Mỹ lo thiếu, Trung Quốc lại dư thừa quá nhiều: Bắc Kinh phải tìm cách xây siêu kho để cất bớt

Mỹ đối mặt nguy cơ thiếu điện ngày càng tăng

Theo bài đăng ngày 30/1 của Reuters, nguy cơ mất điện tại Mỹ đang trở nên nghiêm trọng hơn do sự thay đổi trong nguồn cung điện và nhu cầu tăng nhanh trong các tháng mùa đông, theo thông báo của Tập đoàn Độ tin cậy Điện lực Bắc Mỹ (NERC) hôm 29/1.

Đánh giá dài hạn của NERC cho thấy, trước cuối thập kỷ này, các khu vực Trung Đại Tây Dương, Trung Tây, Đông Bắc và Texas có thể phải đối mặt với nguy cơ thiếu hụt nguồn cung điện ở mức cao.

Một trận bão mùa đông trong tuần đã khiến hơn 1 triệu hộ gia đình và doanh nghiệp tại Mỹ bị mất điện vào nhiều thời điểm khác nhau, khi hệ thống điện phải vật lộn với gió mạnh và đợt rét kéo dài.

NERC cũng nhận định rằng những tháng lạnh nhất trong năm sẽ đặt ra thách thức ngày càng lớn đối với lưới điện. Nguyên nhân một phần đến từ sự gia tăng nhanh chóng của năng lượng mặt trời — nguồn điện hoạt động hiệu quả nhất vào mùa hè nắng ấm — cùng với xu hướng điện khí hóa các hệ thống sưởi ấm.

Báo cáo dự báo nhu cầu điện tại Mỹ và Canada trong thập kỷ tới sẽ vượt mức nhu cầu cao điểm của 20 năm qua. Nhu cầu điện năng cao điểm vào mùa đông được dự báo tăng thêm 245 gigawatt trong thập kỷ tới; trong đó, một gigawatt đủ cung cấp điện cho khoảng 750.000 hộ gia đình.

Dù nhu cầu điện tại Mỹ thường đạt đỉnh vào mùa hè, tốc độ tăng trưởng nhu cầu cao điểm mùa đông hiện đang vượt mùa hè do ngày càng nhiều hệ thống sưởi được điện khí hóa. Nhìn chung, mức tăng nhu cầu điện được dự báo chủ yếu đến từ các trung tâm dữ liệu.

Theo đánh giá, dự trữ điện năng tại nhiều khu vực dự kiến sẽ giảm do nhu cầu tăng nhanh hơn so với nguồn cung mới. Báo cáo của NERC, hiện vẫn đang được cập nhật, sử dụng dữ liệu và các thông tin tính đến giữa năm 2025.

Tại PJM Interconnection — lưới điện khu vực lớn nhất Bắc Mỹ — tỷ lệ dự trữ nguồn cung dự kiến giảm xuống khoảng 14% vào năm 2030, từ mức gần 30% hiện nay theo dữ liệu năm ngoái. Tại hệ thống lưới điện Trung Tây Mỹ (MISO), dự trữ dự kiến giảm xuống còn 4% so với mức 11% trong cùng kỳ.

Trung Quốc “lo lắng” vì thừa điện

Trong khi đó, theo The China Academy, tại sa mạc Gobi rộng lớn bên ngoài Golmud, tỉnh Thanh Hải (Trung Quốc), một dãy bể chứa khổng lồ màu trắng đã xuất hiện. Bên trong không phải vật liệu thông thường mà là không khí lỏng được làm lạnh tới âm 194°C. Theo các báo cáo, đây là nhà máy lưu trữ năng lượng không khí lỏng lớn nhất thế giới, được mệnh danh là “pin không khí siêu lạnh”.

Về nguyên lý, hệ thống này hoạt động như một cục pin dự phòng khổng lồ. Khi điện năng từ các tuabin gió và tấm pin mặt trời gần đó không được tiêu thụ hết, điện sẽ được dùng để vận hành máy nén, nén và làm lạnh không khí thành dạng lỏng rồi lưu trữ trong các bể chứa. Khi màn đêm buông xuống hoặc nhu cầu đạt đỉnh, không khí lỏng được giải phóng, giãn nở hơn 750 lần về thể tích, vận hành tuabin và tái tạo điện năng.

Mỗi chu kỳ xả có thể cung cấp tới 600.000 kilowatt-giờ điện và hoạt động liên tục trong 10 giờ. Trong một năm, nhà máy dự kiến tạo ra khoảng 180 triệu kilowatt-giờ, đủ đáp ứng nhu cầu hằng ngày của khoảng 30.000 hộ gia đình.

Vai trò quan trọng nhất của hệ thống là giúp ổn định nguồn điện từ gió và mặt trời. Vào tháng 5, Wang Junjie, nhà nghiên cứu tại Viện Vật lý và Hóa học Kỹ thuật thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, cho biết nhà máy sẽ góp phần giảm bớt sự biến động của năng lượng tái tạo.

Ông nhận định: việc sản xuất điện từ năng lượng mặt trời và gió mang tính ngẫu nhiên, biến động và không ổn định, dẫn tới dao động mạnh về cung – cầu điện và ảnh hưởng đến sự ổn định của lưới điện. Nhà máy sẽ lưu trữ điện dư thừa khi gió mạnh hoặc nắng lớn và giải phóng vào thời điểm nhu cầu cao.

Về mặt kỹ thuật, dự án này cũng thuộc nhóm tiên tiến nhất thế giới. Trong một bộ phim tài liệu do Bảo tàng Khoa học và Công nghệ Trung Quốc sản xuất tháng 9, ông Wang cho biết hệ thống đạt hiệu suất lưu trữ năng lượng lạnh hơn 95% và hiệu suất chu trình khép kín trên 55%.

Ngoài ra, công nghệ này có thể hoạt động song song với cơ sở hạ tầng hiện có. Dọc bờ biển Trung Quốc, nhiều trạm tiếp nhận khí tự nhiên hóa lỏng đang lãng phí lượng lớn năng lượng lạnh trong quá trình tái hóa khí; việc tích hợp với hệ thống lưu trữ không khí lỏng có thể nâng cao đáng kể hiệu quả tổng thể. Nhiệt thải từ các nhà máy cũng có thể được sử dụng để làm ấm không khí giãn nở, từ đó tiếp tục nâng cao hiệu suất.

Trên thế giới, một số quốc gia như Anh cũng đang xây dựng các cơ sở tương tự. Nhà máy tại Carrington, Manchester đã khởi công và dự kiến hoàn thành vào năm 2026, vận hành năm 2027. Tuy nhiên, quy mô nhỏ hơn nhiều so với dự án tại Trung Quốc, với công suất 50 megawatt, dung lượng lưu trữ 300 megawatt-giờ và thời gian hoạt động sáu giờ.

Bằng việc thắp sáng sa mạc Gobi và mở rộng quy mô công nghệ này, Trung Quốc đang đưa ra một “giải pháp Trung Quốc” quan trọng nhằm giải quyết thách thức lưu trữ năng lượng tái tạo trên toàn cầu.