Đăng ký thành viên

Từ tắc nghẽn đến tăng trưởng lưới điện: Truyền tải điện cao áp cho tương lai năng lượng tái tạo

Việc xây dựng các đường dây truyền tải điện cao áp sẽ nâng cấp lưới điện quốc gia của Mỹ để đáp ứng các nguồn năng lượng tái tạo.

Quá trình chuyển dịch toàn cầu sang năng lượng tái tạo đang phải đối mặt với một rào cản đáng kể do cơ sở hạ tầng truyền tải lỗi thời. Các lưới điện hiện có, vốn thiết kế cho phát điện tập trung dựa trên nhiên liệu hóa thạch, đang phải vật lộn để đáp ứng các nguồn năng lượng tái tạo phân tán rộng rãi. Sự không phù hợp này đã dẫn đến tình trạng tắc nghẽn lưới điện, thiếu hiệu quả năng lượng và tốc độ áp dụng chậm hơn.

Nhận ra những thách thức này, ngành điện đã đầu tư mạnh vào việc hiện đại hóa lưới điện. Từ việc xây dựng các đường dây mới để đẩy nhanh việc cấp phép, những nỗ lực này có thể loại bỏ những trở ngại đối với việc mở rộng năng lượng tái tạo.

Truyền tải điện (Ảnh st)

Giải pháp truyền tải điện áp cao của Avangrid

Các đường dây truyền tải phân phối điện từ các nguồn năng lượng tái tạo, nhiều khi ở những nơi xa xôi. Các đường dây truyền tải điện cao áp là cần thiết để truyền tải hiệu quả những lượng điện lớn vượt qua những khoảng cách xa. Tuy nhiên, việc xây dựng một đường dây truyền tải mới đòi hỏi đầu tư đáng kể và sự phối hợp giữa các ủy ban quản lý, các nhà điều hành điện lực và chủ đất.

Công ty Avangrid (Mỹ) sẽ phát triển một đường dây truyền tải 1.200MW để kết nối năng lượng tái tạo từ phía Bắc bang Maine đến lưới điện vùng New England bao gồm sáu bang. Hệ thống này sẽ nâng cao độ tin cậy của lưới điện bằng cách giảm tắc nghẽn, thúc đẩy hiệu quả năng lượng và giảm phát thải. Nhìn chung, dự án này nhằm mục đích xây dựng hơn 1.600km đường dây truyền tải mới trên khắp nước Mỹ, hỗ trợ thêm 7.100MW năng lượng sạch tích hợp vào lưới điện.

Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) đã tài trợ cho dự án trị giá 425 triệu USD này.

Khắc phục vi phạm lưới điện

Nhà điều hành hệ thống độc lập Midcontinent (MISO) đã công bố Danh mục đầu tư Tranche 2.1 Kế hoạch truyền tải tầm xa (LRTP) của họ để giải quyết các vấn đề về vi phạm nhiệt và điện áp trong Tiểu vùng Trung Tây của MISO. Vi phạm nhiệt xảy ra khi đường dây điện hoạt động trên ngưỡng nhiệt tối đa của chúng, trong khi vi phạm điện áp liên quan đến độ lệch so với mức điện áp tối ưu.

Cơ sở hạ tầng đường dây truyền tải điện cao áp (Ảnh st)

Công ty này đã giới thiệu một dự án nâng cấp lưới điện trị giá 21,8 tỷ USD với hệ thống truyền tải 765kV để truyền tải điện quy mô lớn. Dự kiến, 24 dự án nằm trong kế hoạch này ​​sẽ đi vào hoạt động từ năm 2032 đến năm 2034, nhằm mục đích giảm tình trạng tắc nghẽn lưới điện và cải thiện độ tin cậy.

Thách thức quan liêu của việc mở rộng năng lượng tái tạo

Bất chấp những nỗ lực toàn cầu, tốc độ tích hợp năng lượng tái tạo bị cản trở bởi các quy trình cấp phép kéo dài và thiếu đường dây điện. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), việc đảm bảo giấy phép cho các dự án năng lượng tái tạo quy mô lớn có thể ngang bằng với thời gian cần thiết để xây dựng chúng. IEA ước tính rằng sẽ cần 24 triệu km đường dây điện và 1.500GW tích trữ năng lượng trên toàn cầu vào năm 2030.

Hệ thống phân phối năng lượng liên quan đến năng lượng tái tạo (Ảnh st)

Trong một bài viết ý kiến, Học viện Môi trường Yale (Mỹ) cho rằng các chính phủ phải đẩy nhanh quá trình phê duyệt và xây dựng các mạng lưới truyền tải mạnh mẽ. Bài viết chỉ ra Đức là một ví dụ điển hình, nơi các cải cách đã gần như tăng gấp đôi việc lắp đặt các nguồn năng lượng tái tạo.

Các nhà phân tích cảnh báo rằng nếu không giải quyết được những chậm trễ này và mở rộng cơ sở hạ tầng lưới điện, sự tăng trưởng của năng lượng mặt trời và gió sẽ đình trệ do lưới điện không đủ công suất để phân phối điện hiệu quả.

Bản thiết kế mở rộng lưới điện

Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia Mỹ đã công bố Nghiên cứu Lập kế hoạch Truyền tải điện quốc gia nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết về việc mở rộng và hiện đại hóa lưới điện Mỹ.

Dưới sự chỉ đạo của DOE, nghiên cứu kéo dài nhiều năm này đã sử dụng các kỹ thuật mô hình hóa tiên tiến để xem xét gần 100 kịch bản tương lai cho đến năm 2050. Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp như mô hình liên kết và phân tích nút để cung cấp thông tin chi tiết về nhu cầu mở rộng truyền tải. Nghiên cứu này cho thấy việc tăng gấp đôi quy mô của hệ thống truyền tải hiện tại có thể tiết kiệm 270-490 tỷ USD chi phí và cắt giảm 10-11 tỷ tấn phát thải CO2 vào năm 2050.

Tiết kiệm tăng trưởng tỷ lệ thuận với mức độ mở rộng truyền tải (Ảnh st)

Nghiên cứu này cũng tiên đoán rằng cơ sở hạ tầng truyền tải điện mới sẽ trải dài khắp nước Mỹ, với mức tăng trưởng lớn nhất ở vành đai gió trung tâm, nơi các đường dây điện dài sẽ cần thiết nhất. Đường dây điện một chiều (DC) điện áp cao có thể hỗ trợ phân phối điện xuyên vùng.

Triển vọng tương laiKhi Mỹ bắt tay thực hiện con đường hiện đại hóa lưới điện đầy tham vọng, những tác động vượt xa phạm vi phân phối năng lượng. Việc mở rộng cơ sở hạ tầng truyền tải có thể thúc đẩy tăng trưởng kinh tế ở các vùng nông thôn, tạo ra các thị trường việc làm trong lĩnh vực năng lượng sạch và mở khóa những tiến bộ công nghệ trong quản lý lưới điện và tích trữ năng lượng. Với nhiều người trong ngành đã và đang đầu tư thời gian và tiền bạc vào quá trình hiện đại hóa lưới điện, quốc gia này có thể trở thành mô hình toàn cầu cho những quốc gia khác đang phải đối mặt với những thách thức tương tự trong quá trình chuyển dịch năng lượng.  

Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường

Theo “eepower”, tháng 6/2025