Sự bùng nổ của điện gió và điện mặt trời tại Việt Nam đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc ứng dụng hệ thống pin lưu trữ (BESS). Bài viết dưới đây, được thực hiện bởi một chuyên gia hàng đầu đến từ Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp, sẽ phân tích sâu về vai trò quan trọng của BESS trong việc đảm bảo nguồn cung ổn định, nâng cao độ tin cậy cho lưới điện quốc gia và thúc đẩy quá trình chuyển đổi năng lượng xanh tại Việt Nam.
Tóm tắt:
Bài viết này cung cấp tổng quan về các nguyên tắc cơ bản của BESS, bao gồm các nguyên tắc hoạt động, ý nghĩa kinh tế và các lợi ích tiềm năng cho Việt Nam. Mặc dù hiện tại Việt Nam chưa triển khai BESS trên quy mô lớn, nhưng thị trường toàn cầu đang phát triển nhanh chóng, được thúc đẩy bởi những tiến bộ công nghệ và chi phí giảm. Bài viết xem xét tình hình hiện tại của BESS tại Việt Nam, nhấn mạnh năng lực sản xuất và các thách thức về pháp lý. Bài viết cũng đề cập đến các cách tiếp cận chiến lược được nêu trong Quy hoạch điện VIII của Việt Nam và các dự báo dài hạn về việc tích hợp BESS. Mặc dù BESS có tiềm năng cải thiện đáng kể bối cảnh năng lượng của Việt Nam, nhưng việc triển khai thành công sẽ phụ thuộc vào việc giải quyết các thách thức về kinh tế, pháp lý và kỹ thuật.
Hệ thống lưu trữ điện năng là gì?
Để nắm được tác động tiềm năng của BESS tới lĩnh vực điện năng của Việt Nam, đầu tiên phải hiểu được hệ thống này vận hành như thế nào và những đặc trưng cốt lõi của nó.
BESS là công nghệ lưu trữ lại điện năng để dùng sau. Những hệ thống này đóng vai trò thiết yếu trong việc điều tiết cung, cầu điện năng trong lưới điện có nguồn năng lượng tái tạo tham gia với tỷ trọng lớn do sự dao động biến thiên của nguồn năng lượng này.
BESS vận hành dựa trên một nguyên tắc đơn giản: Tích điện (hay lưu trữ điện năng) khi hệ thống thừa điện và phát điện (hay giải phóng điện năng) khi hệ thống thiếu điện. Quá trình này liên quan đến ba bước:
1. Sạc điện: Lượng điện dư thừa, thường là từ các nguồn tái tạo như các tấm quang mặt trời vào buổi trưa, được dùng để sạc pin.
2. Lưu trữ: Điện được lưu trong các tấm pin đến khi cần dùng. Thời gian lưu trữ thông thường là bốn giờ.
3. Phát điện: Khi nhu cầu điện vượt quá công suất hiện có có thể cấp điện, chẳng hạn như vào buổi tối, lượng điện năng lưu trữ sẽ được phát lên lưới điện.
BESS là một công nghệ cực kỳ linh hoạt, có thể ứng dụng từ quy mô nhỏ như hộ gia đình cho đến các dự án lớn cấp công nghiệp. BESS lắp đặt trong hộ gia đình thường có dung lượng 3-20 kWh. Ví dụ, ở Mỹ, lắp đặt một pin lưu trữ hiệu Tesla Powerwall cần chi phí khoảng 11.500 USD cho dung lượng 13,5 kWh. Những hệ thống như thế này tăng cường việc “tự sản, tự tiêu” bằng cách lưu giữ năng lượng mặt trời dư thừa thu được từ ban ngày để dự trữ dùng vào ban đêm, hoặc trong những thời điểm mây mù. Hệ thống này cũng hỗ trợ lưới điện bằng cách giảm tải trong giờ cao điểm và có thể cung cấp tới 11,5 kW điện dự phòng khi mất điện.
