Bức tranh điện gió ngoài khơi: Triển vọng và những vấn đề đặt ra (Kỳ VI)

Xây dựng chuỗi cung ứng điện gió ngoài khơi toàn cầu cho mục tiêu 1,5°C: Chuỗi cung ứng đã trở thành một chủ đề quan trọng đối với chính phủ các nước và các bên liên quan trong lĩnh vực năng lượng. Các sự kiện nổi bất trong vài năm qua, từ đại dịch COVID-19 đến cuộc khủng hoảng Ukraine cũng như nhiều sự gián đoạn hậu cần quốc tế, đã chuyển trọng tâm vào chuỗi cung ứng từ giá cả và tính linh hoạt sang khả năng phục hồi và sự phụ thuộc. Sự bất ổn ngày càng tăng về địa chính trị và trải nghiệm về biến động giá cả hàng hóa, vật liệu, lao động và hậu cần đã thúc đẩy các nhà hoạch định chính sách tăng cường an ninh kinh tế trong khi thúc đẩy quá trình chuyển đổi năng lượng.

Sự bất ổn ngày càng tăng về địa chính trị thúc đẩy quá trình chuyển đổi năng lượng.

Hiện sự rủi ro đối với lĩnh vực điện gió ngoài khơi là các biện pháp được đưa ra nhằm tăng cường khả năng phục hồi của chuỗi cung ứng cho dù dưới hình thức gói khuyến khích sự nhất trí của địa phương hay cơ chế phòng vệ thương mại, đều có thể dẫn đến những rào cản bổ sung cho việc tham gia thị trường, chi phí cao hơn phải được phân bổ dọc theo chuỗi giá trị cho người tiêu dùng và cuối cùng là sự chậm trễ trong quá trình triển khai. Lĩnh vực điện gió ngoài khơi phải ứng phó và chuẩn bị cho những rủi ro sắp xảy ra, chấp nhận hợp tác tốt hơn, tiêu chuẩn hóa và đổi mới bền vững để có thể giúp vượt qua sự hỗn loạn của môi trường vĩ mô. Đồng thời, lĩnh vực điện gió cũng không nên mất tập trung vào nguyên tắc tăng trưởng cơ bản để hỗ trợ khả năng tồn tại và quy mô của chuỗi cung ứng. Khối lượng mạnh hơn và chính sách ổn định sẽ tạo ra môi trường kinh doanh cần thiết cho chuỗi cung ứng phát triển mạnh hơn, dẫn đến cơ hội tăng trưởng phía trước cho năng lượng gió ngoài khơi là rất lớn.

Để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng theo quỹ đạo mục tiêu toàn cầu 1,5°C, lĩnh vực công nghiệp gió cần tăng gấp ba lần số lượng lắp đặt hàng năm trong thập kỷ này. GWEC dự báo thế giới đang trên đà vượt qua cột mốc 2 TW công suất điện gió được lắp đặt trên toàn thế giới (2030) theo các chính sách hiện hành, bao gồm việc bổ sung thêm 224 GW công suất điện gió ngoài khơi dự kiến trong vòng 7 năm tới. Lĩnh vực công nghiệp gió cũng đã đạt đến điểm phải tìm được chỗ đứng vững chắc hơn cho tăng trưởng bền vững cũng như sự thích ứng với biến đổi khí hậu đã đạt đến điểm mà chúng ta không thể chấp nhận thêm bất kỳ sự chậm trễ nào trong quá trình chuyển đổi năng lượng. Do vậy, các nhà phát triển, sản xuất turbine chính hãng OEM và các nhà hoạch định chính sách đều cần phải hợp tác cùng nhau để xây dựng chuỗi cung ứng hiệu quả, phối hợp tốt và bền vững.

