Skip to main content

Giảm phát thải carbon tại Azores: Lưu trữ pin và vi lưới

Terceira, một trong chín hòn đảo của quần đảo Azores, đang thực hiện chuyển đổi số lưới điện nhằm tăng cường đáng kể khả năng chống chịu của hệ thống và nâng cao tỷ trọng năng lượng tái tạo.

Kết hợp thế giới thực và thế giới số

Azores vốn đã nổi tiếng với hệ sinh thái động thực vật phong phú nay còn trở nên “xanh” hơn ở một khía cạnh khác - đảm bảo nguồn cung điện sạch hơn và giảm sự phụ thuộc vào các máy phát chạy bằng nhiên liệu hóa thạch. Để đạt được điều này, Terceira đã mở rộng năng lực phát điện từ nguồn tái tạo tại địa phương, với vi lưới thông minh đóng vai trò trung tâm. Phối hợp với Fluence, Siemens đang triển khai một hệ thống quản lý vi lưới và hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin quy mô lớn vận hành tự động nhằm đẩy nhanh lộ trình hướng tới một lưới điện bền vững hơn cho quần đảo.

Azores là một quần đảo núi lửa nằm cách đất liền Bồ Đào Nha 1.400 km, nơi sinh sống của nhiều loài không tồn tại ở bất kỳ nơi nào khác trên thế giới. Kể từ năm 2023, các đảo này có thêm một điểm nhấn mới - dù có lẽ hấp dẫn hơn với những người quan tâm đến công nghệ hơn là những người yêu thiên nhiên: một trong những hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin lớn nhất châu Âu đã được xây dựng tại Terceira, một trong chín hòn đảo có người sinh sống của quần đảo.

External view of Terceira power plant on a hill

Năng lượng tái tạo cho Terceira Terceira

Thủ phủ của Terceira, Angra do Heroísmo có khu phố cổ và các công trình phòng thủ được UNESCO công nhận là Di sản thế giới. Giải pháp vi lưới và lưu trữ pin mới sẽ giúp tăng khả năng cung cấp năng lượng tái tạo cho thành phố lịch sử này cũng như tất cả các đô thị khác trên đảo.

Các nguồn năng lượng tái tạo quan trọng nhất trên đảo bao gồm:

  • năng lượng địa nhiệt
  • năng lượng gió
  • năng lượng thủy điện
  • năng lượng mặt trời

Lịch sử khai thác năng lượng tái tạo của Azores đã kéo dài nhiều thập kỷ. Vào cuối những năm 1980, quần đảo này đã lắp đặt các tuabin gió đầu tiên và nhà máy điện địa nhiệt đầu tiên được đưa vào vận hành không lâu sau đó. Ngày nay, tất cả các đảo có người sinh sống đều sản xuất điện từ các nguồn năng lượng tái tạo. Khoảng 40% nhu cầu điện của toàn quần đảo được đáp ứng bằng năng lượng tái tạo. Trong đó, năng lượng địa nhiệt giữ vai trò đặc biệt quan trọng, chiếm 60% tổng sản lượng điện tái tạo; phần còn lại chủ yếu đến từ các nhà máy điện gió và thủy điện.

Một thiên đường đảo đang bị đe dọa

Giống như tất cả các hòn đảo khác, Azores đặc biệt dễ bị tổn thương trước biến đổi khí hậu. Mực nước biển dâng đe dọa các khu dân cư ven biển. Các nhà nghiên cứu cũng dự báo rằng trong những thập kỷ tới, nhiều đảo sẽ phải đối mặt với tình trạng hạn hán gia tăng – một nguy cơ tiềm ẩn đối với nguồn cung nước uống.

Dĩ nhiên, các đảo không thể tự mình giải quyết vấn đề này nhưng họ có thể góp phần giảm lượng phát thải CO₂ toàn cầu.

Năng lượng từ chính các đảo phục vụ cho các đảo

Tại Azores, việc giảm phát thải carbon được hoạch định như một phần của chiến lược năng lượng tổng thể, bao gồm việc liên tục mở rộng năng lượng tái tạo và triển khai nhiều giải pháp khác như khuyến khích sử dụng phương tiện điện.

