Phân tích chi tiết về cơ cấu năng lượng của Đức

Các nguồn năng lượng tại Đức

Nếu muốn năng lượng tái tạo tăng trưởng mạnh mẽ, Đức phải chuẩn bị đối mặt với nhiều vấn đề: Nhu cầu phát triển cơ sở hạ tầng điện và các giải pháp lưu trữ năng lượng, rủi ro an ninh mạng lưới điện, v.v. Điều này cũng đòi hỏi Đức phải có những đơn vị sản xuất khẩn cấp để bù đắp cho tính chất không liên tục của năng lượng tái tạo. Do đó, Đức phụ thuộc rất nhiều vào than đá để sản xuất điện. Dấu chân carbon của nguồn năng lượng này đang trở thành yếu tố cản trở Đức đạt được tham vọng giảm phát thải khí nhà kính.

Nhìn chung, Đức đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống năng lượng châu Âu. Đất nước này vẫn là nền kinh tế lớn thứ tư trên thế giới dựa trên GDP, đồng thời là nước tiêu thụ năng lượng lớn nhất châu Âu.

Sản xuất và tiêu thụ năng lượng

Vào năm 2012, mức tiêu thụ năng lượng sơ cấp của Đức là 314 triệu tấn dầu tương đương (Mtoe). Như vậy, quốc gia này trở thành nước tiêu thụ năng lượng lớn thứ sáu trên thế giới (sau Trung Quốc, Mỹ, Ấn Độ, Nga và Nhật Bản). Trong lãnh thổ của mình, quốc gia này chỉ sản xuất được 129 Mtoe vào năm 2012 và phải lệ thuộc vào năng lượng nhập khẩu để đáp ứng gần 59% nhu cầu tiêu thụ. Nguyên liệu nhập khẩu chủ yếu là dầu mỏ và khí đốt tự nhiên.

Phân tích tiêu thụ theo năng lượng và theo lĩnh vực

Dầu mỏ hiện là nguồn năng lượng chính ở Đức, đáp ứng gần 33,1% nhu cầu tiêu thụ năng lượng sơ cấp trong năm 2012. Nếu bao gồm cả những loại than đá và khí đốt tự nhiên, thì nhiên liệu hóa thạch đáp ứng hơn ¾ nhu cầu tiêu thụ năng lượng của Đức. Cần lưu ý rằng, khi thực hiện thống kê, Đức có xu hướng tách riêng than non (“Braunkohle” trong tiếng Đức) và than cứng (“Steinkohle”), vì than cứng có tuổi đời địa chất lớn hơn và có nhiệt trị tốt hơn. Nhưng trong bài viết này, chúng tôi đưa một số liệu tổng thể chung cho tất cả những loại than tiêu thụ tại Đức.

Vào năm 2012, năng lượng tái tạo đáp ứng 11,6% tỷ trọng tiêu thụ năng lượng sơ cấp của Đức. Trong đó, hơn một nửa đóng góp đến từ sinh khối (theo sau đó là năng lượng gió và nhiên liệu sinh học). Tỷ trọng năng lượng hạt nhân trong cơ cấu tiêu thụ năng lượng sơ cấp của Đức đang có xu hướng giảm (do quyết định đóng cửa ngay lập tức 8 lò phản ứng hạt nhân trong năm 2011). Dù vậy, tỷ trọng năm 2012 vẫn là 8%.

Sơ đồ sản lượng điện của Đức năm 2018

So sánh tổng tiêu thụ năng lượng cuối cùng giữa Pháp và Đức theo dạng nhiên liệu

Đức ít phụ thuộc vào điện để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước hơn so với Pháp. Đặc biệt, Đức thường xuyên sử dụng khí đốt để sưởi ấm. Tuy nhiên, thống kê cho thấy, tỷ trọng than không chiếm tỷ lệ cao vì loại nhiên liệu này được sử dụng chủ yếu để sản xuất điện.

Phân tích tổng tiêu thụ năng lượng cuối cùng của Đức theo ngành

Ở Đức, ngành xây dựng là lĩnh vực tiêu thụ nhiều năng lượng nhất, chiếm gần 42,5% mức tiêu thụ năng lượng cuối cùng. Các tòa nhà dân cư chiếm gần 2/3 mức tiêu thụ trên, còn tòa nhà cấp ba thì chiếm 1/3. Đứng thứ hai ở Đức, là ngành công nghiệp (28,9%), sau đó là vận tải (28,6%). Như vậy, ngành công nghiệp Đức có mức tiêu thụ năng lượng cuối cùng lớn hơn so với Pháp (chỉ khoảng 20%).

