- California trong những năm gần đây đã xây dựng các cơ sở lưu trữ năng lượng bằng pin quy mô lớn, qua đó thoát khỏi nguy cơ mất điện vào mùa hè
- Hệ thống này lưu trữ điện được tạo ra từ năng lượng mặt trời và cung cấp sau khi mặt trời lặn, qua đó nâng cao độ ổn định của lưới điện
- Từ năm 2020, công suất lưu trữ bằng pin đã tăng từ 500MW lên 15.700MW, hơn 3.000%, trở thành yếu tố cốt lõi của độ tin cậy lưới điện
- Dù vẫn còn các thách thức như giới hạn của pin lithium-ion, nguy cơ cháy nổ và chậm trễ cấp phép, về dài hạn nó đang nổi lên như một phương án kinh tế để thay thế các nhà máy điện khí
- Sự thay đổi này được đánh giá là bước ngoặt quan trọng cho mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2045 và việc phát triển ngành công nghiệp năng lượng sạch tại Mỹ
Thay đổi của lưới điện California và bối cảnh
- Trong nhiều thập kỷ, California coi cắt điện luân phiên (rolling blackout) và các yêu cầu tiết kiệm điện vào mùa hè là chuyện thường ngày
- Tuy nhiên, từ sau năm 2022, Flex Alert (cảnh báo tiết kiệm điện) chưa từng được ban hành lần nào
- Các chuyên gia đánh giá sự thay đổi này là kết quả của việc củng cố lưới điện và mở rộng đầu tư vào năng lượng sạch
- Đặc biệt, hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) giữ vai trò then chốt
Tăng trưởng bùng nổ của lưu trữ bằng pin và hiệu quả
- Công suất lưu trữ bằng pin đã tăng từ 500MW vào năm 2020 lên hơn 15.700MW hiện nay, tăng 3.000%
- Hệ thống cung cấp điện đã lưu trữ vào thời điểm cuối buổi chiều khi sản lượng điện mặt trời giảm, giúp làm dịu đỉnh nhu cầu
- Elliot Mainzer, CEO của CAISO (đơn vị vận hành lưới điện California), đánh giá rằng “các cơ sở pin tăng trưởng nhanh từ sau năm 2020 là yếu tố làm thay đổi cuộc chơi về độ tin cậy điện vào mùa hè”
- Sau khi xảy ra mất điện do đợt nắng nóng kỷ lục năm 2020, chính quyền bang đã bổ sung hơn 26.000MW công suất phát điện và lưu trữ mới
- Kể từ đó, không còn xảy ra cắt điện luân phiên
Lưu trữ bằng pin và mục tiêu khí hậu
- Pin được chỉ định là công nghệ cốt lõi để California đạt mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2045
- Các hệ thống lưu trữ kết hợp với điện mặt trời làm giảm mạnh mức phụ thuộc vào các nhà máy điện nhiên liệu hóa thạch
- Maia Leroy của Lumenergy giải thích rằng “việc dùng pin để bù đắp cho sự suy giảm hiệu suất mùa hè của các nhà máy điện khí đã giúp đảm bảo nguồn điện ổn định”
Giới hạn kỹ thuật và pin thế hệ tiếp theo
- Pin lithium-ion hiện được sử dụng chủ yếu có thời lượng 4–6 giờ, đủ cho khung giờ cao điểm sau hoàng hôn nhưng còn hạn chế với lưu trữ dài hạn
- Nikhil Kumar của GridLab cho biết các công nghệ lưu trữ dài hạn như pin iron-air (sắt-không khí) và pin flow đang xuất hiện
- Chúng vẫn đắt đỏ và cồng kềnh, nhưng theo các báo cáo gần đây, đang tiến tới mức tương đương chi phí xây dựng nhà máy điện khí
- Kumar nhấn mạnh: “Pin sẽ còn rẻ hơn nữa, còn khí đốt thì không”
Chính sách liên bang và so sánh giữa các bang
- Chính quyền Trump thúc đẩy chính sách năng lượng xoay quanh than và khí đốt, đồng thời mở 13 triệu acre đất liên bang cho khai thác than
- Tuy nhiên, trong họp báo, sự tăng trưởng của lưu trữ bằng pin không được nhắc tới
- Trong khi đó, ERCOT của Texas đang vận hành hơn 14.000MW cơ sở pin, cạnh tranh vị trí số 1 với California
- Đồng thời, chính quyền Trump cũng thúc đẩy phát triển sản xuất pin trong nước, công bố kế hoạch áp thuế 100% đối với pin nhập từ Trung Quốc
Mở rộng sản xuất pin tại Mỹ
