Tương lai của nguồn tài nguyên năng lượng phân tán


Trạm pin mặt trời ở Đăk Đoa, Gia Lai (Ảnh: Trịnh Lê Nguyên/PanNature)

 

Một nghiên cứu mới đãphát triển công cụ lập kế hoạch liên ngành (cross-disciplinary) cho thấy nănglượng phân tán sẽ mang lại hiệu quả.

 

Hệ thống năng lượng đang trải qua quá trình chuyển đổi sâu sắc: một số mô hình cũ trở nên mờ nhạt và các tầm nhìn mới cần được phát triển để đối mặt với những thách thức mà biến đổi khí hậu, sự khan hiếm tài nguyên và đô thị hoá sẽ mang lại trong một, hai thập kỷ tới.

 

Nhu cầu điện dự kiến tăng ở mức chưa từng có, đặc biệt ở các nước đang phát triển, nơi mà các siêu đô thị đóng một vai trò đầu tầu cho sự phát triển của khu vực này. Ngoài ra, để thực hiện Hiệp định Khí hậu Paris, các thành phố và các cơ sở hạ tầng đang được kêu gọi giảm lượng khí thải carbon. Sự gia tăng chia sẻ các nguồn năng lượng tái tạo phân tán (Distributed renewable energy – DER) sẽ đóng vai trò quan trọng để đạt được mục tiêu này. Trên thực tế, các cơ sở hạ tầng điện năng trong nhiều thập kỷ với mô hình sản xuất và phân phối dựa trên nhiên liệu hóa thạch một cách cứng nhắc đã được thay thế bằng một mô hình mới và linh hoạt nhờ hợp nhất và phân tán các nguồn nguồn năng lượng tái tạo. Các mô hình năng lượng phân tán mới hiện đang ngày càng được sự chú ý trong các tài liệu nghiên cứu,phần nhiều cũng nhờ vào các cơ sở hạ tầng ngày càng được số hóa. Điều này giúp dữ liệu trở nên dồi dào và cung cấp khả năng kiểm soát chưa từng có đối với sự ổn định của mạng lưới, ngay cả trong trường hợp có những xáo trộn và đứt đoạn tương tác với người tiêu dùng. Trong khi đó, bản thân người tiêu dùng cũng tích cực tương tác hơn, trở thành một phần không thể tách rời của hệ thống phân phối điện và được gọi là “nhà sản xuất kiêm tiêu dùng” (prosumers).

 

Bất chấp những bước tiến này, sự kết hợp của các yếu tố vô hình (chẳng hạn như ảnh hưởng của hành vitiêu dùng), sự thiếu hụt cung và thiếu các mô hình quản lý phù hợp đang hạn chế sự phát triển toàn diện của các hệ thống phân phối điện phân tán. Theo một nghiên cứu của Đại học Stanford (Hoa Kỳ), những hạn chế này có thể khắc phục bằng cách xây dựng hệ thống hỗ trợ quá trình ra quyết định. Theo đó, hệ thống này sẽ đi sâu vào hướng triển khai toàn diện DER bằng cách tích hợp các yếu tố phức hợp về xã hội-kỹ thuật trong một mô hình khung liên ngành để quy hoạch cơ sở hạ tầng và phát điện phân tán.

 

Thông qua giới thiệu mô hình ReMatch, các nhà nghiên cứu đã phát triển một công cụ lập kế hoạch mới kết hợp kỹ thuật, dữ liệu khoa học và hành vi người tiêu dùng để nghiên cứu một cách có hệ thống việc triển khai DER. Mô hình Re Match sau đó được áp dụng cho nghiên cứu tình huống với sự tham gia của 10.000 khách hàng ở California, Hoa Kỳ.

 

Ưu điểm của Re Match là cấu trúc của nó dựa trên năm thành phần tích hợp: phân tích cơ sở hạ tầng từ dưới lên (bottom-up), mô tả hành vi người tiêu dùng dựa vào dữ liệu và hệ thống quản lý nhu cầu, mô hình hóa sự thiếu ổn định dựa trên các kịch bản, tối ưu hóa việc lập kế hoạch và vận hành. Với cách tiếp cận liên ngành, năm thành phần nàycó thể giải quyết được số lượng lớn hồ sơ người tiêu dùng và các giải pháp hạ tầng, từ mô hình hòn đảo thuần túy (trong đó người tiêu dùng hoàn toàn bị cô lập khỏi lưới điện chính) đến mô hình kết nối mạng lưới điện thuần túy (nơi người tiêu dùng không có khả năng tự sản xuất điện). Các hệ thống lưu trữ và các nguồn năng lượng tái tạo khác nhau cũng được xem xét, đồng thời các cơ sởhạ tầng được khai thác, xây dựng dần dần và được hạn chế khi có trở ngại về địa hình ở mỗi khu vực. Với cách tiếp cận xây dựng lũy tiến này, ReMatch khác biệt với cách tiếp cận phổ biến trong các tài liệu khi các cơ sở hạ tầng được xây dựng đồng thời. 