Không giống như các dự án điện gió trên bờ, các dự án điện gió ngoài khơi cần có nền móng lớn đỡ tháp turbine và truyền tải trọng từ mặt biển xuống đất ở độ sâu, hệ thống cáp ngầm dưới biển để kết nối các turbine và truyền tải điện, các tàu chuyên dụng để vận chuyển và lắp đặt linh kiện turbine gió và các bến cảng, đặc biệt là việc lắp ráp và lưu trữ. Việc thiếu các thành phần hoặc cơ sở này đã dẫn đến một số dự án bị trì hoãn, hủy bỏ và chi phí dự án tăng cao, đáng chú ý nhất là ở ngoài khơi Bờ Đông Hoa Kỳ và Biển Bắc (châu Âu).

Đế móng tháp thép turbine: Đế móng đáy cố định bao gồm nền bê-tông cốt thép vẫn thống trị thị trường điện gió ngoài khơi, với móng đơn (monopiles) dạng như một cột buồm bằng thép đóng chìm xuống đáy biển và đế móng jacket (cột chân) turbine gió là một cấu trúc lưới kim loại hoặc bê-tông được đặt trên đáy biển hoặc dưới nước để cố định tháp turbine gió, cung cấp sự ổn định cho nó trong môi trường biển khắc nghiệt, lần lượt chiếm 70% và 17% tổng số công trình lắp đặt trang trại điện gió vào cuối năm 2022.

Đế móng nổi (floating foundations) được coi như là một công nghệ mới nổi với kết cấu của đế móng nổi bao gồm một bệ nổi và một hệ thống neo của bệ và đế móng này có một bộ phận chuyển tiếp để có thể đặt trụ điện gió phía trên nó với các loại bệ nổi như spar, bán chìm và bệ chân căng. Đế móng nổi được thiết kế để hoạt động an toàn trong các chuyển động sóng cao độ, cuộn và sóng cao thông qua thiết kế ổn định và khớp nối động của chuyển động bệ tịnh tiến, quay và chuyển động turbine cùng với các hệ thống neo và trang thiết bị khác.

Khu vực Châu Á- Thái Bình Dương (APAC) thống trị chuỗi cung ứng đế móng đáy cố định: Hiện có hơn 30 nhà sản xuất trên toàn cầu có thể sản xuất 3.880 đơn vị đế móng đáy cố định mỗi năm. Châu Âu, trước đây là nơi sản xuất đế móng đáy cố định cho điện gió ngoài khơi lớn nhất thế giới thì nay đã bị thay thế bởi APAC khi các nhà cung cấp tiếp tục mở rộng năng lực sản xuất đế móng đáy cố định ở khu vực Đông Á để nắm bắt sự tăng trưởng của điện gió ngoài khơi, đặc biệt là ở Trung Quốc và gần đây nhất là ở Hàn Quốc, Đài Loan-Trung Quốc và Việt Nam. Theo GWEC Market Intelligence, đã có hơn 2.200 đơn vị đế móng đáy cố định dự báo sẽ được bổ sung trên toàn thế giới (2026), trong đó bao gồm 53% từ Trung Quốc, 33% (châu Âu), 10% từ APAC ngoại trừ Trung Quốc và 3% (khu vực Bắc Mỹ) cũng như có đủ công suất để đáp ứng mức tăng trưởng nhu cầu đến móng cố định từ 1.679 đơn vị (2023) lên 3.430 đơn vị (2030). Tuy nhiên, nếu áp dụng các tiêu chuẩn cấp khu vực, sự thách thức về nguồn cung sẽ không thay đổi đối với đế móng đáy cố định giai đoạn 2025-2026 trở đi.

