CHLB ĐỨC – Các hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin đang trở thành một nguồn cung cấp tính linh hoạt ngày càng quan trọng cho hệ thống điện, cả khi được bổ sung vào các hệ thống quang điện (PV, photovoltaic) dưới hình thức dự án đồng địa điểm và khi được triển khai dưới dạng hệ thống lưu trữ độc lập quy mô lớn.
Trong bài viết này, ông Claus Urbanke, Phó Chủ tịch phụ trách phát triển điện gió, điện mặt trời và lưu trữ, cùng ông Klaas Bauermann, Trưởng bộ phận kinh doanh mới tại chi nhánh tập đoàn Statkraft Đức, đã chia sẻ về các dự án có hiệu quả kinh tế, những cơ hội kinh doanh điện mới và tầm quan trọng của hệ thống lưu trữ pin đối với các hợp đồng mua bán điện điện mặt trời.
Hệ thống lưu trữ pin sẽ vẫn là một lựa chọn cho các dự án điện mặt trời trong tương lai hay sẽ trở thành tiêu chuẩn mới?
Ông Claus Urbanke Tập đoàn Statkraft đang chứng kiến một số lượng lớn các dự án hybrid. Năm ngoái, tập đoàn Statkraft đã phát triển, xây dựng và đưa vào vận hành một dự án như vậy tại thành phố Zerbst/Anhalt (ở miền đông nước Đức). Đây vẫn là dự án lớn nhất thuộc loại hình này được triển khai trong khuôn khổ chương trình EEG Innovation Tender và hiện đang hoạt động rất tốt. Tuy nhiên, tại thời điểm này, tập đoàn Statkraft không có dự án PV hybrid mới nào trong danh mục dự án đang phát triển tại Đức. Trọng tâm hiện nay của tập đoàn Statkraft nghiêng nhiều hơn về các hệ thống lưu trữ pin độc lập, được vận hành tách biệt với hệ thống phát điện tại các địa điểm nhà máy điện chuyên biệt ở Đức.
Ông Claus Urbanke
Ông Klaas Bauermann Qua các cuộc thảo luận tại hội chợ The smarter E Europe và số lượng lớn yêu cầu mà tập đoàn Statkraft nhận được, có thể thấy rất rõ rằng việc kết hợp PV với hệ thống lưu trữ pin đang trở thành phương án phổ biến mới đối với nhiều nhà phát triển dự án. Đặc biệt, các dự án đồng địa điểm có thể được triển khai nhanh hơn đáng kể so với các dự án độc lập, vốn thường gặp nhiều vấn đề trong việc đấu nối lưới điện. Xét từ góc độ kinh doanh điện, tập đoàn Statkraft đặc biệt quan tâm đến các dự án có điều kiện khung rõ ràng và có thể được đấu nối vào lưới điện trong tương lai gần, nhất là những dự án mà pin không bị giới hạn chỉ được sạc bằng điện do hệ thống năng lượng tái tạo đồng địa điểm sản xuất.
Ông Klaas Bauermann
Ông Claus Urbanke Xét từ góc độ hệ thống điện, điều cần trên hết là tính linh hoạt và khả năng lưu trữ. Ban đầu, việc một hệ thống lưu trữ được đặt ngay cạnh hệ thống phát điện hay được đấu nối độc lập vào lưới điện chỉ là vấn đề thứ yếu. Tuy nhiên, xét từ góc độ dự án, việc kết hợp PV và hệ thống lưu trữ có thể rất hợp lý. Hệ thống điện không phát triển thông qua quy hoạch tập trung mà đang phát triển theo hướng từ dưới lên.
Điều gì giúp một dự án lưu trữ pin đạt hiệu quả kinh tế hiện nay?
Ông Claus Urbanke Cũng như các dự án năng lượng khác, địa điểm là yếu tố quan trọng đầu tiên. Điều kiện lý tưởng là có một địa điểm phù hợp, quy mô dự án thích hợp, chi phí đất thấp và trên hết là khả năng đấu nối lưới điện tốt. Lý tưởng nhất là phải có công suất nhập điện và xuất điện được đảm bảo, đồng thời chi phí đấu nối lưới điện phải thấp nhất có thể. Chi phí này có thể khác biệt đáng kể giữa các khu vực, như các khoản đóng góp chi phí đấu nối lưới điện. Một yếu tố khác là công nghệ đấu nối lưới điện đã trở nên cao hơn đáng kể trong những năm gần đây.
