(KTSG Online) - Thế giới đạt được mục tiêu phát thải zero ròng nhanh hay chậm phụ thuộc vào tốc độ triển khai các tấm pin mặt trời, tuốc-bin gió, phổ cập xe điện và lắp đặt máy bơm nhiệt. Song, có một vấn đề khác, là mảng ghép quan trọng trong bài toán chuyển đổi năng lượng nhưng bị xem nhẹ: các tuyến đường dây diện cần thiết để truyền tải tất cả năng lượng tái tạo từ nơi sản xuất đến những nơi tiêu thụ.
- Thế giới cần chi tiêu hàng trăm tỉ đô la cho dây cáp mỗi năm để tiếp nhận năng lượng tái tạo
- Mỹ cũng gặp vấn đề về kết nối điện gió và mặt trời
Cần đầu tư thêm 21 nghìn tỉ đô la cho lưới điện toàn cầu
Cần một nguồn vốn khổng lồ để xây dựng mạng lưới điện cần thiết hấp thụ tất cả năng lượng tái tạo hiện nay gồm điện gió và mặt trời. Các nhà phân tích của hãng nghiên cứu năng lượng BloombergNEF ước tính mạng lưới cáp dẫn điện toàn cầu sẽ cần tăng gấp đôi chiều dài từ nay đến năm 2050 để đạt 152 triệu km, gần bằng khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trời. Để đạt được mục tiêu đó, cần khoảng 21 nghìn tỉ đô la đầu tư từ nay cho đến năm 2050.
Hay nói cách khác, “lưới điện sẽ chiếm 30% tổng số tiền đầu tư cần thiết cho quá trình chuyển đổi năng lượng”, theo Lord Adair Turner, Chủ tịch Ủy ban Chuyển đổi năng lượng, một tổ chức tư vấn năng lượng, có trụ sở ở London.
Lưới điện của tương lai cần phải rất khác so với lưới điện ngày nay, cả về kích thước và định dạng.
“Lưới điện sẽ phải phát triển để truyền tải nhiều điện hơn. Khi chúng ta loại bỏ dần nhiên liệu hóa thạch và chuyển sang xe điện và máy bơm nhiệt, điện sẽ chiếm gần 70% cơ cấu năng lượng toàn cầu, tăng từ mức 20% hiện nay”, Turner nói.
Tại Anh, các kịch bản phát thải zero ròng đòi hỏi mức tiêu thụ điện tăng từ 300 TWh hiện tại, lên khoảng 650 TWh vào năm 2050. Tại Liên minh châu Âu (EU), nhu cầu điện hàng năm được dự báo sẽ tăng hơn gấp đôi, từ 3.000 TWh hiện nay lên 6.800 TWh vào năm 2050.
Cách mà điện được sản xuất cũng sẽ thay đổi. Lưới điện hiện nay được thiết kế để vận chuyển điện từ một số nhà máy nhiệt điện lớn nằm gần các thị trấn lớn. Trong nền kinh tế zero ròng, lưới điện sẽ cần truyền tải điện từ vô số các dự án phát triển năng lượng tái tạo quy mô nhỏ hơn, nằm ở nơi có nhiều nắng hoặc gió. Đối với Anh, Biển Bắc sẽ là khu vực sản xuất năng lượng tái tạo chính. Ở Ý, điện sạch sẽ được sản xuất nhiều hơn ở vùng miền nam, nơi có nhiều nắng hơn.
Các dự án lưới điện lớn sẽ mất nhiều thời gian để xây dựng. Chính phủ Anh đã xoay xở bổ sung khoảng 4 GW công suất truyền tải mới vào lưới điện trong thập niên qua. Theo hãng nghiên cứu năng lượng Aurora, trong thập niên tới, nước Anh cần tăng thêm 17 GW công suất truyền tải điện. National Grid ESO, công ty điều hành mạng lưới điện của Anh, cho rằng đất nước cần đầu tư ít nhất 50 tỉ bảng cho mạng lưới truyền tải điện trong giai đoạn từ nay đến 2030.
Hiện nay ở Anh, toàn bộ chu trình phát triển dự án lưới điện lớn, từ lập kế hoạch đến cấp phép, thông qua các quyết định mua sắm và xây dựng, sẽ mất hơn 10 năm. Chu trình đó có thể rút ngắn, chẳng hạn bằng cách đơn giản hóa quy trình cấp phép. Nhưng các chuyên gia cho rằng cần một cách tiếp cận hoàn toàn khác để kịp thời kết nối năng lượng tái tạo vào lưới điện.
