Điện nền kỷ nguyên mới - Bài 1: Thế giới chưa thể chia tay ngay với than

LỜI TÒA SOẠN

Nhu cầu điện tăng nhanh cùng quá trình công nghiệp hóa, chuyển đổi số và sự phát triển của các trung tâm dữ liệu đang đặt ra yêu cầu ngày càng cao về độ tin cậy của hệ thống điện. Trong khi đó, Việt Nam phải đồng thời thực hiện mục tiêu Net Zero 2050 và từng bước giảm sự phụ thuộc vào các nguồn điện phát thải cao.

Trong bối cảnh đó, tranh luận về nhiệt điện than cần được đặt trong tổng thể bài toán an ninh năng lượng, chi phí hệ thống và lộ trình giảm phát thải. Câu hỏi đặt ra không chỉ là giữ hay đóng các nhà máy than, mà còn là nguồn lực nào có thể thay thế công suất, sản lượng và các dịch vụ ổn định lưới mà điện than đang cung cấp.

Tạp chí Nhà đầu tư/Nhadautu.vn thực hiện loạt 3 bài "Điện nền cho kỷ nguyên mới: Bài học từ thế giới và lựa chọn của Việt Nam", phân tích kinh nghiệm giảm phụ thuộc điện than tại Mỹ, châu Âu và châu Á; những tiến bộ cùng giới hạn của công nghệ điện than tại Trung Quốc; và các lựa chọn chính sách cho Việt Nam trong quá trình triển khai, tiếp tục rà soát Quy hoạch điện VIII điều chỉnh.

Loạt bài tiếp cận "điện nền" như năng lực cung cấp điện tin cậy của toàn hệ thống, được tạo nên từ nhiều lớp nguồn lực gồm các nhà máy hiện hữu, nguồn điện linh hoạt, năng lượng tái tạo, lưu trữ, lưới truyền tải, điều chỉnh phụ tải, nhập khẩu điện và điện hạt nhân trong dài hạn. Qua đó, góp thêm góc nhìn cho việc xây dựng một lộ trình chuyển dịch vừa bảo đảm đủ điện cho tăng trưởng, vừa kiểm soát chi phí và duy trì mục tiêu giảm phát thải.

Điện than đang suy giảm trong dài hạn, nhưng kinh nghiệm Mỹ và châu Âu cho thấy việc đóng các nguồn cũ chỉ bền vững khi hệ thống có đủ công suất thay thế, lưới truyền tải, lưu trữ và khả năng điều chỉnh phụ tải.

Nhu cầu điện từ trung tâm dữ liệu, trí tuệ nhân tạo, viễn thông và công nghiệp công nghệ cao đang tăng nhanh, biến điện thành đầu vào trực tiếp của tăng trưởng. Cùng lúc, yêu cầu giảm phát thải ngày càng cấp bách.

Trong bối cảnh đó, tranh luận về điện than không thể chỉ dừng ở việc đóng hay giữ nhà máy. Câu hỏi quan trọng hơn là nguồn nào sẽ cung cấp điện khi phụ tải đạt đỉnh, thời tiết cực đoan hoặc điện gió và điện mặt trời không đáp ứng.

Theo Global Energy Monitor (GEM), tổ chức nghiên cứu năng lượng phi lợi nhuận có trụ sở tại Mỹ, năm 2024 thế giới đưa vào vận hành 44,1 GW điện than và đóng 25,2 GW, khiến công suất ròng tăng 18,8 GW. Nếu không tính Trung Quốc, công suất than toàn cầu giảm ròng 9,2 GW.

Năm 2025, công suất điện than mới đưa vào vận hành tăng lên 97,4 GW, mức cao thứ hai trong chuỗi thống kê của GEM, sau năm 2015. Trung Quốc chiếm 78,1 GW, Ấn Độ 10 GW và phần còn lại của thế giới khoảng 9,2 GW.

GEM đồng thời chỉ ra sự tách rời giữa công suất và sản lượng: năm 2025, lượng công suất mới đưa vào vận hành tăng mạnh nhưng sản lượng điện than toàn cầu giảm 0,6%. Tại Trung Quốc, công suất điện than hoạt động tăng khoảng 6% trong khi sản lượng giảm 1,2%; tại Ấn Độ, hai chỉ số lần lượt tăng 3,8% và giảm 2,9%.

Theo GEM, công suất than ngày càng được duy trì như một dạng bảo hiểm hệ thống thay vì chỉ để phát điện thường xuyên. Tuy nhiên, nếu số giờ vận hành giảm, chi phí cố định phải phân bổ trên lượng điện nhỏ hơn, làm giảm hiệu quả kinh tế của nhà máy.

Do đó, khái niệm "điện nền" cần được đặt trong bối cảnh mới. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), khi tỷ trọng điện gió và điện mặt trời tăng, hệ thống cần cả công suất đáp ứng phụ tải đỉnh, khả năng điều độ, dự phòng và nguồn linh hoạt có thể huy động đúng lúc. Điện than đáp ứng một phần yêu cầu này. Không những thế, các tổ máy đồng bộ còn cung cấp quán tính cơ học và hỗ trợ ổn định lưới.