Đó chính là lý do các địa điểm nhà máy điện hiện hữu trở nên hấp dẫn. Những địa điểm này đã có sẵn đất, kết nối lưới điện và cơ sở hạ tầng công nghiệp. Chẳng hạn, hiện tập đoàn Statkraft đang lập kế hoạch và phát triển ba dự án lưu trữ pin quy mô lớn tại các địa điểm nhà máy điện ở vùng Landesbergen, thành phố Emden và vùng Knapsack. Các dự án này được thiết kế dưới dạng hệ thống lưu trữ vận hành theo cơ chế thị trường, nằm ngoài khuôn khổ hỗ trợ của luật năng lượng tái tạo của Đức (EEG – German renewable energy sources act), trong đó một số dự án đạt công suất vài trăm megawatt. Kết nối lưới điện tại các địa điểm này đã được bảo đảm. Tuy nhiên, ngay cả cơ sở hạ tầng hiện hữu có thể cần đầu tư bổ sung. Chẳng hạn, tại vùng Knapsack, diện tích đất phù hợp hiện là một yếu tố hạn chế.
Phí sử dụng lưới điện cũng sẽ đóng vai trò quan trọng trong tương lai. Với biểu giá lưới điện động (dynamic grid tariffs) (*), câu hỏi chính sẽ là hệ thống lưu trữ được đấu nối vào khu vực lưới điện nào và liệu dự án có thể hưởng lợi từ cơ cấu biểu giá hay cuối cùng lại chịu thêm chi phí. (*) Dynamic grid tariffs: là cơ chế trong đó mức phí sử dụng lưới điện có thể thay đổi theo thời gian, địa điểm hoặc tình trạng vận hành của lưới. Cơ chế này tạo tín hiệu giá nhằm khuyến khích các đơn vị tiêu thụ hoặc hệ thống lưu trữ điều chỉnh thời điểm sử dụng, sạc hoặc xả điện, qua đó góp phần giảm quá tải và nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện.
Ông Klaas Bauermann Tôi muốn đặc biệt nhấn mạnh một điểm: đối với các dự án đồng địa điểm, kết nối lưới điện có lẽ là yếu tố quan trọng nhất. Hiệu quả kinh tế của những dự án này phụ thuộc rất lớn vào việc có sẵn công suất đấu nối lưới điện.
Xét về hiệu quả kinh tế, điều quan trọng không kém là pin không chỉ có thể đưa điện lên lưới mà còn có thể lấy điện từ lưới. Điều này cho phép pin sạc điện từ lưới khi giá điện thấp, sau đó bán lượng điện đó vào thời điểm giá cao hơn. Tuy nhiên, ngay cả một hệ thống lưu trữ không có khả năng này vẫn có thể được vận hành có lợi nhuận khi kết hợp với hệ thống PV. Những dự án như vậy hiện cũng đang được triển khai ở quy mô lớn. Quy mô của hệ thống lưu trữ và trên hết là chiến lược kinh doanh điện cũng rất quan trọng. Đặc biệt với hệ thống lưu trữ pin, các yếu tố này cần được xem xét đồng thời ngay từ giai đoạn đầu của dự án.
Hoạt động kinh doanh điện đối với hệ thống PV kết hợp lưu trữ pin có thể được triển khai như thế nào trong thực tế?
Ông Klaas Bauermann Việc bổ sung hệ thống lưu trữ pin làm thay đổi toàn bộ mô hình kinh doanh điện. Một hệ thống PV phát điện khi có ánh nắng mặt trời. Khi giá điện âm, công suất phát có thể được cắt giảm. Tuy nhiên, nếu bổ sung pin và tối ưu hóa toàn bộ hệ thống, từ đó có thể đưa lượng điện đó ra thị trường vào một thời điểm khác. Quá trình tối ưu hóa này cần một đơn vị kinh doanh điện có chuyên môn ở cả hai thị trường: kinh doanh điện năng lượng tái tạo và kinh doanh tính linh hoạt.
Hình minh họa được tạo bởi AI
Hệ thống lưu trữ pin mở ra những thị trường mới cho lượng điện do hệ thống PV sản xuất mà trước đây không thể tiếp cận. Điều này đặc biệt áp dụng đối với thị trường điện trong ngày và trong nhiều trường hợp là các thị trường năng lượng cân bằng. Riêng PV không thể cung cấp mức độ linh hoạt tương đương.
