Một trạm lưu trữ điện tại tỉnh Hồ Nam, Trung Quốc.

Mùa hè năm 2022, đợt nắng nóng kéo dài hơn 70 ngày đã làm quá tải lưới điện Trung Quốc và khiến chính phủ đưa ra hạn chế sạc xe điện (EV) để ưu tiên các nhu cầu điện hằng ngày quan trọng hơn. Trên thực tế, các nhà khai thác trạm sạc hàng đầu trong nước đã phải đóng cửa hàng trăm trạm sạc trong giờ cao điểm sử dụng điện (từ 8 giờ sáng đến nửa đêm).

Vào thời điểm đó, các nhà máy điện ảo (Virtual Power Plant - VPP) đã trở thành chủ đề bàn tán vì chúng có thể làm giảm những sự cố điện như vậy. Vậy rốt cuộc nhà máy điện ảo là gì?

Nói một cách đơn giản, nhà máy điện ảo không sản xuất điện như các nhà máy điện vật lý (thủy điện, nhiệt điện, điện khí,...) mà là tập hợp của tất cả các nguồn năng lượng phân tán có thể kết nối và cân bằng trên lưới. Các nguồn này có thể gồm: bộ sạc xe điện, tấm pin mặt trời trên mái nhà, bộ pin gia đình để dự phòng năng lượng, các hệ thống lưu trữ năng lượng lớn, tuabin gió, thủy điện nhỏ v.v

Đôi khi, công suất của một nhà máy điện ảo có thể sánh ngang hoặc thậm chí vượt xa một nhà máy điện truyền thống.

Một nhà máy điện ảo thường gồm các phần mềm kết nối và một hệ thống trung tâm để điều phối việc tiêu thụ, cung cấp điện và giao dịch trên thị trường năng lượng. Hệ thống này cho phép các công ty tiện ích phân phối điện đúng lúc khi nhu cầu năng lượng tăng cao, ví dụ như nhanh chóng huy động nguồn bổ sung chỉ sau 10-20 phút, hoặc chuyển thời gian sạc xe điện từ ban ngày sang ban đêm để tránh giờ cao điểm.

Khi xem xét tác động đáng kể của xe điện đối với lưới điện, không có gì ngạc nhiên khi các quốc gia đang có cuộc cách mạng xe điện chú ý đến nhà máy điện ảo.

Chính phủ Mỹ nỗ lực tăng gấp ba công suất nhà máy điện ảo vào năm 2030. Công suất đó tương đương với 80 - 160 nhà máy nhiên liệu hóa thạch không cần phải xây mới. Mỹ hy vọng rằng pin xe điện và cơ sở hạ tầng sạc xe điện sẽ là yếu tố lớn nhất trong việc xây dựng công suất VPP bổ sung này.

Trong khi đó Trung Quốc - nơi đang có 20 triệu xe điện lưu hành, chiếm gần một nửa tổng xe điện toàn cầu - cũng đang đổ tiền vào các nhà máy điện ảo. Cả chính quyền và các công ty EV nội địa đều có động thái trong lĩnh vực này.

Nhà máy điện ảo đầu tiên của Trung Quốc được thành lập vào tháng 12/2019 tại tỉnh Hà Bắc. Một số tỉnh, bao gồm Sơn Đông và Quảng Đông, đang đẩy nhanh sự phát triển của các nhà máy điện ảo, và nhiều dự án thí điểm nhà máy điện ảo khác nhau được tiến hành ở Giang Tô, Chiết Giang, Quảng Đông, Thượng Hải.

Nhà máy điện ảo được giới thiệu trong một hội chợ ở Thượng Hải năm 2022. Ảnh: China Daily

Vào tháng 1/2024, Ủy ban cải cách và Phát triển Quốc gia Trung Quốc đã công bố kế hoạch chi tiết để tích hợp cơ sở hạ tầng sạc EV vào lưới điện. Theo đó, Trung Quốc sẽ bắt đầu chương trình thí điểm với giá điện linh động ở một số thành phố: Đặt ra giá điện thấp hơn vào đêm khuya để khuyến khích chủ sở hữu xe điện sạc xe khi lưới điện không bị căng thẳng.

