Là bang đầu tiên của Mỹ cam kết sử dụng 100% điện năng tái tạo vào năm 2045, Hawaii đang theo đuổi mục tiêu đầy tham vọng: xây dựng một nền kinh tế gần như không còn phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu. Tuy nhiên, với đặc thù là một quần đảo giữa Thái Bình Dương, hành trình hướng tới tự chủ năng lượng của Hawaii đang đối mặt với nhiều thách thức về công nghệ, hạ tầng và chi phí…

Trong nhiều thập kỷ, Hawaii luôn là một trong những nền kinh tế phụ thuộc nhiều nhất vào nhiên liệu nhập khẩu tại Mỹ. Không có trữ lượng dầu mỏ hay khí đốt đáng kể, bang đảo này phải nhập khẩu phần lớn nguồn năng lượng phục vụ phát điện, giao thông vận tải và các hoạt động kinh tế thiết yếu.

Sự phụ thuộc đó khiến Hawaii đặc biệt dễ bị tổn thương trước các cú sốc giá năng lượng toàn cầu. Mỗi biến động trên thị trường dầu mỏ thế giới đều nhanh chóng tác động đến chi phí điện năng, vận tải và sinh hoạt của người dân địa phương.

Đó cũng là lý do khiến Hawaii trở thành bang tiên phong trong cuộc chuyển đổi năng lượng tại Mỹ. Năm 2015, bang này cam kết chuyển đổi hoàn toàn sang điện năng tái tạo vào năm 2045, trước khi mở rộng mục tiêu ra toàn bộ nền kinh tế với kế hoạch đạt mức phát thải carbon ròng bằng 0 hoặc âm vào cùng thời điểm.

Trong bối cảnh những căng thẳng địa chính trị mới đây tại Trung Đông tiếp tục làm dấy lên lo ngại về an ninh năng lượng toàn cầu, câu hỏi đặt ra là liệu Hawaii có thể thực sự thoát khỏi sự phụ thuộc vào dầu mỏ trong vòng hai thập kỷ tới hay không.

ĐỊA NHIỆT ĐƯỢC KỲ VỌNG TRỞ THÀNH “QUÂN BÀI CHỦ LỰC”

Theo ông Paul Bernstein, chuyên gia chính sách kinh tế thuộc Đại học Hawaii, việc hoàn thành mục tiêu chuyển đổi năng lượng vào năm 2045 sẽ đòi hỏi bang này phải triển khai đồng thời nhiều chính sách hỗ trợ khác nhau.

Thách thức bắt nguồn từ chính đặc điểm địa lý của Hawaii. Chuỗi đảo của bang có nhu cầu năng lượng rất khác nhau tùy theo dân số và điều kiện tự nhiên. Trong đó, đảo Oahu - nơi tập trung phần lớn dân cư và hoạt động kinh tế  được xem là khu vực khó khử carbon nhất.

Tuy nhiên, khác với nhiều bang khác của Mỹ, Hawaii cũng sở hữu những lợi thế đáng kể về tài nguyên năng lượng tái tạo. Cường độ bức xạ mặt trời cao, điều kiện gió thuận lợi cùng hệ thống núi lửa hoạt động đã tạo ra tiềm năng lớn cho điện mặt trời, điện gió và đặc biệt là địa nhiệt.

Những năm gần đây, điện mặt trời đã phát triển nhanh chóng trên các đảo chính. Tại đảo Oahu - nơi sinh sống của phần lớn dân số Hawaii – khoảng một nửa số hộ gia đình đã lắp đặt hệ thống điện mặt trời áp mái.

Thế nhưng theo giới hoạch định chính sách, điện mặt trời và điện gió khó có thể một mình bảo đảm nguồn cung ổn định cho toàn bộ hệ thống điện. Vì vậy, địa nhiệt đang được xem là một trong những trụ cột quan trọng nhất cho chiến lược tự chủ năng lượng dài hạn.

Tại đảo Hawaii (Big Island), nguồn năng lượng địa nhiệt từng đáp ứng khoảng 30% nhu cầu điện vào năm 2017 trước khi bị ảnh hưởng bởi các đợt phun trào núi lửa. Chính quyền bang hiện đang triển khai kế hoạch mở rộng công suất địa nhiệt thêm khoảng 20% trong thời gian tới.

Theo các chuyên gia, ưu thế lớn nhất của địa nhiệt là khả năng cung cấp điện liên tục 24/7, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết như điện mặt trời hay điện gió. Điều này giúp giảm đáng kể nhu cầu đầu tư vào hệ thống pin lưu trữ quy mô lớn.

Ngoài ra, địa nhiệt còn mang ý nghĩa chiến lược đối với Hawaii bởi đây là nguồn năng lượng hoàn toàn nội địa, giúp giảm đáng kể sự phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu.

Tuy nhiên, việc phát triển địa nhiệt cũng không hề dễ dàng. Chi phí khảo sát và thăm dò nguồn nhiệt dưới lòng đất rất lớn, trong khi nhiều cộng đồng người Hawaii bản địa phản đối việc khai thác tại các khu vực núi lửa được xem là linh thiêng.

Dù vậy, những nghiên cứu gần đây cho thấy tiềm năng địa nhiệt có thể lớn hơn nhiều so với các đánh giá trước đây, thậm chí có khả năng tồn tại tại đảo Oahu - nơi tiêu thụ điện năng lớn nhất bang. Nếu giả thuyết này được xác nhận, bức tranh năng lượng của Hawaii có thể thay đổi đáng kể.

HÀNH TRÌNH KHỬ CARBON KHÔNG CHỈ LÀ CÂU CHUYỆN ĐIỆN NĂNG

Mặc dù lĩnh vực điện đang đạt được những tiến bộ rõ rệt, thách thức lớn hơn đối với Hawaii lại nằm ở giao thông vận tải.

Là một quần đảo nằm giữa Thái Bình Dương, Hawaii phụ thuộc gần như hoàn toàn vào vận tải biển và hàng không để duy trì các hoạt động kinh tế. Hầu hết hàng hóa tiêu dùng, nguyên liệu sản xuất và thực phẩm đều phải được vận chuyển từ bên ngoài.

Đặc biệt, ngành du lịch - một trong những trụ cột của nền kinh tế địa phương - phụ thuộc trực tiếp vào vận tải hàng không. Mỗi năm có gần 10 triệu lượt du khách đến Hawaii bằng máy bay. Điều này khiến việc cắt giảm phát thải trở nên phức tạp hơn nhiều so với các bang trên đất liền.

Các chuyên gia cho rằng xe điện sẽ dần thay thế phương tiện sử dụng động cơ đốt trong trên các đảo. Song đối với vận tải biển và hàng không, các giải pháp hiện nay vẫn còn hạn chế.

Trong ngắn hạn, nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) được xem là lựa chọn khả thi nhất nhằm giảm lượng phát thải từ ngành hàng không. Các công nghệ máy bay tiết kiệm nhiên liệu cũng sẽ góp phần cải thiện hiệu quả năng lượng. Tuy nhiên, việc điện khí hóa các chuyến bay thương mại quy mô lớn vẫn còn cách xa thực tế nhiều năm.

Để đạt mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2045, Hawaii sẽ phải triển khai đồng thời nhiều giải pháp khác nhau, từ mở rộng năng lượng tái tạo, phát triển xe điện đến nâng cấp các tòa nhà nhằm giảm tiêu thụ năng lượng.

Các nghiên cứu do cơ quan lập pháp bang đặt hàng cho thấy tốc độ triển khai điện mặt trời, điện gió và hệ thống lưu trữ sẽ phải diễn ra với quy mô chưa từng có trong lịch sử của bang.

Bên cạnh đó, các nguồn năng lượng như sinh khối, diesel sinh học, thủy điện và địa nhiệt cũng sẽ phải đóng vai trò đáng kể trong cơ cấu năng lượng tương lai.

LNG CÓ PHẢI “CẦU NỐI” CẦN THIẾT?

Trong khi mục tiêu cuối cùng là loại bỏ nhiên liệu hóa thạch, Hawaii hiện vẫn phải đối mặt với bài toán bảo đảm nguồn điện ổn định trong quá trình chuyển đổi. Chính vì vậy, chính quyền bang gần đây đã xem xét khả năng sử dụng khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) như một giải pháp trung gian.

Kế hoạch đang được cân nhắc là thay thế các tổ máy phát điện chạy dầu cũ bằng một nhà máy điện khí hiệu suất cao sử dụng LNG nhập khẩu. Theo tính toán của cơ quan năng lượng bang, giải pháp này có thể giúp giảm khoảng 20% lượng phát thải khí nhà kính trong vòng 20 năm, đồng thời giảm chi phí phát điện so với dầu mỏ. Đây là vấn đề có ý nghĩa đặc biệt đối với Hawaii bởi bang này hiện đang có giá điện cao nhất nước Mỹ.

Những người ủng hộ cho rằng các nhà máy điện khí hiện đại có thể vận hành linh hoạt hơn, giúp hệ thống điện hấp thụ tốt hơn các nguồn năng lượng tái tạo vốn có tính biến động.

Tuy nhiên, nhiều chuyên gia cảnh báo LNG chỉ là giải pháp tạm thời. Mặc dù phát thải thấp hơn dầu mỏ, LNG vẫn là nhiên liệu hóa thạch và kéo theo nhiều chi phí phát sinh như hóa lỏng, vận chuyển xuyên đại dương và tái khí hóa.

Trong trường hợp điện mặt trời, điện gió và công nghệ lưu trữ tiếp tục giảm giá nhanh như hiện nay, các dự án LNG có nguy cơ trở thành những tài sản đắt đỏ nhưng hoạt động dưới công suất.

Nhiều nghiên cứu tại Hawaii cho thấy các hệ thống điện mặt trời kết hợp pin lưu trữ hiện đã có khả năng cạnh tranh trực tiếp với nhiên liệu hóa thạch về mặt kinh tế, đồng thời tránh được rủi ro từ những biến động khó lường của thị trường năng lượng toàn cầu.