Các công ty và hộ gia đình tư nhân có thể hưởng lợi như thế nào từ việc giảm chi phí điện bình quân? Bên dưới là chia sẻ của Tiến sĩ Christoph Kost, Trưởng nhóm Hệ thống năng lượng và Kinh tế năng lượng tại Viện ISE Fraunhofer về Hệ thống năng lượng mặt trời (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems). quang điện 

Tiến sĩ Christoph Kost

Tiến sĩ Christoph là tác giả chính của nghiên cứu “Levelized Cost of Electricity – Renewable Energy Technologies” (tạm dịch là ‘Chi phí điện năng bình quân – Công nghệ năng lượng tái tạo’), được công bố năm 2024 với những kết quả mới. Nghiên cứu so sánh chi phí hiện tại để chuyển đổi các dạng năng lượng khác nhau thành điện và đưa ra dự báo về sự phát triển chi phí tiếp theo cho đến năm 2045.

Về mặt chi phí điện bình quân, hệ thống nào là tốt nhất cho các công ty lớn và các doanh nghiệp vừa và nhỏ? Hệ thống hoặc loại hình cung cấp điện nào có ý nghĩa đối với họ?

Các công ty ở mọi quy mô đều nên cân nhắc sử dụng hệ thống quang điện (PV – photovoltaic), nhưng có hai yếu tố chính rất quan trọng khi thiết kế hệ thống: không gian mái nhà và diện tích sử dụng được và nhu cầu điện của công ty. Để có nguồn cung tối ưu, điều quan trọng là cân nhắc nhu cầu điện hàng năm cũng như hồ sơ tải và đánh giá lượng điện mà công ty sử dụng và lượng điện có thể đưa vào lưới điện. Theo nguyên tắc, thường có lợi hơn khi tiêu thụ càng nhiều điện càng tốt.

Khi tích hợp hệ thống lưu trữ pin, kích thước của hệ thống phụ thuộc vào nhu cầu điện và sự phát triển trong tương lai của nó. Ví dụ, nó có thể tăng lên khi một công ty chuyển sang sử dụng xe điện ngày càng nhiều hoặc khi các quy trình được điện khí hóa.

Còn người dùng cá nhân thì sao?

Đối với hộ gia đình, nên lắp càng nhiều mô-đun PV trên mái nhà càng tốt. Nhu cầu điện trong khu dân cư cũng sẽ tăng lên cùng với xe điện và hệ thống sưởi ấm bằng điện. Đó là lý do tại sao việc lắp đặt một hệ thống mạnh với công suất khoảng 10 đến 12 kWp tại các ngôi nhà đơn lẻ là quan trọng.

Trước khi cân nhắc đến kích thước của hệ thống lưu trữ pin, nên lắp đặt hệ thống PV lớn nhất có thể để đáp ứng được nhiều nhất mức tiêu thụ tại chỗ. Nên lắp ít nhất một thiết bị lưu trữ nhỏ 6 kWh. Đối với những ngôi nhà có nhu cầu điện cao do các thiết bị tiêu thụ như máy bơm nhiệt và xe điện, bạn nên lắp các thiết bị lớn hơn với công suất 10 hoặc 15 kWh.

Quay trở lại với các ứng dụng công nghiệp, sự khác biệt giữa việc kết hợp hệ thống lưu trữ pin với PV lắp trên mái nhà so với việc kết hợp với PV lắp trên mặt đất là gì?

Điều quan trọng là hệ thống PV trên mái nhà và hệ thống PV lắp trên mặt đất là các phân khúc riêng biệt, vì ngay cả trong lĩnh vực công nghiệp, thường không có đủ không gian tại khuôn viên công ty để lắp đặt các hệ thống PV lắp trên mặt đất lớn.

Đối với các công ty công nghiệp, quyết định phụ thuộc nhiều hơn vào mức tiêu thụ điện năng và tải đỉnh. Hệ thống lưu trữ pin có thể giúp cắt giảm các đỉnh, giúp giảm phí lưới điện. Tuy nhiên, chúng phức tạp và đắt hơn, vì vậy chúng phải được kết hợp chính xác với hồ sơ tải và nhu cầu điện.

Hệ thống PV lắp trên mặt đất thường cung cấp toàn bộ điện năng mà chúng tạo ra vào lưới điện. Nhưng trong một số trường hợp, hệ thống lắp trên mặt đất có thể cung cấp cho các công ty thông qua đường dây trực tiếp để đáp ứng một phần nhu cầu điện của họ. Vì giá điện giảm vào khoảng giữa trưa, nên việc đưa hệ thống lưu trữ pin vào nhà máy là hợp lý để bán điện khi giá cao hoặc sử dụng sau đó khi công ty có nhu cầu điện cao. Tốt nhất là nên đưa công suất lưu trữ vào ít nhất hai giờ xả, đặc biệt là trong các hệ thống lớn.

