Quá trình phát triển của hệ thống điện mặt trời tại Đức

Sản lượng và các triển vọng kinh doanh

Một số thông tin nhanh về điện mặt trời tại Đức:
(Số liệu cuối năm 2017; Nguồn: BSW Solar, BMWi, BNetzA)

Năm bắt đầu: 1991 (các dự án đầu tiên được hỗ trợ)
Số lượng tấm thu năng lượng mặt trời được lắp đặt: 1,64 triệu
Tổng công suất lắp đặt: 43 GW
Dự kiến mở rộng: 98 GW vào năm 2030 (ước tính)
Tỷ lệ tiêu thụ điện năng: 6,6%
Đầu ra: 40 TWh
Tuyển dụng: 36.000 việc làm
Mức hỗ trợ trung bình: 4,33 ct/kWh (tháng 2 năm 2018)

Mặc dù là một trong số các quốc gia có ít giờ nắng nhất trên thế giới nhưng Đức là một trong những nhà sản xuất điện năng lượng mặt trời lớn nhất trên toàn cầu. Với công suất lắp đặt hơn 43 gigawatt (GW) năm 2017, quốc gia này đứng vị trí thứ 4 trên thế giới theo số liệu từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA). Hơn 1,6 triệu tấm thu năng lượng mặt trời đã được lắp đặt tại Đức, chiếm khoảng 10% công suất lắp đặt trên toàn cầu trong năm 2017.

Trái ngược với hệ thống sản xuất năng lượng mặt trời tập trung tại các nhà máy điện lớn, hàng ngàn doanh nghiệp sản xuất điện mặt trời nhỏ lẻ đang trở thành một phần ngày càng quan trọng của hệ thống năng lượng Đức. Trong nửa đầu năm 2018, các đơn vị này đã sản xuất hơn 7% mức tiêu thụ điện năng của cả nước, chiếm 39% sản lượng năng lượng tái tạo. Trên toàn thế giới, sản lượng điện mặt trời chiếm khoảng 2% so với mức tiêu thụ.

Vào những thời điểm đặc biệt nắng trong năm, công nghệ của Đức có thể tạo ra sản lượng lớn hơn nhiều. Với tổng sản lượng 6,7 terawatt giờ (TWh) vào tháng 7 năm 2017, năng lượng mặt trời đã lập kỷ lục sản lượng hàng tháng mới, đóng góp khoảng 15% vào tổng sản lượng năng lượng hỗn hợp của Đức. Con số này nhiều hơn cả mức đóng góp của năng lượng hạt nhân và đủ để cung cấp năng lượng cho Hamburg, thành phố lớn thứ hai của Đức trong cả năm.

Vào buổi trưa, khi cả cường độ mặt trời và mức tiêu thụ năng lượng thường ở mức cao nhất, năng lượng mặt trời có thể chiếm hơn 40% sản lượng điện của Đức. Các tấm thu năng lượng mặt trời đã cung cấp hơn 38 TWh điện vào năm 2017, gần bằng nhu cầu điện hàng năm của mười triệu hộ gia đình.

Đức đã bổ sung 1,8 GW công suất điện mặt trời vào năm 2017, ít hơn nhiều so với những năm trước nhưng vẫn khiến nó trở thành một trong những thị trường tăng trưởng lớn nhất trên thế giới. Mục tiêu mở rộng hàng năm của chính phủ là để đạt con số 2,5 GW, nhằm thiết lập vững chắc vị thế của năng lượng mặt trời là trụ cột chính của hệ thống năng lượng ở Đức.

Phần lớn sự tăng trưởng trong tương lai gần dự kiến sẽ được thúc đẩy bởi các dự án điện năng lượng mặt trời nhỏ, có công suất nằm dưới giới hạn 750 kilowatt (kW). Viện nghiên cứu Fraunhofer ISE cho biết khi Đức đáp ứng đầy đủ nhu cầu năng lượng của mình bằng năng lượng tái tạo, công suất năng lượng mặt trời sẽ phải tăng lên 150-200 GW. 43 GW đã được lắp đặt vào năm 2017 chiếm một khoảng không gian chưa tớii 300 km2, được gắn trên các tòa nhà hoặc được xây dựng trên các không gian mở. Nếu mức độ hiệu quả trung bình của các tấm thu năng lượng mặt trời tăng như giả định, hệ thống năng lượng trung hòa carbon dự tính của Đức sẽ tiêu thụ tới 1.000 km2. Điều này tương đương với khoảng 2% diện tích toàn bộ khu định cư và cơ sở hạ tầng của đất nước, hoặc 8% diện tích có sẵn trên các tòa nhà. Theo nghiên cứu của Bộ giao thông và cơ sở hạ tầng (BMVI), tổng diện tích không hạn chế lắp đặt năng lượng mặt trời ở Đức sẽ cho phép thêm 143 GW trên không gian mở và 150 GW trên các tòa nhà.

Khủng hoảng của ngành công nghiệp năng lượng mặt trời trong nước

Sự tăng trưởng nhanh chóng của công suất năng lượng mặt trời tại Đức có được nhờ bộ luật về Năng lượng tái tạo (EEG), được ban hành vào năm 2000. EEG ưu tiên cho các nguồn năng lượng tái tạo và mang lại cho các nhà đầu tư nguồn lợi nhuận đảm bảo trong khoảng thời gian lên tới 20 năm. Số lượng các nhà sản xuất và lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời tăng vọt nhanh chóng. Các nhà đầu tư đổ xô vào tận dụng ưu đãi của bộ luật này. Đặc biệt, trong khoảng thời gian từ 2008 đến 2013, Đức đã chứng kiến ​​công suất điện mặt trời tăng nhanh từ khoảng 6 GW lên 36 GW, với mức mở rộng hàng năm đạt hơn 8 GW và tạo ra khoảng 150.000 việc làm tại quốc gia này vào năm 2011.