Mặt khác, ngành nông nghiệp của Đức tiêu thụ rất ít năng lượng, do đó số liệu ngành này không xuất hiện trong bảng thống kê.

Điện năng

Điện năng chỉ chiếm hơn 1/5 cơ cấu năng lượng tiêu thụ ở Đức. Trong tổng cơ cấu sản lượng điện trong nước, nhiệt điện than chiếm 45,2%. Tuy có năng lực khai thác than rất mạnh, Đức vẫn phải nhập khẩu than với số lượng lớn (xấp xỉ 62 Mtoe) để sản xuất điện. Xin lưu ý, cần phải tách biệt dữ liệu cơ cấu năng lượng và cơ cấu điện năng.

Vào năm 2013, sản lượng điện sản xuất toàn hệ thống của Đức là 596,4 TWh, đưa quốc gia này lên vị trí nước sản xuất điện lớn nhất châu Âu, vượt qua cả Pháp (550,9 TWh).

Thách thức trong ngành năng lượng

Chính sách năng lượng của Đức bắt nguồn từ một quyết định khởi xướng vào năm 2011, về việc loại bỏ dần và triệt để năng lượng hạt nhân. Bên cạnh những nỗ lực sử dụng năng lượng hiệu quả, ngành điện của Đức còn phải đối mặt với nhiều thách thức khác. Với Energiewende, Đức sẽ đánh mất đi một sản lượng điện tương ứng với 15,4% điện sản xuất được trên toàn hệ thống năm 2022. Chưa kể, nhanh chóng phát triển ngành điện tái tạo – những loại tài nguyên không liên tục, cũng đặt ra vấn đề quản lý cân bằng mạng lưới điện giữa cung và cầu.

Cơ cấu năng lượng của Đức

Sự phát triển của cơ cấu điện

Trước tháng 3 năm 2011, Đức vẫn là quốc gia sản xuất điện hạt nhân lớn thứ 6 trên toàn thế giới. Tuy nhiên, sau sự cố nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi, Đức đã quyết định đóng cửa ngay lập tức 8 lò phản ứng hạt nhân được xây dựng vào trước năm 1980. Còn 9 lò phản ứng khác, với tổng công suất là 12 GW, đã bị đóng cửa vào năm 2022.

Như vậy, Đức cần phải sử dụng những cơ sở sản xuất điện khác để bù đắp cho lượng công suất cực lớn từ những nhà máy trên, cũng như cho sản lượng điện hạt nhân sẽ bị mất (92,1 TWh trong năm 2013). Đức đang đặt cược vào năng lượng tái tạo, dẫn đầu là năng lượng gió và mặt trời, để bù đắp cho sản lượng này. Hiện tại, hai loại năng lượng này tạo ra 13 - 13,5% sản lượng điện của Đức. Do đó, thách thức đặt ra ở đây, là làm sao để nâng tỷ trọng sản xuất điện gió và mặt trời hiện tại lên gấp đôi. Điều này đòi hỏi đầu tư đáng kể vào những cơ sở sản xuất, và trên hết, là vào mạng lưới điện và quản lý mạng lưới điện.

Đức vẫn chưa phát triển nhiều cơ sở hạ tầng điện lớn, vốn rất cần thiết cho hoạt động vận chuyển điện (tái tạo), được sản xuất chủ yếu từ miền bắc nước Đức, về miền nam để tiêu thụ. Ngoài ra, những giải pháp lưu trữ sẽ là yếu tố trọng tâm, giúp Đức quản lý thành công phần điện dư thừa.

Giảm phát thải khí nhà kính

Phát thải khí nhà kính là một vấn đề phức tạp đối với Đức. Xét về mặt lý thuyết, Đức đã thay thế một nguồn năng lượng không có carbon (hạt nhân) bằng những nguồn năng lượng không có carbon khác (năng lượng tái tạo). Tuy nhiên, điện gió và mặt trời không thể được sản xuất liên tục. Do đó, mạng lưới điện của Đức cũng cần cả những đơn vị sản xuất “dự phòng”. Đức chủ yếu dựa vào than đá - một loại năng lượng thải ra nhiều khí CO2. Về mặt tổng thể, Đức là nước phát thải CO2 lớn nhất trong Liên minh Châu Âu, với 760 triệu tấn khí thải CO2 được ghi nhận trong năm 2012, nhiều hơn gấp đôi so với Pháp.

