Úc gặp khó khăn với việc dư thừa điện mặt trời

Sự phát triển của điện mặt trời tại Australia trong những năm qua thật đáng kinh ngạc. Số lượng các hộ gia đình và doanh nghiệp có hệ thống điện mặt trời đã vượt qua 4 triệu vào tuần này—chưa đầy 20 năm kể từ khi hầu như không có hệ thống điện mặt trời nào trên toàn quốc. Đây là một câu chuyện thành công mà không có dấu hiệu dừng lại.

Điện mặt trời không chỉ tác động mạnh mẽ đến hóa đơn tiền điện của các hộ gia đình, mà còn ảnh hưởng sâu rộng đến chính hệ thống năng lượng của quốc gia. Vào mùa xuân, khi sản lượng điện mặt trời tăng cao do ngày dài hơn và ánh sáng mặt trời nhiều hơn, nhưng nhu cầu lại không tăng mạnh vì nhiệt độ ôn hòa khiến mọi người không phải sử dụng điều hòa không khí, hiệu ứng này càng trở nên rõ rệt.

Trong mùa xuân năm nay, sản lượng điện mặt trời tại South Australia đã đạt mức cao đến mức toàn bộ nhu cầu điện của bang này đã được đáp ứng hoàn toàn bằng điện mặt trời vào nhiều thời điểm khác nhau. Những gì South Australia không sử dụng hết, họ đã xuất khẩu sang các bang khác. Cùng lúc đó, nhu cầu điện từ lưới điện—tức là nhu cầu không được đáp ứng bởi điện mặt trời trên mái nhà—đã giảm xuống mức thấp kỷ lục.

Tuy nhiên, chính sự dư thừa này lại đặt ra những câu hỏi khó khăn và gây lo ngại, vì có một lý do đơn giản: đôi khi, hệ thống điện của Australia không thể xử lý được lượng điện mặt trời dư thừa quá lớn.

Phải chấp nhận “rơi rớt điện mặt trời”

Để giải quyết vấn đề dư thừa này, các chuyên gia cho rằng Australia cần chấp nhận một lập luận có vẻ nghịch lý. Đó là phải chấp nhận rằng đôi khi, một phần điện mặt trời sẽ phải bị lãng phí hoặc “rơi rớt” đi.

Jess Hunt, một nhà thiết kế thị trường điện tại Adelaide, so sánh sự dư thừa điện mặt trời của Australia với một nguồn tài nguyên thiên nhiên khác—nước. Cô cho rằng, việc cố gắng bắt mọi giọt mưa là không khả thi và không cần thiết, thì việc lưu trữ mọi tia nắng mặt trời chiếu xuống các tấm pin mặt trời cũng không có ý nghĩa. Cô viết trên mạng xã hội: “Việc rơi rớt điện mặt trời không nên được xem là một vấn đề cần phải lo lắng. Chúng ta đang tiến tới một thế giới với năng lượng dồi dào và giá rẻ, trong đó việc rơi rớt điện mặt trời sẽ tương tự như mưa không được lưu trữ.”

Tuy nhiên, vấn đề của Australia chính là một hiện tượng kỹ thuật gọi là nhu cầu tối thiểu. Thuật ngữ này đề cập đến nhu cầu điện từ lưới điện, không bao gồm lượng điện được đáp ứng từ các tấm pin mặt trời trên mái nhà. Khi số lượng các tấm pin mặt trời còn ít, vấn đề này không phải là một mối lo ngại. Nhưng khi số lượng điện mặt trời tăng lên một cách đáng kể, mức độ ảnh hưởng đến nhu cầu điện từ lưới điện cũng ngày càng trở nên lớn.

Vấn đề vật lý của lưới điện

Alex Wonhas, giám đốc điều hành của AMPYR, một công ty phát triển pin, và là cựu giám đốc điều hành của Nhà điều hành Thị trường Năng lượng Australia, cho biết vấn đề này liên quan đến một yếu tố vật lý. Các nguồn năng lượng truyền thống như nhà máy điện than và khí đốt không chỉ cung cấp điện mà còn cung cấp các dịch vụ cần thiết giúp lưới điện ổn định và có thể chịu đựng được các cú sốc. Điều này bao gồm inertia (tính chất vật lý giúp việc giữ thăng bằng một chiếc xe đạp chuyển động dễ dàng hơn so với khi đứng yên) và sức mạnh hệ thống, giúp duy trì nhịp đập của lưới điện.

Tuy nhiên, các tấm pin mặt trời, tua-bin gió và pin thường không cung cấp các dịch vụ này. Kết quả là, khi có quá nhiều điện mặt trời và các nguồn năng lượng truyền thống bị đẩy ra ngoài hệ thống, lưới điện có thể trở nên thiếu ổn định và dễ gặp rủi ro.

Vai trò của Pin lưu trữ

Mặc dù có nhiều thách thức, Wonhas lạc quan về vai trò của pin trong việc giải quyết vấn đề nhu cầu tối thiểu. Ông chỉ ra rằng công nghệ cải tiến cho các bộ biến tần—dùng để kết nối các tấm pin mặt trời với lưới điện—đang giúp năng lượng tái tạo cung cấp các dịch vụ cần thiết cho hệ thống điện. Đồng thời, pin sẽ giúp giải quyết vấn đề này theo nhiều cách khác nhau. Các nhà đầu tư đang đổ tiền vào lĩnh vực này, chi hàng tỷ đô la để xây dựng các hệ thống pin có thể bổ sung hàng chục gigawatt lưu trữ vào hệ thống.

Mặc dù Wonhas rất tin tưởng vào tiềm năng của pin, ông cũng thừa nhận rằng việc lưu trữ mỗi đơn vị điện từ mặt trời sẽ không khả thi và tốn kém. Ông cho rằng sẽ có sự đánh đổi giữa chi phí và hiệu quả khi xây dựng đủ lượng pin để xử lý phần lớn lượng điện dư thừa.

Không thể ngừng “cỗ xe tăng” điện mặt trời

Theo Hunt, việc xây dựng thêm pin để xử lý sự bùng nổ điện mặt trời chỉ là một phần giải pháp cho vấn đề nhu cầu tối thiểu. Cô cho rằng một phương án tốt hơn là tăng cường nhu cầu tiêu thụ điện vào giữa ngày, khi sản lượng điện mặt trời đạt đỉnh.

Cô khẳng định rằng việc khuyến khích người tiêu dùng, từ các hộ gia đình đến các khách hàng công nghiệp, điều chỉnh thời gian tiêu thụ điện của mình là chìa khóa để tận dụng triệt để tài nguyên điện mặt trời của Australia.