'Cú ngã đau' của siêu dự án điện mặt trời 2,2 tỷ USD tại Mỹ

Từng được xem là biểu tượng cho tương lai năng lượng sạch của nước Mỹ, tổ hợp nhà máy trị giá 2,2 tỷ USD ở sa mạc Mojave nay trở thành ví dụ điển hình cho những rủi ro của việc đặt cược vào công nghệ, chính sách và thời điểm thị trường.

Sự ra đời của Ivanpah gắn liền với gói kích thích kinh tế hậu khủng hoảng 2008. Trong bối cảnh nước Mỹ nỗ lực phục hồi tăng trưởng và giảm phát thải, Đạo luật Kích thích 2009 đã rót hàng tỷ USD vào năng lượng sạch.

BrightSource Energy - doanh nghiệp tiên phong trong công nghệ nhiệt điện mặt trời tập trung (CSP), cùng NRG Energy và Google đã đề xuất một dự án 392 MW, được Chính phủ bảo lãnh khoản vay 1,6 tỷ USD.

Khác với điện mặt trời tấm pin, Ivanpah hoạt động dựa trên hơn 300.000 gương điều hướng (heliostat) phản xạ ánh sáng vào ba tháp thu nhiệt, tạo hơi nước quay tua-bin. Về lý thuyết, CSP mang lại nguồn điện ổn định, tiệm cận mô hình nhà máy nhiệt điện truyền thống nhưng không đốt nhiên liệu hóa thạch.

Dự án nhiệt điện mặt trời lớn nhất nước Mỹ đi đến hồi kết.

Tuy nhiên, trong thời gian dự án được xây dựng (2010-2014), thị trường năng lượng tái tạo đã đổi thay quá nhanh. Chi phí sản xuất pin quang điện giảm gần 80% nhờ công suất khổng lồ từ Trung Quốc, khiến các trang trại PV trở nên rẻ hơn, linh hoạt hơn nhiều so với CSP.

Cùng lúc, cuộc cách mạng dầu khí đá phiến kéo giá khí tự nhiên xuống mức thấp kỷ lục, đưa điện khí trở thành một trong những nguồn phát rẻ nhất. Khi Ivanpah chính thức vận hành năm 2014, môi trường kinh doanh đã khác xa so với thời điểm dự án được hoạch định.

Trong khi đó, các vấn đề kỹ thuật nội tại của CSP ngày càng bộc lộ. Công nghệ sử dụng tia sáng tập trung đòi hỏi độ chính xác cao và khả năng vận hành liên tục trong môi trường nhiều bụi, nhiệt độ khắc nghiệt. Mỗi gương heliostat đều cần được giữ sạch, căn chỉnh đúng vị trí và hạn chế trục trặc cơ khí.

Việc duy trì hàng trăm nghìn gương như vậy tương đương vận hành một “quân đội robot” trong điều kiện thời tiết khó đoán của sa mạc. Chi phí nhân công và kỹ thuật vì thế đội lên đáng kể, trong khi PV chỉ cần lắp đặt và vệ sinh định kỳ với chi phí thấp hơn rất nhiều.

Một điểm khác là bài toán lưu trữ năng lượng. Khi Ivanpah được thiết kế, công nghệ lưu trữ nhiệt như muối nóng chảy, chưa đủ hoàn thiện để tích hợp vào hệ thống. Điều này khiến nhà máy phải dựa vào khí tự nhiên nhiều hơn dự kiến nhằm đảm bảo sản lượng điện đủ ổn định.

Vấn đề càng trầm trọng khi Ivanpah không đạt được sản lượng cam kết trong năm đầu, chỉ đạt khoảng 2/3 mức mục tiêu. Chi phí vận hành cao, mức sử dụng khí tự nhiên cao hơn dự kiến và yêu cầu bảo trì hàng trăm nghìn gương trong điều kiện sa mạc khắc nghiệt khiến nhà máy càng khó cạnh tranh.

Các tranh cãi môi trường từ ảnh hưởng lên rùa sa mạc đến hiện tượng chim bị thiêu cháy trong các luồng ánh sáng, khiến dự án trở thành tâm điểm chỉ trích chính trị.

Các hợp đồng mua bán điện sắp hết hạn và PV kết hợp lưu trữ pin đã trở thành tiêu chuẩn mới, các nhà cung cấp điện không còn nhiều lý do để tiếp tục mua điện từ Ivanpah. Chính sách năng lượng của bang California cũng chuyển trọng tâm sang PV và lưu trữ, khiến CSP ngày càng bị gạt ra bên lề.

Ivanpah khép lại hành trình của mình trong bối cảnh ngành năng lượng sạch bước sang một giai đoạn hoàn toàn mới. Sự thay đổi này cho thấy chiến lược phát triển năng lượng tái tạo không thể chỉ dựa vào tham vọng hay vốn đầu tư, mà phải phù hợp với bối cảnh thị trường, đà tiến bộ công nghệ và chi phí triển khai thực tế. Bài học rút ra cho chính sách năng lượng là đầu tư công cần linh hoạt để theo kịp các đường cong chi phí giảm nhanh của những công nghệ mới nổi.

Dù vậy, giới chuyên môn đánh giá Ivanpah không phải là một “thất bại vô ích”. Dự án đã trở thành phòng thí nghiệm ngoài trời quy mô lớn cho công nghệ heliostat, truyền tải nhiệt và mô hình vận hành nhà máy CSP.

Nhiều dự án thế hệ mới trên thế giới, đặc biệt tại Trung Quốc và UAE, đã học hỏi trực tiếp từ kinh nghiệm này để xây dựng các hệ thống CSP tích hợp lưu trữ muối nóng chảy, giúp vận hành linh hoạt hơn và giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Duy Anh