Ngã ba đường cho việc lưu trữ năng lượng

Chúng ta đang dần quen với những năm kỷ lục về lưu trữ năng lượng, và năm 2024 cũng không ngoại lệ. Nhà sản xuất Tesla đã triển khai 31,4 GWh, tăng 213% so với năm 2023, và nhà cung cấp thông tin thị trường Bloomberg New Energy Finance đã nâng dự báo hai lần, kết thúc năm với dự đoán gần 2,4 TWh năng lượng pin lưu trữ vào năm 2030. Con số này có thể bị đánh giá thấp.

Vòng phản hồi tích cực và tăng trưởng theo cấp số nhân vốn rất khó dự đoán. Con người chưa được trang bị tốt để xử lý các số mũ. Năm 2019, thủy điện tích năng (PHS) đã cung cấp 90% sản lượng điện dự trữ toàn cầu (tính bằng gigawatt), nhưng pin dự kiến ​​sẽ vượt qua con số này vào năm 2025 và công suất lưu trữ năng lượng tương đương, tính bằng gigawatt-giờ, vào năm 2030.

Pin là một công nghệ, không phải nhiên liệu, và tuân theo “tốc độ học hỏi” giảm giá giống với chất bán dẫn của thiết bị năng lượng mặt trời hơn là các tài sản năng lượng truyền thống. Theo các nhà nghiên cứu tại viện nghiên cứu RMI, chi phí sản xuất cell pin đã giảm khoảng 29% cho mỗi lần quy mô thị trường tăng gấp đôi trong những thập kỷ gần đây.

Thế hệ pin lithium ferro-phosphate (LFP) “3xx Ah” mới – 305Ah, 306Ah, 314Ah, 320Ah – đã được đưa vào sản xuất, mang lại mật độ năng lượng cao hơn và chi phí đơn vị thấp hơn so với pin 280Ah. Chúng chỉ cần thay đổi cấu hình dây chuyền sản xuất tối thiểu do có cùng hệ số hình dạng lăng trụ.

Nhu cầu xe điện (EV) chậm hơn dự kiến ​​đã gây ra tình trạng dư cung, tiếp tục đẩy giá nguyên liệu thô cho pin xuống thấp và gây ra cạnh tranh gay gắt về giá. Năm 2024, giá hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) trung bình đã giảm 40% xuống còn 165 đô la/kWh, mức giảm mạnh nhất từ ​​trước đến nay. Chi phí tại Trung Quốc thấp hơn đáng kể, khi giá ESS trung bình trong gói thầu 16 GWh của PowerChina đạt 16 GWh.66,3 đô la/kWh vào tháng 12 năm 2024.

Nhảy cóc trong thời gian dài

Chi phí cell pin giảm mang lại lợi ích không cân xứng cho các hệ thống lưu trữ năng lượng có thời gian sử dụng dài hơn. Những dự án này, với các thành phần chi phí cell pin cao hơn, đang trở nên khả thi nhanh hơn dự kiến, vì vậy các địa điểm có lưu trữ dài hạn đang "vượt mặt" các loại pin có thời gian sử dụng từ một đến hai giờ để điều chỉnh tần số lưới điện và chuyển tải tại Hoa Kỳ và Úc.

Ví dụ, Dự án Biển Đỏ của Ả Rập Xê Út hiện đang sở hữu “lưới điện siêu nhỏ lớn nhất thế giới” – hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời 400 MW và pin 225 MW/1,3 GWh (BESS).

Ả Rập Xê Út hiện có 33,5 GWh pin đang hoạt động, đang xây dựng hoặc đã được đấu thầu – tất cả đều có thời gian lưu trữ từ bốn đến năm giờ – và thêm 34 GWh nữa được lên kế hoạch theo chiến lược năng lượng Tầm nhìn 2030. Điều này có thể đưa Ả Rập Xê Út trở thành một trong năm thị trường lưu trữ năng lượng hàng đầu thế giới vào năm 2026. Tình hình tương tự cũng có thể diễn ra trên khắp vành đai mặt trời Trung Đông và Bắc Phi (MENA), từ Maroc đến Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, định vị khu vực này là một nhà xuất khẩu năng lượng sạch và phần lớn nằm ngoài tầm ngắm của các nhà dự báo, nhờ tốc độ phát triển nhanh chóng.

