Một thập kỷ sau Fukushima, Nhật Bản vẫn phải vật lộn với tương lai năng lượng của mình

Một thập kỷ sau Fukushima, Nhật Bản vẫn phải vật lộn với tương lai năng lượng của mình

    Một thập kỷ sau Fukushima, Nhật Bản vẫn phải vật lộn với tương lai năng lượng của mình
    Mười năm sau khi một trận động đất và sóng thần gây ra một cuộc khủng hoảng ở phía đông Nhật Bản, hồ sơ sản xuất điện của đất nước đã chuyển sang sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Liệu mục tiêu không phát thải ròng của nó có thay đổi được điều đó không?

    Vào ngày 11 tháng 3 năm 2011, một trận động đất mạnh 9,0 độ Richter ngoài khơi bờ biển phía đông của Nhật Bản đã gây ra một cơn sóng thần dẫn đến sự cố tại ba lò phản ứng trong nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi. Lo sợ về những tai nạn tiếp theo, tất cả 54 nhà máy hạt nhân của đất nước đã được đưa vào ngoại tuyến để kiểm tra an toàn. Điện hạt nhân đã chiếm gần 30% sản lượng điện của đất nước vào năm 2010. Năm 2011, tỷ lệ đó giảm xuống còn 14% và tính đến năm ngoái, đã giảm xuống dưới 5%. Isshu Kikuma, nhà phân tích năng lượng của Nhật Bản tại BloombergNEF ở Tokyo, cho biết sự ủng hộ của công chúng đối với nguồn điện vẫn chưa phục hồi và các hướng dẫn an toàn để khởi động lại các nhà máy điện hạt nhân “khá nghiêm ngặt”.

    aerial-shot-floating-solar-plant-and-cables
    Cáp dẫn ra khỏi nhà máy năng lượng mặt trời nổi trên Đập Yamakura ở Ichihara, Nhật Bản. (Ảnh của Carl Court / Getty Images)


    Trước sự cố Fukushima, Nhật Bản đã lên kế hoạch tăng tỷ lệ hạt nhân lên tới 50% nguồn cung điện vào năm 2030, Hiệp hội Hạt nhân Thế giới cho biết. Mười năm sau, quốc gia này vẫn đang cố gắng tìm kiếm con đường phát triển về năng lượng, đối mặt với áp lực kép của việc giảm thiểu biến đổi khí hậu và an ninh nguồn cung. Địa hình nhiều núi và rừng rậm, và dễ xảy ra động đất, càng làm tăng thêm thách thức.


    Nhiên liệu hóa thạch siêu việt

    Việc ngừng hoạt động hạt nhân đột ngột sau Fukushima dẫn đến tình trạng mất điện liên tục, làm nổi bật sự mong manh của hệ thống điện của đất nước, với cấu trúc độc quyền thiên về các tiện ích lớn. Nó chứng kiến ​​các nhà máy đốt dầu cũ được hồi sinh với thế hệ từ chúng tăng sáu điểm phần trăm so với năm 2010, lên 14%. Theo GlobalData, sản lượng khí đốt tự nhiên tăng tương tự so với cùng kỳ năm ngoái lên 35% tổng lượng điện vào năm 2011.

    Xu hướng này đã tiếp tục. Năm 2010, nhiên liệu hóa thạch tạo ra khoảng 60% điện năng của Nhật Bản, tăng vọt lên 88% vào năm 2012, Kikuma nói. Ông cho biết thêm, tính đến năm 2019, tỷ lệ đó ở mức 72%. Các nhà máy nhiên liệu hóa thạch hiện tại đã tăng sản lượng và các nhà máy mới đã đi vào hoạt động. “Nhật Bản vẫn đang xây dựng các nhà máy than,” Kikuma nói và nói thêm rằng đây là “các dự án đường ống từ lâu lắm rồi”.

    Vào thời điểm thế giới tập trung vào việc giảm lượng khí thải, lượng khí thải trung bình liên quan đến điện lưới của Nhật Bản đang đi sai hướng. Vào năm 2010, trước khi vụ tai nạn xảy ra, chúng ở mức 429g CO2 mỗi kilowatt giờ; đến năm 2017, chúng đã tăng 15% lên 496g, đạt đỉnh 572g vào năm 2013.

