Các nhà máy điện ảo đang được triển khai trên khắp nước Mỹ

VPP sẽ được triển khai trong nhiều gia đình ở Texas. Ảnh Công ty Solar

Các chương trình thí điểm VPP đã hoạt động nhiều năm tại Mỹ. Thị trường VPP đang trưởng thành khi công nghệ này cạnh tranh trực tiếp với các nhà máy điện quy mô vừa và nhỏ như một giải pháp thay thế chi phí thấp mang lại lợi ích cho lưới điện cũng như người dùng.

VPP là tập hợp ảo những nguồn năng lượng phân tán, quy mô nhỏ (DER), bao gồm pin điện mặt trời (PV), bộ lưu trữ năng lượng tập trung, trạm sạc xe điện, các nguồn sản xuất điện từ năng lượng dư thừa (nhiệt năng) tại các cơ sở sản xuất và những thiết bị lưu trữ điện năng trong các gia đình.

Công nghệ VPP đã cho thấy tiềm năng đáng kể ngay lập tức trong khả năng thay thế các nhà máy khí đốt tự nhiên giờ cao điểm trên lưới điện, cung cấp công suất bổ sung trong thời gian nhu cầu điện đạt mức đỉnh điểm, vượt quá khả năng của lưới điện.

Trong thập kỷ qua, Mỹ đã chi hơn 120 tỉ USD cho 100 GW công suất thế hệ mới, chủ yếu đáp ứng đầy đủ nguồn điện theo nhu cầu. Một nghiên cứu của công ty tư vấn Tập đoàn Brattle, có trụ sở tại Boston ước tính, các nhà phân phối điện lưới đến người tiêu dùng có thể tiết kiệm 35 tỉ USD vào năm 2033 bằng giải pháp tập trung phát triển các VPP để có công suất phân phối điện cao nhất.

Jigar Shah, giám đốc Văn phòng Chương trình Cho vay của Bộ Năng lượng Mỹ (DoE) cho biết: “Bằng phương thức triển khai những trang thiết bị cung cấp cho lưới điện hiệu quả hơn, giải pháp tổng hợp những nguồn điện phân tán sẽ giảm chi phí điện năng cho người dùng, đặc biệt là những người tham gia VPP”.

Trong một nghiên cứu của Tập đoàn Brattle, xem xét dịch vụ cung cấp điện cho 1,7 triệu khách hàng tiêu dùng, cho thấy khả năng có được nguồn cung 400 MW từ VPP từ dân cư.

Công ty điện lực sẽ có 5,7 GW tổng nhu cầu vào giờ cao điểm và 3,6 GW tổng nhu cầu cao điểm ròng từ những nguồn năng lượng mặt trời và gió. Mục tiêu của doanh nghiệp đặt ra là cung cấp một nửa lượng điện từ năng lượng tái tạo vào năm 2030.

Nghiên cứu cho thấy phương pháp sử dụng bộ cung cấp (bù điện) của VPP giờ cao điểm sẽ rẻ hơn từ 40% đến 60% so với các giải pháp thay thế, bao gồm cả nhà máy cung cấp điện khí tự nhiên giờ cao điểm và tổ hợp pin lưu trữ quy mô lưới điện.

Theo ước tính trong nghiên cứu của Tập đoàn Brattle, một dự án triển khai VPP có công suất 60 GW có thể đáp ứng nhu cầu đầy đủ nguồn điện của Mỹ tính đến năm 2033 với chi phí thấp hơn từ 15 tỉ đến 35 tỉ USD so với chi phí của những giải pháp thay thế như nhà máy điện khí tự nhiên giờ cao điểm hoặc các nguồn năng lượng tái tạo. Cấp độ triển khai VPP cũng sẽ mang lại khả năng giảm khí thải và ổn định lưới điện trị giá hơn 20 tỉ USD trong thập kỷ.

Ông Shah cho biết: “Các VPP không chỉ có khả năng giảm thiểu khí thải carbon và cung cấp dịch vụ bù lưới điện, VPP cung cấp cho các nhà vận hành lưới điện một giải pháp thay thế quy mô lớn và phương thức phân phối điện thế hệ mới, xây dựng hệ thống khai thác nguồn điện linh hoạt thông qua hiệu quả tự động hóa bù điện, hỗ trợ công suất và những giải pháp thay thế không đi dây (Non-Wires Alternative (NWA) khác”.

Giải pháp Thay thế Không đi dây (NWA) là thuật ngữ chỉ những khoản đầu tư vào lưới điện nhằm mục đích giảm thiểu hoặc loại bỏ nhu cầu xây dựng hoặc nâng cấp các bộ phận của hệ thống phân phối và truyền tải điện, còn gọi là “đầu tư vào dây dẫn điện”.

Dự án Hestia

Văn phòng Chương trình Cho vay DoE đã hỗ trợ các dự án VPP, gần đây đề xuất khoản vay có điều kiện trị giá 3 tỉ USD cho nhà cung cấp dịch vụ năng lượng Sunnova để triển khai “Dự án Hestia” trên toàn quốc. Kế hoạch nhằm mục đích tăng khả năng tiếp cận dịch vụ cung cấp điện mặt trời và VPP cho những cộng đồng có hoàn cảnh khó khăn, không có khả năng tiếp cận các khoản vay mua sắm thiết bị điện mặt trời cho dân cư. Sunnova sẽ nhận được dòng tiền gián tiếp, được đảm bảo một phần từ những khoản vay hỗ trợ cho tài khoản tiêu thụ điện của khách hàng.

Các hộ gia đình đủ điều kiện nhận được khoản vay mua sắm thiết bị điện mặt trời sẽ phải sử dụng hệ thống quản lý năng lượng của Sunnova, có thể truy cập bằng điện thoại thông minh hoặc những thiết bị điện tử khác. Hệ thống sẽ đề xuất các hành động đáp ứng nhu cầu lưới điện như cung cấp điện bù lưới trong giờ cao điểm, cho phép khách hàng giảm chi phí năng lượng đồng thời giúp cân bằng lưới điện trong thời gian nhu cầu điện ở mức cao điểm.

Nếu chính sách này được ban hành, gói DoE sẽ hỗ trợ khởi tạo khoản vay cho phát triển năng lượng mặt trời, lưu trữ và những công nghệ khai thác sử dụng điện tại nhà Sunnova với khả năng VPP. Những khoản bảo lãnh của Sunnova có thể cung cấp khoản vay lên tới 5 tỉ USD, tiết kiệm chi trả tiền lãi và giảm chi phí vốn đầu tư vào điện mặt trời của các gia đình.

Giám đốc điều hành Sunnova William J. Berger cho biết: “Dự án Hestia sẽ giúp khu vực tư nhân có thể đầu tư vào cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo tại các cộng đồng dân cư có hoàn cảnh khó khăn".

Xu hướng phát triển của thị trường VPP

Sự thay đổi các điều kiện trên thị trường điện Mỹ đang tiếp tục thúc đẩy khả năng áp dụng VPP. Khoản chi tiêu năng lượng và khí hậu trị giá 369 tỷ USD trong Đạo luật Giảm lạm phát bao gồm nhiều yêu cầu phục vụ năng lượng cho các cộng đồng, trong đó các cộng đồng có hoàn cảnh khó khăn có ý nghĩa quan trọng trong quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo công bằng. Đối với các cộng đồng này, những dự án năng lượng được chỉ định đủ điều kiện nhận thêm khoản tín dụng thuế đầu tư 10%, bổ sung khoản tín dụng cơ bản 30% cho những dự án năng lượng tái tạo.

Một trong những ưu điểm quan trọng của VPP là cung cấp dịch vụ cho lưới điện bao gồm đáp ứng nhu cầu bù điện, điều chỉnh nhu cầu tiêu thụ điện giờ cao điểm, v.v. Khách hàng được khuyến khích cắt giảm mức sử dụng năng lượng hoặc xuất bù năng lượng trong giờ cao điểm của lưới điện, tạo nên một mạng lưới phân phối điện linh hoạt hơn.

Khả năng năng duy trì lưới điện ổn định

VPP cũng củng cố khả năng phục hồi và ổn định lưới điện ở những khu vực bị ảnh hưởng bởi thời tiết khắc nghiệt, thiên tai liên quan đến biến đổi khí hậu. Công ty lắp đặt năng lượng mặt trời dân dụng Sunrun đã được chọn để triển khai mạng lưới VPP tích hợp năng lượng mặt trời có công suất 17 MW ở Puerto Rico.

Sau cơn bão Maria năm 2017, chính quyền hòn đảo Caribe đã xây dựng một khuôn khổ cho DER với Đạo luật Chính sách công Năng lượng Puerto Rico năm 2019.

Sunrun sẽ đăng ký khách hàng Puerto Rico trong năm 2023 để bắt đầu vận hành VPP vào năm 2024. Công ty cho biết, khách hàng sẽ tiết kiệm được chi phí điện năng và được trả tiền khi cung cấp dung lượng lưu trữ pin cho lưới điện, hiện do liên doanh LUMA Energy của Mỹ và Canada vận hành. Sunrun cho biết, chương trình VPP, được triển khai trong 10 năm cũng cho phép khách hàng từ chối không thực hiện VPP đối với gia đình.

Giám đốc điều hành Sunrun Mary Powell cho biết: “Chúng tôi đang giải quyết vấn đề an ninh năng lượng trên đảo bằng phương pháp chuyển đổi mô hình để năng lượng mặt trời được sản xuất trên các mái nhà, được lưu trữ trong pin để cung cấp năng lượng cho từng nhà và sau đó chia sẻ với hàng xóm, tạo ra một nền kinh tế năng lượng sạch, linh hoạt và ổn định”.

Theo PV Magazine

Thái Bằng