Giải pháp nào giải quyết bài toán cung - cầu "điện sạch"

Điện mặt trời tăng trưởng "nóng" nhưng lại lệch pha với thời điểm cao điểm sử dụng điện khiến cung - cầu năng lượng bị lệch pha khiến các nhà quản lý sẽ phải tính đến bài toán lưu trữ cùng với quy hoạch lại nguồn cung vô tận này để đảm bảo an ninh năng lượng khi giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hoá thạch.

Trong dự thảo Quy hoạch Phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021-2030 tầm nhìn đến năm 2045 (Quy hoạch điện VIII) đang được đưa ra lấy ý kiến, tỉ lệ điện gió, mặt trời và năng lượng tái tạo khác sẽ đạt gần 30% vào năm 2030.

Cũng nhờ điều kiện thuận lợi và có tiềm năng lớn, năng lượng tái tạo như điện gió, điện mặt trời đã phát triển mạnh tại Việt Nam. Báo cáo từ Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) cho hay, hết năm 2020, tổng công suất lắp đặt về điện mặt trời trên cả nước đã đạt tới khoảng 19.400 MWp; toàn bộ sản lượng điện phát từ điện mặt trời trên toàn quốc trong cả năm 2020 là 10,6 tỉ kWh.

Điện mặt trời đang trong giai đoạn tăng trưởng "nóng" nhưng lại đang bị lệch pha với cao điểm sử dụng của người dùng

Điện mặt trời đang trong giai đoạn tăng trưởng "nóng" nhưng lại đang bị lệch pha với cao điểm sử dụng của người dùng.

Theo EVN, nguồn phát điện mặt trời hiện chiếm tỉ trọng khoảng 25% tổng công suất đặt của toàn hệ thống. Tuy nhiên, sự phát triển nóng của nguồn điện này đã dẫn đến hiện tượng quá tải vào thời điểm buổi trưa (từ 10h00 - 14h00) do phụ tải thấp và bức xạ điện mặt trời tốt nhất trong ngày. Trong khi giờ cao điểm của sử dụng điện lại rơi vào khoảng từ 17h00 - 18h30 và lúc này không còn ánh nắng mặt trời.

Điều này đã bộc lộ những khó khăn, bất cập trong vận hành hệ thống điện. Để đảm bảo cung cấp điện, hệ thống điện luôn cần phải duy trì sẵn sàng một số tổ máy phát điện truyền thống có khả năng linh hoạt khi có nhu cầu phủ đỉnh (tiêu thụ điện ở mức cao nhất).

Theo Tiến sỹ Nguyễn Mạnh Hiến, Hiệp hội Năng lượng sạch, tỉ trọng của các nguồn năng lượng tái tạo trong hệ thống điện ngày càng tăng và kèm theo đó là tính bất ổn định trong vận hành cũng gia tăng tương ứng, gây khó khăn cho điều độ hệ thống điện.

Để đảm bảo an ninh, an toàn trong vận hành hệ thống điện, Trung tâm Điều độ hệ thống điện Quốc gia không thể huy động toàn bộ công suất khả dụng của nguồn điện; trong đó có nguồn năng lượng tái tạo, do vậy buộc phải giảm công suất lên lưới. Điều này đặt ra yêu cầu phải tìm đến giải pháp lưu trữ điện để gia tăng hiệu quả đầu tư, tránh lãng phí nguồn năng lượng.

Trao đổi về vấn đề này, TS. Nguyễn Huy Hoạch, Hiệp hội Năng lượng Việt Nam cho rằng, việc lưu trữ năng lượng là công nghệ tất yếu, bắt buộc phải đồng hành với phát triển năng lượng tái tạo khi tiến tới hạn chế xây dựng các nguồn năng lượng hóa thạch.

Bên cạnh đó mức độ tăng trưởng "nóng" này còn tạo nên sức ép đối với hệ thống truyền tải điện hiện nay

Bên cạnh đó mức độ tăng trưởng "nóng" này còn tạo nên sức ép đối với hệ thống truyền tải điện hiện nay.

