Triển vọng ngành năng lượng tái tạo năm 2025

Tăng trưởng nhu cầu đã thúc đẩy phát triển mọi lĩnh vực, và đặc biệt là năng lượng tái tạo vào năm 2024. Năng lượng tái tạo đã được thúc đẩy bởi khoản đầu tư công và tư kỷ lục vào năng lượng sạch, cũng như nhu cầu về năng lượng sạch, tạo tiền đề cho sự tăng trưởng liên tục vào năm 2024. Theo phân tích của Deloitte, việc bổ sung điện gió và điện mặt trời có quy mô lớn nhất trong tất cả các nguồn phát điện chính, chiếm gần 90% tổng số công trình xây dựng và mở rộng mới trong chín tháng đầu năm 2024, so với 57% công suất được bổ sung trong cùng kỳ năm 2023. Việc triển khai tiếp tục diễn ra với tốc độ khác nhau:

• Năng lượng mặt trời là nguồn phát điện chính duy nhất ghi nhận mức tăng trưởng công suất, tăng vọt 88% lên 18,6 gigawatt (GW). Kết quả là, vào năm 2024, năng lượng mặt trời đã vượt qua thủy điện và hạt nhân để trở thành nguồn công suất lắp đặt lớn thứ tư, sau năng lượng gió.

• Công suất gió bổ sung đã giảm 14% xuống còn 2,6 GW trong bối cảnh chuỗi cung ứng, tài chính và các thách thức về cấp phép vẫn tiếp diễn. Tuy nhiên, sản lượng điện gió đã đạt kỷ lục mới khi vượt qua sản lượng điện than trong hai tháng liên tiếp lần đầu tiên.

• Lưu trữ pin chiếm tỷ trọng lớn thứ hai trong tổng công suất phát điện bổ sung, tăng 64% lên 7,4 GW. Sản lượng điện gió và mặt trời dư thừa là trường hợp sử dụng lớn thứ ba mà các công ty tiện ích báo cáo đối với pin, sau chênh lệch giá và quy định tần suất.

Đến cuối năm 2024, Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ (EIA) dự kiến công suất gió sẽ tăng lên 153,8 GW, tăng 6,5 GW so với một năm trước đó. Trong khi đó, kỳ vọng năng lượng mặt trời sẽ tăng kỷ lục 38,4 GW lên 128,2 GW và lưu trữ pin sẽ tăng kỷ lục 14,9 GW lên 30,9 GW. Sự bùng nổ lưu trữ cũng được phản ánh trong phân khúc phân tán, với tỷ lệ lắp đặt điện mặt trời dân dụng dự kiến sẽ tăng từ 14% vào năm 2023 lên mức kỷ lục 25% vào năm 2024.

Nhìn về năm 2025, động lực cho năng lượng sạch có thể tiếp tục, tùy thuộc vào các phương pháp tiếp cận chính sách mới từ chính quyền. Các ngành sản xuất công nghệ sạch, trí tuệ nhân tạo và carbon có khả năng sẽ tiếp tục thúc đẩy việc triển khai năng lượng tái tạo:

• Về phía cầu, nhiều nhà điều hành sản xuất công nghệ sạch, trung tâm dữ liệu và thu khí trực tiếp (DAC) đang tìm cách đáp ứng nhu cầu tăng trưởng tải cơ sở hạ tầng của họ bằng các thị phần năng lượng tái tạo đáng kể.

• Về phía cung, ba ngành này đang giúp các công ty năng lượng tái tạo vượt qua những hạn chế. Các nhà máy công nghệ sạch được tái định hình đang định hình lại chuỗi cung ứng tấm pin mặt trời và lưu trữ pin. AI ngày càng được tận dụng để tối ưu hóa các chuỗi cung ứng này và để đẩy nhanh hiệu quả hoạt động và đổi mới công nghệ trong năng lượng tái tạo. Trong khi đó, việc bán các thuộc tính trên thị trường carbon có thể cung cấp luồng giá trị bổ sung cho các dự án công nghệ tái tạo mới nổi.

Các ngành sản xuất công nghệ sạch, AI và carbon hiện đang cạnh tranh với nhau và với khách hàng công nghiệp khác để đáp ứng nhu cầu điện năng của họ ít nhất là một phần bằng năng lượng sạch 24/7 (hình 1). Tăng trưởng tải từ các nhà máy sản xuất công nghệ sạch, có thể bổ sung thêm 11 GW nhu cầu vào năm 2030, là xu hướng dài hạn dự kiến xuất phát từ việc chuỗi cung ứng chuyển về trong nước để đáp ứng nhu cầu năng lượng trong nước. Ít được dự đoán hơn là tốc độ và mức độ tăng trưởng tải của trung tâm dữ liệu để cung cấp năng lượng cho việc đào tạo và sử dụng mô hình AI tạo ra.

