Lưới điện thông minh trong xu thế chuyển đổi năng lượng và hành trình của Việt Nam

Một số câu hỏi còn bỏ ngỏ trong ‘chuyển đổi năng lượng công bằng’ Đối tác chuyển đổi năng lượng công bằng (JETP) là một trong những cơ chế tài chính cao cấp nhất được thiết kế để chuyển tiền từ các nền kinh tế giàu có sang một số nước đang phát triển, hướng tới mục đích loại bỏ nhiên liệu hóa thạch. Năm 2021, Nam Phi đã ký thỏa thuận đầu tiên và hiện nay đã có một số quốc gia khác đang bắt đầu triển khai. Tuy nhiên, quá trình này diễn ra chậm chạp và đầy rủi ro chính trị. Câu hỏi đặt ra là: Liệu những kế hoạch “hoàn hảo” như vậy có đủ toàn diện, hiệu quả và kịp thời để biến cam kết thành hiện thực? (Tổng hợp của CTV Tạp chí Năng lượng Việt Nam).

Chuyển dịch năng lượng nhìn từ Quy hoạch điện VIII của Việt Nam Theo nhìn nhận của chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam: Nhu cầu trong tương lai, nguồn cung cấp nhiên liệu, phát triển nguồn điện và khung pháp lý về năng lượng là các yếu tố chính trong Quy hoạch điện VIII cần xem xét trong quá trình chuyển dịch năng lượng ở Việt Nam.

Chồng chéo, bất cập của chính sách đang trói buộc kế hoạch phát triển truyền tải điện quốc gia Qua quá trình thực hiện đầu tư xây dựng lưới điện truyền tải theo Quy hoạch điện VII (điều chỉnh) đã cho thấy những trở ngại (từ bước quy hoạch, đến chuẩn bị đầu tư, thực hiện đầu tư xây dựng và đưa vào vận hành). Các trở ngại bao gồm cả cơ chế, chính sách, trình tự thủ tục và nội tại chủ đầu tư, nhà thầu dự án... Dưới đây, chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam đánh giá một số nội dung về chính sách đã, đang gây ảnh hưởng đến tiến độ phát triển truyền tải điện ở nước ta và giải pháp khắc phục.

Lưới điện thông minh - sản phẩm của công nghệ số:

Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) định nghĩa: Lưới điện thông minh là “mạng lưới điện sử dụng công nghệ kỹ thuật số và các công nghệ tiên tiến khác để giám sát, quản lý việc vận chuyển điện từ tất cả các nguồn phát nhằm đáp ứng nhu cầu điện khác nhau của người dùng cuối”. Nói một cách đơn giản, công nghệ lưới điện thông minh cho phép truyền số liệu sử dụng điện hai chiều tới các gia đình và doanh nghiệp cung cấp điện, do đó việc phân phối có thể được kiểm soát theo thời gian thực. Có rất nhiều phần mềm, phần cứng khác nhau có thể thực hiện được điều này, cả ở phía người tiêu dùng và là một phần của hoạt động lớn hơn của các công ty điện lực, cũng như nhà phân phối điện.

Sự khác biệt chính giữa lưới điện thông minh và hệ thống lưới điện truyền thống là ngoài việc sử dụng cơ sở hạ tầng kỹ thuật số, lưới điện thông minh thường được phân cấp nhiều hơn. Điều này cho phép tạo ra một hệ thống lưới điện linh hoạt, có khả năng thích ứng, có thể ứng phó tốt hơn với tình trạng mất điện và hư hỏng so với lưới điện truyền thống.

Với sự gia tăng song song trong việc sử dụng xe điện (EV), cách tiếp cận linh hoạt với lưới điện đã tạo ra một hiện tượng thú vị được gọi là xe nối lưới (V2G). Tại đây, người dùng xe điện sẽ sạc khi năng lượng rẻ, thường là vào ban đêm, sau đó bán năng lượng này trở lại lưới điện vào những thời điểm có nhu cầu cao nhất. Một cuộc thử nghiệm hệ thống này ở Anh cho thấy: Người dùng xe điện có thể tiết kiệm tới 840 bảng Anh mỗi năm, nếu vận hành phương tiện của mình theo cách này.

Thông thường, lưới điện thông minh dựa vào các công nghệ sau:

- Submeters: Thiết bị đo lường, giám sát năng lượng được lắp đặt trong các cơ sở dân cư, thương mại và công nghiệp để theo dõi chặt chẽ mức tiêu thụ điện năng.

- Mạng khu vực gia đình (HAN): Mạng liên lạc trong một hộ gia đình giúp kết nối nhiều thiết bị điện tử và kỹ thuật số khác nhau ngoài các thiết bị thông minh.

- Hệ thống quản lý năng lượng: Một tập hợp các công cụ khác nhau được các công ty điện lực sử dụng để giám sát việc sử dụng, quản lý tình trạng mất điện và kiểm soát việc phân phối.

- Thiết bị thông minh: Các thiết bị gia dụng khác nhau có cài đặt giúp cung cấp dữ liệu sử dụng trở lại lưới điện thông minh.

Đầu tư công nghệ lưới điện thông minh tăng trưởng ra sao?

Có bao nhiêu người quan tâm đến lưới điện thông minh và ai là người chơi chính? Trả lời câu hỏi này, dữ liệu từ IEA cho biết: Đầu tư vào công nghệ lưới điện thông minh đã tăng trưởng ổn định hàng năm (tính đến vào năm 2022 đầu tư toàn cầu chạm mốc 64 tỷ USD).

Tỷ lệ đầu tư lưới điện tập trung vào công nghệ kỹ thuật số đã tăng vọt. Một báo cáo về lưới điện thông minh từ công ty mẹ GlobalData của Future Power Technology lưu ý: “Theo IEA, tỷ trọng kỹ thuật số trong chi tiêu đầu tư vào lưới điện đạt mức tăng 20% vào năm 2022, từ mức 11% vào năm 2015”. Báo cáo này cũng cho biết: CenterPoint Energy Inc, Duke Energy, EDF, Eon, Enel, Engie, Iberdrola, Southern Company và Vattenfall là những “gã khổng lồ” dẫn đầu hiện nay trên thế giới trong lĩnh vực lưới điện thông minh.

Tại sao lưới điện thông minh lại hữu ích?

Việc chuyển đổi sang năng lượng tái tạo (NLTT) đã tạo ra những vấn đề nghiêm trọng cho lưới điện trên toàn cầu, nhiều trong số đó đơn giản là không được trang bị để xử lý tình trạng tăng đột biến và tạm sa thải nguồn điện của NLTT. Năm 2022, công ty truyền tải National Grid của Anh đã chi 215 triệu bảng Anh (257 triệu USD) để tắt các tua bin gió vào những ngày đặc biệt nhiều gió. Vào thời điểm phát điện cao điểm, tình trạng “tắc nghẽn cổ chai lưới điện” đòi hỏi phải tắt tua bin để tránh thiệt hại do cơ sở hạ tầng lưới không đủ.

Không giống như lưới điện truyền thống, lưới điện thông minh có thể xử lý tính chất không liên tục của năng lượng tái tạo. Khi có công nghệ phù hợp, với đủ hệ thống lưu trữ năng lượng, lưới điện thông minh có thể tự động lưu trữ năng lượng dư thừa khi nguồn cung dồi dào và giải phóng năng lượng đó khi nhu cầu lên đến đỉnh điểm.

Tích hợp lưới điện thông minh có thể giúp tiết kiệm hiệu quả lớn, là bước quan trọng hướng tới việc giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào nhiên liệu hóa thạch và giảm thiểu tác động biến đổi khí hậu của hệ thống năng lượng.

Ở quy mô nhỏ hơn, công nghệ lưới điện thông minh tại gia (như công tơ thông minh) có thể giúp người tiêu dùng đối phó với chi phí năng lượng tăng cao. Công tơ thông minh có thể hiển thị nhanh thông tin về giá theo thời gian thực, giúp người dùng cuối xác định các thiết bị sử dụng nhiều năng lượng và đưa ra lựa chọn sáng suốt để giảm hóa đơn năng lượng. Ở Anh, theo ước tính của Chính phủ, thì người sử dụng công tơ thông minh đã giảm mức sử dụng điện xuống 3,0% và 2,2%, mặc dù vẫn cần nghiên cứu thêm.

Độ tin cậy của lưới điện thông minh khi hệ thống đáp ứng nhu cầu chính xác được triển khai cũng là một lợi thế lớn. Khi biến đổi khí hậu tăng mức độ tàn phá của thời tiết cực đoan, việc có một hệ thống lưới có khả năng thích ứng để đảm bảo cung cấp điện ổn định là chìa khóa mang lại sự an toàn và thoải mái cho tất cả chúng ta.

Cư dân Texas của Hoa Kỳ đã biết được tầm quan trọng của lưới điện ổn định vào tháng 2 năm 2021, khi hơn 4 triệu người bị mất kết nối với lưới điện sau một cơn bão khiến nhiệt độ giảm xuống -15°C. Tai họa này khiến hàng trăm người chết và thiệt hại khoảng 195 tỷ USD. Tại Ohio, Illuminating - Chi nhánh của FirstEnergy hy vọng tránh được tình trạng tương tự cho người dân Ohio bằng cách lắp đặt các thiết bị và hệ thống tự động để ngăn chặn tình trạng gián đoạn dịch vụ khi thời tiết khắc nghiệt.

Rõ ràng, lưới điện của chúng ta trên toàn cầu đang rất cần được hiện đại hóa và công nghệ lưới điện thông minh là câu trả lời cho nhu cầu năng lượng trong tương lai của chúng ta. Nắm bắt công nghệ biến đổi này không chỉ là một sự lựa chọn, nó đã trở thành một điều cần thiết để đối phó với sự thay đổi của nguồn phát điện và thời tiết. Nếu chúng ta muốn mở đường cho các thế hệ mai sau, đảm bảo cho họ thừa hưởng một thế giới có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng của họ, thì các nhà vận hành lưới điện sẽ cần phải suy nghĩ thông minh hơn.

Việt Nam và hành trình 10 năm phát triển lưới điện thông minh:

Trong 10 năm triển khai Quyết định số 1670-TTg về phát triển lưới điện thông minh, các đơn vị của ngành điện đã đạt một số thành tích trong công tác triển khai hệ thống lưới điện này.

Trong 10 năm qua, chương trình đã nâng cấp hệ thống SCADA/EMS/DMS, kết nối tín hiệu SCADA của các nhà máy điện, trạm biến áp. 100% các tổng công ty điện lực, công ty điện lực tỉnh đều đã trang bị hệ thống SCADA/DMS, Mini SCADA để giám sát và điều khiển lưới điện. 100% các trạm biến áp 110 kV và 79% trạm biến áp 220 kV đã vận hành không cần người trực. Trong khi tỷ lệ tổn thất điện năng của Việt Nam liên tục giảm từ mức 8,85% năm 2012 xuống còn 6,24% năm 2022.

Để phát triển cơ sở hạ tầng lưới điện hiện đại, đồng bộ và đáp ứng yêu cầu phát triển nền kinh tế số, Bộ Công Thương cũng đã và đang trình Đề án phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam giai đoạn 2023 - 2030, tầm nhìn đến năm 2045. Đặc biệt Đề án cũng đưa ra mục tiêu đến năm 2030 giảm tổn thất điện năng xuống dưới 6%. Điều khiển từ xa, không người trực vận hành đối với 100% các trạm biến áp 220 kV. Xây dựng hoàn thiện hệ thống SCADA/EMS (giai đoạn 4) của A0, đáp ứng việc điều độ, vận hành hệ thống điện và thị trường điện, có khả năng tích hợp lượng lớn nguồn năng lượng tái tạo. Hoàn thiện các hệ thống trung tâm điều khiển, trung tâm vận hành, giám sát lưới điện truyền tải và phân phối.

Ngoài ra, Việt Nam còn hướng tới nghiên cứu, triển khai các hệ thống lưới điện siêu nhỏ (Microgrid) có tích hợp hệ thống pin lưu trữ, trụ sạc xe điện tại các vị trí phụ tải quan trọng, các hệ thống điều khiển và giám sát trạm sạc xe điện thông minh, cũng như triển khai đánh giá bộ chỉ số lưới điện thông minh theo chuẩn quốc tế…/.

KHẮC NAM - CHUYÊN GIA TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Link tham khảo:

1. https://power.nridigital.com/future_power_technology_oct23/smart-grids-explainer-technology

2. https://congthuong.vn/nhin-lai-hanh-trinh-10-nam-phat-trien-luoi-dien-thong-minh-tai-viet-nam-271098.html