Đăng ký thành viên

Làm cách nào thủy điện tích năng có thể giúp ổn định giá điện của Na Uy

Đập Storvassdammen của Nhà máy thủy điện Ulla-Førr nằm giữa các khu đô thị Hjelmeland, Suldal và Bylke ( Ảnh st)

Thủy điện tích năng được quan tâm trở lại ở Na Uy vì giá điện cao. Nâng cấp các nhà máy thủy điện để tích năng lượng trên cao đòi hỏi đầu tư lớn nhưng có thể sinh lời đồng thời góp phần ổn định giá điện trong một hệ thống điện tái tạo 100%.

Làm cách nào để phát triển thủy điện tích năng có lãi

Để bơm nước ngược lên hồ chứa bạn cần nhiều điện hơn một chút so với điện năng có thể phát ra khi cùng một lượng nước đi qua các tuabin về phía hạ lưu. Các công trình tích năng dựa trên công nghệ hiện đại có thể đạt được hiệu suất ròng khoảng 85%.

Nếu giá tại thời điểm bơm là 0,1Euro/kWh (0,11USD), thì giá khi phát điện ít nhất phải là 0,118 Euro/kWh (0,13USD) thì mới hòa vốn (giá điện khi bơm chia cho hiệu suất). Do đó, chi phí khả biến của thủy điện tích năng là tương đối và liên hệ chặt chẽ với giá năng lượng trên thị trường.

Ở mức 0,118 Euro/kWh, chi phí khả biến đã được bù đắp. Ngoài ra, cần xem xét chi phí vận hành  ví dụ như hao mòn thiết bị, nhân công và các chi phí khác - không liên quan đến giá điện. Đối với thủy điện, chi phí vận hành là thấp. Nếu chúng ta giả định chi phí vận hành là 0,002 Euro/kWh (0,0023 USD) trong ví dụ trên (với giá 0,1 Euro/kWh tại thời điểm bơm), giá tại thời điểm phát điện sẽ phải là 0,12 Euro/kWh (0,14 USD) để hòa vốn.

Trong các tính toán trên, chúng ta chưa tính đến việc các công ty vận hành nhà máy điện cần phải tạo ra lợi nhuận. Vì vậy, một biên độ khác phải được thêm vào giá hòa vốn.

Ngoài việc đủ lớn, sai lệch giá phải xảy ra đủ thường xuyên và trong khoảng thời gian đủ dài mỗi lần, để cho phép các chủ sở hữu nhà máy tích năng hoạt động và thu lợi nhuận từ khoản đầu tư đòi hỏi nhiều vốn.

Các công ty phát điện cũng có thu nhập từ việc bán các sản phẩm và dịch vụ khác. Thu nhập từ thị trường năng lượng, được trình bày trong ví dụ trên, chỉ là một trong nhiều loại thu nhập có thể được tạo ra bằng cách cung cấp dịch vụ cho hệ thống điện.

Hệ thống cũng cần các tổ máy có thể nhanh chóng thay đổi sản lượng phát điện, để ổn định tần số lưới điện ở 50Hz, đồng bộ với những thay đổi về tiêu thụ và sản xuất điện của các nhà máy điện khác. Các nhà máy thủy điện tích năng có thể được xây dựng với tính linh hoạt cao và cung cấp công suất dự phòng nhanh chóng, không phát thải, còn được gọi là các dịch vụ hệ thống. 

 Những thu nhập loại này có thể là đáng kể và chúng ta mong đợi sự gia tăng nhu cầu đối với các dịch vụ như vậy khi hướng tới một hệ thống năng lượng phụ thuộc vào thời tiết hơn (phát nhiều điện hơn từ tuabin gió và tấm pin mặt trời) với ít khả năng điều chỉnh sản lượng điện theo ý muốn.

Các nhà khoa học đã xem xét mức độ cần thiết của việc tích trữ năng lượng ở Bắc Âu để thiết lập một hệ thống điện không phát thải (Ảnh st)

Là một phần của dự án HydroBalance, dưới sự bảo trợ của FME CEDREN (Trung tâm Thiết kế Môi trường về Năng lượng Tái tạo), các nhà khoa học đã xem xét Bắc Âu cần tích trữ bao nhiêu năng lượng để thiết lập một hệ thống điện không phát thải. Con số mà họ xác định được là khoảng 25TWh, thấp hơn rất nhiều so với dung lượng tích trữ hiện có trong các hồ thủy điện của Na Uy, là khoảng 85TWh.

