Bài toán kinh tế trạm sạc: Chọn đúng cấu hình công nghệ để rút ngắn chu kỳ hoàn vốn

Từ giám sát đến tối ưu năng lượng

Trao đổi với PV AutoNews, ông Tô Lãng, nhà sáng lập kiêm Tổng Giám đốc Công ty Cổ phần Công nghệ Năng lượng VolNexus, cho rằng hiệu quả khai thác hạ tầng sạc không thể chỉ nhìn nhận qua số lượng bộ sạc đã lắp đặt. Một hệ thống có nhiều thiết bị chưa chắc được khai thác hiệu quả nếu tần suất sử dụng thấp hoặc công suất lắp đặt không tương xứng với nhu cầu thực tế.

Bởi vậy, bên cạnh số lượng bộ sạc, cần xem xét tỷ lệ sử dụng thiết bị, lượng điện cung cấp cho phương tiện và mức độ khai thác hạ tầng trong quá trình vận hành. Những chỉ số này giúp đơn vị đầu tư đánh giá hệ thống đang phục vụ nhu cầu đến đâu, thay vì chỉ dựa vào quy mô thiết kế ban đầu.

Ông Tô Lãng, nhà sáng lập kiêm Tổng Giám đốc Công ty Cổ phần Công nghệ Năng lượng VolNexus, doanh nghiệp chuyên phát triển hạ tầng quản trị năng lượng cho khu công nghiệp. Ảnh: NVCC.

Từ góc nhìn công nghệ, ông Lãng dẫn chứng tại VolNexus đang phát triển kiến trúc Eco EV Charging Station theo hai cấu hình 1.0 và 2.0. Hai cấu hình hướng tới những nhu cầu khác nhau, từ quản lý hệ thống sạc sử dụng nguồn điện hiện có đến phối hợp thêm nguồn năng lượng tái tạo và hệ thống lưu trữ.

Với cấu hình 1.0, trọng tâm là giám sát, kiểm soát và tối ưu hoạt động của bộ sạc cùng phụ tải tại địa điểm. Nền tảng này kết hợp trí tuệ nhân tạo (AI), công nghệ quản lý và giám sát năng lượng, Internet vạn vật (IoT) và bộ điều khiển biên (Edge Controller).

Theo ông Lãng, quản lý năng lượng có thể triển khai theo từng bước. Trước hết, hệ thống cần có khả năng quan sát tình trạng hoạt động và mức tiêu thụ điện; tiếp đó là kiểm soát, cho phép điều chỉnh hoạt động theo các giới hạn vận hành; cuối cùng mới tiến tới tối ưu việc sử dụng năng lượng dựa trên dữ liệu và nhu cầu thực tế.

Cách tiếp cận này giúp việc ứng dụng công nghệ không nhất thiết phải gắn với một hệ thống đầu tư quy mô lớn ngay từ đầu. Các địa điểm như bãi đỗ xe, văn phòng, chung cư hoặc hệ thống sạc gia đình phù hợp có thể cân nhắc những giải pháp quản lý tương ứng với quy mô và nhu cầu của mình.

Eco EV 1.0 và 2.0 giải quyết những bài toán khác nhau

Điểm khác biệt đáng chú ý giữa hai cấu hình Eco EV Charging Station nằm ở phạm vi quản lý năng lượng.

Theo ông Lãng, phiên bản 1.0 tập trung vào hệ thống sạc và phụ tải tại địa điểm, không bắt buộc phải tích hợp pin lưu trữ năng lượng (BESS) hoặc nguồn điện tái tạo. Trong khi đó, phiên bản 2.0 mở rộng sang việc phối hợp nhiều nguồn năng lượng, gồm điện lưới, nguồn năng lượng tái tạo và hệ thống lưu trữ.

Ở cấu hình 2.0, hệ thống không chỉ theo dõi hoạt động của bộ sạc mà còn phải tính toán việc sử dụng các nguồn điện khác nhau. Những vấn đề cần xem xét gồm thời điểm khai thác điện mặt trời, thời điểm nạp hoặc xả pin lưu trữ và lượng năng lượng cần duy trì để đáp ứng nhu cầu vận hành tiếp theo.

Theo ông Lãng, các cấu hình tích hợp có thể được thiết kế với quy mô từ khoảng 100 kW, 241 kW đến mức MW, tùy theo yêu cầu của từng dự án.

Việc lựa chọn cấu hình vì thế không đơn thuần là quyết định có lắp thêm pin lưu trữ hay không. Khi bổ sung nhiều nguồn năng lượng, hệ thống cũng phải xử lý thêm các yếu tố liên quan đến phối hợp nguồn điện, quản lý trạng thái lưu trữ và nhu cầu sử dụng tại từng thời điểm.