Triển vọng ngành năng lượng tái tạo của Deloitte dựa trên cuộc khảo sát điện và tiện ích năm 2024, cùng với phân tích về chính sách công nghiệp, vốn công nghệ, công nghệ mới, phát triển lực lượng lao động và quản lý carbon, để hiểu cách bối cảnh cạnh tranh mới có thể thúc đẩy tăng trưởng năng lượng tái tạo trong bối cảnh xây dựng cơ sở hạ tầng trong thị trường công nghệ sạch, AI và carbon.

Năm xu hướng chính cần theo dõi trong năm 2025 bao gồm:

• lĐòn bẩy nhà nước: Mục tiêu chính sách công nghiệp định hình tăng trưởng năng lượng tái tạo

• lTrung tâm dữ liệu: AI mở rộng quy mô và năng lực tái tạo

• lĐổi mới công nghệ: Các giải pháp tái tạo 24/7 xuất hiện

• lViệc làm tái tạo: Các công ty giải quyết vấn đề phát triển lực lượng lao động

• lQuản lý carbon: Năng lượng tái tạo cung cấp năng lượng bù đắp tính toàn vẹn cao

1. Đòn bẩy nhà nước: Mục tiêu chính sách công nghiệp định hình tăng trưởng năng lượng tái tạo

Các nhà hoạch định chính sách Mỹ chia sẻ mục tiêu chính sách công nghiệp là tăng cường khả năng cạnh tranh kinh tế, an ninh quốc gia và khả năng phục hồi. Các ngành công nghiệp sản xuất công nghệ sạch chiến lược, AI và carbon có thể tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy các mục tiêu này. Nhu cầu về năng lượng sạch có thể hạn chế nhu cầu phá bỏ các cơ chế thúc đẩy năng lượng tái tạo.

Sản xuất công nghệ sạch: Tổng đầu tư vào công nghệ sạch đạt mức kỷ lục 71 tỷ USD trong quý 3 năm 2024. Kỷ lục quý trong các phân khúc bán lẻ và sản xuất đã thúc đẩy kỷ lục chung bất chấp sự không chắc chắn về hướng dẫn thuế và các yếu tố khác góp phần gây ra một số sự chậm trễ của dự án. Hầu hết các dự án đã công bố vẫn chưa khởi công và 60% dự kiến sẽ bắt đầu hoạt động trong bốn năm tới. Việc bảo vệ ngành công nghiệp được đưa trở lại khỏi các hoạt động thương mại không công bằng có thể sẽ chuyển thành việc tiếp tục áp dụng thuế quan đối với năng lượng mặt trời và pin vào năm 2024.

Trí tuệ nhân tạo: AI là chính sách được ưu tiên ngày càng tăng trong số các nhà hoạch định chính sách và dự kiến sẽ vẫn là vấn đề chính vào năm 2025. Chính quyền Biden đã dẫn đầu các nỗ lực thúc đẩy vị thế dẫn đầu của Mỹ trong lĩnh vực AI và chính quyền Trump mới cũng tuyên bố sẽ ưu tiên vị thế dẫn đầu về AI của Hoa Kỳ. Với nhu cầu năng lượng cao của ngành AI, các nỗ lực đẩy nhanh việc cấp phép cho các dự án năng lượng phục vụ cho các trung tâm dữ liệu có khả năng sẽ tiếp tục. Sự hợp tác công tư cho phép các trung tâm dữ liệu sử dụng năng lượng tái tạo cũng có thể tiếp tục do các cam kết về mức phát thải ròng bằng 0 trong lĩnh vực công nghệ.

Carbon: Chính sách công nghiệp của Hoa Kỳ cũng đang xây dựng dựa trên nhiều sáng kiến của Quốc hội nhằm đo cường độ carbon của các sản phẩm công nghiệp, bao gồm tấm pin mặt trời và tua bin gió để tận dụng lợi thế carbon của Mỹ trong chính sách thương mại.

Luật pháp và các quy định là những yếu tố có thể tác động mạnh đến việc triển khai năng lượng tái tạo cho các ngành công nghiệp này vào năm 2025.