 

Hành vi tiêu dùng được mô hình hóa với cách tiếp cận dựa trên dữ liệu, trên cơ sở phân tích điện kế thông minh, giúp cung cấp các hồ sơ tiêu dùng khác nhau và được kết hợp một cách hợp lý với các hồ sơ và quy mô phát điện. Khả năng kết hợp người tiêu dùng và cơ sở hạ tầng này là đặc điểm quan trọng của khung ReMatch, khiến việc ứng dụng nó có thể mang lại những kết quả thú vị cho cả các nhà khai thác mạng lưới điện phân phối và người tiêu dùng. Nghiên cứu của Đại học Stanford cho thấy rằng việc xây dựng cơ sở hạ tầng DER làm giảm gần 50% chi phí quy dẫn của điện (tức là giá trị hiện tại ròng của đơn vị điện trong suốt thời gian sản xuất).Kết quả này là do mức giảm đáng kể chi phí hoạt động so với mức cơ sở không lắp đặt DER. Hơn nữa, giảm chi phí vận hành sẽ giúp tiết kiệm chi phí tổng thể(trên 60%), trong khi việc thực hiện quản lý nhu cầu điện cũng có những tác động mang tính tổng hợp giúp tiết kiệm thêm. Theo kết luận của các nhà nghiên cứu, điều quan trọng là thiết kế các chương trình thông minh phù hợp cùng các chính sách mục tiêu và ưu đãi nhằm giúp cân bằng nhiều kiểu người tiêu dùng khác nhau trong các kế hoạch phát triển DER trên nền tảng lưới điện hiện có.Với các chính sách này, sự phối hợp tối ưu của người tiêu dùng có thể được lựa chọn để trở thành một phần của các mô hình tiện ích mới nổi như một cộng đồng“ nhà sản xuất kiêm tiêu dùng” có tổ chức.

 

Tập trung vào vai trò của các “nhà sản xuất kiêm tiêu dùng”, nghiên cứu của Đại học Stanford đã làm sáng tỏ viễn cảnh hấp dẫn cho tương lai của hệ thống phân phối điện năng. Hệ thống này có lẽ đang dần chuyển hướng sang mô hình tiện ích công dân, cho phép trao đổi ngang hàng nguồn điện từ các nguồn tái tạo, như bước đầu tiên của một thị trường năng lượng phân tán sâu rộng hơn. Việc áp dụng các công nghệ chuỗi khối (blockchain) hiện nay tạo điều kiện cho việc kinh doanh điện trong một thị trường phi tập trung, minh bạch và an toàn. Các nghiên cứu tình huống gần đây đã khai thác vai trò của công nghệ chuỗi khối đối với xe điện. Đồng thời, một loại tiền tệ kỹ thuật số mới (NRGcoin), dựa trên các giao thức chuỗi khối, đã được đưa vào thương mại năng lượng tái tạo trong các lưới điện thông minh. Những tiến bộ này nhanh chóng tạo ra một mạng lưới điện tương lai ngày càng thách thức mô hình thông thường mà các tiện ích và nhà hoạch định chính sách đã vận hành trong nhiều thập kỷ. Những người tham gia thị trường sẽ buộc phải tìm ra một vai trò mới và khác biệt phụ thuộc vào các khung quy định và các cơ chế thị trường mới để tận dụng đầy đủ tiềm năng của DER. Điều này có nghĩa là các thị trường năng lượng trong tương lai sẽ rất khác với những gì chúng ta từng trải nghiệm từ trước đến nay.

 

Nguồn: Facchini, A., 2017. Distributed energy resources: Planning forthe future. Nature Energy, 2, p.17129. Truy cập tại: http://bit.ly/btcs537

 

Năm 2017, một hệ thống điện mặt trời độc lập cung cấp điện và nước sạch đã được lắp đặt tại thôn Ea Rớt, xã Cư Pui, huyện Krông Bông, tỉnh Đắk Lắk. Hệ thống tích hợp này có công suất lắp đặt 6,24kWp, sử dụng các tấm pin năng lượng mặt trời nhằm cung cấp điện sinh hoạt cho người dân và điện cho hệ thống lọc nước tinh khiết RO. Theo công suất thiết kế, hệ thống có thể sản xuất 20kWh/ngày, đáp ứng đủ nhu cầu thắp sáng cho khoảng 20 hộ gia đình và cung cấp từ 700-1000 lít nước sạch mỗi ngày cho người dân trong thôn. Hệ thống cung cấp điện và nước sạch sử dụng năng lượng mặt trời có tuổi thọ 20 năm với tổng giá trị đầu tư khoảng 500 triệu đồng. Hệ thống này được lắp đặt trong khuôn khổ dự án “Hỗ trợ sự tham gia của các bên liên quan và các giải pháp năng lượng bền vững trong phát triển năng lượng tại Việt Nam” do Trung tâm Sáng tạo Xanh (GreenID) phối hợp với các đối tác tại tỉnh Đắk Lắk thực hiện.

