Tăng hiệu quả truyền tải và phân phối điện để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng

Chủ nhật, 19/05/2024 | 16:58 GMT +7

| 024.221.47474

Nghiên cứu đào tạo

Tăng hiệu quả truyền tải và phân phối điện để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng

15/06/2023

Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Carnegie Mellon (Mỹ) đang xem xét tác động của việc tăng hiệu quả trong cung cấp điện nhằm tạo thuận lợi cho quá trình chuyển đổi năng lượng tái tạo.

Trên thế giới, các cuộc thảo luận về việc giảm phát thải khí nhà kính thường xoay quanh việc tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo để sản xuất điện. Một nghiên cứu được thực hiện gần đây đã xem xét đến khả năng giảm phát thải khí nhà kính bằng cách tăng hiệu quả của hệ thống truyền tải và phân phối điện.

Hệ thống truyền tải và phân phối điện đang hoạt động ra sao?

Theo các nhà nghiên cứu từ ngành Kỹ thuật dân dụng và Môi trường, Đại học Carnegie Mellon, gồm Lauren Janicke ‒ sinh viên hiện đang theo học và Phó Giáo sư Destenie Nock, việc đầu tư vào các hệ thống truyền tải là một lựa chọn đáng cân nhắc nhằm giảm sản xuất nhiên liệu hóa thạch .

Sự thiếu hiệu quả trong ngành điện đòi hỏi phải sản xuất năng lượng bổ sung để bù đắp cho những năng lượng bị mất mát. Những năng lượng bù này tạo ra lượng khí thải dư thừa có thể tránh được nếu các hệ thống truyền tải và phân phối hoạt động hiệu quả.

Khi so sánh dữ liệu từ các hệ thống truyền tải và phân phối điện trên toàn thế giới về lượng điện được tạo ra so với lượng điện được cung cấp cho người dùng, nghiên cứu cho thấy tổn thất điện năng trong các hệ thống của Singapore là 2%, trong các hệ thống của Mỹ là 5% và tổn thất trong các hệ thống của Haiti lên tới 60%.

Để bù đắp cho những tổn thất trong quá trình truyền tải và phân phối điện này, ước tính cần khoảng 2100 Terawatt giờ phát điện bù trên toàn thế giới. Điều này không chỉ tạo ảnh hưởng lớn đến quy mô sản xuất nhiên liệu hóa thạch mà còn gây ô nhiễm môi trường.

Tăng hiệu quả truyền tải và phân phối điện bằng cách nào?

Tăng hiệu quả trong quá trình truyền tải và phân phối điện có thể giảm lượng khí thải bằng cách giảm thiểu lượng năng lượng tổn thất trong quá trình vận chuyển điện từ nhà máy điện đến người dùng cuối. Năng lượng tổn thất trong quá trình truyền tải và phân phối thường ở dạng nhiệt sinh ra do điện trở trong đường dây truyền tải và máy biến áp.

Bằng cách giảm tổn thất trong quá trình truyền tải và phân phối điện, sẽ ít năng lượng bị lãng phí hơn và lượng năng lượng cần tạo ra để đáp ứng cùng một mức nhu cầu cũng sẽ giảm đi. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc tăng từ 5% đến 33% hiệu quả của quá trình truyền tải và phân phối điện sẽ làm giảm đến 40% trung bình lượng khí thải toàn cầu. Trong các tình huống được đưa vào thử nghiệm, hiệu quả của việc giảm này khác nhau tùy thuộc vào loại chất gây ô nhiễm.

Tại Mỹ, hệ thống truyền tải và phân phối điện được quy định bởi các cơ quan quản lý địa phương. Nổi bật nhất là North American Power Reliability Corporation (NERC). Mỗi khu vực do NERC quản lý đều có một bản đánh giá về năng lượng riêng, trên cơ sở đó cho thấy nhiều cơ hội khác nhau để giảm tổn thất do quá trình truyền tải và phân phối điện gây ra.