Đối với châu Âu, sự thâm hụt sẽ xảy ra sau năm 2025 nếu công suất sản xuất theo kế hoạch là 745 đơn vị đế móng đáy cố định (2026) không trở thành hiện thực. Trong mọi trường hợp, mức thâm hụt có thể xảy ra ngay vào cuối thập kỷ này. Hiện Hoa Kỳ có cơ sở sản xuất đế móng đáy điện gió ngoài khơi EEW American Offshore Structures (AOS, CHLB Đức) ra mắt vào giai đoạn 2023-2024 và công ty phát triển năng lượng gió ngoài khơi US Wind (tiểu bang Maryland) đã có kế hoạch thành lập một cơ sở sản xuất chế tạo khác tương tự. Tuy nhiên, điều này sẽ không đủ để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về đế móng đáy cố định sau năm 2025. Ngoài ra, việc không có sẵn sản phẩm đế móng jacket (cột chân) turbine gió tại khu vực cũng sẽ là một vấn đề khác đối với nguồn cung ứng tại châu lục này. Hiện Trung Quốc đang dư thừa và có thể sản xuất gần 3.000 đơn vị đế móng đáy cố định các loại. Tại những nước khác APAC, việc xem xét công suất hiện tại và dự báo trong khu vực và giả định một nửa số công trình lắp đặt trang trại điện gió ngoài khơi được dự báo sẽ sử dụng đế móng đáy cố định thì nhu cầu trong suốt thập kỷ này có thể vẫn sẽ được đáp ứng. CH Ấn Độ và khu vực Mỹ Latinh là những thị trường mới nổi và nguồn cung có thể được đáp ứng thông qua nhập khẩu hoặc đầu tư mới, với thời gian trung bình là hai năm để xây dựng cơ sở sản xuất.

Hiện dự báo gần đây cho thấy sẽ không có tình trạng tắc nghẽn nguồn cung nào đối với việc cung cấp đế móng nổi floating foundations cho đến năm 2030. GWEC Market Intelligence nhận thấy điện gió nổi sẽ đạt được mục tiêu thương mại hóa vào cuối thập kỷ này, với nhu cầu hàng năm về đế móng nổi vượt quá 200 đơn vị mỗi năm. Mặc dù châu Âu là thị trường lớn nhất thế giới về lắp đặt điện gió ngoài khơi và có các nhà cung cấp hàng đầu bao gồm Aker Solutions và Navantia song Trung Quốc đã tăng công suất chuỗi cung ứng trong ba năm qua với công suất sản xuất hàng năm lớn nhất 142 đơn vị/năm thông qua bốn nhà cung cấp chính là CSSC CWHI, Wison, JUTAL và công ty kỹ thuật dầu khí ngoài khơi của CNOOC. Tuy nhiên, mức thâm hụt vẫn có thể xảy ra ở tất cả các khu vực ngoại trừ Trung Quốc nếu các chính sách thương mại hạn chế và yêu cầu hàm lượng nội địa tạo ra rào cản đối với chuỗi cung ứng toàn cầu một cách linh hoạt.

Hệ thống cáp ngầm: Trong một trang trại gió ngoài khơi, cáp ngầmg được sử dụng để kết nối tất cả các turbine với nhau và cáp xuất điện kết nối các trạm biến áp ngoài khơi với vị trí phân phối lưới điện trên bờ. Các xu hướng chính thúc đẩy nhu cầu cáp ngầm là sự chuyển đổi từ cáp mảng 33 kV sang 66 kV cho các turbine công suất lớn hơn, sự chuyển đổi từ cáp dòng điện xoay chiều (AC) sang công nghệ dòng điện một chiều (DC) để giảm tổn thất điện ở khoảng cách xa và điện áp cao một chiều trực tiếp công nghệ hiện tại (HVDC) để kết nối nguồn điện trong việc chia sẻ năng lượng xuyên biên giới. Sự tích hợp này là một phần quan trọng trong sáng kiến REPowerEU của EU nhằm tăng cường an ninh năng lượng.

Hiện nhu cầu về cáp ngầm được tính theo số km của lõi cáp được dự báo sẽ tăng trưởng trung bình 18% mỗi năm từ năm 2023 đến năm 2030; trong khi về mặt giá trị, dự báo sẽ tăng 15% so với cùng kỳ khi điện gió ngoài khơi chuyển sang các loại cáp ngầm lớn hơn và có giá trị hơn. Sự gia tăng sản xuất cáp ngầm điện áp cao là một khía cạnh quan trọng do nhu cầu từ các công nghệ điện gió ngoài khơi đang phát triển nhanh chóng trong khi các trung tâm cung và cầu cáp trở nên khác biệt về mặt địa lý.

