Kỳ quan kỹ thuật 60.000 tỷ, từng là niềm tự hào của Mỹ phải "chịu thua" trước sản phẩm giá rẻ Trung Quốc

Một trong những dự án năng lượng tái tạo đầy tham vọng nhất của Hoa Kỳ đang chuẩn bị đóng cửa sau chưa đầy một thập kỷ hoạt động. Nhà máy Điện Mặt trời Ivanpah tại Sa mạc Mojave, California, từng được quảng bá là biểu tượng tương lai của năng lượng sạch.

Từng là “kỳ quan kỹ thuật”

Được xây dựng với chi phí khoảng 2,2 tỷ USD, Ivanpah được thiết kế để cung cấp điện cho 140.000 hộ gia đình bằng năng lượng mặt trời tập trung, một công nghệ sử dụng nhiệt năng được kỳ vọng sẽ vượt xa các tấm pin quang điện truyền thống. Hơn 300.000 tấm gương điều khiển bằng máy tính đã được lắp đặt trên khắp sa mạc, hướng ánh sáng mặt trời vào ba tháp trung tâm, tạo ra hơi nước để chạy tua-bin. Khi bắt đầu xây dựng vào năm 2010, tầm nhìn kỹ thuật đó phù hợp với nỗ lực quốc gia nhằm tái khởi động nền kinh tế sau cuộc khủng hoảng tài chính.

Ivanpah được thực hiện nhờ chương trình kích thích năng lượng sạch năm 2009, bơm tiền liên bang vào cơ sở hạ tầng xanh. Google đã đầu tư hàng triệu USD, các công ty năng lượng ký kết hợp đồng và các khoản vay được chính phủ liên bang bảo lãnh. Những người ủng hộ coi đây là một cột mốc của nước Mỹ, chứng minh rằng các hệ thống năng lượng tái tạo quy mô lớn có thể thay thế năng lượng hóa thạch.

Khi Ivanpah được hình thành, công nghệ của nó, được gọi là năng lượng mặt trời tập trung hoặc năng lượng mặt trời nhiệt, được coi là một bước đột phá tiềm năng.

Cơ chế hoạt động như sau: Hàng trăm nghìn tấm gương được điều khiển bằng máy tính, gọi là "heliostat", theo dõi mặt trời và tập trung tia sáng vào ba tòa tháp, mỗi tòa cao khoảng 137 mét và được đặt trên đỉnh bằng các nồi hơi chứa đầy nước. Năng lượng siêu tập trung của mặt trời biến nước này thành hơi nước, làm quay tua-bin để tạo ra điện.

Một trong những điểm bán hàng chính của công nghệ năng lượng mặt trời này là khả năng lưu trữ nhiệt, cho phép sản xuất điện vào ban đêm hoặc khi không có mặt trời mà không cần dùng đến pin.

“Dự án này là biểu tượng cho sự tiến bộ đáng kinh ngạc mà chúng ta đang chứng kiến trong toàn ngành”, Bộ trưởng Năng lượng Ernest Moniz phát biểu vào tháng 2/2014 trong buổi lễ khánh thành tại địa điểm này.

Kết quả ảm đạm

Vấn đề cốt lõi của Ivanpah không chỉ nằm ở kỹ thuật. Nó còn nằm ở thời điểm kinh tế. Trong 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 cuộc chuyển đổi. Chi phí tấm pin mặt trời quang điện (PV) đã giảm gần 80%, chủ yếu nhờ năng lực sản xuất khổng lồ tại Trung Quốc. Đột nhiên, các trang trại PV đơn giản, cả trên mái nhà và quy mô tiện ích, trở nên rẻ hơn, nhanh hơn và dễ triển khai hơn so với các hệ thống CSP phức tạp.

Thị trường năng lượng đã thay đổi nhanh chóng. Giá của các tấm pin mặt trời thông thường đã giảm mạnh. Cùng lúc đó, giá khí đốt tự nhiên giảm mạnh, và các công ty tiện ích bắt đầu ưu tiên các nhà máy điện chạy bằng khí đốt để đảm bảo nguồn điện cơ bản ổn định.

Hơn nữa, Ivanpah cũng không đạt được sản lượng đã cam kết. Trong giai đoạn đầu hoạt động, sản lượng thấp hơn nhiều so với mức sản lượng đã ký kết, buộc phải phụ thuộc nhiều hơn vào hệ thống dự phòng khí đốt tự nhiên. Điều này đã đặt ra những câu hỏi khó trả lời về mức độ sạch thực sự của nhà máy, đặc biệt là khi những lo ngại về môi trường ngày càng gia tăng do chim chết và môi trường sống bị phá vỡ ở Mojave.

Ngày nay, các công ty điện lực từng ký hợp đồng mua bán điện dài hạn không còn cần đến sản lượng điện đắt đỏ của Ivanpah nữa. Điện mặt trời giá rẻ kết hợp với hệ thống lưu trữ pin có thể cung cấp nguồn điện linh hoạt, dự đoán được với rủi ro vận hành thấp hơn. Khi các hợp đồng này hết hạn, lợi ích kinh tế để duy trì hoạt động của Ivanpah đã giảm sút.

Tuy nhiên, các chuyên gia cho rằng việc đóng cửa nhà máy này không phải là dấu hiệu của sự thất bại trong lĩnh vực năng lượng mặt trời. Thay vào đó, Ivanpah đại diện cho một bước chuyển đổi. Các kỹ sư đã chứng minh rằng các hệ thống năng lượng mặt trời tập trung phức tạp có thể hoạt động ở quy mô lớn, thu thập dữ liệu tạo cảm hứng cho các thiết kế mới hơn ở nước ngoài. Kể từ đó, năng lượng mặt trời đã chuyển sang các hệ thống đơn giản hơn, mô-đun hơn, và những hệ thống này hiện đang thống trị thị trường.

Ivanpah khởi đầu như một biểu tượng của sự đổi mới. Sự kết thúc của nó đánh dấu tốc độ phát triển nhanh chóng của sự đổi mới.