Dogger Bank – trang trại điện gió ngoài khơi được cho là lớn nhất thế giới ở Biển Bắc – vừa đạt được bước tiến quan trọng: Lần đầu tiên phát điện lên lưới điện quốc gia.

Nằm ngoài khơi bờ biển phía Đông Bắc nước Anh, dự án Dogger Bank – liên doanh giữa SSE Renewables của Vương quốc Anh cùng Equinor và Vårgrønn của Na Uy đang được phát triển theo 3 giai đoạn A, B và C, và sẽ có tổng công suất 3,6 gigawatt (GW) sau khi đi vào hoạt động đầy đủ. Giai đoạn thứ 4, được gọi là Dogger Bank D, đã được đề xuất.

Sử dụng các tuabin Haliade-X khổng lồ có cánh quạt dài 107 m, dự án có thể cung cấp năng lượng cho khoảng 6 triệu ngôi nhà mỗi năm.

Dogger Bank sẽ “mang lại một sự thúc đẩy đáng kể cho an ninh năng lượng và khả năng dẫn đầu của Vương quốc Anh trong giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu”, CEO SSE Alistair Phillips-Davies cho biết trong một tuyên bố hồi đầu tháng 10. “Đây chính xác là cách chúng ta nên ứng phó với cuộc khủng hoảng năng lượng”.

Những cánh quạt khổng lồ chậm rãi quay theo những cơn gió lộng ngoài khơi dưới ánh hoàng hôn… Những tuabin gió khổng lồ yên tĩnh thắp sáng hàng triệu ngôi nhà…

Điện gió ngoài khơi đã trở thành một nguồn năng lượng quen thuộc. Do việc chuyển đổi gió thành điện không tạo ra khí nhà kính có hại cho môi trường, điện gió ngoài khơi được coi là một nguồn năng lượng tái tạo mạnh mẽ, liên tục và vô tận.

Các trang trại điện gió ngoài khơi được đặt ở các vùng nước nông trên khắp thế giới, chủ yếu ở châu Âu và châu Á. Đan Mạch là nơi trang trại điện gió ngoài khơi đầu tiên trên thế giới được xây dựng vào năm 1991, với 11 tuabin có khả năng cung cấp năng lượng cho 2.200 ngôi nhà.

Cần xây dựng các trạm biến áp và hàng trăm dặm đường dây truyền tải điện để đưa năng lượng gió ngoài khơi từ bờ biển đến các trung tâm dân cư lớn ở sâu trong đất liền. Ảnh WBUR

Ngành công nghiệp này đã phát triển nhanh chóng kể từ đó. Các trang trại điện gió ngoài khơi ngày nay có thể cung cấp năng lượng cho hàng triệu ngôi nhà, theo Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (IRENA).

Với tiềm năng vô hạn của những cơn gió lộng ngoài khơi, sản xuất điện gió được cho là chìa khóa cho kế hoạch cắt giảm lượng phát thải khí nhà kính của các chính phủ. Tại Vương quốc Anh – thị trường lớn thứ hai thế giới, điện gió ngoài khơi tạo ra khoảng 13% điện năng cho “xứ sở sương mù”. Trên toàn cầu, ngành công nghiệp này vẫn còn nhỏ, chiếm khoảng 0,8% sản lượng điện vào năm 2022.

Công suất điện gió ngoài khơi sẽ cần phải tăng lên trong bối cảnh thế giới nỗ lực hạn chế sự nóng lên toàn cầu thông qua việc thay thế các nhà máy điện chạy bằng than, dầu và khí đốt bằng các nguồn năng lượng tái tạo. Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) và IRENA cho rằng công suất điện gió ngoài khơi sẽ cần tăng lên trên 2.000 GW vào năm 2050, so với gần 70 GW trên toàn cầu hiện nay.

Tính theo quốc gia, Trung Quốc hiện đang dẫn đầu xu thế. Tổng công suất lắp đặt các tuabin gió ngoài khơi Trung Quốc đang hoạt động lên tới gần 26 GW vào năm 2022, cùng với gần 3,4 GW nữa đang được xây dựng.

