Nguồn nhiên liệu đáng kể trong việc cắt giảm lượng khí thải carbon

Việc tăng tỷ lệ khí đốt tự nhiên trong sản xuất điện dựa trên nhiên liệu hóa thạch từ mức 40% (1990) tăng lên mức 64% (2023) đã làm giảm thiểu đáng kể cường độ phát thải của ngành điện lực từ mức 0,82 xuống mức 0,7 (kgCO₂/kWh), dẫn đến tiết kiệm tích lũy 27 gigaton CO₂ trong giai đoạn trên. Biểu đồ dẫn chiếu đã minh họa mối tương quan giữa tỷ lệ khí tự nhiên ngày càng tăng trong sản xuất điện (đường màu vàng) và việc cắt giảm cường độ phát thải (đường màu đỏ) ra môi trường.

Ảnh minh họa

Theo Báo cáo đánh giá lần thứ sáu của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu của Liên hiệp quốc (2021) nằm trong một loạt các báo cáo đánh giá thông tin khoa học, kỹ thuật và kinh tế-xã hội liên quan đến biến đổi khí hậu toàn cầu, kể từ năm 2010 đến năm 2019, cường độ carbon toàn cầu hàng năm đã giảm 0,3% (lượng khí thải CO₂ từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch và các quy trình công nghiệp trên một đơn vị năng lượng chính). Báo cáo này cũng đã chỉ ra sự suy giảm cường độ carbon này chủ yếu là do việc chuyển đổi từ than sang khí đốt tự nhiên, sự hạn chế mở rộng công suất than và tăng cường sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo.

Hiện năng lượng tái tạo chắc chắn đóng một vai trò quan trọng trong việc cắt giảm cường độ phát thải carbon. Tuy nhiên, sự phát triển của chúng không diễn ra ở tốc độ cần thiết để ứng phó với biến đổi khí hậu một cách hiệu quả. Trong những năm gần đây, sự kết hợp giữa chi phí giảm, nguồn vốn có thể tiếp cận và sự ủng hộ chính trị đã đẩy nhanh đáng kể sự chuyển đổi toàn cầu sang năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là năng lượng tái tạo chỉ chiếm khoảng 5% nhu cầu năng lượng toàn cầu, trong khi thế giới vẫn phụ thuộc nhiều vào nhiên liệu hóa thạch để đáp ứng 80% nhu cầu năng lượng.

Mặt khác, sự gia tăng năng lượng tái tạo đang phải đối mặt với những thách thức khó lường trước được ví dụ như chuỗi cung ứng bị gián đoạn và lãi suất leo thang đang làm gia tăng chi phí cũng như hệ thống mạng lưới đường dây truyền tải điện hiện tại tỏ ra không đủ khả năng đáp ứng sự phát triển của các dự án năng lượng tái tạo mới và phi tập trung. Bên cạnh đó, việc xây dựng thêm hệ thống đường dây truyền tải là quá tốn kém và phức tạp. Ngoài ra, hiện mối quan ngại ngày càng gia tăng về khả năng tiếp cận hạn chế với các khoáng sản và kim loại quan trọng, ví dụ như đồng, lithium, cobalt, nickel và nhôm, tất cả đều rất cần thiết cho việc sản xuất năng lượng mặt trời và gió. Do tính chất đòi hỏi nhiều khoản vốn đầu tư tài chính cho việc sản xuất các kim loại quý này và thời gian sản xuất kéo dài nên việc thiết lập các công suất mới để đáp ứng mức năng lượng tái tạo cần thiết cho quá trình loại bỏ carbon cần có thời gian đáng kể. Ngay cả khi phát hiện ra các nguồn kim loại mới thì việc vượt qua các rào cản về mặt pháp lý và tài chính cũng có thể kéo dài quá trình này trong nhiều năm. Hơn thế nữa, việc khai thác các khoáng sản quan trọng để sản xuất năng lượng tái tạo thường bị coi là hoạt động “bẩn”, dẫn đến việc loại trừ hoạt động này khỏi các lựa chọn tài chính bền vững và phải đối mặt với sự phản đối ở cấp độ địa phương.

Hơn thế nữa, điều quan trọng cần lưu ý là việc tập trung hoàn toàn vào một đường hướng duy nhất để đạt được các mục tiêu thích ứng với biến đổi khí hậu có thể cản trở việc đạt được các mục tiêu phát triển bền vững khác cũng như hạn chế tài trợ cho các dự án năng lượng quan trọng và đe dọa sự hỗ trợ công thiết yếu dành cho các chính sách ứng phó với biến đổi khí hậu. Các cuộc khủng hoảng năng lượng gần đây đã nhấn mạnh sự chuyển đổi hỗn loạn (disorderly transition) nhằm đáp ứng mục tiêu net-zero với việc quá chú trọng vào một giải pháp, điều này có thể đặt ra những thách thức đối với khả năng chi trả năng lượng, dẫn đến sự phản ứng dữ dội đối với các chính sách về ứng phó với biến đổi khí hậu. Do vậy, điều này có khả năng có thể hủy bỏ những thành tựu đạt được trước đó. Hiện tại, nhiều quốc gia cũng đang xem xét sửa đổi kế hoạch thích ứng với biến đổi khí hậu đầy tham vọng của mình bởi do vấp phải sự phản ứng của cộng đồng xã hội.

Giữa những thách thức kể trên, khí đốt tự nhiên được thừa nhận là nhiên liệu hóa thạch sạch nhất, có tiềm năng đáng kể trong việc cắt giảm lượng khí thải carbon liên quan đến năng lượng. Đặc biệt, việc chuyển đổi từ than sang khí đốt tự nhiên đang đem lại cơ hội dễ dàng đạt được để đạt được những thắng lợi nhanh chóng trong việc cắt giảm phát thải. Do đó, các biện pháp hỗ trợ chính sách cho việc chuyển đổi từ than sang khí đốt tự nhiên có thể là một quyết định chiến lược, dựa trên tính hiệu quả và tiện ích đã được chứng minh của những chuyển đổi đó trong lịch sử.

Câu chuyện từ Vương quốc Anh, CHLB Đức và Hoa Kỳ

Nhằm xem xét kỹ lưỡng tầm quan trọng của việc chuyển đổi từ than sang khí đốt tự nhiên để cắt giảm phát thải, chúng ta cùng khám phá các chiến lược khác nhau mà Vương quốc Anh và CHLB Đức hiện đang theo đuổi. Vương quốc Anh là quốc gia đầu tiên áp dụng chính sách sử dụng tất cả các loại nhiên liệu có hàm lượng carbon thấp để có thể loại bỏ carbon, trong khi CHLB Đức lại tập trung quá mức vào năng lượng tái tạo. Điều chắc chắn là hiện có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đưa ra quyết định của các nhà hoạch định chính sách ở cả hai quốc gia này, định hình các phương pháp tiếp cận tương ứng của họ, bao gồm cả tính sẵn có và khả năng chi trả của từng loại nhiên liệu. Tuy nhiên, trọng tâm của chúng tôi ở đây không phải là sự phức tạp của những yếu tố đó mà là đánh giá tác động của những phương pháp này đối với việc cắt giảm phát thải. Bằng cách phân tích kết quả của các chiến lược khác nhau này, chúng tôi kỳ vọng sẽ hiểu rõ hơn về tính hiệu quả của chúng trong việc giải quyết vấn đề cấp bách là cắt giảm phát thải.

Việc sản xuất điện ở Vương quốc Anh đã chuyển đổi đáng kể từ than sang kết hợp khí đốt tự nhiên và năng lượng tái tạo kể từ những năm 1990, điều này được biểu đồ minh họa sự thay đổi tỷ trọng nhiên liệu trong sản xuất điện ở Vương quốc Anh và xu hướng tương ứng về cường độ phát thải (đường màu đỏ).

Hiện điều rõ ràng trong biểu đồ minh họa là Vương quốc Anh đang theo đuổi chính sách sử dụng kết hợp các loại nhiên liệu có hàm lượng carbon thấp để loại bỏ carbon trong quá trình sản xuất điện của mình, trong đó khí đốt tự nhiên đóng một vai trò quan trọng trong nỗ lực này. Ban đầu, Vương quốc Anh tập trung vào việc chuyển đổi từ than sang khí đốt tự nhiên như một giải pháp dễ dàng, sau đó đã phát triển năng lượng tái tạo mà không làm giảm tỷ trọng của khí đốt tự nhiên trong ngành điện lực.

Ngoài ra, biểu đồ trên cũng còn minh họa rõ hai mức giảm mạnh một cách rõ rệt về mức tiêu thụ than, theo sau là mức giảm tương ứng về cường độ phát thải. Quá trình chuyển đổi đầu tiên diễn ra từ năm 1991 đến năm 1999 và tiến trình chuyển đổi thứ hai được thực hiện từ năm 2012 đến năm 2016. Trong giai đoạn đầu tiên, than đã được thay thế bằng khí đốt tự nhiên và năng lượng hạt nhân, do vậy, tỷ trọng của than đã giảm từ mức 65% xuống chỉ còn mức 33%. Tại lần chuyển đổi thứ hai, khí đốt tự nhiên và năng lượng tái tạo đóng vai trò thay thế chính, do đó, tỷ trọng của than đã giảm xuống chỉ còn 10%. Nhìn chung, sự kết hợp giữa chuyển đổi nhiên liệu và ngừng hoạt động các nhà máy điện đốt than ở Vương quốc Anh đã dẫn đến tỷ lệ sản xuất than giảm từ mức 65% (1990) xuống chỉ còn 2,3% (2022). Kết quả là cường độ phát thải giảm từ 248g CO₂/kWh xuống chỉ còn 94g CO₂/kWh, điều này phản ánh mức giảm tới 62%.

Tuy nhiên, việc sử dụng nhanh chóng khí đốt tự nhiên ở Vương quốc Anh không được lặp lại ở CHLB Đức hay các nước khác ở châu Âu. Bất chấp danh tiếng của CHLB Đức là quốc gia vô địch về năng lượng tái tạo nhờ việc đầu tư đáng kể vào năng lượng gió và mặt trời thời gian qua song quốc gia này chỉ đạt được thành công hạn chế trong việc loại bỏ carbon trong ngành điện lực, với lượng khí thải chỉ giảm có 17% kể từ năm 1990 so với mức giảm 62% của Vương quốc Anh cùng thời gian đó. Biểu đồ trên cũng đã minh họa tiến độ chậm chạp của CHLB Đức chủ yếu là do nước này đang phụ thuộc vào than non/nâu và than đá cứng anthracit vốn chiếm tới hơn 40% tổng nguồn cung điện của quốc gia này.

Một ví dụ khác là vai trò của khí đốt tự nhiên cho đến nay trong quá trình loại bỏ carbon của ngành điện lực Hoa Kỳ. Quá trình chuyển đổi khỏi than và than non/nâu của Hoa Kỳ được thúc đẩy bởi sự gia tăng sản xuất khí đá phiến từ năm 2009. Tỷ trọng khí đốt tự nhiên đã tăng từ mức 13% (1990) lên tới mức 37% (2022), điều này dẫn đến lượng khí thải carbon của Hoa Kỳ giảm trung bình ở mức 26% cường độ carbon trung bình trong ngành điện lực, cao hơn 9% so với mức giảm của CHLB Đức. Mặc dù mức giảm này nhỏ hơn so với mức giảm diễn ra ở Vương quốc Anh do sự phát triển năng lượng tái tạo ít hơn, xét đến lượng điện sản xuất đáng kể ở Hoa Kỳ, điều này đã giúp tiết kiệm đáng kể lượng CO₂ kể từ năm 2009. Trên thực tế, quá trình chuyển đổi sang khí đốt tự nhiên trở thành nhân tố chính giúp thúc đẩy việc cắt giảm phát thải ở Hoa Kỳ cho đến nay. Tại Hội nghị lần thứ 28 về biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc (COP28 tại UAE, 12/2023), một quyết định đã được đưa ra nhằm đẩy nhanh nỗ lực giảm thiểu điện than không giảm bớt. Hơn thế nữa, kết quả bản đánh giá toàn cầu (global stock take-GST) của COP28 cũng đã công nhận tầm quan trọng của “nhiên liệu chuyển tiếp” trong việc tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuyển đổi năng lượng, đồng thời đảm bảo an ninh năng lượng. Người ta giải thích rộng rãi rằng thuật ngữ “nhiên liệu chuyển tiếp” chủ yếu liên quan đến khí đốt tự nhiên.

Giờ đây, các quốc gia được đề nghị điều chỉnh đóng góp do quốc gia tự quyết định (NDC) của mình sao cho phù hợp với các quyết định trên, đồng thời giải quyết chúng theo chính sách quốc gia của mỗi nước trước thềm Hội nghị COP30 tại CH Brazil (2025). Ví dụ như Hội nghị Bộ trưởng về khí hậu, năng lượng và môi trường các nước G7 (CH Ý, 4/2024) đã thông qua Tuyên bố chung về thời hạn loại bỏ hoàn toàn nhiệt điện than, theo đó, chậm nhất đến năm 2035 sẽ loại bỏ nhiệt điện than, mở ra một đường hướng để đẩy nhanh quá trình loại bỏ carbon. Như vậy, Tuyên bố chung trên đã nhất trí việc đồng ý ngừng sử dụng nhiệt điện than đối với hệ thống năng lượng “trong nửa đầu những năm 2030”. Ngoài ra, trong thông cáo báo chí cuối cùng của mình, các bộ trưởng trên cũng đã đề cập rằng “các khoản đầu tư được hỗ trợ công khai vào lĩnh vực khí đốt tự nhiên có thể phù hợp như một biện pháp ứng phó tạm thời, tùy thuộc vào hoàn cảnh mỗi quốc gia được xác định rõ ràng”. Trong số các nước G7, CHLB Đức dường như phải đối mặt với thách thức ghê gớm hơn trong việc đạt được mục tiêu này. Trong khi hầu hết các nước thành viên G7 đã lên kế hoạch loại bỏ than trước năm 2035 thì riêng CHLB Đức đã đưa ra mục tiêu cuối cùng là loại bỏ than muộn nhất là vào năm 2038.

Link nguồn:

https://www.gecf.org/_resources/files/events/gecf-expert-commentary-how-does-carbon-pricing-shapes-coal-to--gas-transition/gecf-ec-2024-coal-to-gas-switching.pdf

Tuấn Hùng