Nhu cầu tiêu thụ điện toàn cầu tăng 58% từ nay tới 2040 (tương đương 2%/năm). Nhu cầu này ngày càng ít phụ thuộc vào GDP, tuy vậy tỷ trọng cường độ tiêu thụ điện so với GDP sẽ giảm 27% từ 2016-2040.
Từ nay đến 2040, khoảng 10,2 ngàn tỷ đô la Mỹ sẽ được đầu tư vào nguồn điện mới. Trong đó 72% là đầu tư cho năng lượng tái tạo, tương đương 7,4 ngàn tỷ. Đầu tư vào điện mặt trời là 2,8 ngàn tỷ, điện gió 3,3 ngàn tỷ. Mỗi năm đầu tư vào NLTT tăng 400 tỷ đô la. Tốc độ đầu tư vào điện gió sẽ tăng hơn so với điện mặt trời.
Điện gió và điện mặt trời chiếm 48% tổng công suất lắp đặt và 34% sản lượng điện toàn thế giới vào năm 2040. So với mức hiện tại chỉ 12% công suất và 5% sản lượng tương ứng.
Công suất điện mặt trời tăng 14 lần và điện gió tăng 4 lần từ nay tới 2040. Năng lượng tái tạo sẽ đạt mức 74% công suất ở Đức, 38% ở Mỹ, 55% ở Trung Quốc, và 49% ở Ấn Độ vào năm 2040 nhờ sự phát triển của công nghệ ắc quy dự trữ.
Chi phí sản xuất điện quy dẫn (*LCOE) từ điện mặt trời giảm 66% vào năm 2040, một đô la Mỹ khi đó có thể mua 2,3 lần lượng năng lượng mặt trời so với hiện nay. Chi phí quy dẫn của điện gió (trên cạn) giảm 47% vào năm 2040, nhờ công nghệ tuốc bin hiệu quả và quy trình bảo dưỡng vận hành đồng bộ.
Chi phí điện gió trên cạn giảm nhưng điện gió ngoài khơi giảm còn nhanh hơn nữa. Chi phí quy dẫn của điện gió ngoài khơi giảm 74% vào năm 2040, nhờ kinh nghiệm, sự cạnh tranh, giảm thiểu rủi ro, và tính kinh tế nhờ quy mô từ các dự án lớn với tuốc bin lớn hơn.
Điện mặt trời hộ gia đình sẽ trở thành 1 phần quan trọng trong ngành điện. Vào năm 2040, điện mặt trời trên mái nhà sẽ chiếm tới 24% sản lượng điện ở Úc, 20% ở Brazil, 15% ở Đức, 12% ở Nhật Bản, và 5% ở Mỹ và Ấn Độ.
Xe điện sẽ tăng cường việc sử dụng và cân bằng hệ thống điện. Ở Châu Âu và Mỹ, xe điện chiếm 13% và 12% tổng công suất sản xuất điện vào 2040. Xạc xe điện linh hoạt, nhất là khi các nguồn tái tạo đang phát điện, giá bán buôn điện thấp, sẽ giúp hệ thống cân bằng được sự bất ổn định của gió và mặt trời.
Sự tăng trưởng thị trường xe điện sẽ giúp giảm chi phí pin lithium-ion xuống 73% vào năm 2030. Các loại ắc quy sử dụng pin lithium-ion cho dự trữ năng lượng sẽ đạt giá trị 20 tỷ đô la Mỹ vào năm 2040, tăng gấp 10 lần so với hiện nay. Các loại ắc quy quy mô nhỏ lắp đặt cho hộ gia đình và doanh nghiệp kết hợp cùng hệ thống pin quang điện sẽ chiếm 57% tổng công suất dự trữ năng lượng vào năm 2040.
Năm 2030, điện gió và mặt trời sẽ bắt đầu chiếm ưu thế so với nhiệt điện than trong vận hành ở 1 số nước, đánh dấu sự tăng trưởng của năng lượng tái tạo và suy giảm của nhiệt điện than. Chỉ 35% các nhà máy nhiệt điện than trong kế hoạch được xây dựng. Có nghĩ là khoảng 369GW các dự án điện than sẽ bị hủy bỏ và nhu cầu toàn cầu về tahn sẽ giảm 15% vào năm 2040 so với năm 2016. Nhiệt điện than toàn cầu sẽ đạt đỉnh 2026 và giảm dần. Tăng trưởng điện than tập trung chủ yếu ở Châu Á, trong khi giảm mạnh ở Châu Âu và Mỹ. Nhiệt điện than ở Trung Quốc đạt đỉnh trong 10 năm tới.
