Trong bối cảnh điện tái tạo đang bùng nổ tại Việt Nam, chỉ những người trong cuộc mới hiểu được vai trò của dự báo khí tượng với tính ổn định của hệ thống điện. Tuy nhiên, chưa mấy ai quan tâm đến mối quan hệ này.
Nỗi lo thừa điện tái tạo
Năm 2020, công suất lắp đặt điện mặt trời trên cả nước đã lên tới 16 500 MW, chiếm khoảng 25% tổng công suất lắp đặt của hệ thống. Điều này cho thấy điện mặt trời tăng trưởng rất nhanh chóng, sản lượng vượt quá những kịch bản đặt ra trước đây”, bà Trương Hà An, cán bộ nghiên cứu ở Sáng kiến chuyển dịch năng lượng Việt Nam (VIET SE), một tổ chức nghiên cứu độc lập, báo cáo trong hội thảo “Dự báo thời tiết và sản lượng điện” do VIET SE tổ chức vào cuối tháng 1/2021. Tuy nhiên, sự bùng nổ điện tái tạo cũng đặt ra nguy cơ mất ổn định của hệ thống điện quốc gia.
Vì sao lại có hiện tượng này? Điều này xuất phát từ bản chất của các nguồn năng lượng tái tạo – “phụ thuộc nhiều vào các yếu tố khí tượng như bức xạ nhiệt, mây, nhiệt độ, tốc độ gió, hướng gió,…”, bà Trương Hà An giải thích. Do vậy, công suất điện tái tạo thường xuyên thay đổi, một đám mây bay qua cũng có thể khiến nhà máy điện mặt trời bị đình trệ hoạt động. Bên cạnh đó, tỉ trọng điện tái tạo cao cũng làm giảm quán tính của hệ thống (khả năng chống chọi với những thay đổi của hệ thống), dẫn đến giảm độ ổn định của hệ thống, khác với các nhà máy điện truyền thống có tuabin quay, góp phần tạo ra quán tính cho hệ thống.
Để kiểm soát tình trạng này, mới đây, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Công văn số 185/TTg-CN ngày 9/2/2021 về việc rà soát các vấn đề liên quan đến phát triển điện mặt trời. Theo đó, yêu cầu tuyệt đối không để xảy ra tình trạng phát triển ồ ạt điện mặt trời trên địa bàn theo phong trào, thiếu sự kiểm soát gây quá tải lưới điện khu vực và hậu quả xấu sau này.
Quy hoạch dựa trên dự báo khí tượng
Theo nhận định của các chuyên gia, tương tự quá trình quy hoạch các ngành khác, việc quy hoạch điện tái tạo cũng cần thu thập dữ liệu liên quan, sử dụng các mô hình, phương pháp tính toán để đưa ra những kịch bản trong tương lai, từ đó đưa ra phương án quy hoạch phù hợp. Tuy nhiên, điều đặc biệt là quy hoạch điện tái tạo cần đến thông tin của một lĩnh vực tưởng chừng không mấy liên quan là thông tin dự báo khí tượng – “xương sống” để đưa ra dự báo sản lượng điện. Theo bà Trương Hà An, “mức độ chính xác trong dự báo sản lượng điện tái tạo có tầm quan trọng đặc biệt đối với việc quy hoạch, vận hành hệ thống điện một cách tối ưu, mang lại lợi ích cho đơn vị phát điện cũng như đơn vị vận hành hệ thống”.
Để dự báo sản lượng điện của một nhà máy điện tái tạo, sẽ cần đến các mô hình dự báo khí tượng để đưa ra dự báo về các yếu tố khí tượng như nhiệt độ, bức xạ mặt trời, tốc độ gió, độ ẩm, lượng mưa,… Sau đó, “các số liệu này sẽ được đưa vào mô hình dự báo năng lượng, kết hợp với các thông số đầu vào liên quan đến nhà máy như đặc điểm vận hành của nhà máy, mức độ khả dụng của nhà máy,… từ đó đưa ra dự báo sản lượng điện”, bà Trương Hà An giải thích. “Dự báo sản lượng điện được chia theo khung thời gian dự báo, gồm dự báo rất ngắn hạn, ngắn hạn và dài hạn, mỗi khung thời gian khác nhau sẽ có phương pháp dự báo khác nhau. Chẳng hạn, dự báo trước 1-6 giờ có thể sử dụng kết hợp mô hình dự báo thời tiết số trị và thống kê, trước một vài ngày dùng mô hình số trị và dài hạn thì dùng phương pháp dự báo về khí tượng khí hậu”.
| Trong tương lai gần, Việt Nam sẽ có khoảng bốn nguồn dự báo sản lượng điện tái tạo, hai nguồn đầu tiên là mua của các đơn vị độc lập, nguồn thứ ba là các nhà máy báo cáo lên, nguồn thứ tư là do EVN tự xây dựng. Từ tổ hợp bốn nguồn dự báo, chúng tôi sẽ lựa chọn ra thông tin dự báo có độ tin cậy cao nhất.
