CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KINH DOANH NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1. Khái niệm về năng lượng mặt trời 1. Khái niệm về năng lượng mặt trời Theo Cơ quan năng lượng quốc tế (IEA, 2011), năng lượng mặt trời được định nghĩa là “năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ mặt trời cộng với một phần nhỏ năng lượng từ các hạt nguyên tử khác phóng ra từ mặt trời”1. Đây là một dạnganăng lượng mà mặt trời cungacấp cho chúng ta từ ngàn xưa.
Nhờ ánhasáng của mặt trời mà chúngata có thể nhìn thấyavạn vật cũng như nhờ sức nóng mà con người bao đời qua có thể phơi khô quầnaáo, phơi lúa, trồng cây…Cho đếnagần đây, sức nóng mặt trời đượcachú trọngatrong việc ứng dụng vào việc chuyển hóa sang nhiệt năng, điện năng phục vụ nhu cầuacủa cuộc sống. Sứcanóng củaaánh nắngamặt trời được tập trungalại bằnganhững thiếtabị đặcabiệt để đun nóng nước sửadụng trong gia đình hay tạo ra hơianước để sảnaxuất điện cho tiêu dùng. Khái niệm điện mặt trời Hai phươngapháp phổabiến dungađể thu nhận và trữ năngalượng Mặt Trời là phươngapháp trực tiếpabằng cách sử dụng quangađiện (PV), hoặcaphương pháp gián tiếp bằngacách sử dụng điệnamặt trời tập trung (CSP). Phương phápathụ động có lịch sử phátatriển dài hơn hẳn, trong khi phươngapháp chủađộng chỉ mới đượcaphát triển chủayếu trongathế kỷ 20.
Quang điện (PV) Theo IEA (2011), “Quang điện-photovoltaics là chuyển bức xạ Mặt Trời (dưới dạng ánh sáng) trực tiếp thành điện năng”2. Trong giai đoạn từ năm 2000-2011, điện mặt trời PV đã được phát triển bởi các công nghệ năng lượng tái tạo nhanh nhất trên toàn thế giới. Công suất lắp đặt đã đạt khoảng 65 GW vào cuối năm 2011, tăng 1,5 GW so với năm 2000. Năm 2011, Đức và Ý chiếm hơn một nửa năng lực tích lũy toàn cầu, tiếp theo là Nhật Bản, Tây Ban Nha, Hoa Kỳ và Trung Quốc.
(IEA, 2014) 1 Solar energy is the energy of the electromagnetic radiation from the sun with a small portion of energy from other atomic particles emitted from the sun. 2 Solar photovoltaic (PV) systems directly convert solar energy into electricity. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Điện mặt trời tập trung (CSP) “Các hệ thống điện mặt trời tập trung (CSP) sử dụng thiết bị tập trung năng lượng từ ánh sáng mặt trời để làm nóng thiết bị tiếp nhận đến nhiệt độ cao.
Sau đó nhiệt này được biến đổi thành điện năng - nhiệt điện năng lượng mặt trời (STE)” (IEA, 2011)3 Nhiệt tậpatrung sauađó được sử dụng nhưamột nguồn năng lượng cho một nhà máy điệnathông thường. Một loạt các công nghệ điện tập trung tồn tại, phát triển nhất là máng parabol tập trung phản xạ tuyến tính Fresnel, đĩa Stirling và các tháp điện mặt trời. Kỹ thuật khác nhau được sử dụng để theo dõi Mặt trời vàatập trung ánh sáng. Trongatất cả các hệathống nàyamột chất lỏng làm việcađược làmanóng bởi ánh sáng mặt trời tập trung, và sau đóađược sử dụng để phátađiện hoặc lưu trữ năng lượng.
(Martin và Goswami, 2005) Điện mặt trời tập trung là một thị trường mới nổi đầy tiềm năng. Khoảng 350 megawatt (MW) đã được sản xuất ra bởi nhà máy điện mặt trời tập trung được xây dựng ở California vào những năm 1980. Đến năm 2006, Hoa Kỳ và Tây Ban Nha là hai nước tham gia sản xuất điện năng bằng công nghệ điện mặt trời tập trung. Hiện nay, hai nước này là những nước duy nhất có công suất CSP đáng kể, tương ứng với khoảng 1 GW và 500 MW được sản xuất, và với sự đầu tư phát triền công nghệ của những nước này, ước tính sản lượng điện còn có thể nhiều hơn nữa.
Lịch sử ra đời của ngành kinh doanh năng lượng mặt trời Hiện nay, việcakhai thác và sử dụnganăng lượng mặt trời không còn là vấn đề quá xa lạ đối với mỗi ngườiachúng ta. Năng lượngamặt trời là một trong những loại năngalượng xanhahứa hẹn sẽađược áp dụng rộngarãi trongacuộc sống của con người trong tương lai. Đâyalà một nguồn năng lượngadường như vô tận, dễadàng khai thác sửadụng và giúpabảo vệađược môi trường sốngacủa con người. Vào những năm 1970, quang điện (PV) bắt đầu được thử nghiệm, phát triển và ứng dụng chủ yếu ở nông thôn và dùng cho ngành viễn thông.
Đến năm 1980, nhà máy sản xuất điện mặt trời tập trung (CSP) đầu tiên được xây dựng ở sa mạc Mohave, California và được hưởng các ưu đãi về thuế liên bang và tiểu bang cho các nhà đầu 3 Concentrating solar power (CSP) devices concentrate energy from the sun’s rays to heat a receiver to high temperatures. This heat is then transformed into electricity – solar thermal electricity (STE). LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 tư và ủy thác đồng mua bán điện dài hạn. Nhà máy đạt công suất 354 MWe vào năm 1991 và vẫn đang hoạt động đến ngày nay.
Trong những năm 1990, nhận thấy giá trị tiềm năng của nguồn năng lượng vô hạn này, nhiều quốc gia cùng tham gia triển khai lắp đặt và phát triển hệ thống quang điện. Năm 1995, chương trình 70 000 mái nhà năng lượng mặt trời của Nhật Bản được phát động, ban đầu 50% chi phí lắp đặt của hệ thống điện lưới PV được cung cấp bởi Chính phủ. Năm 1999, Đức là nước tiếp theo bắt đầu chương trình lắp đặt 100 000 mái nhà năng lượng mặt trời, đến năm 2000 Đức ban hành luật năng lượng tái tạo. Năm 1998, Nhật Bản vượt qua Mỹ trở thành thị trường hàng đầu trong ngành năng lượng mặt trời.
Đức giành vị trí thứ hai trong 2001, và vượt qua Nhật Bản dẫn đầu thị trường vào năm 2003. (IEA, 2012) Sự tăng trưởng của thị trường toàn cầu ngành năng lượng mặt trời đã rất ấn tượng kể từ năm 2003, trung bình mỗi năm tốc độ tăng trưởng đều có sự biến đổi rõ rệt như tăng 40% vào năm năm 2009, và khoảng 135% trong năm 2010. Các hệ thống điện mặt trời toàn cầu tích lũy công suất tăng từ 0,1 GW trong năm 1992 đến 40 GW vào cuối năm 2010.D, 2011) Trong khi đó, một làn sóng mới về xây dựng nhà máy điện mặt trời tập trung (CSP) đã được khởi xướng vào năm 2005 tại Tây Ban Nha và Hoa Kỳ, cùng với những mô hình lắp đặt nhỏ hơn ở một số nước khác (Algeria, Ai Cập và Morocco). Điện năng CSP đã tích lũy được gần 1GW vào cuối năm 2010 và lên đến 3 GW trong dự án CSP tại Hoa Kỳ vào năm 2011.
Hiện nay, nguồn điện mặt trời cung cấp năng lượng cho chiếu sáng, sưởi ấm và các nhu cầu nhiêu liệu khác của khoảng 50 triệu căn nhà trên thế giới. Năm 2007, nguồn năng lượng này đã giúp sản xuất 53 tỉ lít nhiên liệu sinh học (cồn và diezel sinh học), tăng 43% so với năm 2005. Năm 2007, các nhà đầu tư quan tâm hơn cả tới năng lượng gió và mặt trời: hai lĩnh vực này chiếm 47% và 30% tổng số tiền đầu tư. Năm 2006, tại các nhà máy "năng lượng xanh" có tới hơn 2,4 triệu người làm việc.
