Ảnh minh họa

Phần 2. Năng lượng tái tạo: Những thách thức cứng rắn cần giải quyết để tăng trưởng bền vững

Năng lượng tái tạo là trụ cột chính để loại bỏ carbon cho nền kinh tế thế giới. ING kỳ vọng công suất năng lượng tái tạo sẽ tăng trưởng khá ở cả châu Âu và Hoa Kỳ trong năm 2024 và hơn thế nữa. Tuy nhiên, điều đó không diễn ra một cách đủ nhanh vì chuỗi cung ứng dễ bị tổn thương, chi phí tài chính khá cao, mạng lưới điện bị tắc nghẽn và tiến độ cấp phép diễn ra ở mức độ chậm.

Triển khai điện tái tạo toàn cầu: Nhanh chóng song chưa đủ mức nhanh

Hiện chi phí năng lượng tái tạo đã có chiều hướng giảm mạnh trong hai thập kỷ qua và năng lượng tái tạo đang chuyển sang một thị trường rộng lớn hơn với việc bổ sung công suất điện năng lượng tái tạo toàn cầu đã đạt kỷ lục mới trong 22 năm liên tiếp, theo Cơ quan năng lượng quốc tế (IEA). Tuy nhiên, sức ép đòi hỏi phải triển khai năng lượng tái tạo còn phải tiến nhanh hơn nữa. Các thành phần khác nhau của nền kinh tế toàn cầu, chẳng hạn như ngành giao thông vận tải và công nghiệp đều rất cần điện năng lượng tái tạo để loại bỏ carbon trong hoạt động sản xuất kinh doanh của họ.

Đây chính là lý do tại sao tại Hội nghị COP28 về biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc diễn ra ở UEA năm ngoái, chính phủ các nước đều đã nhất trí việc tăng gấp ba công suất năng lượng tái tạo toàn cầu từ khoảng 3.600 GW (2022) lên hơn 11.000 GW (2030), điều này có thể giúp thế giới giảm 1/3 lượng khí thải CO₂ cần thiết để kìm giữ sự nóng lên của trái đất ở mức trong ngưỡng 1,5°C so với thời kỳ tiền công nghiệp.
IEA ước tính rằng thế giới có thể đạt được 4.700 GW công suất năng lượng tái tạo vào cuối năm 2024 so với mức tăng công suất từ hơn 4.100 GW (2023). Theo chính sách và điều kiện thị trường dự kiến ​​hiện nay thì công suất năng lượng tái tạo toàn cầu sẽ tăng gấp 2,5 lần (2030).

Những nỗ lực chưa thành công với những gì được cho là cần thiết nhằm tăng gấp ba công suất năng lượng tái tạo toàn cầu vào năm 2030

Dự báo trên cho thấy mặc dù việc gia tăng khoảng gấp ba lần công suất năng lượng tái tạo vào năm 2030 không hoàn toàn nằm ngoài tầm với song các chính sách hiện tại và điều kiện thị trường sẽ không thể giúp thế giới đạt được mục tiêu trên. Trong khi phân tích dữ liệu, ING cũng có thể thấy rằng phần lớn mức tăng trưởng sẽ đến từ Trung Quốc nhờ sự thống trị chuỗi cung ứng, đầu tư vốn cao hơn đáng kể và chi phí tài chính thấp hơn. Tuy nhiên, trong phạm vi báo cáo này, ING sẽ tập trung đề cập đến hai nền kinh tế lớn khác là châu Âu và Hoa Kỳ thông qua phân tích đánh giá triển vọng của thị trường năng lượng tái tạo và những điều cần thiết để việc triển khai phát triển năng lượng tái tạo được nhanh chóng hơn.

Châu Âu và Hoa Kỳ: Triển vọng tốt hơn đối với năng lượng mặt trời hơn là năng lượng gió

Hiện ING kỳ vọng vào tốc độ tăng trưởng năng lượng tái tạo ở mức khá ở Hoa Kỳ trong năm 2024. Cụ thể, Cơ quan Thông tin năng lượng Hoa Kỳ (EIA) kỳ vọng năng lượng mặt trời sẽ là động lực chính thúc đẩy tăng trưởng sản xuất điện trong năm nay với mức đóng góp vào cơ cấu năng lượng tăng từ mức 4% (2023) lên mức 6% trong năm 2024. Điều này trái ngược với sản lượng điện đốt than ở Hoa Kỳ được dự báo sẽ giảm 9% trong năm nay do chi phí tương đối cao hơn và kế hoạch chấm dứt hoạt động của các nhà máy nhiệt điện đốt than đá theo lộ trình vạch sẵn. Mặt khác, năng lượng gió hiện phải đối mặt với nhiều thách thức hơn như chi phí tài chính vốn đầu tư cao hơn và sự gián đoạn chuỗi cung ứng, nên sẽ phải trải qua giai đoạn hạ nhiệt từ ngắn đến trung bình.

Tóm lại, năng lượng mặt trời và năng lượng gió ở Hoa Kỳ dự kiến ​​sẽ chiếm khoảng 17% sản lượng điện của toàn quốc (2024) so với mức tăng khoảng 15% (2023), điều này cho thấy thị trường năng lượng tái tạo đang phát triển liên tục cho dù còn ở mức khá vừa phải. Về trung hạn, từ năm 2023 đến năm 2028, Hoa Kỳ có thể sẽ bổ sung thêm 340 GW công suất năng lượng tái tạo mới, trong đó năng lượng mặt trời là nguồn tăng trưởng chính.

