Phân tích về sự cố điện ở Texas Hoa Kỳ

Cách mạng năng lượng sạch đầy tham vọng của Joe Biden

 

Ngược dòng lịch sử

Vào đầu Thế chiến thứ hai, một số công ty điện lực ở Texas đã đồng ý hợp tác với nhau trong một tổ chức có tên gọi là Hệ thống kết nối Texas (TIS) để phục vụ cho chiến tranh. Vì vậy, trong thời kỳ chiến tranh, lưới điện của Texas được kết nối với các bang khác, và lượng điện dư thừa được chuyển cho các cơ sở công nghiệp nằm ở vùng bờ Vịnh Mexico, cung cấp nguồn điện đáng tin cậy cho sản xuất kim loại và các vật liệu khác cần thiết cho chiến tranh. Nhận thấy lợi ích của việc duy trì các mạng được kết nối với nhau, các thành viên TIS tiếp tục làm việc và phát triển mạng được kết nối này. Các thành viên TIS đã thông qua những chỉ dẫn vận hành chính thức cho hệ thống điện kết nối của họ và thành lập hai trung tâm giám sát tại các trung tâm điều khiển của hai đơn vị, một ở Bắc Texas và một ở Nam Texas.

Năm 1970 ERCOT (Electricity Reliability Council of Texas) là một tổ chức phi lợi nhuận (NGO) được thành lập phù hợp với các yêu cầu của Tổng công ty Điện Bắc Mỹ (NERC). Tuy nhiên, lưới điện Texas được coi là độc lập, không phải tuân theo các quy định của liên bang vì đây là lưới điện nội bộ của một bang không có các mạch điện nối giữa các bang.

Vào ngày 4 tháng 5 năm 1976, Central Southwest Holdings đã cố gắng xử lý vấn đề này bằng cách thực hiện cái mà sau này được gọi là "Kết nối nửa đêm" - khi nó đã kết nối với mạng điện của bang Oklahoma trong một vài giờ. Sự việc đã dẫn đến các vụ kiện về việc liệu quy định của liên bang có được áp dụng vào thời điểm đó hay không, nhưng người ta phán quyết rằng điều này là chưa đủ.

Việc bãi bỏ quy định của liên bang đối với thị trường điện bang Texas diễn ra trong hai giai đoạn: Thị trường phát điện bán buôn vào năm 1995 và phần còn lại vào năm 1999. Việc bãi bỏ quy định năm 1999 là để đối phó với tình trạng thiếu công suất phát điện của bang. Sau khi bãi bỏ các quy định, hoạt động của các nhà cung cấp điện bán lẻ và của các nhà sản xuất đã không được kiểm soát, mặc dù các quy tắc liên quan đến các nhà truyền tải vẫn tiếp tục quy định việc bố trí các đường dây điện. Đạo luật đã bãi bỏ hệ thống cũ trong đó điện được sản xuất và tiêu thụ tại chỗ. Thay vào đó, theo cơ chế phi quản lý, các nhà bán lẻ có thể ký hợp đồng với các nhà cung cấp trên toàn bang. Điều này đã tạo ra một thị trường điện phức tạp.

Việc bãi bỏ quy định vào năm 1999 cũng làm giảm bớt các hạn chế đối với việc tăng lãi suất. Trước khi bãi bỏ quy định, giá điện cho các tòa nhà dân cư thấp hơn nhiều so với mức trung bình của cả nước; sau khi bãi bỏ quy định giá điện cho các tòa nhà dân cư đã tăng 64% từ năm 1999 đến năm 2007. Vào đầu tháng 2 năm 2011, một cơn bão mùa đông nghiêm trọng đã đổ bộ vào Texas. Tình trạng đóng băng và cực lạnh ở các đường ống dẫn khí đốt và giếng dầu, cũng như các tổ hợp phát điện (như nhà máy nhiệt điện than và tua bin gió) đã gây ra tình trạng mất điện ở Texas, ảnh hưởng đến 3,2 triệu người tiêu dùng. ERCOT và cơ quan quản lý của nó đã không thể áp dụng tiêu chuẩn bắt buộc để chuẩn bị cơ sở hạ tầng điện cho các sự kiện như vậy (chuẩn bị cho mùa đông) bất chấp các khuyến nghị từ cơ quan liên bang FEC và Tổng công ty Điện lực Bắc Mỹ (NERC).