2. Trung tâm dữ liệu: AI mở rộng quy mô và năng lực tái tạo

Mở rộng quy mô năng lượng tái tạo theo tốc độ của trung tâm dữ liệu

Các chủ sở hữu trung tâm dữ liệu đang dẫn đầu sự chuyển dịch của công ty sang năng lượng tái tạo. Theo phân tích của Deloitte về dữ liệu do S&P Global Market Intelligence theo dõi, công suất năng lượng mặt trời và gió được ký hợp đồng với các trung tâm dữ liệu của Mỹ đã tăng lên gần 34 GW vào năm 2024, chiếm gần một nửa tổng số năng lượng tái tạo được ký hợp đồng với các công ty tại Mỹ và có thể đạt 41 GW vào năm 2030. Các công ty công nghệ sở hữu hoặc thuê các trung tâm dữ liệu có tổng công suất là 9 GW đã cam kết lấy toàn bộ năng lượng của họ từ năng lượng sạch.

Tuy nhiên, các cam kết về năng lượng sạch đang chạy ngược lại với nhu cầu tăng trưởng về điện. Ước tính nhu cầu điện của AI dao động rất lớn vì chỉ một vài nhà khai thác lớn báo cáo về mức sử dụng điện của trung tâm dữ liệu hoặc hiệu quả sử dụng điện của từng trung tâm dữ liệu và không có nhà khai thác nào báo cáo cả hai. Mặc dù có sự không chắc chắn về tăng trưởng dài hạn do hiệu quả tăng lên, nhưng khả năng tăng trưởng mạnh trong ngắn hạn là rất cao. Theo ước tính tầm trung của Deloitte, tải điện của trung tâm dữ liệu có thể tăng từ 29 GW lên 75 GW vào năm 2030. Chi tiêu cho việc xây dựng trung tâm dữ liệu đã tăng 37%, đạt 8,2 tỷ USD, trong năm qua kết thúc vào tháng 10, vượt xa mức tăng trưởng 5%, đạt 6,3 tỷ USD, trong chi tiêu cho việc xây dựng điện.

Trong năm tới, các cấu hình năng lượng tái tạo có thể thay đổi để đáp ứng nhu cầu về năng lượng sạch. Ở cấp độ tiện ích, tính mô-đun và dễ cấp phép dự kiến sẽ thúc đẩy công suất điện mặt trời theo hợp đồng, vượt qua điện gió vào năm 2024, tăng gấp đôi công suất điện gió theo hợp đồng vào năm 2025. Các thỏa thuận có thể mở rộng quy mô, như được phản ánh trong nhiều thỏa thuận mua điện tái tạo lớn nhất từ trước đến nay được ký kết với các công ty công nghệ trong năm nay cho các trung tâm dữ liệu trên toàn cầu. Giá trị trong việc mở rộng quy mô cũng có thể được nắm bắt ở cấp độ phân tán, nơi có sự quan tâm đến việc khai thác các nguồn năng lượng mặt trời và lưu trữ pin hiện có và phát triển các nguồn mới để giúp đáp ứng nhu cầu của trung tâm dữ liệu.

Do hạn chế về lưới điện, một số công ty và tiện ích đang tìm kiếm các giải pháp tại chỗ có thể giúp đáp ứng nhu cầu trong vài tháng trong khi chờ kết nối lưới điện. Vào năm 2024, các công ty và tiện ích cung cấp dịch vụ trung tâm dữ liệu đã công bố các giải pháp ngoài lưới điện như pin nhiên liệu. Ngay cả trong trường hợp sử dụng khí đốt tự nhiên trong thời gian ngắn, pin nhiên liệu vẫn có thể chuyển sang khí đốt tự nhiên tái tạo hoặc giải pháp hydro xanh. Các giải pháp lưu trữ mới hướng đến các trung tâm dữ liệu bao gồm hệ thống địa nhiệt áp suất cao và pin nhiệt và pin ion natri có thể giảm phí bảo hiểm của nhà khai thác bằng cách cung cấp các giải pháp thay thế không bắt lửa cho pin lithium.

