CÁC XU THẾ VỀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN GIÓ NGOÀI KHƠI - PHẦN 3

Chi phí cho hệ thống điện chiếm 20% vốn đầu tư của các dự án điện gió ngoài khơi, bao gồm: máy biến áp nâng áp tại tuabin gió, cáp ngầm kết nối với hệ thống trên bờ, cáp ngầm biển nội bộ, trạm biến áp ngoài khơi, trạm biến áp trên bờ và hệ thống đường dây truyền tải trên bờ.

Trong các hạng mục điện nêu trên, cáp ngầm biển có chi phí lớn và được dự  đoán có sự gia tăng nhu cầu đáng kể. Hãng Nexans (một hãng sản xuất cáp ngầm biển hàng đầu thế giới) dự báo nhu cầu cáp ngầm biển tại Hoa Kì từ 691km/năm đến 1113km/ năm (vào năm 2030) và nhu cầu cho thị trường châu Âu sẽ là 1800km-2000km/ năm. Ngoài ra, xuất hiện xu hướng tăng cấp điện áp cho cáp ngầm biển kết nối nội bộ các tuabin gió từ cấp 33kV lên cấp 66kV, điều này giúp tăng khả năng truyền tài công suất, giảm tổn thất trên hệ thống.

Hình 1: Điện áp phân phối của cáp ngầm biển thuộc các dự án điện gió ngoài khơi

Biểu đồ Hình 1 trên cho thấy cấp điện áp phổ biển ở hiện tại là 33kV và dự báo sẽ tăng lên cấp 66kV trong các năm tiếp theo khi xuất hiện các trang trại điện gió với gam tuabin gió lớn ~10MW/ tuabin.

Hình 2: Chiều dài cáp ngầm biển truyển tải

Biểu đồ Hình 2 thể hiện khoảng cách truyền tải bằng cáp biển của các dự án điện gió ngoài khơi tại các khu vực khác nhau. Điểm đặc biệt là các dự án tại Châu Âu đang có khoảng cách truyền tải rất xa bằng cáp ngầm biển.

Xu thế lưới điện truyền tải và tích hợp

Một mạng lưới truyền tải tích hợp toàn cầu với cơ sở hạ tầng chung cho nhiều dự án có thể giúp tiết kiệm 18% (tương đương 8 tỷ USD) về vốn và chi phí vận hành vào năm 2050 (theo đánh giá của Cơ quan điều hành hệ thống điện Quốc gia Vương Quốc Anh). Một mạng lưới truyền tải tích hợp như vậy sẽ làm giảm tác động đến môi trường và công đồng do làm giảm số lượng hạng mục truyền tải trên bờ và ngoài khơi, cáp ngầm biển và các điểm cập bờ có thể giảm đáng kể.

Bên cạnh đó, một số quốc gia có tiềm năng năng lượng gió ngoài khơi tốt (điển hình như Việt Nam) nhưng năng lực truyền tải trên bờ đã gần đạt tới giới hạn và sự phát triển các nguồn điện đã vượt quá nhu cầu phụ tải, việc tích hợp lưới điện truyền tải ngoài khơi để xuất khẩu điện sang các quốc gia khác cũng mang lại lợi ích to lớn.

Hiện nay, hầu hết các công nghệ cần thiết để phát triển lưới điện tích hợp là sẵn có hoặc sẽ hoàn thiện muộn nhất vào năm 2030. Hệ thống điện một chiều cao áp HVDC được đánh giá sẽ mang lại hiệu quả về chi phí để truyền tải năng lượng trên một khoảng cách dài, ít tổn thất hơn so với hệ thống điện xoay chiều cao áp HVAC. Sự phức tạp của hệ thống HVDC hiện tại nằm ở thiết bị đóng cắt HVDC, mặc dù nó chưa được sử dụng tại Châu Âu ở mức độ truyền tải, tuy nhiên đã có 03 dự án tại Trung Quốc sử dụng các thiết bị này. Nếu thiết bị đóng cắt HVDC không có sẵn kịp thời, một mạng truyền tích hợp có thể được thiết kế cho các dự án này nhưng với chi phí cao hơn dự kiến và tăng khả năng xảy ra lỗi mạng.

Xu thế sản xuất Hydro

Các chính phủ, các công ty năng lượng và người dùng cuối (các công ty hóa chất, nhà sản xuất thép, v.v.) đang ngày càng xem gió ngoài khơi như một nguồn năng lượng chính để sản xuất hydro xanh có thể được sử dụng trong các lĩnh vực khác của nền kinh tế (ví dụ: vận tải, sưởi ấm, công nghiệp, lưu trữ lưới điện) như là nguồn nhiên liệu không phát thải ra khí carbon

Hình 3: Mô hình sản xuất và ứng dụng Hydro trong tương lai có sử dụng nguồn năng lượng gió

Tài liệu tham khảo:

(4): Offshore Wind Market Report: 2021 Edition – Office of Energy Efficiency & Renewable Energy, US