Tương lai năng lượng đang phát triển của Trung Quốc trước viễn cảnh kinh tế đáng lo ngại: Hiện Trung Quốc đã chứng kiến sự tăng trưởng kinh tế vượt bậc trong vài thập kỷ qua. Kể từ năm 2010, Trung Quốc đã chiếm khoảng 33% mức tăng trưởng GDP toàn cầu và gần 60% mức tăng trưởng về nhu cầu năng lượng chính. Tuy nhiên, do mức tăng trưởng này chủ yếu nhờ vào than đá nên Trung Quốc chiếm hơn 80% tổng nhu cầu mức gia tăng lượng phát thải CO₂ toàn cầu kể từ năm 2010. Trong những năm gần đây, các nhà lãnh đạo Trung Quốc đã tìm cách quản lý việc phát triển không ngừng các dự án tiêu tốn nhiều năng lượng và phát thải cao, chủ yếu là do quan ngại về chất lượng không khí và biến đổi khí hậu. Năm 2020, NDC của Trung Quốc cam kết “đặt mục tiêu lượng khí thải CO₂ đạt đỉnh trước năm 2030 và đạt mức trung hòa carbon trước năm 2060”. Theo cam kết này, Trung Quốc đã ban hành kế hoạch thực hiện quốc gia cho tất cả các bộ và chính quyền cấp tỉnh trong đó vạch ra 43 nhiệm vụ cho các lĩnh vực bao gồm năng lượng và công nghiệp.
Trong lĩnh vực năng lượng, Trung Quốc đã cam kết tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng, năng lượng tái tạo và hạt nhân, đồng thời theo đuổi việc cắt giảm tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch. Đối với lĩnh vực công nghiệp, Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin cũng đã vạch ra lộ trình kiểm soát khí thải trong sắt thép, hóa dầu, kim loại và bê-tông là những ngành phát thải nhiều khí thải CO₂ nhất như nêu trong Kế hoạch 5 năm lần thứ 14 (FYP 14) mà cũng đã vạch ra việc sử dụng các nguồn năng lượng sạch hơn trong các ngành công nghiệp này, chẳng hạn như hydrogen và nhiên liệu sinh học. FYP 14 đã cung cấp những dấu hiệu mạnh mẽ về hướng đi trong tương lai bởi vì trong lịch sử, Trung Quốc đã vượt quá các mục tiêu về ứng phó với biến đổi khí hậu theo kế hoạch. Phân tích gần đây cho thấy rằng FYP 14 sẽ đưa Trung Quốc đi đúng hướng để đạt được mục tiêu đạt đỉnh phát thải vào năm 2030, mặc dù sẽ cần có các chính sách bổ sung để đáp ứng các mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2060.
Các yếu tố kinh tế vĩ mô, đặc biệt là già hóa dân số và cuộc khủng hoảng bất động sản đang diễn ra, sẽ có tác động lớn đến tương lai của lĩnh vực năng lượng và khí thải CO₂ ở Trung Quốc. Mặc dù tổng dân số bắt đầu giảm vào năm 2022 song dân số trong độ tuổi lao động (15-59 tuổi) đã đạt đỉnh vào năm 2011, làm tốc độ tăng trưởng GDP chậm lại so với lịch sử gần đây. Dân số trong độ tuổi lao động dự báo cũng sẽ giảm 30% so với mức đỉnh điểm vào năm 2050. Kết hợp những xu hướng nhân khẩu học này là một cuộc khủng hoảng tài chính đang ảnh hưởng sâu sắc đến các nhà phát triển bất động sản. Trong vài thập kỷ qua, thị trường bất động sản tăng trưởng nhanh chóng, được coi là kênh đầu tư an toàn và là “kho tài sản chính của nhiều gia đình Trung Quốc”. Năm 2020, chính phủ trung ương tỏ quan ngại về bong bóng nhà đất tiềm ẩn nên đã thành lập quy định để hạn chế việc vay mượn quá mức của các nhà phát triển bất động sản. Do khả năng tiếp cận các nguồn vốn bị giảm sút, China Evergrande, nhà phát triển bất động sản lớn thứ hai trong nước, không thể thanh toán các khoản chi vào năm 2021, điều này dẫn đến sự suy giảm niềm tin vào lĩnh vực bất động sản và sự sụt giảm kéo dài về doanh số bán nhà mới. Kể từ khi China Evergrande vỡ nợ đã kéo theo hơn 50 công ty bất động sản cũng đã bị vỡ nợ, điều này càng làm giảm niềm tin của các nhà đầu tư và cản trở hoạt động đầu tư mới trong lĩnh vực này.
Mặc dù cho đến nay, những tác động lên nhu cầu năng lượng và vật liệu xây dựng vẫn còn hạn chế song cuộc khủng hoảng trên có thể dẫn đến nhu cầu thấp hơn trong dài hạn. Đồng thời, cuộc khủng hoảng này còn là chỉ dấu của một quá trình chuyển đổi kinh tế rộng lớn hơn trong nước khi các nhà hoạch định chính sách được cho là đang làm việc để chèo lái nền kinh tế thoát khỏi phụ thuộc vào lĩnh vực bất động sản, vốn chiếm tới 1/4 nền kinh tế Trung Quốc, đồng thời hướng tới các lĩnh vực sản xuất như xe điện EV và chất bán dẫn. Sự tăng trưởng của các lĩnh vực công nghệ cao cũng như tốc độ điện khí hóa nhanh chóng tiếp tục thúc đẩy thúc đẩy nhu cầu về năng lượng, đặc biệt là điện ngay cả khi đối mặt với cuộc khủng hoảng bất động sản nêu trên. Mặc dù cho đến nay, Trung Quốc vẫn là nước tiêu thụ than lớn nhất thế giới song triển vọng năm 2023 cho thấy than sẽ đạt đỉnh sau đó giảm, trong khi các dự báo năm 2013 và 2019 cho thấy các đỉnh (trong một số trường hợp là các đỉnh cao hơn) sau đó là các trạng thái ổn định mở rộng, điều này chủ yếu được thúc đẩy bởi sự chuyển đổi khỏi sử dụng than trong ngành điện lực và cải thiện hiệu quả trong các quá trình công nghiệp như sản xuất sắt thép.
Trong lĩnh vực điện, IEA dự báo mặc dù tổng công suất đốt than sẽ tăng đến năm 2030 song các yếu tố công suất sẽ giảm đáng kể. IEA giả thiết than sẽ dần dần chuyển sang cung cấp tính linh hoạt cho lưới điện, thay vì cung cấp điện cho phụ tải cơ sở khi các nguồn năng lượng mới như gió và mặt trời hòa vào hệ thống mạng lưới điện. Trong lĩnh vực công nghiệp, cả hai quan điểm đều dự báo sản xuất sắt thép sẽ giảm dần việc sử dụng than do kim loại phế liệu có sẵn nhiều hơn cho sản xuất thứ cấp, thường ít tiêu tốn năng lượng hơn và có thể sử dụng lò hồ quang điện (thay vì lò cao đốt than) cho quá trình gia nhiệt.
