Châu Âu có thể xây hàng loạt điện gió, điện mặt trời nhưng liệu tất cả có trở nên vô nghĩa nếu EU không đủ khả năng giữ điện lại khi cần nhất?
Liên minh châu Âu đang đẩy lưu trữ năng lượng từ vị trí một công nghệ hỗ trợ trở thành một mắt xích chiến lược của hệ thống điện. Theo kế hoạch được các bộ trưởng năng lượng EU thống nhất, khối này hướng tới nâng công suất lưu trữ từ khoảng 55 GW hiện nay lên khoảng 200 GW vào năm 2030, tương đương quy mô gấp khoảng 3,6 lần.
Chỉ tiêu Quy mô
Công suất lưu trữ hiện tại Khoảng 55 GW
Nhu cầu ước tính năm 2030 Khoảng 200 GW
Mức cần tăng thêm Khoảng 145 GW
Quy mô năm 2030 so với hiện tại Khoảng 3,6 lần
Năng lượng tái tạo trong sản lượng điện EU Khoảng 44%
Tỷ lệ năng lượng EU vẫn phải nhập khẩu Khoảng 55%
Đây không đơn thuần là câu chuyện tăng số lượng pin. Điện mặt trời tạo ra nhiều điện nhất vào ban ngày trong khi nhu cầu có thể tăng mạnh vào buổi tối. Điện gió lại phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và có thể biến động trong nhiều giờ hoặc nhiều ngày. Khi tỷ trọng nguồn điện biến đổi tăng lên, hệ thống càng cần khả năng hấp thụ lượng điện dư thừa và giải phóng trở lại đúng thời điểm.
Nếu thiếu lưu trữ, EU có thể phải cắt giảm sản lượng điện tái tạo khi cung vượt nhu cầu nhưng sau đó lại sử dụng khí đốt hoặc những nguồn điện linh hoạt khác khi gió yếu và mặt trời không còn phát điện. Điều này khiến một phần lợi ích từ đầu tư năng lượng tái tạo bị suy giảm và tiếp tục duy trì sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu.
Một vấn đề khác nằm ở thời gian lưu trữ. Pin lithium-ion đang thống trị thị trường nhưng phần lớn hệ thống lưu trữ điện quy mô lớn được tối ưu cho chu kỳ vài giờ. Đây là giải pháp phù hợp để chuyển điện mặt trời từ buổi trưa sang buổi tối, nhưng chưa giải quyết triệt để những giai đoạn thiếu gió hoặc thiếu nguồn tái tạo kéo dài nhiều ngày.
Công nghệ pin sắt và không khí vì vậy đang thu hút sự chú ý. Ore Energy của Hà Lan đã đạt thỏa thuận triển khai dự án lưu trữ quy mô 1 GWh sử dụng công nghệ iron-air. Điểm đáng chú ý là hệ thống được định hướng lưu trữ điện trong thời gian lên tới khoảng bốn ngày, dài hơn rất nhiều so với mô hình lưu trữ khoảng bốn giờ thường gặp ở pin lithium-ion.
Công nghệ Thời gian lưu trữ được đề cập Vai trò phù hợp
Lithium-ion Khoảng 4 giờ Điều tiết trong ngày, chuyển điện mặt trời sang giờ cao điểm
Iron-air của Ore Energy Có thể tới khoảng 4 ngày Bù thiếu hụt kéo dài, hỗ trợ hệ thống có tỷ trọng điện gió và mặt trời cao
Iron-air sử dụng những nguyên liệu cơ bản như sắt, nước và không khí. Thiết kế dạng module container cũng cho phép ghép nhiều đơn vị để mở rộng công suất. Nếu chứng minh được hiệu quả kinh tế và độ bền ở quy mô thương mại, công nghệ này có thể trở thành một lớp lưu trữ dài ngày bổ sung cho lithium-ion thay vì trực tiếp thay thế hoàn toàn pin lithium-ion.
Bài toán của EU càng cấp bách trong bối cảnh an ninh năng lượng tiếp tục chịu sức ép từ những biến động địa chính trị và nguồn cung nhiên liệu nhập khẩu. Giá dầu trong dữ liệu thị trường được ghi nhận ở mức WTI 78,18 USD mỗi thùng, tăng 1,15 phần trăm, Brent 83,55 USD mỗi thùng, tăng 1,29 phần trăm và Murban 80,25 USD mỗi thùng, tăng 0,91 phần trăm. Khí tự nhiên ở mức 2,662 USD mỗi MMBtu, tăng 0,83 phần trăm.
Điều đáng chú ý là EU đã có tỷ trọng năng lượng tái tạo rất lớn nhưng vẫn nhập khẩu khoảng 55 phần trăm tổng nhu cầu năng lượng, bao gồm dầu và khí đốt. Vì vậy, xây thêm điện gió và điện mặt trời mới giải quyết được một nửa bài toán. Nửa còn lại nằm ở lưới điện, truyền tải, quản lý nhu cầu và đặc biệt là khả năng lưu trữ năng lượng từ vài giờ tới nhiều ngày.
Từ mức 55 GW lên 200 GW đồng nghĩa EU cần bổ sung khoảng 145 GW công suất lưu trữ trước năm 2030. Nếu tính từ quy mô hiện tại, công suất phải tăng khoảng 264 phần trăm. Đây là tốc độ mở rộng rất lớn, kéo theo nhu cầu đầu tư vào pin, hệ thống chuyển đổi điện, phần mềm điều độ, kết nối lưới và các công nghệ lưu trữ dài ngày.
Cuộc đua 200 GW vì thế không chỉ là cuộc đua về pin. Nó phản ánh sự thay đổi trong tư duy năng lượng của châu Âu khi khả năng lưu trữ điện ngày càng được xem như một thành phần của an ninh năng lượng. Điện tái tạo tạo ra nguồn năng lượng trong nước, còn lưu trữ giúp biến nguồn điện phụ thuộc thời tiết đó thành nguồn cung có thể điều phối theo nhu cầu.
Nếu công nghệ iron-air và các giải pháp lưu trữ dài ngày khác đạt được quy mô thương mại, châu Âu có thể giảm lượng điện tái tạo phải cắt bỏ, giảm nhu cầu huy động khí đốt trong những thời điểm thiếu gió và nắng, đồng thời tăng khả năng chống chịu trước những cú sốc năng lượng từ bên ngoài. Nhưng nếu EU không đạt được tốc độ triển khai cần thiết, khoảng cách từ 55 GW tới 200 GW có thể trở thành một trong những nút thắt lớn nhất của quá trình chuyển dịch năng lượng châu Âu.
#LưuTrữNăngLượng #LiênMinhChâuÂu #NăngLượngChâuÂu #PinLưuTrữ #IronAir #OreEnergy #ĐiệnGió #ĐiệnMặtTrời #NăngLượngTáiTạo #AnNinhNăngLượng #KhíĐốt #GiáDầu #Brent #WTI #ChuyểnDịchNăngLượng
