệ thống AI có thể xử lý hình ảnh vệ tinh, các phép đo của trạm thời tiết, các mẫu lịch sử và dữ liệu từ các cảm biến tuabin gió và bảng điều khiển năng lượng mặt trời để dự báo thời tiết, so sánh các dự báo với thực tế và điều chỉnh mô hình của nó thông qua máy học để đưa ra các dự báo ngày càng chính xác.

 

Nhu cầu

Các thành phố, cộng đồng, thị trường mới nổi và các tập đoàn đang ngày càng thúc đẩy nhu cầu về năng lượng tái tạo khi họ tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch đáng tin cậy, giá cả phải chăng  Nhờ các xu hướng thuận lợi, năng lượng mặt trời và năng lượng gió hiện đang có lợi thế tốt  để thực hiện cả ba mục tiêu này. Các thành phố tái tạo thông minh (SRC) coi năng lượng tái tạo là một phần không thể thiếu trong chiến lược xây dựng thành phố thông minh của họ; năng lượng tái tạo cộng đồng trao quyền cho người tiêu dùng tiếp cận điện khí hóa hoặc thực hiện lựa chọn điện; các thị trường mới nổi đang coi năng lượng mặt trời và gió như những phương tiện tốt nhất để cung cấp năng lượng cho các chiến lược phát triển của họ.

Năng lượng cộng đồng hoà lưới và ngoài lưới

Xu hướng ban đầu “năng lượng mặt trời cộng đồng” đã mở rộng thành “năng lượng cộng đồng” với việc bổ sung các hệ thống lưu trữ và quản lý cho phép linh hoạt hơn. Việc mở rộng đã tạo ra những cách thức mới cho năng lượng cộng đồng để phục vụ các khu vực ngoài lưới và trên lưới. Ở những khu vực có lưới điện phát triển, năng lượng cộng đồng cung cấp quyền sở hữu chung hoặc khả năng tiếp cận các nguồn năng lượng gió và mặt trời. Hợp tác xã năng lượng là cấu trúc phổ biến nhất liên quan đến quyền sở hữu chung của cộng đồng và hoạt động của các nguồn năng lượng tái tạo.

Đức là nhà lãnh đạo hợp tác năng lượng toàn cầu: Hơn hai phần năm năng lượng tái tạo được lắp đặt tại nước này năm ngoái thuộc sở hữu của hợp tác xã và Đức gần đây đã thực hiện các quy tắc mới để tạo sân chơi cho các hợp tác xã năng lượng tham gia đấu giá điện. Các hợp tác xã năng lượng cũng là những người tiên phong về năng lượng cộng đồng trong Hoa Kỳ, các tiện ích do hợp tác sở hữu được thúc đẩy bởi nhu cầu của khách hàng thành viên, chiếm hơn 70% các chương trình năng lượng mặt trời cộng đồng của Hoa Kỳ, trong khi các tiện ích lớn hơn chiếm phần lớn công suất.

 

Các thị trường hàng đầu

Các ngành công nghiệp năng lượng mặt trời và gió bắt đầu và trưởng thành ở các nước phát triển (được định nghĩa là 33 thành viên OECD có thu nhập cao), nhưng trọng tâm của chúng đã chuyển sang các thị trường mới nổi (tất cả các nước chưa phát triển). Năm 2013, các thị trường mới nổi đã vượt qua nhóm các nước phát triển về tốc độ tăng trưởng gió trên đất liền và tăng trưởng điện mặt trời; năm 2017, nhóm các nước mới nổi chiếm 63% tổng vốn đầu tư mới trên toàn cầu vào năng lượng tái tạo, nới rộng khoảng cách đầu tư với các nước phát triển lên mức cao kỷ lục. 

Với tư cách là nhà lãnh đạo toàn cầu, Trung Quốc đang thúc đẩy sự đi lên của các thị trường mới nổi trong tăng trưởng năng lượng tái tạo.

