Giá pin còn có thể giảm đến mức nào?
(aukehoekstra.substack.com)- Nếu pin natri trở nên rất rẻ, pin cố định có thể được triển khai khắp các hộ gia đình, doanh nghiệp và lưới điện; đáp ứng nhu cầu theo khu vực và lưu trữ có thể đảm nhận vai trò lớn hơn so với việc gia cố lưới điện
- Nhìn theo đường cong học hỏi dựa trên Wright’s Law, giá pin đã giảm khoảng 25% mỗi khi sản lượng tăng gấp đôi; nếu ngoại suy xu hướng này đến năm 2030, giá cell có thể xuống còn 8 USD mỗi kWh
- Về chi phí vật liệu, LFP năm 2024 đã ở mức khoảng 50 USD/kWh; natri, rẻ hơn lithium khoảng 30 lần, có khả năng hạ chi phí nguyên liệu cực dương và cực âm xuống khoảng 1 USD/kWh
- Hà Lan có hơn 10.000 doanh nghiệp không nhận được lượng điện cần thiết do tắc nghẽn lưới điện và dự định chi 236 tỷ euro cho lưới điện trong 10 năm tới, nhưng có tính toán cho rằng hệ thống pin lưu trữ 5 giờ quy mô 7 TWh có thể chỉ cần khoảng 5 tỷ euro
- Để pin giá rẻ thực sự thay đổi lưới điện, cần đi kèm một kiến trúc có khả năng tương tác như Internet, các chuẩn giao tiếp tự động, mã hóa khóa công khai và hệ thống niềm tin dựa trên sổ cái phân tán tiêu thụ ít năng lượng
Vì sao pin giá rẻ sẽ thay đổi lưới điện
- Nếu pin natri đủ rẻ, vai trò của pin trong hệ thống điện sẽ mở rộng đáng kể
- Đáp ứng nhu cầu tại địa phương sẽ trở nên quan trọng
- Khả năng phục hồi và độ ổn định của lưới điện được cải thiện
- Giảm gánh nặng gia cố lưới điện
- Điện mặt trời và điện gió dễ tăng trưởng hơn
- Pin có thể trở thành phương tiện then chốt để giảm điểm nghẽn của toàn bộ hệ thống năng lượng mới, vượt ra ngoài xe điện
- Khi phương thức sản xuất, thành phần vật liệu và đóng gói tiếp tục được cải tiến, pin đã trở nên nhẹ hơn, bền hơn và rẻ hơn; mỗi lần như vậy lại mở ra các trường hợp kinh doanh và ứng dụng mới
Biến động giá pin lithium trong quá khứ
- Ắc quy chì-axit đã được sử dụng rộng rãi trong gần một thế kỷ, nhưng nhu cầu từ laptop và PC đã thúc đẩy phát triển các loại pin tốt hơn
- Năm 2008, giá pin là trên 1.500 USD mỗi kWh
- Hiện có thể mua cell pin NMC với giá dưới 100 USD mỗi kWh
- NMC là pin lithium dùng vật liệu cực dương nickel, manganese và cobalt
- Cell LFP tuy hơi nặng hơn các loại pin lithium đời đầu nhưng tốt hơn ở nhiều mặt, và đã giảm xuống khoảng 47 USD mỗi kWh
- Pin natri có khả năng còn rẻ hơn các loại pin hiện có, qua đó có thể thúc đẩy nhanh việc phổ biến pin cố định
Giá năm 2030 tính theo đường cong học hỏi
- Có hai cơ sở được dùng để dự báo giá pin
- Đường cong học hỏi của công nghệ
- Chi phí vật liệu cần thiết
- Theo Wright’s Law, mỗi khi sản lượng tăng gấp đôi, giá sẽ giảm theo một tỷ lệ nhất định
- Dựa trên biểu đồ giá pin trong bài báo truy cập mở của Way et al., khi kinh nghiệm sản xuất tăng lên, giá quan sát được giảm gần như theo đường thẳng
- Trong phép tính ví dụ, khi sản lượng pin tăng từ 10 GWh lên 1.200 GWh, giá giảm từ 1.200 USD/kWh xuống khoảng 150 USD/kWh
- Từ 10→20→40→80→160→320→640→1280 là khoảng 7 lần tăng gấp đôi
- Tỷ lệ học hỏi trong giai đoạn này là giá giảm khoảng 25% mỗi lần sản lượng tăng gấp đôi
- Dùng dữ liệu sản xuất pin giai đoạn 2015–2023 trong báo cáo pin gần đây của IEA, đường xu hướng tăng trưởng 59% mỗi năm khớp tốt với dữ liệu
- Tương quan của đường xu hướng được nêu là 99,9%
- Nếu giả định tăng trưởng 59% mỗi năm từ mức 2.410 GWh năm 2023, đến năm 2030 sẽ đạt 61.917 GWh
- Con số này gần như tương ứng chính xác với 8 lần tăng gấp đôi
- Bắt đầu từ 80 USD/kWh năm 2023 và áp dụng mức giảm 25% trong 8 lần, giá cell năm 2030 sẽ là 8 USD mỗi kWh
Mức sàn giá do chi phí vật liệu tạo ra
- Trước đây, giá pin dưới 50 USD mỗi kWh ở cấp độ cell từng bị xem là phi thực tế
- Với pin NMC, cả NMC111 lẫn NMC811 đều không tạo khác biệt lớn về chi phí nguyên liệu cực dương
- Khi mật độ năng lượng đạt đỉnh khoảng 300 Wh/kg, chi phí nguyên liệu cực dương vào khoảng 50 USD mỗi kWh
- Nếu cộng thêm chi phí lithium khoảng 10 USD mỗi kWh, rất khó giảm xuống dưới 60 USD/kWh
- Pin LFP đã trỗi dậy trở lại và CATL đã nâng mật độ năng lượng lên trên 200 Wh/kg
- Một bộ pin LFP 60 kWh có thể cho xe điện tiết kiệm đi được khoảng 350 km
- Trọng lượng cell có thể vào khoảng 300 kg
- Chi phí nguyên liệu sắt và phosphate của LFP là dưới 20 cent mỗi kWh, và carbon dùng cho cực âm cũng ở mức tương tự
- Về lý thuyết, chi phí vật liệu cực dương và cực âm có thể dưới 1 USD mỗi kWh
- Khi đó lithium chiếm khoảng 90% chi phí nguyên liệu, nhưng tổng chi phí nguyên liệu chỉ khoảng 11 USD/kWh
- Theo dữ liệu giá năm 2024, LFP đã ở mức khoảng 50 USD/kWh
- Cũng có tin đồn rằng pin dùng cho lưới điện đã lắp đặt hoàn chỉnh được chào giá dưới 100 USD/kWh
- IEA dự báo thời điểm giá pin lưới điện dạng lắp đặt xuống dưới 100 USD/kWh là sau năm 2050
Chi phí nguyên liệu còn thấp hơn của pin natri
- Trong pin LFP, lithium chi phối chi phí nguyên liệu, nhưng natri rẻ hơn lithium khoảng 30 lần
- Pin natri có thể lại kéo chi phí nguyên liệu cực dương và cực âm xuống khoảng 1 USD mỗi kWh
- Mật độ năng lượng cũng đã ở mức khoảng 160 Wh/kg
- Bộ pin 60 kWh có thể dưới 400 kg ở cấp độ cell
- Ngoại suy theo đường cong học hỏi chỉ ra mức 8 USD mỗi kWh vào năm 2030, và tính toán chi phí vật liệu cũng cho thấy khả năng ở mức vài USD mỗi kWh
- Pin lithium-lưu huỳnh vẫn là một khả năng riêng biệt, với chi phí thấp tương tự nhưng có thể rất nhẹ
Tắc nghẽn lưới điện và pin cố định
- Quan điểm được nêu là một hệ thống năng lượng rẻ dựa chủ yếu trên điện gió và điện mặt trời là khả thi
- Tại Hà Lan, tắc nghẽn lưới điện là vấn đề lớn
- Hơn 10.000 doanh nghiệp không nhận được lượng điện họ cần
- Con số này đang tăng nhanh
- Có kế hoạch chi 236 tỷ euro cho lưới điện trong 10 năm tới
- Pin giá rẻ có thể thay thế một phần đáng kể đầu tư vào lưới điện
- Theo tính toán, chi phí cho lượng pin 7 TWh tương đương lưu trữ 5 giờ điện năng trên toàn quốc có thể chỉ vào khoảng 5 tỷ euro
- Dự báo cho rằng trước năm 2030, pin bền lâu có thể được triển khai khắp nơi với giá dưới 50 USD mỗi kWh
- Một bộ pin 20 kWh cho gia đình có thể được lắp đặt với giá khoảng 1.000 USD
- Thời gian hoàn vốn được nêu là dưới 3 năm
- Có thể ngăn đỉnh tiêu thụ điện ban ngày, giảm dao động điện áp và tránh mất điện
- Doanh nghiệp và khu công nghiệp có thể mua pin lớn hơn để nhanh chóng giảm tắc nghẽn lưới điện
Giá điện mặt trời, điện gió và độ ổn định lưới điện
- Pin hấp thụ lượng điện dư do điện mặt trời và điện gió tạo ra khi giá hơi thấp, rồi cấp lại khi giá hơi cao
- Nhờ cách vận hành này, điện gió và điện mặt trời có thể nhận mức giá gần như ổn định trong suốt cả ngày
- Việc phổ biến pin giúp duy trì tốc độ tăng trưởng nhanh của điện gió và điện mặt trời
- Trên lưới điện rộng hơn, pin cũng làm phẳng các đỉnh và đáy
- Mất điện
- Dao động điện áp
- Tắc nghẽn lưới điện do đỉnh tải
- Bài viết dùng hình ảnh so sánh rằng pin giá rẻ có thể biến một lưới điện giông bão thành một bể bơi phẳng lặng
Lưới điện mở và bảo mật như Internet
- Để pin giá rẻ giải quyết tắc nghẽn lưới điện và hỗ trợ phổ biến điện mặt trời, điện gió, cấu trúc lưới điện cũng phải được chuẩn bị cùng lúc
- Lưới điện toàn cầu cần một cấu trúc tương tự mô hình OSI của Internet
- Bất kỳ ai trên thế giới cũng phải có thể phát triển các giải pháp phần cứng tương thích với nhau
- Không chỉ ở cấp phần cứng, mà còn bao gồm giao thức và cách giao tiếp tự động giữa các thiết bị điều tiết dòng năng lượng
- Về mặt giao thức, TCP/IP được nhắc đến như một ứng viên
- Lĩnh vực năng lượng cũng cần một hệ thống tương tự các chuẩn W3C bảo đảm khả năng tương tác giữa các trình duyệt
- Tất cả thiết bị phải sử dụng mã hóa khóa công khai
- Cần có khả năng xác nhận thông tin đến từ thiết bị đáng tin cậy
- Cần có khả năng xác minh rằng thiết bị đó thực sự tồn tại và có các chức năng đã biết
- Sổ cái phân tán tiêu thụ ít năng lượng cũng có thể đóng vai trò
- Proof of Stake được nhắc đến, chứ không phải Proof of Work
- Có thể tạo ra hệ thống trustless hoạt động mà không cần một tổ chức tin cậy trung tâm
Thay đổi trong cách vận hành lưới điện
- Sự xuất hiện của pin natri hiện đại có thể khiến pin cố định rẻ hơn và phổ biến hơn nhiều so với dự kiến
- Lưới điện có thể chuyển từ cấu trúc quản lý từ trên xuống sang cấu trúc phân tán, từ dưới lên hơn
- Hộ gia đình có thể dùng pin để sử dụng điện ổn định hơn và rẻ hơn
- Ở cấp khu dân cư, có thể dùng pin để chia sẻ điện tại địa phương
- Có thể giảm chi phí lưới điện
- Có thể giảm chậm trễ trong xây dựng lưới điện
- Toàn bộ lưới điện sẽ vận hành rẻ hơn, có khả năng phục hồi tốt hơn và xử lý được điện mặt trời, điện gió quy mô lớn
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Pin LiFePO4 (lithium sắt phosphate) dùng trong gia đình hiện cũng đã khá rẻ
Với hệ thống 48V dạng lắp rack kim loại, có thể kết nối, dùng để lưu trữ điện dân dụng, bao gồm cả hệ thống quản lý pin (BMS), từ các nhà cung cấp Trung Quốc có uy tín như CATL/Seplos, mức giá khoảng $89/kWh đã gồm vận chuyển và thuế quan
Phải chờ vận chuyển đường biển; nếu muốn mua ngay tại Mỹ thì cộng thêm khoảng $30/kWh
Pin natri của cùng nhà cung cấp hiện là $130/kWh và trong cùng form factor thì hiệu suất thấp hơn khoảng 26%, nhưng tôi kỳ vọng phần này sẽ thay đổi
Vì giá điện tăng, tôi đã chuyển hẳn một căn nhà sang dùng điện mặt trời + pin LiFePO4 và đang dùng không vấn đề gì, nên khó mà tưởng tượng việc quay lại với công ty điện lực. Tấm pin đã rẻ đến mức khó tin, mà tôi lại có nhiều không gian, nên đã mua một pallet tấm pin cũ gần như chỉ bằng chi phí vận chuyển, $34 cho mỗi tấm 270W, và chúng cho ra khoảng 85% công suất định mức
Tôi nêu chuyện này vì các bình luận khác nói mức chi phí cao hơn nhiều
Vài năm trước khi tôi lấy báo giá cho hệ thống LG thì giá gấp 4 lần mức này, và các tấm pin cũ đời 2013 của tôi dùng một inverter duy nhất chứ không phải microinverter, nên nếu động vào thì có vấn đề là phải thay toàn bộ
Tôi vẫn hy vọng sẽ có nhiều công ty nhỏ xuất hiện để điện hóa mọi thứ, và cũng mong có những bản độ xe điện tốt, thực dụng, an toàn được lưu hành, nhưng có vẻ điều đó chưa thành hiện thực
Việc đổi bảo hành có thể được, cũng có thể không
Bạn có thể nhận được sản phẩm chịu được cả nghìn chu kỳ mà không vấn đề gì, cũng có thể nhận được sản phẩm hỏng sau một tuần; bạn có thể được thay bảo hành, nhưng cũng có thể mỗi tuần mất vài giờ thúc ép yêu cầu bảo hành mà chẳng thu được gì
Nếu sẵn sàng mua tấm pin cũ, pin Trung Quốc và tự làm tất cả thì đúng là cơ hội rất lớn, nhưng trong khi giá thiết bị giảm thì chi phí nhân công lại tăng, nên các hệ thống lắp đặt chuyên nghiệp vẫn đắt
Ở hầu hết khu vực, trừ khi nhà nằm ở nơi rất hẻo lánh, bạn phải duy trì kết nối với lưới điện
Tiền điện trông có vẻ dựa trên lượng sử dụng, nhưng chi phí thực tế lại bị chi phối bởi vốn đầu tư vào hạ tầng phụ tải nền để phòng khi căn nhà đó phải quay lại dùng hoàn toàn điện lưới trong vài ngày mỗi năm
Vì vậy, chừng nào còn nối lưới, dù chỉ dùng điện lưới vài ngày mỗi năm, công ty điện lực vẫn phải chi gần như cùng một mức chi phí
Tôi đang định mua pin server rack LiFePO4 5kW của EG4 cho một dự án DIY, nhưng loại này gần $220/kWh
Sản phẩm tôi định mua là cái này; nếu biết lựa chọn nào tốt hơn thì tôi muốn xem: https://signaturesolar.com/eg4-lifepower4-lithium-battery-48...
https://geizhals.de/?cat=bmseswresp&sort=t&hloc=at&hloc=de&v...
