Đăng ký thành viên

Các lưới điện phải lớn hơn, mạnh hơn và thông minh hơn

Báo cáo “Các lưới điện và chuyển dịch năng lượng an toàn” đặc biệt gần đây của IEA cung cấp “danh sách toàn cầu đầu tiên về các lưới điện của thế giới hiện nay”. Báo cáo đánh giá các dấu hiệu mà các lưới điện không theo kịp tốc độ của nền kinh tế năng lượng toàn cầu đang nổi lên và nguy cơ chúng trở thành nút cổ chai, cản trở các nỗ lực đẩy nhanh quá trình chuyển dịch năng lượng sạch và đảm bảo an ninh điện.

Quá trình chuyển dịch sang phát thải ròng bằng 0 của các quốc gia cần củng cố bởi các lưới điện lớn hơn, mạnh hơn và thông minh hơn (Ảnh st)

Báo cáo của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) cho biết các lưới điện đã trở nên ngày càng quan trọng hơn khi quá trình chuyển dịch sang năng lượng sạch tiến triển, nhưng chúng hiện nhận được quá ít sự chú ý. Quá trình chuyển dịch sang năng lượng sạch hiện đang thúc đẩy quá trình chuyển đổi các hệ thống năng lượng của chúng ta và mở rộng vai trò của điện trên khắp các nền kinh tế. Kết quả là, quá trình chuyển dịch sang phát thải ròng bằng 0 của các quốc gia cần củng cố bởi các lưới điện lớn hơn, mạnh hơn và thông minh hơn.

Để đạt được các mục tiêu quốc gia về năng lượng và khí hậu, việc sử dụng điện trên thế giới cần tăng trưởng hơn 20% trong thập kỷ tới. Nhu cầu điện cần phải tăng nhanh hơn nữa trên con đường toàn cầu hướng tới phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, phù hợp với việc hạn chế sự gia tăng của nhiệt độ toàn cầu ở mức 1,5°C. Các lưới điện mở rộng là rất quan trọng để tạo ra các mức độ tăng trưởng như vậy khi thế giới triển khai nhiều phương tiện điện hơn, lắp đặt nhiều hệ thống gia nhiệt và làm mát bằng điện hơn cũng như tăng quy mô sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân.

Đạt được các mục tiêu quốc gia cũng có nghĩa là bổ sung hoặc cải tạo tổng cộng hơn 80 triệu kilômét lưới điện vào năm 2040, tương đương với toàn bộ lưới điện toàn cầu hiện có. Lưới điện là thiết yếu để khử cacbon việc cấp điện và tích hợp hiệu quả năng lượng tái tạo. Trong một kịch bản mà ở đó việc đáp ứng các mục tiêu về năng lượng và khí hậu của các quốc gia kịp thời và đầy đủ, gió và mặt trời PV sẽ chiếm hơn 80% tổng mức tăng công suất điện toàn cầu trong hai thập kỷ tới, so với mức dưới 40% trong hai thập kỷ qua. Trong Kịch bản phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 của IEA, gió và mặt trời chiếm gần 90% mức tăng. Việc tăng tốc triển khai năng lượng tái tạo đòi hỏi phải hiện đại hóa các lưới điện phân phối và thiết lập các hành lang truyền tải mới để kết nối các nguồn lực tái tạo – chẳng hạn như các dự án quang điện trên sa mạc và các tuabin gió ngoài khơi – ở xa các trung tâm nhu cầu như thành phố và khu công nghiệp.

Các lưới điện hiện đại và kỹ thuật số rất quan trọng để bảo vệ an ninh điện trong quá trình chuyển dịch sang năng lượng sạch. Khi các thành phần của các nguồn năng lượng tái tạo biến thiên như quang điện mặt trời và gió tăng lên, các hệ thống điện cần trở nên linh hoạt hơn để thích ứng với những thay đổi về sản lượng. Trong một kịch bản phù hợp với việc đáp ứng các mục tiêu khí hậu quốc gia, nhu cầu về tính linh hoạt của hệ thống sẽ tăng gấp đôi trong khoảng thời gian từ năm 2022 đến năm 2030. Các lưới điện cần phải vận hành theo những phương cách mới đồng thời khai thác lợi thế các lợi ích của các nguồn lực phân tán, chẳng hạn như điện mặt trời mái nhà và tất cả các nguồn linh hoạt. Điều này bao gồm việc triển khai các công nghệ tăng cường lưới điện và mở khóa tiềm năng của phản ứng theo nhu cầu và tích trữ năng lượng thông qua số hóa.