Trung Quốc ghi nhận mức tăng trưởng tổng công suất lắp đặt và năng lượng mặt trời và gió lớn nhất trong năm 2017 và là thị trường duy nhất trên 100 GW cho cả hai nguồn. Chỉ riêng Trung Quốc đã chiếm hơn một nửa số công suất lắp đặt năng lượng mặt trời mới cũng như 2/3 sản lượng tấm pin năng lượng mặt trời toàn cầu trong năm 2017. Tám trong số mười nhà cung cấp năng lượng mặt trời hàng đầu là Trung Quốc và ba công ty gió hàng đầu của Trung Quốc cùng chiếm lượng gió lớn nhất thị phần. 

Các thị trường mới nổi đang thúc đẩy tăng trưởng năng lượng tái tạo và có tiềm năng lớn nhất để thúc đẩy tăng trưởng trong tương lai.

Các cuộc đấu thầu dự án nâng cao công suất năng lượng mặt trời và năng lượng gió đã ghi nhận giá thầu thấp nhất thế giới vào năm 2017 ở Mexico và Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất (UAE). Các cuộc đấu giá đã giúp biến Ấn Độ trở thành thị trường năng lượng tái tạo năng lượng cạnh tranh nhất thế giới, với những nhà đầu tư mới tham gia cuộc tranh đấu. Ấn Độ và Thổ Nhĩ Kỳ đã tăng gấp đôi công suất năng lượng mặt trời của họ vào năm 2017 và gần đây đã nâng mục tiêu năng lượng tái tạo cao ngất ngưởng lên 227 GW vào năm 2022. 

Các thị trường mới nổi đang ươm mầm cho sự đổi mới.

Các nước phát triển đã được hưởng lợi từ các sản phẩm mà đã thành công ở các nước đang phát triển. Ví dụ, đấu giá năng lượng tái tạo được các thị trường mới nổi chấp nhận đầu tiên và điều đó đã khiến giá năng lượng tái tạo trên toàn cầu giảm mạnh. Một số sản phẩm năng lượng mặt trời và gió được thiết kế cho các thị trường mới nổi hiện cũng đang được triển khai tại các thị trường phát triển. Ví dụ, các microgrid được thiết kế để điện khí hóa các khu vực ngoài lưới điện ở các nước đang phát triển đã được ứng dụng trong các mỏ ở xa ở các nước phát triển.

 

Phạm vi phát triển của doanh nghiệp

Các tập đoàn đang mua sắm năng lượng tái tạo theo những cách thức mới, với sự tham gia ngày càng nhiều các lĩnh vực công nghiệp. Các hợp đồng mua bán điện (PPA) đang trở thành công cụ ưa thích khi các tập đoàn ngày càng đặt ra nhiều tiêu chuẩn khắt khe về nguồn năng lượng : Tiêu chuẩn vàng là đảm bảo việc mua sắm tạo ra năng lực tái tạo bổ sung, có thể đo lường được. PPA cung cấp tính bổ sung lớn nhất, nhưng chủ yếu có thể truy cập được đối với các tập đoàn lớn.

PPA là công cụ mua sắm doanh nghiệp đang phát triển nhanh chóng nhất

Các tập đoàn đã cung cấp 465 terawatt giờ (TWh) năng lượng tái tạo trên toàn cầu trong năm 2017 thông qua tự sản xuất hoặc mua sắm. Ba công cụ mua sắm có sẵn cho các phạm vi khác nhau trên 75 quốc gia nơi các tập đoàn đang tìm kiếm nguồn năng lượng tái tạo: EAC, các chương trình mua sắm xanh tiện ích (UGP), và Hợp đồng mua bán điện. EAC, công cụ mua sắm được sử dụng rộng rãi nhất, hiện có ở 57 quốc gia và rất dễ sử dụng. Chúng cho phép các công ty chứng nhận việc tuân thủ các yêu cầu tái tạo của chính phủ hoặc các mục tiêu tự nguyện. UGP có sẵn ở 39 quốc gia, chủ yếu ở Châu Âu, nhưng là công cụ ít được sử dụng nhất và kém minh bạch nhất. Chúng thường bị ràng buộc với các EAC và có chung những nhược điểm.