Bài này lập luận quá lan man
Dự báo giá năm 2030 thì lấy từ phép ngoại suy chi phí pin lithium, nhưng thực tế lại giả định rằng pin hóa học natri sẽ trở nên thống trị và phổ biến ở mức giá chạm đáy
Dù loại pin natri đầu tiên mới chỉ xuất hiện trong khoảng một năm qua
Việc xem pin như thể là thành phần duy nhất của hệ thống cũng là vấn đề. Bộ sạc, inverter, kết cấu vật lý không đi theo cùng đường cong giảm giá, mà là chi phí cố định đặt lên trên pin
Cuối cùng, từ đoạn tự khen rằng mình đã dự đoán xe tải điện vào năm 2017 cho đến nội dung nói blockchain có thể hữu ích trong điều phối lưới điện, bài viết trộn lẫn khá nhiều câu chữ vị lai mơ hồ
Câu định nghĩa “hệ thống không cần tin cậy” là “hệ thống cứ thế hoạt động” đọc lên cũng chẳng hợp lý, và có vẻ như tác giả đã bắt đầu tin rằng blockchain là tương lai của mọi thứ
Đọc cho vui thì được, nhưng ngoài chuyện “giá sẽ giảm” ra thì tôi không thu được mấy
“Poster wall” của tổ chức mà ông ấy tuyên bố mình dẫn dắt nằm ở đây: https://neonresearch.nl/poster-wall/
Trên đó ghi là “hội tụ liên ngành thông qua kể chuyện sáng tạo”
Một bản tóm tắt tốt hơn nhiều về chủ đề này là bài trang bìa tuần này của Economist
Nếu nhìn vào việc pin thực sự có thể rẻ đến mức nào, giá lithium đã giảm 80% trong một năm qua và hiện đang trong tình trạng dư cung: https://www.reuters.com/markets/commodities/lithium-producer...
Exxon cũng có mảng sản xuất lithium và đang mở rộng; 5 mỏ mới ở Nevada, Sonora (Mexico), Western Australia, cùng các mỏ lithium lớn ở Quebec, Zimbabwe, v.v. đang được xây dựng
Tái chế pin thải là nguồn cung tập trung hơn nhiều so với tài nguyên dưới lòng đất, nên nguồn cung lithium không có vẻ là vấn đề lớn
Giá lithium nguyên liệu lên xuống mạnh vì không ảnh hưởng nhiều đến doanh số ô tô ngắn hạn; với hàng hóa quy mô nhỏ thì đây là hiện tượng bình thường
Điều này có nghĩa là pin natri có lẽ có thể không cần thiết, và xét đến rủi ro cháy thì đó là điều tốt
Với lắp đặt cố định và xe giá rẻ, lithium sắt phosphate rẻ, không bị runaway nhiệt, và hiện có trong phần lớn sản phẩm của BYD và CATL. Mong APS làm ơn đi đúng hướng và tung ra UPS mini LiFePO4 dùng được 10 năm
Tiếp theo là pin thể rắn, nhưng đang bị thổi phồng nhiều, có vài mẫu thử và có vấn đề về chi phí sản xuất: https://spectrum.ieee.org/solid-state-battery-production-cha...