    Hạt nhân để giải cứu
    Keisuke Sadamori, giám đốc an ninh năng lượng và thị trường tại Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), cho biết cách nhanh nhất để Nhật Bản cắt giảm lượng khí thải là đưa các nhà máy hạt nhân hoạt động trở lại. Ông nói: “Nó phải sử dụng [các nhà máy] hạt nhân hiện có, nếu không sẽ rất lãng phí tiền bạc,” ông nói thêm rằng việc kéo dài tuổi thọ của chúng là hình thức điện carbon thấp rẻ nhất ở Nhật Bản - ngay cả khi chi phí công nghệ tái tạo đang giảm xuống.

    Sadamori nói rằng việc tạm giữ có liên quan đến các yêu cầu an toàn mới để tăng cường khả năng bảo vệ chống lại các cuộc tấn công khủng bố. Hiệp hội Hạt nhân Thế giới cho biết chỉ có 9 lò phản ứng hạt nhân đã khởi động lại và đây đều là những lò phản ứng nước có áp suất. Fukushima Daiichi là một kiểu lò phản ứng nước sôi khác.

    Người phát ngôn của TEPCO, công ty vận hành 17 lò phản ứng hạt nhân ở Nhật Bản, trong đó có Fukushima Daiichi, cho biết: “Là một nguồn năng lượng bán nội địa, điện hạt nhân có hiệu suất cao và ổn định cao, không thải ra CO2 trong quá trình phát điện và được phân phối trên khắp cả nước. “Đối với Nhật Bản, quốc gia có ít tài nguyên thiên nhiên, năng lượng hạt nhân là không thể thiếu để đạt được một xã hội không có carbon và khả năng phục hồi nguồn cung cấp điện”.

    Ngoài năng lượng hạt nhân
    Khi lên kế hoạch cho tương lai năng lượng của mình, Nhật Bản đang chịu áp lực ngày càng tăng của quốc tế trong việc tăng cường cuộc chơi về biến đổi khí hậu. Vào tháng 10 năm ngoái, theo sau các đồng nghiệp của mình, chính phủ Nhật Bản cam kết trở thành một nền kinh tế không phát thải ròng vào năm 2050. Động thái này ngay sau đó với một khoản vay bị chỉ trích rộng rãi từ Ngân hàng Hợp tác Quốc tế Nhật Bản thuộc sở hữu nhà nước cho một dự án than siêu tới hạn ở Việt Nam . Thỏa thuận được thực hiện trong năm nay với một dự án LNG ở Mozambique, từ đó các công ty tiện ích của Nhật Bản sẽ nhận được khoảng 30% sản lượng.

    Mặc dù chưa có chính sách cụ thể nào được công bố để giúp đất nước đạt được mục tiêu đầy tham vọng, nhưng Sadamori cho biết rõ ràng chính phủ sẽ phải đầu tư nhiều hơn vào việc nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới.

    Đối với Nhật Bản, quốc gia có ít tài nguyên thiên nhiên, năng lượng hạt nhân là không thể thiếu để đạt được một xã hội không có carbon và khả năng phục hồi nguồn cung cấp điện.

    Ông trích dẫn nghiên cứu của IEA cho biết: “Để đạt được mức không ròng trên toàn cầu vào năm 2050, khoảng một nửa mức giảm phát thải [bắt buộc] sẽ đến từ các công nghệ không có sẵn trên thị trường. Chúng bao gồm hydro, sử dụng và lưu trữ thu giữ carbon và nhiên liệu carbon thấp.

    Thế giới đang nhìn thấy 

    Ông nói thêm về sự gia tăng nhanh chóng của năng lượng gió và năng lượng mặt trời, “nhưng chúng ta cần đảm bảo an ninh năng lượng có thể được duy trì”. Sadamori cho biết vào đầu tháng 1 năm 2021, biên dự trữ điện đã giảm xuống dưới 3% ở Nhật Bản. “Trời lạnh, nhưng không phải là đặc biệt [vì vậy]. Đã tránh được mất điện, nhưng lợi nhuận rất mỏng. Có một nguy cơ tiềm ẩn với [tỷ lệ] gió và năng lượng mặt trời cao hơn trong hệ thống. "

    Sadamori khẳng định rủi ro này không chỉ xảy ra với Nhật Bản và các chính phủ cũng như cơ quan quản lý cần cải thiện thiết kế thị trường để đảm bảo tính linh hoạt và đủ năng lực.