Nhu cầu dầu khí của Trung Quốc đã tăng trưởng đều đặn trong vài thập kỷ qua. Tuy nhiên, các sáng kiến chính sách quan trọng đã góp phần làm giảm các dự báo trong kịch bản IEA 2023. FYP 14 đặt ra các mục tiêu chính sẽ giảm nhu cầu khí đốt tự nhiên trong lĩnh vực xây dựng, chẳng hạn như trang bị thêm 350 triệu mét vuông các tòa nhà hiện có thông qua các cải tiến như cách nhiệt vỏ tòa nhà và điện khí hóa, cùng với hiệu quả sử dụng năng lượng cao hơn trong các công trình xây dựng mới. Ngoài ra, tỷ trọng năng lượng tái tạo trên hệ thống mạng lưới điện ngày càng tăng cũng như mục tiêu tăng thêm 50 GW công suất năng lượng tái tạo thông qua PV tích hợp và bổ sung trong tòa nhà, sẽ góp phần làm giảm nhu cầu đối với khí đốt tự nhiên. Trong lĩnh vực giao thông vận tải, Kế hoạch phát triển công nghiệp phương tiện năng lượng mới đặt mục tiêu chiếm 20% tỷ lệ phương tiện mới bao gồm “phương tiện năng lượng mới” (xe điện chạy pin EV, xe lai hybrid sạc điện PHEV và xe điện pin nhiên liệu FCEV) vào năm 2025, điều này sẽ làm giảm nhu cầu về các sản phẩm dầu mỏ. Việc điều chỉnh gia tăng nhu cầu năng lượng tái tạo trong Kịch bản IEA 2023 được thúc đẩy bởi năng lượng mặt trời và gió trong khi FYP 14 đã vạch ra mục tiêu đạt 1.200 GW công suất năng lượng mặt trời và gió được lắp đặt vào năm 2030 và hiện Trung Quốc đã tăng hơn gấp đôi mục tiêu đó vào năm 2030 theo Kịch bản IEA STEPS. Trên thực tế, một số dự án mà Trung Quốc có thể đạt được mục tiêu đã đề ra vào năm 2025, được thúc đẩy bằng trợ cấp và một loạt các chính sách khác.
Hiện năng lượng tái tạo đã tăng đáng kể và nhu cầu nhiên liệu hóa thạch (đặc biệt là than) đã giảm, dẫn đến lượng phát thải CO₂ đạt đỉnh vào năm 2030. Tuy nhiên, phần lớn nhu cầu năng lượng chính trong nước vẫn được đáp ứng bởi nhiên liệu hóa thạch. Trong cả kịch bản năm 2023 của EIA và IEA, khoảng 80% nhu cầu năng lượng chính được đáp ứng bởi nhiên liệu hóa thạch vào năm 2030, làm nổi bật khoảng cách giữa các chính sách được thực hiện bởi FYP 14 nhằm đạt mức phát thải CO₂ cao nhất vào năm 2030 và mục tiêu dài hạn hơn là đạt mức net-zero vào năm 2060. Hiện có thêm sự khác biệt về dự báo nhu cầu năng lượng giữa các chính sách hiện tại của Trung Quốc, NDC đã công bố và các kịch bản net-zero. Trong tất cả các kịch bản, nhu cầu than dự báo sẽ giảm vào năm 2050 ở mức 25% (EIA Reference) cho tới 93% (Equinor Bridges và BP Net-Zero) so với năm 2022. Nhu cầu dầu mỏ cũng được dự báo sẽ giảm trong hầu hết các kịch bản, ngoại trừ EnerBase, EIA Reference và OPEC. Nhu cầu khí đốt tự nhiên dự báo sẽ thay đổi rộng rãi hơn, tăng lên trong hầu hết các kịch bản chính sách tham chiếu và phát triển song lại giảm trong các kịch bản ứng phó với biến đổi khí hậu đầy tham vọng. Năng lượng tái tạo, dẫn đầu là gió và mặt trời, tăng trưởng đáng kể theo mọi kịch bản song nhanh nhất là theo các kịch bản ứng phó với biến đổi khí hậu đầy tham vọng, trong đó chúng sẽ vượt qua nhiên liệu hóa thạch vào năm 2050.
Các công nghệ mới nổi để đạt được net-zero
Trong những năm gần đây, các chủ thể thuộc khu vực công và tư nhân ngày càng cam kết đạt được mức phát thải carbon net-zero giữa thế kỷ này song có sự không chắc chắn và tranh luận đáng kể về vai trò của nhiên liệu hóa thạch trong quá trình chuyển đổi năng lượng net-zero. Ví dụ như một cuộc tranh luận sôi nổi đã diễn ra tại COP28 vừa qua về việc liệu các quốc gia nên lập kế hoạch loại bỏ dần hay đơn giản chỉ là giảm dần nhiên liệu hóa thạch cũng như liệu có nên đưa vào vòng loại then chốt “không suy giảm” hay không bởi điều này sẽ tạo cơ hội cho việc tiếp tục sử dụng nhiên liệu hóa thạch kết hợp với công nghệ CCUS. Do vậy, trong báo cáo này, chúng ta xem xét ba công nghệ có thể gây tranh cãi, đóng vai trò trong việc tiếp tục sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong hệ thống năng lượng là hydrogen, CCUS và thu khí trực tiếp (DAC).
