Các hiện tượng thời tiết cực đoan và tác động của chúng đến ngành điện

Thông qua sự kết hợp giữa củng cố cơ sở hạ tầng, đổi mới công nghệ, hỗ trợ chính sách và sự tham gia của cộng đồng, ngành điện có thể nâng cao độ dẻo dai và đảm bảo nguồn cung cấp điện đáng tin cậy trước biến đổi khí hậu

Bão Maria gây thiệt hại nặng nề cho lưới điện Puerto Rico (Ảnh st)

Ngành điện đang phải đối mặt với những thách thức chưa từng có do tần suất và cường độ của các sự kiện thời tiết cực đoan ngày càng gia tăng. Khi biến đổi khí hậu ngày càng nặng nề, các sự kiện như bão, cháy rừng, lũ lụt và sóng nhiệt ngày càng trở nên phổ biến hơn, gây ra những mối đe dọa đáng kể đối với cơ sở hạ tầng điện, độ tin cậy và an toàn. Bài viết này tìm hiểu xem các sự kiện thời tiết cực đoan này tác động như thế nào đến ngành điện, các chiến lược đang áp dụng để giảm thiểu những tác động này và tương lai của độ dẻo dai năng lượng trước biến đổi khí hậu.

Mối đe dọa ngày càng tăng của thời tiết cực đoan

Tác động của biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu đã dẫn đến sự gia tăng đáng chú ý về mức độ nghiêm trọng và tần suất của các hiện tượng thời tiết cực đoan. Theo Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), nhiệt độ toàn cầu đã tăng khoảng 1,2°C so với thời kỳ tiền công nghiệp, góp phần gây ra nhiều kiểu thời tiết cực đoan hơn. Đối với ngành điện, điều này đồng nghĩa với rủi ro vận hành tăng cao, chi phí bảo trì cao hơn và gián đoạn thường xuyên hơn.

Các loại sự kiện thời tiết cực đoan

1. Bão cuồng phong và Bão nhiệt đới: Những cơn bão này có thể gây ra sự tàn phá trên diện rộng đối với đường dây điện, trạm biến áp và cơ sở phát điện. Ví dụ, cơn bão Maria năm 2017 đã tàn phá lưới điện của Puerto Rico, khiến hàng triệu người mất điện trong nhiều tháng.
2. Cháy rừng: Đặc biệt ở các vùng như bang California (Mỹ) và Australia, cháy rừng có thể phá huỷ cơ sở hạ tầng điện, buộc phải cắt điện trước và dẫn đến thiệt hại kinh tế đáng kể. Mùa cháy rừng 2019-2020 ở Australia là một trường hợp điển hình, với thiệt hại nặng nề về đường dây điện và trạm biến áp.
3. Lũ lụt: Lượng mưa lớn và nước dâng do bão có thể làm ngập các nhà máy điện và trạm biến áp, gây mất điện kéo dài. Trận lũ lụt năm 2011 ở Thái Lan đã nhấn chìm rất nhiều nhà máy điện, dẫn đến mất điện trên diện rộng và gián đoạn kinh tế.
4. Sóng nhiệt: Nhiệt độ tăng cao có thể gây căng thẳng cho lưới điện, khiến máy biến áp phát nóng quá mức và dẫn đến cắt điện cục bộ hoặc mất điện. Sóng nhiệt năm 2021 ở Tây Bắc Thái Bình Dương của Mỹ và Canađa đã gây ra nhiệt độ kỷ lục và căng thẳng đáng kể đối với cơ sở hạ tầng điện.

Hệ quả đối với ngành Điện

Thiệt hại cơ sở hạ tầng

Các sự kiện thời tiết cực đoan gây ra thiệt hại vật chất cho cơ sở hạ tầng điện, bao gồm đường dây truyền tải, trạm biến áp và cơ sở phát điện. Việc sửa chữa và thay thế cơ sở hạ tầng bị hư hại có thể tốn kém và mất thời gian. Ví dụ, sau cơn bão Sandy năm 2012, phải mất vài tuần và hàng tỷ USD để khôi phục nguồn điện ở các khu vực bị ảnh hưởng ở Đông Bắc nước Mỹ.