 

Theo: ThienNhien.net

Các ý kiến cùng chủ đề ( 0 )
Ý kiến của bạn
Tên :
E-mail :
 Đề nghị gõ tiếng Việt có dấu Off Telex VNI VIQR 
  Các tin khác
Tin bài về hội thảo chương trình quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
2,43 triệu USD cho Dự án phát triển năng lượng tái tạo
Phát triển năng lượng tái tạo: Từ chính sách đến thực tiễn
Hiện có những công nghệ lưu trữ điện nào?
Đèn chiếu sáng điều khiển cây ra hoa ở Việt Nam
Phát triển thiết bị điện và chiếu sáng thông minh
Nghiên cứu mở hướng tạo nguồn năng lượng sạch
Sẽ triển khai công nghệ tái tạo năng lượng sạch tại nhiều địa phương
Công nghệ năng lượng gió thế hệ mới
Pin mặt trời tạo ra điện từ... nước mưa
   Tin nổi bật
Tin bài về hội thảo chương trình quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

Tương lai của nguồn tài nguyên năng lượng phân tán
Các nguồn năng lượng phân tán sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng carbon thấp một cách thông minh và linh hoạt.
2,43 triệu USD cho Dự án phát triển năng lượng tái tạo
Cục Hợp tác kinh tế Liên bang Thụy Sỹ (SECO) đã viện trợ không hoàn lại 2,43 triệu USD cho Dự án phát triển năng lượng tái tạo (REDP) của Việt Nam
Phát triển năng lượng tái tạo: Từ chính sách đến thực tiễn
Trong chuỗi sự kiện “Diễn đàn kinh tế Việt Nam lần thứ 2” do Ban Kinh tế Trung ương tổ chức vào trung tuần tháng 1-2018, vấn đề phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam đã được đưa ra thảo luận. Dưới đây là những góc nhìn về các vấn đề liên quan tới năng lượng tái tạo trong tổng thể hệ thống điện quốc gia và một số giải pháp nhằm hướng tới sự phát triển năng lượng tái tạo bền vững.
Hiện có những công nghệ lưu trữ điện nào?
Thế giới đang tạo ra và sử dụng nhiều nguồn năng lượng tái tạo hơn bao giờ hết. Nhưng trong nhiều trường hợp, việc tạo ra điện lại phụ thuộc vào các điều kiện thời tiết như năng lượng mặt trời và gió.
Đèn chiếu sáng điều khiển cây ra hoa ở Việt Nam
Các nhà khoa học Việt đã sản xuất ra loại đèn chiếu sáng có thể ngăn hoặc kích thích cây ra hoa và đặc biệt tiết kiệm điện.
Phát triển thiết bị điện và chiếu sáng thông minh
Tập đoàn FPT và Công ty cổ phần bóng đèn Điện Quang vừa ký thỏa thuận hợp tác trong việc phát triển các thiết bị điện và chiếu sáng thông minh ứng dụng nền tảng công nghệ IOT (mạng lưới thiết bị kết nối internet).
Hệ thống pin năng lượng có thể xoay theo hướng mặt trời
Mới nhìn ai cũng tưởng nó là một tượng đài được xây dựng theo hình một bông hoa.
     Tin đọc nhiều
Hướng dẫn lựa chọn, lắp đặt, sử dụng quạt hút và quạt thông gió
Quạt hút (còn gọi là quạt hút mùi) và quạt thông gió là các thiết bị thông gió được sử dụng phổ biến nhất trong các gia đình ở Việt Nam. Việc sử dụng đúng và hợp lý các loại quạt hút/thông gió sẽ góp phần đảm bảo môi trường sống trong lành và nâng cao hiệu quả sử dụng các thiết bị khác như máy điều hòa nhiệt độ, bếp nấu.
Ứng dụng của biến tần trong sản xuất
Dưới đây là một trong những giải pháp hiệu quả giúp các doanh nghiệp tiết kiệm năng lượng bằng cách sử dụng biến tần nâng cao hiệu suất cho động cơ xoay chiều trong các dây chuyền sản xuất.
Các giải pháp tiết kiệm năng lượng điện
Điện năng - Nguồn tài nguyên vô giá của đất nước đang bị sử dụng một cách lãng phí. Ngành điện đã và đang tiến hành nhiều giải pháp để đối phó với tình trạng trên, trong đó việc sử dụng điện một cách hợp lý là một biện pháp rất quan trọng...
Các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong sự nghiệp hành chính và gia đình
Điện năng - Nguồn tài nguyên vô giá của đất nước đang bị sử dụng một cách lãng phí. Ngành điện đã và đang tiến hành nhiều giải pháp để đối phó với tình trạng trên, trong đó việc sử dụng điện một cách hợp lý là một biện pháp rất quan trọng

Trung tâm tiết kiệm năng lượng và sản xuất sạch hơn Hải Phòng
Địa chỉ: Số 104 Nguyễn Đức Cảnh – Hải Phòng
Tel: (84) 313 734488 * Fax: (84) 313 630 626
Email: ecc-hpc@haiphong.gov.vn
Thiết kế và phát triển bởi :Trung tâm Thông tin -Tin học Văn Phòng UBND TP Hải Phòng