Trong những tính toán này, nhu cầu sản xuất điện linh hoạt được ước tính là 230GW, cao gấp sáu lần tổng công suất của tất cả các nhà máy thủy điện và gió ở Na Uy. Do đó, HydroBalance đã chuẩn bị một lộ trình cho các thủy điện tích năng quy mô lớn, cung cấp thêm thông tin và khuyến nghị.

Dự án HydroBalance cũng đã phân tích một nhà máy cụ thể ở miền nam Na Uy, xem xét đầu tư vào 1GW thủy điện tích năng giữa hai hồ chứa lớn hiện có. Dựa trên dữ liệu khí hậu và hồ sơ giá điện từ một thời kỳ đã chọn, tiềm năng thu nhập từ riêng thị trường năng lượng (được san bằng cho năm 2050) được ước tính vào khoảng 40 triệu Euro (45,2 triệu USD mỗi năm). Con số này về cơ bản nhiều hơn 25 triệu Euro (28,3 triệu USD) mỗi năm cần thiết để đầu tư có lãi.

Nói cách khác, chỉ riêng sự biến động của giá điện cũng có thể khiến việc đầu tư vào thủy điện tích năng thêm lợi nhuận chưa kể thu nhập phụ từ các dịch vụ hệ thống. Tuy nhiên, bài học lớn nhất rút ra từ việc này là cùng một nhà máy thủy điện tích năng sẽ có thu nhập cao hơn đáng kể từ việc cung cấp các dịch vụ hệ thống: 170 triệu Euro (192,3 triệu USD) mỗi năm trong cùng thời kỳ. Điều này cho thấy tầm quan trọng của thủy điện Na Uy trong việc cung cấp các dịch vụ hệ thống chứ không chỉ bán điện.

Thủy điện tích năng có sinh lời trong thị trường ngày nay không?

Sự khác biệt về giá cả trên thị trường Na Uy trong nhiều ngày kéo dài vài tháng qua sẽ làm cho thủy điện tích năng thực sự có lãi - và góp phần làm giảm giá điện suốt ngày đêm.

Giá điện ở Na Uy cao trong nhiều ngày kéo dài suốt mùa thu năm 2021. Ngoài ra, trong mỗi ngày, có sự so lệch lớn giữa giờ đắt nhất và ít đắt nhất. Ví dụ, giá trung bình ở miền nam Na Uy trong sáu giờ đắt nhất vào đêm ngày 29 tháng 11 năm 2021, là 0,14 Euro/kWh (0,16USD), trong khi giá trung bình trong sáu giờ đắt nhất cùng ngày là 0,36 Euro/kWh (0,41 USD).

Một ngày như vậy sẽ rất có lãi đối với một nhà máy thủy điện tích năng, cho phép thu nhập ròng 0,22 Euro/ kWh (0,25 USD). Ngược lại, vào một ngày như ngày 3 tháng 1 năm 2022, giá điện ở miền nam Na Uy sẽ có thu nhập ròng 0,02 Euro/kWh (0,23 USD) cho một nhà máy thủy điện tích năng. Nói cách khác, so lệch giá có thể đủ để hòa vốn nhưng không đủ để tạo ra thu nhập cần thiết để hoàn vốn đầu tư.

Các dự án thủy điện tích năng đang được đánh giá thường xuyên (Ảnh st)

Tại HydroCen, là Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Thân thiện với Môi trường, chúng tôi phân tích các số liệu về tiềm năng của thủy tích năng, do CEDREN và một số công ty điện lực chuẩn bị. Chúng tôi đang liên hệ trực tiếp với bộ phận nghiên cứu và phát triển của một số công ty điện lực để thảo luận về các khả năng. Qua cuộc đối thoại này, chúng tôi được biết rằng các dự án thủy điện tích năng đang được đánh giá thường xuyên.

Biên dịch: Thanh  Hải

Theo “hydroreview”, số tháng 3/2022