Tuy nhiên, sau khi nhanh chóng vươn lên dẫn đầu thế giới trong vòng chưa đầy một thập kỷ, ngành công nghiệp năng lượng mặt trời của Đức đã phải đối mặt với sự suy giảm nhanh hơn sau năm 2012. Các đối thủ từ nước ngoài, đặc biệt là từ Trung Quốc, đã cung cấp các tấm pin mặt trời với mức giá rẻ hơn nhiều so với các nhà sản xuất Đức, trong khi tỷ lệ hỗ trợ từ bộ luật EEG vẫn ổn định, không phụ thuộc quốc gia xuất xứ của công nghệ sản xuất. Do đó, nhiều nhà đầu tư trong nước đã chuyển sang sử dụng công nghệ của các nhà cung cấp nước ngoài để tối đa hóa lợi nhuận. Quá trình mở rộng hệ thống năng lượng mặt trời tại Đức đã giảm 80% trong giai đoạn 2013-2015, trong khi tăng gấp đôi trên toàn cầu trong cùng thời kỳ.

Những ảnh hưởng đối với ngành năng lượng mặt trời tại Đức rất khắc nghiệt. Nhiều doanh nghiệp lớn như Q-Cells, Solon và Conergy - thường chỉ đầu tư một khoản tiền lớn để đẩy mạnh sản xuất - đã buộc phải đóng cửa. Kết quả là, số lượng việc làm giảm mạnh chỉ còn hơn 45.000 trong năm 2016. SolarWorld, từng là một trong ba công ty năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới và là nhà sản xuất tấm pin mặt trời lớn cuối cùng từ Đức, cuối cùng đã chịu thua trong cuộc cạnh tranh với Trung Quốc sau một năm. Ban đầu, ngành năng lượng mặt trời tại Đức bảo vệ các doanh nghiệp trong nước khỏi các đối thủ châu Á thông qua thực hiện các rào cản thương mại của Ủy ban châu Âu vào năm 2013, trong đó áp đặt giá bán tối thiểu đối với hàng nhập khẩu của Trung Quốc. Nhưng điều này không có lợi cho sự phát triển của các nhà sản xuất tại châu Âu, Ủy ban EU đã phải từ bỏ các hạn chế thương mại này vào tháng 9 năm 2018.

Năng lượng mặt trời hiện đã trở thành hệ thống sản xuất điện rẻ nhất ở Đức, theo viện nghiên cứu Fraunhofer ISE. Tùy thuộc vào công nghệ lắp đặt và cường độ của mặt trời, tạo ra một kilowatt giờ (kWh) với các tấm pin mặt trời có thể có giá không quá 3,7 euro. Chi phí mua mới thiết bị và lắp đặt hệ thống - yếu tố quan trọng nhất đối với các nhà đầu tư, đã giảm 75% từ năm 2006 đến 2017.

Triển vọng đổi mới cho ngành năng lượng mặt trời tại Đức

Các nhà sản xuất tấm pin mặt trời ở Đức đã trải qua thời kỳ khó khăn. Việc dỡ bỏ thuế quan của EU đối với hàng nhập khẩu của Trung Quốc có thể sẽ khiến mọi việc trở nên khó khăn hơn đối với các công ty sản xuất phần cứng. Tuy nhiên, việc giảm chi phí dự kiến có thể thúc đẩy sự tăng trưởng trong các lĩnh vực khác của ngành năng lượng mặt trời. Các nhà quan sát thị trường ước tính rằng việc loại bỏ các rào cản thương mại sẽ làm giảm đáng kể chi phí lắp đặt và dẫn đến nhu cầu xây dựng các hệ thống sản xuất điện mặt trời tại châu Âu tăng tới 40% vào năm 2019. Các công ty kỹ thuật và kỹ thuật số trong ngành này đang phát triển bổ sung các công nghệ lưu trữ điện mặt trời tại nhà có thể được hưởng lợi lớn từ những thay đổi này.

Trong khi các công ty điện năng lượng mặt trời của Đức đấu tranh để cạnh tranh với các nhà sản xuất châu Á, họ vẫn giữ được lợi thế khi nghiên cứu về tích hợp hệ thống mô-đun và thực hiện các ứng dụng sáng tạo. Các công ty như Solarwatt hoặc Sonnen cung cấp giải pháp tích hợp cho phép lưu trữ năng lượng mặt trời dư thừa tại nhà và chia sẻ hoặc giao dịch với hàng xóm và người sử dụng khác. Khi chi phí cho công nghệ điện năng lượng mặt trời tại gia đình đã giảm mạnh trong những năm qua, họ sẽ được hưởng lợi từ xu hướng tự cung cấp và sản xuất phi tập trung. Trong năm 2018, các hệ thống sản xuất điện mặt trời trên mái tăng trưởng mạnh nhất, chiếm hơn 2/3 trong tổng số 1,6 triệu lượt lắp đặt mới tại Đức.

Người dân Đức đã coi năng lượng mặt trời như một hình thức sản xuất năng lượng tái tạo quen thuộc và yêu thích trong gần 2 thập kỷ vừa qua. Trong một cuộc khảo sát gần đây của Allensbach, 80% số người được hỏi tin tưởng đây sẽ là nguồn năng lượng quan trọng nhất trong tương lai. Đây là cơ sở tin cậy để các công ty hoạt động trong ngành này tại Đức có thêm triển vọng và thúc đẩy sự đầu tư phát triển các công nghệ mới ưu việt hơn.