Tại sao nước Đức vẫn phải duy trì các nguồn điện từ nhiên liệu hóa thạch?
Câu hỏi trên con đường tiến đến phát thải - Net Zero luôn là bao nhiêu công suất năng lượng tái tạo thì đủ điện? Tại sao với công suất đặt NLTT rất lớn (vượt 1,76 lần so với nhu cầu), nước Đức vẫn cần điện hạt nhân, than và đặc biệt là khí đốt của Nga?
Nếu nhìn vào công suất lắp đặt của nước Đức hiện tại, ta thấy tỷ lệ năng lượng tái tạo (NLTT) cao vào loại nhất thế giới. Cộng các nguồn NLTT bao gồm thủy điện (chưa tính thủy điện tích năng), sinh khối, gió, mặt trời, nước Đức đã có 141 GW, trong khi nhu cầu điện tối đa chỉ có 80 GW. Vậy là công suất đặt của NLTT ở Đức vượt 1,76 lần so với nhu cầu, hay gọi là có 76% dự trữ. May là phụ tải đỉnh ở Đức xảy ra vào giữa trưa - tức là khi điện mặt trời phát được tối đa công suất. Hệ thống điện của Đức kết nối rất tốt với toàn bộ châu Âu. Vậy thì còn thiếu gì nữa mà vẫn phải cần đến điện hạt nhân, than, khí và cả dầu?
Bảng công suất đặt các nguồn điện ở Đức:
Nhưng nếu nhìn vào cơ cấu sản lượng điện năm 2021 của nước Đức ta thấy điện từ NLTT, bao gồm cả thủy điện, chỉ đáp ứng được 45,7% nhu cầu điện. Phần còn lại là sản lượng điện từ nhiên liệu hóa thạch (than, khí, dầu), 41,1% và năng lượng hạt nhân, 13,2%.
Đó là do bản chất của điện gió và mặt trời. Ta hãy xem một tuần gần đây (từ 11/7 đến 18/7/2022). Trong tuần đó, lúc đỉnh điểm trưa ngày 17/7 điện mặt trời phát được 40,16 GW, bằng 65% công suất đặt. Nhưng chỉ là thời điểm ngắn ngủi, trước đó và sau đó, dù mùa hè nước Đức có ánh sáng đến 10 giờ tối, công suất điện mặt trời cũng tụt giảm nhanh chóng. Ngày kém nhất trong tuần, 11/7, đỉnh công suất điện mặt trời đạt 25,39 GW, bằng 41% công suất đặt. Sau 9 giờ tối tất nhiên là công suất phát bằng 0.
Gió có kiểu thất thường khác, lúc cao nhất là 7 giờ tối ngày 14/7 công suất điện gió đạt đỉnh của tuần, đạt 21,40 GW cả trên bờ và ngoài khơi - tức là thời điểm cao nhất gió cũng chỉ đạt 33% công suất đặt. Thời điểm lặng gió nhất, 8 giờ sáng ngày 12 tháng 7 công suất điện gió chỉ đạt 1,37 GW, tương đương 2% công suất đặt. Chưa hết, trong suốt hai ngày 11 và 12/7, công suất điện gió chỉ đạt trung bình 4 GW, tức là 6% công suất đặt.
Một lý do nữa khiến cho điện gió không bao giờ được phát hết công suất là hệ thống cần duy trì 15-20 GW công suất chạy nền ổn định. Phần chạy nền do điện hạt nhân, sinh khối, thủy điện (chủ yếu loại dòng chảy), một phần nhiệt điện than nâu và than đá đảm nhận. Chỉ còn 40-60 GW cho các nguồn biến thiên, trong khi tổng công suất đặt của điện gió và mặt trời là 126 GW, hơn gấp đôi nhu cầu. Nếu vào thời điểm hiếm hoi nào đó, điện gió và mặt trời phát được hết công suất thì điều độ không cần sử dụng thủy điện tích năng.
Cùng là năng lượng tái tạo, thủy điện và sinh khối cấp điện ổn định hơn nhiều so với gió và mặt trời. Nhưng công suất của chúng ở Đức quá nhỏ để có thể bù lại được cho điện mặt trời vào buổi đêm. Công suất thủy điện tích năng của Đức rất đáng nể, nhưng cũng chỉ bù được một thời gian ngắn trong ngày, không thể gánh việc thiếu hụt điện gió liền trong hai ngày được.
Chính vì sự thất thường của gió và mặt trời nên dù công suất đặt của hai loại này cao hơn nhiều so với nhu cầu, Đức vẫn phải duy trì các nguồn điện từ nhiên liệu hóa thạch. Và năng lượng hóa thạch ở Đức cung cấp sản lượng điện không kém so với NLTT. Đặc biệt là điện khí có độ linh hoạt cao nên phải cáng đáng bù cho NLTT. Năm 2021 điện khí đóng góp 10,4% sản lượng điện của nước Đức. Điện than của nước Đức cũng phải vận dụng hết độ linh hoạt công suất để bù cho NLTT.
May là nước Đức còn có điện hạt nhân. Các nhà máy điện hạt nhân xây từ những năm 1980 đến nay vẫn phát điện trong khi nhiều nhà máy khác đã bị đóng cửa. Nếu không có điện hạt nhân, nước Đức đã phải dùng nhiều điện từ nhiên liệu hóa thạch, trong đó có khí đốt, hơn là từ NLTT.
ĐÀO NHẬT ĐÌNH - CHUYÊN GIA TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM
Theo Tạp chí Năng lượng Việt Nam
