Pin mặt trời khiến giá điện âm ở California

Khi giá điện âm do sản xuất năng lượng Mặt trời trên mái nhà tăng vọt, chính quyền bang California đang loay hoay tìm cách giải quyết lượng điện dư thừa.

Ở bang California đầy nắng, pin Mặt trời có ở khắp mọi nơi. Chúng nằm giữa quang cảnh sa mạc khô cằn ở vùng Central Valley và rải rác trên những mái nhà ở trung tâm đô thị Los Angeles. Theo tính toán mới nhất, California có gần 47 gigawatt công suất điện Mặt trời lắp đặt, đủ để cung cấp cho 13,9 triệu hộ gia đình và đáp ứng hơn 1/4 lượng điện ở bang. Nhưng hiện nay, chính quyền bang và đơn vị vận hành lưới điện đang vật lộn với tình thế kỳ quặc. Quá nhiều điện Mặt trời vào những ngày nắng khi nhu cầu không quá cao dẫn tới giá điện âm, theo Washington Post.

Những ngôi nhà phủ đầy pin Mặt trời ở California. (Ảnh: Adobe)

Để xử lý, California ngừng khuyến khích lắp pin Mặt trời trên mái nhà và giảm tốc độ lắp đặt. Nhưng lợi ích kinh tế thu hẹp có thể làm chậm sự phát triển của điện Mặt trời ở một bang đang tìm cách chuyển sang năng lượng tái tạo. Khi các bang khác xây dựng nhiều nhà máy điện Mặt trời hơn, họ có thể sẽ sớm đối mặt vấn đề tương tự.

"Đây là thách thức không thể nào vượt qua", Michelle Davis, giám đốc điện Mặt trời toàn cầu ở công ty nghiên cứu và cố vấn về năng lượng Wood Mackenzie Power and Renewables nói. "Nhưng đó là thách thức mà nhiều nhà vận hành lưới điện chưa bao giờ giải quyết".

Điện Mặt trời có nhiều lợi ích tuyệt vời: gần như không tốn chi phí vận hành sau khi xây dựng, không tạo ra ô nhiễm không khí và sản xuất năng lượng mà không cần đốt nhiên liệu hóa thạch. Nhưng một bất lợi chính của nó là Mặt trời không chiếu sáng mọi lúc.

Cách đây hơn 15 năm, nhóm nghiên cứu ở Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia lập mô hình điện Mặt trời phổ biến trong tương lai và nhận ra điều kỳ lạ. Khi có nhiều điện Mặt trời trong lưới điện, chênh lệch giữa như cầu về điện và năng lượng tái tạo có hình chữ U. Nhu cầu cao vọt vào buổi sáng sẽ bị thay thế bởi nhu cầu gần như bằng 0 vào buổi trưa, khi điện Mặt trời có thể sản xuất tất cả lượng điện mà người dân cần. Sau đó, khi Mặt trời lặn, nhu cầu lại tăng vọt lần nữa.

Nhà vận hành lưới điện California, CAISO, gọi hiệu ứng này là "đường cong con vịt". Hiệu ứng rõ rệt nhất trong những tháng mùa xuân, khi pin Mặt trời nhận được nhiều ánh nắng nhưng có ít nhu cầu sưởi và làm mát. Trong vài năm gần đây ở California, đường cong con vịt trở thành một hẻm sâu khổng lồ và năng lượng Mặt trời không được dùng đến. Năm 2022, cả bang lãng phí 2,4 triệu megawatt giờ điện, 95% trong số đó là điện Mặt trời. Năm ngoái, bang này trải qua mức lãng phí đó chỉ trong 8 tháng đầu năm.

Clyde Loutan, giám đốc phụ trách kết hợp năng lượng tái tạo ở CAISO, cho biết California từ lâu đã chuẩn bị cho việc có nhiều điện Mặt trời hơn trong mạng lưới nhưng họ đã đánh giá thấp tốc độ phát triển của pin Mặt trời tại nhà riêng.

Cắt giảm điện Mặt trời không khó khăn về mặt kỹ thuật, theo Paul Denholm, nghiên cứu sinh ở Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia. Nhưng giảm bớt điện tự sản xuất làm tăng giá điện, đồng thời giảm lợi ích của lắp đặt pin Mặt trời trên mái nhà. Từ thập niên 1990, California trả tiền cho chủ sở hữu pin Mặt trời trên mái nhà khi họ cung cấp năng lượng cho lưới điện. Điều đó có nghĩa họ thu được 0,2 - 0,3 USD cho mỗi kilowatt giờ điện mà họ sản xuất.

Nhưng cách đây một năm, chính quyền bang thay đổi hệ thống trên và hiện nay chỉ đền bù cho người mới sở hữu pin Mặt trời theo giá trị điện của họ đối với mạng lưới. Vào mùa xuân, khi đường cong con vịt sâu nhất, số tiền có thể giảm gần bằng 0. Khách hàng có thể nhận nhiều tiền hơn nếu lắp đặt pin và cung cấp điện cho mạng lưới vào buổi sáng hoặc chập tối. Thay đổi này vấp phải sự phản đối dữ dội từ người dân California và các công ty điện Mặt trời trên mái nhà. Công ty điện Wood Mackenzie dự đoán hoạt động lắp đặt pin Mặt trời của người dân California sẽ giảm khoảng 40% trong năm 2024.

Các bang khác chậm ứng dụng pin Mặt trời hơn California cũng bắt đầu trải qua tình trạng tương tự. Nevada, bang sản xuất 23% điện từ năng lượng Mặt trời, cũng ghi nhận đường cong con vịt sâu dần. Hawaii, nơi hàng nghìn ngôi nhà lắp pin Mặt trời trên mái, đã giảm chi trả cho những hộ gia đình đó.

Các nhà vận hành lưới điện California hy vọng trải nghiệm của họ sẽ đem lại bài học cho những bang khác. CAISO đang bán điện dư thừa cho một số bang lân cận. California cũng lên kế hoạch lắp thêm pin và những hệ thống lưu trữ điện Mặt trời khác để dùng vào chiều tối. Đường dây truyền tải cũng có thể giúp phân phối điện đồng đều hơn. Vài vụ mất điện đến từ khu vực không có đủ đường dây điện để đáp ứng khi điện Mặt trời tăng đột ngột.

• Thử nghiệm truyền điện Mặt trời từ vũ trụ của Mỹ thành công
• Vì sao châu Phi nhiều nắng nhưng lại khó làm điện mặt trời?
• Hầu hết pin mặt trời trên thế giới lắp đặt sai hướng