Quy mô của hệ thống lưu trữ cũng tác động trực tiếp đến khả năng sinh lời. Cần xem xét tỷ lệ phù hợp giữa pin và hệ thống PV. Ví dụ, lấy một hệ thống PV 10 MW kết hợp với một pin nhỏ có dung lượng 5 MWh. Chỉ một phần rất nhỏ lượng điện mặt trời được tạo ra có thể được lưu trữ và bán vào thời điểm sau đó, vì vậy lợi ích kinh tế của pin cũng bị hạn chế tương ứng. Do đó, hệ thống lưu trữ cần được xác định quy mô phù hợp với chiến lược kinh doanh điện dự kiến. Có thể áp dụng nhiều mô hình khác nhau, bao gồm PPA hybrid và các thỏa thuận tolling (*). Mỗi dự án đều cần được đánh giá chi tiết. (*) Hybrid PPA và tolling agreement: là hai mô hình hợp đồng được sử dụng trong các dự án năng lượng có hệ thống lưu trữ. Hybrid PPA là hợp đồng mua bán điện kết hợp nguồn điện tái tạo, như điện mặt trời hoặc điện gió, với hệ thống pin lưu trữ nhằm tối ưu thời điểm cung cấp và bán điện. Tolling agreement là thỏa thuận trong đó một bên trả phí để có quyền sử dụng công suất và dung lượng của hệ thống lưu trữ, thường bao gồm quyền quyết định thời điểm sạc, xả và giao dịch điện theo các điều kiện đã thỏa thuận.
Ông Claus Urbanke Đó là lý do hoạt động kinh doanh và tối ưu hóa một hệ thống lưu trữ phức tạp hơn đáng kể so với một hệ thống PV thông thường. Có nhiều nguồn doanh thu khác nhau: tối ưu hóa trên thị trường giao dịch trước một ngày, tối ưu hóa liên tục trên thị trường giao dịch trong ngày và tham gia các thị trường năng lượng cân bằng. Những yếu tố này cần được đưa vào quyết định đầu tư ngay từ đầu. Vì vậy, câu hỏi không đơn giản chỉ là: Pin nên có quy mô bao nhiêu? Mà còn là: Cuối cùng hệ thống sẽ được vận hành và kinh doanh như thế nào?
Hệ thống lưu trữ pin sẽ đóng vai trò gì trong tương lai của các hợp đồng PPA điện mặt trời?
Ông Klaas Bauermann Một vai trò rất quan trọng. Hiện tại, các hợp đồng PPA (*) điện mặt trời truyền thống, tức các hợp đồng mua bán điện dài hạn mà theo đó doanh nghiệp mua điện mặt trời trực tiếp từ đơn vị phát điện, đang trở nên khó triển khai hơn. Trong vài năm qua, nhiều khách hàng mua điện công nghiệp đã ký các hợp đồng PPA điện mặt trời. Hiện họ đang đối mặt với vấn đề, như, họ có thể đang nhận điện theo hợp đồng PPA vào các giờ giữa trưa trong khi giá điện trên thị trường bán buôn cùng thời điểm lại ở mức âm. Pin có thể giúp giảm bớt vấn đề này. Điện mặt trời có thể được lưu trữ trong những giờ giá thấp và được cung cấp vào thời điểm sau đó, khi mặt trời không còn chiếu sáng và giá điện cao hơn. Điều này làm thay đổi biểu đồ phát điện của hệ thống điện mặt trời. Đối với các khách hàng mua điện công nghiệp, giải pháp này có thể hấp dẫn vì họ vẫn có thể tiếp tục đáp ứng các mục tiêu phát triển bền vững, đồng thời bảo đảm nguồn cung điện dài hạn thông qua hợp đồng PPA. (*) PPA (power purchase agreement) là hợp đồng mua bán điện dài hạn giữa đơn vị phát điện và bên mua điện, thường là doanh nghiệp hoặc tổ chức tiêu thụ điện lớn. Hợp đồng quy định các điều kiện như sản lượng, giá điện, thời hạn và phương thức cung cấp điện. Trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, PPA giúp doanh nghiệp bảo đảm nguồn cung điện dài hạn, ổn định chi phí và hỗ trợ thực hiện các mục tiêu về sử dụng năng lượng tái tạo và phát triển bền vững.
Ngoài ra, tập đoàn Statkraft có thể cung cấp hệ thống lưu trữ như một giải pháp linh hoạt độc lập. Chẳng hạn, một doanh nghiệp công nghiệp có thể thay thế lượng điện sử dụng trong những giờ cao điểm nhất trong ngày bằng lượng điện từ các giờ có chi phí thấp hơn và trả một mức giá cố định cho dịch vụ này. Trong trường hợp đó, pin thực tế đóng vai trò như một công cụ phòng ngừa rủi ro trước biến động giá. Điều này giúp sự kết hợp giữa PV và hệ thống lưu trữ pin trở nên hấp dẫn hơn đáng kể đối với thị trường hợp đồng PPA.