Chính sách của nhà nước cũng ảnh hưởng đến khả năng làm giảm lượng phát thải. Tại Mỹ, một tiểu bang phụ thuộc vào than đá như North Dakota và một tiểu bang phụ thuộc vào khí đốt tự nhiên như Texas có thể đưa ra các quyết định khác nhau ở cấp tiểu bang để tác động đến việc sản xuất lượng điện bù đắp. Trung bình, đặt ra một quy định cao như giới hạn mức 5% đối với lượng điện tổn thất trong quá trình truyền tải và phân phối có thể làm giảm tới 60% sản lượng điện cần để bù đắp.

Nhóm nghiên cứu lưu ý rằng không nên đánh giá việc tăng hiệu quả của quá trình truyền tải và phân phối như một giải pháp toàn diện nhằm giảm lượng khí thải nhiên liệu hóa thạch. Thay vào đó, đây là một khoản đầu tư đáng giá để giảm lượng khí thải hiện tại trong bối cảnh thế giới đang chuyển sang sản xuất năng lượng tái tạo.

So sánh chi phí

Tổn thất của hệ thống truyền tải và phân phối được chia thành tổn thất kỹ thuật (tiêu hao điện năng tất yếu xảy ra trong quá trình truyền tải và phân phối điện năng) và tổn thất phi kỹ thuật (trộm cắp hoặc sai sót). Tổn thất kỹ thuật có thể được giải quyết bằng cách đầu tư vào các đường dây cao áp mới để thay thế cơ sở hạ tầng truyền tải và phân phối cũ. Tổn thất phi kỹ thuật có thể dẫn đến việc sử dụng công tơ điện thông minh và tăng cường trách nhiệm giải trình thanh toán hóa đơn để giảm tổn thất.

Một phần của quá trình nghiên cứu đã xem xét sự chênh lệch chi phí trên mỗi tấn cacbon dioxit (CO2) được giảm thiểu thông qua các công nghệ khác nhau ở Mỹ. Kết quả cho thấy trung bình chi phí giảm được của công tơ điện thông minh là 1.100 USD/tấn CO2, của tua-bin gió là 700 USD/tấn và của nhà máy điện mặt trời là 1.280 USD/tấn. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng mặc dù tua-bin gió có thể đạt hiệu quả chi phí cao nếu được những mục tiêu vừa phải được đề ra (giới hạn mức tổn thất là 33%), nhưng công tơ điện thông minh sẽ hiệu quả hơn trong các trường hợp cần đạt đến các mục tiêu cao hơn. Với việc tích hợp tính năng thanh toán tự động, công tơ điện thông minh có thể tạo ra tác động lớn hơn ở các khu vực phải chịu nhiều thiệt hại phi kỹ thuật.

Các nghiên cứu viên cũng nhận ra rằng trong chiến lược khử cacbon toàn diện, các quốc gia sử dụng kết hợp nhiều phương pháp tiếp cận, bao gồm công tơ điện thông minh, năng lượng gió và mặt trời.

Nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng ngay cả khi năng lượng tái tạo tiếp tục được phát triển trong tương lai, sử dụng công tơ điện thông minh vẫn sẽ có lợi vì chúng có thể làm giảm yêu cầu và nhu cầu đầu tư vào công suất phát điện. Ước tính chi phí cho việc triển khai sử dụng hàng loạt công tơ điện thông minh vẫn cần được nghiên cứu thêm.

Nguồn: EE power

https://eepower.com/market-insights/increasing-td-efficiency-for-decarbonization/

Ngô Thạch Tuyết Nhung (Học viện Ngoại giao) dịch

Tags:
truyền tải và phân phối điện

Mức sử dụng trong tháng	Giá (đồng/kWh)
Bậc 1: Cho kWh từ 0 - 50	1.806
Bậc 2: Cho kWh từ 51 - 100	1.866
Bậc 3: Cho kWh từ 101 - 200	2.167
Bậc 4: Cho kWh từ 201 - 300	2.729
Bậc 5 Cho kWh từ 301 - 400	3.050
Bậc 6: Cho kWh từ 401 trở lên	3.151

Đọc nhiều

Công ty TNHH New Wing Interconnect Technology thực hiện tối đa các giải pháp tiết kiệm năng lượng

14/08/2023

Xem thêm

Nghiên cứu đào tạo

Tăng hiệu quả truyền tải và phân phối điện để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng

Cùng chuyên mục

Trường Đại học Điện lực đẩy mạnh hoạt động khoa học và công nghệ

giá điện sinh hoạt