Một sự hiểu nhầm đáng tiếc về công tơ điện tử (bài 1)

Thủy điện Hố Hô có phải là tác nhân gây ra lũ?
Hồ thủy điện Hố Hô thì điều tiết cái gì?
Nên công bằng với thủy điện

Hội ĐỒNG PHẢN BIỆN - TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Năng lượng - một lĩnh vực thuộc hạ tầng cơ sở

Theo lý thuyết kinh tế thông thường và cổ điển, cơ sở hạ tầng là các công trình xây dựng làm nền tảng cho mọi hoạt động kinh tế. Từ khi công nghệ tin học và điều khiển học phát triển, theo quan điểm hiện đại, cơ sở hạ tầng được hiểu là một mối quan hệ hữu cơ giữa các công nghệ truyền thông và các nguồn năng lượng. Chỉ khi kết hợp hai yếu tố này, mọi nền kinh tế mới trở thành một cơ thể sống.

Theo đó, công nghệ truyền thông chính là hệ thần kinh của nền kinh tế, có chức năng điều khiển, giám sát, quản lý các tế bào (cơ sở) kinh tế; năng lượng là máu tuần hoàn trong cơ thể nền kinh tế, có chức năng cung cấp các dinh dưỡng cho nền kinh tế tồn tại và phát triển. V.I. Lenin nói: “Than là bánh mỳ của công nghiệp”.

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất (FIR) bắt đầu từ cuối thế kỷ 18 khi ngành công nghiệp dệt được hình thành (từ dệt thủ công sang dệt cơ giới) ở Anh. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai (SIR) bắt đầu từ đầu thế kỷ 20 khi Henry Ford áp dụng mô hình sản xuất theo dây chuyền của Taylor để chế tạo xe hơi hàng loạt. Hai cuộc cách mạng đầu đã làm cho con người trở nên giàu có hơn, đi lại nhanh hơn và xã hội xuất hiện nhiều thành phố, đô thị hơn.

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba (TIR) đã diễn ra từ đầu thế kỷ 21, gắn với sự kết thúc của thời kỳ, kỷ nguyên carbon khi các cơ sở hạ tầng của FIR, SIR và TIR là năng lượng được hình thành trên nền tảng của nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu mỏ, khí đốt và uranium) đang trở thành rào cản sự phát triển của xã hội loài người (gia tăng phát thải khí nhà kính, ô nhiễm môi trường sống và giá dầu đạt mức 147 U$/thùng/2008).

Sau các thời kỳ “đồ đá”, “đồ đồng” là thời kỳ “nhiên liệu hóa thạch” (“đồ carbon”) kéo dài hơn 300 năm vừa qua của FIR, SIR và TIR. Carbon đã đóng vai trò quan trọng không thể thay thế trong phát triển công nghiệp không chỉ dưới dạng nhiên liệu hóa thạch. Sợi carbon còn thay thế thép, nhôm làm nguyên liệu chính trong sản xuất các sản phẩm công nghiệp từ máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ đến xe đạp địa hình.

Tuy nhiên, carbon sẽ không còn là cơ sở hạ tầng của FourthIR.

Cơ sở hạ tầng (nguồn năng lượng chủ đạo) của TIR và FourthIR là NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO từ các nguồn thủy điện (kể cả điện thủy triều và điện sóng biển), quang điện, phong điện, điện địa nhiệt, điện sinh khối. Về bản chất, tất cả các nguồn năng lượng này do tính chu kỳ của tự nhiên đều sẽ phải gắn với hydro trong nước.

Trong đó, quang điện và phong điện gắn với hydro qua công nghệ pin nhiên liệu không thể thiếu, dùng để tích trữ điện năng (thông qua phản ứng điện phân nước).

Như vậy, từ TIR sang FourthIR, cơ sở hạ tầng của công nghiệp sẽ chuyển từ carbon (chủ yếu trong CH4) sang hydro (chủ yếu trong H2O) với các ưu thế sau:

(1) Với nền tảng carbon, trong FIR, SIR, và TIR các cơ sở sản xuất năng lượng được hình thành theo mô thức “tập trung” (gắn liền với các trung tâm nhiệt điện chạy than/dầu/khí/uranium chỉ được hình thành ở những nơi có các mỏ/bể than/dầu/khí lớn). Gắn với mô hình tập trung về nguồn năng lượng này là mô hình tập trung về quản lý năng lượng. Gắn với mô hình tập trung về quản lý năng lượng là mô hình tập trung về phát triển nền kinh tế - xã hội và cuối cùng là tập trung về quyền lực (từ trên xuống).