Đối với châu Âu, với khung chính sách toàn diện hơn và nhu cầu mạnh mẽ hơn trong chuyển đổi cơ cấu năng lượng khỏi sự phụ thuộc vào khí đốt tự nhiên của Nga, thì hiện đang tiến bước xa hơn trong việc triển khai năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Theo Cơ quan thống kê châu Âu (Eurostat), EU đã tạo ra 15% điện năng từ năng lượng gió và 7% từ năng lượng mặt trời với tổng cộng điện năng chiếm tới 22% tổng nguồn điện toàn khu vực (2022). Sản xuất năng lượng mặt trời cũng đạt mức tăng trưởng mạnh nhất từ ​​năm 2008 đến năm 2022 và vẫn sẽ là động lực mạnh nhất cho việc bổ sung công suất năng lượng tái tạo dự kiến ​​là 532 GW từ năm 2023 đến năm 2028. Năng lượng gió dự kiến ​​cũng vẫn sẽ tăng trưởng trong vài năm tới song triển vọng về tốc độ tăng trưởng đã bị suy yếu. Ở mức độ thấp hơn, năng lượng gió ở châu Âu cũng đang gặp phải những quan ngại về hiệu quả tài chính của dự án và sự phức tạp trong quán trình cấp phép.

Thử thách kéo dài, tiến độ triển khai chậm

Các điều kiện và dự báo nêu trên cho thấy châu Âu và Hoa Kỳ có thể sẽ không đạt được mục tiêu như COP28 đã đặt ra là tăng gấp ba công suất năng lượng tái tạo vào năm 2030 vì cho đến nay đều chưa làm được gì nhiều. Vì vậy, hai nền kinh tế trên vẫn có thể xoay chuyển được tình thế đó. Dưới đây, ING trình bày chi tiết những thách thức mà ngành năng lượng tái tạo ở châu Âu và Hoa Kỳ phải đối mặt cũng như những nỗ lực đạt được tiến bộ cho dù còn ở mức độ chậm nhằm giải quyết mục tiêu đã đặt ra.

Lãi suất tăng cao

Mặc dù chi phí công nghệ đổi mới sáng tạo năng lượng gió và mặt trời giảm song các nhà phát triển ở các nền kinh tế tiên tiến như châu Âu và Hoa Kỳ vẫn phải hứng chịu chi phí phát triển dự án cao hơn trong môi trường lãi suất tăng cao. Các dự án sử dụng nhiều vốn hơn, chẳng hạn như dự án điện gió thì đang chịu tác động ảnh hưởng nặng nề hơn cả. Hơn nữa, lãi suất cao hơn cùng với lạm phát neo ở mức cao và những khó khăn trong chuỗi cung ứng thì cũng có nghĩa là các dự án có hợp đồng mua hàng hóa (khách hàng) được cơ cấu và ký kết dựa trên lãi suất thấp hơn sẽ phải đối mặt với thách thức là không thể mang lại đủ doanh thu để bù chi. Điều này thực sự đã khiến một số chủ đầu tư trì hoãn hoặc hủy bỏ các dự án với hy vọng đàm phán lại giá của hợp đồng. Ví dụ, tại Hoa Kỳ, hơn 10 GW công suất điện gió ngoài khơi theo kế hoạch đã bị ảnh hưởng do đối mặt với nguy cơ bị trì hoãn hoặc hủy bỏ, trong khi đó chi phí liên quan đến lãi suất cao lại là nguyên nhân chính.

Trong hoàn cảnh như vậy, việc hỗ trợ chính sách đã trở nên rất quan trọng để duy trì đà tăng trưởng năng lượng tái tạo mà Hoa Kỳ và châu Âu đã trải qua cho đến nay. Hiện ING có đủ lý do để kỳ vọng đối với chính sách RePowerEU của châu Âu (kết hợp với các chính sách khác trong chuyển đổi năng lượng và ứng phó với biến đổi khí hậu) cũng như hai đạo luật Giảm thiểu lạm phát (IRA) và đạo luật Việc làm và đầu tư cơ sở hạ tầng (IIJA) của Hoa Kỳ, vì vậy, cả hai khu vực trên vẫn cần trông đợi vào sự tăng trưởng liên tục trong dài hạn.

Tình trạng tắc nghẽn của mạng lưới điện và quy trình cấp phép chậm trễ

Hiện có một thách thức khác mà cả thị trường năng lượng tái tạo ở châu Âu và Hoa Kỳ đang phải đối mặt là tình trạng tắc nghẽn mạng lưới điện và những thách thức về việc tiến độ cấp giấy phép bị chậm trễ.

Tại châu Âu, các nhà phát triển năng lượng tái tạo ở nhiều quốc gia đã phải đối mặt với nhiều thách thức, điều này tác động tiêu cực đến tiến độ dự án do quy trình cấp phép phức tạp và bị kéo dài. Tại một số quốc gia như Hy Lạp và Hungary, chính phủ sở tại đã ngừng tiếp nhận đơn đăng ký xây dựng các dự án điện với quy mô lớn. Tuy nhiên, những nỗ lực để thay đổi những tình trạng như vậy vẫn đang được các nhà phát triển tiến hành. EU đã đặt ra mức giới hạn hai năm cho việc thực hiện các quy trình cấp phép dành cho phát triển dự án năng lượng tái tạo. CHLB Đức thì đã đơn giản hóa các yêu cầu hòa mạng lưới điện dành cho hệ thống dân cư. Hà Lan cũng đang nỗ lực đẩy nhanh thủ tục cấp phép cho các dự án năng lượng tái tạo.

Năm 2022 đã có hơn 2 terawatt (TW) công suất điện của Hoa Kỳ đang xếp hàng chờ đến lượt được cấp phép để đưa vào hoạt động mà phần lớn trong số đó là các dự án năng lượng mặt trời, gió và lưu trữ điện năng. Nguyên nhân dẫn đến tình trạng tắc nghẽn như vậy như ING đã phân tích trước đây, bao gồm quy trình cấp phép bị kéo dài và thiếu hụt viên chức chính phủ có kinh nghiệm để xem xét các dự án năng lượng tái tạo. Đáng chú ý, công suất 2 TW đang bị treo cấp phép hòa vào mạng lưới điện lại cao hơn tổng công suất gần 1,3 TW của Mỹ đã được cấp phép trong năm 2022. Điều đó có nghĩa là, nếu toàn bộ công suất chờ cấp phép được hòa lên mạng lưới điện ngày hôm nay thì Hoa Kỳ sẽ có công suất tăng gấp đôi mà chủ yếu là do từ năng lượng tái tạo. Nhận thức được các vấn đề trên, Chính quyền tổng thống Hoa Kỳ Joe Biden hiện đang nỗ lực đẩy nhanh quá trình cấp phép thông qua các đề xuất cải cách của Ủy ban Điều tiết năng lượng Liên bang (ERC). Tuy nhiên, tiến độ cấp phép dự kiến ​​vẫn sẽ triển khai chậm do cần nhiều nỗ lực để mang lại những thay đổi một cách rõ ràng cho cả hệ thống điện hiện tại.

Đối với cả Hoa Kỳ và châu Âu thì nhu cầu cấp thiết hiện nay là mở rộng công suất truyền tải mạng lưới điện nhằm đáp ứng nhiều hơn các dự án đã được quy hoạch. Ví dụ, đạo luật IIJA đang phân bổ kinh phí đầu tư xây dựng thêm nhiều đường dây truyền tải điện tốc độ cao. Những nỗ lực tương tự cũng đang diễn ra ở châu Âu mặc dù ở cả hai khu vực trên sẽ phải mất một thời gian trước khi các nhà phát triển bắt đầu nhận thấy những thay đổi có ý nghĩa về đầu tư vốn xây dựng dự án.

Hiện ngay tại hai nền kinh tế lớn trên, các nhà phát triển đang ngày càng quan tâm đến việc tăng cường khả năng lưu trữ pin dọc theo các dự án năng lượng tái tạo của họ. Tại Hoa Kỳ, hiện gần một nửa công suất năng lượng mặt trời và 8% công suất năng lượng gió đang được xếp hàng chờ cấp phép thì đều là những nhà máy điện lai (hybrid plants) có khả năng lưu trữ (mặc dù khoản thuế tín dụng theo đạo luật IRA chỉ ưu tiên các dự án pin độc lập để có thể thay đổi khuynh hướng này). Tại châu Âu, hiện cũng đã có các cuộc đấu giá do chính phủ chủ trì tổ chức đối với các dự án thuê địa điểm (colocation) lưu trữ năng lượng tái tạo (ví như ở CHLB Đức) và sự gia tăng của các thỏa thuận mua bán điện kết hợp (cho phép cơ cấu hợp đồng linh hoạt hơn đối với các dự án lưu trữ kèm theo các dự án năng lượng tái tạo) mặc dù việc xây dựng thiết kế các cơ chế này vẫn cần cải thiện thêm.

Chuỗi cung ứng dễ bị tổn thương

Hiện Trung Quốc đang kiểm soát phần lớn nguyên liệu thô và năng lực sản xuất cần thiết để chế tạo thiết bị tái tạo. EU và Hoa Kỳ chủ yếu vẫn phụ thuộc vào việc nhập khẩu thiết bị năng lượng tái tạo, đặc biệt là trong ngành năng lượng mặt trời. Năm 2022, Hoa Kỳ sản xuất 5 GW mô-đun quang điện mặt trời trong khi lại phải nhập khẩu tới 29 GW mô-đun quang điện mặt trời. Về phía châu Âu thì cũng đã bổ sung thêm 41,4 GW công suất năng lượng mặt trời (2022) trong khi chỉ có 1,7 GW tấm đĩa bán dẫn (wafer), 1,4 GW tế bào và 9,2 GW mô-đun thì lại được sản xuất trong khu vực.

Trong nửa đầu năm 2023, có tới 98% lượng mô-đun và tế bào quang điện mặt trời nhập khẩu của châu Âu là đến từ thị trường Trung Quốc, điều này đã khiến cho cả châu Âu cực kỳ phụ thuộc vào một quốc gia duy nhất trên kiểm soát về nguyên liệu thô dùng cho năng lượng mặt trời. Mặc dù Hoa Kỳ hầu như không nhập khẩu thiết bị năng lượng mặt trời từ thị trường Trung Quốc bởi do các rào cản hạn chế thương mại về mặt quy định luật lệ song trên thực tế, hầu hết hàng nhập khẩu thiết bị năng lượng thì đều có xuất xứ từ các nước Đông Nam Á (trong đó có Việt Nam như nêu trong hình họa) mà có thể đó là nguyên liệu thô được chuyển hướng nguồn gốc xuất xứ từ Trung Quốc.

Trong bối cảnh đó, việc đảm bảo chuỗi cung ứng sẽ là chủ đề chính cho ngành năng lượng tái tạo toàn cầu trong thập kỷ này và xa hơn thế nữa. Hiện cả châu Âu và Hoa Kỳ đều đang tích cực nỗ lực tăng cường tính độc lập của chuỗi cung ứng nguyên liệu thô và thiết bị năng lượng tái tạo. Theo đó, EU đã tuyên bố sẽ tự chủ độc lập ít nhất là 40% về năng lực sản xuất công nghệ phát thải CO₂ ròng bằng 0, trong khi Hoa Kỳ đã đưa một loạt chính sách xây dựng chuỗi cung ứng năng lượng sạch trong nước theo quy định của đạo luật IRA hiện đóng vai trò mang tính bước ngoặt và chủ yếu.

Theo kế hoạch, cả hai khu vực trên dự kiến ​​cuối cùng sẽ phát triển chuỗi cung ứng năng lượng sạch riêng vững chắc song sẽ phải mất thêm nhiều thời gian và tốn kém vốn đầu tư ban đầu. Trước đó, các nhà phát triển dự án toàn cầu có thể kỳ vọng vào các biện pháp chính sách bảo hộ bổ sung từ Hoa Kỳ và EU nhằm bảo vệ chuỗi cung ứng mà cả hai khu vực đều đang phát triển, bao gồm Cơ chế điều chỉnh biên giới carbon (CBAM) là một chính sách thuộc Thỏa thuận xanh châu Âu mang tính chiến lược tăng trưởng mới của EU, các rào cản hạn chế thương mại, biểu thuế quan nhập khẩu, v.v. Về phía Trung Quốc, hiện vẫn chưa rõ tác động của các biện pháp phòng vệ thương mại trên ra sao song sẽ xuất hiện những nguy cơ rủi ro nếu nước này đề ra đối sách phản ứng khi có thể nhằm áp dụng các biện pháp đối phó, điều này sẽ làm phức tạp thêm tình hình địa chính trị của chuỗi cung ứng năng lượng tái tạo toàn cầu. Về nguyên tắc thì những biện pháp này có thể không có lợi cho các nhà phát triển và nhà sản xuất nguyên liệu thô dưới góc độ thương mại toàn cầu song đó lại là điều họ sẽ ngày càng cần phải xem xét và quản trị tốt hơn.

Thế giới cần nhiều năng lượng tái tạo hơn trước kia

Trong khi các lĩnh vực khác nhau đang tăng tốc hướng tới điện khí hóa thì thế giới cần nhiều năng lượng tái tạo hơn bao giờ hết. Chi phí đầu tư xây dựng dự án giảm xuống mức đáng kể và công suất lắp đặt tăng lên trong hai thập kỷ qua là bằng chứng cho thấy năng lượng gió và mặt trời đã bước sang giai đoạn phát triển mới lớn hơn. Tuy vậy, những tiến bộ đạt được như vậy không thể che giấu những thách thức dai dẳng mà năng lượng tái tạo hiện đang phải đối mặt. Việc ứng dụng năng lượng tái tạo một cách nhanh hơn thì cần có những cải cách toàn diện trong thiết kế hệ thống điện, cấp phép và hướng nghiệp cho người lao động cũng như điều chỉnh chính sách liên tục để phản ánh các điều kiện nền kinh tế vĩ mô hiện tại.

Phần 3. Quay trở lại thực tế trên con đường hướng tới mở rộng quy mô hydrogen

ING đang kỳ vọng thị trường hydrogen sẽ phát triển vào năm 2024 song với mức độ ít hơn nhiều so với dự định. Năm 2025 tới đây cũng sẽ được tạo lập để đưa ra các chính sách năng lượng tái tạo cho sự tăng trưởng tương lai. Số lượng và quy mô thực tế của các dự án mới ít quan trọng hơn khi mà sự chú ý bây giờ nên chuyển sang việc biến năng lượng tái tạo trở thành những câu chuyện thành công khi niềm tin được đặt vào hydrogen có thể phát triển thành công.

Hydrogen mở đường chuyển đổi năng lượng khỏi nhiên liệu hóa thạch

Hiện những nỗ lực nhằm loại bỏ carbon trong nền kinh tế toàn cầu đang bắt đầu đạt được bước ngoặt khi Hội nghị COP28 về biến đổi khí hậu mới đây tại UAE đã đạt được thỏa thuận chuyển đổi năng lượng khỏi nhiên liệu hóa thạch. Tuy vậy, tiềm năng của năng lượng tái tạo vẫn bị hạn chế trong các lĩnh vực sử dụng nhiều năng lượng vì các electron thường không thể thay thế nhiệt độ rất cao. Ngoài ra, số electron này cũng không phải là chất thay thế cho các phân tử hydrocarbon từ nhiên liệu hóa thạch cần thiết để tạo ra các sản phẩm như sắt thép, nhựa, dược phẩm và nhiên liệu cho hàng không, vận tải biển và vận tải đường bộ.

