Nam Phi đang ở thời điểm then chốt trong quá trình chuyển đổi năng lượng: cố gắng phi cacbon hóa nền kinh tế (tránh xa than đá) và đảm bảo rằng mọi người đều có thể tiếp cận nguồn năng lượng đáng tin cậy và giá cả phải chăng. Lưu trữ năng lượng tái tạo rất quan trọng đối với quá trình chuyển đổi này. Năng lượng mặt trời và năng lượng gió không phải lúc nào cũng có sẵn. Để duy trì sự ổn định của lưới điện quốc gia, năng lượng tái tạo phải được lưu trữ ở đâu đó và cung cấp một cách đáng tin cậy.
Tín dụng: Unsplash/CC0 Public Domain
Quốc gia này đã có những bước tiến trong việc tích hợp năng lượng tái tạo vào lưới điện thông qua Chương trình mua sắm nhà sản xuất điện độc lập năng lượng tái tạo. Kể từ năm 2010, chương trình này đã thu hút 110 dự án điện độc lập tư nhân đã đầu tư 277,2 tỷ R (14,6 tỷ đô la Mỹ) vào năng lượng tái tạo.
Nhưng con đường hướng tới tương lai năng lượng bền vững của Nam Phi đang gặp nhiều khó khăn do vấn đề liên quan đến công nghệ lưu trữ năng lượng.
Là một kỹ sư điện và nhà nghiên cứu, tôi tập trung vào quá trình chuyển đổi năng lượng và các rào cản khác nhau đối với việc triển khai năng lượng tái tạo trên khắp vùng cận Sahara Châu Phi. Nghiên cứu gần đây của tôi điều tra vai trò của lưu trữ năng lượng trong quá trình chuyển đổi năng lượng của Nam Phi.
Tôi đã xem xét tất cả các tài liệu hiện có về công nghệ lưu trữ năng lượng, chính sách và xu hướng thị trường ở Nam Phi để xác định tình trạng chung của lưu trữ năng lượng tái tạo. Tôi cũng muốn tìm hiểu cách lưu trữ năng lượng tái tạo có thể đưa nhiều năng lượng tái tạo hơn vào lưới điện quốc gia và làm cho lưới điện đáng tin cậy hơn.
Có nhiều loại lưu trữ năng lượng khác nhau. Ví dụ, pin lithium-ion có thể lưu trữ năng lượng ở nhiều mức khác nhau, từ nhỏ (kích thước điện thoại) đến lớn (kích thước thị trấn), tùy thuộc vào kích thước và mục đích sử dụng của chúng.
Thủy điện tích năng là một cách khác để lưu trữ năng lượng. Điều này được thực hiện bằng cách bơm nước từ đập thấp hơn lên đập cao hơn vào giờ thấp điểm, sau đó xả nước để tạo ra điện khi cần. Điều này tương tự như pin sạc nhưng sử dụng nước và trọng lực.
Các thiết bị lưu trữ năng lượng nhiệt làm nóng hoặc làm mát các chất để năng lượng có thể được sử dụng sau này là những lựa chọn khác. Có những cuộc thảo luận đang diễn ra về tiềm năng của hydro xanh để lưu trữ năng lượng.
Nghiên cứu của tôi phát hiện ra rằng trước đây, các chương trình lưu trữ bơm là một phần quan trọng trong kế hoạch mở rộng công suất phát điện của Nam Phi. Tuy nhiên, sự quan tâm đến hình thức lưu trữ năng lượng tái tạo này đã giảm. Nguyên nhân chủ yếu là do ngành công nghiệp lo ngại rằng có thể không có đủ nước để thực hiện những điều này trong tương lai.
Ngày nay, các hệ thống pin năng lượng tái tạo lớn được coi là lựa chọn tốt nhất trong tương lai để lưu trữ năng lượng tái tạo khi công ty điện lực nhà nước Nam Phi, Eskom, bắt đầu thiết lập hệ thống lưu trữ pin.
Bị kẹt với carbon
Có một số yếu tố làm phức tạp quá trình chuyển đổi sang hệ thống năng lượng carbon thấp của Nam Phi.
Đầu tiên, có sự phụ thuộc lịch sử vào than do sự phong phú của nó và tầm quan trọng về mặt kinh tế của ngành khai khoáng. Sự phụ thuộc này tạo ra sự kháng cự đối với sự thay đổi, cả về mặt chính trị và kinh tế.
