Phân tích: Sản lượng điện của Hoa Kỳ giảm khi nhu cầu điện tăng
Tổ chức truyền tải khu vực PJM cho biết độ tin cậy của lưới điện có nguy cơ vào năm 2030
Khi quý vị sạc điện thoại, bật tivi hoặc cắm điện cho xe điện, hãy nghĩ đến than đá, khí đốt và hạt nhân; ba nhiên liệu chính tạo ra điện đang trong tầm tay của quý vị.
Người tiêu dùng được thông báo rằng điện sạch hơn, và các quy định của chính phủ đang buộc phải chuyển đổi sang bếp điện, hệ thống sưởi điện, và xe hơi điện.
Chỉ 5.8% xe hơi mới được bán ở Hoa Kỳ vào năm 2022 là xe điện. Nhưng với quy định được đề xướng của Tổng thống Joe Biden rằng 60% doanh số bán xe hơi mới phải là xe điện vào năm 2030, và sau đó là 67% doanh số bán hàng vào năm 2032, nhu cầu về điện dự kiến sẽ tăng mạnh trong bảy năm tới.
Đồng thời, sản xuất điện đang trong một quá trình chuyển đổi bắt buộc sang năng lượng tái tạo như quang năng và phong năng, và cho đến khi quá trình chuyển đổi đó hoàn tất, thì mọi thứ sử dụng điện hiện được cung cấp chủ yếu bằng than, khí đốt, và hạt nhân.
Lưới điện vẫn chưa sẵn sàng đáp ứng nhu cầu được dự báo này.
Theo một báo cáo gần đây của PJM Interconnection, độ tin cậy của lưới điện đang gặp rủi ro. PJM, một trong bảy tổ chức truyền tải khu vực ở Hoa Kỳ, điều phối hoạt động vận chuyển cung cấp điện ở tất cả hoặc một phần của 13 tiểu bang và District of Columbia để bảo đảm độ tin cậy của lưới điện — rằng luôn có điện khi cần thiết.
Nhưng PJM đã xác định những rủi ro tiềm ẩn đối với độ tin cậy của toàn hệ thống điện vào năm 2030 nếu xu hướng hiện tại vẫn tiếp tục.
Báo cáo này cho biết có “độ trễ về thời gian giữa việc ngừng sử dụng tài nguyên, tăng trưởng tải, và tốc độ gia nhập của hệ thống sản xuất mới”. Nói cách khác, sản lượng điện giảm khi nhu cầu tăng lên và năng lượng thay thế sẽ không đủ để đáp ứng nhu cầu.
Đây không phải là lúc để giảm công suất điện ở Hoa Kỳ, nhưng đó chính xác là những gì đang xảy ra.
Ngừng hoạt động nhanh chóng
Báo cáo của PJM cho biết các nhà máy sản xuất nhiệt điện (than, dầu, khí đốt, hạt nhân) đang ngừng hoạt động với tốc độ nhanh chóng do các chính sách của chính phủ và khu vực tư nhân, cũng như nền kinh tế.
Nhà máy nhiệt điện than lớn nhất của Pennsylvania, Nhà máy điện Homer City, đã thông báo trong tháng này rằng họ sẽ đóng cửa vào ngày 01/07 tới, sa thải 129 công nhân. Điều này có nghĩa là tất cả năm nhà máy đốt than ở Pennsylvania sẽ ngừng hoạt động hoặc chuyển sang sử dụng khí đốt tự nhiên vào năm 2028.
Hoa Kỳ dẫn đầu toàn cầu về số lượng nhà máy nhiệt điện than ngừng hoạt động vào năm 2022, với công suất 13.5 GW đã ngừng hoạt động vào năm 2022, theo Global Energy Monitor, một tổ chức phi chính phủ có trụ sở tại San Francisco chuyên theo dõi các dự án nhiên liệu hóa thạch và năng lượng tái tạo trên toàn thế giới và thúc đẩy chuyển đổi sang cái gọi là năng lượng tái tạo.