PPA hiện có ở 35 quốc gia và nhanh chóng lan rộng. Năm 2017, các tập đoàn đã ký hợp đồng mua bán điện năng lượng tái tạo kỷ lục 5,4GW tại 10 quốc gia. Tính đến cuối tháng 7 năm 2018, các tập đoàn đã vượt xa kỷ lục này, với 7,2 GW được mua tại 28 thị trường. PPAs đề xuất hợp đồng mua bán điện với nhiều bổ sung và tiết kiệm chi phí hơn không chỉ EAC và UGP, mà còn cả giá điện thông thường. Tuy nhiên, chúng khó tiếp cận hơn đối với những người chơi nhỏ. Chúng là công cụ ưu tiên cho các công ty có chi phí điện vượt quá 15% chi phí hoạt động. Hầu hết các công ty này chủ động quản lý việc mua sắm năng lượng vì nó thể hiện một khoản chi đáng kể.

Cả ba công cụ này đều có sẵn ở Bắc Mỹ và hầu hết các nước Châu Âu. Các quốc gia phát triển này tiếp tục là thị trường mua sắm doanh nghiệp hàng đầu và công nghệ thông tin vẫn là lĩnh vực hàng đầu. Tuy nhiên, các công ty trong các lĩnh vực khác cũng đang tăng cường mua sắm tái tạo và các thị trường mới nổi đang làm cho nó dễ dàng hơn. Các thị trường mới nổi Ấn Độ và Mexico cũng cung cấp một bộ công cụ đầy đủ và đang chứng kiến ​​hoạt động mua sắm tập đoàn đa quốc gia và quốc gia ngày càng tăng.

Kết luận

Nhu cầu về năng lượng tái tạo đang tăng lên một cách đáng kinh ngạc. Năng lượng mặt trời và năng lượng gió hiện đã tiến gần nhất đến việc đáp ứng ba ưu tiên của người tiêu dùng năng lượng: độ tin cậy, khả năng chi trả và trách nhiệm với môi trường. Tại các thị trường tái tạo hàng đầu như Đan Mạch, lợi ích của cộng đồng siêu quốc gia, quốc gia và địa phương đều phù hợp với các mục tiêu này. Ở những nước khác, chẳng hạn như Hoa Kỳ và Úc, nơi mà giới lãnh đạo quốc gia đang rút lui về các nỗ lực khử cacbon, các thành phố, cộng đồng và tập đoàn đã trở thành những bên có liên quan nhất. Họ đã tăng cường để lấp đầy khoảng trống và nhu cầu tiếp tục tăng. Cuối cùng, các thị trường mới nổi sẽ chứng kiến ​​sự tăng trưởng đáng kể nhất về nhu cầu điện khi chúng phát triển và / hoặc điện khí hóa đã nhảy vọt lên vị trí dẫn đầu về năng lượng mặt trời và gió. Tương lai của năng lượng tái tạo chưa bao giờ mạnh mẽ và hứa hẹn hơn thế này.

 

Các giải pháp

Quản trị không gian làm việc số
Trong thời đại kỹ thuật số, nơi chuyển đổi là điều cần thiết để duy trì khả năng cạnh tranh, năng lực chuyển đổi số trong quản trị văn phòng là thứ mà các công ty cần để tối đa hóa giá trị của những chuyển đổi của mình.

  • Nâng cao hiệu quả quản trị
  • Tối ưu chi phí
  • Tối ưu quy trình

  Khám phá giải pháp

Thúc đẩy tăng trưởng doanh thu và khách hàng
Chúng tôi mang đến giải pháp giúp gia tăng trải nghiệm dịch vụ khách hàng từ đó thúc đẩy tăng trưởng doanh thu và khách hàng cho doanh nghiệp.

  • Nâng cao hiệu quả Marketing
  • Kết nối và hợp nhất
  • Gia tăng trải nghiệm khách hàng

 Khám phá giải pháp

Khách hàng

Khám phá các giải pháp cho ngành năng lượng điện dể dẫn dắt hành trình trải nghiệm của khách hàng. Các giải pháp và dịch vụ của CMC cung cấp giá trị trên toàn bộ phạm vi hoạt động công nghệ số cho ngành năng lượng 

Xem tất cả các khách hàng điển hình

Chúng tôi có thể giúp gì thêm cho bạn?

Hãy liên hệ với C.OPE2N ngay bây giờ