Gián đoạn chuỗi cung ứng

Thiên tai có thể làm gián đoạn chuỗi cung ứng thiết yếu cho việc sản xuất và bảo trì điện. Điều này bao gồm sự sẵn có của nhiên liệu, các linh kiện để sửa chữa và nhân sự. Trong cơn bão mùa đông ở bang Texas năm 2021, các chuỗi cung ứng khí tự nhiên đã bị gián đoạn nghiêm trọng, dẫn đến mất điện trên diện rộng và làm nổi bật tính dễ bị tổn thương của các mô hình chuỗi cung ứng đúng lúc.

Chi phí vận hành tăng cao

Việc duy trì và nâng cấp cơ sở hạ tầng để chống chọi với thời tiết cực đoan làm tăng chi phí vận hành. Các công ty điện lực phải đầu tư vào các vật liệu có độ dẻo dai cao hơn, các hệ thống theo dõi tiên tiến và các kế hoạch chuẩn bị cho trường hợp khẩn cấp. Chi phí của các khoản đầu tư như vậy có thể rất lớn và các khung pháp lý nhiều khi bị tụt hậu, khiến các công ty điện lực khó có thể thu hồi những chi phí này thông qua việc điều chỉnh giá điện.

Những thách thức về quy định và chính sách

Các chính phủ và cơ quan quản lý đang ngày càng yêu cầu các biện pháp độ dẻo dai và bền vững đối với ngành điện. Việc tuân thủ các quy định này đòi hỏi phải đầu tư đáng kể vào công nghệ mới và nâng cấp cơ sở hạ tầng. Ví dụ, sau cơn bão Irma, Ủy ban Dịch vụ Công bang Florida đã yêu cầu các công ty điện lực tăng cường các kế hoạch chuẩn bị và ứng phó với bão, điều này đòi hỏi phải đầu tư rộng rãi vào các biện pháp tăng cường lưới điện.

Các chiến lược giảm thiểu

Tăng cường cơ sở hạ tầng

Một trong những chiến lược chính để giảm thiểu tác động của thời tiết cực đoan là tăng cường cơ sở hạ tầng. Điều này bao gồm gia cố đường dây điện, chôn cáp xuống lòng đất và nâng cấp các trạm biến áp để chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Chi phí của các biện pháp như vậy có thể cao nhưng lợi ích lâu dài về rút ngắn thời gian ngừng hoạt động và chi phí bảo trì có thể biện minh cho khoản đầu tư đó.

Các công nghệ lưới điện thông minh

Việc áp dụng các công nghệ lưới điện thông minh có thể nâng cao độ dẻo dai của các hệ thống điện. Các lưới điện thông minh sử dụng các cảm biến tiên tiến, điều khiển tự động và phân tích dữ liệu theo thời gian thực để theo dõi và phản ứng với các điều kiện của lưới điện hiệu quả hơn. Trong cơn bão Harvey năm 2017, các công nghệ lưới điện thông minh đã cho phép khôi phục điện nhanh hơn bằng cách cách ly các khu vực bị ảnh hưởng và định tuyến lại điện đến các phần ít bị hư hại hơn của lưới điện.

Tài nguyên năng lượng phân tán (DER)

Các nguồn năng lượng phân tán, chẳng hạn như các tấm pin mặt trời mái nhà, tuabin gió và các hệ thống tích trữ bằng pin có thể tăng cường độ dẻo dai của lưới điện bằng cách phi tập trung hóa việc phát điện. DER làm giảm sự phụ thuộc vào các nhà máy điện tập trung, vốn dễ bị tổn thương hơn trước thời tiết cực đoan. Ở bang California, DER đã đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì nguồn cung cấp điện trong mùa cháy rừng năm 2020, vì các hệ thống phát điện và tích trữ cục bộ đã giúp cộng đồng duy trì nguồn điện ngay cả khi lưới điện chính bị tổn thương.