Một gigawatt (GW) bằng 1 tỷ watt.
Không có nhà máy nhiệt điện than mới nào hiện đang được xây dựng ở Hoa Kỳ, nhưng khi quốc gia này chạy đua hướng tới mức carbon ròng bằng không, thì Trung Quốc đang đi theo hướng ngược lại.
Công suất than mới đang được phát triển ở Trung Quốc tăng 38% vào năm 2022 (266 GW lên 366 GW hàng năm), trong khi công suất ở phần còn lại của thế giới giảm 20% (214 GW xuống 172 GW). Theo Global Energy Monitor, Trung Quốc hiện chiếm 68% công suất than mới đang được phát triển trên toàn cầu, tăng từ 55% của một năm trước.
Điện hạt nhân cũng đang biến mất nhanh hơn tốc độ được thay thế.
Lò phản ứng điện hạt nhân mới đầu tiên trong bảy năm ở Hoa Kỳ đã bắt đầu phân tách các nguyên tử vào tháng trước. Georgia Power cho biết Lò phản ứng Vogtle của họ ở Waynesboro, Georgia, dự kiến sẽ đi vào hoạt động đầy đủ vào tháng Năm hoặc tháng Sáu.
Ít nhất 13 lò phản ứng điện hạt nhân của Hoa Kỳ đã đóng cửa vĩnh viễn kể từ năm 2012.
Ủy ban Quản lý Hạt nhân cấp giấy phép cho tám lò phản ứng hạt nhân khác đã hoạt động được 15 năm hoặc lâu hơn, và vẫn không rõ liệu những lò phản ứng này có bắt đầu sản xuất điện hay không hoặc khi nào.
Phát ngôn viên của PJM Dan Lockwood nói với The Epoch Times: “Tập hợp các dự án phát điện và truyền tải điện yêu cầu nối vào lưới điện của PJM — những tài nguyên phát điện đang tìm cách nối vào hệ thống điện của PJM — chủ yếu bao gồm các tài nguyên không liên tục và có thời lượng hạn chế — chẳng hạn như năng lượng tái tạo phụ thuộc vào gió và mặt trời hoặc pin chỉ có thể cung cấp điện trong một số giờ giới hạn.”
Ông nói thêm: “Với đặc điểm hoạt động của các nguồn tài nguyên này, chúng tôi cần nhiều megawatt từ các tài nguyên này để thay thế một megawatt sản xuất từ nhiệt điện,” đồng thời giải thích rằng PJM đang làm việc với các bên liên quan và các nhà hoạch định chính sách của tiểu bang và liên bang để duy trì độ tin cậy khi hệ thống ngày càng phụ thuộc nhiều hơn vào năng lượng tái tạo.
“Với độ tin cậy là ưu tiên cao nhất của chúng tôi, chúng tôi tập trung vào việc bảo đảm cho một quá trình chuyển đổi năng lượng đáng tin cậy khi chúng ta xúc tiến quá trình này.”
Thị trường điện hỗn hợp
Nhiều người tiêu dùng không nhận ra rằng điện của họ đến từ sự pha trộn của các nhà máy phát điện.
PJM hoạt động với hơn 1,400 nguồn sản xuất điện. Cách dễ nhất để hiểu sự pha trộn này là xem trang web của PJM nơi biểu đồ hình tròn hiển thị, gần như theo thời gian thực, sự kết hợp của các nguồn hiện đang cung cấp điện trong phạm vi hoạt động của PJM thông qua tất cả hoặc một phần của Delaware, Illinois, Indiana, Kentucky, Maryland , Michigan, New Jersey, North Carolina, Ohio, Pennsylvania, Tennessee, Virginia, West Virginia, và District of Columbia.
Trước khi điện đến công tắc đèn của quý vị, nó được tạo ra bằng nhiều cách, bao gồm than, dầu, khí đốt, hạt nhân, thủy điện, gió và mặt trời. Các nhà sản xuất điện sắp xếp việc bán điện thông qua một loạt ba thị trường PJM, thị trường “ngày hôm nay”, thị trường “thời gian thực” và “thị trường công suất”.