Báo cáo của IEA cho rằng các lưới điện có nguy cơ trở thành mắt xích yếu của quá trình chuyển dịch năng lượng sạch. Ít nhất 3.000GW dự án năng lượng tái tạo, trong đó 1.500GW ở giai đoạn nâng cao, đang chờ kết nối lưới – tương đương gấp 5 lần lượng công suất điện mặt trời và gió đã bổ sung vào năm 2022. Điều này cho thấy các lưới điện đang trở thành nút thắt đối với chuyển dịch sang phát thải ròng bằng 0. Số lượng các dự án đang chờ kết nối trên toàn thế giới nhiều khả năng có thể còn cao hơn, vì dữ liệu về các dự án như vậy có thể truy cập ở các quốc gia chiếm một nửa công suất điện gió và mặt trời trên toàn cầu. Trong khi đầu tư vào năng lượng tái tạo đang tăng nhanh – gần gấp đôi kể từ năm 2010 – thì đầu tư toàn cầu vào lưới điện hầu như không thay đổi, vẫn giữ nguyên ở mức khoảng 300 tỷ USD mỗi năm.

Sự trì hoãn trong đầu tư và cải cách lưới điện sẽ làm tăng đáng kể lượng khí thải CO2 toàn cầu, làm chậm quá trình chuyển dịch năng lượng và khiến mục tiêu 1,5°C trở nên ngoài tầm với. Đối với báo cáo của mình, IEA đã phát triển “Trường hợp Trì hoãn Lưới điện” để khám phá các tác động của những thay đổi về đầu tư, hiện đại hóa, số hóa và vận hành hạn chế hơn so với những gì đã hình dung trong các kịch bản tập trung vào khí hậu của IEA. Trường hợp Trì hoãn Lưới điện cho thấy quá trình chuyển dịch đang bị đình trệ, với việc sử dụng năng lượng tái tạo chậm hơn và mức sử dụng nhiên liệu hóa thạch cao hơn. Lượng phát thải CO₂ lũy kế từ ngành điện đến năm 2050 trong Trường hợp Trì hoãn Lưới điện sẽ cao hơn 58 tỷ tấn so với kịch bản phù hợp với các mục tiêu khí hậu quốc gia. Con số này tương đương với tổng lượng phát thải CO₂ của ngành điện toàn cầu trong 4 năm qua. Điều đó cũng có nghĩa là mức tăng nhiệt độ toàn cầu trong dài hạn sẽ vượt quá 1,5°C, với 40% khả năng nhiệt độ sẽ vượt quá 2°C.

Vào thời điểm các thị trường khí tự nhiên mong manh và những lo ngại về an ninh cung cấp khí đốt, việc không xây dựng các lưới điện làm tăng sự phụ thuộc của các quốc gia vào khí đốt. Trong Trường hợp Trì hoãn Lưới điện, sau năm 2030, nhập khẩu khí đốt toàn cầu cao hơn 80 tỷ mét khối (bcm) một năm so với kịch bản phù hợp với các mục tiêu khí hậu quốc gia - và nhập khẩu than cao hơn gần 50 triệu tấn. Việc trì hoãn phát triển lưới điện cũng làm tăng nguy cơ mất điện, gây thiệt hại về mặt kinh tế. Hiện nay, các vụ mất điện như vậy đã gây thiệt hại khoảng 100 tỷ USD mỗi năm, tương đương 0,1% GDP toàn cầu.

Cần rà soát và cập nhật các quy định để hỗ trợ không chỉ việc triển khai các lưới điện mới mà còn cải thiện việc sử dụng các tài sản. Quy định về lưới điện cần khuyến khích các lưới điện theo kịp những thay đổi nhanh chóng về cung và cầu điện năng. Điều này đòi hỏi phải giải quyết các rào cản hành chính, khen thưởng tính năng và độ tin cậy cao cũng như thúc đẩy đổi mới. Đánh giá rủi ro pháp lý cũng cần được cải thiện để có thể đẩy nhanh quá trình xây dựng và sử dụng cơ sở hạ tầng hiệu quả.