- Sparkz ở Sacramento sản xuất pin lithium iron phosphate (LFP) không sử dụng nickel hay cobalt
- Chuỗi cung ứng hoàn toàn đặt tại Mỹ nên được hưởng ưu đãi tín dụng thuế năng lượng sạch sản xuất trong nước
- Khách hàng chính là trung tâm dữ liệu và các công ty điện lực
- CEO Sanjiv Malhotra cho biết việc củng cố lưới điện California là nhờ lưu trữ bằng pin, và đó cũng là lý do Flex Alert biến mất từ sau năm 2022
Cải thiện hạ tầng và thách thức cấp phép
- Lưới điện California là hạ tầng cũ kỹ đã tồn tại hơn 100 năm, với cấu trúc tập trung vào phát điện khí
- Các chuyên gia chỉ ra rằng cần nâng cấp quy mô lớn và cải cách thể chế
- Quy trình đánh giá môi trường kéo dài gây ra vấn đề chậm cấp phép cho dự án
- Để cải thiện, bang đã đưa vào cơ chế cấp phép fast-track, qua đó nhanh chóng phê duyệt Darden Clean Energy Project ở Fresno County
- Dự án này có thể cung cấp điện trong 4 giờ cho 850.000 hộ gia đình
Vấn đề an toàn và sự cố cháy nổ
- Tháng 1 năm 2025, vụ cháy tại cơ sở lưu trữ pin Moss Landing ở Monterey County đã thiêu rụi 100.000 pin lithium-ion
- Không thể dập bằng nước, và ô nhiễm kim loại nặng như nickel, cobalt, mangan đã được phát hiện trong bán kính vài dặm
- Leroy của Lumenergy nhấn mạnh rằng “công nghệ quy mô lớn luôn đi kèm rủi ro, và cần triển khai song song nhiều công nghệ lưu trữ khác nhau”
- Các nguồn năng lượng khác như dầu mỏ và than đá cũng gây ô nhiễm không khí và rủi ro sức khỏe
Tình hình chuyển đổi năng lượng sạch
- California dự kiến chấm dứt hoàn toàn phát điện từ than vào tháng 11 năm 2025
- Tính đến năm 2024, 60% điện năng trong bang được sản xuất từ năng lượng tái tạo (theo dữ liệu của Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ)
- Trong nửa đầu năm 2025, lưới điện được vận hành bằng 100% năng lượng sạch trung bình 7 giờ mỗi ngày
- Kumar của GridLab đánh giá rằng “chỉ với năng lượng sạch và nguồn dự phòng khí đốt cũng có thể vận hành ổn định, và không còn cần đến Flex Alert nữa”
Đánh giá tổng hợp
- Việc mở rộng lưu trữ bằng pin ở California là ví dụ đồng thời củng cố độ ổn định lưới điện, ứng phó khí hậu và năng lực cạnh tranh công nghiệp
- Các nhiệm vụ tiếp theo là thương mại hóa công nghệ lưu trữ dài hạn, bảo đảm an toàn và hiện đại hóa hạ tầng
- Tuy nhiên, những thành quả hiện tại đang được chú ý trong và ngoài nước Mỹ như một mô hình thực chất cho chuyển đổi năng lượng sạch
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Bài báo nói rằng cảnh báo tiết kiệm điện của California (Flex Alert) đã không còn từ sau năm 2022, nhưng câu đó cần được xem cùng với dữ liệu thời tiết
Trong vài năm khi đó, các thành phố lớn đồng thời trải qua những đợt nắng nóng kỷ lục, và do chất lượng không khí xấu đi vì cháy rừng, nhiều người phải đóng cửa sổ và bật điều hòa
Tiêu đề bài báo ghi là “đã thoát khỏi thời kỳ mất điện luân phiên”, nhưng thực tế không nhắc tới việc sau đó có còn tình huống tương tự hay không
Điều thú vị là slug URL gốc thận trọng hơn nhiều:
california-made-it-through-another-summer-without-a-flex-alertĐợt nắng nóng quanh dịp Labor Day năm 2022 không chỉ bao trùm California mà còn cả miền Tây, và nhu cầu điện khi đó đã lập kỷ lục cao nhất toàn bộ lưới điện miền Tây (mãi đến năm 2024 mới bị vượt)
Sau đó giai đoạn 2023~2024, tình hình được cải thiện nhờ sản lượng thủy điện tăng
Mất điện vẫn là mối đe dọa thường trực, chỉ là giờ nguyên nhân là cắt truyền tải điện dưới danh nghĩa phòng ngừa cháy rừng
Dù là thiếu nguồn cung hay quản lý kém thì kết quả vẫn như nhau — mất điện là bực mình
