Google và những công ty khác đã cam kết cung cấp năng lượng không có carbon 24/7. Điều đó nghĩa là gì?
Dưới đây là phần giới thiệu của bạn về xu hướng mới nổi bật trong cam kết năng lượng sạch.
Trung tâm dữ liệu của Google ở Eemshaven, Hà Lan (Google)
Khi một công ty hoặc thành phố tuyên bố “được cung cấp 100% bởi năng lượng sạch”, điều đó thường có nghĩa là nó đã tăng mức tiêu thụ điện, mua một lượng tương đương năng lượng không có carbon (CFE) và gọi nó là thậm chí.
Điều đó ổn thôi, nếu nó diễn ra. Nhưng giờ đây, chân trời tiếp theo của hành động vì khí hậu tự nguyện đã xuất hiện: Một số công ty và thành phố dũng cảm không chỉ mong muốn bù đắp lượng tiêu thụ của họ bằng CFE hàng năm, mà còn kết hợp mức tiêu thụ của họ với sản lượng CFE mỗi giờ mỗi ngày, tất cả năm dài. Chạy bằng năng lượng sạch 24/7 - đó là tính năng mới.
Danh sách các tổ chức ở Hoa Kỳ đã cam kết với CFE 24/7 rất ngắn gọn: Peninsula Clean Energy (một công ty tổng hợp các lựa chọn của cộng đồng ở California) đã cam kết vào năm 2025; Google, Microsoft và Khu Tiện ích Thành phố Sacramento đã đặt mục tiêu đến năm 2030; Sở Nước và Điện Los Angeles và, hơi bất thường đối với danh sách nặng ký ở California này, thành phố Des Moines, Iowa đã đặt mục tiêu vào năm 2035. Ithaca, New York được đồn đại là đang dự tính điều gì đó tương tự.
Đó là nó cho bây giờ. Nhưng ý tưởng này nhanh chóng bắt đầu và thu hút rất nhiều sự chú ý. Vào tháng 9, một nhóm quốc tế rộng lớn gồm hơn 40 nhà cung cấp năng lượng, người mua và chính phủ đã khởi động Thỏa thuận năng lượng không carbon 24/7, “một tập hợp các nguyên tắc và hành động mà các bên liên quan trong hệ sinh thái năng lượng có thể cam kết để thúc đẩy hệ thống thay đổi."
Kế hoạch việc làm tại Mỹ ban đầu của Biden chứa đựng một lời hứa theo đuổi “nguồn điện sạch 24/7 cho các tòa nhà liên bang”. Ngôn ngữ đó đã không còn tồn tại trong dự luật điều chỉnh ngân sách Build Back Better tại Quốc hội, nhưng có tin đồn rằng Biden có thể sớm ban hành lệnh hành pháp về chủ đề này.
Hiện đã có những nỗ lực chuẩn hóa việc theo dõi năng lượng sạch hàng giờ và xây dựng nó vào thị trường, cũng như nhiều cuộc thảo luận tích cực về cách cập nhật thị trường và chính sách để phù hợp với nó.
Dù sao thì, đó cũng là một vấn đề lớn. Đã đến lúc chúng ta phải xem xét những gì đang diễn ra. Hạnh phúc thay, hóa ra lại là một câu chuyện hấp dẫn với đủ thứ tình tiết tréo ngoe. Hãy đi sâu vào!
Lịch sử "được cung cấp bởi năng lượng sạch"
Để hiểu “100% được cung cấp bởi điện sạch” cho đến nay có nghĩa là gì, bạn phải hiểu ít nhất những điều cơ bản về chứng chỉ năng lượng tái tạo, hoặc RECs.
Ban đầu, REC là một cơ chế mà các tiện ích được sử dụng để tuân thủ các yêu cầu luật định để triển khai năng lượng tái tạo. Một trang trại năng lượng gió hoặc năng lượng mặt trời tạo ra 1 megawatt năng lượng tái tạo cũng tạo ra 1 REC, được nộp cho các cơ quan quản lý để làm bằng chứng tuân thủ.