Xem xét lại ngày hôm nay

Cơ cấu nguồn điện của Texas gồm: 51% khí thiên nhiên, 24,8% điện gió, 13,4% nhiệt điện than, 4,9% điện hạt nhân, 3,8% điện mặt trời và 1,9% thủy điện và điện sinh khối. ERCOT cũng thực hiện quyết toán tài chính trong thị trường bán buôn điện cạnh tranh và quản lý chuyển mạch bán lẻ cho 7 triệu cơ sở trong các khu vực lựa chọn cạnh tranh. ERCOT là công ty phi lợi nhuận của các thành viên bao gồm người tiêu dùng, người phát điện, người bán điện, nhà bán lẻ, công ty điện lực do nhà đầu tư làm chủ (nhà cung cấp dịch vụ truyền tải và phân phối) và công ty điện lực thành phố. Nhu cầu điện trong khu vực ERCOT thường cao nhất vào mùa hè, chủ yếu là do việc sử dụng điều hòa nhiệt độ. Giờ cao điểm kỷ lục trong khu vực ERCOT là vào ngày 19 tháng 7 năm 2018, khi nhu cầu tiêu dùng điện đạt 73.259 MW. Một megawatt điện có thể cung cấp năng lượng cho khoảng 200 ngôi nhà ở Texas trong thời kỳ nhu cầu cao điểm.

Thời tiết ở Seattle, Washington. (Nguồn hình ảnh: David Ryder / Getty Images).
 

Kể từ cuối tuần trước, ERCOT đã yêu cầu và nhà điều hành thị trường điện Southwest Power Pool (phục vụ 14 bang ở miền trung Hoa Kỳ) đã phải thực hiện các đợt cắt điện kéo dài để ngăn chặn sự cố lưới điện trên diện rộng toàn liên bang. Đặc biệt, ở Texas, 60% hộ gia đình được sưởi ấm bằng điện, phần còn lại 40% - bằng khí đốt tự nhiên. Điều này làm tăng mức tiêu thụ điện trong bối cảnh một phần lớn công suất điện gió bị ngừng hoạt động. Điều kiện mùa đông năm nay trở nên tồi tệ hơn những gì ERCOT đã dự tính.

Mức tiêu thụ điện cao nhất ở Texas và các bang miền Trung là vào mùa hè, khi máy điều hòa không khí được bật ồ ạt, các nhà máy điện chạy bằng than, hoặc khí đốt tự nhiên thường dừng để bảo dưỡng định kỳ trong những tháng mùa đông. Mùa đông năm nay cũng không ngoại lệ. Vào thời điểm đợt rét đậm bất ngờ ập đến, nhiều nhà máy điện dùng nhiên liệu hóa thạch đang phải dừng máy để bảo dưỡng nên không thể bắt đầu hoạt động trở lại theo yêu cầu. Cần mất nhiều thời gian để khởi động các tổ máy, đặc biệt là đối với các nhà máy nhiệt điện than.

ERCOT có thẩm quyền trong việc cung cấp điện cho hơn 25 triệu khách hàng và đại diện cho 90% phụ tải điện của bang Texas.

Thời tiết ở Oklahoma. (Nguồn ảnh: Sue Ogrocki / AP).

