Lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) - Hiện trạng toàn cầu, khả năng ứng dụng tại Việt Nam

Hệ thống lưu trữ năng lượng pin ‘van điều áp’ - Chiến lược cho lưới điện miền Nam Là đầu tàu kinh tế của cả nước, miền Nam đang đối mặt với một nghịch lý năng lượng: Sở hữu tiềm năng điện mặt trời và điện gió dồi dào, nhưng lưới điện lại thường xuyên quá tải, buộc phải cắt giảm các nguồn năng lượng sạch gây lãng phí. Giữa bối cảnh đó, một mệnh lệnh hành động mang tính chiến lược vừa được ban hành: Đưa hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BESS) trở thành trụ cột mới, giúp Tổng công ty Điện lực miền Nam (EVNSPC) giải quyết dứt điểm bài toán này.

Hiện trạng BESS trên thế giới:

Trong thập kỷ qua, BESS đã phát triển với tốc độ bùng nổ chóng mặt. Trung Quốc là quốc gia dẫn đầu toàn cầu cả về sản xuất pin, lẫn triển khai BESS, tiếp theo là Mỹ, châu Âu, Nhật Bản và Úc. Tại Mỹ, chỉ tính riêng trong năm 2024 đã tăng thêm hơn 10 GW, đưa tổng công suất BESS tích lũy đã vượt 26 GW. Các hệ thống BESS ngày càng được sử dụng rộng rãi cho điều tần nhanh, dự phòng quay, dịch vụ phụ trợ, cũng như lưu trữ điện từ năng lượng tái tạo dư thừa để sử dụng vào giờ cao điểm. Tại châu Âu và Úc, BESS cũng được triển khai mạnh mẽ để hỗ trợ lưới điện trong điều kiện tỷ trọng năng lượng tái tạo (NLTT) ngày càng tăng cao.

Dưới đây là thống kê tổng công suất BESS đã đưa vào vận hành (tính đến cuối năm 2024).

Bảng 1. Tổng công suất BESS đang vận hành tính đến cuối năm 2024:

Xu hướng chi phí và công nghệ:

Công nghệ pin lithium-ion (Li-ion) vẫn chiếm ưu thế tuyệt đối trong các dự án BESS hiện nay nhờ mật độ năng lượng cao, độ tin cậy và chi phí ngày càng giảm. Giá pin lithium-ion tiếp tục giảm so với giai đoạn trước, nhưng từ 2023-2025 xu hướng giảm đã chậm lại.

Theo thống kê: Giá thành pack pin Li-ion (là quá trình lắp ráp các Cells Pin Lithium, bảng mạch bảo vệ, đầu nối, vỏ ngoài, v.v... để tạo thành một bộ pin hoàn chỉnh) hiện nay vào khoảng 150-160 USD/kWh (giảm mạnh so với mức trên 1.000 USD/kWh cách đây một thập kỷ).

Các hệ thống BESS phổ biến có thời lượng lưu trữ 2-4 giờ, phù hợp với nhu cầu cân bằng phụ tải và hấp thụ NLTT dư thừa. Trong khi đó, các công nghệ lưu trữ dài hạn (LDES) như pin dòng (flow battery), sodium-ion, hay hydro đang được nghiên cứu và thử nghiệm để đáp ứng nhu cầu lưu trữ trên 8 giờ.

Vai trò của BESS khi tỷ lệ năng lượng tái tạo vượt 15%:

Khi tỷ lệ điện năng từ NLTT trong hệ thống vượt ngưỡng 15%, các vấn đề kỹ thuật và vận hành hệ thống điện về cân bằng cung - cầu, điều tần đã trở thành thách thức không nhỏ. BESS có thể đóng vai trò ở nhiều cấp độ:

1. Cân bằng tức thời và điều tần trong vài giây đến vài phút.

2. Giảm thiểu cắt giảm nguồn huy động từ NLTT bằng cách lưu trữ điện dư vào ban ngày và phát lại vào buổi tối.

3. Tham gia dự trữ vận hành nhanh.

4. Hỗ trợ khởi động lại hệ thống (black-start) khi xảy ra sự cố.

Kinh nghiệm quốc tế cho thấy: Các hệ BESS 4 giờ thường được lựa chọn làm tiêu chuẩn cho vận hành lưới có tỷ trọng NLTT cao.

