“Bản sao số” có thể phân tích tác động của việc sạc xe điện đối với lưới điện của Singapore.
Tạo ra một mạng lưới năng lượng an toàn là một trong những thách thức mà Cơ quan điều tiết quản lý thị trường năng lượng Singapore (EMA) đang phải đối mặt để đảm bảo cung cấp điện cho người dân đồng thời giúp quản lý các nguồn năng lượng mới cho lưới điện của quốc gia này.
Phát triển nguyên mẫu bản sao kỹ thuật số
Hỗ trợ cho mạng lưới này là những công nghệ như bản sao kỹ thuật số, hệ thống lưu trữ năng lượng hay năng lượng tái tạo… Cơ quan điều tiết quản lý thị trường năng lượng Singapore đã phát triển một bản sao kỹ thuật số theo nguyên mẫu của hệ thống lưới điện Singapore - một đại diện trên môi trường ảo của mạng lưới điện vật lý. Bản sao kỹ thuật số này mang lại hai lợi ích chính. Đầu tiên, nó cho phép người vận hành giám sát từ xa tình trạng của lưới điện và các thành phần của nó, chẳng hạn như trạm biến áp, thiết bị chuyển mạch hay hệ thống dây cáp theo thời gian thực... giúp sớm phát hiện các vấn đề, nguy cơ tiềm ẩn và nhà khai thác có thể sớm đưa ra quyết định ưu tiên trong việc bảo dưỡng, bảo trì. Bà Jeanette Lim, phụ trách bộ phận Phát triển công nghiệp của EMA cho biết, điều này cũng giúp cắt giảm nguồn nhân lực, bởi công nghệ giám sát từ xa hạn chế việc phải kiểm tra thực tế. Bà cho biết thêm, EMA thực hiện điều này song song với các sáng kiến nâng cao kỹ năng để giúp nhân viên tận dụng tối đa các công cụ bản sao kỹ thuật số mới. Thứ hai, bản sao kỹ thuật số cho phép EMA đánh giá tác động của các nguồn năng lượng mới và tải điện bổ sung, nhờ đó, giúp việc quản lý mạng lưới năng lượng hiệu quả hơn.
Chính phủ Singapore đã phát triển bản sao kỹ thuật số của hệ thống lưới điện khi nguồn tài nguyên của đất nước đang ngày một “già nua”, khiến việc bảo trì trở nên phức tạp hơn. Theo bà Jeanette Lim, quốc gia này cũng phải đối mặt với nhu cầu năng lượng ngày càng nhiều với quá trình số hóa ngày càng tăng. Sau khi hoàn thành, hệ thống thu thập dữ liệu cảm biến theo thời gian thực và hồ sơ bảo trì để đánh giá tình trạng của các thành phần của lưới điện.
Khả năng phục hồi mạng lưới năng lượng
Một cách khác mà EMA thực hiện để tăng cường khả năng phục hồi trong mạng lưới năng lượng của Singapore là thông qua các hệ thống lưu trữ năng lượng, hoạt động như những cục pin lớn. Điều này đặc biệt quan trọng khi khai thác năng lượng mặt trời - “nguồn năng lượng tái tạo khả thi nhất trong thời gian tới” cho đất nước Singapore vốn tràn trề ánh nắng.
Năng lượng mặt trời không liên tục và phụ thuộc vào điều kiện thời tiết như lượng ánh sáng mặt trời và mây che phủ. Điều này có thể dẫn đến “sự mất cân bằng” giữa cung và cầu của hệ thống điện quốc gia. Hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời để sử dụng sau này giúp duy trì nguồn điện ổn định trong thời gian ít nắng. EMA cho biết, công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet vạn vật (IoT) sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc này, giúp theo dõi và dự báo những nguy cơ, sự cố có thể xảy ra trong hệ thống. Tuy nhiên, có những thách thức đối với việc áp dụng các hệ thống này, chủ yếu là hạn chế về tài nguyên đất, chi phí cao cũng như chênh lệch, hạn chế về trình độ chuyên môn tại địa phương để lắp đặt và vận hành công nghệ. Tuy nhiên, EMA cho biết đang làm việc với các ngành công nghiệp, tổ chức nghiên cứu và viện đào tạo để giải quyết những thách thức này. Một ví dụ là chương trình Tăng tốc lưu trữ năng lượng cho Singapore giúp thúc đẩy việc áp dụng và khuyến khích việc triển khai các hệ thống lưu trữ năng lượng.
Mở đường cho năng lượng tái tạo
Singapore đặt mục tiêu đạt được lượng khí thải carbon bằng 0 vào khoảng năm 2050. Lĩnh vực năng lượng có vai trò quan trọng vì nó chiếm khoảng 40% lượng khí thải carbon của Singapore. Mặc dù khí đốt tự nhiên là cần thiết để duy trì độ ổn định của nguồn cung cấp, nhưng quốc gia này sẽ mở rộng quy mô áp dụng năng lượng mặt trời, điện nhập khẩu và các giải pháp thay thế ít carbon để đạt được điều này. Singapore đang có kế hoạch tăng gấp 4 lần công suất năng lượng mặt trời lên 1,5 gigawatt cực đại (GWp) vào năm 2025, trước khi tăng lên 2 GWp vào năm 2030. Điều này dự kiến sẽ đáp ứng khoảng 4% nhu cầu điện hiện tại của Singapore. Nước này trước đó cũng đã thông báo rằng, họ sẽ lắp đặt 60.000 điểm sạc xe điện vào năm 2030, như một phần trong nỗ lực thúc đẩy việc sử dụng xe điện và loại bỏ dần các loại xe chạy bằng xăng và dầu diesel vào năm 2040.
Theo The Straits Times, Singapore mới đây đã xây dựng một trong những trang trại năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới, có kích thước bằng 45 sân bóng đá, với mức cắt giảm lượng carbon, tương đương với việc loại bỏ 7.000 ô tô khỏi hệ thống giao thông.
Theo “Kế hoạch Xanh Singapore 2030”, quốc gia này cam kết đủ năng lượng mặt trời để cung cấp cho 350.000 hộ gia đình mỗi năm. EMA cũng đang tìm cách cắt giảm nhu cầu năng lượng, đặt ra yêu cầu đối với ngành công nghiệp và cộng đồng nghiên cứu trong việc phát triển các công cụ để sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả hơn. Một báo cáo mới đây của EMA đã đề xuất thành công kế hoạch tạo ra một loại vật liệu dùng cho máy điều hòa không khí có khả năng hấp thụ độ ẩm và làm mát không khí hiệu quả hơn. Công cụ này cũng sẽ giúp tái chế nhiệt thải, có thể cải thiện hiệu suất năng lượng của các thiết bị điều hòa không khí từ 30% trở lên.
Khi các quốc gia muốn có nguồn năng lượng bền vững hơn, những công nghệ bản sao kỹ thuật số có thể mở đường cho quá trình chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo. Điều quan trọng là những công cụ này cũng giúp duy trì lưới năng lượng ổn định và đáng tin cậy để người dân có thể tiếp tục hoạt động mà không bị gián đoạn. “Điều này sẽ giúp mạng lưới điện của Singapore có thể đảm bảo trong tương lai bằng cách quản lý các thay đổi đối với nguồn cung cấp điện trong khi vẫn duy trì lưới điện an toàn, tin cậy cho người dân” - bà Jeanette Lim nhấn mạnh.
Link gốc