Kỳ vọng sụp đổ với công trình vĩ đại giữa sa mạc

Ivanpah chính thức khánh thành vào năm 2014, trải rộng trên diện tích hơn 13 km2 thuộc sa mạc Mojave, sát biên giới bang California và Nevada. Dự án được kỳ vọng tạo ra bước đột phá trong lĩnh vực năng lượng sạch bằng cách sử dụng công nghệ nhiệt mặt trời tập trung (CSP). 

Thay vì dùng các tấm pin mặt trời truyền thống, Ivanpah triển khai hơn 350.000 gương điều hướng (heliostats), mỗi chiếc to bằng cửa nhà để xe, để phản chiếu ánh nắng lên 3 tháp cao gần 140 mét. Nhiệt độ tập trung sẽ làm sôi nước trong các ống dẫn, tạo ra hơi để vận hành tua-bin phát điện.

Tổng mức đầu tư cho dự án lên tới hơn 2,2 tỷ USD, trong đó khoảng 1,6 tỷ USD đến từ khoản vay bảo lãnh của Bộ Năng lượng Mỹ, phần còn lại đến từ các nhà đầu tư như NRG Energy, BrightSource Energy và Google.

Thời điểm đó, Ivanpah được xem là biểu tượng của cam kết nước Mỹ với năng lượng tái tạo trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng.

Dù được quảng bá rầm rộ, Ivanpah sớm bộc lộ nhiều điểm yếu chết người. Trong 2 năm đầu vận hành, nhà máy chỉ đạt 1/3 công suất thiết kế. Dự kiến sản lượng trung bình đạt 120 MW từ công suất tối đa 377 MW, song điều kiện thời tiết, đặc biệt là ánh nắng mặt trời không ổn định như tính toán, khiến hiệu suất sụt giảm nghiêm trọng.

Về mặt kinh tế, Ivanpah được coi là một thảm họa. Với chi phí đầu tư 2,2 tỷ USD cho 120 MW sản lượng trung bình, giá thành đầu tư là 18 USD/Watt. Trong khi đó, nhà máy điện hạt nhân Millstone số 2 ở Connecticut – vận hành từ năm 1975, chỉ tốn khoảng 0,5 USD/Watt, tức thấp hơn gấp 36 lần.

Hơn nữa, mức chi phí vận hành cũng khổng lồ, với khoảng 1.000 lao động hưởng lương và phúc lợi, tổng chi phí hàng năm ước tính lên đến 100 triệu USD. Trong khi đó, doanh thu từ bán điện chỉ mang về khoảng 106 triệu USD/năm. Như vậy, sau khi trả lương, Ivanpah chỉ còn vỏn vẹn 6 triệu USD để duy trì toàn bộ hoạt động khác, bao gồm chi phí nhiên liệu khí đốt, bảo trì, làm sạch gương, làm mát, chiếu sáng…

Điều trớ trêu là để khởi động vào mỗi buổi sáng, nhà máy này phải đốt khí tự nhiên để làm nóng hệ thống, chiếm tới 8% sản lượng điện đầu ra, khiến đây không còn là “năng lượng xanh thuần túy”.

So với các nhà máy quang điện (PV) sử dụng tấm pin mặt trời hiện đại có thể kết hợp với lưu trữ pin, Ivanpah bị bỏ xa về cả hiệu quả, tính linh hoạt và chi phí. Theo báo cáo từ NRG Energy, công nghệ CSP “đã không còn cạnh tranh” so với công nghệ PV, vốn ngày càng rẻ và dễ triển khai.

Không chỉ thất bại về kinh tế, Ivanpah còn đối mặt với làn sóng chỉ trích dữ dội từ giới bảo vệ môi trường. Theo thống kê từ các nhóm bảo tồn, các tia sáng hội tụ từ hàng trăm nghìn tấm gương khiến hàng nghìn chim hoang dã bị thiêu sống trên không trung, hiện tượng gọi là “streamers”.

Sierra Club, một tổ chức môi trường có tiếng tại Mỹ, tuyên bố trong một email: “Ivanpah là một thảm họa tài chính và môi trường. Dự án đã hủy hoại môi trường sống nguyên sơ của sa mạc, đe dọa sự tồn tại của rùa sa mạc và nhiều loài thực vật quý hiếm.”

Một yếu tố khác khiến Ivanpah trở nên kém hiệu quả là mật độ công suất quá thấp. Với 120 MW trải trên diện tích 13 km², nhà máy chỉ đạt mật độ 9,2 W/m². Trong khi đó, nhà máy điện hạt nhân trên mặt đất có thể đạt 2.000 W/m², gấp hơn 200 lần về hiệu suất sử dụng đất.

Câu hỏi lớn đặt ra là tại sao điện mặt trời – thứ được gọi là “miễn phí từ Mặt Trời” – lại đắt đến vậy?

Từ thiết kế, xây dựng, vận hành, bảo trì đến tháo dỡ. Khi tính thêm lượng CO2 phát thải trong toàn bộ quá trình (đặc biệt từ khí đốt và nhiên liệu hóa thạch sử dụng trong vận hành), lợi ích giảm phát thải khí nhà kính của Ivanpah gần như bị triệt tiêu hoàn toàn.

Chưa kể đến phần điện tiêu thụ nội bộ cho các nhu cầu như điều hòa, chiếu sáng, vệ sinh, bơm nước… từ chiều tối đến sáng sớm – thứ không được công bố rõ ràng trong báo cáo hiệu suất.

Ngược lại, các dự án tại Trung Quốc, ở Thanh Đảo và Cam Túc, đều tích hợp lưu trữ nhiệt. Ví dụ, nhà máy dual-tower ở Gansu sử dụng muối nóng chảy để lưu trữ năng lượng, cho phép phát điện suốt cả đêm. Hai dự án này có đến 14 giờ lưu trữ nhiệt. Điều này giúp CSP của Trung Quốc vận hành linh hoạt, cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng khác như PV cộng với pin.

Sự im lặng của các nhà đầu tư sừng sỏ

Trước tình hình đó, Pacific Gas & Electric (PG&E) – đối tác mua điện lớn nhất của Ivanpah – đã tuyên bố chấm dứt hợp đồng mua điện trước thời hạn gần 13 năm. Nếu được các cơ quan chức năng phê duyệt, 2 trong 3 tổ máy của Ivanpah sẽ chính thức đóng cửa từ năm 2026.

“Việc kết thúc các hợp đồng tại thời điểm này sẽ giúp tiết kiệm chi phí cho khách hàng,” PG&E tuyên bố trên trang web chính thức.

Southern California Edison, đối tác còn lại mua phần điện dư, hiện đang thương lượng với các chủ đầu tư và Bộ Năng lượng Mỹ để đàm phán hợp đồng.

Google, một trong những nhà đầu tư lớn ban đầu, đã âm thầm rút khỏi các dự án CSP tương tự và hủy bỏ các dự án PV nội bộ. NRG thì tuyên bố Ivanpah “thành công về mặt công nghệ” nhưng không thể cạnh tranh về kinh tế. Những lời biện minh này không che giấu được sự thật rằng Ivanpah đang trở thành một trong những thất bại tiêu biểu nhất trong cuộc đua phát triển năng lượng sạch.

Nếu kế hoạch đóng cửa được thông qua, một phần khu đất của Ivanpah có thể được chuyển đổi sang dự án quang điện sử dụng pin mặt trời truyền thống, điều mà lẽ ra có thể được thực hiện ngay từ đầu.

Tổng hợp