Các lưới điện siêu nhỏ

Các lưới điện siêu nhỏ là các hệ thống năng lượng tự cung cấp có thể hoạt động độc lập với lưới điện chính. Chúng có thể đặc biệt hữu ích trong việc duy trì nguồn điện trong các sự kiện thời tiết cực đoan. Các lưới điện siêu nhỏ cấp điện từ các nguồn năng lượng tái tạo và có bộ tích trữ bằng pin hỗ trợ có thể cung cấp nguồn điện đáng tin cậy cho các cơ sở quan trọng như bệnh viện, trung tâm ứng phó khẩn cấp và nơi trú ẩn. Ví dụ, trong cơn bão Sandy, lưới điện siêu nhỏ tại khuôn viên Đại học New York đã đảm bảo rằng các cơ sở nghiên cứu và y tế quan trọng vẫn hoạt động.

Tăng cường ứng phó khẩn cấp

Cải thiện khả năng ứng phó khẩn cấp là điều thiết yếu để giảm thiểu tác động của các hiện tượng thời tiết cực đoan. Điều này bao gồm việc phát triển các kế hoạch ứng phó thảm họa toàn diện, tiến hành các cuộc diễn tập thường xuyên và thiết lập các kênh truyền thông rõ ràng giữa các công ty điện lực, dịch vụ khẩn cấp và người dân. Việc sử dụng máy bay không người lái và các công nghệ tiên tiến khác để đánh giá thiệt hại có thể đẩy nhanh nỗ lực khôi phục.

Các nghiên cứu trường hợp

Puerto Rico: Bão Maria

Tháng 9/2017, Bão cuồng phong Maria đã gây ra thiệt hại thảm khốc cho lưới điện của Puerto Rico, dẫn đến tình trạng mất điện kéo dài nhất trong lịch sử nước Mỹ. Cơn bão đã làm hư hại 80% mạng lưới truyền tải và phân phối, khiến hàng triệu người bị mất điện trong nhiều tháng. Việc khôi phục nêu bật sự cần thiết phải đầu tư đáng kể vào hiện đại hóa lưới điện và kết hợp các nguồn năng lượng tái tạo để xây dựng một hệ thống điện có độ dẻo dai hơn. Để đáp lại, Puerto Rico đã tăng cường tập trung vào lưới điện siêu nhỏ và các dự án năng lượng tái tạo để tăng cường độ dẻo dai của lưới điện.

Australia: Cháy rừng 2019-2020

Mùa cháy rừng 2019-2020 ở Australia là một trong những mùa cháy rừng tàn khốc nhất từng ghi nhận, gây thiệt hại trên diện rộng cho cơ sở hạ tầng điện trên khắp bang New South Wales và bang Victoria. Các vụ hỏa hoạn đã gây ra tình trạng mất điện kéo dài và gián đoạn kinh tế đáng kể. Sau đó, các công ty điện lực của Australia đã đầu tư vào các biện pháp tăng cường lưới điện, chẳng hạn như ngầm hóa đường dây điện ở những khu vực có nguy cơ cao và triển khai các công nghệ theo dõi và chữa cháy tiên tiến hơn.

Vương quốc Anh: Lũ lụt mùa đông 2015-2016

Lũ lụt mùa đông 2015-2016 ở Vương quốc Anh gây thiệt hại nặng nề cho cơ sở hạ tầng điện lực, đặc biệt là ở miền Bắc xứ Anh và Scotland. Các trạm biến áp và đường dây điện bị ngập nước, dẫn đến mất điện trên diện rộng. Hoạt động ứng phó bao gồm sự cộng tác sâu rộng giữa các công ty điện lực, các dịch vụ khẩn cấp và cơ quan chính phủ để khôi phục nguồn điện và thực hiện các biện pháp giảm thiểu rủi ro lũ lụt trong tương lai. Điều này bao gồm việc nâng cao bệ móng trạm biến áp và cải thiện khả năng phòng chống lũ lụt xung quanh cơ sở hạ tầng quan trọng.