Do vậy, việc thu hồi và lưu trữ carbon (CCS) có thể làm giảm lượng khí thải CO₂ từ các hoạt động dựa trên nhiên liệu hóa thạch với một mức độ nào đó nhưng không thể “chuyển đổi khỏi nhiên liệu hóa thạch”. Một số quan ngại khác lại lập luận CCS thậm chí có thể làm ngăn cản hoặc trì hoãn quá trình chuyển đổi năng lượng này.

Mặt khác, hydrogen chứng tỏ việc giữ lại những sự cam kết trên khi được coi đây là chất thay thế cho nhiên liệu hóa thạch, đặc biệt là hydrogen xanh bởi nó có thể tạo ra ở nhiệt độ cao và bằng cách phản ứng với nguồn carbon như CO₂, thì kết quả là có thể tạo ra nguyên liệu cần thiết để sản xuất sắt thép và nhựa. Vì vậy, ING sẽ chia sẻ đánh giá về điều gì sẽ xảy ra với hydrogen vào năm 2024.

Năm 2023 thất bại trong việc giảm chi phí một cách nhanh chóng và lớn hơn

Năm 2023 được coi là một năm rất đáng thất vọng bởi nhiều nhà phát triển dự án đã buộc phải trì hoãn đầu tư vốn vào các dự án năng lượng thí điểm công bố trước đó, đặc biệt là hydrogen xanh. Hiện các chính trị gia phải mất nhiều thời gian hơn để tìm ra các chi tiết phức tạp xây dựng chính sách và mở rộng quy mô nền kinh tế hydrogen. Hiện cả châu Âu lẫn châu Á vẫn đang phải đối mặt với giá năng lượng cao, điều này khiến quá trình sản xuất và vận chuyển hydrogen tiêu tốn nhiều năng lượng khiến đây trở thành một hoạt động kinh doanh quá tốn kém. Cuối cùng, các máy điện phân mới đắt tiền ra đời song chưa được chứng minh sẽ không rẻ hơn nhiều chỉ trong một năm, đặc biệt là khi các dự án thí điểm bị đình hoãn trở lại.

Hydrogen xanh vẫn rất đắt, đặc biệt là ở châu Âu nơi giá năng lượng cao

Chi phí hydrogen xám và xanh lam dựa trên giá khí đốt là €29/MWh ở châu Âu và 3,5$/MMbtu ở Hoa Kỳ (€11/MWh). Đối với hydrogen xanh, ING giả định tỷ lệ thu giữ CCS là 85%. Hydrogen xanh được sản xuất bằng máy điện phân kiềm do phương Tây sản xuất có giá khoảng 1.000 €/kW và chạy tải hiệu quả 70% và công suất 70%. Hơn nữa, ING còn giả định giá điện là €90/MWh ở châu Âu và $40/MWh ở Hoa Kỳ (€36/MWh). ING đã chuyển đổi tất cả giá đô la bằng tỷ giá hối đoái 1$=€0,91. Kết quả thể hiện được chi phí sản xuất tại chỗ song không bao gồm chi phí vận chuyển hoặc lưu trữ hydrogen, chi phí này có thể đáng kể nếu hydrogen được sử dụng ở xa địa điểm sản xuất và cần được lưu trữ tạm thời.

Hiện giá hydrogen xanh vẫn còn cao khiến người dân nộp thuế phải rớt nước mắt, đặc biệt là ở thị trường châu Âu. Ngay cả khi nhận được mức trợ cấp đề xuất ở mức €3/kg thì giá của hydrogen xanh vẫn không thể nào cạnh tranh nổi về mặt chi phí với hydrogen xám hoặc xanh lam trong nhiều trường hợp.

Lý do là lãi suất cao hơn đã tăng thay vì giảm chi phí điện phân vào năm 2023. Đường cong học tập giữa chi phí sản xuất và đầu ra sản phẩm dự kiến ​​​​về chi phí điện phân đã không trở thành hiện thực như kỳ vọng do có ít dự án đạt được quyết định đầu tư cuối cùng vào năm 2023. Trong khi giá điện bán buôn giảm vào năm ngoái thì giá điện lưới đã giảm với mức độ tăng lên đáng kể ở nhiều quốc gia. Cuối cùng, dự báo chi phí hydrogen sẽ giảm mạnh khi có thị trường hydrogen toàn cầu rộng lớn, trong đó người sử dụng hydrogen được hưởng lợi từ các khu vực sản xuất với chi phí thấp. Hiện tại, thị trường vẫn mang tính chất địa phương vùng miền, đặc biệt đối với hydrogen xanh và sẽ mất nhiều năm nữa để phát triển các trung tâm xuất nhập khẩu trên toàn cầu.

