Tắc nghẽn lưới điện ở châu Âu và thách thức tham vọng năng lượng tái tạo

Dự báo hiện tại của Rystad Energy là châu Âu sẽ bổ sung tới 530 gigawatt (GW) điện mặt trời và gió trên đất liền và ngoài khơi từ năm 2022 đến năm 2030, trung bình hơn 66 GW mỗi năm.

Ngoài ra, tỷ lệ năng lượng mặt trời và gió kết hợp trong tổng công suất lắp đặt đã vượt 10% vào năm 2010 và tăng hơn gấp ba lần vào năm 2021, đạt 34%, theo nghiên cứu của Rystad Energy. Tăng trưởng dự kiến sẽ không sớm chậm lại, vì các nước châu Âu đang lên kế hoạch bổ sung lượng lớn năng lượng tái tạo trong vài năm tới. Nếu châu Âu vẫn là khu vực dẫn đầu trong quá trình chuyển đổi năng lượng, thì một lượng lớn công suất lưới điện sẽ cần được phát triển, vừa để tích hợp công suất phát điện mới vào hỗn hợp năng lượng của các quốc gia tương ứng, vừa để kết nối tốt hơn các quốc gia châu Âu để điện có thể được cung cấp tối ưu nhất.

Lượng công suất năng lượng mặt trời và gió mới đáng kinh ngạc dự kiến sẽ đi vào hoạt động ở châu Âu trong những năm tới có nghĩa là khả năng kết nối lưới điện sẽ là nút thắt cổ chai đối với cả việc sử dụng hiệu quả hơn các nguồn năng lượng cũng như quá trình khử carbon tổng thể chậm hơn của ngành điện do có nhiều nhiên liệu hóa thạch hơn cần phải được sử dụng để bù đắp.

Trong lịch sử, vấn đề này ít xảy ra hơn nhiều vì hệ thống điện của châu Âu bị chi phối bởi bốn nguồn lớn là than đá, khí đốt, hạt nhân và thủy điện - tất cả đều có khả năng điều độ ở các mức độ khác nhau nhưng không có nguồn nào được coi là gián đoạn.

Với tốc độ phát triển năng lượng tái tạo vượt xa tốc độ của các dự án nâng cấp và mở rộng lưới điện ở các khu vực của châu Âu, các nhà hoạch định chính sách và ngành điện sẽ cần kiểm tra cẩn thận xem kế hoạch phát triển công suất thế hệ mới của một quốc gia có phù hợp với kế hoạch phát triển của quốc gia đó cho cả nội bộ và liên ngành hay không về dung lượng đường truyền biên giới. Các mốc thời gian cho các dự án mới còn rất dài và một số quốc gia ở châu Âu đã cắt giảm năng lượng tái tạo có thể được sử dụng ở nơi khác - ví dụ, Đức đã cắt giảm khoảng 10,2 terawatt giờ (TWh) năng lượng gió vào năm 2017, mức cao nhất so với bất kỳ quốc gia châu Âu nào cho đến nay. Mức trung bình hàng năm là khoảng 5% năng lượng tái tạo biến đổi bị cắt giảm, cho thấy nút cổ chai đã là một vấn đề như thế nào.

Lưới điện ngày càng được kết nối của châu Âu là một trong những mạng lưới đầu tiên trên toàn cầu đảm nhận một lượng đáng kể năng lượng tái tạo và không liên tục. Việc di chuyển năng lượng quanh lục địa để giảm thiểu việc sử dụng nhiên liệu thải carbon sẽ chỉ có thể thực hiện được nếu lưới điện được nâng cấp. Điều này sẽ không đơn giản, nhanh chóng hay rẻ tiền, nhưng nó sẽ giảm phát thải khí nhà kính và tăng cường an ninh năng lượng.

Fabian Rønningen, Nhà phân tích cấp cao, thị trường năng lượng tại Rystad Energy cho biết, cuộc đua hiện đang diễn ra để xem liệu việc nâng cấp lưới điện có thể phù hợp với mức độ đáng kinh ngạc của năng lượng tái tạo mới sẽ xuất hiện trong thập kỷ tới hay không.

Lưới điện châu Âu sẽ cần kết nối gió bắc và nắng nam. Với các quốc gia như Biển Bắc đang nổi lên như một trung tâm năng lượng châu Âu khác với công suất hàng trăm GW được lên kế hoạch đưa vào hoạt động trong những thập kỷ tới. Đối với một hệ thống năng lượng trong tương lai, trong đó các nguồn năng lượng của châu Âu được sử dụng một cách tối ưu, cả các nhà hoạch định chính sách và ngành công nghiệp sẽ phải suy nghĩ khác về phát triển lưới điện so với hiện trạng.

Hầu hết công suất mới sẽ đi vào hoạt động ở châu Âu trong những thập kỷ tới sẽ là năng lượng mặt trời và gió, với những nguồn tài nguyên như vậy thay đổi đáng kể trên khắp lục địa. Các phần phía nam của châu Âu có điều kiện năng lượng mặt trời tốt hơn phía bắc, trong khi tài nguyên gió cao nhất ở các khu vực phía bắc và phía đông của lục địa, cũng như tất cả các khu vực ven biển và ngoài khơi. Điều này có nghĩa là hệ thống năng lượng trong tương lai của châu Âu có thể có lưu lượng điện giữa các quốc gia cao hơn nhiều so với những gì chúng ta thấy hiện nay, mặc dù châu Âu đã được coi là có mối liên hệ chặt chẽ với nhau.