Vai trò của chính sách và quy định

Các sáng kiến ​​của Chính phủ

Các chính phủ đóng vai trò quan trọng trong việc định hình độ dẻo dai của ngành điện thông qua chính sách và quy định. Các sáng kiến ​​như Thỏa thuận Xanh của Liên minh Châu Âu và Luật Đầu tư Cơ sở hạ tầng và Việc làm của Mỹ bao gồm các điều khoản nhằm tăng cường độ dẻo dai lưới điện và tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo. Các chính sách này cung cấp các ưu đãi tài chính và hỗ trợ pháp lý để các công ty điện lực đầu tư vào các biện pháp dẻo dai.

Cộng tác quốc tế

Cộng tác quốc tế là thiết yếu để giải quyết thách thức toàn cầu về biến đổi khí hậu và tác động của nó đối với ngành điện. Các tổ chức như Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) và Ngân hàng Thế giới đang tích cực tham gia vào việc thúc đẩy độ dẻo dai và tính bền vững trong ngành điện. Họ cung cấp hỗ trợ kỹ thuật, tài trợ và hướng dẫn chính sách để giúp các quốc gia tăng cường cơ sở hạ tầng điện lực.

Sự tham gia của khu vực tư nhân

Sự tham gia của khu vực tư nhân là rất quan trọng để thúc đẩy đổi mới và đầu tư vào cơ sở hạ tầng năng lượng dẻo dai. Các công ty chuyên về năng lượng tái tạo, công nghệ lưới điện thông minh và ứng phó thảm họa đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường độ dẻo dai của lưới điện. Quan hệ đối tác công-tư có thể phát huy lợi thế sức mạnh của cả hai lĩnh vực để phát triển và thực hiện các chiến lược độ dẻo dai hiệu quả.

Tương lai của độ dẻo dai về điện

Các tiến bộ công nghệ

Những tiến bộ trong công nghệ sẽ tiếp tục đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao độ dẻo dai của ngành điện. Những đổi mới về năng lượng tái tạo, tích trữ năng lượng và quản lý lưới điện sẽ cho phép các hệ thống điện mạnh mẽ và linh hoạt hơn. Sự phát triển của dự báo thời tiết tiên tiến và phân tích tiên đoán cũng có thể cải thiện tính sẵn sàng và ứng phó với các hiện tượng thời tiết cực đoan.

Các thực hành bền vững

Việc áp dụng các thực hành bền vững là điều thiết yếu để giảm thiểu tác động của thay đổi khí hậu và tăng cường độ dẻo dai của ngành điện. Điều này bao gồm việc tăng tỷ trọng năng lượng tái tạo trong cân bằng năng lượng, cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính. Việc chuyển dịch sang hệ thống năng lượng cacbon thấp sẽ yêu cầu đầu tư đáng kể và hỗ trợ chính sách nhưng rất quan trọng đối với độ dẻo dai lâu dài.

Cam kết cộng đồng

Việc thu hút cộng đồng tham gia vào các nỗ lực độ dẻo dai là rất quan trọng để đảm bảo tính hiệu quả của các biện pháp dẻo dai. Các công ty điện lực cần cộng tác chặt chẽ với các cộng đồng địa phương để phát triển và thực hiện các kế hoạch độ dẻo dai nhằm giải quyết các nhu cầu và ưu tiên của địa phương. Điều này bao gồm việc cung cấp giáo dục và nguồn lực để giúp các cộng đồng chuẩn bị và ứng phó với các sự kiện thời tiết cực đoan.

Kết luận

Tần suất và cường độ ngày càng tăng của các sự kiện thời tiết cực đoan đặt ra những thách thức đáng kể cho ngành điện. Tuy nhiên, thông qua sự kết hợp giữa củng cố cơ sở hạ tầng, đổi mới công nghệ, hỗ trợ chính sách và sự tham gia của cộng đồng, ngành điện có thể nâng cao độ dẻo dai và đảm bảo nguồn cung cấp điện đáng tin cậy khi đối mặt với biến đổi khí hậu. Bằng cách đầu tư vào các hệ thống điện dẻo dai và bền vững, ngành điện có thể giảm thiểu tác động của các sự kiện thời tiết cực đoan và góp phần tạo nên một tương lai năng lượng an toàn và bền vững hơn.

Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường

Theo “mps”, tháng 9/2024