Quy trình sản xuất quy mô phòng thí nghiệm của Fraunhofer Institute ở đây, và trong phòng lab thì nó hoạt động: https://www.youtube.com/watch?v=j5SVrp8N-1M&
Quy mô thử nghiệm sản xuất ở đây: https://www.youtube.com/watch?v=_eZGuDaqZAE
Đồng thuận phía IEEE là công nghệ sản xuất pin thể rắn đang đi sau sản xuất lithium-ion hiện tại khoảng 10 năm, nhưng sản xuất thử nghiệm đang diễn ra từ Shenzhen đến Belgium, Maryland nên tiến triển rất nhanh
Những quy trình kiểu này càng mở rộng quy mô càng rẻ. Để tăng mức chấp nhận của người tiêu dùng cần sạc trong 10 phút, nên pin thể rắn rất quan trọng
Giữa năng lượng mặt trời và công nghệ pin, nhiên liệu hóa thạch sẽ sớm bị đẩy lùi mạnh
Đã có thị trường thông thường rồi, nên inverter/bộ sạc chỉ cần nhận tín hiệu giá từ thị trường hiện có và vận hành theo ý chủ nhà, hoàn toàn không cần blockchain hay điều khiển tập trung
Công tơ thông minh đang ngày càng phổ biến hơn, nên việc khuyến khích dùng điện từ pin khi giá giờ cao điểm cao cũng đã đơn giản
Tuy vậy inverter/bộ sạc cũng sẽ đi theo xu hướng giảm giá. Không nhanh bằng pin, nhưng vẫn sẽ giảm
FET bán dẫn bandgap rộng tiếp tục rẻ hơn và tốt hơn, xử lý được dòng và điện áp cao hơn trên mỗi linh kiện, cho phép topology điện công suất hiệu quả hơn, giúp làm mát dễ hơn, giảm trọng lượng tản nhiệt và lượng vật liệu, tăng công suất trên mỗi đơn vị thể tích và giảm khối lượng
Sản lượng tăng cũng sẽ dẫn tới kinh tế quy mô
Hiện có thể mua inverter/bộ sạc Victron Multiplus 2 48V DC/230V AC, 8000VA với giá 1.800 USD, và tôi sắp mua một chiếc để làm hệ thống DIY với bộ pin AGM 31kWh gần như miễn phí lấy từ hiện trường thử nghiệm của một công ty đã phá sản
Đến năm 2030, tôi sẽ không ngạc nhiên nếu có thể mua inverter/bộ sạc cùng công suất với giá gần bằng một nửa, hiệu suất cũng cao hơn thêm vài phần trăm. Hiện hiệu suất tối đa là 95%, nhưng khi đó hy vọng 97~98% sẽ phổ biến hơn
Chắc đã có nhiều sản phẩm giá rẻ của Trung Quốc, nhưng đây là hệ thống dự phòng nối lưới và cũng phải vận hành độc lập khi mất điện, nên cần chắc chắn đáp ứng Australian Standards
Tôi định đặt dưới nhà nên phải an toàn, và Victron có lịch sử được dùng nhiều trong lĩnh vực hàng hải và caravan nên tạo cảm giác đáng tin
Hai con số lớn nhất cần chú ý trong bài này là 200Wh/kg của LFP và 160Wh/kg của natri-ion
LFP hay natri-ion có vẻ không cần làm mát quy mô lớn vì vấn đề cháy do runaway nhiệt như pin cobalt·nickel, nên mật độ pack thực tế tốt hơn và cấu trúc cũng đơn giản hơn
200Wh/kg tương ứng với xe có tầm chạy 300~400 dặm, thậm chí có thể 500 dặm, tùy hiệu suất
Natri-ion 160Wh/kg tương ứng với xe 200~300 dặm, thậm chí có thể 400 dặm
Nhìn như vậy thì ý nghĩa của việc điện hóa phương tiện giao thông tiêu dùng trở nên rất lớn. Nếu được mở rộng quy mô phù hợp, mật độ natri-ion là công nghệ có thể giải quyết bài toán xe đô thị cho 4~5 tỷ người trên toàn thế giới
Mật độ của LFP cho thấy, với điều kiện hạ tầng sạc tốt, nó có thể bao phủ thêm 1–2 tỷ người nữa cần phạm vi di chuyển dài hơn một chút
Theo lộ trình của cả LFP và natri-ion, khả năng cao cả hai sẽ cải thiện ít nhất 20% trong 2–3 năm tới, hoặc lâu nhất là trong vòng 5 năm
Nếu giải quyết được các hệ hóa học dựa trên lưu huỳnh như lithium-lưu huỳnh và natri-lưu huỳnh, mật độ cũng có thể tăng gấp 2–3 lần trong vòng 10–15 năm
Nhìn chung, đây là một thay đổi mang tính cách mạng rất lớn
Bộ sạc, inverter và các cấu trúc vật lý có thể sẽ không đi theo cùng đường cong giảm giá như pin, nhưng tỷ lệ học hỏi là một hiện tượng phổ biến nên các mảng đó cũng đang giảm giá
Bài báo năm 2018 “Estimating the learning curve of solar PV balance–of–system” ước tính tỷ lệ học hỏi của BOS là 11%, so với 20% của mô-đun
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.016
Tôi muốn đặt bộ pin dự phòng 5–20kWh ở nhà và cũng có chỗ để đặt, nhưng khi gọi cho một đơn vị lắp đặt điện mặt trời/pin địa phương thì họ nói lắp bộ pin dự phòng sạc từ lưới điện cho hộ gia đình là bất hợp pháp
Tôi sống ở Minnesota
Họ còn nói rằng ngay cả điện từ một hệ thống điện mặt trời giả định cũng không được lưu trữ, mà phải bán lên lưới điện, đổi lại được giảm hóa đơn vào mùa đông sau này; nghe như một thương vụ chẳng hấp dẫn chút nào
Tôi sống ở Kyiv, Ukraine; Nga đã phá hủy nhiều nhà máy điện, còn các nhà máy điện hạt nhân đang được sửa chữa và nạp lại nhiên liệu, nên dạo này mỗi ngày có điện chưa tới 10 giờ
Ở South Africa, từ năm 2008 đã có cắt điện luân phiên không liên tục, và việc các hộ trung lưu có inverter pin kèm tùy chọn điện mặt trời đang dần trở thành khá phổ biến
Tuy nhiên, khi thời gian cắt điện luân phiên kết thúc, nhiều bộ pin bắt đầu sạc cùng lúc, gây ra vấn đề. Đặc biệt là vào ban đêm
Cắt điện luân phiên cũng khiến không thể tận dụng hết pin. Lý tưởng là ban ngày sạc pin bằng điện mặt trời rồi dùng gần hết trong suốt đêm, nhưng vì mất điện thất thường nên phải đặt mức để pin không xả xuống quá thấp
Nó có thể cấp điện cho nhà khi mất điện, và tất nhiên có thể sạc từ điện mặt trời hoặc lưới điện
Một nhà cung cấp ở đây: https://www.sunrun.com/ev-charging/ford-f150-lightning
Tôi chắc chắn là UPS đang được dùng ở Minnesota
Từ góc nhìn của một người không chuyên, điều đầu tiên tôi nghĩ tới ngay khi thấy tiêu đề là “có thể an toàn hơn đến mức nào?”
