Những công nghệ có thể đưa Trung Quốc đạt mức 0 ròng vào năm 2050
Trung Quốc đã đặt mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2060, một thập kỷ sau khi các nhà khoa học cho rằng chúng ta cần cắt giảm lượng carbon đến mức tránh được những tác động tồi tệ nhất của biến đổi khí hậu. Nhưng các chuyên gia tin rằng Trung Quốc có thể đạt mức 0 trước thời hạn nếu mở rộng quy mô kết hợp công nghệ phù hợp.
Cuộc đàm phán về khí hậu tại Hội nghị các bên (COP27) lần thứ 27 tại Sharm el-Sheikh, Ai Cập, năm nay sẽ tập trung sự chú ý vào các cam kết quốc gia nhằm cắt giảm ô nhiễm carbon. Và một trong những quốc gia sẽ phải đối mặt với sự giám sát chặt chẽ nhất là Trung Quốc, quốc gia chịu trách nhiệm về 30% lượng khí thải toàn cầu.
Trung Quốc đã cam kết cắt giảm lượng khí thải ròng xuống 0 vào năm 2060, tức là một thập kỷ sau thời điểm mà các nhà khoa học cho rằng cần phải ngăn chặn những tác động tồi tệ nhất của biến đổi khí hậu.
Nhưng các chuyên gia cho rằng quốc gia hiện đang sử dụng phần lớn năng lượng từ than đá này có khả năng cắt giảm gần như toàn bộ nhiên liệu hóa thạch khỏi hệ thống năng lượng của mình vào năm 2050, giúp Trung Quốc có cơ hội tăng tham vọng về khí hậu tại COP27 - và thay đổi triển vọng về quá trình khử cacbon toàn cầu.
Theo các nhà nghiên cứu từ Dự án Trung Quốc-Harvard, sự hợp tác giữa Đại học Harvard, Đại học Thanh Hoa và Đại học Khoa học và Công nghệ Huazhong, chìa khóa để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng của Trung Quốc rất đơn giản.
Đại học Harvard năm ngoái cho biết trong một thông cáo báo chí công bố một nghiên cứu lớn về chủ đề này: "Có nhiều điều không chắc chắn về con đường hướng tới mức trung hòa carbon vào giữa thế kỷ ở Trung Quốc". "Nhưng có một khía cạnh cơ bản chắc chắn là: chúng sẽ cần mở rộng quy mô lớn năng lượng gió và năng lượng mặt trời để thay thế năng lượng- than và khí đốt-."
Mở rộng quy mô không phải là vấn đề
Các nhà nghiên cứu cho biết, vấn đề không phải là chi phí và tính khả thi của việc sản xuất đủ năng lượng tái tạo mà là những thách thức mà nó đưa vào lưới điện vì tính biến đổi của nó: gió không phải lúc nào cũng thổi và mặt trời không phải lúc nào cũng chiếu sáng.
Bằng cách sử dụng mô hình có độ phân giải cao-để tìm ra cách thức-hiệu quả nhất về mặt chi phí để hệ thống điện của Trung Quốc trở nên trung hòa carbon vào năm 2050, các chuyên gia đã tìm ra một lộ trình không chỉ khả thi mà còn không nhất thiết phải tốn kém hơn so với việc dựa vào nhiên liệu hóa thạch.
Bước một là mở rộng quy mô năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Đây là phần dễ dàng: Trung Quốc có nhiều khu vực rộng lớn để xây dựng các nhà máy năng lượng tái tạo và cũng là nhà sản xuất tấm pin mặt trời-số một thế giới. Năm 2020, bảy trong số mười nhà sản xuất tuabin gió hàng đầu là các công ty Trung Quốc.
Vấn đề là việc tăng cường năng lượng gió và mặt trời có thể sẽ khiến các vấn đề năng lượng của Trung Quốc trở nên tồi tệ hơn thay vì tốt hơn. Năng lượng mặt trời chỉ có vào ban ngày – và có thể không có nhiều nếu trời nhiều mây – và năng lượng gió vốn không thể đoán trước được. Điều này có nghĩa là Trung Quốc có thể thấy mình có sẵn rất nhiều quyền lực ở một số thời điểm và hầu như không có ở những thời điểm khác.
Một chiến lược toàn diện
Một số biến đổi này có thể được xử lý bằng cách sử dụng các công nghệ lưới điện như lưu trữ pin, nhưng đối với một hệ thống năng lượng khổng lồ như của Trung Quốc, cần phải xem xét cách sử dụng điện trong các lĩnh vực như giao thông và công nghiệp nặng.
Mô hình do Dự án Trung Quốc-của Harvard thực hiện cho thấy rằng nếu Trung Quốc chỉ dựa vào việc tích hợp lưới điện thông thường – tức là chỉ bằng cách tăng lượng năng lượng tái tạo và lưu trữ trên mạng lưới điện – thì sẽ tốn thêm 27 USD cho mỗi tấn carbon.
Cho rằng Trung Quốc đã thải ra khoảng 10 tỷ tấn carbon dioxide vào năm 2019, chiến lược như vậy sẽ khó thực hiện được về mặt tài chính. Tuy nhiên, khi các nhà nghiên cứu của Dự án Trung Quốc- thuộc Harvard xây dựng một mô hình bao gồm truyền tải điện áp cực-cao-, kết nối lưới điện quốc gia, hydro xanh và các đội xe điện-sạc chậm trong hỗn hợp, mọi thứ đã thay đổi đáng kể.
Mô hình cho thấy thay vì tốn nhiều chi phí hơn, việc loại bỏ một tấn carbon dioxide thực sự sẽ tiết kiệm được 25 USD so với việc tiếp tục kinh doanh như bình thường. Chiến lược hội nhập toàn diện này sẽ cho phép Trung Quốc loại bỏ tới 80% lượng khí thải carbon.
