Một góc trang trại điện mặt trời ở Gonghe, Trung Quốc. Ảnh: Bloomberg
Trung Quốc - quốc gia phát thải khí nhà kính lớn nhất thế giới - không thể đáp ứng các mục tiêu về môi trường nếu không kết nối các nguồn năng lượng tái tạo dồi dào với các siêu đô thị ven biển. Đến năm 2030, nước này đặt kế hoạch có đủ công suất năng lượng mặt trời và gió để tạo ra 1.200 gigawatt - tương đương với tất cả nhu cầu điện của Mỹ.
Để kết nối nguồn năng lượng này với lưới điện, Trung Quốc cần đầu tư một mạng lưới điện quốc gia mà theo ước tính sẽ mất 30 năm và tiêu tốn 300 tỷ USD. Nếu so với Mỹ, ngân sách phân bổ cho cơ sở hạ tầng lưới điện trong 10 năm gần đây là 65 tỷ USD.
Để biến gió và nắng thành năng lượng, trước tiên cần có rất nhiều đất. Lý tưởng là các địa điểm không có dân cư, nơi có thể lắp đặt hàng trăm tuabin gió và hàng nghìn tấm pin mặt trời. Tiếp theo, để đưa nguồn điện xanh đó đến các trung tâm thương mại đông dân cư còn cần một thứ khác: hàng nghìn km đường dây điện siêu cao áp (UHV-ultra-high voltage).
Ngày càng có nhiều đường dây điện chằng chịt trên khắp nước này. Chúng rất tốn kém, ồn ào và đối với nhiều người là làm tàn lụi cảnh quan. Nhưng hầu hết các quốc gia đều gặp khó khăn tương tự Trung Quốc khi những nơi tốt nhất để thu hoạch năng lượng gió và mặt trời lại xa những nơi cần chúng.
Hiện tại, đường dây siêu cao áp là giải pháp duy nhất và hầu hết nền kinh tế đang bị tụt hậu rất lớn. Brazil là quốc gia duy nhất còn lại có các tuyến UHV đang hoạt động hoàn chỉnh. Nước này có 2 tuyến, đều do một công ty Trung Quốc đã xây dựng (Trung Quốc thì có 30 tuyến UHV).
"Nếu bạn muốn nguồn điện rẻ, an toàn và sạch, tôi không biết làm thế nào đạt được mà không có đường dây điện UHV", Michael Skelly, Cố vấn cấp cao của Lazard ở Houston (Mỹ) và là người sáng lập tập đoàn năng lượng Grid United nói.
Vấn đề là khoảng cách và lưu trữ. Việc khai thác than cũng thường diễn ra xa các trung tâm đô thị, nhưng than và các nhiên liệu hóa thạch khác có thể được vận chuyển đến các nhà máy điện gần các thành phố hơn. Trong khi điều đó không hiệu quả với năng lượng tái tạo vì nắng, gió không thể chất lên xe tải để giao đi nơi khác.
Việc truyền các electron qua hàng nghìn km cần có dòng điện một chiều, càng lớn càng tốt. Điện áp càng cao, điện năng bị mất dần dần trên đường đi sẽ càng ít. Các đường dây UHV chạy từ Thanh Hải, Tân Cương và Vân Nam đến Bắc Kinh, Trùng Khánh và Giang Tô mang lượng điện tương đương với 10 nhà máy điện. Đó là lý do chúng phải được lắp rất cao khỏi mặt đất. Không chỉ vậy, vì điện áp rất cao, điện trường phá vỡ các phân tử không khí nên chúng tạo ra âm thanh rất ồn ào.
Vào tháng 10, Chủ tịch Trung Quốc Tập Cận Bình đã công bố một loạt dự án năng lượng mặt trời và gió, với giai đoạn đầu sẽ bổ sung thêm khoảng 100 gigawatt điện đủ - con số này đủ để cung cấp điện cho cả Mexico. Trong số sáu khu vực đã được triển khai các trang trại năng lượng gió và mặt trời mới, Thanh Hải có những lợi thế quan trọng. Trời nhiều gió, nắng và dân cư thưa thớt. Nó cũng là thượng nguồn của sông Hoàng Hà.
Vào một ngày cuối tháng 9, Yang Xueli đứng nhìn ra đập Longyangxia, một nhà máy thủy điện có vai trò không thể thiếu trong lưới điện của Trung Quốc. Không có một đám mây nào trên bầu trời - Thanh Hải là một trong những tỉnh nhiều nắng nhất của Trung Quốc - và nước có màu xanh lục dưới ánh sáng ban trưa.
Các cánh đồng pin mặt trời nằm không xa, khiến nơi đây trở thành nơi có cơ sở thủy điện và năng lượng mặt trời kết hợp lớn nhất thế giới. "Nước và ánh sáng bổ sung cho nhau. Khi ánh sáng không liên tục, chúng tôi điều chỉnh bằng thủy điện", Yang Xueli, Phó trưởng trạm thủy điện, cho biết.
Ngay cả ở những nơi nhiều nắng như Thanh Hải, thời tiết có thể không thể đoán trước được và năng lượng do ánh sáng mặt trời tạo ra dễ biến động. Nguồn điện từ đập là đáng tin cậy, đảm bảo đường dây UHV vẫn đầy tải. Theo Yang, khi công nghệ phát triển, năng lượng tái tạo sẽ thay thế nhu cầu sử dụng than.