Mục tiêu là làm sao để không quá 40% xe điện sạc ngoài những “giờ đáy” này. Trung Quốc sẽ có một loạt trạm sạc hai chiều ở nơi công cộng và tư nhân, tại đó pin xe điện có thể lấy điện từ lưới hoặc gửi lại điện lên lưới, tùy hoàn cảnh.

Trong khi đó, công ty xe điện hàng đầu Trung Quốc NIO đang chuyển đổi mạng lưới sạc của riêng mình. Đầu năm nay, NIO mở lại 10 trạm sạc ở Thượng Hải với tính năng mới cho phép các phương tiện cung cấp năng lượng trở lại lưới.

Công ty cũng có hơn 2.300 trạm đổi pin trên toàn quốc. Đây là những nguồn lưu trữ năng lượng lý tưởng cho nhà máy điện ảo. Một số trạm của NIO đã kết nối với các chương trình thí điểm nhà máy điện ảo ở miền Đông Trung Quốc, công ty cho biết vào tháng 7/2023.

Phần thưởng hấp dẫn

Một trong những trở ngại chính đối với việc áp dụng nhà máy điện ảo là thu hút mọi người đăng ký tham gia. Nhưng người ta đã đưa ra phần thưởng hấp dẫn: tiền. Khi các cơ sở hạ tầng sạc ngược phát triển mạnh, hàng triệu chủ sở hữu xe điện có thể kiếm được một ít thu nhập bằng cách sạc và bán lại điện cho người khác.

Chưa có báo cáo về thu nhập bán điện tiềm năng cho các hộ gia đình ở Trung Quốc, vì các chương trình thí điểm nhà máy điện ảo vẫn đang trong giai đoạn đầu. Nhưng các dự án nhà máy điện ảo hiện tại ở Mỹ có thể cung cấp một vài tham khảo.

Chẳng hạn, trong suốt mùa hè, một ngôi nhà ở Massachusetts có thể kiếm được khoảng 550 USD. Những người tham gia vào một dự án nhà máy điện ảo riêng biệt ở Texas có thể kiếm được khoảng 150 USD mỗi năm. Số tiền này tuy không lớn nhưng cũng là tiền tươi thóc thật.

Nhìn chung, việc phát triển các nhà máy điện ảo thường đi kèm với những thúc đẩy cải cách thị trường điện, vì chúng cho phép rất nhiều bên - từ các chủ sở hữu điện phân tán, chủ sở hữu lưới điện, nhà cung cấp dịch vụ điện và người dùng cuối - tham gia vào giao dịch thị trường. Ngoài lợi ích tài chính thì sự mơ hồ về trách nhiệm và quyền lợi của các bên sẽ cản trở quá trình này.

Rõ ràng, việc chuyển đổi lưới điện sẽ mất nhiều thời gian. Nhưng với những nơi đang có nguồn điện “phân tán” dồi dào như các trạm sạc xe điện Trung Quốc thì việc phát triển nhà máy điện ảo sẽ là tình huống win-win: Nó giúp quốc gia duy trì vị thế dẫn đầu trong ngành công nghiệp xe điện, đồng thời cũng làm cho lưới điện Trung Quốc trở nên linh hoạt và ít phụ thuộc vào các nhà máy điện hóa thạch hơn.

Đất nước tỷ dân này đặt mục tiêu Net Zero trong vòng 40 năm tới, và không gì ngạc nhiên khi họ nghiêm túc triển khai các giải pháp tăng cường điện khí hóa trên toàn hệ thống.

Tham khảo:

https://www.technologyreview.com/2024/02/21/1088748/virtual-power-plant-electric-vehicle/

https://thechinaproject.com/2022/07/18/a-virtual-power-plant-boom-is-starting-in-china/

https://www.chinadaily.com.cn/a/202306/20/WS6490dc3ca310bf8a75d6ac10.html