Ông Lãng cho rằng không nên xem phiên bản 1.0 là phiên bản thiếu tính năng của 2.0. Một cấu hình tập trung vào quản lý nguồn điện hiện có; cấu hình còn lại phục vụ nhu cầu tích hợp và điều phối nhiều nguồn năng lượng hơn. Việc lựa chọn cần căn cứ vào mục tiêu vận hành của dự án, thay vì mặc định cấu hình có nhiều thiết bị hơn sẽ đem lại hiệu quả cao hơn.

Việc tích hợp BESS có thể mở rộng khả năng quản lý năng lượng, nhưng cũng làm tăng mức độ phức tạp và chi phí đầu tư. Vì vậy, cần xác định rõ hệ thống lưu trữ sẽ giải quyết vấn đề gì trước khi quyết định triển khai.

Trong khi đó, theo PGS.TS Lê Xuân Thành, giảng viên cao cấp Bộ môn Điện khí hóa, Trường Đại học Mỏ – Địa chất, BESS có thể được nghiên cứu tại những địa điểm khó nâng cấp lưới điện hoặc có điều kiện kết hợp với nguồn năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, chi phí đầu tư hiện còn cao, trong khi hiệu quả kinh tế của mô hình trạm sạc độc lập cần được đánh giá thận trọng.

Theo ông Thành, không nên coi pin lưu trữ là cấu phần bắt buộc đối với mọi trạm sạc. Việc lựa chọn cần dựa trên điều kiện cấp điện, nhu cầu vận hành và khả năng khai thác thực tế của từng địa điểm. Ảnh: NVCC.

Nhận định này cũng cho thấy cần phân biệt giữa nhu cầu quản lý năng lượng và nhu cầu đầu tư thêm nguồn hoặc thiết bị lưu trữ. Nếu mục tiêu chính là theo dõi hoạt động của bộ sạc, kiểm soát phụ tải và điều chỉnh quá trình vận hành, cấu hình không có BESS có thể là phương án để xem xét. Nếu dự án cần tích hợp nguồn năng lượng tái tạo hoặc có yêu cầu lưu trữ cụ thể, hệ thống tích hợp mới cần được đánh giá thêm.

Dù lựa chọn cấu hình nào, công nghệ quản lý cũng không thể thay thế những giới hạn vật lý của hệ thống điện. Ông Thành lưu ý, nếu nhu cầu sử dụng điện vượt quá khả năng cấp điện trong thời gian dài, việc điều chỉnh hoạt động của bộ sạc không thể giải quyết triệt để vấn đề. Khi đó, đơn vị đầu tư vẫn phải xem xét phương án nâng cấp hạ tầng hoặc điều chỉnh quy mô khai thác.

Cân nhắc hiệu quả trước khi mở rộng đầu tư

Ngoài lựa chọn cấu hình công nghệ, ông Lãng đề cập đến việc xây dựng các cơ chế kinh tế nhằm khuyến khích sử dụng năng lượng hiệu quả hơn.

Một trong những hướng được ông nhắc tới là cơ chế đáp ứng nhu cầu điện (Demand Response – DR), cho phép điều chỉnh thời điểm hoặc mức tiêu thụ điện theo điều kiện vận hành của hệ thống. Bên cạnh đó là tín hiệu giá phản ánh sát hơn chi phí công suất và cơ chế ghi nhận giá trị của việc giảm phụ tải đỉnh hoặc hấp thụ tốt hơn nguồn năng lượng tái tạo.

Theo cách tiếp cận này, hiệu quả của công nghệ quản lý năng lượng không chỉ được xem xét ở khả năng điều khiển thiết bị, mà còn ở giá trị kinh tế mà việc điều chỉnh hoạt động mang lại. Tuy nhiên, khả năng triển khai các cơ chế nêu trên còn phụ thuộc vào điều kiện thị trường điện và chính sách áp dụng.

Với doanh nghiệp đầu tư trạm sạc, lựa chọn giữa cấu hình quản lý nguồn điện hiện có và cấu hình tích hợp thêm năng lượng tái tạo, BESS cần dựa trên bài toán cụ thể. Việc bổ sung thiết bị chỉ có ý nghĩa khi giải quyết được nhu cầu vận hành và có cơ sở về hiệu quả đầu tư.

Ở góc độ công nghệ, ông Lãng hướng tới việc phát triển các cấu hình quản lý năng lượng với phạm vi ứng dụng khác nhau. Trong khi đó, ông Thành nhấn mạnh mọi giải pháp vẫn cần được đặt trong điều kiện cấp điện và khả năng khai thác thực tế. Hai góc nhìn cùng cho thấy không có một cấu hình duy nhất phù hợp với tất cả địa điểm: lựa chọn công nghệ cần đi từ nhu cầu, điều kiện vận hành đến hiệu quả kinh tế, thay vì bắt đầu từ số lượng thiết bị hoặc mức độ phức tạp của hệ thống.