Chiến lược quốc gia phát triển hệ sinh thái khí Hydro cho lĩnh vực cung cấp năng lượng và công nghiệp bền vững cho Việt Nam

I. Hiện trạng và định hướng chiến lược cho phát triển kinh tế và cung cấp năng lượng của Việt Nam

Sau 34 năm đổi mới, Việt Nam đã có những bước phát triển vượt bậc trên tất cả các lĩnh vực và đang là một trong những quốc gia phát triển năng động nhất khu vực Đông Nam Á nói riêng và châu Á nói chung. Hiện tại, nền kinh tế của Việt Nam phát triển với tốc độ tăng trưởng cao. Tốc độ tăng trưởng tổng sản phẩm quốc nội (GDP) hàng năm của Việt nam trong vòng 10 năm qua luôn giữ ổn định ở mức từ 6 đến 7%. Trong năm 2020, lĩnh vực công nghiệp, xây dựng và dịch vụ đóng góp khoảng 85,2% GDP. Lĩnh vực công nghiệp chế biến, chế tạo đóng vai trò chủ đạo, tạo các giá trị gia tăng lớn và đóng góp khoảng 16,9% GDP. Lĩnh vực này cung cấp 18% tổng lực lượng lao động công nghiệp, được coi là nền tảng quan trọng cho các đổi mới sáng tạo và cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Với các lý do nêu trên, có thể khẳng định các ngành công nghiệp này chính là động lực cho sự phát triển kinh tế của Việt Nam [12].

Việt Nam đang ngày càng có uy tín và vị thế cao về chính trị và đối ngoại tại khu vực và trên toàn thế giới. Thành công này là thành quả to lớn từ các chính sách chính trị và ngoại giao đúng đắn của Đảng, Nhà nước và Chính phủ Việt Nam. Các chiến lược phát triển kinh tế và xã hội quốc gia khẳng định, Việt Nam có tham vọng lớn để sớm trở thành một nước công nghiệp hiện đại, sánh vai với các cường quốc trong khu vực và trên toàn thế giới. Mục tiêu này sẽ được cụ thể hóa trong vòng 10 năm tới dựa trên cơ sở nền tảng khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo. Theo đó, lĩnh vực công nghiệp chế biến, chế tạo và nền kinh tế số sẽ đóng góp khoảng 30% GDP của Việt Nam [11].

Tốc độ phát triển kinh tế và đời sống của người dân không ngừng được nâng cao dẫn đến nhu cầu năng lượng tại Việt Nam tăng mạnh. Theo dự báo, mức tăng trưởng tiêu thụ năng lượng hàng năm ở Việt Nam dự kiến sẽ ở mức trên 10% trong thập kỷ tới. Theo Dự thảo Quy hoạch điện quốc gia VIII (PDP 8), trong vòng 10 năm tới, nhu cầu điện năng của Việt Nam sẽ tăng thêm khoảng 80 GW. Tổng công suất điện sản xuất bởi các nhà máy điện khí, than và khí hóa lỏng LNG rơi vào khoảng 30 GW. Năng lượng tái tạo, xanh sạch bảo vệ môi trường cung cấp tổng công suất điện khoảng 30 GW. Trong đó, tổng công suất năng lượng gió ngoài khơi rơi vào khoảng 10 GW. Theo tính toán mới nhất của Wood Mackenzie, cho đến năm 2030, năng lượng gió và mặt trời tại Việt Nam và một số nước trong khu vực sẽ rẻ và kinh tế hơn năng lượng than, hóa thạch. Đây cũng là cơ sở thuận lợi để Việt Nam đẩy mạnh phát triển năng lượng tái tạo trong những thập kỷ tới.

Mặc dù vậy, bất chấp các nỗ lực của Chính phủ, các bộ, ban, ngành và địa phương hiện vẫn tồn tại nhiều bất cập, tồn đọng gây cản trở cho quá trình phát triển và thực hiện Quy hoạch điện VIII. Tiến độ thực hiện các dự án điện lớn quan trọng thường bị chậm, không đạt yêu cầu mà nguyên nhân chủ yếu là các quy định pháp lý để phê duyệt và triển khai dự án còn có sự chồng chéo, rườm rà.. Vấn đề huy động vốn và giải ngân dự án vẫn khá phức tạp. Ngoài ra, mạng lưới điện quốc gia vẫn gặp nhiều vấn đề trong việc điều chỉnh và giữ ổn định. Do vậy, các nguồn năng lượng mới được lắp đặt, sản xuất vẫn chưa thể tích hợp hết vào mạng lưới điện quốc gia [10].

Có thể rút ra hai xu thế chính trong quá trình phát triển sản xuất và cung cấp điện năng và phát triển kinh tế của Việt Nam. Thứ nhất, để theo kịp tốc độ phát triển kinh tế và xã hội nhanh chóng, kéo theo nhu cầu điện năng tăng mạnh liên tục, Việt Nam trong thời gian gần tới vẫn cần sử dụng các nguồn điện năng truyền thống, ví dụ như các nhà máy nhiệt điện chạy tuabin khí. Việc đẩy mạnh phát triển chiến lược năng lượng xanh sạch, tái tạo và thân thiện với môi trường trong Quy hoạch điện VIII là hoàn toàn phù hợp với chiến lược phát triển xanh của Việt Nam được thông qua năm 2012, chiến lược phát triển kinh tế và xã hội 10 năm 2021 – 2030 và các cam kết trong hiệp định chống biến đổi khí hậu toàn cầu Paris. Thứ hai, lĩnh vực công nghiệp và chế tạo cần được định hướng phù hợp để chuỗi giá trị kinh tế và sản xuất phát triển tại thị trường nội địa Việt Nam. Có như vậy sự phát triển của nền kinh tế Việt Nam mới thực sự bền vững, ổn định. Các vấn đề trong thị trường lao động sẽ được giải quyết.

II. Khí Hydro: nền móng quan trọng cho hệ thống cung cấp năng lượng và sự phát triển nền kinh tế toàn cầu

Hiện nay khoảng 80% nhu cầu năng lượng toàn cầu được cung cấp bởi các nguồn năng lượng hóa thạch, ví dụ như than, dầu mỏ và khí tự nhiên. Thông qua hiệu ứng nhà kính, khí thải độc hại cho môi trường từ các quá trình đốt các nhiên liệu hóa thạch chính là nguyên nhân chính cho quá trình nóng lên toàn cầu. Để đạt được các mục tiêu trong Hiệp định chống biến đổi khí hậu toàn cầu Paris, ngăn tốc độ nóng lên toàn cầu ít hơn 1,5 °C và giảm thiểu tối đa sự xuất hiện của thiên tai, bão lũ đi kèm hậu quả khó lường, phải có sự thay đổi có tính chất nền móng trong hệ thống cung cấp năng lượng toàn cầu. Các nước và cộng đồng thế giới đang đứng trước một nhiệm vụ quan trọng là phải tìm ra một nguồn năng lượng thay thế năng lượng hóa thạch.

Theo đánh giá của các nước công nghiệp tiên phong như Đức, Anh, Nga, Úc, Trung Quốc và Nhật bản, khí Hydro (H2) chính là chìa khóa có tính chất nền móng quyết định để thay đổi hệ thống cung cấp năng lượng toàn cầu. Do hàm lượng năng lượng cao và quá trình đốt sạch, thân thiện môi trường, khí Hydro là nhiên liệu lý tưởng trong các hệ thống năng lượng và được sử dụng hiệu quả như một chất mang năng lượng và vật liệu, chất lưu trữ và phản ứng hóa học cho các ngành công nghiệp [2].

Có hai phương pháp chính để sản xuất khí Hydro. Một mặt, khí Hydro có thể được sản xuất từ quá trình điện phân nước. Mặt khác, khí Hydro có thể được chế tạo từ các hợp chất hữu cơ, ví dụ như từ rác thải đô thị. Các nước có tiềm năng lớn về năng lượng tái tạo sẽ có nhiều điều kiện tốt để phát triển chiến lược cung cấp năng lượng và công nghiệp xoay quanh khí Hydro. Ở một khoảng cách xa, khí Hydro được vận chuyển ở dạng lỏng bằng đường biển thông qua các tàu chuyên dụng.

Việc phân phối hydro cho người tiêu dùng có thể dễ dàng thực hiện bằng cách vận chuyển Hydro dạng khí nén thông qua các xe bồn hoặc hệ thống đường ống. Bên cạnh đó, khí Hydro có thể được lưu trữ trong một thời gian dài trong các hệ thống bể chứa và hang muối nhân tạo [2, 3].