Khí thiên nhiên sẽ trở thành nguồn nhiên liệu chuyển tiếp, nhưng không giống như hầu hết chúng ta nghĩ. Công suất nhiệt điện chạy khí sẽ tăng 16% vào năm 2040, nhưng các nhà máy nhiệt điện ga này sẽ hoạt động giống như các nguồn linh hoạt để bù trừ phụ tải đỉnh cũng như tăng cường ổn định của hệ thống hơn là việc thay thế các nguồn than chạy phụ tải nền. Ở Bắc Mỹ nơi dồi dào khí thiên nhiên (giá rẻ), điện khí chiếm vai trò chủ chốt, đặc biệt trong tương lai gần. Đầu tư vào điện khí ở Châu Á Thái Bình Dương sẽ bằng tất cả các nước khác cộng lại. Riêng Trung Quốc và Ấn Độ đạt 4 ngàn tỷ. Trung Quốc chiếm 28%, Ấn Độ chiếm 11% tổng đầu tư điện khí trong khu vực từ 2017-2040.
Nhật Bản và Hàn Quốc chuyển từ khí thiên nhiên sang than, sau đó sang điện mặt trời. Khí thiên nhiên sẽ giảm ở cả hai nước do khoảng 30GW công suất than được lắp đặt trong vòng 1 thập kỷ tới – Nhật Bản và Hàn Quốc là hai quốc gia duy nhất trong khối OECD được dự báo sẽ xây dựng lượng nhiệt điện than lớn như vậy. Nhu cầu điện khí ở hai nước này giảm gần 50% trong vòng 10 năm tới.
Úc sẽ trở thành nước có nguồn điện phân tán lớn nhất thế giới. Năm 2040, khoảng 45% công suất điện của Úc là tự phát. Hệ thống lưới điện hóa thạch sẽ chuyển dần sang lưới điện tái tạo khi gió, mặt trời và ắc quy dự trữ thay thế nhiệt điện than hết “đát”.
Ở Châu Âu, đầu tư năng lượng tái tạo dự kiến tăng 2,6%/năm, đạt 40 tỷ đô la mỗi năm. Tổng đầu tư năng lượng tái tạo giai đoạn 2017-2040 đạt 1 ngàn tỷ đô la Mỹ. Công suất tải nền Châu Âu có thể giảm 29%, và bị thay thế bằng các nguồn linh hoạt, không ổn định khác. Một nửa nguồn phát điện của Châu Âu sẽ từ năng lượng tái tạo vào năm 2040, một thách thức với ổn định hệ thống điện. Với gần 97% công suất điện từ nhiên liệu hóa thạch vào năm 2040 phục vụ cho phụ tải đỉnh, các nhà máy nhiệt điện chạy thiếu công suất sẽ trở nên phổ biến. Lưới điện khi đó sẽ ưu tiên cho 103GW điện từ năng lượng tái tạo và nguồn linh hoạt bao gồm 56GW ắc quy dự trữ.
Đầu tư năng lượng tái tạo tại Mỹ La Tinh đạt mức bình quân 50 tỷ đô la Mỹ/năm từ nay tới 2040, đạt mức 1,5 ngàn tỷ giai đoạn 2017-2040. Tổng đầu tư vào điện mặt trời tăng nhanh hơn điện gió – mức tăng 1,5% điện mặt trời và 0,8% điện gió hàng năm. Điện than ở Mỹ giảm 45% do các nhà máy hết tuổi thọ vận hành và được thay bằng khí thiên nhiên và năng lượng tái tạo. Năm 2023, điện gió đất liền và điện mặt trời cạnh tranh được với điện khí thiên nhiên tại Mỹ. Năm năm sau (2028), điện mặt trời sẽ vượt điện khí về công suất phát. Mỗi năm điện mặt trời tăng 15GW, tương đương 10 tỷ đô la Mỹ.
Tổng phát thải toàn cầu từ ngành điện đạt đỉnh năm 2026, ở mức 14,1 Gt (tỷ tấn), và giảm 1%/năm từ 2040 trở đi. Tuy nhiên, mức giảm đó vẫn chưa đủ để đảm bảo thực hiện cam kết khí hậu tại hội nghị Paris COP21. Ước tính thế giới sẽ cần đầu tư thêm 5,3 ngàn tỷ (tương đương 3,9TW) cho công nghệ không các-bon để thay thế cho hệ thống điện hiện tại nhằm đạt mức tăng 2 độ C theo cam kết.
