[Vui lòng đăng ký trang Youtube của Pacific Group tại
https://www.youtube.com/channel/UCAxje1GxiUpZD6MEcR0f5Jg/videos
Chúng tôi có các buổi chia sẻ về kinh doanh thực tế hàng tuần]
Vì một tương lai năng lượng sạch, mối quan hệ của chúng ta với lưới điện phải thay đổi. Đây là cách
TAE Technologies đã tận dụng các khám phá khoa học của mình để phát triển các công cụ quản lý điện năng như các tủ lưu trữ năng lượng này, cung cấp tới 750 MW cho các thí nghiệm năng lượng nhiệt hạch của công ty.
Hình ảnh: TAE Technologies.
Lưới điện trong nước lạc hậu hiện không thể tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo cần thiết.
Khi chúng ta chuyển đổi sang một xã hội không có carbon, chúng ta cần phải thay đổi cách chúng ta cung cấp năng lượng và quản lý lưới điện.
Các lưới điện trong tương lai tận dụng tiềm năng của các nguồn năng lượng phân tán có thể giúp làm phẳng đường cầu.
Các lưới điện trong nước hiện tại của chúng ta không có khả năng tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo cần thiết - bị cản trở bởi công nghệ cũ kỹ, lạc hậu và cấu trúc quy định cản trở khả năng nâng cấp cơ sở hạ tầng quan trọng cần thiết. Riêng ở Mỹ, lưới điện hoạt động với hiệu suất khoảng 40%.
Câu trả lời để giải quyết vấn đề này nằm trong một cách tiếp cận mới về điện: một cách tiếp cận tập trung vào việc tối ưu hóa cách khách hàng và công nghệ của họ tương tác với lưới điện. Những tác động tàn phá của biến đổi khí hậu đòi hỏi chúng ta phải thực hiện các bước tiếp theo mà không gây thêm ô nhiễm và nhu cầu không bền vững đối với các nguồn tài nguyên khai thác.
Khi xã hội phát triển nền kinh tế không có carbon, lưới điện sẽ cần phải trải qua một quá trình chuyển đổi đáng kể. Dòng tài sản tái tạo và lưu trữ năng lượng ngày càng tăng sẽ làm thay đổi hỗn hợp tài nguyên trên các hệ thống điện số lượng lớn có điện áp cao, nhưng điều đó sẽ không ảnh hưởng nhiều đến khách hàng. Đó là trong hệ thống phân phối điện áp thấp - những hệ thống cung cấp năng lượng cho gia đình, doanh nghiệp và nhà máy của chúng ta - nơi chúng ta sẽ thấy một sự phát triển nhanh chóng làm thay đổi cách chúng ta tương tác với lưới điện. Hãy xem điều gì đang xảy ra, nó sẽ ảnh hưởng đến chúng ta như thế nào và chúng ta phải làm gì để đảm bảo quá trình chuyển đổi năng lượng này diễn ra suôn sẻ và hiệu quả nhất có thể.
Tăng hiệu quả sử dụng tài sản
Giá điện chủ yếu được thúc đẩy bởi hai chi phí chính: chi phí nhiên liệu cơ bản cần thiết để tạo ra điện và cơ sở hạ tầng sản xuất, truyền tải và phân phối sử dụng nhiều vốn để tạo ra điện và cung cấp cho khách hàng. Gần đây, những chi phí này đã tăng lên, phần lớn là do cách chúng ta sử dụng điện năng - đường cầu của chúng ta - đã trở nên "cao hơn". Chúng tôi sử dụng lượng điện lớn hơn trong khoảng thời gian tương đối ngắn, phần lớn là do nhu cầu sử dụng điều hòa không khí ngày càng tăng.
