Không có pin, không có sự linh hoạt: Tây Ban Nha có thể tránh được tình trạng mất điện lớn nhờ những bài học kinh nghiệm ở Nam Úc
Pin Hornsdale. AAP IMAGE
Một trong những chuyên gia hàng đầu thế giới về lưu trữ pin và tính linh hoạt của nhu cầu cho biết Tây Ban Nha có thể tránh được tình trạng mất điện lớn trong tuần này nếu họ ghi nhớ những bài học kinh nghiệm rút ra gần một thập kỷ trước ở Nam Úc.
Khi người tiêu dùng Tây Ban Nha - từ vua cho đến những người tiêu dùng bị bỏ lại trong bóng tối hoặc bị kẹt trong thang máy và tàu hỏa - tìm kiếm câu trả lời cho các sự kiện bất thường vào thứ Hai, nhiều chuyên gia năng lượng chỉ ra rằng lưới điện của Tây Ban Nha đã bị tổn thương do tư duy cũ về kiểm soát tập trung và kiểm soát nguồn cung.
Một số người chỉ ra những bài học kinh nghiệm từ "hệ thống đen" ở Nam Úc năm 2016, dẫn đến việc phải suy nghĩ lại toàn diện về cách quản lý lưới điện và khả năng ứng phó với loại gián đoạn lớn như đã thấy ở Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha.
“Hai lần mất điện, một nguyên nhân gốc rễ”, Alex Schoch, giám đốc bộ phận linh hoạt nhu cầu tại Octopus Energy, hiện là nhà bán lẻ năng lượng lớn nhất tại Vương quốc Anh và một phần thuộc sở hữu của Origin Energy của Úc, đã viết. “Tây Ban Nha 2025 (là) một mạng lưới thiếu tính linh hoạt”.
Schoch có một số hiểu biết sâu sắc về vấn đề này. Trước khi đảm nhiệm vai trò hiện tại là giám đốc bộ phận linh hoạt nhu cầu tại Vương quốc Anh và tư vấn cho nhà điều hành thị trường Vương quốc Anh về các vấn đề truyền tải, Schoch là giám đốc hoạt động toàn cầu của Tesla Energy trong ba năm từ 2016 đến 2019.
Trong vai trò đó, ông đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo phần cứng và bí quyết được cung cấp cho “pin lớn Tesla” ban đầu tại Hornsdale được xây dựng – theo lời hứa của CEO Elon Musk – tại Nam Úc trong vòng chưa đầy 100 ngày.
Pin Tesla là một phần quan trọng trong phản ứng đối với tình trạng mất điện ở Nam Úc, và thành công của nó trong việc giúp giảm thiểu tác động của những sự cố lớn như mất điện của máy phát điện than hoặc mất đường dây truyền tải đã khiến Úc xây dựng danh mục pin quy mô lưới điện khổng lồ.
Danh mục đó hiện đã đạt hơn 5 GW và 10 GWh, đang hoạt động hoặc đưa vào vận hành, và có khả năng sẽ tăng gấp đôi vào năm tới. Nhưng, như Renew Economy đã chỉ ra vào thứ Ba, Tây Ban Nha hầu như không có kho lưu trữ pin nào đáng nói đến.
Schoch viết trong bài đăng trên LinkedIn rằng "Sự cố lưới điện của Tây Ban Nha bắt đầu từ việc mất điện, gây ra tình trạng bất ổn".
“Hệ thống không thể ổn định đủ nhanh, khiến các bộ kết nối đến Pháp bị ngắt và dẫn đến mất 15GW điện.
“Các yếu tố chính bao gồm:
“Quán tính thấp: 70% điện năng của Tây Ban Nha đến từ năng lượng tái tạo, thiếu quán tính mà các nhà máy nhiên liệu hóa thạch thường cung cấp.
“Không có phản ứng nhanh: Pin khan hiếm và phản ứng theo nhu cầu có nghĩa là phải phụ thuộc vào các nhà máy khí đốt hoạt động chậm hơn, thủy điện và nhập khẩu.
“Mất điện ở Nam Úc là do thiệt hại do bão, nhưng vấn đề thực sự là các thiết lập bảo vệ lỗi thời:
Các trang trại gió bị ngắt kết nối do sụt điện áp. Bộ kết nối đến Victoria bị quá tải và ngắt.
“Cả hai lưới điện đều thiếu các công cụ để phục hồi sau những cú sốc đột ngột.”
Trình tự các sự kiện do Schoch mô tả đã được xác nhận bởi nhà điều hành lưới điện Tây Ban Nha, Red Electrica, nơi đã mô tả một loạt các đợt biến động tần số lớn mà các máy phát điện - bao gồm hạt nhân, than và khí đốt - và các đường dây truyền tải đến Pháp không thể phục hồi.