Sau đó, thị trường REC tự nguyện ra đời. Trong thị trường REC tự nguyện, một máy phát điện có thể "tách" REC của nó khỏi megawatt năng lượng mà nó được liên kết và bán nó vào một thị trường nơi nó có thể được giao dịch nhiều lần trước khi được "nghỉ hưu" hoặc đưa ra khỏi thị trường . (Đối với mục đích kế toán, bất kỳ ai nghỉ hưu REC có thể yêu cầu các lợi ích về môi trường.) Các tổ chức công ty, tổ chức và chính phủ có thể mua, giao dịch và nghỉ hưu RECS.
Ý tưởng ban đầu là khả năng bán REC như một nguồn thu nhập thứ hai sẽ thúc đẩy các nhà phát triển xây dựng nhiều dự án năng lượng sạch hơn. Và nó hoạt động được một thời gian - miễn là năng lượng mặt trời và gió có giá thành cao hơn và REC tương đối đắt.
Nhưng sau đó gió và năng lượng mặt trời bắt đầu trở nên siêu rẻ: Chi phí của một REC chưa gộp đã tăng từ 5 đô la vào năm 2008 xuống dưới 1 đô la vào năm 2010 (nó vẫn giữ nguyên từ đó đến nay). Các thị trường REC tự nguyện trở nên khá mạnh mẽ, nhưng rõ ràng ở một thời điểm nhất định rằng tất cả các REC không tích lũy này không thực sự thúc đẩy nhiều dự án năng lượng tái tạo mới. Một nghiên cứu năm 2013 cho thấy “các quyết định đầu tư của các nhà phát triển dự án điện gió ở Hoa Kỳ khó có thể bị thay đổi bởi thị trường REC tự nguyện”.
Đối với tín dụng của họ, những người mua doanh nghiệp, thương mại và công nghiệp đã chú ý. Vào năm 2014, Walmart tuyên bố rằng họ sẽ không còn bù đắp việc sử dụng năng lượng bằng REC không phân nhóm nữa và nhiều người mua khác đã làm theo. Thị trường bắt đầu có xu hướng hướng tới các hợp đồng dài hạn được gọi là các thỏa thuận mua bán điện mà thông qua đó người mua cam kết mua cả năng lượng và REC (REC “gói”) từ một dự án tiềm năng trong khoảng thời gian từ 10 đến 25 năm.
Điều đó đã mang lại cho các nhà phát triển sự tự tin hơn và đã thúc đẩy một loạt các dự án năng lượng sạch mới đang được xây dựng. Chỉ tính riêng trong năm 2020, những người mua thương mại và công nghiệp (C&I) ở Hoa Kỳ đã mua 10,6 gigawatt năng lượng tái tạo, chiếm 1/3 tổng công suất năng lượng tái tạo được bổ sung trong nước. Hoạt động mua sắm tự nguyện của khu vực C&I trở thành động lực chính của quá trình chuyển đổi năng lượng.
Mua sắm C&I tăng, chi phí giảm (Google)
Vẫn có rất nhiều thực thể mua REC giá rẻ chưa được phân nhóm và khẳng định tính trung lập của carbon, nhưng các nhà lãnh đạo trong không gian nói chung là bó tay
theo hợp đồng mua bán điện.
Nhưng vẫn có một vấn đề với REC, ngay cả những REC tốt.
Sự cố với RECs
Khi người mua C&I mua REC, dù được đóng gói hay không theo nhóm, người mua biết lượng năng lượng tái tạo được tạo ra (1 megawatt), nhưng không biết năng lượng tái tạo được tạo ra khi nào. Nhưng hóa ra, khi nói đến các nguồn năng lượng đến và đi theo thời tiết như gió và mặt trời, thì thời điểm phát sinh ra vấn đề khá quan trọng.
Nếu những người tham gia vào các thị trường REC tự nguyện tiếp tục mua các REC năng lượng mặt trời và gió rẻ nhất, thì sớm hay muộn, lưới điện sẽ mất cân bằng. Trong thời kỳ nắng to hoặc gió lớn, sẽ có quá nhiều năng lượng tái tạo, đẩy giá xuống.
Nhưng trong những thời điểm mặt trời lặn hoặc gió chậm, không có đủ năng lượng tái tạo, vì vậy nhu cầu phải được đáp ứng bởi các nhà máy đỉnh cao khí đốt tự nhiên đắt tiền. Giá cả và nguồn cung cấp dao động dữ dội. Thị trường không thích nó. Và thêm nhiều gió và năng lượng mặt trời chỉ làm trầm trọng thêm hiệu ứng.