Kết hợp BESS với các dự án năng lượng tái tạo, chẳng hạn như với một trang trại điện gió, mặt trời có công suất 30 MW, sẽ tăng cường tính hiệu quả và ổn định của những dự án này. Nhờ vào việc lưu trữ lượng điện năng dư thừa ở những thời điểm đạt công suất cực đại, BESS có thể giảm thiểu các trường hợp hệ thống phải chạy dưới mức công suất và đảm bảo nguồn cung điện năng ổn định. Sự kết hợp này cũng giúp việc quản lý điện năng tốt hơn và nối lưới dễ dàng hơn.
Nhà máy điện Mặt trời Edwards & Sanborn tích hợp pin lưu trữ ở California đi vào hoạt động từ tháng 1/2024 là dự án có pin lưu trữ lớn nhất thế giới, với dung lượng 3.287 MWh để hỗ trợ 1,9 triệu tấm quang điện.
BESS cho dự án năng lượng mặt trời quy mô lớn là hệ thống có thể vận hành độc lập so với nguồn phát điện gió, mặt trời. Các hệ thống này thường kết nối với lưới điện và có thể lưu trữ hơn 10 MWh. Chẳng hạn như dự án Hornsdale Power Reserve ở Nam Úc có khả năng lưu trữ với công suất 150 MW và dung lượng 193,5 MWh.
Thị trường hệ thống lưu trữ năng lượng BESS đang chứng kiến sự cạnh tranh và phát triển không ngừng với sự ra đời của nhiều loại pin mới. Trong đó, pin Lithium-Ion nổi lên như một lựa chọn hàng đầu nhờ những ưu điểm vượt trội về mật độ năng lượng cao, hiệu suất ổn định và tuổi thọ lâu dài. Các pin Lithium-ion được sử dụng trong BESS có hiệu suất 95% và vòng đời khoảng 10 nghìn lần sạc. Các loại pin khác có thể kể đến là chì-axit, sodium-sulfur, pin dòng oxy hóa – khử, mỗi loại có những ưu điểm và ứng dụng riêng. Gần đây người ta còn phát triển ra loại pin rắn, thậm chí còn có mật độ điện năng cao hơn và an toàn hơn cả pin lithium – ion.
Mặc dù công nghệ BESS hết sức hứa hẹn, mức độ phổ biến của nó phụ thuộc rất nhiều vào sự cân bằng giữa chi phí – lợi ích. Hãy cùng nhau phân tích chi phí và lợi ích liên quan đến việc triển khai BESS trong bối cảnh Việt Nam.
Chi phí và lợi ý của BESS trong bối cảnh Việt Nam
Một trong những thách thức lớn nhất cản trở việc triển khai rộng rãi hệ thống lưu trữ năng lượng BESS tại Việt Nam chính là chi phí đầu tư cao. Theo ước tính của PECC2, chi phí cho một hệ thống BESS 2 MWh vào năm 2023 dao động từ 360-420 USD/kWh. Điều này đồng nghĩa với việc giá điện tại Việt Nam cần phải tăng lên ít nhất 18 US Cent/kWh để các dự án BESS có thể thu hồi vốn và sinh lời – một mức giá gấp đôi so với hiện nay.
Tuy nhiên, chi phí BESS đang giảm nhanh chóng. Theo phân tích của Bloomberg NEF: Chi phí cho một bộ pin lithium ion đã giảm 89% trong vòng một thập kỷ qua. Xu hướng này xuất phát từ những đột phá trong công nghệ pin, lợi thế kinh tế về quy mô trong sản xuất, cũng như sự gia tăng cạnh tranh trong thị trường.
Theo Báo cáo Cẩm nang Công nghệ Việt Nam 2023, chi phí đầu tư hệ thống lưu trữ năng lượng BESS dự kiến sẽ giảm hơn một nửa trong vòng 7 năm tới, từ 578 USD/kWh xuống còn 264 USD/kWh vào năm 2030.