“Thị trường công suất là một lời cam kết cung cấp điện theo yêu cầu trước ba năm. Vì vậy, nếu họ có một cuộc đấu giá công suất vào năm 2020, thì đó là lời cam kết sẽ cung cấp điện vào năm 2023,” bà Rachel Gleason, giám đốc điều hành của Liên minh Than Pennsylvania, nói với The Epoch Times.
Trong quá trình đấu giá trên thị trường cạnh tranh, PJM xác định mức chi phí thấp nhất của các nhà máy sản xuất điện sẵn có cần thiết để đáp ứng nhu cầu mỗi giờ, sau đó xác định giá thanh toán bù trừ tại mỗi địa điểm trong khu vực cho mỗi giờ. Khi giá thấp nhất được xác định, tất cả các nhà máy sản xuất điện đều được trả mức giá như nhau cho giờ đó.
PJM trả cho các nhà máy sản xuất điện một khoản thanh toán hàng ngày để đổi lấy lời cam kết cung cấp điện trong ba năm trên thị trường công suất.
Bà Gleason cho biết trong những năm gần đây, năng lượng tái tạo — phong năng và quang năng — đã có thể tham gia vào thị trường công suất, mặc dù chúng không đáng tin cậy. Năng lượng tái tạo rẻ hơn để sản xuất so với than, khí đốt và hạt nhân, và chúng được chính phủ trợ cấp.
Vì điều này, chúng có giá đấu thầu thấp nhất và thiết lập mức giá.
“Trong những năm gần đây, những khoản thanh toán công suất đó đã giảm đi một lượng tiền đáng kể. Vì vậy, quý vị có các nguồn tải cơ bản — hạt nhân, than đá và có thể là một lượng khí đốt tự nhiên — [điều đó] không hoàn toàn rõ ràng trong cuộc đấu giá công suất đó.”
Bà Gleason cho biết, trong khi thị trường công suất có trước ba năm, thì thị trường thời gian thực quay vòng mỗi năm phút.
Các nhà vận hành lưới điện PJM liên tục theo dõi để bảo đảm có đủ điện năng đáp ứng nhu cầu.
Đôi khi, một cơn bão mùa đông làm đóng băng các cơ chế trong đường ống dẫn khí và khí ngừng chảy. Đôi khi gió không quay cánh quạt và mặt trời không chiếu sáng các tấm quang năng. Trong những trường hợp đó, PJM phải mua điện từ thị trường theo thời gian thực để đáp ứng nhu cầu.
Bà Gleason cho biết: “Nếu quý vị nhận được khoản thanh toán công suất đó và quý vị đã hứa cung cấp điện nhưng quý vị không làm như vậy, thì quý vị sẽ bị phạt.”
Nhiệt độ giảm đột ngột có thể khiến người tiêu dùng trên khắp một khu vực tăng hệ thống sưởi cùng lúc, làm tăng nhu cầu bất ngờ. Một lần nữa, PJM cần có thêm điện từ thị trường trong thời gian thực.
Bà Gleason cho biết điện hạt nhân vẫn luôn được sản xuất ở cùng một mức độ; chúng không thể tăng tốc để đáp ứng nhu cầu bổ sung trong trường hợp khẩn cấp. “Nhưng than có nhiên liệu tại chỗ, chúng thực sự ở đó tại nhà máy. Quý vị có thể đốt nhiều hơn, đốt ít hơn, tạo ra nhiều hoặc ít năng lượng hơn trong nháy mắt.”
Đó là lý do tại sao PJM kêu gọi thêm than vào hỗn hợp nguồn phát điện của mình hồi tháng 12/2022, trong cơn bão mùa đông Elliott.
Nguyễn Lê biên dịch
Quý vị tham khảo bản gốc từ The Epoch Times