Hydrogen: Tùy thuộc vào cách thức được sản xuất, sự tăng trưởng nhanh chóng về nhu cầu hydrogen toàn cầu có thể kéo dài tuổi thọ của nhiên liệu hóa thạch một cách đáng kể. Lĩnh vực công nghiệp dầu khí có kinh nghiệm sản xuất hydrogen thông qua quá trình tái sinh reforming khí methane (steam methane reforming-SMR) trong hơi nước và là một quá trình trong đó khí methane từ khí đốt tự nhiên được đốt nóng bằng hơi nước với chất xúc tác, để tạo ra hỗn hợp cacron monoxide và hydrogen được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ và làm nhiên liệu. Ngày nay có rất ít hydrogen được tiêu thụ trực tiếp để cung cấp dịch vụ năng lượng, mà đúng hơn, hydrogen thường được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất ammonia được sử dụng để sản xuất phân bón, và ở mức độ thấp hơn, là một phần của quá trình tinh chế dầu thô. Tuy nhiên, hydrogen có hàm lượng carbon thấp hoặc không có carbon ngày càng được coi là một lựa chọn để loại bỏ carbon trong các lĩnh vực công nghiệp khó giảm bớt khí thải CO₂ mà trước đây dựa vào nhiên liệu hóa thạch để lấy năng lượng (ví dụ như vận chuyển đường dài và hàng không) và nhiệt độ cao (ví dụ như sản xuất xi măng và sản xuất sắt thép).
Tại Hoa Kỳ, đạo luật Giảm thiểu lạm phát (IRA) bao gồm khoản tín dụng thuế lên tới 3 USD/kg đối với hydrogen “sạch”. Bởi phần lớn là do sự hào phóng của khoản tín dụng trên mà định nghĩa về hydrogen sạch đã gây ra nhiều tranh luận và vận động hành lang. Ngoài ra, còn có một số điểm trùng lặp với công nghệ CCUS bởi vì hydrogen “xanh” blue được sản xuất bằng khí đốt tự nhiên với công nghệ CCUS thì có thể tiếp nhận khoản tín dụng thuế CCUS trị giá 85 USD cho mỗi tấn CO₂ (mặc dù luật cấm hydrogen xanh “nhúng hai lần-double dip” nghĩa là yêu cầu tài trợ cả khoản tín dụng thuế CCUS lẫn hydrogen cùng một lúc). Trong khi diễn ra các cuộc tranh cãi và tranh luận xoay quanh các khoản tín dụng thuế này, hydrogen dường như đang thúc đẩy vốn đầu tư tài chính khá đáng kể với mức cam kết trị giá hơn 1 tỷ USD đầu tư vào hydrogen ở Hoa Kỳ (2023).
Năm 2022, lượng hydrogen sử dụng trên thế giới cho các mục đích không liên quan đến năng lượng lên tới khoảng 95 triệu tấn mỗi năm (mtpa), hoặc ơng 11 QBtu năng lượng tương đương. Theo một số kịch bản, đến năm 2050, hydrogen được sử dụng trong lĩnh vực năng lượng có thể cạnh tranh với toàn cầu ngày nay. Tuy nhiên, điều này vẫn chiếm một phần khá nhỏ trong mức tiêu thụ năng lượng cuối cùng toàn cầu. Ví dụ theo IEA APS đạt 91 mtpa (10 QBtu năng lượng tương đương) nhu cầu năng lượng hydrogen vào năm 2050, chỉ chiếm 2,5% mức tiêu thụ năng lượng cuối cùng toàn cầu. Sự tăng trưởng nhanh nhất xảy ra theo Shell Sky 2050, trong đó hydrogen cung cấp 7% mức tiêu thụ năng lượng cuối cùng trên toàn cầu vào năm 2050. Tại các quốc gia phát triển như Hoa Kỳ, tốc độ tăng trưởng về hydrogen có thể còn nhanh hơn khi đến năm 2050, hydrogen sẽ chiếm hơn 10% nhu cầu năng lượng cuối cùng của Hoa Kỳ theo APS IEA.
Công nghệ thu hồi, sử dụng và lưu trữ carbon (CCUS) và công nghệ thu giữ không khí trực tiếp (DAC)
Công nghệ CCUS được dự báo sẽ tăng đáng kể trong nhiều kịch bản khác nhau, với một số kịch bản ứng phó với biến đổi khí hậu đầy tham vọng cho thấy mức tăng trưởng theo hai bậc độ lớn, tăng từ 42 Mmt (triệu tấn) CO₂ (2022) sẽ tăng thêm từ 4.000 Mmt-7.000 Mmt CO₂ (2050) trong bối cảnh lượng khí thải CO₂ liên quan đến năng lượng toàn cầu vào năm 2022 là khoảng 37.000 Mmt.
Công nghệ DAC là một dạng cụ thể của công nghệ CCUS, thay vì thu hồi CO₂ từ dòng khí thải tập trung như hầu hết các ứng dụng công nghệ CCUS thực hiện, DAC sẽ thu giữ CO₂ từ không khí xung quanh, cô lập nó dưới lòng đất hoặc trong một số sản phẩm hoặc ứng dụng. Do đó, các cơ sở của DAC sẽ cung cấp một hình thức loại bỏ carbon (giả sử nhu cầu năng lượng lớn của họ được đáp ứng bằng các nguồn năng lượng không phát thải) và giúp bù đắp lượng khí thải CO₂ từ những lĩnh vực khác trong nền kinh tế. Tính đến năm 2023, đã có 27 cơ sở DAC đã đi vào hoạt động và hơn 100 cơ sở bổ sung đang trong quá trình phát triển. Hiện các dự báo về DAC toàn cầu tăng từ mức 0 hiện nay lên mức cao tới 600 Mmt-700 Mmt CO₂ hàng năm vào từ năm 2050 đến năm 2055 theo các kịch bản ứng phó với biến đổi khí hậu đầy tham vọng, chiếm khoảng từ 1,5% đến 2% lượng khí thải toàn cầu ngày nay. Điều này chỉ còn lại khoảng 1/10 dự báo triển khai công nghệ CCUS trong cùng một kịch bản bởi cùng một nhóm lập mô hình (từ 6.000 Mmt-7.000 Mmt CO₂). Mặc dù điều này cho thấy vai trò khiêm tốn hơn của công nghệ DAC so với các dạng công nghệ CCUS khác song có ít nhất một kịch bản lạc quan hơn trong những thập kỷ tới: Shell Sky 2050 dự báo không bao gồm công nghệ DAC quy mô lớn cho đến năm 2045 song cuối cùng DAC sẽ đạt trên 5.000 Mmt CO₂ hàng năm (2100), chiếm khoảng một nửa tổng số CCUS dự báo cho năm đó.
Tại Hoa Kỳ, các nhà phát triển DAC đủ điều kiện tiếp nhận khoản tín dụng thuế trị giá 180 USD cho mỗi tấn CO₂ được thu hồi và lưu trữ vĩnh viễn, và 130 USD cho mỗi tấn CO₂ được sử dụng trong quá trình thu hồi dầu nâng cao (enhanced oil recovery-EOR) thông qua ba phương pháp chính: hóa học, nhiệt và khí, trong đó ứng dụng sự tiến bộ trong công nghệ bơm khí, với việc sử dụng CO₂ bơm vào tầng chứa dầu giúp tăng độ đặc của dầu, làm cho dầu dễ dàng di chuyển hơn và có thể được thu hồi nhiều hơn, điều này không chỉ tăng cường hiệu quả khai thác mà còn đóng góp vào nỗ lực giảm thiểu lượng khí nhà kính GHG bằng cách lưu trữ CO₂ dưới lòng đất. Tuy vậy, ứng dụng thứ hai này của DAC đặc biệt gây tranh cãi vì việc khai thác dầu bằng cách sử dụng CO₂ thu được sẽ tạo ra lượng khí thải CO₂ có thể làm giảm hoặc loại bỏ các lợi ích về khí hậu của việc cô lập CO₂ vĩnh viễn. Mặt khác, ít nhất về mặt kỹ thuật, khối lượng CO₂ được lưu trữ bằng EOR có thể đáp ứng hoặc vượt quá lượng khí thải CO₂ có trong dầu được sản xuất; nói cách khác, về mặt lý thuyết, EOR có thể được sử dụng để sản xuất dầu “trung hòa carbon” hoặc thậm chí dầu “âm carbon” tức là dầu có giá trị S lớn hơn 1,0 là dầu âm carbon bởi vì lượng CO₂ sinh học được cô lập trong quá trình thu hồi dầu nhiều hơn lượng CO₂ sinh ra khi đốt dầu.
Trở về tương lai (của quá khứ)
Cuối cùng, so sánh các dự báo cho cả ba công nghệ CCUS, DAC và hydrogen trong triển vọng năm nay với triển vọng từ năm 2022 khi có sẵn dữ liệu so sánh (Equinor Bridges và IEA), các dự báo đều cho thấy nhìn chung có sự kết hợp giữa các khuyến khích chính sách và tiến bộ công nghệ, giúp thúc đẩy dự báo cho các công nghệ này cao hơn.
Theo IEA APS, việc triển khai công nghệ CCUS cao hơn 15% (2050) so với dự báo của năm 2022 (IEA STEPS và NZE gần như không thay đổi) và Triển vọng năng lượng năm 2024 của hãng Equinor cũng đã tăng dự báo năm 2050 lần lượt là 4% và 33% theo hai kịch bản cho tương lai của thị trường năng lượng toàn cầu là “bức tường và cây cầu”, nghĩa là sự tương phản giữa tốc độ hiện tại của quá trình chuyển đổi năng lượng (những bức tường walls) và những thay đổi nhanh chóng, căn bản cần thiết để đáp ứng tham vọng nhiệt độ Trái đất không vượt ngưỡng 1,5°C theo Thỏa thuận Paris (những cây cầu bridges). Các dự báo cho DAC (2050) lần lượt tăng khoảng 30% và 60% theo IEA STEPS và IEA NZE trong khi gần như không thay đổi theo các kịch bản IEA APS và cả hai kịch bản Equinor Bridges and Walls. Đối với hydrogen, IEA đã tăng dự báo năm 2050 lên 3% theo IEA STEPS và 15% theo IEA APS (tuy nhiên, nó không được đưa vào kịch bản IEA NZE năm 2022, điều này ngăn cản việc so sánh với dự báo năm nay), trong khi Equinor Bridges chứng kiến mức giảm 3% và mức tăng trưởng 26% (Equinor Walls).
Tổng hợp lại, tất cả những dự báo này cho thấy niềm tin ngày càng tăng đối với các công nghệ CCUS, DAC và hydrogen sẽ đóng một vai trò rất ý nghĩa trong việc quản lý phát thải khí nhà kính GHG trong tương lai. Tuy nhiên, hiện vẫn còn nhiều điều không chắc chắn về độ bền vững của chính sách, đổi mới công nghệ sáng tạo và sự thèm khát của khu vực tư nhân đối với các công nghệ mới nổi này. Ngoài ra, sự phản đối của công chúng đối với việc triển khai các công nghệ trên, đặc biệt nếu chúng được coi là cung cấp giấy phép để tiếp tục khai thác và sử dụng nhiên liệu hóa thạch, thì có thể tạo thêm những trở ngại nhất định.
Tuấn Hùng (RFF)