Nếu gọi RESCI là rủi ro nổ, tăng áp, cháy và hít phải, thì khi đánh giá sản phẩm có những chỉ số khó tính toán sơ bộ
Chẳng hạn mức tăng RESCI khi mua từ 25% người bán rẻ nhất, mức tăng khi lấy từ một lô sản phẩm lẽ ra không được vượt qua kiểm định chất lượng, mức tăng khi mua trên AliExpress hoặc một trang bất kỳ, mức tăng khi làm rơi, đập bằng búa, bỏ ngoài nắng hoặc bị điện áp đột biến, và mức tăng do sống trong một khu dân cư đông đúc nơi mọi người mua nhóm 25% sản phẩm rẻ nhất trên AliExpress và thỉnh thoảng làm rơi hoặc gõ đập chúng
Phương Tây đã có kinh nghiệm khá dài với dịch vụ điện dân dụng, nhưng xét theo nhiều tiêu chuẩn thì nó vẫn nguy hiểm hơn kỳ vọng rất nhiều
Có vẻ vấn đề chủ yếu nằm ở các hệ dùng lithium, còn các hệ dùng sắt hoặc natri an toàn hơn nhiều
Đổi lại mật độ năng lượng thấp hơn, nhưng đó là một đánh đổi hợp lý; tuổi thọ sạc/xả cũng thường dài hơn nhiều, có khả năng đạt hàng chục nghìn chu kỳ thay vì chỉ khoảng một nghìn chu kỳ
Đoạn “bắt đầu từ 2410GWh vào năm 2023 và tăng 59% mỗi năm thì đến 2030 sẽ đạt 61,917GWh. Điều này gần như chính xác tương đương 8 lần nhân đôi vào năm 2030” có lỗi sai về bậc độ lớn
Đây là mức tăng khoảng 26 lần. Muốn nhân đôi 8 lần thì cần tăng 256 lần
Ai cũng có thể mắc lỗi tính toán đơn giản, nhưng đáng lẽ phải khá rõ rằng tăng trưởng 60%/năm trong 7 năm không thể gần với tăng trưởng 100%/năm trong 8 năm
Nhất là khi tác giả khoe ở trang đầu về thành tích suy luận các hiện tượng tăng trưởng hàm mũ
Lý do đây không chỉ là bắt bẻ vặt là vì kết quả sai này được dùng làm nền tảng cho các ước tính cắt giảm chi phí về sau
Bắt đầu từ 2410GWh và tăng kép 59% mỗi năm thì sẽ thành 61.915GWh, tức khoảng 61,915TWh
Vì vậy có thể tác giả định viết TWh chứ không phải GWh
Dù vậy vẫn hoàn toàn không gần với 8 lần nhân đôi. Việc đó cần 12 năm, tức khoảng năm 2035. 1,59^12 = tăng 261 lần
Tôi rất biết ơn những bài viết trình bày kèm quá trình lập luận của chính mình, vì có thể kiểm chứng kết luận bằng nguồn bên ngoài; điểm đó rất tốt
Một yếu tố ngoài trợ cấp đã giúp điện mặt trời phát triển ở California là nhờ kết nối lưới điện, nên người dùng không phải tự quản lý công nghệ pin
Ban đầu có một cơ chế giá hiệu quả kiểu đổi watt lấy watt, nhưng khi các công ty điện lực nhận ra việc giảm lợi nhuận bán điện ảnh hưởng đến khả năng duy trì hạ tầng và chi trả bồi thường theo phán quyết tòa án vì làm nổ tung thị trấn và đốt cháy rừng, họ khiến CPUC chuyển sang một mô hình biến chủ nhà có điện mặt trời thành dạng tá điền của công ty điện lực
Điểm tốt là điều này làm sống lại sự quan tâm tới việc off-grid 100%. Nó loại bỏ đòn bẩy của công ty điện lực và trả quyền kiểm soát giá về tay thị trường cùng người tiêu dùng
Điều thú vị là giờ đây bắt đầu có tiếng nói rằng các công ty điện lực muốn dùng hệ thống điện “toàn bộ tòa nhà” của người tiêu dùng và các tòa nhà thương mại làm nguồn dự phòng cho lưới điện khi có khẩn cấp về công suất đỉnh, đồng thời cố bắt buộc kết nối lưới ngay cả khi không cần
Tôi đang nghiêm túc viết thư cho các đại diện của mình để nói rằng tôi từ chối việc CPUC ra lệnh tôi phải bán lại điện với giá nào để duy trì lưới trong tình huống khẩn cấp, và tôi bảo lưu quyền tính mức giá mà thị trường có thể chịu
Về mức độ rối loạn chức năng thì khá giống Texas, nhưng mục tiêu là phổ cập nhanh hơn lưới điện gia đình không carbon, và việc loại bỏ các công ty điện lực hiện hữu cũng giúp đạt mục tiêu đó