Năm 2024 sẽ đem lại nhiều chủ nghĩa hiện thực hơn cho sự tương tác hydrogen

Sự lạc quan đơn giản có thể đã dâng lên quá cao trong giai đoạn đầu của nền kinh tế hydrogen, một xu hướng phổ biến đối với các công nghệ đổi mới sáng tạo mới. Nhìn chung, cần phải mất từ ba đến bốn thập kỷ để làm cho chi phí năng lượng tái tạo mới có thể cạnh tranh được với năng lượng từ các nhà máy nhiệt điện đốt than đá hoặc khí đốt tự nhiên. Ngành công nghiệp năng lượng mặt trời và gió đã trải qua những chu kỳ bùng nổ và phá sản lớn trong tiến trình phát triển đó. Sự thách thức đối với hydrogen là đạt đến giai đoạn tăng trưởng của thị trường nhanh gấp đôi và không gặp phải những trở ngại lớn trên thương trường. ING đang kỳ vọng vào thực tế nhiều hơn so với quy mô của thách thức trên trong năm nay.

Hydrogen sẽ thể hiện màu sắc riêng và lượng khí thải CO₂ trong năm 2024

ING đã nhấn mạnh theo định nghĩa thì hydrogen xanh không dẫn đến lượng khí thải CO₂ thấp hơn so với việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch ví như khí đốt tự nhiên. Cường độ CO₂ của mạng lưới điện quyết định hydrogen xanh tốt hay xấu đối với khí hậu môi trường. Điều này được cho là rất phù hợp vì hệ thống điện ở nhiều quốc gia vẫn phụ thuộc phần lớn vào nhiên liệu hóa thạch. Kết quả là, các chính trị gia đã dành rất nhiều nỗ lực đưa ra các quy định phức tạp nhằm xác định hiệu suất phát thải của hydrogen.

Ví dụ như ở châu Âu đã ban hành Chỉ thị về năng lượng tái tạo (RED) hiện bao gồm các quy tắc sản xuất hydrogen xanh bằng năng lượng tái tạo:

- Tương quan về mặt địa lý: Các tấm pin mặt trời hoặc tua-bin gió cung cấp năng lượng cho máy điện phân phải ở gần nhau tức là trong cùng khu vực đấu thầu. Điều đó có thể hạn chế việc sử dụng Hợp đồng mua bán điện (PPAs) trải dài trên nhiều khu vực đấu thầu hoặc thậm chí nhiều quốc gia, hiện đang là một thông lệ khá phổ biến (ví như sử dụng thủy điện xanh của Na Uy ngay tại Hà Lan thông qua PPA).

- Tương quan theo thời gian: Hydrogen chỉ có thể được gọi là “xanh” nếu việc sản xuất nó phù hợp với việc sản xuất năng lượng tái tạo từ các tấm pin mặt trời và tua-bin gió (mức tương quan hàng tháng cho đến năm 2027 và tương quan hàng giờ sau đó). Yêu cầu phù hợp về thời gian này có thể thu hút nhiều sự quan tâm hơn đến các dự án được lắp đặt cùng máy điện phân và tấm pin mặt trời hoặc tua-bin gió hoặc nó có thể khơi dậy sự quan tâm đến việc phát triển bên ngoài mạng lưới điện.

- Sự bổ sung thay thế: Sau năm 2027 thì chỉ có năng lượng tái tạo mới sẽ được bổ sung mới có thể hỗ trợ việc sản xuất hydrogen xanh vì nguồn điện hiện có từ tua-bin gió hoặc tấm pin mặt trời đã được sử dụng cho các hoạt động khác, chẳng hạn như sạc xe điện.

Các nhà phát triển dự án có thể tuân thủ các nguyên tắc nêu dưới đây nếu họ muốn nhận được khoản trợ cấp cao nhất có thể dành cho dự án của họ.

Sự tiến bộ nhanh chóng ở châu Âu, ngoài hydrogen xanh, cũng đang được thực hiện trong việc xác định hydrogen carbon thấp từ khí đốt tự nhiên và CCS (hydrogen xanh) hoặc năng lượng hạt nhân (hydrogen tím). Đáng chú ý nhất là “Gói thị trường khí đốt hydrogen và loại bỏ carbon” (2022) của EC quy định ngưỡng phát thải CO₂ bao gồm các tiêu chuẩn để xử lý rò rỉ khí mê-tan ở thượng nguồn và rò rỉ khí hydrogen ở hạ nguồn cũng như các quy tắc tính toán đối với phát thải gián tiếp (sử dụng năng lượng hạt nhân và năng lượng của CCS). Sự rõ ràng về quy định này có thể khuyến khích việc thúc đẩy hoạt động của hydrogen màu xanh lam và tím vào năm 2024 và cả những năm sau đó.

