Lý do Trung Quốc chi gần 750 tỷ USD cải tổ lưới điện

Trung Quốc đầu tư số tiền lớn cho việc cải tổ lưới điện để phục vụ truyền tải, lưu trữ và phân phối các nguồn năng lượng tái tạo từ nơi sản xuất đến trung tâm tiêu thụ, hạn chế tối đa tình trạng mất điện.

Trong năm mở đầu Kế hoạch 5 năm lần thứ 15 của Trung Quốc (2026-2030), Ủy ban Trung ương Đảng Cộng sản Trung Quốc đề ra kế hoạch phối hợp "6 mạng lưới", bao gồm mạng lưới nước, lưới điện thế hệ mới, mạng lưới điện toán, mạng lưới truyền thông, mạng lưới đường ống ngầm đô thị và mạng lưới logistics.

Theo Ủy ban Phát triển và Cải cách Quốc gia, đầu tư vào lưới điện thế hệ mới của Trung Quốc trong giai đoạn 5 năm này dự kiến vượt 5.000 tỷ nhân dân tệ (khoảng 749,27 tỷ USD), vượt xa quy mô của giai đoạn Kế hoạch 5 năm lần thứ 14 (2021-2025). Khoản đầu tư chưa từng có trên không chỉ nhằm mở rộng khả năng truyền tải mà còn hướng tới cải tổ chức năng, hình thức và mô hình vận hành của lưới điện.

Lưới điện truyền thống không còn hiệu quả

Lưới điện truyền thống được thiết kế dựa trên các nguồn năng lượng truyền thống như than đá và thủy điện với đầu ra tương đối ổn định và dễ kiểm soát, trong đó nhà điều hành chỉ cần dự báo tải và điều chỉnh sản xuất. Nhưng khi điện gió và mặt trời trở thành nguồn công suất chính, logic này đang bị đảo lộn.

Dữ liệu từ Cục Quản lý Năng lượng Quốc gia cho thấy đến cuối tháng 9, tổng công suất lắp đặt điện gió và mặt trời của Trung Quốc đạt 2,01 tỷ kilowatt (kW), chiếm khoảng 1/2 tổng công suất lắp đặt của cả nước là 4,13 tỷ kW. Tính biến động, ngẫu nhiên và gián đoạn của năng lượng tái tạo đặt ra những thách thức mới: sản lượng điện mặt trời tăng mạnh vào giữa trưa, có thể tạo ra lượng dư thừa, sau đó giảm nhanh chóng sau khi trời tối, trong khi giai đoạn gió mạnh thường không trùng với phụ tải đỉnh (mức tiêu thụ năng lượng cao nhất mà lưới điện phải gánh trong khoảng thời gian nhất định).

Thời tiết cực đoan càng làm vấn đề thêm trầm trọng. Mùa hè năm nay, nhiệt độ ở nhiều khu vực của Trung Quốc phá kỷ lục lịch sử. Tải điện trên 6 lưới khu vực và 23 lưới tỉnh liên tục đạt mức cao mới, trong khi phụ tải đỉnh toàn quốc đạt 1,56 tỷ kW. Với nhu cầu điều hòa không khí tăng mạnh do nhiệt độ cao và sản lượng gió - mặt trời dao động mạnh theo thời tiết, việc cân bằng lưới điện trong thời gian thực trở nên khó khăn hơn rất nhiều.

Nếu giữ nguyên cấu trúc và mô hình vận hành lưới điện truyền thống, năng lượng tái tạo quy mô lớn sẽ đối mặt với nguy cơ không thể truyền tải, lưu trữ hoặc điều phối, có thể dẫn đến thiếu hụt nguồn cung. Đó là lý do thúc đẩy Trung Quốc cải tổ lưới điện.

Cấu trúc lưới điện thế hệ mới

Lưới điện thế hệ mới không phải đột phá công nghệ đơn lẻ mà là hệ thống phối hợp nhịp nhàng dựa trên lưới truyền tải trục chính và phân phối, đồng thời có sự bổ trợ từ các lưới điện vi mô.

Lưới truyền tải trục chính có cấu hình linh hoạt để tối ưu hóa phân bổ năng lượng sạch trên khoảng cách lớn. Do nguồn cung cấp năng lượng tập trung ở phía tây Trung Quốc trong khi trung tâm tiêu thụ điện thường nằm ở phía đông, Trung Quốc phải dựa vào mạng truyền tải trục chính kết nối linh hoạt để dòng điện chạy tự do qua nhiều tỉnh thành và khu vực.

Ví dụ, Kunliulong 800 kV là dự án truyền tải điện một chiều siêu cao áp đa điểm đầu tiên trên thế giới, kết nối tỉnh Vân Nam, Quý Châu, Quảng Đông và khu tự trị dân tộc Choang Quảng Tây với công suất truyền tải 8 gigawatt (GW) trên 1.452 km, cung cấp thủy điện từ nhà máy Ô Đông Đức đến trung tâm tiêu thụ ở Quảng Đông và Quảng Tây.

