KS. Thẩm Văn Tài
Ban Kinh tế - Dự toán - VATEC
Email: tai.tv@vatec.vn
Gió ngoài khơi là một công nghệ tương đối mới và bắt đầu phát triển vào năm 2010, nhưng với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, tổng công suất tích lũy của các dự án điện gió ngoài khơi trên toàn cầu triển khai từ năm 2010 đến năm 2020 tăng đáng kể, từ 3,1 gigawatt (GW) lên đến 34,4 GW.
SUẤT ĐẦU TƯ
Không giống như các dự án điện gió trên đất liền, các trang trại điện gió ngoài khơi phải thực hiện các công tác thi công, lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng (O&M) trong môi trường biển khắc nghiệt, dẫn đến tổng chi phí đầu tư tăng cao và thời gian thi công lắp đặt kéo dài hơn đáng kể. Việc lập kế hoạch và phát triển dự án cho các trang trại điện gió ngoài khơi phức tạp hơn so với các dự án điện gió trên đất liền. Dữ liệu phải được thu thập đầy đủ về các đặc điểm của đáy biển và vị trí địa điểm ngoài khơi, tiềm năng gió, cùng với đó việc cấp phép và chấp thuận về môi trường thường phức tạp hơn và tốn nhiều thời gian hơn. Với vị trí xa bờ, độ sâu lớn hơn đòi hỏi chi phí cho phần móng tuabin cao hơn, và hệ thống truyền tải, đấu nối lưới điện lớn hơn. Tuy nhiên, gió ngoài khơi có lợi thế về tính kinh tế theo quy mô, với những cải tiến trong công nghệ, các tuabin ngày càng có công suất lớn hơn, cánh quạt dài hơn với chiều cao trung tâm cao hơn cho khả năng tiếp cận các nguồn gió tốt hơn, ổn định hơn và tránh nhiễu động. Cùng với việc sử dụng các tàu chuyên dụng được thiết kế để phục vụ thi công và lắp đặt điện gió ngoài khơi, và sự gia tăng kinh nghiệm của các nhà thầu thi công đã làm cho thời gian lắp đặt và chi phí thi công trên một đơn vị công suất đang giảm dần qua các năm.
Suất đầu tư trung bình toàn cầu của các trang trại điện gió ngoài khơi đã tăng từ khoảng 2.592USD/kW (kilowatt) năm 2000 lên hơn 5.500USD/kW năm 2008, và duy trì ở mức khoảng 5.000 USD/kW trong giai đoạn 2008 đến 2015 khi các dự án bắt đầu di chuyển ra xa bờ vào vùng nước sâu hơn. Sau năm 2015, suất đầu tư bình quân toàn cầu bắt đầu giảm tương đối nhanh, xuống còn 3.185 USD/kW vào năm 2020.
Hình 1. Suất đầu tư bình quân cho điện gió ngoài khơi
(Nguồn tham khảo: IRENA Renewable Cost Database)
Một yếu tố đáng chú ý ảnh hưởng trực tiếp đến tổng chi phí đầu tư là bên chịu trách nhiệm về việc đầu tư hệ thống truyền tải từ trang trại điện gió đến bờ biển. Yếu tố này khác nhau tùy theo quốc gia. Ví dụ, ở Trung Quốc, Đan Mạch và Hà Lan, các nhà đầu tư dự án không chịu trách nhiệm về chi phí đầu tư hệ thống truyền tải từ trang trại điện gió đến bờ biển. Hệ thống mạng lưới truyền tải thuộc quyền sở hữu của Chính phủ và các Tổ chức công, do đó sẽ giảm chi phí đáng kể cho các dự án được đầu tư. Trung Quốc, quốc gia có lượng gió tích lũy triển khai lớn nhất trên toàn cầu (khoảng 9 GW), đã giảm tổng chi phí đầu tư trung bình từ năm 2010 đến năm 2020 là 32% - từ 4.476USD/kW xuống còn 2.968USD/kW. Tại Đan Mạch, tổng chi phí đầu tư trung bình năm 2020 là 2.963USD/kW. Và Hà Lan, quốc gia có công suất tích lũy từ gió ngoài khơi lớn thứ hai vào năm 2020 (1,5 GW), tổng chi phí đầu tư trung bình theo dự án của họ trên thực tế là thấp nhất so với các thị trường khác, ở mức 2.745 USD/kW.