    45% năng lượng tái tạo vào năm 2030
    Bất chấp những thách thức mà địa lý của Nhật Bản đưa ra, không phải ai cũng nghĩ rằng việc phát triển năng lượng tái tạo sẽ bị hạn chế.

    Hitoshi Kaguchi từ Mitsubishi Heavy Industries cho biết: “Việc mở rộng năng lượng tái tạo có thể đóng một vai trò lớn, đặc biệt là bằng cách tận dụng tiềm năng gió ngoài khơi. “Tuy nhiên, Nhật Bản không được thiên nhiên ưu đãi về địa lý hay điều kiện tự nhiên thuận lợi cho năng lượng tái tạo và nhu cầu về năng lượng là rất lớn. Do đó, trong ngành điện, không chỉ năng lượng tái tạo mà còn một loạt các công nghệ [khác], bao gồm hạt nhân, sản xuất điện hóa thạch khử cacbon và nhiên liệu không chứa cacbon, chẳng hạn như hydro và amoniac, cần được triển khai để biến quá trình chuyển đổi năng lượng thành hiện thực. . ”

    TEPCO cho biết họ đang thảo luận về sự kết hợp năng lượng trong tương lai của Nhật Bản với chính phủ quốc gia. Công ty điện cho biết: “Chúng tôi biết rằng ngoài năng lượng hạt nhân, kỳ vọng toàn cầu về năng lượng tái tạo, chẳng hạn như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, đang tăng lên. TEPCO đặt mục tiêu phát triển 6–7GW năng lượng tái tạo mới vào nửa đầu những năm 2030 và biến năng lượng tái tạo trở thành nguồn điện chính của đất nước.

    Mika Ohbayashi, Giám đốc Viện Năng lượng Tái tạo (REI) có trụ sở tại Tokyo, cho biết năng lượng tái tạo đang trên đà chiếm 30% tổng nguồn điện của Nhật Bản vào năm 2030. Cô cho biết thêm, con số này cao hơn ước tính của chính phủ. Tổ chức này muốn chính phủ nâng mục tiêu năng lượng tái tạo năm 2030 lên 45%, chủ yếu thông qua việc mở rộng năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Kịch bản này cũng cho thấy khí tự nhiên tăng lên 54% tổng lượng điện trong thập kỷ tới, trước khi giảm dần.

    Bà nói: “Chi phí năng lượng tái tạo của Nhật Bản vẫn còn hơi đắt. “[Nhưng] sự gia tăng lớn về năng lượng tái tạo là chìa khóa cho năm 2050 - và chi phí sẽ giảm xuống khi có nhiều sự hấp thụ hơn.”

    Từ đầu vào cho năng lượng mặt trời đến đấu thầu gió ngoài khơi
    Năm 2012, Nhật Bản đã áp dụng biểu thuế nhập khẩu đối với năng lượng tái tạo, kéo dài hơn 20 năm. Điều này đã thúc đẩy sự phát triển của năng lượng mặt trời, với mức trợ cấp cao là Y40 (0,37 đô la) một kilowatt giờ (kWh) - cao hơn mức trung bình toàn cầu, Kikuma cho biết. Vào năm 2020, quốc gia này có công suất lắp đặt vượt quá 72GW điện mặt trời, “hầu như không có gì trước Fukushima”, ông nói.

    Tuy nhiên, khoản trợ cấp cao này đã không khuyến khích các nhà phát triển giảm chi phí, khiến năng lượng tái tạo của Nhật Bản trở thành một trong những loại đắt nhất trên thế giới, Kikuma cho biết thêm. Việc mở rộng quy mô dự án cũng bị thách thức bởi địa hình rừng núi của Nhật Bản, với một số thành phố tự quản phản đối các dự án năng lượng tái tạo vì chúng sẽ dẫn đến phá rừng. Cuối cùng, tần suất cao của các hiểm họa tự nhiên, chẳng hạn như động đất, đẩy chi phí bảo hiểm và xây dựng lên cao.

    Trong khi biểu giá đầu vào cho điện mặt trời đã giảm đáng kể - xuống còn 12 Y / kWh cho các hệ thống 50–250kW vào năm 2020 - chính phủ đang thực hiện một cách tiếp cận khác đối với gió ngoài khơi, được coi là điều lớn tiếp theo đối với đất nước. Trong nhiệm vụ phê duyệt 1GW gió ngoài khơi hàng năm cho đến năm 2030, chính phủ sẽ tổ chức đấu thầu các địa điểm.

    Kikuma cho biết: “Gió ngoài khơi sắp cất cánh, và nói thêm rằng chính phủ muốn đạt 30–45 GW vào năm 2040.“ Nhật Bản rất muốn mở rộng gió ngoài khơi mặc dù nước này chỉ có khoảng 20MW ”. Ông cho biết thêm, các cuộc đấu thầu lớn cho thấy cam kết của chính phủ.

    Ohbayashi cho biết các nhà đầu tư và các công ty tiện ích hiện tại có vẻ thuận lợi khi có gió ngoài khơi, nhưng có những thách thức đối với việc tích hợp các dự án phát triển vào lưới điện. Điều kiện kết nối không thuận lợi cho năng lượng tái tạo, bà nói, trích dẫn các yêu cầu cắt giảm khi nhu cầu thấp là một ví dụ.

    Hơn nữa, hệ thống năng lượng đang rất cần được số hóa. Công ty Điện lực Kyushu vẫn gửi fax cho các nhà khai thác điện mặt trời để thông báo cho họ khi nào bắt đầu các thủ tục cắt giảm, Ohbayashi nói.

    Cô giải thích, một phần của thách thức là cấu trúc độc quyền trong thị trường điện của Nhật Bản. Năm ngoái, việc tạo ra và truyền tải mới chỉ được tách nhóm, "nhưng vẫn chưa có hệ điều hành độc lập thực sự". Bà nói: Nhu cầu cấp thiết phải thay đổi cấu trúc và hoạt động của thị trường khiến mục tiêu năm 2050 trở nên “rất khó đạt được”.

    Nhập hydro
    Các quy định chậm thay đổi “nhưng những gì đang diễn ra trên thực tế không hề chậm”, Ohbayashi chỉ ra. Thập kỷ qua đã chứng kiến ​​tỷ trọng năng lượng tái tạo tăng gấp đôi. REI lập luận rằng con số này cần tăng lên 45% vào năm 2030 và sau đó tăng gấp đôi vào năm 2040. Điều này giả định nhu cầu giảm ít nhất 20% vào năm 2050 do dân số giảm tương đương và hiệu quả đạt được do tỷ lệ mở rộng 

    điện khí hóa ead.

    Hydro xanh cũng là một phần quan trọng trong mô hình của REI và hydro nói chung được nhiều người cho là sẽ đóng một vai trò lớn trong tương lai carbon thấp của Nhật Bản. Zane McDonald, một chuyên gia công nghệ hydro tại S&P ở New York, cho biết: “Chỉ khử cacbon trong lưới điện và nguồn điện sẽ không đủ,” Zane McDonald, chuyên gia công nghệ hydro tại S&P ở New York, nhấn mạnh nhu cầu giải quyết khí thải từ ngành công nghiệp và giao thông. "Hydro cung cấp giải pháp đó."

    Nhưng mỗi kilowatt giờ năng lượng tái tạo được sử dụng để sản xuất hydro có nghĩa là lưới điện sẽ ít đi một kilowatt, vì vậy cần phải có một cách tiếp cận cân bằng, ông nói thêm.

    Nhật Bản là một nghiên cứu điển hình cho rất nhiều thách thức mà hydro phải đối mặt trước khi nó có thể trở thành xu hướng chính thống. Zane McDonald, S&P

    McDonald cho biết: “Có một thị trường hiện tại cho hydro ở Nhật Bản, nhưng nó chủ yếu phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu. Ước tính có khoảng 4,2 triệu tấn hydro được tiêu thụ hàng năm trong nước, chủ yếu là bởi các nhà máy lọc dầu và phần lớn trong số đó được sản xuất từ ​​khí đốt tự nhiên hoặc than đá, ông nói. Ông cho biết thêm: “Một thách thức khác duy nhất đối với Nhật Bản là [thiếu] khả năng tiếp cận các địa điểm lưu trữ carbon thu giữ, khiến việc sản xuất hydro xanh trong nước trở nên khó khăn hơn.

    McDonald tóm tắt: “Nhật Bản là một nghiên cứu điển hình cho rất nhiều thách thức mà hydro phải đối mặt trước khi nó có thể trở thành xu hướng chính thống. Các rào cản khác bao gồm thiếu khả năng tiếp cận các nguồn năng lượng trong nước để sản xuất và cách thức vận chuyển.

    Một giải pháp đang được thảo luận là tiềm năng nhập khẩu hydro từ Úc, nhưng điều này sẽ tốn kém và như McDonald và Ohbayashi đã chỉ ra, ít nhất là hydro nâu từ than đá, ít nhất là ở thời điểm ban đầu. Một giải pháp thay thế có thể là khai thác tiềm năng năng lượng tái tạo “khổng lồ” của Trung Á. Ohbayashi cho rằng nhập khẩu từ đó có thể rẻ hơn so với việc theo đuổi ngành sản xuất hydro trong nước.

    McDonald cho biết, một lựa chọn khác sẽ là nhập khẩu hydro dưới dạng amoniac - và sử dụng nó để cung cấp nhiên liệu cho con tàu.

    “Chúng tôi coi việc sử dụng amoniac là một bước hiệu quả hướng tới một xã hội hydro, đặc biệt là ở các quốc gia như Nhật Bản, nơi cơ sở hạ tầng khí đốt như đường ống chưa được thiết lập như ở châu Âu hoặc Mỹ,” Kaguchi của Mitsubishi đồng ý. “Với tiềm năng là chất mang hydro và là nhiên liệu không chứa carbon, chúng tôi tin rằng amoniac có thể là một con đường dẫn đến xã hội hydro”.

    Tuy nhiên, ông thừa nhận rằng trong “những ngày đầu” sản xuất hydro sẽ vẫn còn tốn kém, và sẽ cần thiết phải thiết lập cơ sở hạ tầng vận chuyển và lưu trữ, cũng như các cơ sở sản xuất, để thực hiện nền kinh tế hydro.

    Sắp có: Chính sách năng lượng mới
    Cuối năm nay, chính phủ dự kiến ​​sẽ đưa ra một chính sách năng lượng mới, trong đó đặt ra các mục tiêu dài hạn. Do mục tiêu 22–24% năng lượng tái tạo trong hỗn hợp điện năng vào năm 2030 gần như đã đạt được, BNEF’s Kikuma dự kiến ​​sẽ đạt được mục tiêu cao hơn, khoảng 30–40%. Ông cho biết thêm, ông muốn thấy các mục tiêu tạm thời khác đến năm 2050. Ngoài ra, mục tiêu ròng bằng không có thể mang lại các chính sách năng lượng mới, chẳng hạn như giảm thuế cho các nhà sản xuất tuabin gió, ông nói thêm.

    Sadamori từ IEA cho biết: “Chính phủ cần xem xét một cách để khuyến khích các công nghệ carbon thấp theo cách trung lập với công nghệ. "Đó phải là một phần quan trọng của các cuộc thảo luận về chính sách năng lượng."

    Sadamori cho biết: Do thiếu nguồn năng lượng ở Nhật Bản, mọi người lo lắng về an ninh năng lượng trong tương lai. Tuy nhiên, Nhật Bản vượt trội về sự đổi mới, ông cho biết thêm, với lý do cải tiến hiệu quả năng lượng để đối phó với các cú sốc dầu những năm 1970. Ông nói: “Đây là cơ hội để cải thiện và phát triển [và] tìm ra các giải pháp năng lượng mới. “Các nguồn năng lượng nằm trong bộ não của con người. Chúng tôi đang bắt đầu thấy [sự tiến bộ], nhưng mức độ thách thức cao. "

    Zalo
    Hotline