Những thay đổi đáng chú ý nào về chi phí điện bình quân kể từ khi nghiên cứu bắt đầu vào năm 2010?

Như chúng tôi đã dự đoán trong các phân tích vào năm 2010, chi phí điện san bằng của PV và gió đã giảm đáng kể trong mười đến hai mươi năm qua. Theo thời gian, chúng tôi đã thêm các công nghệ như hệ thống lưu trữ pin vào các phân tích của mình. Trong thông báo mới nhất, chúng tôi đã đưa thêm các công nghệ như tua-bin khí hydro, được thiết lập để đóng vai trò quan trọng trong mười đến 15 năm tới tại công viên nhà máy điện của CHLB Đức.

Ước tính trước đây của chúng tôi về sự phát triển của chất mang năng lượng và giá cả carbon khác với ước tính hiện tại vì một thập kỷ trước, CHLB Đức vẫn chưa quyết định trung hòa khí hậu vào năm 2045. Trong những năm qua, chúng tôi đã dần cập nhật và điều chỉnh các thông số của mình để phản ánh những thay đổi trong chính sách năng lượng.

Tại sao nghiên cứu của Tiến sĩ Christoph lại cho rằng chi phí điện san bằng của các hệ thống PV, ngay cả khi kết hợp với lưu trữ pin, sẽ chỉ giảm ở mức vừa phải trong 20 năm tới? Các hệ thống này sẽ không tiếp tục được tối ưu hóa để tiết kiệm chi phí hơn sao?

Theo dự báo của chúng tôi, chi phí điện san bằng của các hệ thống PV sẽ giảm khoảng 20 đến 25% (xem biểu đồ bên dưới). Nếu hiệu suất mô-đun tiếp tục tăng và chi phí giảm từ 0,05 euro xuống khoảng 0,04 euro cho mỗi kWh, nghĩa là giảm khoảng 20%. Việc giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả của các hệ thống sẽ tiếp tục kéo giá xuống thấp hơn giá thị trường hiện tại.

Tại sao phạm vi chi phí cho các nhà máy điện chạy bằng pin nhiên liệu hydro (xem biểu đồ bên dưới) lại vào khoảng 20 đến 52 cent/ kWh từ năm 2035 trong khi lại là 26 đến 37 cent/kWh vào năm 2025? Tiến sĩ Christoph mong đợi chi phí sẽ giảm chứ không phải tăng.

Trong biểu đồ, giá trị tối thiểu của thanh màu đỏ tía được thấy là giảm vào năm 2035, trong khi giá trị tối đa tăng lên. Đây là một diễn biến đáng ngạc nhiên và do một thực tế là hình ảnh trực quan không thể hiện được. Các hệ thống được xây dựng trong khoảng thời gian từ năm 2025 đến năm 2030 ban đầu sẽ chạy bằng khí đốt tự nhiên giá rẻ vì vẫn chưa có hydro. Khi hydro trở nên phổ biến hơn từ năm 2030/ 2035, các hệ thống này sẽ được cải tạo và chỉ sử dụng hydro. Các nhà máy điện mới được xây dựng từ năm 2035 sẽ chỉ chạy bằng hydro, do đó sẽ không có giai đoạn nào sử dụng khí đốt tự nhiên giá rẻ.

Nghiên cứu của Tiến sĩ Christoph cho thấy rõ ràng rằng việc kết hợp hệ thống lưu trữ pin và quang điện là rẻ nhất – tại sao toàn bộ ngành năng lượng lại không đầu tư vào loại nhà máy điện này ngay bây giờ?

Trên thực tế, có rất nhiều khoản đầu tư vào hệ thống lưu trữ pin và PV kết hợp, và thị trường đang phát triển nhanh chóng. Có rất nhiều dự án pin, dù kết hợp với hệ thống PV, đặc biệt là hệ thống lắp trên mặt đất, hay không. Trong khi đó, việc xây dựng các nhà máy điện linh hoạt đang tụt hậu.

Về sự phát triển của năng lượng gió, tiến sĩ kỳ vọng sẽ có sự tăng trưởng mạnh mẽ vào năm 2025.

Quan điểm của Tiến sĩ Christoph về chi phí năng lượng ở cấp độ của châu Âu là gì?

Chi phí phát triển các dự án năng lượng tái tạo ở các quốc gia châu Âu khác nhau hiện nay phần lớn là như nhau. Mười đến 15 năm trước, chi phí cho PV và gió là khác nhau ở mỗi quốc gia. Nhìn chung, nhiều quốc gia châu Âu, chẳng hạn như Ba Lan, đã chứng kiến ​​sự gia tăng mạnh mẽ trong việc triển khai các hệ thống PV trong hai năm qua.

Để xem các tin bài khác về “Hệ thống quang điện”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Intersolar