Và khoản tiết kiệm được sẽ cho phép xử lý 20% còn lại bằng cách thu hồi và lưu trữ carbon tốn kém, "và vẫn đạt được-ngành năng lượng carbon trung tính vào năm 2050 mà không mất chi phí ròng", theo Dự án Trung Quốc-của Harvard.
Thách thức nhưng khả thi
Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là nó dễ dàng. Michael McElroy, giáo sư nghiên cứu môi trường Gilbert Butler tại Đại học Harvard, cho biết việc đưa Trung Quốc đạt mức 0 ròng vào năm 2050 là một thách thức. Ông nói: “Việc này đòi hỏi một kế hoạch quốc gia và nỗ lực nghiêm túc để huy động và phân phối điện trên toàn quốc”.
Nhưng "sẽ có lợi tức đầu tư vì gió và mặt trời là nguồn chính và một khi bạn trả chi phí vốn, gió và mặt trời sẽ miễn phí."
McElroy cho biết, một phần thưởng khác xuất hiện từ mô hình này là Trung Quốc có thể sản xuất hydro xanh từ quá trình điện phân nước sử dụng năng lượng tái tạo, "với chi phí cạnh tranh với các nguồn công nghiệp trong khoảng thời gian tương đối ngắn".
Hydro này có thể cung cấp năng lượng cho các quy trình công nghiệp và được sử dụng trong các tua-bin để tạo ra điện cho lưới điện vào những thời điểm nguồn năng lượng mặt trời và gió thấp. Ngoài ra, nó có thể được xuất khẩu sang Nhật Bản, quốc gia đang mong muốn phát triển hệ thống năng lượng dựa trên hydro.
Nhật Bản đang tìm kiếm nguồn hydro từ các thị trường xa xôi như Australia. McElroy cho biết: “Bài báo của chúng tôi đưa ra lập luận rằng Trung Quốc nằm ngay cạnh Nhật Bản và là nguồn [hydro xanh] rẻ nhất mà chúng tôi có thể tưởng tượng”.
Gió ngoài khơi là chìa khóa
Một thành phần quan trọng khác trong tổ hợp công nghệ sẽ là gió ngoài khơi. Trung Quốc hiện đã có thị trường gió ngoài khơi lớn nhất thế giới, với số liệu từ Cơ quan Năng lượng Quốc gia cho thấy nước này đã lắp đặt nhiều công suất hơn vào năm 2021 so với phần còn lại của thế giới trong nửa thập kỷ qua.
Gió ngoài khơi có thể tiếp tục bùng nổ ở Trung Quốc vì nước này được bao quanh bởi các vùng biển nông, nơi dễ lắp đặt tua-bin. Công nghệ này rất phù hợp với nhu cầu năng lượng của đất nước vì phần lớn dân số, thành phố và trung tâm công nghiệp của Trung Quốc đều ở gần bờ biển, do đó điện được sản xuất từ gió ngoài khơi không cần phải đi xa để đến các trung tâm phụ tải lớn.
McElroy cho biết chính phủ Trung Quốc có thể đã lưu ý đến nghiên cứu-Dự án Trung Quốc của Harvard và có thể sẵn sàng áp dụng các đề xuất của nghiên cứu đó, với một trong những tác giả hàng đầu của Trung Quốc có mối quan hệ tốt với chính quyền nước này. Giáo sư nói: “Đây là một mục tiêu di động.
“Những gì họ đã nói là họ sẽ đạt mức ròng 0 vào năm 2060 hoặc sớm hơn. Tôi không nghĩ họ sẽ gắn bó với năm 2060. Đây là lý do tại sao chúng tôi xem xét một cơ hội thách thức hơn, chẳng hạn như năm 2050.”
Một sứ mệnh quan trọng
Việc kích hoạt quá trình khử cacbon ở Trung Quốc rất quan trọng không chỉ vì tỷ lệ khí thải toàn cầu mà quốc gia này phải chịu mà còn vì quy mô sản xuất đang diễn ra trong nước. Trên thực tế, nếu Trung Quốc có thể đạt được mức phát thải ròng bằng 0 thì nước này sẽ cắt giảm lượng carbon chứa trong hàng triệu sản phẩm được sử dụng trên khắp thế giới.
Tổng thư ký Hội đồng Năng lượng Thế giới Angela Wilkinson cho biết: “Nhu cầu và cách sử dụng năng lượng của Trung Quốc đang thay đổi nhanh chóng như một phần của quá trình chuyển đổi lớn toàn cầu, bao gồm sự phát triển của nền kinh tế kỹ thuật số, cuộc cách mạng công nghiệp tiếp theo và sự xuất hiện của nền văn minh sinh thái”.
“Cách Trung Quốc xây dựng, bảo trì, tái sử dụng và ngừng hoạt động các hệ thống năng lượng để đáp ứng nhu cầu lưu trữ nhiệt, điện, nhiên liệu và năng lượng trong và ngoài nước sẽ định hình lại triển vọng năng lượng toàn cầu.”
Wilkinson cho biết thêm, Trung Quốc đã có nhiều công suất điện gió hơn Hoa Kỳ và coi công nghệ này là "một phần quan trọng trong nỗ lực hướng tới một tương lai-không có cacbon, tự cung cấp năng lượng, nơi sẽ không còn chỗ cho than mới".
"Nó dường như mở ra nhiều con đường để cung cấp các dịch vụ năng lượng bền vững hơn và{0}}trung tính với khí hậu hơn, nhận ra rằng cuộc cách mạng năng lượng tái tạo sẽ cần những người bạn năng lượng sạch, giá cả phải chăng và đáng tin cậy khác để mở rộng quy mô."
