Một trong những dự án năng lượng mặt trời tham vọng nhất trong lịch sử đang lặng lẽ đi đến hồi kết sau chỉ một thập kỷ hoạt động: Nhà máy điện mặt trời Ivanpah ở sa mạc Mojave của bang California. Nơi đây từng được ca ngợi là biểu tượng cho tương lai năng lượng sạch của nước Mỹ.
Nhà máy điện mặt trời Ivanpah quy mô lớn trị giá 2,2 tỷ USD, hứa hẹn sẽ cung cấp điện cho 140.000 hộ gia đình Mỹ và cũng hứa hẹn chứng minh rằng các dự án năng lượng tái tạo quy mô lớn, mang tính tương lai hoàn toàn có thể hoạt động hiệu quả.
Ảnh: Photopilot
Ánh sáng tập trung làm nóng nước thành hơi nước, sau đó làm quay tuabin để tạo ra điện, tương tự như nhà máy điện than hoặc điện hạt nhân, nhưng không cần đốt nhiên liệu.
Trên lý thuyết, công nghệ năng lượng mặt trời tập trung (CSP) mang lại một số lợi thế. Nó có thể mở rộng quy mô lên tầm công nghiệp, hứa hẹn sản lượng ổn định hơn so với các công nghệ năng lượng mặt trời trước đây, và thậm chí Ivanpah còn có hệ thống dự phòng bằng khí đốt tự nhiên để phát điện khi mặt trời không chiếu sáng.
Đối với các công ty điện lực như PG&E và Southern California Edison, công nghệ này được quảng bá như một nguồn năng lượng ổn định, không phát thải carbon theo các hợp đồng dài hạn.
Công trình tỷ USD "chết yểu" thế nào?
Về lý thuyết, nó rất tuyệt vời. Nhưng trên thực tế, thế giới đã phát triển nhanh hơn tốc độ mà dự án có thể theo kịp.
Vấn đề cốt lõi của Ivanpah không chỉ là vấn đề kỹ thuật. Đó là vấn đề thời điểm kinh tế. Trong suốt quá trình xây dựng nhà máy từ năm 2010 đến năm 2014, toàn bộ ngành công nghiệp năng lượng mặt trời đã trải qua một sự chuyển đổi: Chi phí của các tấm pin mặt trời quang điện (PV) giảm gần 80%, chủ yếu nhờ vào năng lực sản xuất khổng lồ ở Trung Quốc.
Đột nhiên, các trang trại PV đơn giản, cả trên mái nhà và quy mô lớn, trở nên rẻ hơn, nhanh hơn và dễ triển khai hơn so với các hệ thống CSP phức tạp.
Cùng lúc đó, sự bùng nổ khai thác khí đá phiến ở Mỹ đã khiến giá khí đốt tự nhiên giảm mạnh. Các nhà máy điện khí đốt trở thành một trong những nguồn điện rẻ nhất để xây dựng và vận hành.
Vào thời điểm Ivanpah đi vào hoạt động năm 2014 với nhiều sự kiện rầm rộ, nó đã bước vào một thị trường hoàn toàn khác so với thị trường mà nó được hình thành ban đầu. Đó là một dự án chậm tiến, đòi hỏi vốn đầu tư lớn, được xây dựng cho một thế giới nơi năng lượng tái tạo đắt đỏ và cần sự hỗ trợ mạnh mẽ. Thay vào đó, nó xuất hiện trong một thế giới mà năng lượng mặt trời và khí đốt đã có giá thành thấp hơn.
Tệ hơn nữa, Ivanpah gặp khó khăn trong việc đạt được các mục tiêu hiệu suất. Trong năm đầu tiên, nhà máy chỉ sản xuất được khoảng hai phần ba sản lượng đã hứa. Sự thiếu hụt này đã gây thất vọng cho các khách hàng sử dụng điện và tạo cơ hội dễ dàng cho những người chỉ trích lên án.
Chưa kể, Ivanpah cònn phải đối mặt với những thách thức kỹ thuật nghiêm trọng. Hệ số công suất của nó, tức là tỷ lệ năng lượng sản xuất so với tiềm năng tối đa, chỉ đạt dưới 30%, thấp hơn nhiều so với các nhà máy điện khí thông thường, vốn có thể vượt quá 60%. Trong khi đó, năng lượng mặt trời quang điện ngày càng hiệu quả và rẻ hơn.
Việc duy trì hơn 300.000 tấm kính định nhật trong môi trường sa mạc khắc nghiệt rất tốn kém và đòi hỏi nhiều nhân công. Bụi tích tụ làm giảm hiệu suất, và nhiệt độ cực cao đặt ra những thách thức lâu dài về độ tin cậy cho các hệ thống cơ khí. Cơ sở này cũng đòi hỏi diện tích đất rất lớn cho một sản lượng điện khiêm tốn so với các trang trại quang điện mới hơn.
Người Mỹ đặt câu hỏi tại sao phải ủng hộ một nhà máy điện mặt trời trị giá hàng tỷ USD mà lại không thể thực hiện được những gì đã hứa?
Vậy rốt cuộc, di sản của Ivanpah là gì? Theo một nghĩa nào đó, nó đã thất bại. Nó không đạt được các mục tiêu kinh tế và hiệu suất ban đầu, và không thể duy trì khả năng cạnh tranh trong một thị trường thay đổi nhanh chóng.
Câu chuyện của Ivanpah không phải là biểu tượng cho những hạn chế của năng lượng tái tạo, mà là lời nhắc nhở về cách thức tiến bộ thực sự diễn ra.