Hình 2. Suất đầu tư bình quân theo khu vực, quốc gia năm 2010 và 2020
Cơ cấu chi phí đầu tư cho một dự án điện gió ngoài khơi điển hình như sau: Phần tuabin (bao gồm cả tháp) thường chiếm từ 33% đến 43% tổng chi phí đầu tư. Chi phí móng tubin chiếm khoản 14-22%, chi phí lắp đặt chiếm 8-19%, chi phí truyền tải, đấu nối điện vào bờ chiếm 8-24%, chi phí phát triển dự án (bao gồm lập kế hoạch, quản lý dự án, các chi phí hành chính khác) chiếm 2-7%, và chi phí dự phòng, chi phí khác chiếm từ 10-14%.
Hình 3. Cơ cấu chi phí dự án điện gió ngoài khơi theo khu vực, quốc gia qua các năm
CHI PHÍ VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG
Chi phí vận hành và bảo dưỡng cho các trang trại gió ngoài khơi trên mỗi kW cao hơn so với chi phí cho gió trên đất liền. Điều này chủ yếu là do chi phí tiếp cận địa điểm dự án khó khăn hơn để thực hiện việc bảo dưỡng tuabin và hệ thống cáp đấu nối tuabin. Việc vận hành và bảo dưỡng chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện thời tiết, năng lực kinh nghiệm đội ngũ vận hành và tàu chuyên dụng. Việc đưa các tàu chuyên dụng vào bảo trì cũng đã giúp giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng. Một lĩnh vực cải tiến quan trọng cũng liên quan đến việc số hóa đang diễn ra trong lĩnh vực năng lượng - việc sử dụng ngày càng hiệu quả của công nghệ AI được tạo ra để phân tích dữ liệu hiệu suất tuabin, cho phép các chương trình bảo trì dự đoán được các rủi ro hệ thống để can thiệp trước những hỏng hóc tốn kém - do đó góp phần làm giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng.
Đối với năm 2018, chi phí O&M cho các dự án khoảng 70USD/kW/năm đến 129USD/kW/năm (IEA et al., 2018; Ørsted, 2019; Stehly et al., 2018). Dữ liệu chi phí O&M xu hướng thấp hơn được thu thập tại các dự án ở các thị trường châu Âu đã phát triển lâu đời và ở thị trường Trung Quốc.
Bên cạnh đó, quy mô công suất dự án điện gió ngoài khơi ngày càng lớn, và sự cạnh tranh gia tăng trong việc cung cấp dịch vụ O&M đã làm cho chi phí O&M trên mỗi kilowatt giờ (kWh) đã giảm dần theo thời gian. Việc công suất tuabin cao hơn đã làm giảm chi phí O&M trên 1 đơn vị công suất. Một ví dụ về tác động giảm chi phí O&M từ những yếu tố này đến từ Ørsted - một nhà phát triển gió ngoài khơi lớn với năng lực kinh nghiệm lên tới 9,9 GW cho các trang trại gió ngoài khơi đang hoạt động hoặc đang xây dựng trên toàn cầu – đơn vị đã giảm chi phí O&M từ năm 2015 đến 2018 hơn 43%, từ 118 USD/kW/năm xuống còn 67USD/kW/năm (Ørsted, 2019).
LCOE BÌNH QUÂN GIA QUYỀN (*)
LCOE là tên viết tắt Levelized Cost of Energy được hiểu chính xác là giá trị hiện tại ròng cho mỗi đơn vị điện được tạo ra trong suốt vòng đời của nhà máy điện. Nó được sử dụng để lập kế hoạch đầu tư và so sánh các phương pháp phát điện khác nhau trên cơ sở nhất quán. LCOE đại diện cho chi phí trung bình trên một đơn vị điện năng được tạo ra, để thu hồi chi phí xây dựng và vận hành một nhà máy phát điện trong vòng đời vận hành. LCOE thấp sẽ giúp thời gian hòa vốn nhanh hơn, và lợi nhuận cao hơn.