Hiện trạng và chính sách BESS tại Việt Nam:

Tại Việt Nam, Quy hoạch điện VIII (điều chỉnh) đã đặt mục tiêu phát triển BESS với quy mô lên tới 10.000-16.300 MW vào năm 2030 (chiếm tỷ trọng 5,5-6,9% tổng công suất nguồn) - phản ánh nhu cầu cấp bách trong bối cảnh NLTT tăng trưởng nhanh. Tuy nhiên, đến cuối 2024/giữa 2025 thị trường BESS ở Việt Nam vẫn rất sơ khai, chỉ có vài dự án thí điểm nhỏ (ví dụ dự án nghiên cứu thí điểm ~50 MW/50 MWh EVN phê duyệt và một số nghiên cứu thí điểm khác do PECC2, doanh nghiệp tư nhân thực hiện).

Điểm nghẽn hiện nay là chưa có cơ chế thanh toán cho các dịch vụ phụ trợ, chưa có giá trị cho chênh lệch giá giữa lưu trữ (từ nguồn NLTT), cũng như phát điện lên lưới và cơ chế đấu thầu rõ ràng cho BESS. Nếu không có nguồn doanh thu ổn định ngoài chênh lệch giá, việc huy động vốn cho dự án BESS quy mô lớn sẽ khó khăn. Điều này đặt ra yêu cầu cấp bách phải xây dựng cơ chế thanh toán dịch vụ, hỗ trợ vốn đầu tư và ban hành tiêu chuẩn an toàn cho BESS.

Bảng 2. Một số dự án BESS đã triển khai và cơ sở sản xuất BESS trong nước:

Cơ hội, thách thức và giải pháp phát triển BESS cho Việt Nam:

Cơ hội:

1. Phát triển BESS sẽ giảm được việc cắt giảm nguồn huy động từ NLTT, nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn.

2. Đảm bảo an toàn vận hành hệ thống khi tỷ trọng NLTT cao.

3. Tạo thị trường dịch vụ phụ trợ mới (ancillary services) và cơ hội đầu tư cho tư nhân.

Thách thức:

1. Hiện nay chi phí đầu tư BESS còn cao, thời gian hoàn vốn dài.

2. Phụ thuộc vào chuỗi cung ứng pin toàn cầu.

3. Thiếu khung pháp lý, cơ chế thị trường cho dịch vụ BESS.

4. Rủi ro an toàn và môi trường liên quan đến vòng đời pin khi hết hạn sử dụng.

5. Tích hợp với hạ tầng hiện hữu: Giới hạn kết nối, yêu cầu nâng cấp trạm biến áp/hệ thống truyền tải nếu triển khai quy mô lớn.

Giải pháp:

1. Ưu tiên thí điểm BESS 2-4 giờ tại các khu vực có tỷ trọng NLTT lớn.

2. Mở thị trường dịch vụ phụ trợ và có cơ chế thanh toán minh bạch.

3. Khuyến khích PPP/IPP đầu tư BESS.

4. Xây dựng tiêu chuẩn an toàn, quản lý vòng đời pin.

5. Thí điểm công nghệ lưu trữ dài hạn tại một số khu vực.

Kết luận:

Theo báo cáo của EVN: Trong 6 tháng đầu năm 2025 sản lượng điện năng toàn hệ thống đạt 155,79 tỷ kWh, trong đó điện năng sản xuất từ NLTT đạt 20,98 tỷ kWh, chiếm 13,5% sản lượng toàn hệ thống.

Kinh nghiệm quốc tế cho thấy: BESS là giải pháp không thể thiếu trong quá trình chuyển dịch năng lượng, đặc biệt khi tỷ lệ điện năng từ NLTT vượt 15% so với tổng lượng điện năng toàn hệ thống. Như vậy, tỷ trọng điện năng từ NLTT trong hệ thống điện của chúng ta sắp đạt ngưỡng 15%. Vì vậy, việc phát triển BESS là tất yếu phải thực hiện.

Với mục tiêu đầy tham vọng trong Điều chỉnh Quy hoạch điện VIII, chúng ta cần sớm hoàn thiện khung chính sách, thúc đẩy thí điểm và mở rộng triển khai BESS quy mô lớn. Nếu không, mục tiêu tổng công suất BESS đạt 10.000-16.300 MW vào năm 2030 sẽ khó hoàn thành.

Phát triển hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) không chỉ là giải pháp kỹ thuật để đảm bảo an ninh năng lượng, mà còn là cơ hội kinh tế và công nghệ quan trọng để đưa nước ta tiến nhanh trong lộ trình chuyển dịch năng lượng xanh./.

TS. NGUYỄN HUY HOẠCH - HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM