Kinh nghiệm của Thụy Điển về tăng nguồn năng lượng tái tạo trong hệ thống điện

Tại Việt Nam, quá trình chuyển đổi năng lượng đang diễn ra mạnh mẽ trong những năm gần đây, phù hợp với xu hướng toàn cầu hướng tới một tương lai bền vững hơn. Sự gia tăng mạnh mẽ của tỉ trọng nguồn phát phụ thuộc vào thời tiết trong cơ cấu phát điện có thể gây ra một số thách thức trong việc vận hành, đòi hỏi được giải quyết khẩn cấp nhằm đảm bảo việc cấp điện một cách ổn định và an toàn, đồng thời, tránh nguy cơ buộc phải cắt giảm mạnh nguồn năng lượng sạch.

Một trong các thách thức là lưới điện hiện hữu có thể không được chuẩn bị tốt để đáp ứng với các nguồn phát mới đặt tại các địa điểm xa các trung tâm phụ tải. Khả năng hiện tại của các đường dây truyền tải dài có thể nhanh chóng bị bão hòa dẫn đến tắc nghẽn lưới điện, buộc phải cắt giảm nguồn tái tạo và làm tăng chi phí năng lượng.

Một vấn đề quan trọng khác liên quan đến yêu cầu điều độ theo từng thời điểm, với khoảng thời gian chênh lệch từ vài mili giây đến chênh lệch theo mùa. Hệ thống điện cần phải trở nên linh hoạt và hiệu quả hơn trên toàn lưới, nhằm đạt được các mục tiêu về khí hậu.

Theo ông Ngô Sơn Hải, Phó Tổng Giám đốc EVN, trong 3 năm qua, dưới sự khuyến khích của chính phủ, nguồn điện từ NLTT đã chiếm 27% tổng công suất đặt của toàn hệ thống điện Việt Nam. Đây là nguồn bổ sung cung ứng điện quan trọng, đáp ứng nhu cầu phụ tải cao hiện nay với mức tăng trưởng xấp xỉ 10%/năm.

Tại Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu lần thứ 26, Chính phủ Việt Nam đã đưa ra cam kết mạnh mẽ về việc đưa phát thải ròng khí nhà kính bằng 0 vào năm 2050. Điều này đồng nghĩa với việc tỷ trọng NLTT trong nguồn điện quốc gia sẽ ngày càng tăng cao, cắt giảm mạnh mẽ các nguồn năng lượng hóa thách. Vấn đề này đã được lồng ghép trong dự thảo Quy hoạch điện VIII trình Chính phủ phê duyệt. Với định hướng quan trọng này, EVN đặc biệt quan tâm đến việc thực hiện các giải pháp nhằm đản bảo vận hành an toàn, ổn định cho hệ thống điện.

Bà Ann Måwe, Đại sứ Vương quốc Thụy Điển tại Việt Nam nhận định, hệ thống điện của Thụy Điển có thiết kế tương tự như hệ thống điện Việt Nam. Lãnh thổ đất nước có hình dáng hẹp, dài nên các nhà máy thủy điện nằm chủ yếu ở phía Bắc, trong khi các trung tâm phụ tải chính nằm ở phía Nam. Thụy Điển đang hướng đến mục tiêu trở thành quốc gia trung hòa các-bon đầu tiên trên thế giới vào năm 2045. Chính vì vậy, trong hệ thống điện cũng có sự gia tăng nhanh chóng các loại NLTT có đặc điểm không liên tục.

Chúng tôi làm việc với các đơn vị hàng đầu trên thế giới về giải pháp lưới điện để giải quyết những thách thức đặt ra, và đã trở thành một trong những quốc gia tiên phong phát triển hệ thống năng lượng an toàn, bền vững, giá cả phải chăng, bao trùm các vấn đề kinh tế – xã hội. Việt Nam – Thụy Điển đã có quan hệ hợp tác đối tác năng lượng, bởi vậy, Thụy Điển rất mong muốn sẽ tăng cường trao đổi, hợp tác, chia sẻ kinh nghiệm về lĩnh vực này trong tương lai.

Chia sẻ về những kinh nghiệm của Thụy Điển, các chuyên gia đến từ Tập đoàn Hitachi Energy đã giới thiệu giải pháp mở rộng khả năng truyền tải của các đường dây dài hiện hữu trong ngắn hạn và dài hạn, phù hợp với đường dây Bắc Nam dài đến 1.500km của Việt Nam; giải pháp truyền tải điện một chiều cao áp dựa trên công nghệ biến đổi nguồn áp, nhằm giúp nâng cao tính linh hoạt và hiệu quả tổng thể của hệ thống truyền tải điện; hệ thống đa trạm đầu cuối cho phép khai thác năng lượng tái tạo từ các địa điểm có công suất phát tốt nhất, truyền đến các trung tâm phụ tải lớn.

Ngoài ra, các giải pháp kỹ thuật số như hệ thống giám sát diện rộng và chương trình khắc phục sự cố có thể giúp phát hiện hiệu quả các nhiễu động nguy hiểm, nhanh chóng đánh giá rủi ro an ninh có thể xảy ra đối với nguồn cung cấp và phản ứng tức thời theo kịch bản đã được lập trình, ví dụ ngừng cấp hay ngừng phát điện.

Công nghệ lưu trữ năng lượng như pin và thủy điện tích năng đang trở thành một công nghệ hỗ trợ quan trọng cho các hệ thống điện tái tạo. Pin có thể cân bằng hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo thay đổi trong thời gian ngắn bằng cách cung cấp phản ứng tức thời đối với sự mất cân bằng cung cầu đột ngột và duy trì sự ổn định tần số.

Thủy điện tích năng được trang bị các máy bơm có thể thay đổi tốc độ thông qua bộ biến đổi tần số tĩnh, có thể điều chỉnh tốc độ và công suất bơm nhịp nhàng, tăng tính linh hoạt và ổn định của hệ thống. Các hồ chứa thủy điện tích năng có thể lưu trữ lượng năng lượng đáng kể trong thời gian dài hơn, cũng như thực hiện được số lượng lớn các chu kỳ sạc - xả trong suốt vòng đời.

Theo các chuyên gia, việc tăng thị phần các nguồn điện không ổn định như NLTT đòi hỏi cơ quan quản lý phải lập kế hoạch và triển khai vận hành hệ thống một cách cẩn trọng, bao gồm duy trì dự trữ ổn định, mua bán điện với các nước láng giềng cũng như giám sát chặt chẽ và phản ứng tức thời nếu có bất kỳ thay đổi quan trọng nào trong hoạt động điều độ hoặc nếu có sự cố trên lưới điện truyền tải.