Hệ thống lưu trữ có thể cung cấp tính linh hoạt. Liệu công nghệ này có thể góp phần ổn định hệ thống điện nhanh hơn tốc độ xây dựng cơ sở hạ tầng lưới điện mới không?
Ông Klaas Bauermann Câu trả lời ngắn gọn của tôi là: Tôi có thể triển khai một hệ thống lưu trữ pin nhanh hơn nhiều so với việc xây dựng cơ sở hạ tầng lưới điện mới quy mô lớn.
Ông Claus Urbanke Nhưng rõ ràng cần cả hai: mở rộng lưới điện và triển khai hệ thống lưu trữ. Về lý thuyết, các hệ thống lưu trữ rất phù hợp để hỗ trợ lưới điện. Tuy nhiên, để thực hiện được điều đó, chúng cần những cơ chế khuyến khích và tín hiệu giá phù hợp. Theo thiết kế thị trường bán buôn hiện nay, trong phần lớn thời gian của năm, hầu hết hệ thống lưu trữ sẽ không gây tác động bất lợi đến lưới điện. Tuy nhiên, vẫn có những tình huống mà hoạt động của chúng có thể làm trầm trọng thêm các hạn chế hiện hữu của lưới điện, chẳng hạn thông qua một số mô hình sạc và xả nhất định hoặc các mức tăng giảm công suất rất dốc. Do đó, quy định và thiết kế thị trường cần theo kịp sự phát triển của công nghệ.
Vì sao thị trường lưu trữ pin bùng nổ bất chấp những bất định về quy định?
Ông Claus Urbanke Sự phát triển của công nghệ lưu trữ pin ban đầu không chủ yếu được thúc đẩy bởi thị trường điện. Thay vào đó, công nghệ này đã hưởng lợi rất lớn từ những tiến bộ trong lĩnh vực di chuyển bằng điện. Trong một khoảng thời gian rất ngắn, pin đã trở thành một công nghệ được thiết lập ở quy mô công nghiệp. Hoạt động sản xuất đã được mở rộng đáng kể, đặc biệt tại châu Á và nhất là Trung Quốc, trong khi chi phí đồng thời giảm xuống. Các hệ thống lưu trữ pin quy mô lớn trong thị trường điện hiện cũng đang hưởng lợi từ những bước phát triển này.
Ông Klaas Bauermann Tập đoàn Statkraft có niềm tin rất lớn vào thị trường. Đặc biệt, lĩnh vực lưu trữ pin đang phát triển với tốc độ đáng chú ý. Với hệ thống lưu trữ pin, lần đầu tiên sau nhiều năm, đã có một công nghệ đang được thị trường đón nhận mà không cần trợ cấp của chính phủ. Đây là một quá trình phát triển hoàn toàn do thị trường thúc đẩy và việc tích hợp công nghệ này vào thị trường điện là hợp lý.
Hướng tới năm 2030: yếu tố nào sẽ tác động lớn nhất đến thị trường lưu trữ?
Ông Claus Urbanke Thị trường lưu trữ đang phát triển năng động. Cách đây không lâu, năng lượng mặt trời là tâm điểm lớn của thị trường. Ngày nay, có cảm giác rằng lưu trữ ít nhất cũng nhận được mức độ quan tâm tương đương. Trong những năm gần đây, thị trường đã bổ sung một lượng lớn công suất phát điện từ năng lượng tái tạo. Giờ đây, hệ thống điện cần có thêm tính linh hoạt. Đó là lý do hiện nay có nhiều dự án lưu trữ.
Các điều kiện pháp lý vẫn là một vấn đề quan trọng, đặc biệt liên quan đến phí sử dụng lưới điện. Hiện đã có mức độ chắc chắn cao hơn trong công tác lập kế hoạch đối với các khoản phí lưới điện tính theo công suất. Ngược lại, biểu giá lưới điện động vẫn còn chứa đựng mức độ bất định đáng kể. Điều này gây khó khăn cho các quyết định đầu tư vì rất khó đánh giá các chi phí trong tương lai.
Để xem các tin bài khác về “Lưu trữ năng lượng bằng pin”, hãy nhấn vào đây.
Nguồn: Intersolar
