ThienNhien.Net – Năm 2007, tổng sản lượng năng lượng mặt trời trên toàn thế giới đạt 3733 MW (tăng 51%), nâng tổng số lượng sản xuất năng lượng mặt trời, hay còn gọi là năng lượng quang điện, từ năm 1996 đến nay là hơn 9740 MW. Sản lượng đó đủ đáp ứng nhu cầu điện năng cho hơn 3000 hộ gia đình tại châu Âu trong 1 năm. Chỉ tính riêng trong vòng 5 năm gần đây, sản lượng quang điện đã tăng gấp 7 lần và tổng số lượng hệ thống được lắp đặt tăng gấp 5 lần.
2007: Năm của năng lượng quang điện
Tính đến năm 2007, Đức đã vượt qua Nhật Bản để thống trị ngành sản xuất năng lượng quang điện trên thế giới. Chỉ tính riêng năm 2007, Đức đã sản xuất 1063 MW năng lượng mặt trời, hơn sản lượng năm 2006 là 56%. Có hơn 40.000 công nhân đang làm việc trong ngành năng lượng quang điện tại Đức và công ty Q-Cells của Đức đã qua mặt Sharp của Nhật Bản để vươn lên trở thành nhà sản xuất quang điện lớn nhất thế giới.
Đồng thời Đức vẫn là nhà lắp đặt hệ thống năng lượng quang điện hàng đầu thế giới, với bằng chứng là sản lượng năng lượng của Đức chiếm gần một nửa sản lượng toàn cầu. Nhờ có chính sách thuế quan hợp lý đối với dạng điện năng có thể tái tạo, người Đức sản xuất sản lượng năng lượng quang điện có công suất khoảng 1300 MW, vượt xa 850 MW so với năm 2006, với tổng số lượng là 3830 MW.
Vì công suất được gia tăng, chi phí lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời tại Đức đã giảm một nửa trong khoảng từ năm 1997 đến năm 2007. Năng lượng quang điện hiện nay đã đạt ngưỡng 1% nhu cầu tiêu thụ điện của nước Đức và được các nhà phân tích dự báo rằng có thể đạt mức 25% vào năm 2050.
Trong khi đó, Nhật Bản tiếp tục là quốc gia sản xuất tấm hấp thụ năng lượng mặt trời nhiều hơn bất kỳ quốc gia nào khác với tổng công suất năng lượng sản xuất đạt được trong năm 2007 là 920 MW. Nhưng so với tổng công suất điện sản xuất trên toàn thế giới, công suất của Nhật Bản giảm từ 37% năm 2006 xuống còn 25% vào năm 2007.
Sản lượng điện cho hộ gia đình giảm sút so với 286 MW trong năm 2006 xuống còn xấp xỉ 230 MW vào năm 2007. Không có khả năng cạnh tranh với Trung Quốc và Đài Loan trong thị trường tấm hấp thụ năng lượng mặt trời giá rẻ, những nhà sản xuất Nhật Bản đã thay đổi chiến thuật và đang chuyển hướng từ thị trường tấm hấp thụ silic kết tinh thông thường sang công nghệ sản xuất màng phim.
Trung Quốc nhanh chóng leo lên vị trí thứ 2 trong số các quốc gia sản xuất tấm hấp thụ năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới chỉ sau Nhật Bản, với sản lượng năng lượng quang điện sản xuất được là 820 MW, chiếm 22% sản lượng toàn cầu. Nhưng công suất điện sản xuất trong năm 2007 đạt mức 1590 MW là mức tăng dẫn đầu toàn bộ các quốc gia khác (kém tổng công suất sản xuất của toàn châu Âu là 9%). Bất chấp những số liệu đầy ấn tượng nêu trên, thị phần của Trung Quốc trong ngành năng lượng quang điện vẫn còn nhỏ.
Đài Loan cũng đang trải qua một sự tăng trưởng thần kỳ với sản lượng 368 MW tấm hấp thụ năng lượng mặt trời trong năm 2007 và đạt công suất cung cấp hàng năm 710 MW.
Tây Ban Nha là quốc gia xếp thứ 2 sau Đức về tổng số lượng hệ thống lắp đặt vào năm 2007 nhưng về sản lượng chỉ chiếm xấp xỉ 3% sản lượng toàn cầu. Theo đánh giá, Tây Ban Nha đã tăng sản lượng khoảng từ 425 MW đến 640 MW trong năm 2007, vượt xa con số 100 MW đạt được năm 2006. Vì thế khả năng đạt chỉ tiêu sản xuất 400 MW năng lượng quang điện vào năm 2010 là điều có thể. Tuy nhiên, thị phần của Tây Ban Nha đang bị ảnh hưởng do đợt tăng giá điện mặt trời.
Còn tại Mỹ, sản lượng tấm hấp thụ tăng 48%, đạt mức 266 MW. Mặc dù điều này chứng tỏ sự tăng trưởng thần kỳ trong sản xuất của ngành công nghiệp năng lượng mặt trời đã từng dẫn đầu thế giới, thị phần sản lượng năng lượng và số lượng hệ thống lắp đặt của Mỹ trong năm 2007 tiếp tục giảm. Sản lượng tấm hấp thụ năng lượng mặt trời chỉ chiếm 7% tổng sản lượng toàn cầu là một sự sụt giảm thảm hại so với năm 2006. Nhưng những nhà sản xuất của Mỹ đang tập trung vào một “làn sóng mới” của công nghệ năng lượng mặt trời: chỉ trong năm 2007, nước Mỹ chiếm xấp xỉ 2/3 sản lượng sản xuất màng phim toàn thế giới.