Pin là phần cốt lõi của việc này, và nếu tác giả đúng rằng đến 2030 có thể đạt pin $1/kWh, tôi rất vui vì có lẽ mình còn sống để chứng kiến điều đó
[1] Trông tôi có vẻ cay đắng à? Sao lại nghĩ thế :-)
Muốn nghe dự báo từ các kỹ sư, nhà khoa học và người phụ trách vận hành trong ngành
Bài này tuy suy nghĩ rất nhiều về pin, nhưng đọc giống như được viết bởi một chuyên gia ghế bành, người còn khá xa với việc thực sự tạo ra tương lai mà bài mô tả
Có những lúc chi tiết kỹ thuật là quan trọng, và xu hướng mở rộng quy mô được dự đoán không phải là điều tất yếu
Dù vậy, luận điểm cốt lõi vẫn hợp lý
Dù tác giả không phải chuyên gia kỹ thuật sâu, họ vẫn có thể hiểu đúng hàm mũ và ngoại suy đúng
Tăng trưởng hàm mũ rồi sẽ dừng lại vào một lúc nào đó, nhưng bản thân điều đó không phải là lý do để cho rằng nó sẽ dừng ngay trong năm nay
Các phép tính nháp về natri và chi phí pin ít nhất trông có vẻ có lý, nên thay vì gạt đi chỉ vì tác giả không phải kỹ sư, cũng đáng để xem xét nghiêm túc
Tác giả đã vẽ ra tốc độ của loài người tăng lên như thế nào trong 10.000–20.000 năm, và cho rằng việc thuần hóa ngựa, tàu clipper, đầu máy hơi nước, ô tô, máy bay và tên lửa đã làm tốc độ tăng lên
Nếu tính ngay sau Gagarin, thì loài người đã đạt tới 5 dặm mỗi giây
Trong khi từ chạy bộ đến thuần hóa ngựa mất hàng nghìn năm, từ anh em nhà Wright đến Gagarin chỉ khoảng 60 năm, nên tác giả nói rằng gia tốc đang tăng tốc, và nếu ngoại suy thì đến khoảng năm 2000, việc vượt tốc độ ánh sáng bằng thứ gì đó như warp drive trông có vẻ hiển nhiên
Tất nhiên, kỷ lục tốc độ hiện nay là khoảng 7 dặm mỗi giây từ năm 1968, và kể từ năm 1972 ngay cả mức đó cũng chưa đạt lại được. Đó là giới hạn của ngoại suy
Chuyện như vậy từng xảy ra rồi. Các nhà khoa học máy tính thời kỳ đầu không tưởng tượng được những thiết bị mà ngày nay chúng ta vô tư bỏ túi mang theo hằng ngày. Chỉ mới một thế hệ trước thôi, với người bằng nửa tuổi tôi thì là chuyện của hai thế hệ trước
Cá nhân tôi cho rằng chủ đề của thế kỷ này là tạo ra nguồn năng lượng rẻ và bền vững dồi dào đến mức phi lý, khiến chúng ta tự hỏi trước đây rốt cuộc mình đã làm gì và xoay xở ra sao
Có quá nhiều đột phá kỹ thuật đang hội tụ theo hướng đó, nên đây là chuyện sẽ xảy ra; vấn đề là “khi nào”, chứ không phải “có xảy ra hay không”
Lịch trình thì bất định nhưng không đến mức quá bất định. Tác giả đang ngoại suy một vài xu hướng trong khung thời gian khá ngắn, và có thể sai. Dù sai 5 lần thì chuyện này vẫn diễn ra trong một mốc thời gian hợp lý
Tôi cũng không nghĩ ông ấy sẽ lệch xa đến vậy. Đến 2030–2035, động cơ đốt trong và nhiên liệu hóa thạch sẽ kết thúc
Không dùng những electron cực rẻ được lưu trữ trong pin cực rẻ sẽ trở thành chuyện điên rồ. Ở mức $50/kWh thì không cần phân vân, còn $5/kWh thì dùng thứ khác là hoàn toàn bất thường. Đó “chỉ” là cải thiện 10 lần
Việc giả định rằng mọi đổi mới dừng lại vào năm 2024 và sau đó không còn tiến bộ công nghệ nào nữa mới có vẻ ngây thơ. Vì có quá nhiều việc đang diễn ra, được rót vốn tốt và có vẻ sẽ đem lại kết quả
Góc nhìn ngược lại là tiến bộ gần như đã được định sẵn, và dù một số thứ chậm lại, những thứ khác mà chúng ta còn chưa nghĩ tới có thể lấp khoảng trống
Từ nay đến 2030, có thể đưa ra vài phỏng đoán có cơ sở, và việc tác giả làm khá gần với điều đó
Năng lượng rẻ và sạch sẽ mang tính biến đổi. Hầu hết các vấn đề lớn hiện nay đều trực tiếp hoặc gián tiếp bị nghẽn ở năng lượng
