Những hạn chế về chuỗi cung ứng mà thị trường tua-bin gió phải đối mặt
Sự phân mảnh của chuỗi cung ứng tua-bin gió gây ra mối đe dọa hiện hữu đối với sự mở rộng năng lượng gió toàn cầu. Claire Jenns đưa tin.
Đầu tư vào các vật liệu và chuỗi cung ứng đa dạng đóng vai trò then chốt trong sự phát triển của năng lượng gió. Nguồn: Sean Gallup / Getty Images
Năng lượng gió ngày càng chiếm nhiều không gian trong hỗn hợp năng lượng toàn cầu và chuỗi cung ứng cho các thành phần tua-bin cũng đang phát triển song song.
Cả đầu tư công và tư đều được chuyển hướng vào công nghệ này như một phần của quá trình chuyển đổi năng lượng trong khi các công ty năng lượng truyền thống, bao gồm các tập đoàn dầu khí khổng lồ như TotalEnergies và Equinor, đã đầu tư vào năng lượng gió để đa dạng hóa danh mục đầu tư của họ.
Theo GlobalData, công ty mẹ của Future Power Technology, đến năm 2028, dự kiến công suất lắp đặt tua-bin gió toàn cầu, cả trên bờ và ngoài khơi, sẽ đạt 760,20GW, tăng từ mức 119,86GW vào năm 2023.
Tuy nhiên, chuỗi cung ứng của ngành này đặt ra một rào cản tiềm ẩn đối với những tham vọng này, vì việc xây dựng tua-bin gió đòi hỏi nhiều loại vật liệu bao gồm thép, sợi thủy tinh và các nguyên tố đất hiếm (REE), tất cả đều do Trung Quốc thống trị.
Chuỗi cung ứng sản xuất tua-bin gió theo từng thành phần, cho thấy sự thống trị của Trung Quốc. Nguồn: Trung tâm tình báo năng lượng GlobalData
Những diễn biến địa chính trị gần đây do cuộc chiến thương mại của Tổng thống Hoa Kỳ Donald Trump và những trở ngại kinh tế vĩ mô đã làm trầm trọng thêm sự phức tạp của các chuỗi cung ứng này đối với các nhà sản xuất trên toàn cầu.
Để ngành này duy trì quỹ đạo tăng trưởng, việc đảm bảo nguồn cung cấp các thành phần tua-bin gió là rất quan trọng. Đa dạng hóa thông qua các vật liệu thay thế và tìm nguồn cung ứng gần là các chiến lược quản lý rủi ro chính đối với các nhà sản xuất điện gió để đảm bảo vị thế của họ trong tương lai trong quá trình chuyển đổi năng lượng.
Chỉ hai tháng sau, vào tháng 2, Mitsubishi đã tạm dừng các kế hoạch cho các dự án điện gió ngoài khơi tại Nhật Bản, một lần nữa chỉ ra các vấn đề về chuỗi cung ứng.
Để ngành này duy trì quỹ đạo tăng trưởng, việc đảm bảo nguồn cung cấp các thành phần tua-bin gió là rất quan trọng. Đa dạng hóa thông qua các vật liệu thay thế và nguồn cung ứng gần là các chiến lược quản lý rủi ro chính đối với các nhà sản xuất điện gió để đảm bảo vị thế của họ trong tương lai trong quá trình chuyển đổi năng lượng.
Thật vậy, vào tháng 12 năm 2024, nhà phát triển điện gió Ørsted đã trích dẫn tình trạng tắc nghẽn chuỗi cung ứng là lý do chính khiến họ từ chối đấu thầu trang trại điện gió ngoài khơi của Đan Mạch ở Biển Bắc, nơi không nhận được bất kỳ lời chào thầu nào.
Thép trong tua-bin gió
Thép đóng vai trò là xương sống của quá trình phát triển điện gió, chiếm tới 90% khối lượng của tua-bin. Do đó, sức khỏe của chuỗi cung ứng thép toàn cầu có tầm quan trọng lớn đối với các nhà sản xuất điện gió.
Theo dữ liệu gần đây nhất của Hiệp hội Thép Thế giới, đầu năm 2025 đã chứng kiến sản lượng thép toàn cầu giảm theo năm so với năm 2024.
Thật không may, thị trường đang trải qua giai đoạn biến động cực độ, đáng chú ý nhất là việc gây chú ý như một phần trong thuế quan của Tổng thống Trump.
Vào ngày 12 tháng 3, mức thuế 25% đối với thép, nhôm và các sản phẩm phái sinh khác nhập khẩu từ Hoa Kỳ đã có hiệu lực. Cả EU và Canada đều công bố mức thuế trả đũa là 25%, nhưng kế hoạch của EU đã bị tạm dừng cho đến tháng 7.