Những lo ngại khác liên quan đến BESS (bao gồm nguồn cung Lithium hạn chế, tác động môi trường của quá trình sản xuất, thải bỏ và một vấn đề dễ thấy ở Việt Nam) đó là sự phụ thuộc quá nhiều vào công nghệ, cũng như chuyên môn của nước ngoài.
Tuy nhiên, ngoài những thách thức đó, BESS cũng mang lại những lợi ích kinh tế vượt trội, đặc biệt là khi các nguồn từ năng lượng tái tạo chiếm tỷ trọng ngày càng lớn trong cơ cấu điện năng. Cụ thể:
- Tăng cường hiệu suất: Hệ thống lưu trữ năng lượng BESS không chỉ giúp tăng cường hiệu suất của lưới điện mà còn là giải pháp tiết kiệm chi phí. Bằng cách lưu trữ điện năng dư thừa vào các thời điểm nhu cầu thấp và cung cấp điện khi nhu cầu tăng cao, BESS giúp giảm tải cho các nhà máy điện truyền thống.
- Cải thiện độ tin cậy: Bằng cách cung cấp nguồn điện ổn định và đáng tin cậy, BESS có thể giúp giảm tần suất và mức độ nghiêm trọng của các sự cố ngắt điện. Điều này vô cùng quan trọng cho một nền kinh tế đang tăng trưởng nhanh chóng như Việt Nam. BESS có thể cung cấp khả năng khởi động lại hệ thống – đây là khả năng của một nhà máy điện có thể kích hoạt trở lại và phục hồi lưới điện sau khi một phần, hoặc toàn bộ hệ thống bị mất điện. Tăng cường sự bền bỉ và tốc độ phục hồi của lưới điện sau những sự cố ngắt điện lớn.
- Quản lý điện năng: Việt Nam với 20,1 GW điện gió và mặt trời đang đối mặt với thách thức về sự biến động của nguồn điện tái tạo. Hệ thống lưu trữ năng lượng BESS là giải pháp hiệu quả để giải quyết vấn đề này. BESS giúp cân bằng cung cầu điện, giảm thiểu lãng phí điện năng, đặc biệt trong các giờ cao điểm khi nguồn điện tái tạo dư thừa. Nhờ đó, chúng ta có thể tận dụng tối đa tiềm năng của năng lượng sạch và giảm thiểu tác động đến lưới điện.
- Ổn định điện lưới: BESS có thể cung cấp các dịch vụ phụ trợ như điều tiết tần số và ổn định điện áp, đều thiết yếu đối với việc duy trì sự ổn định của lưới điện. Ở Philippines chẳng hạn, dự án San Miguel Global đặt khoảng 1.000 MW BESS, vận hành ở 32 điểm trên khắp cả nước. Họ bắt đầu vào năm 2018 với hệ thống lưu trữ chỉ 10 MW ở lưới điện Luzon tại Masiloc, Zambales. Nhìn hình 1:
Với chi phí ngày càng giảm và nhu cầu ngày càng lớn, tính kinh tế của BESS rất hứa hẹn. Theo Báo cáo Triển vọng Năng lượng Thế giới 2023 của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA): Công suất lắp đặt của BESS sẽ tăng từ 45 GW vào năm 2022 lên đến 552 GW vào năm 2030 trong kịch bản “Mọi chính sách đều không đổi”, lên đến 725 GW vào năm 2030 trong kịch bản “Các quốc gia thực hiện các cam kết về khí hậu của mình” và lên đến 1.018 GW vào năm 2030 trong kịch bản “Phát thải ròng bằng 0 thành hiện thực năm 2050”.
Thực trạng BESS ở Việt Nam
Tính đến năm 2024, Việt Nam thực tế chưa có một hệ thống BESS nào được lắp đặt, trừ hệ thống BESS đang vận hành tại PECC2, công suất 700 kW/2 MWh.
Dự án lưu trữ điện năng lớn nhất tại Việt Nam là Thủy điện Tích năng Bác Ái, ở tỉnh Ninh Thuận. Dự án này có công suất 1.200 MW được kỳ vọng sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định lưới điện sau khi hoàn thiện trong vài năm tới. Dự án này không dùng pin. Thay vào đó sẽ bơm nước lên để dự trữ điện và khi cần thì phát điện như nhà máy thủy điện. Bài toán chi phí – lợi ích của BESS không hiệu quả bằng thủy điện tích năng – đó là lý do tại sao ưu tiên cho các dự án như vậy là có lý.
Việt Nam đang dẫn đầu cuộc đua công nghệ pin toàn cầu. Liên doanh giữa Vingroup và Gotion đã khởi công nhà máy sản xuất pin Lithion-iron-photphat tại Hà Tĩnh vào năm 2022, dự kiến đi vào hoạt động quý 3/2024 với công suất 5 GWh/năm. Dự án không chỉ tập trung vào xe điện mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng chuỗi cung ứng pin dự trữ năng lượng (BESS) nội địa, góp phần thúc đẩy chuyển đổi năng lượng xanh tại Việt Nam.
Siemens và AES đang sản xuất Fluence Cube, các giải pháp lưu trữ năng lượng dựa trên pin lithion – ion (BESS) ở Việt Nam, với khoảng gần 2 GW xuất khẩu mỗi năm. Cạnh đó, LG Chem và Samsung SDI cũng đang xây nhà máy pin tại Việt Nam.
Định hướng chiến lược và các khuyến nghị
Mặc dù Việt Nam đã có những bước tiến đáng kể trong việc sản xuất linh kiện cho hệ thống lưu trữ năng lượng BESS (Battery Energy Storage System), việc ứng dụng công nghệ này vào thực tế tại thị trường nội địa vẫn còn nhiều hạn chế. Hơn nữa, quy định hiện nay cũng chưa hướng dẫn việc lắp đặt BESS, hay giúp các dự án này có thể tạo ra lợi nhuận.
Để tìm giải pháp le lói giữa những thách thức này, hãy thử phân tích hướng tiếp cận chiến lược của Việt Nam trong việc triển khai BESS. Quy hoạch điện VIII nhấn mạnh: “Định hướng phát triển điện mặt trời phải kết hợp với pin lưu trữ nếu chi phí phù hợp” và nên “được lắp đặt ở gần nguồn điện gió, hoặc điện mặt trời, hoặc các trung tâm truyền tải”. Quy hoạch này kỳ vọng pin lưu trữ sẽ đạt công suất 300 MW vào năm 2030. Con số này mới chỉ chiếm 0,2% tổng công suất điện của Việt Nam. Quy hoạch này ngầm đánh giá rằng: Pin lưu trữ vẫn quá đắt đỏ cho những dự án quy mô lớn, và gợi ý rằng: Nên triển khai các dự án thử nghiệm để đánh giá mức độ khả thi, lợi ích của BESS trong những điều kiện, bối cảnh khác nhau, bao gồm cả các dự án lưu trữ ở quy mô lớn, kết hợp với các nhà máy điện tái tạo.
Quy hoạch điện VIII đặt mục tiêu tăng trưởng mạnh mẽ năng lượng tái tạo đến năm 2030, với kỳ vọng đạt 21 GW điện gió trên bờ, 7 GW điện gió ngoài khơi và 18-20 GW điện mặt trời. Tuy nhiên, quy mô hệ thống lưu trữ năng lượng (BESS) chỉ 300 MW đặt ra câu hỏi về khả năng đáp ứng sự biến động của các nguồn năng lượng tái tạo và đảm bảo ổn định lưới điện quốc gia.
Ảnh 2 cho thấy: Công suất điện mặt trời hiện nay đã tạo ra những tác động nặng nề tới nhu cầu dùng điện. Công suất điện từ các nguồn không phải năng lượng tái tạo tăng từ 20 GW vào sáng sớm rồi hạ xuống 9 GW vào giữa trưa, trước khi quay trở lại 20 GW vào ban đêm. Yêu cầu về sự linh động như thế này sẽ càng gia tăng lên trong tương lai. Các hệ thống điện mặt trời mái nhà cho mục đích tự sản tự tiêu, vốn không bị ràng buộc bởi mục tiêu 18-20 GW dành cho điện mặt trời, thậm chí còn có thể buộc điện than và khí giảm công suất xuống 5 tới 10 GW từ năm 2030.
Việt Nam đẩy mạnh phát triển thủy điện tích năng: Cơ hội và thách thức. Theo Báo cáo Triển vọng Năng lượng Việt Nam 2024 (EOR24), việc tăng cường đầu tư vào thủy điện tích năng đang mở ra nhiều tiềm năng mới cho ngành năng lượng nước ta. Tuy nhiên, báo cáo cũng chỉ ra rằng sự gia tăng nhanh chóng của năng lượng tái tạo đặt ra những yêu cầu cao về khả năng cân bằng hệ thống điện, đặc biệt là đối với các nhà máy thủy điện hiện hữu. Giới hạn tự nhiên và kỹ thuật của thủy điện đang là một trong những thách thức lớn mà Việt Nam cần giải quyết để đảm bảo an ninh năng lượng và chuyển đổi năng lượng xanh thành công.
Với các chính sách và đầu tư phù hợp, BESS có thể thay đổi bức tranh năng lượng của Việt Nam, khiến nó trở nên bền vững hơn, ổn định hơn, đáng tin cậy hơn. Vì Việt Nam vẫn đang tiếp tục phát triển và lớn mạnh, tích hợp BESS là quan trọng để đảm bảo nguồn cung điện bền bỉ, ổn định.
Ai được hưởng lợi
BESS không chỉ quan trọng với EVN, mà còn với cả các nhà sản xuất điện tái tạo và người sử dụng điện. Nhưng ai được hưởng lợi ích và sẵn sàng bỏ tiền đầu tư pin lưu trữ?
EVN là một doanh nghiệp nhà nước chịu trách nhiệm phát điện, truyền tải và phân phối điện ở Việt Nam có thể sẽ thu được lợi từ việc tăng hiệu suất của hệ thống nhờ vào việc triển khai BESS. Hiện EVN đang chuẩn bị các dự án thử nghiệm để tích hợp BESS vào hạ tầng lưới điện. Theo Kế hoạch triển khai Quy hoạch điện VIII, đầu tư vào lưu trữ năng lượng tới năm 2030 bao gồm:
– Một dự án BESS thử nghiệm công suất 50 MW/50 MWh của EVN để phát triển các dịch vụ phụ trợ, đánh giá được cách thiết kế cơ chế tính giá và thiết lập các tiêu chuẩn kỹ thuật.
– Các dự án thử nghiệm thêm như BESS công suất 7 MW/7 MWh tích hợp với điện mặt trời 50 MW và BESS công suất 105 MW/105 MWh tích hợp với điện mặt trời 400 MW.
– Các dự án lưu trữ pin khác, công suất 138 MW.
Nguồn tài chính được kỳ vọng sẽ đến từ các đối tác quốc tế, theo tổ chức Đối tác Chuyển dịch Năng lượng là các đối tác phát triển như Ngân hàng Phát triển châu Á và các ngân hàng thương mại của Việt Nam. Một nghiên cứu của Viện Năng lượng (xuất bản tháng 6/2024) chỉ ra rằng: “Một dự án BESS công suất 50 MW có thể đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý sự ổn định tần số của hệ thống điện Việt Nam. Có thể quan sát thấy rằng, vị trí của BESS đặt ở đâu cũng không có ảnh hưởng nhiều tới sự ổn định của tần số điện. Bởi vậy, với mục tiêu tăng cường sự ổn định tần số, có thể lắp đặt BESS ở bất kỳ nút nào trong hệ thống điện (nếu sẵn đất và kế hoạch kết nối cho phép)”.
Tuy nhiên, liệu BESS có giúp tăng lợi nhuận chung của một dự án điện tái tạo hay không sẽ phụ thuộc vào điều kiện thị trường. Phần tiếp theo, chúng ta sẽ thấy điều kiện hiện nay đang có vẻ bất lợi.
Các quy định pháp lý
Chính phủ cũng đang cân nhắc tạo ra một môi trường thuận lợi cho BESS (thiết lập các hướng dẫn rõ ràng cho việc tham gia thị trường và đảm bảo bù giá công bằng cho những dịch vụ BESS cung cấp).
Khung chính sách cho BESS ở Việt Nam vẫn đang trong trứng nước, nhưng nhiều khả năng nó sẽ được xây dựng dựa trên các chính sách hiện tại về năng lượng. Luật Điện lực (sửa đổi) là khung bao trùm toàn bộ lĩnh vực năng lượng, trong đó sẽ cần những quy định cụ thể hơn để phát triển BESS.
Việt Nam có các chính sách để hỗ trợ điện tái tạo, nhưng chưa có chính sách để triển khai BESS. Đề ra các hướng dẫn, cơ chế thị trường, các tín hiệu giá cả tích cực và liên tục thảo luận là những điều cần thiết để hình thành một môi trường thích hợp cho BESS:
– Thiếu hướng dẫn: Thông tư 36/2018/TT-BCT đưa ra quá trình phê duyệt các dự án phát điện, nhưng không đề cập đến BESS. Không có một hướng dẫn mạch lạc nào cho việc lắp đặt, vận hành, bảo trì bảo dưỡng BESS – điều này tạo ra những nghi ngại cho những nhà đầu tư. Luôn có rất nhiều rủi ro khi dự trữ một lượng lớn điện năng trong một không gian nhỏ. Các tiêu chuẩn kỹ thuật, nguyên tắc an toàn và các cân nhắc về mặt môi trường là cần thiết cho việc quản trị những rủi ro liên quan tới trách nhiệm pháp lý.
– Tham gia thị trường: BESS đối diện với rất nhiều rào cản để có thể tham gia thị trường điện năng. Hiện nay chưa có một cơ chế nào được thiết lập để BESS có thể cung cấp và được bù giá cho dịch vụ phụ trợ như điều tiết tần số và ổn định điện áp. Một dự án BESS có thể được hưởng lợi từ giá công suất. Ý tưởng này vẫn chưa được triển khai ở thị trường điện Việt Nam, mặc dù người ta đã bắt đầu thảo luận về giá điện hai thành phần.
– Khuyến khích tài chính: Cấu trúc của giá điện hiện tại khó có thể thuyết phục ai đó đầu tư vào BESS. Lưu trữ năng lượng sẽ có lợi nhuận hơn nếu như có một khoảng cách lớn giữa giá bán buôn điện trong và ngoài giờ cao điểm. Ngược lại, các quy định hiện hành của Việt Nam đang hướng đến việc giảm khoảng cách đó.
Kết luận
Hệ thống lưu trữ năng lượng điện (BESS) có tiềm năng to lớn trong việc cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng tái tạo tại Việt Nam. Mặc dù còn nhiều thách thức về chi phí, công nghệ và chính sách, nhưng với sự hỗ trợ từ chính phủ và sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, BESS có thể trở thành một phần quan trọng trong chiến lược phát triển năng lượng bền vững của Việt Nam. Việc đầu tư vào BESS không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân.
Nguồn kham khảo: Tạp chí Năng lượng Việt Nam
Để cần thêm thông tin cần hỗ trợ, Quý khách hàng hãy liên hệ chúng tôi:
Email: Dakiatech.sales@gmail.com
Địa chỉ: 50/17 Đường Số 9, Phường 9, Gò Vấp, TP.HCM
Hotline: 034.3535.797
DAKIA GROUP rất hân hạnh được phục vụ quý khách!
DAKIATECH HOTLINE: 034.3535.797 CHI TIẾT CÁC SẢN PHẨM