Với nền tảng là hydro, trong FouthIR, các cơ sở sản xuất năng lượng đã và sẽ được hình thành theo mô thức “phân tán” (hầu như ở mọi nơi đều có sông, suối, hồ, ánh sáng mặt trời, gió, lòng đất, biển và thảm thực vật). Gắn với mô hình phân tán về nguồn năng lượng này là mô hình phân tán về quản lý năng lượng và quản lý nền kinh tế. Xã hội loài người sẽ phát triển (và theo đó, quyền lực sẽ được phân phối) theo hàng ngang. Vấn đề dân chủ trong phát triển xã hội cũng được giải quyết triệt để hơn.

(2) Trong suốt 300 năm qua, để có được nguồn năng lượng carbon làm cơ sở hạ tầng phục vụ cho FIR, SIR và TIR, loài người đã phải chi hàng tỷ tỷ U$ cho các cuộc chiến tranh mà bản chất là nhằm chiếm đoạt các nguồn nhiên liệu hóa thạch vốn chỉ hình thành không đồng đều ở một số nơi trên trái đất (đặc biệt là các mỏ dầu, khí và uranium).

Trong thời gian tới, khi FourthIR được diễn ra trên cơ sở của nguồn năng lượng là hydro, nhu cầu chiếm đoạt nguồn năng lượng không còn nữa. Cơ sở hạ tầng để phát triển kinh tế là các nguồn năng lượng tái tạo có gần như đồng đều ở mọi quốc gia. Xã hội loài người trở nên bình đẳng hơn trong phát triển kinh tế.

(3) Trong nền kinh tế - xã hội của các nước hiện nay, công nghệ Internet đang và sẽ cho phép hình thành một nền tảng vững chắc cho việc phát triển và hoàn thiện một hệ thống điện thông minh và một thị trường năng lượng cạnh tranh hoàn hảo.

Đến lượt mình, hệ thống điện thông minh và thị trường năng lượng cạnh tranh hoàn hảo sẽ là cơ sở vũng chắc cho việc phát triển các nguồn năng lượng tái tạo vốn rất phân tán (như nêu trên). Trong TIR, điện năng sẽ được sản xuất ở khắp mọi nơi (có mặt trời, có gió, có nước). Các hộ gia đình, các tòa nhà, các công sở, các trang trại, vv... đều có thể trở thành nhà sản xuất năng lượng sạch. Hàng triệu cơ sở sản xuất điện năng đó sẽ kết nối/chia sẻ với nhau thông qua công nghệ Internet.

(4) Tổ hợp của 3 ưu thế nêu trên là ưu thế thứ 4 của nguồn năng lượng hydro- năng lượng tái tạo (năng lượng “xanh” hay “sạch”) đó là ưu thế về giá. Do trữ lượng có hạn, giá nhiên liệu hóa thạch ngày càng tăng (từ mốc 3 U$/thùng trước 12/1973 lên 147 U$/thùng vào 7/2008). Chi phí của nền kinh tế gắn với nhiên liệu carbon còn bị tăng do phải xử lý CO2. Trong khi đó, chi phí của năng lượng tái tạo ngày càng giảm nhờ những đột phá mới về công nghệ và nhờ tính kinh tế của qui mô. Chi phí quang điện (PV) đã giảm b/q 8%/năm (sau 8 năm giảm còn một nửa).

Theo tính toán của các chuyên gia, nếu ở EU giá bán điện tăng b/q 5%/năm, thì sau 10-12 năm chi phí sản xuất điện từ nguồn năng lượng tái tạo sẽ bằng hoặc thấp hơn chi phí sản xuất điện từ nguồn nằn lượng truyền thống (kể cả điện hạt nhân). Kể từ đầu thế kỷ 21, công suất lắp đặt của các trạm phong điện và quang điện trên thế giới đã tăng gấp đôi sau mỗi chu kỳ 2 năm (tương đương với tốc độ tăng trưởng của PC và Internet trong giai đoạn đến năm 2020).

Công tơ điện tử và cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư

Trước hết, như đã đề cập ở phần trên, năng lượng được coi là một trong những nền tảng (cơ sở hạ tầng) không thể thiếu của mọi nền kinh tế (năng lượng, giao thông vận tải, cấp thoát nước, và thông tin liên lạc). Và trong các cuộc cách mạng công nghiệp, lĩnh vực năng lượng cũng không ngừng phát triển về mặt công nghệ.

Cuộc cách mạng công nghiệp lần 1 (FIR) đã sử dụng năng lượng dựa chủ yếu trên công nghệ “hơi nước” để “cơ giới hóa”. Tương tự, cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai đã sử dụng năng lượng dựa trên công nghệ “điện năng” để phát triển sản xuất “hàng loạt”. Việc “tự động hóa” trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba (TIR) vừa qua đã dựa trên “khả năng tinh toán” của máy tính điện tử, và cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (FourthIR) đang dựa trên “internet của mọi vật” để phát triển công nghệ “kết nối vạn vật” (nền tảng của xã hội thông minh, gồm: năng lượng thông minh, vận tải thông minh, logistic thông minh, sản xuất thông minh, giải trí thông minh, thành phố thông minh, ngôi nhà thông minh, chăm sóc sức khỏe thông minh, bán hàng thông minh).

