Trong nhiều năm, một lập luận đã chi phối cuộc tranh luận về năng lượng tái tạo: chúng không ổn định, và do đó cần hệ thống dự phòng quy mô lớn, có thể điều chỉnh được—thường là dưới dạng các nhà máy điện khí. Đó là một lập luận thuyết phục. Nhưng nó cũng đang ngày càng trở nên lỗi thời.
Bởi vì trong khi phần lớn cuộc thảo luận vẫn coi pin là một công nghệ thứ yếu, các hệ thống thực tế đang bắt đầu cho thấy điều rất khác. Lưu trữ không chỉ lấp đầy những khoảng trống nhỏ. Nó đang bắt đầu thay thế vai trò truyền thống của các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch quy mô lớn, linh hoạt. Và nó đang làm điều đó nhanh hơn hầu hết các dự báo.
Trải nghiệm thực tế của California
Ví dụ rõ ràng nhất đến từ California. Vào ngày 29 tháng 3, pin lưu trữ trên lưới điện CAISO đã cung cấp khoảng 12,3 GW điện năng trong giờ cao điểm buổi tối, đáp ứng khoảng 43% tổng nhu cầu. Đó không phải là một đóng góp nhỏ. Đó là tác động ở cấp độ hệ thống.
Để dễ hình dung hơn, điều này tương đương với sản lượng của khoảng 15 đến 20 nhà máy điện khí chu trình hỗn hợp, hoặc một số nhà máy thủy điện lớn. Quan trọng hơn, điều này đang xảy ra chính xác vào thời điểm mà những người hoài nghi cho rằng pin lưu trữ không thể hoạt động hiệu quả—trong giờ cao điểm, sau khi sản lượng điện mặt trời giảm. Và đây không còn là một sự tăng đột biến ngắn hạn nữa.
Pin lưu trữ đã duy trì hơn 20% nhu cầu lưới điện trong vài giờ trong giai đoạn tăng tải buổi tối, thay thế hiệu quả những gì theo truyền thống là một trong những khoảng thời gian tiêu thụ điện khí nhiều nhất trong ngày. Đây chính xác là khoảng thời gian mà các nhà máy điện khí từ trước đến nay được coi là không thể thiếu. Hệ thống không chỉ đối phó mà còn thích nghi.
Được xây dựng với tốc độ sản xuất
Điều khiến điều này càng trở nên quan trọng hơn là tốc độ diễn ra nhanh chóng. Công suất pin của California đã tăng từ khoảng 1,3 GW vào năm 2020 lên khoảng 17 GW hiện nay. Hơn 90% công suất đó đã được triển khai trong vòng 5 năm qua. Đó không phải là tốc độ của các dự án quy mô lớn. Đó là tốc độ sản xuất.
Và sự khác biệt đó rất quan trọng. Việc lập kế hoạch và xây dựng các hệ thống phát điện có thể điều chỉnh truyền thống, dù là khí đốt hay hạt nhân, mất nhiều năm, thậm chí hàng thập kỷ. Ngược lại, pin có thể được triển khai trong vòng vài tháng đến vài năm, mở rộng dần dần và đặt chính xác ở những nơi cần sự linh hoạt. Điều này về cơ bản thay đổi cách thức hệ thống điện có thể phát triển.
Không chỉ California
California không phải là trường hợp cá biệt. Nam Úc đã thể hiện những động lực tương tự trong nhiều năm. Với tỷ lệ năng lượng gió và mặt trời cao, được hỗ trợ bởi các hệ thống pin lưu trữ quy mô lưới điện như Hornsdale Power Reserve, khu vực này đã nhiều lần chứng minh rằng hệ thống lưu trữ có thể cung cấp khả năng kiểm soát tần số, giảm tải đỉnh và các dịch vụ đảm bảo độ tin cậy, những dịch vụ mà trước đây chủ yếu do các nguồn nhiên liệu hóa thạch đảm nhiệm.
Texas hiện đang đi theo một quỹ đạo tương tự. Công suất pin trên lưới điện ERCOT đã mở rộng nhanh chóng, đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc quản lý nhu cầu đỉnh điểm và cân bằng sự biến động từ các nguồn năng lượng tái tạo.
Trong khi đó, Trung Quốc đang mở rộng quy mô lưu trữ pin song song với việc triển khai năng lượng tái tạo quy mô lớn, tích hợp trực tiếp hệ thống lưu trữ vào các dự án năng lượng mặt trời và gió để ổn định sản lượng và giảm sự cắt giảm.
Các hệ thống khác nhau, môi trường pháp lý khác nhau, nhưng xu hướng cơ bản vẫn giống nhau. Pin đang chuyển từ vị trí bên lề sang vị trí cốt lõi trong hoạt động lưới điện.
Giả định cũ đang sụp đổ
Lập luận truyền thống chống lại năng lượng tái tạo dựa trên một tiền đề đơn giản: vì năng lượng gió và mặt trời không ổn định, chúng cần nguồn dự phòng chắc chắn có thể bật và tắt tùy ý. Trong lịch sử, vai trò đó được đảm nhiệm bởi khí đốt.
Nhưng điều mà California và các bang khác đang chứng minh hiện nay là tính linh hoạt không nhất thiết phải đến từ quá trình đốt cháy. Nó có thể đến từ việc lưu trữ. Pin phản ứng nhanh hơn các nhà máy điện khí. Chúng có thể tăng công suất tức thì. Chúng có thể hấp thụ lượng điện dư thừa và giải phóng chính xác khi cần thiết. Và khi được triển khai trên quy mô lớn, chúng có thể định hình lại toàn bộ đường cong nhu cầu.
Giờ cao điểm buổi tối, từ lâu được coi là điểm yếu của các hệ thống sử dụng nhiều năng lượng mặt trời, đang ngày càng được quản lý mà không cần phải chuyển sang sử dụng khí đốt.
Thời gian hoạt động đang được mở rộng
Một lập luận phản bác phổ biến là pin chỉ hoạt động trong thời gian ngắn. Điều đó có thể đúng vài năm trước. Nhưng hiện nay, điều đó đang dần thay đổi. Hệ thống pin hoạt động bốn giờ hiện là tiêu chuẩn ở nhiều thị trường. Công nghệ lưu trữ thời gian dài hơn đang được phát triển và triển khai, với các công nghệ từ cấu hình lithium-ion tiên tiến đến các hóa chất và khái niệm lưu trữ hoàn toàn mới.
Đồng thời, trí thông minh của hệ thống cũng đang được cải thiện. Quản lý lưới điện thông minh hơn, phản ứng theo nhu cầu và các hệ thống lai kết hợp năng lượng mặt trời, gió và lưu trữ đang mở rộng thời gian hoạt động hiệu quả của tính linh hoạt vượt xa những gì một tài sản đơn lẻ có thể cung cấp. Trên thực tế, vấn đề không chỉ nằm ở việc pin có thể xả điện trong bao lâu. Mà là cách toàn bộ hệ thống được điều phối.
Kinh tế đang vận động theo một hướng duy nhất
Quan trọng không kém sự thay đổi về kỹ thuật là sự thay đổi về kinh tế. Chi phí pin đã giảm mạnh trong thập kỷ qua, theo một quỹ đạo tương tự như năng lượng mặt trời. Mặc dù có những biến động ngắn hạn do áp lực chuỗi cung ứng, nhưng xu hướng dài hạn vẫn tiếp tục giảm mạnh.
Điều này rất quan trọng vì nó củng cố động lực tương tự như năng lượng tái tạo: sau khi được xây dựng, pin cung cấp các dịch vụ hệ thống mà không cần chi phí nhiên liệu liên tục. Điều này trái ngược hoàn toàn với các nhà máy điện khí, nơi chi phí vận hành vẫn gắn liền với thị trường nhiên liệu biến động.
Trong một thế giới của những cú sốc địa chính trị liên tục, sự khác biệt đó không chỉ là lý thuyết. Nó mang tính cấu trúc.
Suy nghĩ lại về câu chuyện “dự phòng”
Tất cả những điều này chỉ ra một sự thay đổi sâu sắc hơn trong cách thức hệ thống điện đang phát triển. Ý tưởng rằng năng lượng tái tạo cần nguồn dự phòng từ nhiên liệu hóa thạch đang được thay thế bằng một thực tế tinh tế hơn: năng lượng tái tạo cần sự linh hoạt, nhưng sự linh hoạt đó không nhất thiết phải dựa trên nhiên liệu hóa thạch. Nó có thể là điện. Nó có thể được phân tán. Và ngày càng nhiều, nó có thể được triển khai nhanh hơn và trên quy mô lớn.
Điều này không có nghĩa là khí đốt sẽ biến mất chỉ sau một đêm. Nhưng điều đó có nghĩa là vai trò của nó như một cơ chế cân bằng mặc định đang bị suy giảm dần.
Từ Sự Hoài Nghi Đến Hiện Thực Hệ Thống
Sự hoài nghi xung quanh pin là điều dễ hiểu. Hệ thống điện rất phức tạp, và độ tin cậy là điều quan trọng. Nhưng bằng chứng ngày càng rõ ràng. Pin không còn là công nghệ hỗ trợ nữa. Chúng đang trở thành trụ cột trung tâm của lưới điện hiện đại.
Chúng đang thay thế sản lượng điện đỉnh điểm. Chúng đang ổn định tần số. Chúng đang cho phép tỷ lệ năng lượng tái tạo cao hơn. Và chúng đang làm điều đó với tốc độ mà cơ sở hạ tầng truyền thống không thể theo kịp.
Điều khiến sự chuyển đổi này đặc biệt nổi bật là nó đang diễn ra một cách lặng lẽ. Không có thông báo lớn nào tuyên bố chấm dứt vai trò của khí đốt như một công cụ cân bằng. Không có khoảnh khắc nào mà hệ thống bị đảo chiều. Thay vào đó, có sự tích lũy ổn định về công suất, khả năng và sự tự tin. Vài gigawatt ở đây. Vài giờ phủ sóng ở đó. Một đỉnh điểm được giảm bớt. Một sự tăng giảm được quản lý. Cho đến khi đột nhiên, hệ thống trông rất khác.
Một Xương Sống Mới
Trong nhiều thập kỷ, xương sống của hệ thống điện được định nghĩa bởi các nhà máy lớn, tập trung có thể được bật và tắt khi cần thiết. Mô hình đó không biến mất chỉ sau một đêm. Nhưng nó đang được bổ sung, và ngày càng bị thách thức, bởi một thứ gì đó linh hoạt hơn, có tính mô-đun hơn và triển khai nhanh hơn. Pin không chỉ hỗ trợ lưới điện. Chúng đang bắt đầu trở thành xương sống mới của lưới điện.
Và thực tế đó càng được nhận ra sớm thì cuộc tranh luận càng có thể vượt qua những giả định lỗi thời và hướng tới một hệ thống không chỉ sạch hơn mà còn thích ứng tốt hơn về cơ bản với những biến động của một thế giới đầy bất ổn.
Nguồn tin: Xangdau.net