(*) LCOE bình quân gia quyền (Weighted Average) còn được gọi là trung bình cộng gia quyền (hay trung bình cộng có trọng số), là giá trị trung bình cộng thể hiện sự quan trọng của các phần tử trong tập hợp các số đó. Mỗi phần tử trong tập hợp được gọi là 1 giá trị quan sát, gắn với một trọng số. Trọng số chính là đại đượng phản ánh độ tin cậy, đại lượng chỉ tần suất lặp lại hoặc đại lượng dùng để so sánh tầm quan trọng của các thông tin phục vụ cho việc tính toán.
Từ năm 2010 đến năm 2020, LCOE bình quân gia quyền toàn cầu của điện gió ngoài khơi đã giảm 48%, từ 0,162USD/kWh xuống 0,084USD/kWh. Năm 2020, LCOE bình quân gia quyền giảm 9% so với giá trị năm 2019 là 0,093 USD/kWh. Từ mức đỉnh điểm vào năm 2007, LCOE bình quân gia quyền toàn cầu của điện gió ngoài khơi đã giảm 53%.
Hình 4. LCOE bình quân gia quyền dự án điện gió ngoài khơi từ năm 2000 đến năm 2024.
Hà Lan có LCOE bình quân gia quyền thấp nhất cho các dự án được vận hành vào năm 2020, ở mức 0,067USD/kWh. Trung Quốc có LCOE bình quân gia quyền thấp thứ hai, ở mức 0,084USD/kWh và nước này cũng có mức giảm tỷ lệ phần trăm cao thứ hai trong giá trị LCOE bình quân gia quyền của các nước trong giai đoạn 2010-2020, ở mức 52%.
Hình 5. LCOE bình quân gia quyền điện gió ngoài khơi theo khu vực, quốc gia năm 2010 và 2020.
Kết quả đấu giá và đấu thầu cho thấy từ năm 2023, giá điện dự kiến sẽ rơi vào khoảng 0,05USD/kWh đến 0,10USD/kWh, với những mức này có thể đạt được ngay cả ở những thị trường điện gió ngoài khơi tương đối mới, do đó sẽ thu hút thêm nhiều nhà đầu tư trong lĩnh vực điện gió ngoài khơi này.
Hình 6. LCOE bình quân gia quyền và giá đấu thầu dự án điện gió ngoài khơi từ năm 2000 đến năm 2024.
NHẬN XÉT
Hiện nay, khi Việt Nam xác định sẽ chuyển đổi ngành năng lượng theo hướng xanh, điện gió ngoài khơi chắc chắn là một trong những lựa chọn hiệu quả nhất. Ngành công nghiệp điện gió phát triển sẽ không chỉ là nguồn cung cấp năng lượng sạch và góp phần giảm nhẹ biến đổi khí hậu mà còn tạo ra một số lượng lớn việc làm cho người dân địa phương; đồng thời tạo ra nền kinh tế biển mới và thu hút nguồn đầu tư lớn.
Với điều kiện địa hình ưu đãi với đường bờ biển dài, cùng với tiềm năng to lớn, ước tính trong vòng 5 đến 100km tính từ bờ, Việt Nam có điều kiện thuận lợi để phát triển ngành công nghiệp điện gió ngoài khơi lên tới 160GW. Dự kiến sau giai đoạn triển khai đầu tư 4-5 GW đầu tiên, điện gió ngoài khơi sẽ đạt được mức giảm chi phí đáng kể. Nếu được hỗ trợ mạnh mẽ trong giai đoạn này, điện gió ngoài khơi sẽ phát triển vượt bậc và nhanh chóng cạnh tranh được với các nguồn năng lượng khác./.
Nguồn tham khảo:
(1) Irena.org;
(2) Iea.org;
(3) Projected costs of generating electricity – 2020 Edition - IEA;
(4) Renewable power generation cost in 2020 – IRENA;
(5) Evn.com.vn