ERCOT là một nhà vận hành hệ thống độc lập (ISO) đầu tiên ở Mỹ và là 1 trong 9 ISO ở Bắc Mỹ. Trong hệ thống điện của ISO ERCOT có hơn 46.500 dặm (74.800 km) đường dây tải điện và 550 đơn vị phát điện. Sự không chuẩn bị của Texas đã khiến bang này dễ bị mất điện trong một cơn bão mùa đông, vào tháng 2 năm 2021. Báo cáo đánh giá độ tin cậy mùa hè năm 2019 của NERC cho thấy, ERCOT có dự phòng công suất ​​thấp nhất ở Hoa Kỳ (tức là công suất phát điện không sử dụng trong thời gian cao điểm của phụ tải). Báo cáo chỉ ra rằng, ERCOT là phần duy nhất của Mỹ không có đủ nguồn lực để đáp ứng nhu cầu điện vào cao điểm mùa hè.

Trong đợt rét đậm vào giữa tháng 2 năm 2021, ERCOT đã ban bố tình trạng khẩn cấp do thiếu điện 34.000 MW, gây mất điện trên diện rộng. Đến 1h25 ngày 15/2, ERCOT đã tiến hành cắt điện. Vào ngày 16 tháng 2, do tình trạng thiếu điện, giá điện đã tăng vọt lên hơn 9.000 USD/ MWh (hay 9 USD/kWh), trong khi giá điện thấp nhất một tuần trước đó chưa đến 30 USD/MWh. Một số nhà cung cấp điện bán lẻ có thể phải đối mặt với khoản lỗ lớn, hoặc phá sản, và khách hàng của Griddy đang báo cáo hóa đơn tiền điện cao một cách vô lý. Ước tính có khoảng 4 triệu khách hàng ở Texas đã không có điện trong vài ngày trong cơn bão kéo dài nhiều ngày. Ban đầu, đối với hàng triệu khách hàng, sự cố ngắt quãng được áp dụng trong khoảng thời gian từ 10 đến 40 phút, nhưng cuối cùng những sự cố mất điện này kéo dài nhiều giờ đối với một số khách hàng và hơn 48 giờ đối với nhiều khách hàng khác. Trong thời gian mất điện, một số người dân Texas buộc phải sống sót trong điều kiện nhiệt độ đóng băng kỷ lục xuống tới -2°F (-19°C).

Vào ngày 16 tháng 2, Greg Abbott cho biết việc cải cách ERCOT là một ưu tiên khẩn cấp của cơ quan lập pháp bang và một cuộc điều tra về tình trạng mất điện sẽ được tiến hành để xác định các giải pháp lâu dài. Trước đó, sau sự cố mất điện ở Texas vào năm 2011, đã có một bản báo cáo dài 357 trang được viết. Tuy nhiên, có vẻ như nó đã bị bỏ qua vì quá nhiều máy phát điện quan trọng không hoạt động được do tác động của thời tiết năm 2021, đặc biệt là hệ thống nguồn điện từ khí đốt tự nhiên.

Người dân Texas nằm ngoài lưới điện do ERCOT kiểm soát đã có những trải nghiệm khác với việc cung cấp điện, có tương đối ít khách hàng sử dụng điện ở những vùng này bị mất điện. Tại các quận xung quanh El Paso, Tây Texas, El Paso Electric đã báo cáo rằng 3.000 khách hàng bị mất điện trong vòng chưa đầy năm phút do việc công ty đang đầu tư hàng triệu USD vào việc nâng cấp thiết bị để đối phó với thời tiết lạnh sau đợt lạnh năm 2011. Tại các quận xung quanh Beaumont ở phía Đông Texas, Entergy có tương đối ít sự cố ngắt điện do các nỗ lực chuẩn bị cho mùa đông lạnh trước đó. Các vụ kiện đầu tiên về sự quản lý lưới điện kém của ERCOT đã được đệ trình vào thứ Sáu ngày 19 tháng Hai./.

TS. NGUYỄN THÀNH SƠN - TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Tài liệu tham khảo:

1/ https://ru.qaz.wiki/wiki/Electric_Reliability_Council_of_Texas

2/ https://ru.qaz.wiki/wiki/Electric_Reliability_Council_of_Texas

3/ https://3dnews.ru/1032864/v-tsentralnoy-chasti-ssha-nachalis-veernie-otklyucheniya-elektroenergii-ozelenyonnaya-energetika-okazalas-ne-gotova-k-zime