Trung Quốc, quốc gia thống trị cả sản xuất thép toàn cầu và sản xuất điện gió nói chung, đang làm suy yếu sự cạnh tranh toàn cầu bằng hàng xuất khẩu giá rẻ và được trợ cấp mạnh mẽ trong cái mà Trung tâm Nghiên cứu Chiến lược và Quốc tế (CSIS) gọi là "vấn đề thừa công suất của Trung Quốc", đã làm nổi bật hơn nhu cầu đa dạng hóa chuỗi cung ứng như một lá chắn chống lại các tác nhân gây căng thẳng địa chính trị.
“Trung Quốc là một cường quốc mà không ai có thể vượt qua, nhưng vấn đề không phải là để các quốc gia hay khu vực chống lại nhau”, Markus Zeitzen, giám đốc phát triển kinh doanh ESG cấp cao của nhà cung cấp dịch vụ năng lượng gió Det Norske Veritas (DNV) giải thích. “Việc lựa chọn hai hoặc ba nhà cung cấp từ các khu vực khác nhau có thể giúp bạn tăng khả năng phục hồi trong chuỗi cung ứng thông qua cạnh tranh”.
Phát biểu với Future Power Technology cùng Zeitzen, giám đốc toàn cầu về dịch vụ bền vững và ESG của DNV Christopher Lilholm cho biết thêm rằng “việc xem xét hiệu suất bền vững của thép dùng trong tua bin ngày càng trở nên quan trọng”.
Thật vậy, thép các-bon thấp, còn được gọi là 'thép xanh', đã trở thành một cân nhắc khác đối với các nhà sản xuất tua bin gió muốn giảm lượng khí thải của họ. Thép được sản xuất thông qua các công nghệ như sắt khử trực tiếp, lò điện và hydro xanh.
Mặc dù những phát triển này là cần thiết để giải quyết quy trình sản xuất thép phát thải nhiều, nhưng điều này chắc chắn sẽ làm tăng thêm chi phí và sự phức tạp trong chuỗi cung ứng, đặc biệt là khi hiện tại không có tiêu chuẩn chung nào cho thép xanh.
“Ngay cả các nhà sản xuất thép cũng thấy khó để dán nhãn sản phẩm của họ một cách chính xác”, Lilholm nói. “Vì vậy, để một nhà sản xuất tua-bin điều hướng truyền thông việc đó đối với khách hàng không phải là dễ dàng, nhưng nó sẽ là điều cần thiết.”
Các vật liệu thay thế cho thép tiếp tục được ưa chuộng, chẳng hạn như gỗ, hấp dẫn vì tính bền vững vượt trội và khả năng cung cấp rộng rãi. Kể từ khi nhận được khoản tài trợ 69 triệu Skr (7,3 triệu đô la) của EU vào năm 2020, công ty khởi nghiệp Modvion của Thụy Điển đã phát triển các tháp tuabin bằng gỗ có thể đạt chiều cao cao hơn so với các tháp tương đương bằng thép do cần ít vật liệu hơn.
Tuy nhiên, thép chỉ là một nhánh của chuỗi cung ứng tuabin mà các nhà sản xuất phải đàm phán.
Sợi thủy tinh trong tuabin gió
Sợi thủy tinh là thành phần chính trong các cánh tuabin, nacelle và nắp trục và được cho là tầng mạnh nhất của chuỗi cung ứng tuabin.
Theo hiệp hội ngành Glass Fibre Europe, do các thành phần khoáng thô của vật liệu, bao gồm cát silic, đất sét kaolin, đá vôi và dolomit, nên "không có nguy cơ thiếu hụt nguồn cung hoặc phụ thuộc quá mức vào các nguồn tập trung".
Tuy nhiên, sợi thủy tinh cũng phải đối mặt với tình trạng dư thừa công suất từ các nhà sản xuất Trung Quốc. Vào ngày 19 tháng 3, EU đã áp đặt thuế chống bán phá giá thuế từ 26,3% đến 56,1% đối với sợi thủy tinh nhập khẩu từ Trung Quốc, viện dẫn tầm quan trọng của vật liệu này trong "chuỗi cung ứng công nghệ sạch" và quá trình chuyển đổi xanh của EU.
Đối với Tổng thư ký Hiệp hội Năng lượng Gió Thế giới Stefan Gsänger, thách thức chính trong việc cung cấp sợi thủy tinh cho năng lượng gió là "khả năng tái chế và tốc độ vật liệu tái chế có thể tái gia nhập thị trường".
Vòng đời của sợi thủy tinh và nhựa epoxy phủ lên cánh tua bin vẫn là điểm nghẽn đối với dấu chân môi trường của ngành công nghiệp gió. Các lớp phức tạp trong hợp chất hóa học rất khó tách rời, dẫn đến việc chôn lấp và lãng phí tài nguyên.
Một số nhà sản xuất tua bin gió đang khám phá khả năng tái chế sợi thủy tinh để tăng cường khả năng phục hồi của chuỗi cung ứng.