Sir Dieter Helm, giáo sư về chính sách kinh tế tại Đại học Oxford, cho biết chính sách của cơ quan quản lý hiện nay còn cứng nhắc, chỉ cấp phép xây dựng lưới điện ở những nơi đã có nhu cầu. Ông cho rằng nhà điều hành lưới điện nên nhìn vào bản đồ để chủ động đề xuất kế hoạch, trong đó xác định sản xuất điện sạch ở đâu và tiêu thụ ở đâu, rồi có thể bắt đầu thực hiện các khoản đầu tư cần thiết.
Một nhược điểm hiện nay là chi phí đầu tư cơ sở hạ tầng sẽ chia đều cho mỗi đơn vị điện năng tiêu thụ. Nếu các nhà cung cấp xây dựng lưới điện trước khi nhu cầu xuất hiện, thì trong giai đoạn đầu, người tiêu dùng hiện tại sẽ trả chi phí cho cơ sở hạ tầng mới.
Chờ “dài cổ” để kết nối năng lượng sạch vào lưới điện
Một thách thức nữa về cơ sở hạ tầng là tiến độ kết nối nhiều trạm phát điện sạch nhỏ với lưới điện đang bị chậm trễ. Aurora cho biết riêng tại Anh, chỉ có 4% đơn đề nghị kết nối vào lưới điện trong giai đoạn từ năm 2018 đến 2021 được kết nối thực sự. Điều này có nghĩa là nhiều dự án năng lưới tái tạo đã sẵn sàng hoạt động nhưng vẫn không thể đóng góp cho nhu cầu tiêu thụ năng lượng của đất nước. Một số dự án năng lượng tái tạo mới hiện nay được thông báo thời gian kết nối chỉ diễn ra vào thập niên tới.
Greg Jackson, CEO của nhà cung cấp năng lượng tái tạo Octopus Energy (Anh), nói: “Chúng tôi có một dự án điện mặt trời ở thành phố Durham, nơi được lên kế hoạch kết nối lưới điện vào năm 2036. Không ai đủ sức chờ đợi 13 năm cả”.
Tiến độ kết nối lưới điện chậm trễ dường như là vấn đề cơ quan quản lý tự gây ra. Các đơn xin kết nối được đưa vào một danh sách hoạt động trên nguyên tắc ai đến trước sẽ được phục vụ trước. Nhưng những dự án ì ạch chỉ bị phạt tiền ở mức rất thấp dù đã điền tên vào danh sách chờ kết nối. Điều đó có nghĩa là việc xếp hàng chờ kết nối vào lưới điện là một tùy chọn miễn phí.
Tính đến tháng 2-2023, Anh có 83 GW công suất điện sạch được kết nối nhưng có đến 257 GW công suất điện sạch khác đang xếp hàng chờ kết nối, tạo ra tình trạng thắt nút cổ chai. Trong khi đó, Anh chỉ cần 123-147 GW công suất điện sạch được kết nối với lưới điện vào năm 2030 để có thể đạt được mục tiêu phát thải zero ròng trong ngành điện vào năm 2035.
Điều này dẫn đến cuộc tranh luận về việc quản lý danh sách xếp hàng kết nối. National Grid ESO đã cố gắng tạo điều kiện dễ dàng hơn để các dự án ít có khả năng triển khai rời khỏi danh sách này. Octopus Energy đề xuất các dự án sản xuất năng lượng sạch có tiến độ triển khai nhanh nên được phép nhảy lên trong danh sách xếp hàng chờ kết nối.
Những vấn đề như vậy không chỉ của riêng nước Anh. Kết nối năng lượng sạch vào lưới điện cũng là vấn đề lớn ở Mỹ nơi có hơn 2.000 GW công suất điện sạch trong các dự án hiện nay, đang tìm cách kết nối với lưới điện, theo Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley của Bộ Năng lượng Mỹ. Con số cao hơn công suất điện sạch đang được sản xuất.
Ở Đức, nơi năng lượng gió đến từ phía bắc của đất nước và các trung tâm nhu cầu điện lớn nằm ở phía nam, việc lập kế hoạch và thời gian cấp phép kéo dài đồng nghĩa với việc không đủ công suất lưới điện kết nối ở hai đầu của đất nước
“Cuộc chuyển đổi năng lượng sẽ đối mặt nút thắt cổ chai lớn trừ khi lưới điện của thế giới mở rộng nhanh chóng”, Turner cảnh báo.
Theo Financial Times
Các hãng xe nổi tiếng của Nhật như Toyota và Yamaha đã phát triển động cơ đốt trong sử dụng khí hydro hóa lỏng. Các chuyên gia cần xem xét mức độ khả thi về kĩ thuật để các cơ sở điện mặt trời và điện gió công suất lớn điện phân nước thành oxy và hydro hóa lỏng để phân phối tiện lợi hơn cũng như giảm sự phụ thuộc vào giá thu mua ông EVN.