Chỉ tính riêng Trung Quốc đã tiêu thụ 76% tổng số cáp ngầm điện gió ngoài khơi toàn cầu (2021), con số này giảm xuống còn 35% (2023). Bất chấp sự sụt giảm này, nhu cầu dự báo sẽ tăng với tốc độ vừa phải là 13% mỗi năm, do Trung Quốc có thành tích vượt quá tốc độ mục tiêu đã cài đặt. Với công suất sẵn có và theo kế hoạch của 20 nhà máy cáp ngầm dưới biển, Trung Quốc có thể phải đối mặt với tình trạng dư thừa công suất trong vòng vài năm tới, dẫn tới khả năng đưa ra giải pháp cho tình trạng thiếu hụt nguồn cung ở những nơi khác trên thế giới, đặc biệt là trong kịch bản thỏa thuận thương mại tự do. Ở các khu vực khác của khu vực APAC, hiện Hàn Quốc đang sở hữu hơn 10% công suất sản xuất cáp ngầm, với nhiều nhà máy mới đang được xây dựng. Ngoài ra, tại Đài Loan-Trung Quốc, các công ty NKT và Walsin Lihwa dự kiến sẽ khởi động xây dựng một nhà máy cáp ngầm mới (2027). Hiện nhu cầu ở khu vực APAC, ngoại trừ Trung Quốc, được dự báo sẽ tăng 18% mỗi năm cho đến cuối thập kỷ này. Nhằm hỗ trợ các thị trường mới nổi trong khu vực APAC, các doanh nghiệp Trung Quốc có thể sẽ tiếp tục cung cấp hàng tại Việt Nam, điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hợp tác chuỗi cung ứng.

Hiện dây chuyền sản xuất cáp ngầm trên bờ loại cáp HV (điện cao áp) hoặc EHV (điện siêu cao áp) có thể chuyển sang sản xuất cáp ngầm thông qua những thay đổi trong quy trình sản xuất. Tuy nhiên, điều này có thể không khả thi do các cơ sở sản xuất cáp ở châu Âu có hệ thống dự án cáp ngầm mạnh mẽ. Năm 2022, chỉ có khoảng 0,5% cơ sở sản xuất cáp năng lượng toàn cầu có khả năng sản xuất cáp ngầm dưới đáy biển. Các nhà sản xuất có chuyên môn cao ở châu Âu này đã được đặt kín chỗ với cả các đơn đặt hàng cáp tồn kho trong nhiều năm. Những tắc nghẽn nguồn cung này đã dẫn đến sự chậm trễ của dự án và chi phí dự án tăng cao, đáng chú ý nhất là ở châu Âu.

Tuy nhiên, để khai thác sự tăng trưởng này, một số nhà máy mở rộng dây chuyền sản xuất cáp ngầm mới đã được công bố trong hai năm qua ở Vương quốc Anh và Scotland, cũng như ở Vương quốc Thụy Điển, CHLB Đức và CH Hà Lan. Năm 2023, châu Âu hiện sở hữu 27% nhu cầu cáp ngậm cho điện gió ngoài khơi toàn cầu và dự báo sẽ tăng trung bình 21% mỗi năm cho đến cuối thập kỷ này. Tại khu vực Bắc Mỹ, hiện chỉ có một nhà máy sản xuất cáp ngầm cho điện gió ngoài khơi đang hoạt động, hiện đang đặt tại Hoa Kỳ. Điều chắc chắn là khu vực này sẽ phải đối mặt với tình trạng thiếu hụt nguồn cung cáp ngầm cho điện gió ngoài khơi bởi vì nhu cầu được dự báo sẽ tăng từ 4% (2023), lên mức 13% (2030).

Link nguồn:

https://www.connaissancedesenergies.org/sites/connaissancedesenergies.org/files/pdf-actualites/GOWR-2024_digital_final_2.pdf

Tuấn Hùng

Connaissance des Énergies