Theo Hội đồng Năng lượng Gió Toàn cầu (GWEC), châu Âu đã mất vị trí thị trường điện gió ngoài khơi lớn nhất thế giới vào tay khu vực châu Á-Thái Bình Dương (APAC) nơi Trung Quốc là quốc gia đi đầu. Châu Âu chiếm khoảng 47% tổng công suất điện gió ngoài khơi toàn cầu vào năm 2022, 53% còn lại là ở khu vực APAC – nơi chỉ riêng Trung Quốc đã chiếm gần 49%.

Ở Mỹ, nơi có tài nguyên gió ngoài khơi dồi dào, điện gió ngoài khơi có tiềm năng cung cấp một lượng lớn năng lượng sạch để đáp ứng nhu cầu điện của các thành phố dọc theo bờ biển đất nước. Theo ước tính của Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo quốc gia (NREL), công suất thiết kế cho điện gió ngoài khơi của “xứ cờ hoa” là hơn 4.200 GW.

Dự án điện gió ngoài khơi thương mại đầu tiên của Mỹ được hãng Deepwater Wind đưa vào vận hành vào cuối năm 2016. Đó là trang trại điện gió Block Island quy mô 30 megawatt (MW). Dự án điện gió ngoài khơi thứ hai của nước này đi vào hoạt động năm 2020, nằm ngoài khơi ven biển Virginia, có công suất 12 MW. Và kể từ đó đến nay khoảng 40 dự án điện gió ngoài khơi đang ở các giai đoạn phát triển khác nhau trên khắp quốc gia Bắc Mỹ.

Ở Đông Á, là một quần đảo, Nhật Bản có đường bờ biển lớn thứ 7 thế giới và vùng đặc quyền kinh tế lớn thứ 6 thế giới, khiến năng lượng gió ngoài khơi trở thành một lựa chọn hấp dẫn.

Kể từ năm 2013, Chính phủ Nhật Bản đã tổ chức đấu giá các dự án điện gió ngoài khơi được chỉ định ở các tỉnh Chiba và Akita, và cho đến nay, quyền phát triển 3,5 GW trong mục tiêu 10 GW vào năm 2030 đã được trao cho các nhà đầu tư.

“Cho đến nay, chúng tôi đang vượt mục tiêu 1 GW mỗi năm”, ông Takahiro Ishii, Giám đốc Chính sách Năng lượng gió tại Cơ quan Tài nguyên và Năng lượng trực thuộc Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản, cho biết tại một hội nghị hồi đầu năm nay. “Trong tương lai, chúng tôi muốn tiếp tục vượt qua mốc 1 GW, xác định thêm nhiều địa điểm và chọn nhà điều hành cho các dự án mới từ nay đến năm 2030”.

Vào tháng 12 năm ngoái, trang trại điện gió ngoài khơi thương mại đầu tiên của Nhật Bản đã đi vào hoạt động với công suất 140 MW. Nhiều người hy vọng rằng đó là khởi đầu cho một xu hướng phổ biến trong tương lai.

Theo Hiệp hội Điện gió Nhật Bản, được ưu đãi với đường bờ biển dài và khoảng 90 GW nguồn tài nguyên điện gió ngoài khơi cố định, “xứ sở hoa anh đào” đang tìm cách tăng cường tận dụng những cơn gió lộng như một phần của quá trình chuyển đổi năng lượng.

Hiện có ít nhất 9 dự án lớn đang được lên kế hoạch hoặc phát triển ở các khu vực ngoài khơi lộng gió ở miền Trung và miền Bắc đất nước, và Chính phủ Nhật Bản hy vọng sẽ chứng kiến 10 GW được xây dựng từ nay đến năm 2030, và 30-45 GW vào năm 2040, từ đó đưa Nhật Bản trở thành nước có công suất điện gió ngoài khơi lớn thứ 3 thế giới.