Thứ hai, thiếu đầu tư vào việc mở rộng lưới điện quốc gia. Lưới điện cần được nâng cấp để có thể đưa năng lượng tái tạo vào. Eskom đang gánh một khoản nợ khổng lồ. Với phần lớn doanh thu được dùng để trả nợ, Eskom có nguồn quỹ hạn chế để cải thiện cơ sở hạ tầng.
Các cam kết chính sách ngắn hạn hoặc không nhất quán của chính phủ là một vấn đề khác. Những điều này có thể tạo ra sự không chắc chắn về tương lai của các khoản đầu tư năng lượng sạch, khiến các doanh nghiệp khó có thể lập kế hoạch dài hạn.
Tuy nhiên, việc lập kế hoạch phải diễn ra. Các nguồn năng lượng tái tạo, chẳng hạn như gió và mặt trời, không liên tục và sản lượng của chúng dao động dựa trên điều kiện thời tiết và thời gian trong ngày. Để giải quyết vấn đề này, các quốc gia như Anh, Đức và Hoa Kỳ đã thiết lập hệ thống lưu trữ quy mô lưới điện: các hệ thống lớn lưu trữ điện để sử dụng sau. Điều này giúp cân bằng cung và cầu trên lưới điện.
Lưu trữ lưới điện bao gồm pin và các công nghệ khác như lưu trữ năng lượng khí nén. Nam Phi, đang phải đối mặt với những thách thức tương tự với sự gián đoạn của năng lượng tái tạo, có thể hưởng lợi từ việc áp dụng các công nghệ lưu trữ năng lượng đã được chứng minh này.
Khuyến khích, kỹ năng, quy định
Công nghệ lưu trữ năng lượng, đặc biệt là pin, làm giảm lượng khí thải nhà kính. Trên thực tế, chúng có thể thúc đẩy quá trình khử cacbon.
Nhưng chi phí cao là một vấn đề. Chính phủ và khu vực tư nhân phải hợp tác để tạo ra các ưu đãi tài chính và hỗ trợ nghiên cứu và phát triển các giải pháp lưu trữ năng lượng.
Việc xây dựng lực lượng lao động lành nghề có chuyên môn tại địa phương về công nghệ lưu trữ năng lượng cũng rất cần thiết.
Lưu trữ pin có thể về mặt kỹ thuật có thể cung cấp dịch vụ thiết yếu cho lưới điện. Nhưng nếu không có quy định hoặc hướng dẫn nào nêu rõ rằng lưu trữ có thể cung cấp các dịch vụ này, các tiện ích và nhà điều hành thị trường có thể không muốn đầu tư vào các hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo. Cần có các quy định để công nhận rõ ràng rằng pin lưu trữ năng lượng tái tạo là một phần quan trọng của thị trường năng lượng và cung cấp các dịch vụ thiết yếu cho lưới điện.
Các hướng dẫn rõ ràng về yêu cầu kỹ thuật, sự tham gia thị trường và cơ chế bồi thường sẽ giúp lưu trữ pin góp phần tạo nên hệ thống năng lượng bền vững, hiệu quả và linh hoạt hơn.
Chính sách, quan hệ đối tác, công chúng và quy hoạch
Đầu tiên, chính phủ nên thực hiện các chính sách rõ ràng và hỗ trợ tạo ra động lực cho đầu tư vào công nghệ lưu trữ năng lượng. Giảm thuế, trợ cấp và tài trợ cho nghiên cứu và phát triển là những chính sách được thực hiện trên toàn cầu và có hiệu quả.
Thứ hai, thúc đẩy quan hệ đối tác giữa các trường đại học, viện nghiên cứu và khu vực tư nhân có thể thúc đẩy đổi mới và giảm chi phí. Những nỗ lực hợp tác có thể tìm ra các giải pháp phù hợp với nhu cầu năng lượng độc đáo của Nam Phi.
Thứ ba, nhận thức và hiểu biết của công chúng về lợi ích của việc lưu trữ năng lượng là rất quan trọng. Các chiến dịch giáo dục và sáng kiến tham gia của cộng đồng có thể xây dựng sự ủng hộ của công chúng đối với các công nghệ năng lượng sạch. Điều này sẽ giúp năng lượng sạch dễ dàng nhận được sự ủng hộ rộng rãi.
Cuối cùng, việc tích hợp lưu trữ năng lượng vào quy hoạch năng lượng quốc gia là điều cần thiết. Điều này có nghĩa là đảm bảo rằng các giải pháp lưu trữ là một phần quan trọng trong cách quốc gia sản xuất và sử dụng năng lượng, đặc biệt là trong các dự án lớn trong tương lai.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