Schoch và các chuyên gia khác chỉ ra rằng lưu trữ pin có thể đã ngăn chặn được các đợt biến động tần số đó, ngăn chặn chuỗi sự kiện liên tiếp dẫn đến mất điện. Red Electrica hiện đã xác nhận rằng ở một giai đoạn nào đó, lưới điện không có sản lượng điện nào.
Schoch cho biết pin Tesla tại Hornsdale - và những pin tiếp theo - đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp tính linh hoạt và bảo mật cho lưới điện.
Ví dụ, Hornsdale đã cung cấp quán tính tổng hợp và phản ứng tần số nhanh (FFR) và phản ứng trong vòng 0,14 giây sau khi mất điện. Thời gian này so với máy phát điện truyền thống chỉ mất vài phút.
Ông cũng lưu ý rằng Nam Úc đã tập trung vào các công nghệ phân tán khác, cũng có thể hoạt động nhanh và thông minh trên lưới điện theo những cách mà các máy đồng bộ truyền thống không thể làm được. Các công nghệ này bao gồm năng lượng mặt trời trên mái nhà tổng hợp, pin gia dụng và bộ điều nhiệt thông minh cân bằng cung và cầu.
Nam Úc đã phát triển từ một lưới điện có 41 phần trăm năng lượng gió và mặt trời trong năm xảy ra sự cố mất điện lớn lên mức trung bình 72 phần trăm trong mỗi hai năm qua và hiện đang hướng tới mục tiêu của chính quyền tiểu bang là 100 phần trăm năng lượng tái tạo ròng vào năm 2027.
Không chỉ dẫn đầu thế giới, mà còn đáng chú ý vì không bao gồm thủy điện, không có năng lượng địa nhiệt và không có sinh khối thường đóng góp vào các lưới điện năng lượng tái tạo cao khác. Và, Schoch chỉ ra, không có sự cố mất điện lớn nào.
Nhưng không chỉ có lưới điện năng lượng tái tạo cao mà pin và phản ứng nhu cầu là công cụ mới để duy trì sự ổn định của lưới điện.
Tại Ontario, tỉnh của Canada có gần 60 phần trăm thị phần hạt nhân, nhà điều hành lưới điện địa phương đã đưa vào vận hành hai trong số những pin lớn nhất thế giới - bao gồm một pin từ Hornsdale owner Neoen – để cung cấp dự phòng cho lưới điện của mình.
Điều đó là cần thiết vì hầu hết các đơn vị hạt nhân của họ sẽ ngoại tuyến trong ba năm trong thập kỷ tới để tân trang và tân trang lại, và vì – nếu bạn đột nhiên mất một đơn vị lớn như nhà máy điện hạt nhân – thì bạn cần dự phòng.
Thủy điện tích năng từng là giải pháp cho các trường hợp khẩn cấp như vậy, nhưng do thiếu tính linh hoạt và chi phí tăng cao do lạm phát trong các công trình xây dựng dân dụng, nên lưu trữ pin hiện là công nghệ được ưa chuộng.
Trong khi đó, Schoch đưa ra một số giải pháp cho lưới điện Tây Ban Nha, bao gồm đặt mục tiêu 20 GW pin quy mô lưới điện vào năm 2030 và đảm bảo chúng có thể cung cấp quán tính tổng hợp và quản lý tần số. Ông cũng đề xuất cho phép pin hộ gia đình cung cấp dịch vụ lưới điện.
Thứ hai là sử dụng các thiết bị thông minh để cung cấp phản ứng thời gian thực với các tín hiệu lưới điện và mở khóa tính linh hoạt của nhu cầu "ẩn". "Tổng hợp mọi thứ: Gộp EV, máy bơm nhiệt và tải công nghiệp vào các nhà máy điện ảo (VPP)."
Ông cũng đề xuất rằng các thiết lập bảo vệ nên được cập nhật để đảm bảo các trang trại điện gió và điện mặt trời vẫn trực tuyến, các bộ kết nối nên được tăng gấp đôi và các thị trường năng lượng nên thưởng cho tốc độ. Ông đề xuất "Trả tiền cho mili giây", vì thời gian kích hoạt 15 phút hiện tại để phản hồi nhu cầu đơn giản là quá chậm.
Cuối cùng, ông đề xuất chấm dứt các ưu đãi về nhiên liệu hóa thạch: "Loại bỏ dần các khoản trợ cấp cho các trạm phát điện khí đốt", ông đề xuất. Bởi vì chúng không giúp ích nhiều trong một cuộc khủng hoảng lưới điện, như Úc đã thấy.
