Tương lai của thủy điện: Cách đổi mới đang định hình lại hiệu quả và phát triển bền vững

Lưu trữ tích hợp lưới điện tiếp tục là yếu tố then chốt để thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi các nguồn năng lượng tái tạo không liên tục. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), công suất lưu trữ pin quy mô lưới điện cần tăng gấp 35 lần từ năm 2022 đến 2030 để đạt gần 970 GW, với mức tăng trung bình hàng năm khoảng 120 GW từ năm 2023 trở đi. Đối với thủy điện, việc tích hợp lưu trữ thông qua thủy điện tích năng hoặc hệ thống pin kết hợp sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp cả nguồn điện nền ổn định và dự phòng linh hoạt, đảm bảo lưới điện luôn ổn định và hỗ trợ việc tích hợp quy mô lớn.

Theo dự báo của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), đến năm 2030, hơn 75% công suất thủy điện mới trên toàn cầu sẽ đến từ các dự án quy mô lớn tại Châu Á và Châu Phi, chủ yếu do các doanh nghiệp nhà nước dẫn dắt. Các dự án này phản ánh nhu cầu ngày càng tăng về điện khí hóa, công nghiệp hóa và ổn định lưới điện tại các thị trường mới nổi. Tuy nhiên, quy mô của các dự án này cũng đặt ra những vấn đề liên quan đến mô hình tài chính, quản lý sinh thái và sự tham gia của cộng đồng.

Khi nguồn nước biến động do biến đổi khí hậu, các nhà phát triển thủy điện đang đầu tư vào mô hình thủy văn và công cụ dự báo rủi ro nhằm đảm bảo sản lượng ổn định.

Việc kết hợp thủy điện với năng lượng mặt trời hoặc gió, đặc biệt tại các khu vực có lượng mưa biến động theo mùa, cho phép sản xuất năng lượng ổn định hơn trong suốt cả năm. Các mô hình kết hợp này đang được thử nghiệm rộng rãi tại Đông Nam Á và khu vực châu Phi cận Sahara.

Các chính sách khuyến khích của chính phủ và cơ chế tài chính gắn với bền vững được kỳ vọng sẽ thúc đẩy hợp tác công – tư trong các dự án thủy điện. Tại một số khu vực pháp lý, bao gồm Liên minh Châu Âu và Ấn Độ, các điều chỉnh chính sách năng lượng gần đây đã đặt công nghệ thủy điện ở vị thế tương đương với năng lượng mặt trời và gió. Các chính sách này chỉ được áp dụng khi dự án đáp ứng các ngưỡng hiệu suất môi trường được xác định rõ ràng.

Mặc dù những lo ngại về tác động sinh thái của thủy điện vẫn còn tồn tại, các tiến bộ về công nghệ và quy trình vận hành được điều chỉnh đã tạo điều kiện cho những cải thiện đáng kể. Việc xả nước theo lưu lượng môi trường giúp duy trì hệ sinh thái ở hạ lưu, và các tuabin được thiết kế thân thiện với môi trường giúp giảm tỷ lệ tổn hại sinh vật thủy sinh.

Ngoài ra, các chiến lược tái phân bổ trầm tích và tháo dỡ đập đang được áp dụng trong các dự án mà các tác động môi trường vượt trội so với lợi ích năng lượng.

Hơn nữa, lượng phát thải trong suốt vòng đời của thủy điện vẫn thuộc nhóm thấp nhất trong các nguồn năng lượng. Một nghiên cứu năm 2023 công bố trên tạp chí Nature Energy ước tính các hệ thống thủy điện chảy tự nhiên chỉ thải ra từ 2–5 gam CO₂ tương đương trên mỗi kilowatt-giờ, thấp hơn đáng kể so với các nguồn điện dựa trên nhiên liệu hóa thạch.