Thể theo khuôn khổ Nghị định thư Kyoto, Đức đặt ra cam kết sau: Trong giai đoạn năm 2008 – 2012, cần phải giảm được 21% lượng phát thải khí nhà kính so với mức của năm 1990. Tuy Đức đã đạt được mục tiêu này (họ giảm được 23,6%), giới quan sát vẫn nhận thấy rằng, mức phát thải đã tăng gần 1,1 % vào năm 2012 và sẽ còn tiếp tục tăng vào năm 2013. Tuy nhiên, Berlin cho biết, họ đã đặt mục tiêu cho năm 2020 là giảm phát thải ít nhất 40% lượng khí nhà kính so với năm 1990.

Đức cũng đặt mục tiêu đưa một triệu xe điện vào lưu thông từ năm 2020. Tuy nhiên, mục tiêu này chỉ có thể góp phần giảm lượng khí thải của Đức nếu quốc gia này sản xuất nhiều điện ít carbon. Cuối cùng, cần lưu ý rằng quốc gia này có một lợi thế lớn: Họ sở hữu cường độ tiêu thụ năng lượng tuyệt vời (là chỉ số biểu thị tỷ lệ giữa mức tiêu thụ năng lượng của một quốc gia và tổng sản phẩm quốc nội của quốc gia đó). Cụ thể, Đức tiêu thụ 0,110 toe trên mỗi điểm GDP, xếp thứ 6 trên toàn thế giới về tiêu chí này.

Giá điện

Về giá điện, năng lượng tái tạo đặt ra hai vấn đề: Đôi khi, nếu sản xuất tăng mạnh và nhu cầu thấp, giá điện trên thị trường giao ngay (sàn giao dịch chứng khoán) sẽ trượt dài, thậm chí đạt mức âm. Tình trạng sụt giảm giá này gây ra tác động đến nhiều thị trường châu Âu khác nhau, đặc biệt là Pháp.

Tuy nhiên, ở Đức, biểu giá điện năng lượng tái tạo là một vấn đề: Người tiêu dùng Đức phải mua điện với giá rất cao, do phải trả một loại phí được gọi là “phụ phí EEG”. Tuy nhiên, nhiều doanh nghiệp sản xuất lại được miễn phụ phí trên. Nhiều tổ chức châu Âu đã chỉ trích tình trạng đối xử bất bình đẳng này. Nhìn chung tại Đức, trong năm 2013, mỗi kWh điện có giá bán lẻ cao hơn 50% so với của Pháp (0,1493 euro/kWh ở Đức so với 0,1007 euro/kWh ở Pháp).

Cơ quan chính về năng lượng ở Đức

Bộ Kinh tế và Năng lượng phụ trách tất cả vấn đề về năng lượng ở Đức.

Đơn vị đo lường và những số liệu chính

3,8 tấn dầu tương đương/năm. Đây là mức tiêu thụ năng lượng sơ cấp bình quân đầu người ở Đức trong năm 2012 - thấp hơn rất nhiều so với Pháp (3,9 tấn dầu tương đương/năm).

GDP của Đức trong năm 2023: 4,259 tỷ USD (xếp thứ 4 thế giới).

Dân số: 84,5 triệu dân trong năm 2023 (với tỷ lệ sinh thấp so với các nước láng giềng).

Quá khứ và ngày nay

Trong những năm 1970, tiêu thụ dầu mỏ chiếm hơn một nửa tổng tiêu thụ năng lượng sơ cấp ở Đức. Việc tăng cường sử dụng khí đốt tự nhiên để sưởi ấm đã làm giảm tỷ lệ này (33,1% vào năm 2012). Nhìn chung, nhiên liệu hóa thạch vẫn là nguồn năng lượng tiêu thụ chính trong nước.

Về mặt sản xuất, Đức lệ thuộc vào than (than cứng và than non) để đáp ứng một phần nhu cầu tiêu dùng trong nước, nhất là ở vùng Ruhr – khu vực tập trung nhiều hoạt động công nghiệp lớn của Đức cũng như của Tây Âu.

Mô hình nào chuyển đổi cơ cấu năng lượng lý tưởng?

7 nhận định về cơ cấu năng lượng tại Trung Quốc

Trung Quốc thay đổi cơ cấu năng lượng nhanh và mạnh

Năng lượng hạt nhân của Trung Quốc sẽ phát triển ra sao trong tương lai

Dự báo năng lượng 2023 tại EU: Cơ cấu năng lượng điện thay đổi chóng mặt

Ngọc Duyên

AFP