Mở rộng năng lực tái tạo bằng trí tuệ nhân tạo - AI

AI đang giúp triển khai và tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo mà ngành công nghiệp đang tìm kiếm để cung cấp năng lượng cho việc xây dựng cơ sở hạ tầng của mình. Đồng hồ đo thông minh kết hợp AI có thể sớm giúp tăng tính ổn định của lưới điện khi các hệ thống lưu trữ và năng lượng mặt trời của khách hàng được tích hợp. Tương tự như vậy, một nhà cung cấp năng lượng và công ty công nghệ đang triển khai AI để giúp xây dựng một nhà máy điện ảo 1 GW gồm các bộ điều nhiệt thông minh cho nhà ở và các nguồn năng lượng phân tán, ngoài việc tạo ra năng lượng tái tạo và mô hình giá, và dự báo thời tiết. Robot chạy bằng AI đang giúp lắp đặt các hệ thống năng lượng mặt trời lớn ở sa mạc để cung cấp năng lượng cho các trung tâm dữ liệu. Cuối cùng, Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) đã tài trợ cho nghiên cứu sử dụng AI để đẩy nhanh quá trình phát triển các công nghệ mạch mới cho bộ chuyển đổi dòng điện một chiều điện áp cao nhằm giúp tích hợp hiệu quả hơn thế hệ năng lượng tái tạo từ xa.

3. Đổi mới công nghệ: Các giải pháp năng lượng tái tạo 24/7 xuất hiện

Các chính sách gần đây đã thúc đẩy đổi mới trong các công nghệ năng lượng tái tạo có thể cung cấp năng lượng sạch 24/7. Trong khi đó, quan hệ đối tác mới trong ngành đang hình thành để đẩy nhanh quá trình thương mại hóa. Bao gồm sáng kiến từ một nhóm các công ty công nghệ và sản xuất nhằm tổng hợp nhu cầu năng lượng sạch của họ để giúp đẩy nhanh quá trình thương mại hóa các công nghệ tiên tiến. Các công ty tiện ích đang tìm cách đưa ra các mức thuế chuyển đổi năng lượng sạch mới cho khách hàng thương mại và công nghiệp có thể giúp tài trợ cho việc triển khai các công nghệ này mà không ảnh hưởng đến giá điện của khách hàng dân dụng.

Khảo sát về điện và tiện ích của Deloitte cho thấy công nghệ hạt nhân tiên tiến sẽ đóng vai trò quan trọng nhất trong việc đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng trong vài năm tới (xem Triển vọng ngành điện và tiện ích năm 2025). Trong số các công nghệ tái tạo, hydro xanh, lưu trữ năng lượng dài hạn và công nghệ pin mặt trời tiên tiến sẽ có vai trò lớn nhất (hình 2).

Hydro xanh: Công nghệ khí đốt tái tạo 24/7 này được cung cấp năng lượng từ năng lượng tái tạo vẫn tiếp tục có triển vọng. DOE đã phân bổ 7 tỷ USD để phát triển các trung tâm hydro và năm trong số bảy dự án đã nhận được tài trợ giai đoạn 1. Chính quyền Trump sắp tới có khả năng sẽ xem xét lại các tiêu chuẩn được đề xuất, với một số bên trong ngành mong đợi các quy tắc được nới lỏng. Một lần nữa, các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn của Châu Âu có thể thúc đẩy sản xuất hydro xanh nhằm phục vụ cơ hội thị trường xuất khẩu lớn nhất. Một lĩnh vực khác cần theo dõi có thể hoàn toàn tránh được vấn đề này là việc tìm kiếm hydro tự nhiên của các công ty khởi nghiệp được công ty công nghệ và sản xuất hậu thuẫn.

Lưu trữ năng lượng dài hạn (LDES): Bất kể quỹ đạo của các kết quả chính sách và công nghệ này là gì, hydro xanh sẽ vẫn giữ nguyên trường hợp sử dụng chính của nó trong lĩnh vực điện là LDES, trong số các giải pháp lưu trữ mới nổi khác có thể củng cố năng lượng tái tạo thành nguồn tài nguyên 24/7.

Công nghệ pin mặt trời tiên tiến: Đổi mới trong pin mặt trời siliconcó tiềm năng đạt tỷ lệ hiệu suất cao hơn và chi phí sản xuất thấp hơn. Những tiến bộ liên quan đến khả năng 24/7 dưới dạng các ứng dụng sử dụng kép như quang điện tích hợp trong tòa nhà, nông điện kết hợp sản xuất năng lượng mặt trời với nông nghiệp và điện nổi có thể giúp giải quyết cả mối quan tâm về năng lượng và nước.