Ông Bùi Duy Linh |
Nhu cầu về dự báo sản lượng điện tái tạo càng trở nên cấp thiết hơn trong bối cảnh dư thừa điện tái tạo dẫn đến việc phải cắt giảm bớt như hiện nay. “Việc cắt giảm sẽ dựa trên nguyên tắc phân bổ đều cho các chủ sở hữu. Do vậy, chúng tôi sẽ căn cứ vào khả năng phát (sản lượng điện dự báo) do các nhà máy điện tái tạo báo cáo lên để phân bổ”, ông Bùi Duy Linh ở Trung tâm Điều độ hệ thống điện Quốc gia (A0, thuộc EVN) cho biết. Tuy nhiên, họ cũng lường trước những vấn đề có thể phát sinh: “Nếu làm như vậy, chủ đầu tư thường công bố cao lên một chút để được phân bổ tốt hơn một chút. Nếu tất cả có xu hướng làm vậy thì sẽ dẫn đến sai lệch trong vận hành, ngoài ra, những người dự báo tốt hơn lại thiệt thòi hơn”. Để tránh xảy ra trường hợp này, việc sử dụng nhiều nguồn dự báo để đối chiếu là điều cần thiết. “Chúng tôi sẽ chọn nguồn dự báo làm căn cứ, nếu nguồn dự báo của các đơn vị lệch so với nguồn dự báo trên thì chúng tôi sẽ sử dụng nguồn dự báo từ phía A0 làm căn cứ”, ông Bùi Duy Linh cho biết.
Mặc dù thị trường dự báo sản lượng điện đang mở ra nhiều cơ hội cho các đơn vị dự báo khí tượng Việt Nam song thực tế, rất ít đơn vị Việt Nam tham gia sân chơi này. “Từ năm 2019, chúng tôi đã mua dữ liệu dự báo của một đơn vị quốc tế thông qua đấu thầu. Những năm tới chúng tôi sẽ tiếp tục đấu thầu để mua dữ liệu dự báo, các đơn vị nếu đủ khả năng cung cấp đều có thể tham gia để chúng tôi chọn ra nguồn dự báo có chất lượng tốt nhất”, ông Bùi Duy Linh bày tỏ trong hội thảo. Trong khi đó, các đơn vị quốc tế đã nhanh chóng bắt lấy cơ hội, “vừa rồi có nhiều công ty nước ngoài cũng đến chào mời các chủ đầu tư nhà máy điện mặt trời. Đây là một thị trường còn bỏ ngỏ mà chưa thấy nước mình tham gia”, ông Trần Huỳnh Ngọc, Trung tâm Đào tạo và Nghiên cứu phát triển, Công ty CP Tư vấn xây dựng điện 2 nhận xét.
Tăng cường đầu tư cho dự báo khí tượng
Thực chất, việc “chậm chân” của các đơn vị dự báo khí tượng trong nước không phải do họ không nhìn thấy thị trường tiềm năng. Việc thiếu nhân lực và trang thiết bị – bài toán nan giải của ngành khí tượng Việt Nam từ nhiều năm nay mà bất cứ ai trong ngành đều biết, khiến các đơn vị dự báo khí tượng trong nước khó có thể cạnh tranh ngay trên sân nhà. “Trong dự thảo hiện nay, chúng tôi yêu cầu dự báo công suất phát các nguồn năng lượng tái tạo với độ phân giải là 15 phút, mặc dù chúng tôi biết các đơn vị trên thế giới có khả năng cung cấp thông tin dự báo với chu kỳ độ phân giải là 5 phút hoặc thấp hơn, nhưng chúng tôi vẫn để 15 phút, tránh đưa ra những tiêu chuẩn quá khắt khe gây khó khăn cho các chủ đầu tư và các đơn vị cung cấp”, ông Bùi Duy Linh cho biết.
Tuy nhiên, “dự báo với chu kỳ 15 phút vẫn còn là thách thức”, TS. Đặng Đình Đức ở Trung tâm Động lực học thủy khí môi trường (CEFD, trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN) cho biết. “Để đưa ra bản tin dự báo với độ dày như thế, phải có hệ thống tính toán hiệu năng cao, hiện tại chỉ có những đơn vị như Trung tâm Khí tượng thủy văn Quốc gia là có thể đáp ứng được”, bà Đinh Phương Trang ở Viện Deltares (Hà Lan) nhận xét.
