Mặc dù trong nửa đầu thế kỷ 21, nguồn hóa thạch vẫn còn chiếm vai trò chủ đạo cung cấp nhu cầu năng lượng của nhân loại nhưng chúng đang trên đường cạn kiệt và là thủ phạm chính gây ô nhiễm môi trường. Chính vì vậy, loài người đang nỗ lực tìm tòi và khai thác các nguồn năng lượng thay thế. Theo những số liệu dự báo, ngay từ sau năm 2050, năng lượng tái tạo (NLTT) sẽ giữ vai trò chủ đạo cung cấp năng lượng cho con người, trong đó điện mặt trời (ĐMT) sẽ vươn lên vị trí độc tôn, cung cấp tới 3/4 nhu cầu năng lượng của nhân loại vào năm 2100.

Công nghiệp điện mặt trời trên thế giới

Trong vòng khoảng 15 năm qua ĐMT phát triển rất nhanh, với tốc độ trung bình là 25%/năm. Công nghiệp điện mặt trời bao gồm quang điện mặt trời (QĐMT) và nhiệt điện mặt trời (NĐMT).

Sản lượng điện mặt trời của thế giới 1995-2008

Quang điện mặt trời tiếp tục là một trong những ngành công nghiệp phát triển nhanh nhất thế giới. Thị trường QĐMT thể hiện ba xu hướng rõ ràng là: Loại hình “Tòa nhà ĐMT/ Mái nhà ĐMT” (Building integrated Photovoltaic-BIPV) ngày càng gia tăng; Công nghiệp chế tạo pin mặt trời (PMT), trong đó đáng chú ý là lượng PMT công nghệ màng mỏng (thin-film PV) chiếm phần lớn trong tổng công suất lắp đặt (dẫn đầu thế giới là Hoa Kỳ, Malaysia, Đức…); và sự ra đời hàng loạt các nhà máy QĐMT. Công suất các nhà máy QĐMT nối lưới phát triển mạnh mẽ từ mức 200 KWp đã tăng lên tới mức 3GWp.

Tình hình phát triển QĐMT trên bình diện toàn cầu trong năm 2008 đầy biến động

Bên cạnh quang điện mặt trời, nhiệt điện mặt trời cũng là ngành công nghiệp năng lượng với nhiều bước tiến và các cơ sở sản xuất mới.

Công nghiệp điện mặt trời hội tụ (concentrating solar power plant-CSP) mở ra nhiều khả năng cho phát triển cùng với các phương tiện sản xuất mới. Chảo nhiệt điện mặt trời Stirling là một kế hoạch của hai cường quốc năng lượng mới thế giới CHLB Đức và Tây Ban Nha với tham vọng độc chiếm thị trường NĐMT trong tương lai gần. Đây là bước đi thương mại quan trọng của công nghệ điện mặt trời Stirling.

Nhiệt mặt trời cũng phát triển mạnh đạt mức gấp đôi. Đun nước nóng mặt trời và năng lượng sưởi ấm tăng trưởng 15%/năm trong năm 2008, đạt khoảng 145 GWth, gấp đôi công suất năm 2004. Dẫn đầu thế giới là Trung Quốc với ¾ công suất lắp đặt toàn cầu, tiếp theo là Đức, Tây Ban Nha, Nhật… Và trong số các nước đang phát triển, Brazil, Maroc, Tunisia… cũng cho thấy tốc độ “tăng trưởng lắp đặt nóng” của các hệ đun nước nóng mặt trời.

Tiềm năng bức xạ mặt trời ở Việt Nam

Việt Nam là một trong các quốc gia có tiềm năng đáng kể về năng lượng mặt trời (NLMT). Các số liệu khảo sát về lượng bức xạ mặt trời cho thấy, các địa phương ở phía Bắc bình quân có khoảng từ 1800-2100 giờ nắng trong một năm, còn các tỉnh ở phía Nam (từ Đà Nẵng trở vào) bình quân có khoảng từ 2000-2600 giờ nắng trong một năm.

Bản đồ tổng lượng bức xạ mặt trời toàn cầu trung bình/năm (KWh/m²)

Nhìn một cách khái quát lượng bức xạ mặt trời ở các tỉnh phía Bắc giảm 20% so với các tỉnh miền Trung và miền Nam, và lượng bức xạ mặt trời không phân phối đều quanh năm. Vào mùa đông, mùa xuân mưa phùn kéo dài hàng chục ngày liên tục và nguồn bức xạ mặt trời dường như không đáng kể chỉ còn khoảng 1 – 2 KWh /m²/ngày, yếu tố này là cản trở lớn cho việc ứng dụng ĐMT.

Điều này không xảy ra đối với các tỉnh phía Nam và TP Hồ Chí Minh do có mặt trời chiếu rọi quanh năm, ổn định kể cả vào mùa mưa. Có thể kết luận rằng bức xạ mặt trời là một nguồn tài nguyên to lớn cho các tỉnh miền Trung và miền Nam nói chung trong quá trình phát triển bền vững.

Đồ thị bức xạ mặt trời & số giờ năng trung bình/ ngày của đại diện 3 vùng của Việt Nam

Hiện trạng năng lực công nghiệp điện mặt trời Việt Nam

Tuy còn non trẻ song ngành công nghiệp ĐMT Việt Nam cũng đã đạt được những thành tựu bước đầu đáng kể. Trong đó, TP Hồ Chí Minh với nguồn “tài nguyên nắng” dồi dào, và các điều kiện thuận lợi về cơ sở hạ tầng cũng như chất lượng lực lượng sản xuất, là một trung tâm có tiềm năng phát triển công nghiệp NLMT nhất trong cả nước. Vì vậy, TP Hồ Chí Minh được đánh giá là một “điểm tựa”, đột phá khẩu cho ngành công nghiệp ĐMT Việt Nam với lộ trình 20 năm.

Tính đến nay, công nghiệp điện mặt trời TP Hồ Chí Minh đã tạo dựng được một số cơ sở sản xuất tiêu biểu như nhà máy sản xuất Module PMT quy mô công nghiệp đầu tiên tại Việt Nam, cơ sở hạ tầng công nghiệp sản xuất chế tạo các thiết bị điện tử ngoại vi phục vụ cho ĐMT xây dựng dựa trên sự hợp tác giữa Solar và Công ty CP Nam Thái Hà, nhà máy “Solar Materials Incorporated” có khả năng cung cấp cả hai loại Silic khối (mono and multi-crystalline) sử dụng cho công nghiệp sản xuất PMT.

Có thể kể đến một số sản phẩm tiêu biểu như modul PMT, các thiết bị ngoại vi inveter, các máy smarts, thiết bị ĐMT nối lưới công nghệ SIPV đã chiếm lĩnh một phần thị trường trong nước và bước đầu vươn ra thị trường trong khu vực và thị trường thế giới.

Theo đánh giá của các nhà khoa học, công nghiệp pin mặt trời TP HCM đã gần đi vào hoàn thiện, hiện chỉ còn thiếu hai khâu trong một quy trình công nghiệp khép kín, đó là tinh chế quặng silic từ cát và chế tạo phiến PMT từ phiến silic. Nếu hoàn thiện nốt hai khâu trên, Việt Nam sẽ trở thành một trong số ít những nước ở châu Á có nền công nghiệp chế tạo PMT khép kín.

Định hướng phát triển công nghiệp điện mặt trời Việt Nam đến năm 2025

Hướng đến việc xây dựng ngành công nghiệp ĐMT Việt Nam lên hàng đầu khu vực và cạnh tranh thế giới về công nghệ và sản lượng vào năm 2025, các nhà quản lý và các nhà khoa học đã đưa ra chiến lược phát triển kích cầu công nghiệp ĐMT Việt Nam, dự thảo đề cương Chương trình điện mặt trời siêu công suất 2010-2025. Dự thảo đã vạch ra các mục tiêu cụ thể của Chương trình là khai thác hiệu quả ĐMT đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia trong mọi tình huống (250 MWp = 456,25 tỷ KWh/năm), và cùng với lưới Quốc gia điện khí hóa 100% toàn bộ lãnh thổ Việt Nam vào năm 2025.

Chương trình mang tính tiên phong, đột phá, vượt qua nhiều thách thức và rào cản của cơ chế cũng như công nghệ còn hạn chế hiện tại ở Việt Nam, dựa trên tiêu chí xã hội hóa nguồn năng  lượng, hướng tới sự phát triển bền vững. Hiện nay, Chương trình đã triển khai dự thảo 4 dự án lớn là dự án 10.000 mái nhà ĐMT, dự án nhà máy ĐMT nối lưới cục bộ 2MWp-5MWp, dự án 10.000 nguồn chiếu sáng công cộng bằng công nghệ tích hợp năng lượng mới; và dự án khu trình diễn năng lượng mới của Việt Nam và thế giới. Ngoài ra còn có một số dự án khác như dự án xây dựng nhà máy sản xuất phiến PMT (Solar Cell) và bảng PMT (Solar Module), nhà máy chế tạo chảo nhiệt điện mặt trời !0KW & 25KW công nghệ Stirling, dự án xây dựng nhà máy chế tạo thiết bị phụ trợ phát triển ĐMT, dự án xe taxi điện – ĐMT, dự án 10.000 thuyền câu mực ánh sáng tiết kiệm năng lượng từ ĐMT và gió…

Năng lượng là nhu cầu sống còn của nhân loại trong tương lai. Năng lượng cho phát triển trong cho thế kỷ 21 phải là năng lượng sạch, đó là những nguồn NLTT mà tiềm năng vô tận chính là NLMT. ĐMT là đích tới của loài người trong 20 – 30 năm tới, đó cũng là một thời gian tối thiểu để xây dựng và phát triển nền công nghiệp điện mặt trời TP Hồ Chí Minh nói riêng và của Việt Nam nói chung. Việt Nam cần phải trở thành một nước có nền công nghiệp NLMT tiên tiến, cạnh tranh thế giới, dựa trên chính tiềm năng NLMT dồi dào của mình.

Nguồn tin: Trịnh Quang Dũng 
Trưởng phòng Phát triển công nghệ điện mặt trời
Viện Vật lý TP Hồ Chí Minh