Điều cần thiết là năng lượng không có carbon, sẵn có khi nắng và gió tắt. Một megawatt của CFE bổ sung có giá trị hơn nhiều trong thời gian đó so với thời điểm có sản lượng năng lượng mặt trời và gió cao. Vấn đề thời gian.
Nhưng hiện tại, REC không chứa thông tin về thời gian tạo ra. Người mua không thể biết liệu có bất kỳ máy phát điện cụ thể nào được bảo hành hoặc sẽ bao gồm bất kỳ giờ tiêu thụ cụ thể nào hay không. Người mua không có cách nào để mua CFE cụ thể vào những giờ họ cần nhất.
Hãy coi REC hàng tháng là một hình ảnh có độ phân giải cực thấp về sản xuất năng lượng tái tạo. Về mặt tạm thời, đó là một pixel có kích thước hàng tháng khổng lồ. Người mua C&I mua những hình ảnh có độ phân giải thấp này, phủ lên chúng khi họ tiêu thụ và hy vọng điều tốt nhất.
Nhưng khi bạn nhìn vào một hình ảnh có độ phân giải cao hơn về sản xuất năng lượng tái tạo, một hình ảnh với các pixel cỡ giờ, bạn sẽ thấy rằng nó không trùng lặp hoàn toàn với mức tiêu thụ. Thậm chí không gần.
Sự không phù hợp giữa “100% năng lượng không có cacbon” và “100% năng lượng không có cacbon 24/7”
Google đã đột phá trong lĩnh vực này với sách trắng năm 2018 có tên “Internet là 24x7. Năng lượng không có carbon cũng phải như vậy ”. (Xem sách trắng năm 2020 này và bài đăng trên blog tháng 4 này của Giám đốc điều hành Google Sundar Pichai.) Nó đã tạo ra một số hình ảnh cho phép chúng ta thấy rõ sự không phù hợp giữa cung và cầu năng lượng tái tạo.
Google có hàng chục trung tâm dữ liệu. Nó theo dõi cung và cầu năng lượng theo giờ và cung cấp cho mỗi trung tâm dữ liệu một điểm số CFE cho biết chính xác số giờ hoạt động của nó đã được cung cấp năng lượng tái tạo, trong thời gian thực.
Thông tin nhanh về cách tính điểm CFE. Đối với mỗi giờ, điểm CFE cơ bản là kết hợp lưới. Vì vậy, nếu trung tâm dữ liệu đang vẽ trên lưới với 20% CFE (gió, năng lượng mặt trời, hạt nhân, bất cứ thứ gì) và 80% hóa thạch, nó sẽ bắt đầu với điểm CFE là 20% cho giờ đó.
Sau đó, Google bổ sung bất kỳ năng lượng nào được sản xuất trong giờ đó bởi các dự án mà họ đã ký các thỏa thuận mua bán điện trên cùng một lưới điện. Điều đó có thể đẩy điểm CFE lên, về mặt lý thuyết là 100%.
Dù sao, với ý nghĩ đó, hãy cùng xem một số trung tâm dữ liệu và điểm CFE của họ. Đầu tiên là từ trung tâm dữ liệu của công ty ở Iowa.
Google mua đủ năng lượng gió ở Iowa để bù đắp lượng tiêu thụ của trung tâm dữ liệu theo khối lượng. Nhưng liệu trung tâm dữ liệu có thực sự chạy bằng năng lượng gió từ giờ này sang giờ khác? Không hoàn toàn. Nói một cách chính xác, 74% nhu cầu của nó được đối sánh hàng giờ bởi CFE. Do đó, nó có điểm CFE là 74.
Dưới đây là một đường kẻ thể hiện mức tiêu thụ của trung tâm dữ liệu cho mỗi giờ trong năm. Mỗi cột là một ngày (có 365). Mỗi hàng là một giờ, bắt đầu từ nửa đêm ở trên cùng. Bóng của hình vuông thể hiện lượng CFE cung cấp năng lượng cho nó trong giờ đó.