Thông qua việc mở rộng sản xuất năng lượng tái tạo tại địa phương, Azores đồng thời giải quyết hai vấn đề. Sản lượng điện từ các nguồn tái tạo tăng lên đồng nghĩa với việc giảm phát thải khí nhà kính. Đồng thời, sản xuất tại chỗ giúp giảm sự phụ thuộc vào đất liền bởi khoảng 60% nhu cầu năng lượng của các đảo vẫn đang được nhập khẩu dưới dạng nhiên liệu hóa thạch.

A map of the Azores archipelago highlighting wind energy production.
A solar panel installation in the Azores, Portugal, with a clear blue sky and a mountain range in the background.

Lưu trữ điện để vận hành lưới điện ổn định hơn

Mỗi hòn đảo có một lưới điện độc lập riêng. Vì vậy, không thể cải tổ nguồn cung điện cho toàn bộ quần đảo cùng lúc mà cần có các giải pháp riêng cho từng đảo - chẳng hạn như tại Terceira. Tại đây, công ty điện lực Bồ Đào Nha Electricidade dos Açores (EDA) đang đầu tư vào công nghệ tiên tiến: một hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin có công suất 15 megawatt (MW) kết hợp với hệ thống quản lý vi lưới thông minh của Siemens. Hệ thống lưu trữ do Fluence cung cấp bảo đảm không có lượng điện nào được sản xuất tự chủ bị lãng phí và tất cả đều được sử dụng hiệu quả tối đa. Hệ thống sẽ hấp thụ phần năng lượng dư thừa và đưa trở lại lưới điện để đáp ứng nhu cầu khi sản lượng phát điện thấp.

Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin còn mang lại thêm hai lợi ích:

  • Điều tần
  • Cân bằng điện áp cho lưới điện của đảo, qua đó nâng cao độ ổn định

Được thiết kế theo dạng mô-đun: Hệ thống lưu trữ do Fluence cung cấp sẽ hấp thụ phần năng lượng dư thừa và đưa trở lại lưới điện để đáp ứng nhu cầu khi sản lượng phát điện thấp.

Storage facility for grid energy on Azorean island of Terceira

Hệ thống quản lý vi lưới thông minh bảo đảm vận hành hiệu quả

Các hệ thống lưu trữ vi lưới và lưu trữ thông minh cho phép tích hợp hoàn toàn năng lượng gió, năng lượng mặt trời và các nguồn điện khác, đồng thời cho phép giám sát và điều khiển toàn bộ hạ tầng theo thời gian thực, cũng như đưa ra các dự báo hằng ngày về sản lượng điện, mức tiêu thụ và việc sử dụng lưu trữ dựa trên nhiều loại dữ liệu khác nhau, bao gồm cả dữ liệu thời tiết.

Hệ thống này có thể bổ sung thêm 6 megawatt vào cơ cấu nguồn điện từ các nguồn năng lượng tái tạo và nội sinh như địa nhiệt. Điều đó có nghĩa là với hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin mới, trong trung hạn, đảo có thể nâng tỷ trọng năng lượng tái tạo lên khoảng 60%.

Bản thiết kế cho các đảo năng lượng

Khi đạt mục tiêu 60% năng lượng tái tạo, hệ thống lưu trữ pin được thiết kế theo dạng mô-đun có thể được mở rộng theo nhu cầu. Cách tiếp cận này tương tự như các lưới điện trên đảo khác đang nhanh chóng giảm phát thải carbon, chẳng hạn như Ireland, quốc gia đang tiến nhanh tới mục tiêu đạt 70% điện năng từ nguồn tái tạo vào năm 2030 và cũng đang đầu tư hệ thống lưu trữ pin để hỗ trợ đạt được mục tiêu này.

Tuy nhiên, ngay cả với cấu hình hiện tại, hệ thống đã mang lại những cải thiện rõ rệt cho Terceira. Lượng tiêu thụ diesel hằng năm của đảo đã giảm 1.150 tấn do giảm nhu cầu sản xuất điện từ các máy phát. Con số này tương đương với việc cắt giảm hơn 3.500 tấn CO₂ mỗi năm - tương đương khoảng 1.500 phương tiện mỗi năm di chuyển 20.000 km. Vì vậy, hệ thống quản lý vi lưới mới nhiều khả năng sẽ không chỉ thu hút những người quan tâm đến công nghệ mà còn cả những người yêu thiên nhiên.