Một tuabin gió Haliade-X được chụp ở Hà Lan vào ngày 2.3.2022. Ảnh Bloomberg

“Nhật Bản là một thị trường rất hấp dẫn cho đầu tư điện gió ngoài khơi, Nhưng để khơi mở các khoản đầu tư đó, điều quan trọng là phải có lộ trình cụ thể”, bà Rebecca Williams, người đứng đầu mảng điện gió ngoài khơi toàn cầu tại tổ chức phi lợi nhuận Hội đồng Năng lượng gió Toàn cầu (GWEC), cho biết tại một hội nghị năng lượng hồi đầu năm nay ở Tokyo.

Bà Williams và các nhà phân tích năng lượng khác tin rằng điện gió ngoài khơi có thể đóng vai trò quan trọng trong việc giúp Nhật Bản – quốc gia phát thải khí nhà kính lớn thứ 5 trên thế giới (thứ 6 nếu tính EU là một thực thể duy nhất), đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.

Tuy nhiên, để nhanh chóng tăng cường và triển khai các dự án điện gió ngoài khơi, các chuyên gia cho rằng nước này cần tiếp tục đặt ra các chính sách rõ ràng nhằm khuyến khích hợp tác và đầu tư nước ngoài. Ở đây, các công ty châu Âu có thể đóng một vai trò quan trọng, trong đó có một số công ty, ví dụ như Ørsted của Đan Mạch và Equinor của Na Uy, đã thành lập văn phòng tại Nhật Bản hoặc liên doanh với các công ty Nhật Bản.

Ví dụ, Marine Power Systems (có trụ sở tại Anh) đang hợp tác với JGC Nhật Bản trong sản xuất các tuabin điện gió nổi ngoài khơi và Equinor đang hợp tác với JERA – nhà sản xuất điện lớn nhất Nhật Bản, để đấu thầu vòng tiếp theo của các dự án ngoài khơi sẽ được tổ chức vào cuối năm nay.

Có thể còn nhiều điều nữa sẽ đến. Bởi vì đáy biển của Nhật Bản tụt xuống đáng kể so với bờ biển nên không có nhiều không gian cho các trang trại điện gió ngoài khơi cố định truyền thống được xây dựng trên đáy biển nông. Nhưng công nghệ điện gió nổi ngoài khơi có thể mở rộng đáng kể diện tích lắp đặt và mở rộng tiềm năng phát điện gió lên 8.000 terawatt giờ (TWh) – gấp hơn 8 lần nhu cầu điện hàng năm của đất nước.

“Nhật Bản có vị trí rất tốt để tận dụng sự phát triển của điện gió nổi ngoài khơi”, bà Williams cho biết. “Có một cơ hội thực sự để mở ra nguồn đầu tư rộng hơn và thực sự định vị Nhật Bản là quốc gia dẫn đầu về điện gió nổi”.

Nhưng Nhật Bản không phải là quốc gia châu Á duy nhất tìm cách thúc đẩy ngành công nghiệp điện gió ngoài khơi. Hàn Quốc và Việt Nam cũng đang tìm cách mở rộng vai trò của điện gió nổi ngoài khơi. Các nhà phân tích năng lượng tin rằng tiềm năng điện gió nổi ngoài khơi ở châu Á có thể lên tới 58 tỷ USD.

Ông Christoph Zipf, Giám đốc Truyền thông tại Hiệp hội ngành công nghiệp điện gió châu Âu WindEurope, cho rằng trong môi trường cạnh tranh này, Nhật Bản cần có những chính sách hấp dẫn để thu hút đầu tư châu Âu.

Gã khổng lồ hóa chất Đức BASF bắt tay với Vattenfall trong dự án điện gió ngoài khơi Hollandse Kust Zuid ở Biển Bắc để cung cấp điện cho các nhà máy của BASF trên khắp châu Âu. Ảnh Power Technology

“Điều thực sự quan trọng là ai có những cam kết đáng tin cậy nhất, ai có thể lập kế hoạch không gian biển đúng đắn, xác định các địa điểm và đưa ra các cơ chế hỗ trợ và khuyến khích phù hợp để các công ty đầu tư vào Nhật Bản thay vì vào những nơi khác”, ông Zipf cho biết.

