Microgrid hydro tại Calistoga: dự án đầu tiên trên thế giới, liệu có khả thi?
CALISTOGA, California — Nằm ở vùng rìa phía bắc thung lũng rượu vang Napa, thị trấn Calistoga nhiều năm qua luôn chật vật duy trì điện lưới trong các mùa cháy rừng. Giờ đây, thị trấn đã có một microgrid hoàn toàn mới, có thể cung cấp điện cho toàn bộ cộng đồng trong nhiều ngày liền mà không cần dùng nhiên liệu hóa thạch tại chỗ, chỉ sử dụng pin lưu trữ và hydro lỏng.
Từ máy phát điện diesel sang pin nhiên liệu hydro
Sau những trận cháy rừng thảm khốc năm 2017 và 2018, công ty điện lực Pacific Gas & Electric (PG&E) bắt đầu chủ động cắt điện để giảm nguy cơ tia lửa từ đường dây gây cháy trong điều kiện khô hạn và gió mạnh.
“Chúng tôi là cộng đồng đầu tiên trong toàn bộ mạng lưới của PG&E bị cắt điện để phòng cháy,” bà Lisa Gift, thành viên Hội đồng thành phố Calistoga, cho biết. “Đến năm 2019, chúng tôi là một trong những cộng đồng đầu tiên có microgrid, nhưng nó vận hành bằng máy phát điện diesel.”
Trong suốt mùa cháy, PG&E bố trí dàn máy phát điện diesel di động ngay tại công viên thị trấn. Khi điện lưới bị ngắt, các máy này hoạt động, xả khói và tiếng ồn, làm ảnh hưởng tới cộng đồng 5.000 dân. Giờ đây, những máy phát diesel đã được dỡ bỏ, công viên được trả lại cho người dân và chó nuôi.
Giải pháp mới: pin lithium-ion + hydro lỏng
Trên một khu đất hẹp kế bên, công ty Energy Vault đã lắp đặt hệ thống pin lithium-ion cùng bồn thép gia cường cao 71 mét, chứa hydro lỏng. Hydro được chuyển hóa qua dàn pin nhiên liệu, cung cấp điện không phát thải cho toàn bộ thị trấn.
Hệ thống có khả năng phát công suất 8,5 MW trong 48 giờ, đủ đáp ứng nhu cầu điện của cả Calistoga khi PG&E cắt điện vì lo ngại cháy. Bồn chứa 80.000 gallon hydro có thể nạp thêm nhiên liệu trong khi đang vận hành, kéo dài thời gian cung cấp điện nhiều ngày.
Để đảm bảo an toàn, dự án còn tích hợp pin lithium-ion 7,7 MW/11,6 MWh để thực hiện khởi động đen (black start) và ổn định công suất đầu ra.
Hydro: giải pháp hay canh bạc?
Theo ông Craig Horne, Phó chủ tịch cấp cao của Energy Vault, dự án là lần đầu tiên kết hợp pin nhiên liệu, pin lithium-ion, lưu trữ và phân phối hydro lỏng thành một hệ thống chống chịu thảm họa.
Tuy nhiên, tính “xanh” của hydro lại là câu hỏi lớn. Nhiều dự án hydro sạch từng được công bố rầm rộ rồi biến mất, khi chi phí sản xuất và chuỗi cung ứng chưa minh bạch.
Dẫu vậy, với các bên tham gia, dự án này mang ý nghĩa chiến lược:
-
Energy Vault muốn xây dựng mảng kinh doanh lưu trữ năng lượng dài hạn.
-
Plug Power coi đây là triển khai pin nhiên liệu lớn nhất của họ từ trước đến nay (8 MW).
-
PG&E đáp ứng yêu cầu từ cơ quan quản lý phải bổ sung thêm microgrid sạch tại những cộng đồng thường xuyên bị cắt điện.
“Microgrid cộng đồng là tương lai của hệ thống năng lượng,” ông Craig Lewis, Giám đốc điều hành tổ chức phi lợi nhuận Clean Coalition, nhận định. “Calistoga là một thí nghiệm thương mại quy mô lớn, và tôi thực sự trân trọng điều đó.”
Mô hình có thể nhân rộng?
Microgrid Calistoga cho thấy khả năng cung cấp điện dự phòng nhiều ngày cho một thị trấn nhỏ, trong không gian hạn chế và không lo ngại chi phí. Tuy nhiên, liệu đây sẽ là mô hình nhân rộng cho nhiều cộng đồng khác, hay chỉ là một thử nghiệm “quái chiêu” với giá trị khí hậu còn gây tranh cãi, thì vẫn cần thời gian kiểm chứng.
