Sử dụng năng lượng tái tạo trong chiếu sáng tại Việt Nam – Từ chiến lược đến thực tiễn bền vững

1.Giới thiệu

Tình hình sử dụng năng lượng tái tạo trong chiếu sáng tại Việt Nam đang ở giai đoạn chuyển mình tích cực từ nhận thức sang hành động chiến lược. Dù xuất phát điểm thấp, Việt Nam đang nỗ lực chuyển dịch từ các nguồn năng lượng hóa thạch sang điện gió, điện mặt trời và sinh khối theo lộ trình giảm phát thải khí nhà kính. Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 (Quyết định số: 2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015) đã đưa ra định hướng phát triển năng lượng tái tạo cho các dự án thí điểm cũng như các khu vực vùng sâu vùng xa.

2.Tình hình sử dụng năng lượng tái tạo tại Việt Nam

Trên toàn cầu, chiếu sáng chiếm khoảng 19% tổng sản lượng điện năng và đóng góp 7% lượng phát thải CO2 liên quan đến năng lượng. Xu hướng hiện nay là tích hợp năng lượng tái tạo với hệ thống chiếu sáng thông minh (Smart Lighting) sử dụng Internet vạn vật (Internet of Things – IoT) và trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence – AI) để tối ưu hóa hiệu suất. Các quốc gia tiên tiến đang chuyển dịch mạnh mẽ sang mô hình “Thành phố 15 phút” và dịch vụ đô thị 24h, nơi chiếu sáng không chỉ là hạ tầng kỹ thuật mà còn là công cụ thúc đẩy kinh tế đêm và an toàn xã hội.

Tình hình tại Việt Nam và định hướng của Chính phủ:

• Hiện trạng: Việt Nam vẫn phụ thuộc đáng kể vào năng lượng truyền thống, nhưng tỷ trọng năng lượng tái tạo đang gia tăng. Trong khoảng thời gian 5 năm từ 2019 đến 2025, công suất lắp đặt nguồn điện năng lượng tái tạo đã tăng gấp 4 lần. Năm 2019, tổng công suất nguồn điện toàn hệ thống đạt khoảng 107MW; trong đó, tổng công suất các nguồn điện năng lượng tái tạo (điện gió, điện mặt trời, sinh khối) là 5.651MW, chiếm tỷ trọng 10,25%¹. Năm 2024, tổng công suất nguồn điện toàn hệ thống đạt khoảng 82.387MW; trong đó, tổng công suất các nguồn điện năng lượng tái tạo (điện gió, điện mặt trời, sinh khối) là 21.447MW, chiếm tỷ trọng 26,03%².

¹ Báo cáo thường niên EVN (Annual Report) 2021 https://www.evn.com.vn/userfile//User/tcdl/files/EVNAnnualReport2021%20final%2022_10_2021.pdf ² Báo cáo thường niên EVN (Annual Report) 2024 – 2025
https://www.evn.com.vn/userfile/User/tcdl/files/2026/1/AnnualRepot2025_V21-20260108144111697.pdf

• Định hướng phát triển: Chính phủ đã phê duyệt “Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050” với các mục tiêu cụ thể:
  • Giảm phát thải khí nhà kính 25% vào năm 2030 và 45% vào năm
  • Tăng sản lượng điện từ năng lượng tái tạo từ 58 tỷ kWh (2015) lên 186 tỷ kWh (2030).
  • Ưu tiên phát triển điện gió, điện mặt trời và năng lượng sinh khối nhằm đảm bảo an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường.
  • Khuyến khích mô hình “đô thị xanh”, “nông thôn xanh” nơi phần lớn nhu cầu năng lượng được đáp ứng từ năng lượng tái tạo.

3.Tình hình sử dụng năng lượng tái tạo cho chiếu sáng

• Các loại năng lượng tái tạo đang được sử dụng cho chiếu sáng trên thế giới:
  • Năng lượng Mặt trời (Photovoltaic – PV): Sử dụng cho đèn đường độc lập hoặc đèn lồng năng lượng mặt trời (Solar Lanterns) tại các khu vực chưa có lưới điện.
  • Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS): Đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định nguồn điện từ năng lượng tái tạo (vốn có tính chập chờn) để cung cấp cho chiếu sáng ban đêm.
  • Năng lượng Gió: Thường được tích hợp trong các trụ đèn lai (Hybrid) tại các khu vực ven biển hoặc có tiềm năng gió lớn.
  • Năng lượng Sinh khối: Được chuyển hóa thành điện năng thông qua các nhà máy nhiệt điện sinh khối để cung cấp cho lưới điện chung, phục vụ chiếu sáng đô thị.

Các loại năng lượng tái tạo đang được sử dụng cho chiếu sáng tại Việt Nam:

Tại Việt Nam, các loại hình năng lượng tái tạo cho chiếu sáng tập trung vào:

• Điện mặt trời áp mái và đèn năng lượng mặt trời: Đang phát triển mạnh tại khu vực miền Nam và miền Trung do ưu thế về bức xạ. Chính phủ khuyến khích các tòa nhà chung cư, cao tầng lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời cho nhu cầu tự dùng.
• Chiếu sáng độc lập vùng sâu, vùng xa: Sử dụng các trạm điện mặt trời quy mô nhỏ hoặc đèn lồng năng lượng mặt trời để thay thế đèn dầu, giúp giảm nghèo và cải thiện đời sống tại các khu vực chưa có lưới điện.
• Thí điểm chiếu sáng đô thị xanh: Sử dụng năng lượng tái tạo kết hợp với công nghệ LED tiết kiệm điện (giúp giảm 50-70% điện năng tiêu thụ) và hệ thống điều khiển thông minh.

4.Ví dụ sử dụng năng lượng tái tạo trên thế giới

• Thành phố năng lượng mặt trời Freiburg – Đức:

Thành phố Freiburg – 900 năm tuổi – nằm ở phía Tây Nam của CHLB Đức, giáp biên giới giữa Pháp và Thụy Sỹ, được biết đến là “Thành phố của năng lượng mặt trời” với việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo và ứng dụng công nghệ năng lượng mới vào đời sống.

Hai cộng đồng dân cư Sonnenschiff (Tàu Mặt Trời) và Solarsiedlung (Làng Mặt Trời) nằm tại thành phố Freiburg tự vận hành bằng điện Mặt Trời mình sản xuất ra. Mỗi ngôi nhà đều có thể tiếp cận được nguồn nhiệt và nguồn sáng từ Mặt Trời dễ dàng. Nhà nào cũng có một mái pin Mặt Trời được thiết kế để hấp thu được nhiều ánh nắng nhất, đồng thời lại có thể che được người trong nhà khỏi ánh náng chói chang của mùa hè. Tầng áp mái của các ngôi nhà đều có một khu vườn sử dụng tối đa mọi nguồn sáng và nguồn nhiệt từ Mặt Trời.

Thư viện của Đại học Freiburg cũng được đánh giá là công trình xanh lớn và hiện đại nhất châu Âu. Sau khi được cải tiến thành mô hình tòa nhà thụ động vào năm 2015, thư viện đã tiết kiệm được hơn 2 triệu Euro/năm, tạo nguồn thu đầu tư trang thiết bị, phục vụ công tác giảng dạy, học tập của trường. Freiburg cũng tự hào vì từ giữa những năm 1990, thành phố đã xây dựng được sân vận động bóng đá sử dụng năng lượng mặt trời đầu tiên trên thế giới.

Tòa thị chính “Net-Surplus”: Tòa thị chính mới (Rathaus im Stühlinger) là tòa nhà công cộng đầu tiên trên thế giới tạo ra nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ, nhờ vào các tấm pin mặt trời tích hợp trên mặt tiền (facade) và mái nhà.

Cơ sở hạ tầng công cộng: Hơn 1.000 công trình công cộng như trường học, sân vận động, và ga tàu (ví dụ: nhà ga trung tâm Freiburg với mặt tiền 19 tầng tích hợp PV) được lắp đặt tấm pin năng lượng mặt trời.

Con đường xe đạp năng lượng mặt trời: Năm 2023, Freiburg khánh thành 300m đường dành cho xe đạp có mái che bằng 912 tấm pin mặt trời, sản xuất 280 MWh mỗi năm.

Hệ thống chiếu sáng công cộng tại khu đô thị sinh thái Vauban, Freiburg được cung cấp từ các tấm pin mặt trời lắp đặt trên mái nhà và các công trình “năng lượng dương” (PlusEnergy). Năng lượng từ ánh sáng mặt trời ban ngày được tích trữ và trả ngược lại để thắp sáng hệ thống đèn LED, bảng thông tin và các trạm Wi-Fi công cộng vào ban đêm. 65% nhu cầu điện của cả khu vực Vauban được sản xuất tại chỗ thông qua điện mặt trời và nhà máy nhiệt điện kết hợp. Việc sử dụng năng lượng sạch cho chiếu sáng công cộng góp phần giúp Freiburg cắt giảm khoảng 40.000 tấn khí thải CO2 mỗi năm.

Với mục tiêu 100% năng lượng tái tạo vào năm 2035, Freiburg kết hợp điện mặt trời vào mọi góc phố, bao gồm cả các khu vực công cộng để tối đa hóa hiệu quả.

· Tanzania: Mô hình nhà máy siêu nhỏ (Micro-factories) tại làng xã

Các sáng kiến tại vùng Kagera của Tanzania tập trung vào việc cải thiện khả năng tiếp cận năng lượng bằng cách thành lập các nhà máy siêu nhỏ cấp làng để lắp ráp và bảo trì hệ thống chiếu sáng LED giá rẻ.

Các dự án này nhằm mục đích giảm sự phụ thuộc vào dầu hỏa đắt tiền và nguy hiểm, cung cấp cho các hộ gia đình nông thôn nguồn ánh sáng bền vững và giá cả phải chăng. Các nhà máy siêu nhỏ được thành lập để cho phép các doanh nhân địa phương tự lắp ráp và bảo dưỡng đèn, thúc đẩy tạo việc làm bền vững tại địa phương.

Các nhà máy siêu nhỏ được thiết lập tại địa phương để lắp ráp và bảo trì hệ thống đèn LED chạy bằng năng lượng mặt trời. Hệ thống bao gồm một tấm pin mặt trời nhỏ (1,25 W) lắp trên mái nhà, bộ lưu trữ bằng pin AA và các mô-đun LED. Năm 2010, việc thành lập 7 nhà máy siêu nhỏ sản xuất và bán 270 hệ thống chiếu sáng LED cho nông dân nông thôn đã giúp giảm 36.300 kg CO2 mỗi năm3. Các bộ đèn được mua từ các nhà cung cấp bên ngoài, sau đó được lắp ráp và bán thông qua các nhà máy địa phương. Tiền hoàn trả cho các bộ đèn được nhân viên dự án địa phương thu để tài trợ cho các lô sản xuất tiếp theo.

Việc chuyển sang chiếu sáng bằng đèn LED cung cấp ánh sáng sáng hơn cho người dân nông thôn, cho phép cải thiện điều kiện làm việc trong các hộ gia đình nông thôn và tạo tiềm năng cho việc học tập. Dự án không chỉ cung cấp ánh sáng sạch mà còn tạo việc làm và nâng cao kỹ năng kỹ thuật cho người dân địa phương.

³ Village micro-factories for the assembly and dissemination of affordable Led-based household lighting systems

https://www.wisions.net/wp-content/uploads/2023/01/SEPS_Summary_Lighting_Tanzania_SE114.pdf#:~:text=Kagera%20Region%2C% 20NW%20Tanzania%2C%20sought%20to%20improve,establishing%20local%20micro%2D%20factories% 20at%20village%20level.

6. Tương lai sử dụng năng lượng tái tạo cho chiếu sáng tại Việt Nam

Việt Nam vẫn gặp những rào cản về vốn và kỹ thuật, các dự án chiếu sáng năng lượng tái tạo chỉ dừng lại ở quy mô trình diễn, không có tính bền vững do thiếu bảo trì. Mặt khác, rủi ro cũng đến từ sự thiếu đồng bộ giữa quy hoạch đô thị và hạ tầng năng lượng. Nếu không có hệ thống lưu trữ (BESS) hiệu quả, việc phát triển quá nóng năng lượng tái tạo có thể gây bất ổn cho lưới điện quốc gia. Ngoài ra, vấn đề ô nhiễm môi trường từ việc thải bỏ pin và bóng đèn cũ (chứa thủy ngân) nếu không có quy trình tái chế chuẩn sẽ gây phản tác dụng đối với mục tiêu “xanh”. Nếu giữ nguyên hiện trạng đầu tư và tốc độ thực thi chính sách như hiện nay, Việt Nam có thể đối mặt với thách thức trong việc theo kịp xu hướng chiếu sáng thông minh của thế giới, dù khung pháp lý đã khá đầy đủ.

Để tận dụng cơ hội chuyển dịch năng lượng, cần thực hiện song song các nhóm giải pháp cải tiến quy trình và tối ưu hóa hạ tầng như sau:

• Đẩy mạnh chuyển đổi LED: Thay thế toàn bộ các đèn HID, thủy ngân truyền thống sang đèn sử dụng công nghệ LED hiệu suất cao kết hợp cảm biến chuyển động/ánh sáng để giảm 30-50% tải trọng năng lượng trước khi tích hợp năng lượng tái tạo.
• Số hóa quản lý: Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS về hạ tầng chiếu sáng để theo dõi và bảo trì dự báo, giảm chi phí vận hành.
• Nâng cao nhận thức cộng đồng: Triển khai các chiến dịch giáo dục về lợi ích kinh tế lâu dài của đèn năng lượng mặt trời dù chi phí đầu tư ban đầu cao.
• Tích hợp Quy hoạch: Yêu cầu tích hợp Quy hoạch Chiếu sáng với Kế hoạch Năng lượng để đảm bảo tính đồng bộ.
• Áp dụng cơ chế Net Metering (thanh toán bù trừ) cho các tòa nhà sử dụng điện mặt trời tự sản tự tiêu.
• Tiêu chuẩn và Tái chế: Ban hành các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia nghiêm ngặt cho thiết bị năng lượng tái tạo và thiết lập hệ thống thu hồi, tái chế pin/bóng đèn sau sử dụng để đảm bảo vòng đời sản phẩm bền vững.
• Phát triển BESS: Ưu tiên thu hút đầu tư vào các hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin để giải quyết bài toán intermittency (tính chập chờn) của năng lượng tái tạo, đảm bảo chiếu sáng ổn định xuyên đêm.

T.S. KTS. Lương Thị Ngọc Huyền Công ty CP TVCN, TB và KĐXD – CONINCO