Lưu trữ điện và công nghệ nâng cao hiệu suất nguồn năng lượng tái tạo Việt Nam

Theo đó, hệ thống điện Việt Nam là một trong những hệ thống điện có tốc độ tăng trưởng cao trên thế giới, đạt 9,6% trong giai đoạn 2011 – 2020, tuy năm 2020 có giảm do đại dịch Covid-19. Cuối năm 2020, tổng công suất đặt của hệ thống đạt 69.342 MW trong đó điện mặt trời đạt 16MWac và điện gió đạt 538 MW. Mặc dù công suất lắp đặt tương đối cao so với phụ tải cực đại, nhưng mức độ dự phòng công suất khả dụng của hệ thống khá thấp do tính chất thay đổi theo mùa của thủy điện, nhu cầu sửa chữa, bảo dưỡng các nhà máy nhiệt điện và tính bất định của nguồn điện gió, mặt trời.

Miền Bắc tăng trưởng phụ tải cao nhất cả nước với tốc độ 9,3%/năm trong giai đoạn 2016 – 2020, cao hơn tốc độ tăng của nguồn điện. Miền Trung lại có tổng công suất nguồn tăng cao hơn nhiều so với tăng trưởng phụ tải, và phần tăng trưởng lại chủ yếu đến từ điện mặt trời, điện gió. Miền Nam tiêu thụ sản lượng điện lớn nhất nên mặc dù nguồn điện tăng nhưng vẫn phải nhận lượng điện rất lớn từ hệ thống truyền tải liên miền. Xét về công suất, miền Bắc có công suất tiêu thụ cực đại cao nhất và cũng tăng nhanh nhất.Về lưới điện, hệ thống đã có 8.527 km đường dây 500 kV làm trục xương sống lưới quốc gia. Một số TBA 500 kV cấp điện cho miền Bắc và miền Nam đang bị đầy hoặc quá tải, liên quan tới việc nhiều nguồn NLTT được đưa vào vận hành trong thời gian ngắn. Lưới điện Việt Nam đã thuộc loại hiện đại với chỉ tiêu tổn thất điện năng của toàn hệ thống đạt 6,42% (năm 2020).

Chính phủ đã ban hành nhiều cơ chế khuyến khích khác nhau cho các loại hình điện NLTT, bao gồm giá FIT ưu đãi kéo dài tới 20 năm, ưu đãi thuế thu nhập doanh nghiệp, thuế nhập khẩu thiết bị, sử dụng đất và tiếp cận tài chính. Vì vậy, đến ngày 31/10/2021 đã có 3.980 MW điện gió và 16.428 MWac điện mặt trời được đưa vào vận hành. Nguồn điện mặt trời mái nhà phát triển quá nhanh, đạt 7.755 MWac và tập trung chủ yếu ở miền Trung và miền Nam.Trong khi đó, một số dự án lớn về điện than, khí và LNG nhập khẩu bị chậm tiến độ và gặp nhiều khó khăn. Tổng công suất đã đưa vào vận hành giai đoạn 2016 – 2020 chỉ đạt 28.377 MW – tức là 80% quy hoạch. Tỷ lệ NLTT cao đòi hỏi phải xây dựng mới nguồn điện dự phòng lớn, sẽ gây lãng phí đầu tư.

Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) bổ sung thêm về NLTT trong hệ thống điện Việt Nam: Theo định hướng chiến lược năng lượng quốc gia, tỷ lệ các nguồn năng lượng tái tạo trong tổng cung năng lượng sơ cấp đạt 15% ÷ 20% năm 2030 và 25% ÷ 30% vào năm 2045. Trong đó, sản lượng điện mặt trời và điện gió dự kiến đạt khoảng 10 MTOE năm 2030 (tương đương 116,3 tỷ kWh hay 21% điện sản xuất toàn hệ thống cùng kỳ).

Điện gió có dao động sản lượng bình quân ngày khác biệt lớn giữa các tháng. Cụ thể là tháng 5 có sản lượng điện gió bình quân ngày thấp nhất, chỉ bằng 25% tháng cao nhất (tháng 12). Công suất bình quân huy động thấp nhất vào 1 giờ sáng tháng 5 chỉ tương ứng với 11% công suất huy động cao nhất (13h tháng 12). Điều đó đòi hỏi phải có dự trữ rất lớn nếu phát triển điện gió như dự thảo Quy hoạch điện VIII. Điện mặt trời không thể phát từ khoảng 18h hôm trước đến 5h hôm sau, dao động sản lượng các tháng không nhiều, sản lượng tháng 12 thấp nhất, bằng 70,5% tháng cao nhất (tháng 4), tốc độ biến thiên công suất lớn, ước tính 132 MW phút vào năm 2030.