Ngoài phát triển thủy điện tích năng để phát điện phủ đỉnh, nhiều nước đã phát triển rất tốt công nghệ lưu trữ năng lượng như: Hoa Kỳ, Trung Quốc, Hàn Quốc, Australia…thậm chí là Thái Lan. Hiện tại ở Hawaii đã có 25% năng lượng là từ các nguồn lưu trữ và dự kiến đến năm 2045 sẽ là 100%.

“Ở Việt Nam, việc tính đến các giải pháp lưu trữ vẫn còn ở giai đoạn khởi động. Đã đến lúc chúng ta cần xem xét nghiêm túc việc nghiên cứu, chế tạo các pin lưu trữ năng lượng, đặc biệt cho năng lượng mặt trời nhằm đảm bảo an ninh năng lượng và phát triển bền vững”, TS. Nguyễn Huy Hoạch nhấn mạnh.

Trên thực tế, tại Việt Nam, nhiều khách hàng khi lắp đặt điện mặt trời đã tính đến các giải pháp lưu trữ điện, nhất là tại các khu vực chưa có lưới điện.

Ông Nguyễn Văn Lý, Phó Tổng giám đốc Tổng công ty Điện lực miền Nam (EVNSPC) cho biết, tại các nước phát triển như châu Âu hay Australia, Canada, các trung tâm sản xuất năng lượng mặt trời hoặc gia đình hiện đều áp dụng giải pháp trữ điện. Riêng tại Việt Nam giải pháp này cũng đang được nhiều khách hàng chọn đầu tư.

Việt Nam hiện chưa sản xuất được thiết bị pin, ắc quy trữ điện cho hệ thống năng lượng mặt trời, các thiết bị này bày bán trên thị trường hầu hết đều là hàng nhập khẩu.

Ông Nguyễn Anh Tuấn, Giám đốc Trung tâm Năng lượng tái tạo - Viện Năng lượng (Bộ Công Thương) cho rằng, hiện có rất nhiều hệ thống lưu trữ điện năng khác nhau và mỗi hệ thống lưu trữ lại có đặc tính, công nghệ khác nhau. Do đó, việc nghiên cứu để lựa chọn những hệ thống tối ưu, giảm nhẹ tác động của nguồn năng lương tái tạo, tăng cường các hệ thống lưu trữ điện là những bài toán cấp thiết đang đặt ra.

Hệ thống lưu trữ năng lượng cho phép sử dụng điện mặt trời chi phí thấp vào giờ trưa để sạc và phát vào giờ cao điểm để đáp ứng nhu cầu phụ tải đỉnh. Bởi thực tế, nguồn điện mặt trời, điện gió không liên tục và biến động thất thường, nên có thể gây ra những vấn đề về tần số, điện áp, điều độ đối với đơn vị vận hành lưới điện.

Giám đốc điều hành Trung tâm Phát triển Sáng tạo Xanh (GreenID) - bà Ngụy Thị Khanh cho biết, Việt Nam cần sớm có chính sách thúc đẩy ứng dụng giải pháp tích trữ với các nhà máy năng lượng tái tạo, hoặc cho toàn hệ thống để không lãng phí nguồn đầu tư hiện tại của xã hội, từ đó thực hiện chuyển dịch sang năng lượng sạch nhanh nhất có thể.

TS Nguyễn Huy Hoạch cho rằng, ngoài phát triển thủy điện tích năng, Việt Nam có thể tiến tới phát triển các sản phẩm pin ôxy hóa khử Vanadium – loại pin của tương lai của công nghệ lưu trữ. Loại pin này có tính kỹ thuật phù hợp, tương thích với các hệ thống sản xuất năng lượng tái tạo vốn không ổn định, như: khả năng nâng cấp một cách độc lập dung lượng lưu trữ, tuổi thọ cao, chi phí bảo dưỡng thay thế thấp... phục vụ trong sản xuất nông nghiệp, chiếu sáng tại sân bay, canh tác thanh long...