Theo Jim Tyler, Giám đốc điều hành của công ty công nghệ năng lượng mặt trời Erthos, việc giảm chi phí điện mặt trời sẽ là chìa khóa để mở ra chương tiếp theo của quá trình chuyển đổi năng lượng: nền kinh tế hydro xanh.
Hình ảnh: Erthos
Theo IEA , việc bổ sung công suất năng lượng tái tạo trên toàn cầu dự kiến sẽ tăng 1/3 trong năm nay . Điều này là do sự kết hợp của nhiều yếu tố bao gồm Đạo luật Giảm lạm phát (IRA), cuộc chiến ở Ukraine và đường cong chi phí áp dụng công nghệ. Tuy nhiên, chúng ta mới chỉ bắt đầu khai thác tiềm năng to lớn của năng lượng mặt trời. Theo Jim Tyler, Giám đốc điều hành của công ty công nghệ năng lượng mặt trời Erthos , việc giảm chi phí điện mặt trời sẽ là chìa khóa mở ra chương tiếp theo của quá trình chuyển đổi năng lượng: nền kinh tế hydro xanh.
Trong một cuộc phỏng vấn gần đây, Tyler đã giải thích cách giảm chi phí năng lượng quy dẫn (LCOE) của năng lượng mặt trời có thể đẩy nhanh việc áp dụng năng lượng mặt trời để sản xuất hydro xanh. Trong khi sự sụt giảm đáng kinh ngạc về giá tấm pin năng lượng mặt trời (từ 5 USD/W năm 2005 xuống còn khoảng 0,25 USD/W ngày nay) đã thúc đẩy sự tăng trưởng của ngành thì việc giảm LCOE liên tục vẫn là điều bắt buộc.
Tyler nói về giá điện mặt trời cần thiết để sản xuất hydro xanh có tính cạnh tranh: “Bạn phải đạt mức dưới 20 USD một megawatt giờ”. “Có nhiều cách để làm điều đó. Có nhiều cách để đạt được mức dưới 20 USD.” Báo cáo LCOE năm 2023 của Lazard đặt năng lượng mặt trời ngang bằng với gió ở mức 24 USD/MWh.
Enter Erthos, do Tyler thành lập vào năm 2019, giúp cắt giảm chi phí thông qua thiết kế “da năng lượng mặt trời” mới giúp loại bỏ giá đỡ và cọc bằng cách đặt các tấm trực tiếp trên mặt đất. Công nghệ này đang được các nhà phát triển như Industrial Sun đón nhận. Họ đã công bố dự án 100 MWac sử dụng công nghệ Erthos vào tháng 12 năm 2022. Cách tiếp cận này giúp giảm mức sử dụng thép xuống 35 tấn mỗi megawatt, giảm một nửa thời gian lắp đặt và nhu cầu bất động sản, đồng thời giảm chi phí vận hành và bảo trì. Lượng khí thải carbon của sản xuất thép là 1,4-1,65 tấn CO2e/tấn thép.
Theo sách trắng của Erthos , năng lượng mặt trời phẳng tiếp đất cũng làm giảm ứng suất cơ học và vết nứt vi mô trên các tấm pin, tăng hiệu suất năng lượng và ROI của dự án . Bạn hỏi điều gì về việc ngập lụt định kỳ của mảng năng lượng mặt trời mà năng lượng mặt trời gắn trên phẳng có thể gặp phải trên thực địa? Tyler, kiếp trước là Phó chủ tịch EPC của First Solar, chỉ ra thiết kế chống nước nội tại của cả tấm pin mặt trời và BOS có thể chịu được lũ lụt định kỳ.
Bằng cách hợp lý hóa hệ thống, Erthos mang lại LCOE ước tính thấp hơn 20% so với cấu trúc năng lượng mặt trời dựa trên máy theo dõi trục đơn. Trong khi các nhà quan sát trong ngành ban đầu nghi ngờ về việc đưa các tấm pin lên mặt đất, thì Erthos hiện đã ký hợp đồng với hơn 200 megawatt thiết kế mang tính cách mạng của mình. Tyler cho biết: “Chỉ là vấn đề thời gian cho đến khi tất cả các nhà cung cấp mô-đun nhận ra điều đó và cuối cùng đăng ký sử dụng công nghệ này”, đồng thời lưu ý rằng 9 nhà sản xuất mô-đun hàng đầu đã hợp tác với Erthos.
Những người khác đang đẩy LCOE xuống thấp hơn theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như nhà sản xuất thiết bị theo dõi NexTracker giới thiệu các hệ thống có ít bộ phận hơn. Nhưng tại sao chi phí sử dụng năng lượng mặt trời lại giảm đi nhiều đến vậy? Bởi vì nó có thể tạo ra sự khác biệt trong việc tăng quy mô hydro xanh để thay thế nhiên liệu hóa thạch.
Tyler nhấn mạnh: “Tôi rất tin tưởng rằng chúng ta sẽ không sử dụng điện khí hóa để giải quyết vấn đề [khí hậu]”. “Chúng ta phải giải quyết vấn đề theo cách khác. Chúng ta phải tìm một nguồn thay thế có thể tái tạo cho nhiên liệu hóa thạch.”
Sự thay thế đó là hydro. Hydro sạch được sản xuất bằng cách tách nước bằng điện tái tạo mang lại nguồn nhiên liệu bền vững cho giao thông vận tải, công nghiệp, v.v. Nhưng chi phí sản xuất cao trong lịch sử đã hạn chế việc áp dụng.
“Tôi tin chắc 100% rằng hydro là sự thay thế [nhiên liệu hóa thạch]. Nó quá đắt. Đó chỉ là điểm mấu chốt,” Tyler thừa nhận.
Đạo luật giảm lạm phát mới được thông qua cung cấp hỗ trợ quan trọng, bao gồm các khoản tín dụng thuế cho hydro sạch. Tuy nhiên, việc giảm thành phần chi phí lớn nhất—đầu vào điện mặt trời—là rất quan trọng để làm cho chi phí hydro xanh có tính cạnh tranh trên quy mô lớn.
Trên thực tế, Tyler gợi ý một giải pháp là sử dụng hoàn toàn năng lượng mặt trời ngoài lưới điện để tránh tình trạng xếp hàng dài kết nối kéo dài nhiều năm cản trở các dự án năng lượng mặt trời nối lưới lớn hơn hiện nay. Các nhà máy năng lượng mặt trời không nối lưới với chi phí cực thấp dành riêng cho sản xuất hydro có thể đẩy nhanh việc áp dụng công nghệ.
Tyler dự đoán: “Khi bạn ngắt kết nối chúng tôi khỏi lưới điện [tránh chi phí kết nối và sự chậm trễ], năng lượng mặt trời sẽ còn phát triển nhanh hơn trong vài năm”.
Trong khi vẫn còn những thách thức, từ những hạn chế trong chuỗi cung ứng đến sự sẵn có của máy điện phân, các nhà lãnh đạo ngành thúc đẩy đổi mới năng lượng mặt trời vẫn tin rằng con đường này vẫn rõ ràng. Tyler nhắc lại: “Có nhiều cách để giảm xuống dưới 20 đô la.
Với tiến bộ về năng lượng mặt trời mở ra cơ hội về hydro, Tyler nhìn thấy một tương lai tươi sáng. “Đó là ngành của tương lai. Và khi bạn làm điều đó, năng lượng mặt trời sẽ phát triển đến mức bạn không thể tin được.” Cuộc đua biến hydro tái tạo giá rẻ từ điện tái tạo giá rẻ đang trở thành hiện thực.
Khi tôi nói chuyện lần đầu với Tyler, anh ấy đã cung cấp thêm bối cảnh về công nghệ đột phá của Erthos và sự nghiệp tiên phong trong sự nghiệp năng lượng mặt trời quy mô tiện ích của anh ấy. Ông bắt đầu bước chân vào lĩnh vực này lần đầu tiên vào năm 2006, nghiên cứu về thiết bị sản xuất năng lượng mặt trời màng mỏng. Nhận thấy các trang trại năng lượng mặt trời ban đầu đang được phát triển, ông gia nhập OptiSolar vào năm 2007 khi họ mua lại các vị trí đất và kết nối để tạo điều kiện phát triển.
Sau khi xây dựng dự án Canada đầu tiên của OptiSolar, Tyler chuyển đến First Solar với tư cách là Phó chủ tịch EPC. Tại đây, anh đã giúp mở rộng quy mô công nghệ của họ như silicon tinh thể tiên tiến, trước khi đồng sáng lập DEPCOM Power vào năm 2014. DEPCOM đã phát triển thành một EPC quy mô tiện ích hàng đầu, mang lại cho Tyler trải nghiệm tuyệt vời với thiết bị theo dõi. Nhưng sau khi xây dựng được hơn 8 gigawatt, ông đã suy ngẫm: điều gì sẽ xảy ra nếu giá mô-đun chạm mức 0?
Điều này đã khơi dậy ý tưởng về năng lượng mặt trời gắn trên mặt đất. Tyler xác định rằng nó có ý nghĩa kinh tế ở mức khoảng 50 xu/W, vì các mô-đun giảm xuống dưới 30 xu/W. Sau khi xác minh các tấm pin mặt trời và BOS có thể tồn tại trên mặt đất, Tyler thành lập Erthos vào năm 2019 để theo đuổi sự gián đoạn không thể tránh khỏi này.
Với 9 đối tác mô-đun cấp một và hơn 170MW đã ký hợp đồng, Erthos đang vượt qua vực thẳm để được áp dụng rộng rãi hơn. Nhưng Tyler giải thích rằng sự thay đổi phụ thuộc vào lợi nhuận LCOE vượt qua những rủi ro được nhận thấy, giống như những người theo dõi đã chiếm ưu thế trong việc tăng lợi suất 5% bất chấp những lo ngại. Với LCOE thấp hơn 20%, Erthos cũng sẽ giành chiến thắng.
Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi đòi hỏi những người học nhiệt tình sẵn sàng tận dụng những lợi thế của năng lượng mặt trời gắn trên mặt đất. Tyler so sánh nó với các thiết bị theo dõi thế hệ tiếp theo vào khoảng năm 2010 – những người áp dụng sớm đã thử nghiệm vùng nước này khi các chủ ngân hàng và những người khác dần dần nhận ra giá trị của chúng. Giờ đây, các nhà phát triển như White Pine Renewables và Industrial Sun đã chứng minh khả năng tồn tại về mặt thương mại của Erthos.
Cuối cùng, Tyler thấy điện khí hóa là không đủ để đáp ứng các mục tiêu về khí hậu. Sản xuất hydro sử dụng năng lượng mặt trời với chi phí thấp nắm giữ chìa khóa thông qua việc thay thế nhiên liệu hóa thạch có thể mở rộng. Ông hình dung ra những khu phức hợp khổng lồ không nối lưới cung cấp nhiên liệu sạch, trong đó Erthos cắt giảm chi phí đầu vào năng lượng mặt trời xuống dưới 20 USD/MWh. Đối với Tyler, việc mở ra kỷ nguyên mới này thông qua sự đổi mới là động lực thúc đẩy anh ấy.
