Tại sao nước Mỹ mất điện nhiều hơn bất kỳ quốc gia phát triển trên thế giới?

  • 1.043

Mạng lưới điện của cường quốc số một thế giới hiện đã lỗi thời và xuống cấp, nhưng các công ty dịch vụ công chẳng muốn giải quyết tình trạng này cho lắm.

Khi cơn bão nhiệt đới Isaias quét qua vùng bờ đông nước Mỹ hồi đầu tháng này, hơn 2 triệu người đã phải đối mặt vời tình cảnh mất điện. Đợt mất điện này diễn ra trong nhiều ngày tại một số khu vực. Ở Connecticut, hơn 4.000 người không có điện để sử dụng trong suốt một tuần sau cơn bão.

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu trở nên gay gắt hơn, và cơ sở hạ tầng thì xuống cấp không ngừng, những đợt mất điện như vậy có lẽ sẽ ngày càng phổ biến. Trên thực tế, tình trạng mất điện đã tăng dần trong nhiều thập kỷ qua, và các công ty dịch vụ công lại không có được sự chuẩn bị chu đáo để đối mặt với thách thức kép: ứng phó với các hiện tượng thời tiết ngày một khắc nghiệt và nâng cấp các trang thiết bị ngày một cũ kỹ hơn.

Các đường dây diện lâu đời nhất của Mỹ được lắp đặt từ những năm 1880, và phần lớn lưới điện ngày nay được hình thành trong thập niên 1950 và 1960, với quãng thời gian dự kiến hoạt động là 50 năm. Khi các cột điện, dây dẫn và các trạm biến thế được dựng lên từ hàng thập kỷ trước, người ta đã cố ý xây dựng hệ thống điện vượt mức cần thiết nhằm đáp ứng được nhu cầu đang ngày một tăng cao - theo lời Alexandra von Meier, một kỹ sư điện tại Đại học California. Nhưng ngày nay, nó đã đạt đến công suất tối đa và các trang thiết bị cũ thì đang dần "rơi rụng".

Cơ sở hạ tầng xuống cấp thì những đợt mất điện có lẽ sẽ ngày càng phổ biến.
Cơ sở hạ tầng xuống cấp thì những đợt mất điện có lẽ sẽ ngày càng phổ biến.

Tuy nhiên, tình hình tệ đến mức nào thì không ai rõ. Theo một phân tích của trang Climate Central, những đợt mất điện lớn (ảnh hưởng đến hơn 50.000 hộ gia đình hoặc doanh nghiệp) đã phổ biến gấp 10 lần so với quãng thời gian từ giữa thập niên 1980 đến 2012. Từ 2003 đến 2012, những đợt mất điện liên quan đến thời tiết đã tăng gấp đôi. Trong một báo cáo năm 2017, Hiệp hội Kỹ sư Dân dụng Mỹ cho biết có tổng cộng 3.571 đợt mất điện trong năm 2015, trung bình mỗi đợt kéo dài 49 phút. Cơ quan Năng lượng Mỹ báo cáo rằng trong năm 2016, trung bình mỗi khách hàng sử dụng điện có 1,3 lần bị mất điện, và tổng thời gian mất điện của họ tính trung bình là 4 tiếng. Lý do giải thích cho việc những con số ước tính nêu trên có sự giao động lớn, có lẽ một phần xuất phát từ sự kín kẽ trong việc chia sẻ dữ liệu của các công ty điện lực - theo Sayanti Mukherjee, một kỹ sư dân dụng chuyên ngành bền vững năng lượng tại Đại học Buffalo. "Nếu bạn làm một phân tích chi tiết, bạn sẽ thấy tất cả các nguồn kia có sự khác biệt. Có rất nhiều sai lệch" - cô nói.

Theo một phân tích, nước Mỹ có số đợt mất điện nhiều hơn bất kỳ quốc gia phát triển nào. Nghiên cứu bởi Massoud Amin, một kỹ sư điện và máy tính tại Đại học Minnesota, cho thấy trong khi những người sống ở khu thượng Trung Tây nước Mỹ bị mất điện trung bình 92 phút/năm, trong khi con số này ở Nhật chỉ là... 4 phút. Theo so sánh của Galvin Electricity Initiative, khách hàng sử dụng điện tại Mỹ trung bình phải chịu "sống trong bóng tối" nhiều hơn 8 quốc gia công nghiệp khác.

Đáng chú ý hơn cả, các công ty điện lực nhìn chung vẫn chậm chạp trong việc thực hiện công tác bảo dưỡng quan trọng, chứ chưa nói đến nâng cấp các hệ thống của họ. Trong hầu hết các đợt mất điện, cây cối trở thành đối tượng bị đổ lỗi: gió to khiến cành cây vướng vào dây điện! Tại những khu vực có rừng, các nhà cung cấp điện thường phải cắt bớt các cành cây để chúng không gây hoạ trong thời tiết mưa gió hoặc bão bùng. Nghe có vẻ đơn giản, nhưng nếu gặp phải những nơi cây cối rậm rạp, đây sẽ là việc vô cùng khó khăn. Theo B. Don Russell, một kỹ sư điện tại Đại học A&M Texas, "trong những khu vực có rừng, chi phí lớn nhất đối với các công ty điện là bảo trì cây cối".

Hầu hết người Mỹ - chính xác là 68% - lấy điện thông qua các hệ thống phân phối quản lý bởi các công ty điện lực thuộc sở hữu của các nhà đầu tư. Về bản chất, một công ty như thế này sẽ thuộc về cả các khách hàng lẫn các cổ đông, và trong khi khách hàng muốn ưu tiên đảm bảo tính ổn định, vốn đòi hỏi những trang thiết bị mới đắt đỏ, các cổ đông thường thích lợi nhuận hơn. Và điều đó có nghĩa các công ty sẽ trì hoãn việc thay thế trang thiết bị càng lâu càng tốt. "Đó là một ngành công nghiệp tư nhân. Do đó, bên cạnh việc chăm sóc khách hàng, họ còn tìm kiếm lợi nhuận... do đó họ cố kéo dài vòng đời của các thiết bị càng lâu càng tốt", Mukherjee nói.

Một số người sẽ lý luận rằng các công ty thường ưu ái các nhà đầu tư hơn khách hàng. "Xét cho cùng, các công ty điện lực là những thực thể tìm kiếm lợi nhuận, chính là sự độc quyền", Mark Paul, một nhà kinh tế học môi trường tại Đại học Florida nói. "Điều chúng ta luôn quan sát được là các công ty điện lực thu tiền bảo dưỡng rồi trì hoãn quá trình bảo dưỡng đó. Và thay vào đó, họ ưu tiên trả tiền cho các cổ đông". Theo Paul, một ví dụ điển hình là công ty Pacific Gas & Electric, vốn nắm giữ một phần lớn thị trường Bắc California. Hồi đầu năm nay, PG&E bị buộc tội ngộ sát 84 người sau khi các cơ quan chính quyền phát hiện ra vụ cháy rừng năm 2018 (được đặt tên là Camp Fire) bắt nguồn từ những trang thiết bị ít được bảo dưỡng của họ.

Nếu công tác bảo dưỡng cơ bản hiện nay được xem là một khó khăn, thì mọi thứ sẽ còn tồi tệ hơn trong nhiều năm sắp tới. Năm nay, Đại Tây Dương có lẽ sẽ phải chịu số lượng các trận bão tăng gấp đôi so với bình thường, và thời tiết nóng bức trong mùa hè có thể dẫn đến những vụ cháy lớn ở phía Tây (Colorado hiện đang chìm trong lửa, tính đến thứ hai đã có hơn 125.000 acres rừng bị cháy); trong một bản dự báo cháy được đưa ra vào ngày 1/8, Trung tâm Chữa cháy Liên ngành Quốc gia đã phát hiện ra nguy cơ cháy cao ở vùng Great Basin, California, Pacific Northwest, và phía bắc dãy Rockies. Những tác động của biến đổi khí hậu lên một khu vực hoặc trong một năm có thể có những thay đổi, nhưng nhìn chung chúng ta có thể dự báo được những tình huống thời tiết cực đoan như cháy rừng hay bão lũ sẽ ngày càng khủng khiếp hơn, gây nguy cơ gián đoạn mạng lưới điện cao hơn. "Chúng ta đang ngày càng gặp nhiều nguy hiểm" - von Meier nói. "Biến đổi khí hậu trong những thập kỷ tới sẽ dẫn đến một tác động sâu sắc".

Tuy nhiên, nâng cấp hệ thống không phải là điều dễ dàng. Theo Bộ Năng lượng Mỹ, mạng lưới điện của nước này là cỗ máy lớn nhất hành tinh.

Đưa dây xuống lòng đất - một quá trình gọi là "cường hoá" mạng lưới - có thể mang lại kết quả tích cực ở những nơi dễ hứng chịu những trận gió lớn và cháy rừng. Một số công ty điện lực đang nỗ lực để hướng đến mục tiêu này; tại Nam California, công ty San Diego Gas & Electric đã bắt đầu chôn dây tại các khu vực có nguy cơ cháy cao. Nhưng chi phí cho việc này không rẻ. Theo ước tính của PG&E, chuyển đổi đường dây trên cao xuống đường dây ngầm sẽ tiêu tốn 3 triệu USD/dặm ở khu vực đô thị, và 1 triệu USD ở những khu vực với mật độ dân cư thấp hơn. "Đặt ngầm một hệ thống điện là cực kỳ tốn kém, và đó là lý do tại sao các công ty điện lực không muốn làm điều đó", Mukherjee nói. Thực hiện một đợt nâng cấp như vậy sẽ cần sự hợp tác của chính phủ với các công ty và đưa ra nhiều giải pháp nhằm bù đắp những khoản chi phí ban đầu rất cao như vậy.

Nhưng một cách khác cũng mang lại hiệu quả cao là thực hiện giám sát mạng lưới điện tốt hơn. "Chúng ta cần cải thiện nhận thức và công tác nắm bắt tình hình" - Russel nói. "Hầu hết các hệ thống phản ứng sau khi sự cố đã xảy ra. Nay chúng ta đang phát triển các hệ thống có khả năng phát hiện sai sót ở một mức độ sâu hơn nhiều". Trong nghiên cứu của mình, anh đã tìm cách phát triển các hệ thống giám sát dựa trên thuật toán, về cơ bản có thể quan sát các mạch điện để tìm kiếm những biểu hiện bất thường. Hệ thống giám sát này có thể phát hiện một linh kiện sắp hỏng trước khi nó gây ra mất điện. Rusel cho biết một số công ty tư nhân đang bắt đầu triển khai hệ thống giám sát này.

Lưới điện siêu nhỏ (microgrid) cũng có thể là một phần của giải pháp.
Lưới điện siêu nhỏ (microgrid) cũng có thể là một phần của giải pháp.

Lưới điện siêu nhỏ (microgrid) cũng có thể là một phần của giải pháp. Những hệ thống này lấy điện từ các nguồn phân tán, như các tấm năng lượng mặt trời hay máy phát điện diesel, những thứ có thể cung cấp điện năng cho một mạng lưới cục bộ khi mạng lưới chính bị hỏng. Theo Hiệp hội Kỹ sư Dân dụng Mỹ, "các giải pháp cục bộ, như các máy phát phân tán và các lưới điện siêu nhỏ bền vững, có thể mang lại những sự thay thế với chi phí thấp hơn so với những khoản đầu tư vào các hệ thống lớn tại các khu vực đứng trước nguy cơ từ thời tiết khắc nghiệt hay các thảm hoạ tự nhiên khác". von Meier nói thêm rằng các lưới điện siêu nhỏ có thể giúp duy trì nguồn điện trong cả các sự kiện như lưới điện chính bị tấn công mạng nữa. Nhưng nó không phải là giải pháp hoàn hảo. "Khi bạn nghĩ đến những người có thể dễ tiếp cận nhất đến lưới điện siêu nhỏ, thì đó thường là những khách hàng có thu nhập cao" - Paul nói. "Nó không giải quyết được vấn đề rộng lớn hơn nhiều".

Paul hình dung một thay đổi lớn hơn, mang tính hệ thống hơn. Một phần trong đó là tăng cường hiệu quả của các cơ quan chính phủ - những uỷ ban quản lý điện công - vốn được giao nhiệm vụ giám sát các công ty điện lực tư nhân. Trong khi nhiều quốc gia khác, bao gồm các quốc gia EU và New Zealand, quản lý phân phối điện ở cấp độ quốc gia, thì tại Mỹ, công việc này là sự kết hợp giữa nhà nước và các tổ chức địa phương. Paul nói rằng những uỷ ban này bị ảnh hưởng nhiều bởi quá trình vận động hành lang. Các thành phố không hài lòng với nhà cung cấp điện tư nhân của họ cũng có thể thành lập công ty điện lực của riêng họ để mang lại cho cư dân một lựa chọn công. Điều này sẽ gián tiếp gây áp lực buộc các công ty tư nhân phải làm tốt hơn, bởi nếu không họ sẽ mất khách hàng.

Về dài hạn, những khoản chi phí khổng lồ dành cho việc nâng cấp hạ tầng điện có lẽ sẽ là khoản đầu tư xứng đáng. Ví dụ, trong trường hợp đặt ngầm cáp điện, Mukherjee nói rằng khoản đầu tư này sẽ được đền đáp trong 30 năm khi tránh được những thiệt hại về kinh tế do mất điện diện rộng. Dù rằng điện vẫn sáng trong 99% thời gian, những đợt mất điện đột ngột vẫn khiến nước Mỹ thất thoát ít nhất 150 tỷ USD/năm. Có lẽ đã đến lúc họ nên nâng cấp hệ thống điện già cỗi này rồi.

Cập nhật: 24/08/2020 Theo vnreview
  • 1.043

Theo dõi cộng đồng KhoaHoc.tv trên facebook