Công suất năng lượng quang điện của Mỹ năm 2007 đạt mức 150 MW, tăng hơn 45% so với năm trước, đã đưa Mỹ lên vị trí thứ tư về tổng công suất điện mặt trời chỉ sau Đức, Nhật Bản và Tây Ban Nha.
Một số quốc gia khác cũng đang tham gia sản xuất năng lượng quang điện gồm có
Những tiến bộ mới
Nhưng những sự tăng trưởng mạnh mẽ này dường như lại trái ngược hẳn với thực tế về sự thiếu hụt nguồn cung cấp polysilicon đang rất căng thẳng kể từ năm 2005 do những chính sách khắt khe để thúc đẩy nhu cầu tiêu thụ gia tăng. Tuy nhiên, hệ thống năng lượng quang điện mới với công suất được gia tăng đáng kể sẽ bắt đầu được đưa vào sử dụng khoảng giữa năm nay. Liên hiệp Công nghiệp Năng lượng quang điện châu Âu dự tính nâng cao sản lượng polysilicon hàng năm lên đến 80.000 tấn vào năm 2010, vượt xa mức 37.000 tấn đạt được trong năm 2007. Một số nhà phân tích đã dự báo sản lượng điện sẽ dư thừa trong vài năm tới. Và đầu năm 2008, Công ty quang điện Trina có trụ sở tại Trung Quốc đã hủy bỏ kế hoạch sản xuất 10.000 tấn polysilicon.
Sự thiếu hụt polysilicon hiện nay đang tạo điều kiện cho ngành công nghệ sản xuất màng phim – ngành không cần chất bán dẫn như polysilicon – phát triển. Màng phim này cấu tạo từ nhiều lớp vật liệu cảm quang, tiêu tốn ít năng lượng và vật liệu chế tạo hơn là những ô hấp thu năng lượng mặt trời thường làm từ silic, do đó chi phí sản xuất cũng ít tốn kém hơn. Nó có thể được lắp vào ván ốp mái nhà, lớp ván gỗ ngoài giàn khung và cửa sổ của những tòa nhà. Sau nhiều thất bại trên thị trường, sản lượng màng phim đã tăng gần 4 lần chỉ trong 2 năm gần đây và chiếm hơn 10% thị trường toàn thế giới trong năm 2007.
Kết quả thu được từ những công nghệ này có phần hạn chế và hiệu quả còn thấp so với những ô hấp thụ năng lượng mặt trời thường gặp. Nhưng tình hình đang tiến triển nhanh chóng, hiệu quả thương mại tăng từ 9% lên 10% trong năm 2007 và vào đầu năm 2008, những nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia về Năng lượng tái tạo của Mỹ đã lập kỷ lục với hiệu suất là 19,9%, gần như ngang bằng với lợi ích kinh tế mà những ô hấp thụ năng lượng mặt trời thường gặp mang lại.
Do có khả năng trong việc hạ giá thành sản phẩm, nhiều nhà nghiên cứu coi những màng phim kiểu này là tương lai của năng lượng mặt trời. Ngành công nghiệp năng lượng mặt trời đã thu hút được 3 tỉ USD vốn đầu tư thông qua các hoạt động bán cổ phiếu chỉ trong năm 2007 với một vài vụ đầu tư lớn nhất là dành cho những công ty năng lượng mặt trời non trẻ tại Mỹ và cả cho công nghệ sản xuất màng phim.
Các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục nghiên cứu về thế hệ thứ 3 và thứ 4 của công nghệ năng lượng quang điện. Các nhà khoa học Đức thì đang phát triển một module năng lượng mặt trời nguyên mẫu sử dụng thuốc nhuộm hữu cơ bao gồm hạt nano được gắn vào thủy tinh với kỹ thuật màn in để tạo ra điện năng. Đầu năm 2008, công nghệ Konarka đã được áp dụng thành công ngay trong lần thể hiện đầu tiên trong công nghệ sản xuất ô hấp thụ năng lượng mặt trời với công nghệ in mực đen. Và rất nhiều công ty Mỹ cũng như châu Âu đang nghiên cứu các phương pháp để biến mặt đường thành máy phát điện mặt trời.
Nhờ vào quy mô của nền kinh tế, hiệu quả trong chuyển dịch cơ cấu và lợi ích của việc sử polysilicon trong ô hấp thụ năng lượng thường mà trong năm 2007, giá của module năng lượng quang điện đã giảm mặc dù giá polysilicon tăng cao. Sự tăng nhanh nhu cầu tiêu thụ tại Tây Ban Nha còn hơn cả mong đợi đã giúp giữ mức giá năng lượng quang điện năm 2007 ở mức cao hơn dự kiến. Nhưng những nhà phân tích cũng như lãnh đạo ngành công nghiệp dường như trông chờ giá cả sẽ hạ nhiệt trong thời gian gần cũng như những đánh giá đầy lạc quan trong việc lắp ráp và cài đặt hệ thống năng lượng quang điện trên một diện rộng và bộ mặt mới của nền kinh tế thế giới. Học viện Prometheus dự báo rằng chi phí lắp đặt hệ thống cỡ lớn sẽ giảm khoảng 50% vào năm 2010, xuống mức tối đa là 4 USA/watt (không trợ giá) tại địa điểm tốt nhất.
Trong vài năm tới, điện mặt trời chắc chắn sẽ dần trở thành đối thủ cạnh tranh về chi phí với các loại điện năng khác.