(IEA, 2012) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 Năng lượngatái tạoacó thể tạo ra nguồn điệnangoài lưới tại chỗ, rẻ tiền, góp phần đảm bảo ananinh năng lượng. Nếuađược đầu tưaphát triểnađúng hướng, nguồn năngalượng nàyasẽ góp phần quanatrọng vàoagiải quyếtacác vấn đề như khai thác hợp lý tài nguyênathiên nhiên, bảoavệ môi trườngavà phátatriển kinhatế bền vững. Hiện nayanhiều nướcatrên thếagiới đangachú trọngaphát triển, ứngadụng nguồnanăng lượng tái tạo, chẳngahạn như Trung Quốc, Đức và Nhật Bản. Nguyên nhânachính là năngalượng truyềnathống (than, dầu, khí.) sắpacạn kiệt, nguồnacung cấpabiến độngavề giá cả, chịuaảnh hưởngacủa chínhatrị vàaviệc sử dụngachúng làm phátathải khíanhà kính, gâyahiệu ứnganóng lên toàn cầu.
Vai trò của kinh doanh năng lượng mặt trời Nóng lênatoàn cầu là một vấnamà cả thế giớiarất quan tâm. Thực tế, việc sử dụng các nhiên liệu hóa thạch là một yếu tố góp phần vào nguyên nhân của sự nóng lên toàn cầu, mà cuối cùng sẽ dẫn đến sự thiếu hụt năng lượng trầm trọng. Như là một kết quả tất yếu, các cấp chính phủ, doanh nghiệp và người tiêu dùng đang ngày càng nhận ra tầm quan trọng của các nguồn năng lượng thay thế. Việc sử dụng năng lượng mặt trời sẽ không chỉ đem lại rất nhiều lợi ích mà còn giúp chúng ta có một cuộc sống không phải liên tục lo lắng về các nguồn năng lượng đang ngày càng cạn kiệt.
Vai trò đối với nền kinh tế Sử dụng năng lượng mặt trời đem lại rất nhiều lợi ích cho các quốc gia trên thế giới. Thứ nhất, quá trình lắp đặt để sử dụng năng lượng mặt trời không đòi hỏi quá nhiều sự đầu tư. Ngoài việc đầu tư ban đầu đối với các tấm năng lượng, không có chi phí khác liên quan đến việc phát điện năng lượng mặt trời. Việc tiết kiệm được thực hiện từ việc giảm thiểu chi phí lắp đặt mạng lưới điện có thể dễ dàng được đầu tư vào các dự án khác.
Các dự án năng lượng mặt trời thương mại có thể thu được lợi nhuận cho nhiều ngành công nghiệp cũng như đảm bảo việc cung cấp sử dụng năng lượng mặt trời năng lượng cho máy móc và thiết bị khác nhau. Thứ hai, giá năng lượng mặt trời ổn định. Các cơ sở sản xuất năng lượng tái tạo đòi hỏi vốn đầu tư trả trước để xây dựng, một khi họ hoạt động xây dựng thì chi phí sản xuất rất thấp với hầu hết các công nghệ, nhiên liệu là miễn phí. Kết quả là giá LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 năng lượng tái tạo là tương đối ổn định qua thời gian.
Ngược lại, giá nhiên liệu hóa thạch có thể khác nhau và dễ bị biến động đáng kể. Ví dụ, trước năm 2008, do nhu cầu toàn cầu tăng, giá than của Mỹ có sự gia tăng nhanh chóng, sau đó giảm nhanh chóng sau năm 2008 khi nhu cầu toàn cầu suy giảm. Tương tự như vậy, giá khí đốt tự nhiên cũng thay đổi nhanh chóng kể từ năm 2000. (IEA, 2012) Thứ ba, kinh doanh năng lương mặt trời còn đem lại lợi ích về việc làm trên thế giới.
So với công nghệ nhiên liệu hóa thạch, mà thường chú trọng về máy móc và vốn đầu tư lớn, các ngành công nghiệp năng lượng tái tạo lại cần nhiều lao động. Điều này có nghĩa rằng, trung bình, nhiều việc làm được tạo ra cho mỗi đơn vị điện năng được tạo ra từ các nguồn năng lượng tái tạo hơn từ nhiên liệu hóa thạch. Ví dụ, theo Hoeven M.D (2011) trong năm 2011, ngành công nghiệp năng lượng mặt trời sử dụng khoảng 100.000 người trong việc làm bán thời gian hoặc toàn thời gian, bao gồm cả việc lắp đặt năng lượng mặt trời, sản xuất, và bán hàng.