Cơ sở này trải dài khoảng 600 km vuông, gần bằng diện tích của Singapore. Khi tất cả hoạt động cùng lúc, nó sẽ tạo ra khoảng 18,7 gigawatt điện, tương đương với tổng nhu cầu điện của Israel hoặc gấp đôi New Zealand. Như vậy là quá đủ đối với 6 triệu cư dân của Thanh Hải, nơi đầu năm nay đã trở thành tỉnh đầu tiên của Trung Quốc dùng năng lượng tái tạo trong cả tháng.
Nhưng về tổng thể, cho đến nay phần lớn lượng điện Trung Quốc dùng vẫn đến từ các nhà máy nhiệt điện than. Nước này đã cam kết tất cả đường dây điện xuyên tỉnh mới sẽ truyền tải ít nhất 50% năng lượng tái tạo, theo một lộ trình của chính phủ được công bố vào tháng 10.
Hai công ty sẽ chịu trách nhiệm xây dựng. Một trong số đó là State Grid, nhà cung cấp điện thuộc sở hữu của chính phủ, đã công bố đầu tư 350 tỷ USD đến năm 2025, bao gồm UHV. Họ đã có 26 tuyến UHV đang hoạt động, 5 đang được xây dựng và 7 được lên kế hoạch cho ba năm tới. Đến lúc đó, tất cả tuyến UHV xuyên tỉnh của State Grid sẽ mang ít nhất 50% năng lượng sạch, theo kế hoạch của tập đoàn.
China Southern Power Grid, nhà điều hành lưới điện khác, có 4 đường dây UHV và có kế hoạch chi hơn 100 tỷ USD cho việc mở rộng mạng lưới đến năm 2025, mặc dù không nêu chi tiết khoản đầu tư cụ thể vào UHV.
Cũng sẽ có những người hưởng lợi khác. Đó là các công ty điện gió và năng lượng mặt trời; các nhà sản xuất thiết bị lưu trữ điện; những người buôn bán đồng được sử dụng để sản xuất cáp điện. Cổ phiếu giao dịch tại Thượng Hải của Nari Technology - công ty con sản xuất thiết bị của State Grid - đã tăng hơn gấp đôi trong năm qua. Nhà sản xuất linh kiện điện Sieyuan Electric, nhà phân phối điện State Grid Information & Communication (SGIC), và nhà sản xuất biến áp TGOOD Electric cũng là những công ty có cổ phiếu được ưa chuộng.
Tại Mỹ, nơi có tình trạng mất điện diễn ra thường xuyên trong các năm gần đây, những nỗ lực tương tự để thiết lập lưới điện quốc gia đã được ra đời. Skelly thành lập Clean Line Energy vào năm 2009 và huy động được 100 triệu USD để lập kế hoạch xây dựng 5 đường dây điện cao thế vận chuyển năng lượng gió từ Great Plains đến các thành phố cách xa hàng nghìn dặm.
Các đường dây này đã phổ biến với các nhà phát triển trang trại gió ở Oklahoma, Kansas và cung cấp điện cho các thành phố lớn như Memphis với mức giá thấp hơn mức họ đang trả cho các nhà máy than gần đó. Nhưng họ vấp phải sự phản đối từ các chủ đất và cơ quan quản lý nhà nước dọc theo các tuyến đường. Kết quả là Clean Line buộc phải bán bớt các dự án và dừng triển khai thêm.
Đây là một rào cản phổ biến cho các dự án UHV. Bởi các tuyến đường quá dài và mang lại ít lợi ích cụ thể cho các thị trấn nó đi qua. Một số người dân ở các thị trấn có UHV ở Trung Quốc cũng không thích kế hoạch đặt các tháp điện khổng lồ trên đất họ, nhưng Bắc Kinh đã ưu tiên các mục tiêu giảm phát thải nên các dự án vẫn thành công.
Yang đã làm việc trong ngành điện 28 năm. Ông sống trong một khu nhà gần con đập, nơi có khoảng 100 công nhân. Ông nói con đập đóng vai trò quan trọng đối với việc tưới tiêu ở lưu vực sông Hoàng Hà và cùng với năng lượng mặt trời, đối với việc cung cấp ổn định năng lượng sạch sẽ bảo vệ môi trường về lâu dài. "Chúng tôi rất vui mừng". ông nói.
Một ngày nào đó, cơ sở sản xuất điện nơi Yang làm việc có thể sẽ trở thành điểm trung chuyển cho lưới điện khu vực hoặc toàn cầu. Ý tưởng này có vẻ như là một tầm nhìn xa. Nhưng một số dự án xuyên biên giới đang được phát triển ở châu Âu và châu Á.
"Không phải chúng ta sẽ quyết định trong một sớm một chiều. Hãy tạo một lưới điện toàn cầu. Khi đặt cáp điện báo xuyên Đại Tây Dương đầu tiên, người ta không có kế hoạch kết nối toàn thế giới. Nhưng 100 năm sau, cả thế giới được kết nối với nhau", ông nói.