Đối với bà Nathalie Oosterlinck, người đứng đầu mảng điện gió ngoài khơi toàn cầu tại JERA, ngoài các mục tiêu chuyển đổi năng lượng và phát thải ròng bằng 0, điện gió nổi có thể cung cấp cho Nhật Bản thứ mà quốc gia phụ thuộc vào nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch, nghèo tài nguyên này đang thiếu.

“Điện gió ngoài khơi cũng có thể mang lại cho Nhật Bản sự độc lập về năng lượng”, bà Oosterlinck nói. “Nhật Bản còn có tiềm năng rất lớn trong việc tạo ra một nền kinh tế mới trong việc xây dựng cơ sở hạ tầng cảng và chuỗi cung ứng tại địa phương cho các trang trại điện gió ngoài khơi”.

Nhưng bức tranh điện gió ngoài khơi không chỉ bao gồm những gam màu tươi sáng. Bộ 3 vấn đề, bao gồm lạm phát, lãi suất và giá bán điện, đang “phủ bóng đen” lên ngành công nghiệp điện gió ngoài khơi.

“Hôm nay là một ngày tốt lành”, ông Graeme Watters thốt lên khi quan sát 114 tuabin tại trang trại điện gió khổng lồ Seagreen đang chậm rãi quay. Hồi giữa tháng 10, dự án ngoài khơi bờ biển phía Đông Scotland thành lập gần 14 năm trước bắt đầu hoạt động với công suất đầy đủ.

Seagreen – liên doanh giữa tập đoàn TotalEnergies của Pháp và SSE Renewables, một bộ phận của tập đoàn năng lượng SSE – là trang trại điện gió lớn nhất Scotland, Vương quốc Anh. Nó có thể tạo ra đủ điện để cung cấp cho 1,6 triệu ngôi nhà.

Nhưng trong khi việc vận hành đầy đủ dự án đánh dấu một ngày tốt lành đối với ông Watters, cựu giám đốc lực lượng bảo vệ bờ biển, hiện đang làm việc cho SSE với tư cách điều phối viên dự án trị giá 3 tỷ bảng Anh (3,6 tỷ USD), thì đó lại là một năm khó khăn đối với ngành công nghiệp điện gió ngoài khơi nói chung.

Chi phí tài chính tăng vọt do lãi suất tăng, cùng với sự đắt đỏ của nhiều nguyên liệu cần để chế tạo các tuabin khổng lồ ngày nay, đã khiến một số nhà phát triển ngừng bán điện hoặc rút lui khỏi các hợp đồng trợ cấp cho một số dự án, chủ yếu ở Mỹ và Vương quốc Anh, và gây áp lực cho những người khác.

Nhà phát triển điện gió ngoài khơi lớn nhất thế giới Ørsted của Đan Mạch vẫn chưa quyết định có nên tiếp tục dự án Hornsea 3 ở Biển Bắc hay không. Với hơn 200 tuabin gió được lắp đặt trên diện tích gần 700 km2, đây là trang trại điện gió ngoài khơi lớn nhất thế giới, có khả năng cung cấp năng lượng cho 3 triệu ngôi nhà.

Một vài trong những lý do Vattenfall của Thụy Điển tạm dừng dự án Norfolk Boreas ngoài khơi nước Anh là lạm phát cao và tình hình địa chính trị. Ảnh Offshore Wind Biz

Trước đó, hồi tháng 7, công ty tiện ích Vattenfall của Thụy Điển đã tạm dừng phát triển dự án Norfolk Boreas công suất 1,4 GW ngoài khơi nước Anh, được thiết kế để cung cấp năng lượng cho khoảng 1,5 triệu ngôi nhà. Họ lập luận rằng dự án không còn khả thi về mặt kinh tế khi chi phí bị “đội” lên tới 40% trong năm nay.

“Các dự án điện gió ngoài khơi trên khắp thế giới đã phải đối mặt với 3 nguy cơ, bao gồm lạm phát chuỗi cung ứng cao, lãi suất tăng và sự miễn cưỡng của các chính phủ trong việc điều chỉnh các thông số đấu giá để phản ánh đúng các điều kiện thị trường mới hiện nay vì họ ưu tiên giảm chi phí cho người dùng cuối”, ông Simon Virley, người đứng đầu bộ phận năng lượng tại Anh của hãng kiểm toán KPMG, cho biết.

Trong khi chi phí đã tăng mạnh thì mức giá thỏa thuận cho điện năng được tạo ra bởi các trang trại điện gió ngoài khơi lại không tăng. Chủ dự án thường ký các thỏa thuận dài hạn để bán điện hoặc đảm bảo trợ cấp trước khi bắt tay xây dựng, nhờ đó các nhà đầu tư có được bức tranh rõ ràng về doanh thu trong tương lai và ít bị ảnh hưởng bởi giá điện giao ngay biến động. Nhiều hợp đồng như vậy hiện nay có vẻ đã trở nên “lạc lõng” khi chi phí xây dựng tăng cao.

Các nhà phân tích tại Bernstein tính toán rằng, trong số 53 GW dự án trên toàn thế giới được trao hợp đồng bán điện hoặc bảo lãnh giá trong giai đoạn 2017-2022, có khoảng 23 GW đã được đảm bảo tài chính. Trong số còn lại, khoảng 18 GW đang “gặp một số mức độ căng thẳng” và 5 GW đã rút lui khỏi các hợp đồng bán điện dài hạn để chờ đàm phán lại.

Phần lớn các dự án đó đều ở Mỹ, nơi các nhà phát triển phải đối mặt với khoảng cách thời gian dài giữa các thỏa thuận nổi bật nhằm chốt doanh thu của họ và việc nhận được giấy phép cho các dự án. Hầu hết số còn lại là ở Anh.

Vương quốc Anh vận hành một chế độ về “chênh lệch hợp đồng”, theo đó các nhà phát triển sẽ nhận được thêm tiền từ hóa đơn do người tiêu dùng chi trả nếu giá điện bán buôn ở Anh giảm xuống dưới mức giá ấn định mà họ đã đồng ý với chính phủ từ năm 2012. Nếu giá bán buôn cao hơn giá quy định, các nhà phát triển phải trả lại phần chênh lệch cho chính phủ.

Nhưng trong bối cảnh khủng hoảng sinh hoạt phí hiện nay, các nhà phát triển đang vận động các chính trị gia và cơ quan quản lý ở cả đôi bờ Đại Tây Dương để đạt được các thỏa thuận dài hạn với mức giá phản ánh chi phí xây dựng và tài chính cao hơn cũng như đưa ra các hỗ trợ khác. Họ cho rằng các dự án cần phải được đi đúng hướng ngay cả khi chi phí cao, để duy trì chuỗi cung ứng và đáp ứng các mục tiêu về năng lượng sạch.

“Chi phí đầu vào cho điện gió ngoài khơi sẽ không sớm được thiết lập lại”, ông Paul Cooley, giám đốc mảng điện gió ngoài khơi toàn cầu tại SSE, cho biết. “Chúng ta cần điều chỉnh lại giá bao tiêu ở mức bền vững trong 5-10 năm tới chứ không phải 5-10 tháng”.

Ông Jonathan Cole, giám đốc điều hành của nhà phát triển Corio Generation và Chủ tịch Hội đồng Năng lượng Gió Toàn cầu (GWEC), cho rằng “điều quan trọng là chúng ta không để vấn đề ngắn hạn này trở thành một cuộc khủng hoảng dài hạn”.

“Chúng ta phải có can đảm với niềm tin của mình và làm mọi thứ có thể để loại bỏ rủi ro khỏi lĩnh vực này và giữ cho các dự án đi đúng hướng”.

Trụ nổi và tuabin gió ngoài khơi Vestas V-80 2MW, thành phố Povoa de Varzim, Bồ Đào Nha. Ảnh Wind Power Engineering _ Development