Carbon Rivers có trụ sở tại Hoa Kỳ sử dụng công nghệ nhiệt phân để thu hồi sợi thủy tinh có thể nấu chảy lại, khép kín vòng lặp vật liệu và đảm bảo nguồn cung cho các nhà sản xuất đồng thời giảm sự phụ thuộc vào giá vật liệu biến động. Những gã khổng lồ về điện gió như Ørsted và ENGIE cũng đã tái chế thành công các cánh tuabin từ các dự án cụ thể, nhưng điều này vẫn chưa đạt được ở quy mô toàn ngành.
Nhà phân tích chuỗi cung ứng cấp cao của Wind Europe Lizet Ramirez xác nhận rằng "các công nghệ và vật liệu thay thế đòi hỏi một động lực lớn để sẵn sàng ở quy mô mà chúng ta cần".
"Đảm bảo chất lượng cũng rất cần thiết trong việc thu hồi và tái sử dụng vật liệu", bà nói thêm.
Một cân nhắc khác là tác động của cuộc đua đổi mới đối với cung và cầu, như Zeitzen giải thích. "Trong vài năm qua, các thành phần tuabin đã trở nên lớn hơn, nhưng nếu bạn liên tục đổi mới, bạn sẽ làm quá tải chuỗi cung ứng của mình, cũng như nghiên cứu và phát triển và tuổi thọ tài sản. Chúng tôi đang thấy một số nhà sản xuất tuabin chậm lại vì lý do an ninh", bà nói.
REE và tương lai của chuỗi cung ứng tuabin
Trong số 17 REE được phân loại, bốn loại chủ yếu được sử dụng trong tuabin gió: neodymium, praseodymium, dysprosium và terbium. Những điều này rất cần thiết trong việc sản xuất nam châm vĩnh cửu neodymium-sắt-boron tạo ra điện và duy trì tính toàn vẹn của thành tuabin.
Trung Quốc cũng thống trị chuỗi cung ứng này, kiểm soát 60% sản lượng khai thác REE toàn cầu và khoảng 90% sản lượng chế biến toàn cầu. Ramirez xác nhận rằng "gần như hoàn toàn phụ thuộc vào Trung Quốc đối với nam châm vĩnh cửu và các tuyến cung cấp thay thế hạn chế".
Vào tháng 12 năm 2023, Trung Quốc đã ban hành lệnh cấm xuất khẩu các công nghệ tách và chiết xuất để sản xuất nam châm vĩnh cửu, lệnh này đã leo thang thành lệnh kiểm soát xuất khẩu đối với bảy REE, được công bố vào tháng 4 năm nay.
Tác động của lệnh này đối với chuỗi cung ứng REE để sản xuất tuabin gió vẫn chưa rõ ràng do bản chất qua lại của cuộc chiến thương mại Mỹ-Trung, nhưng Ramirez nhấn mạnh đến sự thay đổi toàn cầu theo hướng quản lý rủi ro chuỗi cung ứng chủ động và phòng ngừa.
“Ví dụ, EU đang đầu tư vào các sáng kiến để đảm bảo nguyên liệu thô quan trọng. Trong số 47 dự án chiến lược được công bố gần đây, năm dự án dành riêng cho REE và nam châm vĩnh cửu. Đây là tin tốt cho ngành công nghiệp gió trong việc tận dụng tối đa các nguồn lực trong nước và xây dựng các quan hệ đối tác mới”, bà xác nhận.
Với sự hỗ trợ chính sách như vậy, việc tìm nguồn cung ứng gần các vật liệu chính có thể trở thành hiện thực hơn đối với các nhà sản xuất tua-bin bên ngoài độc quyền của Trung Quốc, nơi cũng bao gồm đồng và nhôm.
Tuy nhiên, Lilholm chỉ ra rằng cạnh tranh để tiếp cận là vấn đề cuối cùng: “Liệu các nhà phát triển điện gió có đủ sức hấp dẫn kinh tế để mua vật tư hơn các lĩnh vực khác không?”
Đầu tư vào các vật liệu và chuỗi cung ứng đa dạng là rất quan trọng - đặc biệt là khi nhu cầu cao về vật liệu từ các ngành công nghiệp lớn như xây dựng và ô tô khiến việc sản xuất tua-bin gió trở nên không quan trọng trong thời điểm nguồn cung căng thẳng.
Gsänger xác định sự phát triển và chuỗi cung ứng “tuyệt vời” của năng lượng mặt trời là mô hình để ngành công nghiệp gió hướng tới, đồng thời nói thêm rằng “chúng ta cần thị trường vì chuỗi cung ứng và sản xuất theo thị trường”.
“Đây thực sự là nơi mà ngành công nghiệp gió cần phát triển”, Zeitzen khẳng định. “Đã đến lúc phải xem xét sâu vào toàn bộ chuỗi cung ứng”.