Trên thế giới, cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba (TIR) tuy chưa hẳn đã kết thúc, nhưng ở nhiều nước, trong đó có Việt Nam, cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (Forth IR) đã bắt đầu, trước hết trong các lĩnh vực năng lượng (năng lượng sạch, năng lượng thông minh) và nông nghiệp (nông nghiệp sạch, nông nghiệp hữu cơ). Đó là một điều đáng mừng.

Điều đáng mừng nữa là trong các lĩnh vực này, các doanh nghiệp (DN) nhà nước cũng như các DN tư nhân đều đang rất tích cực tham gia.

Thủ tướng Chính phủ đã yêu cầu và nhiều lần nhấn mạnh, trong cuộc cách mạng này, việc các DN của Việt Nam “đi tắt, đón đầu” là một sứ mệnh để nền kinh tế Việt Nam không bị tiếp tục tụt hậu như trong các cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai (SIR) và lần thứ ba (TIR) trước đây.

Trong lĩnh vực năng lượng sạch, kể từ 2008 đến nay nhiều dự án, đề án và kể cả Tổng sơ đồ phát triển về điện đã ngày càng xuất hiện nhiều hơn các công nghệ phát điện sạch (phong điện, điện mặt trời) và nhà nước cũng đã có “cơ chế giá” (tuy bù chưa đủ) để khuyến khích phát triển.

Bên cạnh đó, lĩnh vực “năng lượng thông minh” cũng đang dần được triển khai. Đặc biệt, các công nghệ năng lượng thông minh được áp dụng đầu tiên và ngày càng phổ biến trong lĩnh vực tiết kiệm điện, giảm tổn thất điện năng (tổn thất kỹ thuật và tổn thất thương mại), chống thất thoát điện, nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng, giám sát nhu cầu tiêu dùng điện, vv...

Theo hướng đó, trong các năm gần đây, EVN đã ưu tiên đầu tư công nghệ mới, trước hết là trong lĩnh vực đo đếm điện, thay thế các công tơ điện cơ bằng các công tơ điện tử. Chỉ riêng việc EVN đã lắp đặt và sử dụng công tơ điện tử thay thế công tơ điện cơ đã góp phần giảm tổn thất điện năng hang trăm triệu kWh một năm.

Từ công tơ “cơ” chuyển sang công tơ “điện tử” là bước phát triển của ngành điện Việt Nam trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba. Bắt nhịp cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, với nền tảng là công tơ điện tử được áp dụng, và dưới áp lực giảm giá bán điện đến người tiêu dùng, giảm biên chế trong khâu kinh doanh điện, EVN đã sớm định hướng chuyển tiếp sang công nghệ “đo đếm điện từ xa” để giảm chi phí nhân công trong khâu quản lý - kinh doanh điện năng.

Sau khi thử nghiệm thành công việc áp dụng công nghệ đo đếm từ xa ở một số công ty điện lực, bắt đầu từ năm 2016 EVN đã dự tính triển khai rộng rãi việc mua sắm công tơ điện tử 1 pha có tính năng thu thập dữ liệu từ xa (công nghệ RF) và hệ thống tự động thu thập số liệu công tơ AMR phục vụ SXKD điện năng.

Nếu công tơ điện tử đã mở ra nhiều triển vọng trong việc vận hành thị trường điện tối ưu (áp dụng giá bán điện theo giờ trong ngày, theo mùa trong năm) sẽ mang lại nhiều lợi ích cho khách hàng (người dùng điện), thì công nghệ “đo đếm từ xa” sẽ giúp cho ngành điện, trước mắt, giảm được chi phí kinh doanh (giảm nhân công - giảm hàng vạn thợ điện hàng tháng phải bắc thang trèo lên hàng triệu cột điện để ghi số công tơ vào cùng một thời điểm thanh toán đã được qui định sẵn trên hóa đơn tiền điện của hàng chục triệu gia đình), và, về lâu dài sẽ tạo điều kiện để hình thành “lưới điện thông minh” mang lại nhiều lợi ích hơn cho cả bên mua và bên bán điện. Dần dần, từ “lưới điện thông minh”, EVN sẽ tiến tới “lưới điện tương tác” sử dụng công nghệ “internet of things” (IoT) - một xu hướng phát triển công nghệ quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.

Một sự hiểu nhầm đáng tiếc về công tơ điện tử (bài 2)

NangluongVietnam Online