Tuy vậy, theo NETL và NREL, hai phòng thí nghiệm quốc gia thuộc Bộ Năng lượng Mỹ, nhiều tổ máy điện than được thiết kế để chạy tải nền nên khả năng hạ công suất và tăng, giảm tải tương đối hạn chế. Khởi động, dừng máy hoặc điều chỉnh công suất thường xuyên làm tăng ứng suất nhiệt và áp suất lên thiết bị, có thể giảm hiệu suất, tăng tiêu hao nhiên liệu, hao mòn và chi phí bảo dưỡng.

Trả lời phỏng vấn Tạp chí Nhà đầu tư, ông Lauri Myllyvirta, đồng sáng lập kiêm chuyên gia phân tích chính của CREA, cho rằng các nhà máy điện than đang xây dựng hoặc cải tạo phải nâng cao khả năng vận hành linh hoạt. Tổ máy điều chỉnh công suất chậm và có mức phát điện tối thiểu cao sẽ mang lại ít giá trị hơn khi tỷ trọng nguồn điện sạch tăng lên.

Cùng quan điểm, ông Lam Pham, chuyên gia phân tích năng lượng của Ember – tổ chức nghiên cứu năng lượng độc lập, phi lợi nhuận có trụ sở tại London – cho rằng có thể duy trì một phần công suất than hiện hữu trong ngắn hạn để hỗ trợ độ tin cậy, nhưng mức sử dụng phải giảm dần và đi kèm lịch trình đóng cửa rõ ràng, thay vì mặc định chạy tải nền.

Theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ (EIA), ngành điện Mỹ sản xuất khoảng 731 TWh điện than trong năm 2025, tăng 13% so với năm 2024, đưa tỷ trọng điện than đạt khoảng 17%. Dù vậy, sản lượng này vẫn thấp hơn khoảng 41% so với mức 1.239 TWh năm 2016. Theo EIA, thời tiết lạnh tại một số khu vực và giá khí đốt tương đối cao đã thúc đẩy việc huy động điện than trong năm 2025.

Tốc độ đóng cửa mới là thay đổi đáng chú ý hơn. Đầu năm 2025, các doanh nghiệp dự kiến loại bỏ 8,5 GW điện than. Thực tế chỉ 2,6 GW ngừng hoạt động, thấp nhất kể từ năm 2010, còn 4,8 GW được lùi sang các năm sau và kế hoạch đóng hai nhà máy với tổng công suất 1,1 GW bị hủy.

Bộ Năng lượng Mỹ còn viện dẫn Luật Điện lực liên bang, yêu cầu năm nhà máy điện than tạm thời tiếp tục sẵn sàng vận hành để hỗ trợ độ tin cậy lưới. Các lệnh thường có hiệu lực tối đa 90 ngày nhưng có thể được ban hành lại.

Bức tranh rộng hơn được thể hiện trong Đánh giá độ tin cậy dài hạn năm 2025 của North American Electric Reliability Corporation (NERC). Theo NERC, 13 trong 23 khu vực đánh giá tại Bắc Mỹ có thể đối mặt với thách thức về mức độ đầy đủ nguồn lực trong 10 năm tới, khi nhu cầu tăng nhanh trong khi nguồn và lưới mới có nguy cơ chậm tiến độ.

Trung tâm dữ liệu là một động lực quan trọng, nhưng quy mô phụ tải tương lai còn nhiều bất định. Theo Báo cáo Đánh giá độ tin cậy dài hạn năm 2025 của NERC, ERCOT dự báo phụ tải đỉnh mùa hè tại Texas sẽ tăng từ 94.650 MW năm 2026 lên 154.077 MW năm 2035, tương đương mức tăng bình quân 5,6% mỗi năm. Đến năm 2030, phụ tải lớn dự kiến bổ sung 45 GW, trong đó trung tâm dữ liệu chiếm 23 GW.

NERC đưa vào đánh giá khoảng 92 GW nguồn điện hóa thạch đã được xác nhận sẽ rời hệ thống vào năm 2035, cùng khoảng 65 GW khác đã công bố kế hoạch. Tổ chức này khuyến nghị điều tiết tiến độ đóng nguồn để hạ tầng thay thế có đủ thời gian được xây dựng và đưa vào vận hành.

Việc Mỹ trì hoãn đóng cửa một số nhà máy cho thấy các tổ máy cụ thể vẫn cần thiết trong ngắn hạn tại nơi chưa có đủ nguồn điện và lưới thay thế. Tuy nhiên, xu hướng dài hạn chưa đảo chiều: sản lượng điện than vẫn thấp hơn nhiều so với một thập kỷ trước, gần như không có dự án mới và phần lớn điều chỉnh chỉ kéo dài thời gian vận hành của nhà máy hiện hữu.

Vương quốc Anh cho thấy có thể loại bỏ điện than tương đối nhanh nếu đồng thời phát triển nguồn thay thế và làm giảm sức cạnh tranh của các nhà máy phát thải cao. Theo Ember, năm 2012 điện than chiếm gần 40% sản lượng điện của Anh, tương đương 143 TWh. Tỷ trọng này giảm xuống 2% năm 2019 và về 0% từ ngày 1/10/2024.

Trong giai đoạn 2012-2023, tỷ trọng điện gió và mặt trời của Anh tăng từ 6% lên 34%, giúp phát thải ngành điện giảm 74%, từ 160 triệu xuống 41 triệu tấn CO2 tương đương. Than chủ yếu được thay thế bằng sự gia tăng của điện gió và mặt trời, trong khi tỷ trọng điện khí chỉ tăng nhẹ. Giá carbon, tiêu chuẩn phát thải và chính sách hỗ trợ năng lượng tái tạo cùng thúc đẩy quá trình này.

Mô hình Anh không thể được sao chép máy móc. Nước này có tiềm năng điện gió ngoài khơi lớn, thị trường điện phát triển, liên kết khu vực và nhu cầu điện tăng tương đối chậm. Khí đốt vẫn giữ vai trò đáng kể, cho thấy loại bỏ than chưa đồng nghĩa hoàn tất khử carbon.

Trên toàn Liên minh châu Âu, điện gió và mặt trời đóng góp 30% sản lượng điện năm 2025, lần đầu vượt tổng sản lượng điện từ nhiên liệu hóa thạch ở mức 29%. Tỷ trọng điện than giảm còn 9,2% trong khối và con số này tại 19 quốc gia thành viên chỉ dưới 5%.

Tuy nhiên, hệ thống ít than vẫn có thể gặp rủi ro. Năm 2025, sản lượng thủy điện EU giảm 12% và điện gió giảm 2% do điều kiện thời tiết, trong khi điện khí tăng 8%. Cùng với giá khí cao hơn, mức tăng phát điện khí đẩy chi phí nhập khẩu khí phục vụ ngành điện lên khoảng 32 tỷ euro, tăng 16%. Điều này cho thấy giảm than có thể làm dịch chuyển, chứ không tự động xóa bỏ, rủi ro giá và an ninh năng lượng nếu hệ thống phụ thuộc nhiều vào khí nhập khẩu.

Nguồn thay thế vì thế phải được xây dựng theo nhiều lớp. Ember dự báo công suất pin tại EU có thể tăng từ 37 GW năm 2025 lên 178 GW năm 2030. Nhưng pin chủ yếu cân bằng ngắn hạn, chưa thay thế hoàn toàn nguồn dự phòng trong các đợt thiếu gió, thiếu nắng kéo dài. Hệ thống vẫn cần thủy điện tích năng, nguồn có thể điều độ, liên kết khu vực hoặc lưu trữ dài hạn.

Lưới điện cũng là nút thắt. Ember ước tính ít nhất 120 GW dự án tái tạo tại châu Âu có nguy cơ chậm đấu nối. Công nghệ nâng khả năng tải của đường dây và cơ chế đấu nối linh hoạt có thể giải phóng 140–185 GW công suất. EU còn thiếu khoảng 55 GW đường dây xuyên biên giới so với cấu hình tối ưu năm 2040.

Kinh nghiệm Mỹ và châu Âu cho thấy chưa thể đóng toàn bộ điện than ngay lập tức, bởi một số nhà máy vẫn cung cấp công suất cần thiết tại nơi nguồn và lưới thay thế chưa hoàn thành. Nhưng duy trì tạm thời những tổ máy cụ thể khác về bản chất với việc chọn than làm nền tảng phát triển dài hạn.

Trong một số hệ thống, điện than đang chuyển từ nguồn chạy nền sang công suất dự phòng hoặc bảo hiểm hệ thống. Vai trò này có thể hữu ích trong giai đoạn chuyển tiếp, nhưng đi kèm hệ số sử dụng thấp, chi phí duy trì, phát thải và nguy cơ tài sản mắc kẹt. Trình tự hợp lý là xác định chức năng mà từng nhà máy đang cung cấp, chuẩn bị nguồn lực thay thế cho chức năng đó, rồi đóng cửa theo tiến độ gắn với các tiêu chí có thể kiểm chứng.

Trong kỷ nguyên mới, độ tin cậy của hệ thống điện không còn phụ thuộc vào một loại "điện nền" duy nhất mà được tạo ra từ sự phối hợp giữa nguồn có thể điều độ, năng lượng tái tạo, lưu trữ, truyền tải, liên kết khu vực và khả năng điều chỉnh nhu cầu. Trong đó, than chưa thể dừng ngay ở mọi nơi, nhưng ngày càng ít được coi là lựa chọn dài hạn.

(Mời đón đọc Bài 2: Điện nền cho kỷ nguyên mới: Bước tiến công nghệ điện than Trung Quốc)