Một trạm lưu điện đặt cạnh trang trại điện mặt trời tại thành phố Hồ Châu, tỉnh Chiết Giang (Trung Quốc) – Ảnh: VCG
Từ trước đến nay, các loại năng lượng sạch như điện gió, điện mặt trời… thường vấp phải sự hoài nghi về tính ổn định trong những lúc thời tiết không thuận lợi.
Tuy nhiên việc nhiều doanh nghiệp đang tích cực đầu tư phát triển các dự án lưu trữ năng lượng quy mô lớn và giá pin giảm mạnh trên toàn cầu có thể là lời giải cho vấn đề này.
Hệ thống lưu trữ quy mô lưới điện
Hệ thống lưu trữ quy mô lưới điện là những hệ thống được thiết kế để hoạt động trên quy mô lớn, với lượng điện lưu trữ có thể vận hành cả một thị trấn, thậm chí một thành phố. Từ lâu, đây đã là giải pháp đầu ra cho bài toán thừa điện mà ngành năng lượng thế giới muốn theo đuổi.
Với điện tái tạo, hệ thống lưu trữ quy mô lớn như mảnh ghép còn lại cho bức tranh hoàn chỉnh về năng lượng sạch. Các hệ thống này có thể lưu trữ lượng điện sản xuất thừa và thay các tuốc bin gió, pin mặt trời phát điện khi trời “tắt” gió và nắng. Nhờ đó, các nhà máy điện sạch có thể đảm bảo cung cấp liên tục năng lượng cho lưới điện.
Theo Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA), để thế giới “về đích” phát thải ròng bằng 0, tổng công suất pin lưu trữ năng lượng thế giới cần lắp đặt sẽ tăng từ 200GW vào năm 2023 lên thành hơn 1TW (1.000GW) vào cuối thập niên này và gần 5TW vào năm 2050.
Trong quá trình đó, giá trị thị trường lưu trữ điện quy mô mạng lưới có thể tăng từ 15 tỉ USD năm 2023 lên khoảng 200 – 700 tỉ USD vào năm 2030 và 1.000 – 3.000 tỉ USD vào năm 2040, theo Công ty tư vấn tài chính Bain.
Để đáp ứng nhu cầu ấy, năm 2023 thế giới đã lắp đặt tổng cộng 90GW pin lưu trữ điện, gấp đôi năm 2022. Trong đó, khoảng 2/3 được lắp cho hệ thống lưới điện và phần còn lại dùng cho các mục đích khác, bao gồm phục vụ hệ thống điện mặt trời nhà dân.
Trong quý 1-2024, có hơn 200 hệ thống lưu trữ quy mô lưới điện đi vào hoạt động trên toàn thế giới. Lớn nhất trong đó là dự án ở Saudi Arabia với 1,3GWh, có thể cấp điện cho hơn 1 triệu hộ gia đình trong một tiếng.
Nguồn: STATISTA, Dữ liệu: NGỌC ĐỨC – Đồ họa N.KH.
Trung Quốc nắm ưu thế
Sự bùng nổ của thị trường lưu trữ năng lượng đến từ việc giá pin lithium, loại pin phổ biến nhất trong các hệ thống lưu trữ điện, đã giảm đáng kể.
Theo nhóm nghiên cứu của Bloomberg, giá trung bình cho mỗi viên pin lithium trên 1kWh điện lưu trữ đã giảm khoảng 40% trong giai đoạn 2019 – 2023.
Xa hơn, trong 10 năm qua, giá pin đã giảm đến 90%, chỉ còn 70 USD trên 1kWh điện lưu trữ, theo Financial Times.
Đó là hệ quả trực tiếp từ việc sức mua xe điện giảm, dẫn đến nhu cầu với loại pin cho xe này không còn cao. Nhờ đó, các nhà máy có thể chuyên tâm hơn cho việc sản xuất pin kích thước lớn.
Ngoài ra giá nguyên liệu cũng đã giảm mạnh. Lithium, nguyên liệu quan trọng nhất trong mỗi viên pin, đã giảm đến 70% trong một năm qua.
Thị trường pin cỡ lớn cũng không khát nguồn cung, thậm chí còn đang sản xuất thừa. Theo Bloomberg, chỉ riêng Trung Quốc đã có thể sản xuất đủ số lượng, đủ loại pin lithium thế giới cần. Chưa dừng ở đó, Trung Quốc còn đặt mục tiêu sản xuất lượng pin có thể trữ 5,8TWh điện vào năm 2025, hơn gấp đôi con số 2,6TWh quy mô toàn cầu hiện tại.
Tuy nhiên điều này cũng cho thấy một thực tế là thị trường pin thế giới đang quá phụ thuộc vào Trung Quốc. Đất nước tỉ dân đang sở hữu 4 trong số 5 công ty sản xuất pin lớn nhất thế giới, bao gồm các ông lớn như CATL và BYD.
Riêng với loại pin rẻ nhất là lithium sắt phosphate (LFP), Trung Quốc chiếm hơn 99% thị phần toàn cầu. Ngoài ra nước này còn nắm giữ nguồn cung chủ yếu nhiều loại nguyên liệu chính trong sản xuất pin lithium.
Giải pháp thay thế pin lithium
Bất chấp sự phổ biến, pin lithium vẫn có một số điểm yếu cố hữu như nguyên liệu đắt đỏ, trong đó có nhiều khoáng chất hiếm sẽ cạn kiệt trong vài năm nữa. Trước nguy cơ này, nhiều công ty đã tìm cách phát triển công nghệ mới để “đi tắt đón đầu”.
Một trong số đó là pin natri-ion, vốn sử dụng các nguyên liệu rẻ và dễ tiếp cận hơn. So với pin lithium, pin sodium-ion khó bắt lửa hơn và được xem là giải pháp an toàn, phù hợp cho các công ty công nghệ muốn xây dựng trung tâm dữ liệu.
Các công ty này muốn vận hành bằng năng lượng tái tạo để hoàn thành những cam kết phát triển bền vững, do đó, họ cần một giải pháp năng lượng rẻ và an toàn. Natron, dự án khởi nghiệp được Tập đoàn xăng dầu hàng đầu Mỹ Chevron hậu thuẫn, đang đầu tư 1,4 tỉ USD cho nhà máy pin natri-ion ở bang North Carolina.
Dự kiến nhà máy này sẽ khánh thành năm 2027.