Năm 2020, Thủ tướng Chính phủ đã giao EVN nghiên cứu đầu tư các giải pháp lưu trữ điện năng cho hệ thống. Từ quan điểm của Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia (A0), với sự gia tăng tỷ lệ điện gió và điện mặt trời, cần phải đầu tư các công nghệ tăng tính linh hoạt, tăng nhu cầu dịch vụ phụ trợ ổn định điện áp, dự phòng vận hành (điều tần, dự phòng đồng bộ và dự phòng không đồng bộ). Bên cạnh đó, nhu cầu truyền tải công suất phát của điện mặt trời, điện gió lúc cao điểm làm gia tăng hiện tượng quá tải lưới cục bộ và tăng nhu cầu dịch chuyển đỉnh – đáy của biểu đồ phụ tải. A0 đã có các sáng kiến trong điều độ quá tải lưới, thông báo kịp thời cho nhà máy đang gây quá tải. Quán tính hệ thống có thời điểm bị giảm nghiêm trọng như Tết 2021, dẫn đến nguy cơ sa thải phụ tải.Công nghệ tích trữ năng lượng hiện được chia thành 4 nhóm chính: (i) Nhiệt; (ii) Cơ; (iii) Điện hóa; (iv) Điện. Đại diện EVN đã nêu các rào cản phát triển công nghệ tích trữ năng lượng và đưa ra các đề xuất cơ chế phát triển công nghệ tích trữ năng lượng.

Bên cạnh đó, EVN giới thiệu dự án tích trữ năng lượng được rất quan tâm là dự án Thủy điện Tích năng Bác Ái. Dự án có công suất phát điện 1.200 MW, gồm 4 tổ máy, dung tích hồ 9 triệu m3, có hiệu suất 80% và tổng mức đầu tư dự tính 980 triệu USD. Thời gian hoàn thành dự án theo kế hoạch là năm 2028. Nhà máy cần có cơ chế riêng với vai trò đặc biệt trong hệ thống điện chứ không thể đơn thuần tính theo lượng điện mua vào và bán ra.

Khi nhận định sự cần thiết của hệ thống lưu trữ năng lượng và tham khảo kinh nghiệm quốc tế, Cục Điều tiết Điện lực đã đưa ra đề xuất bổ sung tiêu chuẩn kỹ thuật của hệ thống lưu trữ năng lượng vào các quy định hiện hành. Hiện nay đã có một số tài trợ cho dự án thí điểm phát triển hệ thống pin lưu trữ năng lượng. Trên cơ sở đánh giá các dự án thí điểm đó, Cục sẽ đề xuất Bộ Công Thương sửa đổi, bổ sung, điều chỉnh các quy định hiện hành về đấu nối cho hệ thống pin lưu trữ.

Về lưới truyền tải, Việt Nam sẽ hoàn thành mạch 3 của đường truyền tải 500 kV trong Quy hoạch điện VIII. Vấn đề phát triển lưới điện truyền tải trong thời gian tới là tình trạng quá tải cục bộ ở một số khu vực lưới điện từ 110 kV đến 220 – 500 kV do các nguồn NLTT. So với các nguồn điện truyền thống có số giờ vận hành lên đến 5.500 – 6.000h/năm, nhiều nguồn NLTT chỉ vận hành 1.500 – 2.000h/năm. Điều này sẽ làm giảm hiệu quả hoạt động của hệ thống lưới điện truyển tải. Tư vấn cảnh bảo nếu tiếp tục phát triển các nguồn NLTT biến đổi như giai đoạn 2019 – 2020, phí truyền tải có thể tăng lên thêm 20 – 30%. Tích trữ năng lượng sẽ giúp tối ưu hóa hệ thống truyền tải.

Chính phủ cần có chính sách thúc đẩy ứng dụng giải pháp đầu tư lưu trữ năng lượng đối với nhà máy điện mặt trời, điện gió, hoặc trên hệ thống để tránh cắt giảm nguồn NLTT, lãng phí nguồn đầu tư xã hội.

Kết luận hội thảo, Thường trực Hội đồng Khoa học Tạp chí Năng lượng Việt Nam nhận định xu thế sử dụng lưu trữ năng lượng ở Việt Nam là cần thiết, các thử nghiệm và nghiên cứu áp dụng cần được tiến hành; Chính phủ cần sớm ban hành quy định thị trường của các mô hình lưu trữ năng lượng, cũng như các quy phạm kỹ thuật – kinh tế giúp thị trường hệ thống lưu trữ có thể phát triển, phục vụ cho mục tiêu tăng khả năng tích hợp cao các nguồn NLTT, tăng khả năng tự cung cấp năng lượng bằng các nguồn NLTT dồi dào của đất nước./.

Admin (Nguồn:  TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM)