Hệ thống quang điện mặt trời trên mái nhà máy Vinamilk tại Bình Dương do Vũ Phong Energy thi công lắp đặt. Ảnh: Vũ Phong Energy

Ngày 15/5/2023, Thủ tướng Chính phủ đã ký ban hành Quy hoạch tổng thể về năng lượng quốc gia thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến 2050 (Quy hoạch điện VIII). Trong đó, khuyến khích phát triển mạnh mẽ các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) nhằm giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng từ hóa thạch.

Đối với điện mặt trời mái nhà (ĐMTMN), Quy hoạch điện VIII cũng đặt ra mục tiêu phấn đấu đến năm 2030 có 50% các tòa nhà công sở và 50% nhà dân sử dụng ĐMTMN tự sản, tự tiêu.

Phát biểu tại diễn đàn "Điện mặt trời mái nhà trong khu công nghiệp: Nhu cầu và giải pháp cho doanh nghiệp", ông Hoàng Quang Phòng, Phó Chủ tịch Liên đoàn Thương mại và Công nghiệp Việt Nam (VCCI) cho biết, hiện Việt Nam đã và đang tham gia 19 hiệp định thương mại song phương và đa phương với hầu hết các nền kinh tế trên thế giới. Đây chính là cơ sở đưa Việt Nam kết nối và tham gia sâu hơn vào chuỗi giá trị cung ứng toàn cầu.

Tuy nhiên, gần đây EU và một số quốc gia khác đặt ra các rào cản chính sách như Cơ chế điều chỉnh biên giới carbon (CBAM), đòi hỏi sản phẩm, hàng hóa khi nhập khẩu vào các thị trường này phải có chứng chỉ xanh. Nghĩa là, ngoài các điều kiện cơ bản về quy tắc xuất xứ, tiêu chuẩn chất lượng, để được hưởng ưu đãi các doanh nghiệp Việt Nam còn phải có trách nhiệm bảo vệ môi trường, báo cáo phát thải khí nhà kính và các biện pháp giảm phát thải, xanh hóa sản xuất, sử dụng năng lượng sạch…

Do đó, tại các khu công nghiệp, nơi tập trung nhiều nhà máy xí nghiệp sản xuất, là nơi có phụ tải điện cao đồng nghĩa nhu cầu về điện sạch cũng rất lớn và cấp thiết.

Ông Phan Công Tiến, chuyên gia nghiên cứu về thị trường điện và năng lượng tái tạo.Ảnh: Ngọc Linh

Trao đổi tại diễn đàn, ông Phan Công Tiến, chuyên gia nghiên cứu về thị trường điện và năng lượng tái tạo (NLTT), cho biết, trong các nguồn NLTT, ĐMTMN có nhiều ưu điểm như tiết kiệm chi phí, độc lập về năng lượng, giảm tổn thất điện năng, ổn định nguồn điện. Những yếu tố này có ý nghĩa cực kỳ quan trọng đối với các doanh nghiệp sản xuất.

Theo ông Tiến, hiện nay, giá thành của điện mặt trời (ĐMT) đã giảm xuống dưới 1.000 đồng/kWh (dưới 5 US cents), nghĩa là so thời thời điểm Fit 2 giá module quang điện (PV) chỉ còn một nửa. Như vậy, ĐMTMN trở thành nguồn điện rẻ nhất, rẻ hơn cả giá điện từ các nhà máy thủy điện lớn mới xây dựng.

Các nguồn điện điện hóa thạch, trang trại ĐMT, điện gió thường nằm xa khu vực tiêu thụ điện, dẫn đến tổn thất trong truyền tải khoảng 6,15% (Báo cáo kết quả thực hiện kế hoạch năm 2023 và mục tiêu, nhiệm vụ kế hoạch năm 2024 của Tập đoàn Điện lực Việt Nam). Tuy nhiên, hệ thống ĐMTMN là nguồn phân tán, độc lập và hạn chế được tổn thất trên lưới điện.

So với các nguồn năng lượng mặt trời lớn hoặc điện gió, hệ thống ĐMTMN đáng tin cậy và ít gây biến động nguồn hơn, từ đó giảm thiểu chi phí phụ trợ và chi phí cân bằng.

Ngược với thủy điện, mùa mưa sản lượng điện từ thủy điện nhiều và ĐMT ít, nhưng vào mùa khô, cao điểm nắng nóng phụ tải tăng cao, ĐMT đạt sản lượng lớn thì thủy điện do thiếu nước dẫn đến nguy cơ không đáp ứng được nhu cầu điện. Như vậy, ĐMT là một trong những giải pháp bổ sung nguồn rất tốt vào thời điểm mùa khô.

Theo ông Trần Viết Nguyên, Phó Ban Kinh doanh EVN, trong giai đoạn 2017 - 2020, ĐMTMN phát triển mạnh có nhiều đóng góp cho công suất, điện năng, hỗ trợ cho ngành điện và EVN đỡ áp lực trong nguồn điện. Hiện nay, toàn quốc hơn 103 nghìn dự án điện mặt trời mái nhà với công suất đạt hơn 9.500 MW, trong đó hơn 50% công suất huy động từ các khu công nghiệp.

Nếu hệ thống ĐMTMN được triển khai rộng rãi, đặc biệt trong các KCN cùng giải pháp pin lưu trữ năng lượng (BESS), có thể góp phần giảm đáng kể giá điện cho người tiêu dùng. Với khả năng hấp thụ năng lượng và mức giá thấp như đã đề cập ở trên, giá điện bán lẻ chắc chắn sẽ giảm xuống. Kể cả khi tính thêm chi phí đầu tư cho việc ổn định và cân bằng hệ thống, ĐMTMN vẫn là nguồn điện rẻ và thân thiện với môi trường nhất.

Một số thách thức khi vận hành ĐMTMN

Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng việc phát triển ĐMT với công suất lớn cũng gặp phải nhiều thách thức, nhất là khả năng tích hợp vào hệ thống điện. Khả năng tích hợp của ĐMT bị ảnh hưởng bởi các yếu tố hạn chế về kết nối để điều độ trực tiếp, ảnh hưởng của “Đường cong con vịt” hay các vấn đề về điện áp.

Hệ thống ĐMTMN thường không được điều khiển như nguồn điện truyền thống hoặc các nhà máy điện gió, trang trại điện mặt trời, mà sử dụng các máy biến tần (inverter) quy mô nhỏ. Do đó, cơ quan điều độ lưới điện chưa thể kết nối để điều khiển trực tiếp khi xảy ra mất cân bằng hệ thống.

Trong khi đó, một trong những vấn đề đơn vị vận hành lưới điện cần đặc biệt lưu ý khi lưới điện có sự tích hợp cao nguồn ĐMT, đặc biệt là ĐMTMN, sẽ xuất hiện hiện tượng “Đường cong con vịt” (Duck curve). Đây là hiện tượng mô tả sự chênh lệch giữa sản lượng ĐMT và nhu cầu tiêu thụ điện trong ngày.

Biểu đồ hình dạng con vịt do sản lượng ĐMT thường đạt đỉnh vào giữa trưa khi trời nắng và nhu cầu tiêu thụ điện thấp nhất. Ngược lại, nhu cầu tiêu thụ điện thường cao nhất vào buổi sáng và buổi tối khi sản lượng ĐMT thấp hơn.

Báo cáo đánh giá tác động điện mặt trời áp mái lên hệ thống điện. Nguồn: EVNPECC2

Từ 6 giờ sáng trở đi, công suất ĐMT tăng, buộc phải giảm công suất của các nguồn điện truyền thống. Ngược lại, từ 6 giờ chiều nguồn ĐMT không phát khiến các nguồn điện khác phải huy động lại. Điều này làm thay đổi cách vận hành các nhà máy điện so với trước đây, quá trình vận hành trong ngày lúc lên lúc xuống. Ngoài ra còn có vấn đề khác như điện áp và dòng điện ngược trên lưới phân phối…

Mặc dù vậy, theo ông Phan Công Tiến, những thách thức này không phải là bất khả thi và có thể xử lý được. Theo kinh nghiệm từ các quốc gia khác hầu hết đã khắc phục và đạt được khả năng tích hợp NLTT khá lớn. Tại một số nước ở châu Âu, NLTT có khả năng đạt mức 70%-80% tổng công suất nguồn điện, hoặc tại California (Mỹ) đã có thời điểm đạt đến 100% NLTT vào thời điểm đỉnh trưa.

"Nếu hệ thống điện Việt Nam đủ mạnh như các nước tiên tiến sẽ có thể hấp thụ thêm 20 GW điện mặt trời với tổng sản lượng điện phát bình quân ngày là 100 GWh/ngày, tương đương xấp xỉ sản lượng điện của 4 Nhà máy thủy điện Hòa Bình (Thủy điện Hòa Bình phát 10 tỷ kWh/năm, tức khoảng 27 triệu kWh/ngày)", ông Tiến cho biết.

Tăng cường tính linh hoạt và ổn định hệ thống khi có sự thâm nhập cao của ĐMTMN

Khác với ĐMTMN thông thường, đặc thù của ĐMTMN tại KCN vừa có tính chất phân tán, tức là sản xuất điện ngay tại chỗ phụ tải, đồng thời lại có chức năng tập trung như các nhà máy trang trại ĐMT. Vì thế việc kiểm soát các khó khăn trong vận hành dễ dàng hơn.

DERM (Distributed Energy Resources Management) là hệ thống quản lý nguồn năng lượng phân tán, có khả năng tích hợp, quản lý và điều chỉnh các nguồn năng lượng phân tán như hệ thống ĐMT, pin lưu trữ năng lượng… vào mạng lưới năng lượng chính, giúp tối ưu hóa hoạt động của hệ thống và tăng cường tính linh hoạt, hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống.

Đặc biệt nếu được trang bị hệ thống quản lý nguồn phân tán thông minh DERM, thì cơ quan điều độ có thể kết nối trực tiếp và điều khiển được các nguồn ĐMTMN tại KCN như là một nhà máy điện lớn trung tâm.

Minh chứng cho điều này, từ tháng 12/2021, Tổng Công ty Điện lực TP HCM (EVNHCMC) đã triển khai đưa vào vận hành Hệ thống dự báo, giám sát, điều khiển ĐMTMN khu vực TP HCM. Các kỹ sư Trung tâm Điều độ hệ thống điện quốc gia (EVNNLDC) và EVNHCMC đã nghiên cứu, phát triển hệ thống này dựa trên nền tảng trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (machine learning) của Google.

Ngoài ra, để có cơ sở thực tiễn triển khai việc giám sát và điều khiển nguồn ĐMTMN, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng, EVNHCMC cũng đã phối hợp với SolarBK thực hiện chương trình giám sát, điều khiển các hệ thống ĐMTMN tại trụ sở của các Công ty Điện lực thuộc EVNHCMC.

Hệ thống giám sát điện mặt trời mái nhà khu vực TP HCM. Nguồn: EVNHCMC

Theo EVNHCMC, đến nay, hệ thống đã góp phần giúp Tổng công ty theo dõi sản lượng ĐMTMN phát lên lưới chính xác hơn, góp phần vào việc tối ưu hóa vận hành hệ thống điện. Hệ thống có khả năng tương thích rất lớn với tình hình vận hành lưới điện hiện tại, thêm vào đó còn có thể mở rộng theo nhu cầu thực tiễn trong tương lai.

Đây là công cụ đắc lực trong việc nâng cao tỷ lệ tích hợp các nguồn năng lượng phân tán cũng như đảm bảo vận hành hệ thống điện an toàn, ổn định, tin cậy, kinh tế và góp phần quan trọng vào việc xây dựng, phát triển lưới điện thông minh.

Để nhận định rõ hơn những tồn tại và khả năng tích hợp ĐMTMN nói riêng và NLTT nói chung, những điều kiện cải thiện khả năng tích hợp này như các nước tiên tiến đã làm, cần có báo cáo đánh giá độc lập khả năng tích hợp năng lượng tái tạo vào hệ thống điện và công bố hàng năm bởi cơ quan chức năng. Tại Australia, Cơ quan điều hành Thị trường Năng lượng AEMO thường công bố thông tin về khả năng tích hợp NLTT trên trang web họ hàng năm.

Tại Việt Nam, dự thảo Nghị định quy định cơ chế, chính sách khuyến khích phát triển ĐMTMN đang được đăng tải lấy ý kiến rộng rãi trên Cổng Thông tin điện tử Chính phủ và Bộ Công Thương.

Trong cuộc họp ngày 10/4 để nghe báo cáo về dự thảo Nghị định này, Phó Thủ tướng Trần Hồng Hà nêu rõ, ĐMTMN là nguồn NLTT cần được ưu tiên, khuyến khích phát triển, vừa huy động được nguồn lực của tổ chức, cá nhân, tận dụng mạng lưới truyền tải hiện hữu.

Đặc biệt, cũng tại tại cuộc họp, Phó thủ tướng Trần Hồng Hà cũng nhấn mạnh cơ chế, chính sách khuyến khích các tổ chức, cá nhân đầu tư ĐMTMN là chủ trương nhất quán. Phó Thủ tướng nhấn mạnh: "Phải tính toán kỹ quy mô phát triển ĐMTMN và chính sách khuyến khích, hỗ trợ kèm theo trên cơ sở khoa học kỹ thuật, thiết bị công nghệ, lưới truyền tải, hiệu quả kinh tế; bảo vệ lợi ích lâu dài của nhà đầu tư; chú trọng bảo vệ môi trường."

Quan điểm của Bộ trưởng Bộ Công Thương Nguyễn Hồng Diên nêu tại cuộc họp cũng nêu rõ, cho phép lắp đặt ĐMTMN không cần theo Quy hoạch điện 8, được liên kết và phát công suất dư thừa lên lưới điện quốc gia với mức giá theo thời điểm. Thậm chí, đơn vị lắp đặt ĐMTMN được hỗ trợ lãi suất khi đầu tư thiết bị lưu trữ điện.

Đây là một tín hiệu đáng mừng đối với loại hình ĐMTMN cũng như các doanh nghiệp sản xuất đang có nhu cầu cấp thiết về nguồn năng lượng xanh, sạch và phát triển bền vững.