Địa phương và toàn cầu

Bất chấp những xu hướng đầy hứa hẹn, chuỗi cung ứng pin vẫn do Trung Quốc thống trị. Những nỗ lực củng cố chuỗi cung ứng khu vực phần lớn gặp khó khăn trong việc cạnh tranh. Sự sụp đổ của Britishvolt tại Vương quốc Anh và việc Northvolt nộp đơn xin phá sản tại Liên minh Châu Âu là những ví dụ rõ ràng. Tuy nhiên, điều đó không ngăn cản những nỗ lực xây dựng chuỗi cung ứng pin trong bối cảnh thế giới đang ngày càng bảo hộ.

Đạo luật Giảm Lạm phát của Hoa Kỳ khuyến khích sản xuất BESS nội địa và thuế nhập khẩu đối với các sản phẩm Trung Quốc nhằm tạo việc làm và giảm sự phụ thuộc vào hàng nhập khẩu. Tuy nhiên, những biện pháp này có nguy cơ làm chậm quá trình áp dụng lưu trữ năng lượng quy mô lưới điện và xe điện do chi phí ngắn hạn cao hơn.

Trung Quốc đã trả đũa bằng cách tranh luậnmột kế hoạchCấm xuất khẩu thiết bị sản xuất catốt và anode, cũng như công nghệ chiết xuất và tinh chế lithium. Ngay cả khi ESS và sản xuất cell pin được nội địa hóa, nguyên liệu thô vẫn sẽ tập trung tại Trung Quốc, đẩy nút thắt lên thượng nguồn.

Vào năm 2025, thị trường lưu trữ năng lượng toàn cầu có thể bị chia tách làm hai. Các thị trường bảo hộ như Hoa Kỳ, Ấn Độ và MENA sẽ ưu tiên chuỗi cung ứng nội địa hóa để tạo việc làm, trong khi các nước Nam Bán cầu sẽ tập trung vào nhập khẩu miễn thuế, nhằm thúc đẩy khả năng chi trả và tăng trưởng kinh tế.

Động thái này phản ánh những cuộc tranh luận về toàn cầu hóa trong lịch sử, chẳng hạn như Luật Ngô của những năm 1800. Ngành lưu trữ năng lượng cũng phải đối mặt với những căng thẳng tương tự giữa đổi mới do thương mại thúc đẩy và rủi ro bất bình đẳng kinh tế cũng như tình trạng mất việc làm.

Con đường phía trước

Do đó, năm 2025 sẽ đánh dấu một bước ngoặt khác cho ngành lưu trữ năng lượng. Khi những tiến bộ công nghệ và chi phí giảm thúc đẩy việc áp dụng và mang lại khả năng lưu trữ lâu dài hơn, cũng như tính khả thi của lưới điện 100% năng lượng tái tạo, các thị trường đang ngày càng sẵn sàng định hình lại bức tranh năng lượng của mình. Cuộc đua toàn cầu giành quyền thống trị chuỗi cung ứng nhấn mạnh rằng lưu trữ năng lượng không còn chỉ là một công nghệ hỗ trợ, mà là một trụ cột trung tâm của quá trình chuyển đổi năng lượng.

Sự phân chia chuỗi cung ứng toàn cầu, được thúc đẩy bởi các chính sách bảo hộ, đặt ra những câu hỏi cấp bách về công bằng năng lượng và đổi mới sáng tạo. Liệu việc thúc đẩy sản xuất nội địa hóa có thúc đẩy khả năng phục hồi hay sẽ làm chậm tiến độ tại các thị trường phụ thuộc vào hàng nhập khẩu giá rẻ và chỉ làm dịch chuyển "điểm nghẽn" xa hơn về phía thượng nguồn?

Trong bối cảnh biến động này, lĩnh vực lưu trữ năng lượng có tiềm năng làm được nhiều hơn là chỉ cung cấp năng lượng cho nền kinh tế - nó có thể tạo tiền lệ về cách các ngành công nghiệp có thể cân bằng giữa cạnh tranh, hợp tác và phát triển bền vững trước những thách thức toàn cầu. Những quyết định được đưa ra hôm nay sẽ có ảnh hưởng sâu rộng đến tận năm 2025, không chỉ định hình quá trình chuyển đổi năng lượng mà còn định hình cả quỹ đạo kinh tế xã hội rộng lớn hơn trong những thập kỷ tới.