Mức nhu cầu đáng kể có thể chỉ xảy ra vài năm một lần khi nhiệt độ khắc nghiệt đến, nhưng chúng tôi thường không giới hạn mức tiêu thụ thông qua “bánh hạnh nhân” hoặc các giới hạn khác. Thay vào đó, chúng tôi xây dựng thêm cơ sở hạ tầng chưa được sử dụng hết trong thời gian còn lại của năm. Trên thực tế, việc phục vụ 1% nhu cầu cao nhất có thể dẫn đến 9% tổng chi phí cơ sở hạ tầng, trong khi 10% nhu cầu cao nhất chiếm khoảng 25% tổng chi phí. Vì vậy, nếu chúng ta có thể "làm phẳng đường cong" bằng cách giảm nhu cầu cao điểm, tăng tiêu thụ vào các thời điểm khác trong năm, hoặc - tốt hơn - làm cả hai, chúng ta có thể phân bổ nhiều năng lượng hơn trong cùng một chi phí cố định, tăng khả năng sử dụng và cắt giảm chi phí cơ sở hạ tầng mỗi kilowatt-giờ được giao.
Tài nguyên năng lượng phân tán
Chúng ta có thể làm phẳng đường cong đó bằng một loại tài sản mới nổi dành cho khách hàng được gọi là Tài nguyên năng lượng phân tán (DERs). Ủy ban Điều tiết Năng lượng Liên bang mô tả DER là các tài sản có thể bao gồm “bộ lưu trữ điện, sản xuất gián đoạn, phát điện phân tán, đáp ứng nhu cầu, hiệu quả năng lượng, lưu trữ nhiệt hoặc xe điện và thiết bị sạc của chúng”. DER là người kế thừa các tài nguyên Đáp ứng nhu cầu (DR) truyền thống - các thiết bị tại chỗ thay đổi hành vi để phản hồi lại các tín hiệu từ các tiện ích hoặc nhà điều hành thị trường điện. Nguồn DR đã cắt giảm đáng kể nhu cầu cao điểm, nhưng chúng có hạn: họ có thể ngừng sử dụng điện, nhưng không thể gửi năng lượng từ khách hàng trở lại lưới điện.
Trong những năm gần đây, điều đó đã thay đổi với việc lắp đặt năng lượng mặt trời trên mái nhà hiện đã lên tới hàng triệu người ở Úc, California và Đức. Các tấm pin mặt trời là DER quan trọng đầu tiên, nhưng chúng chỉ có thể cung cấp năng lượng khi mặt trời chiếu sáng, và sản lượng không thể được điều chỉnh. Tuy nhiên, việc bổ sung pin tại chỗ đã nhanh chóng thay đổi động lực đó, vừa hấp thụ vừa giải phóng năng lượng khi cần thiết. Dân số pin hiện đang phát triển nhanh chóng khi năng lượng mặt trời trên mái nhà chiếm ưu thế, tích trữ năng lượng dư thừa được tạo ra bởi hàng triệu mảng trên mái nhà, với hàng trăm nghìn pin trong các ngôi nhà ở Đức và Úc, và số lượng lớn ở các bang của Hoa Kỳ như California và Hawaii.
DER quan trọng tiếp theo sẽ là xe điện (EV), với pin lớn hơn nhiều lần so với hệ thống lưu trữ gia đình. Doanh số bán xe điện tăng trưởng nhanh chóng, chiếm 13% tổng số xe chở khách được bán trên toàn cầu trong quý 4 năm 2021. Nếu được tính phí trong thời gian thấp điểm, chúng có thể tăng hiệu suất sử dụng lưới điện tổng thể. Ngoài ra, nhiều thiết bị sẽ sớm có khả năng hai chiều, có khả năng gửi năng lượng trở lại lưới điện khi cần thiết. Tuy nhiên, EV có thể là một đôi
thanh kiếm có lưỡi. Nếu được sạc vào những thời điểm không thích hợp, chúng có thể làm trầm trọng thêm nhu cầu cao điểm, gây căng thẳng hơn cho lưới điện và giảm khả năng sử dụng công suất.
Tiềm năng cho một tháp babel mất ổn định
Các mạng lưới của chúng tôi sẽ sớm lưu trữ nhiều công nghệ DER, thường được các công ty bên thứ ba đăng ký được gọi là "bộ tổng hợp" kết nối trực tiếp với các thiết bị - ngoài lĩnh vực năng lượng, chúng tôi quen thuộc với các bộ tổng hợp bên thứ ba như DoorDash hoặc Postmate, công ty tổng hợp các đơn đặt hàng nhà hàng của chúng tôi để đảm bảo cung cấp thực phẩm. Về năng lượng, những bộ tổng hợp như vậy có thể rất mạnh, tạo ra hiệu quả kinh tế hoặc sự không ổn định - đặc biệt là ở cấp mạch phân phối cục bộ nơi hàng nghìn chủ sở hữu EV có thể cư trú - ảnh hưởng đến các vấn đề quan trọng như điện áp và tần số.
Để minh họa khả năng xảy ra hỗn loạn, hãy giả sử một tình huống trong đó một nhà điều hành thị trường lưới điện yêu cầu 100 megawatt DER trên lưới điện phân phối. Nếu hệ thống chưa được phát triển và điều phối đúng cách, nhà điều hành phân phối có thể không nhận thức được tình hình và lưới điện có thể không đủ khả năng cung cấp công suất được yêu cầu. Do đó, trước khi tài nguyên DER trở nên quá lớn, đã đến lúc thiết lập các quy tắc về con đường để cho phép triển khai an toàn và đáng tin cậy.
Một con đường khả thi về phía trước
Phần mềm kích hoạt và các công nghệ khác chỉ mới xuất hiện gần đây, vì vậy, còn nhiều việc phải làm để nhận ra tiềm năng của lưới điện tương lai này, tận dụng tiềm năng của DER. Khả năng lập kế hoạch tiện ích, cấu trúc quy định và mô hình kinh doanh đều đang ở giai đoạn đầu. Một yêu cầu quan trọng sẽ là một số loại đăng ký trung tâm phân loại tài sản theo loại và các đặc điểm quan trọng, (ví dụ: cái gì, ở đâu, khi nào và năng lực và năng lượng có thể được cung cấp). Mỗi hợp đồng tổng hợp sẽ ràng buộc nó với các nội dung cụ thể, với mối quan hệ đó được ghi lại trong sổ đăng ký. Phương pháp tiếp cận dựa trên sự cho phép, được hỗ trợ bởi kiến trúc lưới điện thích hợp, sẽ điều chỉnh cả luồng thông tin liên lạc và hệ thống phân cấp hành vi (ví dụ: nếu pin được ký hợp đồng để hỗ trợ lưới điện, nó phải có sẵn - gần đây nó không thể bán năng lượng của mình cho mục đích khác ).
Mối quan hệ của chúng ta với lưới điện - và cách chúng ta cấp nguồn và quản lý nó - phải thay đổi. Trước đây, việc tạo ra điện thường là một nỗ lực gây tổn hại đến môi trường - cho dù đó là khai thác và đốt than hay khai thác sức mạnh của quá trình phân hạch hạt nhân trong khi tạo ra chất thải phóng xạ. Cung cấp năng lượng cho tương lai của chúng ta cũng có nghĩa là phát triển năng lượng bền vững, không gây ô nhiễm, có thể chịu được sự gia tăng nhu cầu và có tính khả dụng nhất quán hơn so với năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Năng lượng tổng hợp hydro-bo đang được phát triển tại TAE Technologies để đáp ứng và vượt quá nhu cầu hiện tại, mà không cần đốt than hoặc tạo ra chất thải hạt nhân, dự kiến vào năm 2030. Công nghệ này sẽ không có carbon và cung cấp một nguồn cung cấp năng lượng mới, rộng lớn.
Ai phải chịu trách nhiệm?
Cũng giống như internet dựa trên một cơ sở đã được thống nhất chung, một cái gì đó tương tự cũng có thể cần thiết cho lưới điện. Để có được quyền này, chúng tôi phải nhanh chóng xác định ai sẽ ngồi trong vai trò đăng ký giám sát đó. Đây có thể là một tổ chức phi chính phủ hoặc một cơ quan chính phủ, có động cơ không vì lợi nhuận và là người có thể tìm kiếm lời khuyên từ nhiều bên tham gia vào quá trình ra quyết định. Từ vị trí thuận lợi của ngày hôm nay, chúng ta có thể thấy rõ tiềm năng về một lưới điện sạch hơn, năng động hơn và hiệu quả hơn trong tương lai. Tuy nhiên, còn nhiều việc phải làm trước khi chúng ta đến đó. Ai nên chịu trách nhiệm?