Việc quy hoạch các lưới điện truyền tải và phân phối cần phải điều chỉnh và tích hợp hơn nữa với các quy trình lập kế hoạch dài hạn rộng rãi của các chính phủ. Cơ sở hạ tầng lưới điện mới thường mất từ ​​5 đến 15 năm để lập kế hoạch, cấp phép và hoàn thành, so với 1 đến 5 năm đối với các dự án năng lượng tái tạo mới và chưa đến 2 năm đối với cơ sở hạ tầng sạc xe điện mới. Các quy hoạch lưới điện cần tích hợp đầu vào từ các kế hoạch chuyển dịch năng lượng dài hạn giữa các ngành, dự đoán và tạo điều kiện cho sự tăng trưởng các nguồn lực phân tán, kết nối các khu vực giàu tài nguyên bao gồm gió ngoài khơi và phản ánh các liên kết với các lĩnh vực khác bao gồm giao thông, xây dựng và công nghiệp, và nhiên liệu như hydro. Các bên liên quan mạnh mẽ và sự tham gia của người dân là chìa khóa để cung cấp thông tin cho việc phát triển kịch bản. IEA tin rằng người dân cần nhận thức và thông báo về mối liên hệ giữa các lưới điện và quá trình chuyển dịch năng lượng thành công.

Để đáp ứng các mục tiêu khí hậu quốc gia, báo cáo này ước tính rằng đầu tư vào lưới điện cần tăng gần gấp đôi vào năm 2030 lên hơn 600 tỷ USD mỗi năm sau hơn một thập kỷ trì trệ ở cấp độ toàn cầu, tập trung vào số hóa và hiện đại hóa lưới điện phân phối. Điều đáng lo ngại là các nền kinh tế mới nổi và đang phát triển, ngoại trừ Trung Quốc, đã chứng kiến ​​sự sụt giảm đầu tư vào lưới điện trong những năm gần đây, mặc dù nhu cầu điện và nhu cầu tiếp cận năng lượng tăng trưởng mạnh mẽ. Các nền kinh tế tiên tiến đã chứng kiến ​​sự tăng trưởng ổn định trong đầu tư vào lưới điện, nhưng tốc độ cần phải tăng lên để tạo điều kiện cho quá trình chuyển dịch năng lượng sạch nhanh chóng. Đầu tư tiếp tục tăng ở tất cả các khu vực sau năm 2030.

Xây dựng lưới điện đòi hỏi các chuỗi cung ứng an toàn và lực lượng lao động lành nghề. Các chính phủ có thể hỗ trợ việc mở rộng các chuỗi cung ứng bằng cách tạo ra các quy trình dự án chắc chắn và minh bạch cũng như bằng cách tiêu chuẩn hóa việc mua sắm và lắp đặt kỹ thuật. Họ cũng cần xây dựng tính linh hoạt trong tương lai bằng cách đảm bảo khả năng tương tác của tất cả các yếu tố khác nhau của hệ thống này. Ngoài ra còn có nhu cầu đáng kể về các chuyên gia lành nghề trong toàn bộ chuỗi cung ứng, cũng như tại các nhà điều hành và tổ chức quản lý. Điều thiết yếu là phải xây dựng nguồn nhân tài, đảm bảo tích hợp các kỹ năng kỹ thuật số vào chương trình giảng dạy của ngành điện, quản lý các tác động của quá trình chuyển dịch năng lượng và tăng cường tự động hóa đối với người lao động thông qua đào tạo lại kỹ năng và tại chỗ.

Các rào cản quan trọng nhất đối với việc phát triển lưới điện là khác nhau tùy theo khu vực. Tình trạng tài chính của các công ty điện lực là một thách thức chính ở một số quốc gia, bao gồm Ấn Độ, Indonesia và Hàn Quốc, trong khi khả năng tiếp cận tài chính và chi phí vốn cao là những rào cản chính ở nhiều thị trường mới nổi và các nền kinh tế đang phát triển, đặc biệt là ở châu Phi cận Sahara. Các rào cản tài chính có thể giải quyết bằng cách cải thiện cách trả thù lao cho các công ty lưới điện, thúc đẩy tài trợ cho lưới điện có mục tiêu và tăng tính minh bạch về chi phí. Đối với các khu vực pháp lý khác, chẳng hạn như Châu Âu, Mỹ, Chile và Nhật Bản, những rào cản mạnh nhất liên quan đến sự chấp nhận của công chúng đối với các dự án mới và nhu cầu cải cách quy định. Tại đây, các nhà hoạch định chính sách có thể đẩy nhanh tiến độ trên lưới điện bằng cách tăng cường lập kế hoạch, đảm bảo đánh giá rủi ro pháp lý cho phép đầu tư tiên đoán và hợp lý hóa các quy trình hành chính.

Biên dịch: Phạm Gia Đại

Theo “MPS”, tháng 6/2024