Khí Hydro có rất nhiều ứng dụng trong hầu hết các ngành và lĩnh vực công nghiệp. Trong lĩnh vực giao thông vận tải đường bộ, đường biển và hàng không, khí Hydro được sử dụng như nhiên liệu tổng hợp trong khi sử dụng kết hợp hiệu quả giữa pin nhiên liệu và các hệ thống lưu trữ khí. Trong lĩnh vực năng lượng, khí Hydro có thể được sử dụng như nhiên liệu đốt trong các động cơ buồng đốt, tuabin khí và đặc biệt là pin nhiên liệu để sản sinh hiệu quả ra điện năng. Do đó, nền công nghiệp dựa trên các nguồn tài nguyên, nhiên liệu hóa thạch có thể được thay thế bởi các nguồn năng lượng mới, tái tạo và khí Hydro. Các nghành công nghiệp quan trọng ứng dụng khí Hydro có thể được liệt kê như sản xuất gang thép, sản xuất khí ammoniak, phân u rê và nhiên liệu tổng hợp cho lĩnh vực giao thông vận tải. [3, 5].

Với những tính chất quan trọng như cung cấp và mang năng lượng để lưu trữ, khí Hydro được coi là một giải pháp tối ưu để kết nối giữa nhà cung cấp, nhà sản xuất, tiêu thụ và cơ sở hạ tầng trong các lĩnh vực kinh tế, công nghiệp, năng lượng và giao thông vận tải. Qua đây hình thành một hệ sinh thái công nghiệp và kinh tế khí Hydro có thể hỗ trợ mạnh mẽ sự phát triển kinh tế, năng lượng và thị trường lao động của một quốc gia. Ngoài ra cũng sẽ tạo ra nhiều cơ hội mới cho các hợp tác quốc tế trong các lĩnh vực nghiên cứu và phát triển, đổi mới sáng tạo, giáo dục. Qua đây sẽ thúc đẩy mối quan hệ ngoại giao giữa các quốc gia có hợp tác trong lĩnh vực công nghiệp khí Hydro [1]. Hiện tại, đã có khoảng 18 quốc gia chiếm 75% GDP toàn cầu có chiến lược quốc gia khí Hydro hoặc đang phát triển các dự án liên quan đến khí Hydro. Các quốc gia điển hình và đi đầu có thể liệt kê ra như Đức, Đan Mạch, Hà Lan, Úc, Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật bản [9]. Đức là một trong những quốc gia tiên phong, đi đầu trong việc phát triển hệ sinh thái công nghiệp khí Hydro. Berlin mới đây đã thông qua dự án đầu tư 9 tỷ Euro để phát triển toàn bộ hệ thống cung ứng khí Hydro quốc gia. Cho đến năm 2030, Đức sẽ sản xuất khí Hydro với tổng công suất khoảng 5 GW thông qua ứng dụng của các hệ thống điện phân hiện đại. Cho đến năm 2040, con số này sẽ đạt khoảng 15 GW [1]. Trong trường hợp tổng thể tích khí thải giảm 95%, sẽ tạo thêm khoảng 822,000 lao động mới và mỗi năm sẽ đóng góp 42 tỷ Euro vào tổng GDP của Đức. Thực tế, khối EU cũng coi khí Hydro như một yếu tố trung tâm cho chiến lược tích hợp hệ thống năng lượng, cho chiến lược phát triển xanh bền vững của mình và sẽ đầu tư khoảng 750 tỷ Euro để phát triển kinh tế trong những năm tới [6]. Chính phủ Nhật Bản đã phát triển chiến lược phát triển khí Hydro quốc gia kể từ năm 2017. Chiến lược này được chia làm 3 giai đoạn: 1) giai đoạn phát triển lắp đặt hệ thống pin nhiên liệu; 2) phát triển chuỗi cung ứng toàn cầu và đẩy mạnh ứng dụng và sản xuất khí Hydro từ năng lượng tái tạo; 3) thiết lập hệ sinh thái Hydro không khí thải CO2 vào năm 2040. Cho đến năm 2030, Nhật Bản sẽ sản xuất khoảng 300,000 tấn khí Hydro với giá thành sản xuất khoảng 30 yên trên Nm3, so sánh với tổng năng suất hiện tại khoảng 200 tấn với giá thành 100 yên trên Nm3. Tiếp đó, Chính phủ Nhật Bản sẽ đầu tư khoảng 8,9 tỷ yên để mở rộng, phát triển chuỗi cung ứng Hydro toàn cầu [8]. Để khẳng định và bảo vệ vị thế xuất khẩu năng lượng toàn cầu, Nga sẽ công bố chiến lược phát triển Hydro quốc gia vào cuối năm 2020. Theo đánh giá của Chính phủ Nga về nhu cầu năng lượng và Hydro toàn cầu, cho đến năm 2050 nhu cầu này sẽ tăng 50% lên 150 cho tới 160 triệu tấn/ năm.

III. Chiến lược quốc gia khí Hydro cho Việt Nam

Khí Hydro sẽ là nền móng quan trọng để cung cấp năng lượng ổn định và bền vững cho Việt Nam. Chiến lược phát triển xanh chính là nền tảng quan trọng trong Quy hoạch điện quốc gia PDP VIII. Qua đây sẽ tạo ra một cú hích quan trọng cho sự phát triển nhanh chóng chuỗi giá trị công nghiệp cũng như đảm bảo ổn định, bền vững của nền kinh tế vĩ mô. Nhiều công ăn việc làm sẽ được tạo ra. Trên cơ sở đó, các chiến lược quốc gia về phát triển kinh tế và xã hội trong 10 năm tới sẽ gặt hái những thành công vang dội. Tuy nhiên, điều kiện cần thiết ở đây là phải tiếp tục mở rộng và cải thiện cơ sở hạ tầng đang có bằng các chương trình và hợp tác quốc tế.

Chiến lược quốc gia phát triển cơ sở hạ tầng khí Hydro của Việt Nam được xây dựng tóm tắt như sau:

1. Đẩy mạnh phát triển năng lượng tái tạo, xanh sạch, bảo vệ môi trường: Theo Quy hoạch điện VIII, lĩnh vực điện tái tạo sẽ cung cấp tổng công suất điện khoảng 30 GW. Theo đó, Việt Nam cần chú trọng đến việc phát triển các cánh đồng điện gió ngoài khơi và năng lượng mặt trời phù hợp với ưu thế về điều kiện địa lý của mình. Mạng lưới điện quốc gia cần nhanh chóng tối ưu hóa một cách kịp thời.

2. Hợp tác quốc tế sâu rộng: Tăng cường phát triển giáo dục, nghiên cứu khoa học cũng như hỗ trợ các hoạt động đổi mới sáng tạo thông qua hợp tác quốc tế sâu rộng với các nước công nghiệp tiên tiến hàng đầu như một yếu tố quan trong cần được thiết lập. Các hợp tác có tính chất chính phủ, nhà nước và vùng miền cần được đẩy mạnh. Đặc biệt, các diễn đàn hợp tác giữa các doanh nghiệp trong và ngoài nước cần được thiết lập.

3. Đạt được trình độ khoa học kỹ thuật khu vực và thế giới như mục tiêu tiên quyết: Việt Nam cần nhanh chóng khởi động, hòa nhập và đuổi kịp trình độ công nghệ khí Hydro tại khu vực và trên toàn thế giới. Đặc biệt, chú trọng đến phát triển khoa học và công nghê cũng như hỗ trợ đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực này. Toàn bộ hệ thống sản xuất, cung cấp và phân phát năng lượng cần được đánh giá và đẩy mạnh với sự hỗ trợ của các doanh nghiệp, trường đại học và các viện nghiên cứu. Đặc biệt, các dự án tiên phong và các trung tâm nghiên cứu và phát triển về đề tài khí Hydro cần được thiết lập và phát triển thực chất. Một Ủy ban phát triển khí Hydro quốc gia nhằm định hướng chiến lược, điều phối và thực hiện chiến lược khí Hydro quốc gia. Sự ngang tầm về trình độ khoa học và kỹ thuật chính là nền móng vững chắc cho các hợp tác quốc tế.

4. Các bước thực hiện cụ thể: Cho đến năm 2025, Việt Nam cần sản xuất khí Hydro với tổng công suất khoảng 10 GW sử dụng năng lượng tái tạo và các hệ thống điện phân công nghiệp. 5 năm tiếp theo con số này cần được nhân lên gấp đôi.

5. Ứng dụng thương mại: Kỹ thuật khí Hydro cần được nhanh chóng đẩy mạnh ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp, giao thông và nông nghiệp. Các ứng dụng làm nhiên liệu thay thế trong lĩnh vực giao thông vận tải hoặc làm chất khử, chất hóa học trong công nghiệp cần được lên kế hoạch cụ thể. Những thành công trong các hoạt động ứng dụng sẽ tạo thêm những động lực tổng hợp tạo điều kiện tốt cho việc kết nối các lĩnh vực và nhóm nghành công nghiêp, kinh tế, giao thông và năng lượng tạo nên một hệ sinh thái kinh tế và công nghiệp khí Hydro tại Việt Nam.

6. Khung chính sách thuận lợi và hợp lý: Định hướng chiến lược phát triển công nghệ khí Hydro cần được sự hỗ trợ của Chính phủ Việt Nam. Các thủ tục rườm rà, gây khó khăn hoặc làm chậm tiến trình hợp tác phát triển cần dần được gỡ bỏ. Các khung chính sách hỗ trợ ưu đãi đầu tư cần được thiết lập. Các công ty công nghệ quốc tế cần được hỗ trợ để dễ dàng tiến cận thị trường Việt Nam và qua đó tạo điều kiện hợp tác sâu rộng giữa các doanh nghiệp Việt Nam và quốc tế trong lĩnh vực công nghiệp và công nghệ. Ngoài ra các nguồn đầu tư trong và ngoài nước vào nghiên cứu và phát triển công nghệ để thương mại hóa các ứng dụng khí Hydro cần đẩy mạnh. Qua cơ sở này, Việt Nam có thể trở thành một trong những quốc gia đi đầu về công nghệ khí Hydro tại khu vực cũng như trên toàn thế giới./.

-----------------------------------------------

Tài liệu tham khảo:

1) Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Deutschland (BMWi), Die nationale Wasserstoffstrategie, Juni 2020.

2) Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Wasserstoff als ein Fundament der Energiewende, Teil 1: Technologie und Perspektiven für nachhaltige und ökonomische Wasserstoffversorgung, September 2020.

3) Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Wasserstoff als ein Fundament der Energiewende, Teil 2: Sektorenkopplung und Wasserstoff – Zwei Seiten der gleichen Medaille, September 2020.

4) Netherlands Enterprise Agency, Ministry of Foreign Affairs, Wind Energy Potential Vietnam, July 2018.

5) Fraunhofer Institut, Eine Wasserstoff-Roadmap für Deutschland, Oktober 2019.

6) DIW, Wuppertal Institut, Bewertung der Vor-und Nachteile von Wasserstoffimporten im Vergleich zur heimischen Erzeugung, September 2019.

7) The European Union (EU), Hydrogen Roadmap Europe: A Sustainable Pathway for The European Energy Transition, January 2019.

8) Shigeki Iida, Ko Sakata, Hydrogen Technologies and Developments in Japan, Clean Energy, 2019, Vol. 3, No. 2, 105-113.

9) Dr. Frank Umbach, Dr. Joachim Pfeiffer, Germany and the EU’s Hydrogen Strategies in Perspektive – The Need for Sober Analyses, Konrad Adenauer Foundation – Regional Program Australia and the Pacific, August 2020.

10) PGS. TS. Bùi Huy Hùng, Tích hợp phát triển năng lượng tái tạo hợp lý với nguồn điện truyền thống, Tạp chí Năng lượng Việt Nam, 11/2019.

11) Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XII, Dự thảo báo cáo tổng kết thực hiện chiến lược phát triển kinh tế - xã hội 10 năm 2011 – 2020, xây dựng phát triển kinh tế - xã hội 10 năm 2021 – 2030, 10/2020.

12) TS. Trần Tuấn Anh, Bộ trưởng Bộ Công Thương Việt Nam, Phát triển công nghiệp chế biến, chế tạo ở Việt Nam: Nhận thức và định hướng chính sách (Phần 1), Bộ Công Thương Việt Nam, 10/2020.

13) Báo Đầu tư, Quy hoạch điện VIII: 10 năm sẽ tăng thêm gần 80.000 MW nguồn điện mới, 9/2020.

TS Nguyễn Việt Anh - Phó Chủ tịch Diễn đàn Đổi mới sáng tạo và Kinh tế Đức – Việt (DVIW e.V. đ.t.l.)

tcnn.vn