Nhờ các tiến bộ của khoa học và công nghệ, nên hiện nay, các công nghệ sản xuất điện năng từ các nguồn năng lượng tái tạo đã đạt được trình độ tiên tiến và đã được thương mại hóa trên phạm vi toàn cầu. Giá thành điện năng năng lượng tái tạo đã có thể cạnh tranh sòng phẳng đối với giá điện năng được sản xuất từ các nguồn hóa thạch. Bên cạnh đó, năng lượng tái tạo còn có thêm các ưu việt khác như là các nguồn năng lượng sạch và có “trữ lượng” có thể nói là vô tận nhờ đặc tính “tái tạo” của chúng. 

Hiện nay, việc khai thác, ứng dụng của các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) chủ yếu là để sản xuất điện. Các công nghệ phát điện NLTT đã được thương mại hóa bao gồm: (1) Điện mặt trời quang điện (PV); (2) Nhiệt điện mặt trời (CSP); (3) Điện gió trên bờ; (4) Điện gió ngoài khơi; (5) Điện sinh khối; (6) Điện địa nhiệt và (7) Thủy điện.

Dưới đây sẽ đưa ra các so sánh các thông số kinh tế - kỹ thuật chính của các công nghệ điện NLTT như: Suất đầu tư, Hệ số công suất và Giá điện năng. Muốn vậy, trước hết cần hiểu rõ hơn về các thông số được so sánh.

Các thông số được so sánh dưới đây là các thông số trung bình trọng số thống kê và được gọi tắt là các thông số trung bình thống kê.

1.1. Suất đầu tư trung bình thống kê

Suất đầu tư là tổng chi phí để xây dựng hoàn thiện 1 đơn vị công suất nhà máy sản xuất điện, tính ra USD/kW hay USD/MW, ... Các chi phí này bao gồm: (i) chi phí phát triển dự án; (ii) chi phí mua sắm thiết bị, vật tư, vật liệu; (iii) chi phí đất đai, mặt bằng; (iv) chi phí nhân công xây dựng và (v) các chi phí liên quan khác. Các chi phí này phụ thuộc rất nhiều vào khu vực xây dựng cũng như thời gian thực hiện dự án, nên nói chung, các dự án khác nhau sẽ có Suất đầu tư khác nhau. Vì vậy, để so sánh Suất đầu tư của các công nghệ NLTT người ta thường sử dụng thông số gọi là Suất đầu tư trung bình thống kê. Vậy, Suất đầu tư trung bình thống kê là gì? Ta sẽ giải thích thông qua một ví dụ cụ thể dưới đây.

Giả sử, hiện nay, trên phạm vi Châu Á, có tổng số N nhà máy sản xuất điện gió trên bờ, trong đó có n1 nhà máy có Suất đầu tư S1; n2 nhà máy có Suất đầu tư S2, v.v… và nN  nhà máy có Suất đầu tư SN. Khi đó, Suất đầu tư trung bình thống kê đối với công nghệ điện gió trên phạm vi Châu Á sẽ là:

                                                                             (1)

Nếu việc thống kê được tiến hành trên phạm vi thế giới thì STB sẽ là suất đầu tư trung bình thống kê trên phạm vi thế giới.

Cụ thể hơn, ví dụ, nếu khảo sát 22 nhà máy điện gió trong phạm vi Châu Á, thấy có n1 = 10 nhà máy  có Suất đầu tư S1 = 1750 USD/kW, n2 = 7 nhà máy có Suất đầu tư S2 = 1850 USD/kW và n3 = 5 nhà máy có Suất đầu tư S3 = 1920 USD/kW, thì Suất đầu tư trung bình thống kê đối với công nghệ điện gió ở Châu Á sẽ là: 

   USD/kW

1.2. Hệ số công suất trung bình thống kê

Hệ số công suất của một nhà máy sản xuất điện, tính ra %, là tỷ số giữa tổng điện năng thực tế mà nhà máy đó sản xuất ra được trong một khoảng thời gian nào đó và tổng điện năng lý tưởng khi giả thiết rằng nhà máy đó chạy hết công suất thiết kế và sản xuất liên tục trong khoảng thời gian nói trên. Thông thường khoảng thời gian để xác định Hệ số công suất là 1 năm. Tất nhiên, tỷ lệ này cũng là tỷ lệ giữa công suất thực tế nhà máy đó vận hành và công suất thiết kế trong khoảng thời gian nào đó.

Ví dụ, một nhà máy điện mặt trời (PV) có công suất thiết kế là 75MW. Nếu nó làm việc hết công suất và liên tục trong một năm thì tổng điện năng lý thuyết (mật độ năng lượng mặt trời được xem là luôn bằng 1 kW/m2) được sản xuất ra sẽ là ELT :

ELT = 75MW x 365 ngày/năm x 24 giờ/ngày = 657.000 MWh/năm = 657.000.000 kWh/năm

Trong thực tế, do nắng chỉ có trong thời gian ban ngày, mật độ năng lượng mặt trời lại thay đổi liên tục, không ổn định và nói chung rất nhỏ hơn 1 kW/m2, nên tổng điện năng thực tế ETT mà nhà máy điện mặt trời nói trên sản xuất ra hàng năm chỉ đạt được khoảng ETT = 98.550.000 kWh/năm. Do đó Hệ số công suất của nhà máy chỉ là:

Do điều kiện bức xạ mặt trời ở mỗi địa phương, mỗi quốc gia là khác nhau nên Hệ số công suất cũng khác nhau đối với các dự án khác nhau. Vì vậy, để so sánh người ta cũng thường sử dụng Hệ số công suất trung bình thống kê. Định nghĩa Hệ số công suất trung bình thống kê HSCSTB cũng tương tự như đối với Suất đầu tư trung bình thống kê đã nói ở trên, tức là:

                                                            (2)

trong đó n1 là số nhà máy có Hệ số công suất HSCS1, n2 là số nhà máy có Hệ số công suất HSCS2, v.v…

1.3. Giá điện trung bình thống kê

Như đã nói, các dự án điện NLTT khác nhau sẽ có Suất đầu tư và Hệ số công suất khác nhau, và do đó tất nhiên là Giá điện năng cũng sẽ khác nhau. Và để so sánh người ta cũng sử dụng Giá điện năng trung bình thống kê. Định nghĩa và cách tính Giá điện năng trung bình thống kê cũng tương tự như đối với Suất đầu tư và Hệ số công suất trung bình thống kê đã nói ở trên.

Bảng 1 là các giá trị của một số thông số trung bình thống kê của các công nghệ điện NLTT trên phạm vi thế giới và Châu Á được tham khảo từ các Tài liệu “REN 21- Global Renewables Report 2016”, “NREL Cost of Energy Report – 2011 – NREL 56266” và “Renewable Energy Medium Term Market Report 2015. Market Analysis and Forecasts to 2020. International Energy Agency (IEA)”.   

Nhận xét: Từ các số liệu trong bảng 1 có thể nhận thấy như sau:

Trên phạm vi thế giới thì thấp nhất là các công nghệ thủy điện (1764,7 USD/kW) và điện gió trên bờ (1765 USD/kW) và cao nhất là công nghệ nhiệt điện mặt trời (CSP, 5785 USD/kW), tiếp đến là công nghệ điện gió ngoài khơi. 

Tuy nhiên, ở phạm vi Châu Á, thì Suất đầu tư thấp nhất lại là công nghệ điện gió trên bờ (1263 USD/kW), cao nhất là công nghệ CSP (4423 USD/kW). Đặc biệt, ở Châu Á, Suất đầu tư đối với công nghệ điện mặt trời (PV) đã giảm xuống rất thấp (1414 USD/kW), thấp hơn cả Suất đầu tư đối với thủy điện. Đối với Châu Á, chưa có các thống kê đối với công nghệ điện gió ngoài khơi. 

Hệ số công suất của các công nghệ NLTT phụ thuộc rất nhiều vào khu vực/địa phương xây dựng dự án  và loại công nghệ NLTT. Trên phạm vi thế giới, Hệ số công suất tốt nhất là đối với các công nghệ điện địa nhiệt (77%) và sinh khối (71%); Thấp nhất là công nghệ điện mặt trời (18%). Thủy điện và công nghệ điện gió ngoài khơi cũng có Hệ số công suất khá cao, lần lượt là 47% và 42%. 

Ở phạm vi Châu Á, thì vị trí so sánh về Hệ số công suất đối với các công nghệ điện NLTT cũng tương tự như đối với phạm vi thế giới. Nói riêng, Hệ số công suất trung bình thống kê của công nghệ điện mặt trời khá thấp, chỉ khoảng 16%.

Giá điện của các công nghệ điện NLTT cũng phụ thuộc nhiều vào loại công nghệ, khu vực xây dựng dự án cũng như qui mô dự án. Ở phạm vi thế giới, Giá điện thấp nhất là  đối với các công nghệ thủy điện (0,055 USD/kWh), tiếp đến là các công nghệ điện sinh khối (0,067 USD/kWh), điện gió trên bờ (0,077 USD/kWh) và điện địa nhiệt (0,078 USD/kWh). Đáng chú ý là, Giá điện mặt trời tương đối thấp (0,133 USD/kWh). 

Ở phạm vi Châu Á, thứ tự về giá trị cũng tương tự như đối với phạm vi thế giới. Tuy nhiên, nhìn chung, thấp hơn một bậc. Đáng chú ý là, Giá điện mặt trời khá thấp, chỉ khoảng 0,11 USD/kWh. 

Cũng từ các tài liệu tham khảo nói trên, giá điện đối với các công nghệ điện năng lượng hóa thạch hiện nay dao động trong khoảng từ 4 đến 13 UScents/kWh, phụ thuộc vào công nghệ và dự án. Điều này cho thấy, phần lớn các công nghệ NLTT, trừ các công nghệ điện gió ngoài khơi và nhiệt điện mặt trời (CSP), đều đã nằm lọt vào trong khoảng dao động của các công nghệ năng lượng hóa thạch, tức là nằm trong khoảng (4 : 13) USD/kWh.

Từ các số liệu so sánh, thấy rằng, hiện nay các công nghệ điện NLTT đã hoàn toàn có thể cạnh tranh về mặt kinh tế đối với các công nghệ điện năng lượng hóa thạch. Còn những ưu việt khác của các nguồn và công nghệ NLTT như là tính sạch, không gây ô nhiễm môi trường; tính tái tạo hay có “trữ lượng” gần như vô tận, v.v… thì các nguồn năng lượng hóa thạch không bao giờ có. Vì vậy, NLTT đã và sẽ trở thành nguồn và công nghệ năng lượng chính của thế kỷ 21 và của tương lai.