Lưới điện phân phối nhấn mạnh vào độ bền và tương tác, có thể tiếp nhận năng lượng tái tạo phân tán trong khi chịu được tác động bên ngoài như bão và nhiệt độ cực đoan. Thông qua tích hợp năng lượng mặt trời trên mái nhà, xe điện và lưu trữ từ phía người dùng, lưới điện phân phối đang chuyển từ cung cấp điện một chiều sang các nền tảng năng lượng địa phương kết hợp nhiều nguồn rải rác và tăng cường tính linh hoạt của hệ thống.

Tại Thâm Quyến, nhiệt độ cao khiến phụ tải điện đạt đỉnh sớm hơn một tháng so với bình thường, nhà máy điện ảo đang giảm bớt áp lực cho lưới điện. Khác với nhà máy điện thông thường, nhà máy điện ảo không sản xuất điện. Theo China Daily, nhà máy điện ảo sử dụng phần mềm kỹ thuật số và nền tảng trí tuệ nhân tạo để kết nối, phối hợp các nguồn tài nguyên phân tán như: năng lượng mặt trời trên nóc nhà, bộ sạc xe điện và lưu trữ pin, hoạt động như một hệ thống linh hoạt duy nhất để cân bằng nhu cầu điện cao điểm và tích hợp năng lượng tái tạo mà không cần xây dựng nhà máy điện thật.

Trung tâm quản lý nhà máy điện ảo Thâm Quyến cho biết nền tảng của họ có thể điều phối nguồn điện từ 61 nhà vận hành và hơn 14.000 người dùng, cung cấp công suất điều chỉnh lên tới 1,4 triệu kilowatt trong giai đoạn nhu cầu tăng cao. Trung tâm cũng áp dụng mô hình trí tuệ nhân tạo phân tích điều kiện lưới điện theo thời gian thực, phát hiện nguy cơ quá tải và xác định nơi cần điều chỉnh nhu cầu điện. Nhà máy điện ảo cũng đang được sử dụng ở nhiều khu vực như Thượng Hải, Giang Tô, An Huy và Chiết Giang. Trên khắp Trung Quốc, hơn 470 nhà máy điện ảo đang hoạt động với tổng công suất điều chỉnh trên 16 triệu kilowatt.

Lưới điện vi mô hướng tới tự động duy trì cân bằng cung cầu ở địa phương đồng thời tương tác linh hoạt với lưới điện chính. Trong các khu công nghiệp, tòa nhà, cộng đồng dân cư và khu vực xa xôi, lưới điện vi mô kết hợp điện mặt trời phân tán, điện gió quy mô nhỏ, trạm sạc, giúp tự cân đối toàn diện nguồn - lưới - tải - lưu trữ (SGLS) ngay tại địa phương, từ đó bảo vệ an toàn cho thiết bị điện quan trọng.

Trong một cuộc thử nghiệm mô phỏng tại đảo Đại Đào Sa, quận Phiên Ngu, Quảng Châu, khi lưới điện bên ngoài bị ngắt, các cụm lưới điện vi mô chạy bằng công nghệ phát điện từ methanol chuyển hóa thành hydro được kích hoạt ngay lập tức. Khi khắc phục xong sự cố, hệ thống này tự động ngắt kết nối êm ái, đảm bảo người dân đảo có điện liên tục không gián đoạn.

Vai trò của lưới điện thế hệ mới

Giá trị của lưới điện thế hệ mới thể hiện ở cung cấp điện đáng tin cậy, chuyển đổi xanh và hỗ trợ công nghiệp.

Theo đó, truyền tải điện áp siêu cao xuyên khu vực của lưới điện trục chính, khả năng tiếp nhận và điều chỉnh linh hoạt các nguồn phân tán của lưới điện phân phối, và tính tự chủ địa phương của lưới điện vi mô tạo thành một hệ thống an ninh điện đa lớp và đa chiều, giúp tăng cường đối phó với thời tiết cực đoan và tình huống khẩn cấp.

Về chuyển đổi xanh, sản lượng điện gió và mặt trời của Trung Quốc đạt 1,92 nghìn tỷ kilowatt-giờ (kWh) trong ba quý đầu năm 2026, chiếm khoảng 23,8% tổng lượng tiêu thụ điện, qua đó giảm mạnh phát thải carbon.

Lưới điện thế hệ mới cũng đóng vai trò chủ chốt trong hỗ trợ nền kinh tế số và nâng cấp công nghiệp. Khi AI và hạ tầng số tăng tốc, công suất tính toán tiếp tục mở rộng, đặt ra yêu cầu cao hơn về độ tin cậy, ổn định và tiêu chuẩn xanh của nguồn điện.

Lưới điện thế hệ mới giúp gắn kết chặt chẽ việc quy hoạch điện lực với bố trí hạ tầng tính toán nhằm đảm bảo nguồn điện an toàn cho các trung tâm dữ liệu lớn. Hệ thống này tích hợp trạm biến áp với trạm tính toán và công nghệ lưu trữ năng lượng mới để cắt giảm chi phí xây dựng cũng như chi phí điện năng. Đồng thời, nó phối hợp nhịp nhàng giữa điều độ điện và lập lịch tính toán, giúp điều chuyển linh hoạt tác vụ xử lý dữ liệu sang khung giờ hoặc khu vực có nguồn điện xanh dồi dào và giá rẻ hơn.

An Khang tổng hợp