Tại Hoa Kỳ, hướng dẫn được đón chờ từ lâu là về khoản thuế tín dụng đối với hydrogen 45V thuộc đạo luật Giảm thiểu lạm phát (IRA, 2023) do Bộ Năng lượng (DoE) điều hành nhằm đo lường lượng phát thải CO₂ cho đến thời điểm sản xuất bằng cách sử dụng mô hình nhà kính thông qua việc quản lý và sử dụng năng lượng trong công nghệ của Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne (GREET) mà cụ thể hơn là 45VH2-GREET, mặc dù còn đang ở dạng dự thảo và có khả năng trở thành văn bản thực thi cuối cùng trong năm 2024 này. Theo đó, kế hoạch này ít tập trung hơn vào mã màu hydrogen song lại nhiều hơn về mức độ phát thải CO₂. Các khoản thuế tín dụng có thể lên tới 3 USD cho mỗi cân hydrogen nếu quá trình sản xuất dẫn đến lượng phát thải khí nhà kính GHG trong vòng đời dưới 0,45 kg CO₂ trên mỗi cân hydrogen. Tất cả các dự án phát triển đều phải đáp ứng các nguyên tắc tương tự về mặt địa phương, thời gian phù hợp và tính bổ sung như ở châu Âu.

ING cũng kỳ vọng sẽ có nhiều quyết định đầu tư cuối cùng hơn cho các dự án hydrogen xanh trong năm nay trên cơ sở những quy định hướng dẫn rõ ràng hơn về định nghĩa về hydrogen xanh và các yêu cầu hỗ trợ chính sách liên quan. Do việc thiếu những quy định hướng dẫn cụ thể nên đã khiến nhiều nhà phát triển dự án chìm trong bóng tối vào năm 2023, đây là một trong những lý do khiến nhiều dự án đã bị trì hoãn.

Nên tập trung vào lượng khí thải hydrogen hay xây dựng ngành công nghiệp điện phân?

Hiện ngành công nghiệp năng lượng và các học giả nghiên cứu vẫn còn bất đồng về nhu cầu cần có các định nghĩa chặt chẽ về sản xuất hydrogen xanh ở giai đoạn đầu của thị trường. Bên cạnh đó thì các chính trị gia hoạch định chính sách rõ ràng đã áp dụng một cách tiếp cận nghiêm ngặt để đảm bảo rằng mọi máy điện phân đều có tác động tích cực đến khí hậu môi trường. Tuy vậy, một số người khác lại ủng hộ cách tiếp cận một cách nhẹ nhàng hơn do quan ngại rằng các quy định nghiêm ngặt được coi là rào cản hơn là yếu tố thúc đẩy thị trường hydrogen xanh với lập luận cho rằng hầu hết các thị trường điện sẽ gần như trung hòa carbon từ năm 2030 trở đi nên câu hỏi đặt ra là vậy tại sao phải bận tâm đến lượng khí thải CO₂ của các dự án thí điểm nhỏ trong thời gian này?

Theo quan điểm của số người trên, mục đích chính của các dự án thí điểm hiện tại là phát triển và sản xuất máy điện phân chứ không phải sản xuất hydrogen có hàm lượng carbon thấp. Mục tiêu chính hiện nay là xây dựng một ngành công nghiệp điện phân có thể sản xuất các máy điện phân quy mô lớn và cạnh tranh về mặt chi phí từ năm 2030 trở đi. Đó là khi nhiều mạng lưới điện gần như vận hành một cách hoàn toàn bằng các nguồn năng lượng có hàm lượng carbon thấp và các máy điện phân không thể tạo ra bất cứ thứ gì khác ngoài hydrogen có hàm lượng CO₂ rất thấp. Đây cũng chính là lúc các hệ thống điện đang rất cần số lượng máy điện phân quy mô lớn để giải quyết tình trạng dư thừa nguồn cung năng lượng tái tạo. Không có chất điện phân thì các tua-bin gió và tấm pin mặt trời đơn giản nên bị cắt giảm, đó mới chính là một điều đáng thất vọng và tổn thất về mặt kinh tế.

Do vậy, những người ủng hộ quan điểm này nhấn mạnh hơn vào nhu cầu hỗ trợ lâu dài của ngành công nghiệp để xây dựng nền kinh tế hydrogen xanh hơn là việc đảm bảo mọi dự án thí điểm đều tạo ra lượng khí thải CO₂ thấp hơn so với việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Hydrogen sẽ không gây bất ngờ trong năm 2024 trừ khi nhu cầu khởi sắc

Theo quan điểm của ING, ngành công nghiệp hiện đang quá tập trung vào phía nguồn cung đúng lúc các nhà sản xuất hydrogen cần khoản trợ cấp vốn đầu tư để sản xuất hydrogen có hàm lượng carbon thấp, nếu không họ sẽ tiếp tục chỉ sản xuất hydrogen xám. Thật quả đúng như vậy, cơ sở hạ tầng hydrogen là cần thiết để xây dựng nền kinh tế hydrogen và đưa hydrogen đến những nơi có thể sử dụng chúng song vấn đề đặt ra là liệu chúng sẽ được sử dụng hay không?

Thật vậy, điều đó sẽ chỉ xảy ra nếu các giải pháp hydrogen sạch có chi phí cạnh tranh với các phương pháp sản xuất dựa trên nhiên liệu hóa thạch. Thật không may, điều đó vẫn còn khoảng cách xa vời so với thực tế. Theo tính toán của ING, việc chuyển dịch từ khí đốt tự nhiên hoặc dầu thô sang hydro xanh có thể sẽ làm gia tăng chi phí sản xuất nhựa lên tới 50% ở châu Âu. Sắt thép được làm từ hydrogen xanh có thể đắt gấp đôi so với sắt thép sản xuất từ than đá. Trong ngành vận tải biển và hàng không, nhiên liệu gốc hydrogen sạch hơn có thể đắt hơn tới 10 lần so với nhiên liệu gốc hóa thạch thông thường.