Cơ cấu nguồn điện của Pháp vẫn sạch hơn California rất nhiều
Giá điện theo kWh ở Pháp dưới 20 cent, và biểu giá linh hoạt còn có thể xuống tới 12.32 cent
Điện hạt nhân là số một
Vì vậy EDF đã ghi nhận lỗ 18 tỷ euro trong năm 2023
Bài trên Le Monde
Bản đồ điện của Quebec
Tất nhiên vẫn có tranh cãi về việc thủy điện có thực sự là ‘năng lượng tái tạo’ hay không
EPR3 đội vốn gấp 7 lần, chậm 12 năm, còn chương trình EPR2 cũng rối tung cả lên
Vì nợ công nên đến chuyện huy động vốn còn chưa thống nhất được
Trong bối cảnh này, tiếp tục đổ trợ cấp vào ngành hạt nhân nghe như một ý tưởng điên rồ
Nó làm tôi nhớ tới câu của William Gibson: “Tương lai đã ở đây rồi, chỉ là chưa được phân bố đồng đều thôi”
Những tấm pin hứng năng lượng từ bầu trời này có thể sản xuất hàng loạt, và đã rẻ đến mức có thể lắp đặt chỉ trong vài ngày
Tôi nhớ thời mất điện luân phiên do Enron thao túng thị trường điện trước đây
Gần đây còn có vụ cháy pin ở Moss Landing gần Monterey Bay
Có vẻ dùng pin natri-ion sẽ giảm được rủi ro này
Báo cáo của EPA
Nồi hơi nước, lò phản ứng hạt nhân, đập nước hay pin đều vậy
Không giống các cơ sở hiện đại, pin được bố trí dày đặc trong tòa nhà; kiểu này khá phổ biến ở những nơi bị hạn chế nhiều về không gian
Không thể dập được nên chỉ còn cách để nó cháy hết, và khói lan cả tới khu vực nông trại
Trong một vụ cháy pin lớn ở Central Valley, khói lithium còn phủ xuống cả các nông trại dâu tây
Video liên quan
Tôi thắc mắc vì sao pin lithium-ion không thể dập bằng nước
Hàm lượng lithium thực tế khá ít, nên muốn biết có phải do phản ứng hóa học khác không
Tôi có xem bài về pin natri-ion được đăng hai ngày trước
Nó có vẻ phù hợp cho lưu trữ quy mô lớn và dường như là công nghệ chiến lược cốt lõi của Trung Quốc
Nhưng ở Mỹ thì gần như chưa có, mới chỉ có các dự án thí điểm
Nói về tương lai của lưu trữ bằng pin mà bỏ qua nó thì khá lạ
Nếu trong 3~5 năm tới bài toán kinh tế trở nên hợp lý, quá trình chuyển đổi sẽ diễn ra rất nhanh
Tôi khó chịu khi báo chí nói về lưu trữ năng lượng mà chỉ nhắc công suất đầu ra (MW) mà bỏ qua dung lượng (GWh)
Nếu là 15.7GW lưu trữ thì tôi muốn biết có phải là 15.7GWh không
Vì với đơn vị vận hành lưới điện, việc cân bằng công suất tức thời là then chốt
Để vượt qua đỉnh của ‘đường cong con vịt’, dung lượng 4~6 giờ là đủ
Tính ra thì dung lượng lưu trữ ước khoảng 63GWh
Xem thêm giải thích trên Physics StackExchange
Công ty điện lực California đang triển khai biểu giá điện biến thiên theo thời gian
Người dùng có pin có thể tiết kiệm tiền điện, nhưng Net Metering thuần túy thì vẫn chưa áp dụng
Liên kết biểu giá của PG&E
Hôm nay tôi đang ở San Francisco và đúng là đã mất điện, đọc bài này thấy khá mỉa mai
Dù điện có ổn định tới 99.999% thì 61 cent mỗi kWh cũng chẳng có ý nghĩa gì
Bảng giá điện của PG&E
Sống ở vùng núi thì kiểu gì cũng phải tự dùng pin hoặc máy phát điện
Nếu bạn định sống ở Santa Cruz Mountains như tôi, thì giải pháp là off-grid
Chỉ cách vài dãy nhà mà giá chưa đến một nửa
Bảng giá SVP
Cách nói “dung lượng lưu trữ pin là 15,000MW” gây nhầm lẫn, vì nghe như đang muốn nói MWh
Watt vốn không có yếu tố thời gian
“Tăng từ 500MW năm 2020 lên 13,000MW năm 2024”
Báo cáo của CAISO
Với lưới điện, điều quan trọng là công suất đầu ra có thể cấp ngay lập tức
Đa số mọi người hiểu hóa đơn và mức tiêu thụ theo đơn vị Wh
Khách hàng được tính tiền theo kWh
Các nhà báo không hiểu rõ sự khác biệt này nên ghi dung lượng lưu trữ bằng watt
Cứ nhân khoảng 4 giờ là có thể đổi sang Wh