Làm cho năng lượng rẻ đi là điều quan trọng. Cải thiện 2 lần đã tốt, 10 lần còn tốt hơn, và trong vài thập kỷ nữa có thể thấy 100 lần. Bất cứ mức nào trong khoảng đó cũng mang tính biến đổi, còn cao hơn nữa thì khó tưởng tượng nhưng cũng không phải bất khả thi
Một ngày nào đó chúng ta có thể làm được nhiệt hạch, và nó cũng có thể trở nên rẻ
Nhưng chúng ta đã có một nhà máy điện nhiệt hạch tuyệt vời đang quay trên quỹ đạo, tức Mặt Trời, đang gửi xuống lượng năng lượng nhiều hơn nhu cầu thực tế của chúng ta vài bậc độ lớn
Chúng ta đang học cách thu hoạch nó bằng tấm pin mặt trời, còn thực vật và cây cối đã nắm được mẹo đó từ lâu
Bài này nói về việc dùng pin để lưu trữ, và khi hai thứ kết hợp lại thì bức tranh trở nên rất đẹp
Điểm cốt lõi của natri-ion là không có vật liệu hiếm hay đặc thù. Vật liệu rẻ và ít có khả năng cạn kiệt
Chúng ta sẽ cần bao nhiêu TWh pin? Có thể là hàng chục, hàng trăm, hàng nghìn TWh. Mức sử dụng điện hiện tại khoảng 25PWh mỗi năm và con số này sẽ tăng
Nếu có 25.000TWh pin thì ta có thể làm gì? Sản lượng hằng năm sắp vượt 1TWh, và phần lớn số pin này sẽ bền trong vài thập kỷ
25PWh pin đã sạc là một lượng điện khổng lồ, và trong vài thập kỷ tới lượng như vậy có thể hiện diện quanh chúng ta
Dựa trên tốc độ tăng trưởng và learning rate hiện tại, dự đoán cell pin sẽ đạt $8/kWh vào năm 2030. Thật đáng kinh ngạc
Bài nói rằng nhân 1,59 mỗi năm trong 7 năm thì toàn bộ pin tăng 25 lần, nhưng thực ra cần 8 năm, điểm đó có thể bỏ qua
Nhưng lại nói đây là 8 lần nhân đôi, trong khi 8 lần nhân đôi là tăng 256 lần
Ngay cả với tăng trưởng 100% mỗi năm cũng mất 9 năm, còn với tăng trưởng 59% mỗi năm thì mất khoảng 13 năm để đạt 256 lần
Có vẻ phần giảm chi phí cũng lệch một lần. Nếu mỗi lần nhân đôi giảm 25% thì cần 9 lần nhân đôi để xuống còn 10% giá hiện tại
Vì vậy để xuống $8 cần cộng thêm 1–2 năm nữa
Dù vậy, việc có thể đạt $8/kWh vào khoảng năm 2040 vẫn rất thú vị, đặc biệt là ở chỗ pin natri dường như về mặt vật lý có thể rẻ đến mức đó và có thể tạo ra hệ thống lưu trữ cho lưới điện trong vài ngày
Ngay cả năm 2030, nếu chấp nhận lập luận $80/kWh năm 2023 của tác giả, vẫn có thể giảm giá gần hai phần ba, tức xuống $28/kWh
Tôi đang dùng 4 cell LiFePO4 230Ah theo cấu hình 12V để chạy một blog vận hành bằng điện mặt trời vào ban đêm
Qua inverter, tôi cũng chạy được môi trường máy tính 90W trong nhiều giờ
Tôi mong mọi người hiểu rõ hơn rằng những cell như vậy đã rẻ đến mức nào, và việc tự xây hệ thống lưu trữ pin thực tế ra sao
Hiện tôi đang dùng gói điện ngày kế tiếp/ngày trước đó có giá biến đổi theo từng giờ
Có những ngày có vài giờ mà dùng điện còn được trả tiền, nên thật ngạc nhiên khi điện gió và điện mặt trời dồi dào đến vậy
Chơi với Tiber API và Python, việc sạc pin một chút vào những giờ rẻ nhưng vẫn chừa dung lượng cho điện mặt trời đi vào thật sự rất thú vị
Chi phí của pin lithium-ion 50Ah đang giảm, tiến gần đến mức có thể cạnh tranh với ắc quy chì-axit của xe động cơ đốt trong
Các hãng xe có thể thiết kế hệ thống làm ấm pin đến nhiệt độ có thể sạc sau khi khởi động, nhưng việc đó không đơn giản như chỉ lắp một ắc quy chì-axit vào
Không rõ việc thiết kế pin LiFePO4 phù hợp cho mục đích đó sẽ dễ đến mức nào
Tôi hiểu lý do dùng 12V, nhưng không rõ vì sao không phải là pin lithium 12V
Nhưng pin lithium không thể tái chế, và nói rằng “gần đạt rồi” hay “tương lai tươi sáng” thì lại gần với kiểu “di chuyển nhanh và phá vỡ mọi thứ”