Một điều thật không may mắn khác là các biện pháp khuyến khích từ phía nhu cầu đã tụt hậu rất xa so với việc hỗ trợ sản xuất hydrogen. Các nhà phát triển đang đấu tranh để đảm bảo các thỏa thuận bao tiêu sản phẩm, điều này sau đó cũng gây thêm độ rủi ro cho dự án, khiến các nhà tài trợ dự án phải trì hoãn quyết định đầu tư cuối cùng.

Xây dựng một thị trường hydrogen mạnh mẽ chủ yếu là nhằm cân bằng nguồn cung và cầu song lại thiếu đi sự hỗ trợ từ phía cầu

Lưu ý: Các quỹ “cung cấp” hỗ trợ sản xuất thiết bị và sản xuất hydrogen. Các quỹ “nhu cầu” hỗ trợ các công nghệ sử dụng cuối và sử dụng hydrogen. “Cả hai loại quỹ” đề cập đến các chương trình có thể tài trợ cho nguồn cung và cầu cũng như vận chuyển và lưu trữ hydrogen. Dữ liệu tính đến ngày 20/12/2023.

Điều hiển nhiên là tất cả có thể thay đổi vào năm 2024

Tại Hoa Kỳ, các tiểu bang Colorado và Illinois đều đã đưa ra chính sách trợ cấp khoảng 1 USD/kg cho người sử dụng hydrogen sạch, đặc biệt nhằm mục đích kích cầu nhu cầu hydrogen trong các lĩnh vực khó giảm bớt như sản xuất công nghiệp. Tiểu bang Pennsylvania cũng đã công bố khoản thuế tín dụng 0,81 USD áp cho mỗi cân hydrogen sạch được mua từ một trung tâm sản xuất trong khu vực.

Tại châu Âu, Gói “Fit for 55” của EU và kế hoạch mua bán tín chỉ carbon của Hệ thống thương mại phát thải (ETS) của EU lại đang bắt đầu thúc đẩy nhu cầu hydrogen sạch trong những năm tới, theo đó thì người sử dụng hydrogen xám phải thay thế 42% khối lượng hydrogen bằng hydrogen xanh. Theo quy định ​​ ReFuelEU sáng kiến nhiên liệu hàng không của EU thì 1,2% nhiên liệu cung cấp cho máy bay hành khách tại các sân bay EU phải dựa trên hydrogen vào năm 2030. Bên cạnh đó, sáng kiến ​​nhiên liệu hàng hải của FuelEU cũng yêu cầu tăng nhu cầu và sử dụng nhất quán nhiên liệu tái tạo và lượng carbon thấp, đồng thời giảm phát thải khí nhà kính GHG từ ngành vận tải biển. Theo đó, các công ty vận tải biển cắt giảm 2% lượng khí thải CO₂ vào năm 2025 và trả giá tín chỉ carbon theo chương trình ETS của EU vào năm 2026, điều này đã làm tăng nhu cầu về nhiên liệu dựa trên hydrogen như amoniac và metanol.

Hiện các công ty vận tải biển và hãng hàng không hoạt động trên toàn cầu đều có thể khai thác thị trường hydrogen với chi phí thấp nhất. Theo Bloomberg New Energy Finance (NEF), các hãng hàng không Air France& KLM và Delta Air Lines đã ký hợp đồng mua bán với nhà sản xuất nhiên liệu tổng hợp DGFuels (Hoa Kỳ) cung cấp nhiên liệu hàng không bền vững kéo dài 7 năm được sản xuất từ ​​hơn 800 megawatt điện phân. Hãng tàu vận tải biển Maersk (Đan Mạch) đã ký hợp đồng bao tiêu nhiên liệu vận chuyển xanh lớn nhất cho đến nay thông qua thỏa thuận bao tiêu có tính ràng buộc đối với metanol với nhà phát triển năng lượng tái tạo Goldwind (Trung Quốc).

Tuy vậy, việc thiếu minh bạch về giá cả hiện nay cũng là một rào cản khác khiến nhu cầu hydrogen khó khởi sắc. Hầu hết các hợp đồng bao tiêu hydrogen thường chỉ là song phương và không được tiết lộ cho bên thứ ba biết. Thị trường có thể được hưởng lợi từ các sáng kiến ​​nhằm tăng cường tính minh bạch cho thị trường hydrogen, ví như thông qua việc cung cấp số liệu thống kê về cung, cầu và giá cả. Chỉ số EEX hydrogen của CHLB Đức là một khởi đầu tốt cho dù quá trình phát triển vẫn đang ở giai đoạn đầu. ING đón đợi và kỳ vọng sẽ nhận thấy nhiều tiến bộ hơn về phía nhu cầu hydrogen trong năm nay. Nền kinh tế hydrogen sẽ không thể cất cánh nếu không sở hữu hydrogen. Khi nhu cầu hydrogen ngày càng tăng sẽ lại tác động lại đến nguồn cung do cần phải xây dựng và khai thác nhiều cơ sở lưu trữ hydrogen nhiều hơn.