Hệ thống địa nhiệt nâng cao (EGS): EGS đang phát triển nhanh chóng, có thể cung cấp điện cơ bản 24/7 bằng cách tiếp cận các bể chứa nhiệt sâu, đang được hưởng lợi từ nguồn tài trợ của liên bang và đầu tư liên ngành vào các tiến bộ công nghệ như kỹ thuật khoan mới và hoạt động nhiệt độ cực cao. Các công ty công nghệ đang hợp tác với các nhà phát triển để cung cấp điện địa nhiệt và với các công ty tiện ích để hỗ trợ triển khai EGS bằng cách sử dụng biểu giá chuyển đổi sạch để gánh vác chi phí và rủi ro khi triển khai công nghệ mới.

4. Việc làm tái tạo: giải quyết vấn đề phát triển lực lượng lao động

Việc đẩy nhanh quá trình xây dựng cơ sở hạ tầng tái tạo mới nổi và đã phát triển được phản ánh trong tăng trưởng việc làm tái tạo. Việc làm năng lượng sạch chiếm hơn một nửa số việc làm năng lượng được tạo ra vào năm 2023 và 79% việc làm sản xuất điện mới; những việc làm này tăng gấp đôi tốc độ việc làm trên toàn nền kinh tế, trong khi việc làm xây dựng năng lượng tăng gấp đôi tốc độ của tất cả các việc làm xây dựng. Việc tuyển dụng trong lĩnh vực năng lượng tái tạo đã tăng gấp đôi mức tuyển dụng trong lĩnh vực nhiên liệu hóa thạch.

Năng lượng mặt trời chiếm hai phần ba số việc làm tái tạo và năng lượng gió chiếm một phần năm.

Ngành công nghiệp tiện ích, có thị phần và nhu cầu lớn nhất về kỹ năng xanh - dẫn đầu là năng lượng tái tạo và điện khí hóa - cạnh tranh với ngành công nghệ, có nhu cầu về kỹ năng xanh tăng nhanh nhất. Và nó cạnh tranh với tất cả các ngành xây dựng cơ sở hạ tầng khác để giành công nhân xây dựng. Các công ty tiện ích và nhà phát triển năng lượng tái tạo phải đối mặt với những thách thức về đảm bảo lực lượng lao động lớn hơn, phát triển các kỹ năng phát triển dự án và kỹ thuật số, và tuyển dụng cho các vai trò hoàn toàn mới khi họ đa dạng hóa danh mục đầu tư năng lượng tái tạo của mình.

5. Quản lý carbon: Năng lượng tái tạo cung cấp năng lượng bù đắp tính toàn vẹn cao

Năng lượng tái tạo là cốt lõi của quản lý carbon, đóng vai trò trung tâm trong ngành điện. Khảo sát của Deloitte về điện và tiện ích cho thấy các nhà cung cấp điện có chiến lược giảm hoặc giúp khách hàng giảm lượng khí thải carbon, chủ yếu là để đáp ứng các mục tiêu phát triển bền vững. Năng lượng tái tạo góp phần vào các giải pháp quản lý carbon có tính toàn vẹn cao theo hai cách: bằng cách cung cấp năng lượng cho cơ sở hạ tầng DAC và cung cấp phương pháp loại bỏ carbon dioxide (CDR).

Vào năm 2025, khi chính quyền mới đang phát triển các chính sách, các công nghệ quản lý carbon sẽ sẵn sàng tăng trưởng nhờ các hướng dẫn thị trường carbon mạnh mẽ hơn, nghĩa vụ giao hàng đáng kể của nhà cung cấp và các cơ hội doanh thu.

Năng lượng sạch 2025: Năng lượng tái tạo lấp đầy khoảng cách nhu cầu

Năm 2025 sẽ được xác định bằng cuộc đua vượt qua các hạn chế và lấp đầy khoảng cách ngày càng tăng giữa cung và cầu năng lượng sạch. Các lợi thế về thị trường và công nghệ như chi phí thấp và tính mô-đun có thể còn quan trọng hơn nữa trong bối cảnh chính sách không chắc chắn trong năm tới. Các ngành sản xuất công nghệ sạch, AI và carbon đang phát triển có khả năng sẽ tiếp tục hỗ trợ nguồn cung năng lượng tái tạo thông qua phát triển chuỗi cung ứng năng lượng tái tạo, hiệu quả hoạt động và đổi mới được AI đẩy nhanh, cũng như tiền tệ hóa thuộc tính carbon. Chính sách công nghiệp, vốn từ các công ty công nghệ cam kết với các mục tiêu phát triển bền vững, công nghệ tái tạo mới có khả năng hoạt động 24/7, các mô hình phát triển lực lượng lao động trưởng thành hơn và quản lý carbon toàn vẹn cao có thể giúp năng lượng tái tạo duy trì đà phát triển.