Biến đổi khí hậu toàn cầu đang và sẽ đạt đến điểm bùng phát của biến đổi khí hậu đòi hỏi con người chuyển đổi nhanh chóng năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch và hướng tới các giải pháp thay thế bền vững và khử các bon. Công nghệ tiên tiến hỗ trợ thúc đẩy tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo (vRE), hướng tới chuyển dịch năng lượng sạch đang trở thành xu hướng tất yếu đòi hỏi phải số hóa trong khai thác, quản lý vận hành. hướng tới chuyển dịch năng lượng sạch đang trở thành xu hướng tất yếu đòi hỏi phải số hóa trong khai thác, quản lý vận hành.
Giải pháp lưới điện thông minh SES là công nghệ tiên phong cung cấp các sản phẩm, giải pháp thông minh cho lưới điện và hệ thống năng lượng SES là một giải pháp mới, kết hợp các công nghệ tích trữ và tạo năng lượng với các ứng dụng thông minh, kiểm soát và tối ưu hóa việc sử dụng chúng. Những hệ thống này sẽ là chìa khóa để đáp ứng các mục tiêu hướng tới phát thải ròng về không vào năm 2050. Trong bối cảnh năng lượng hiện tại, năng lượng tái tạo (bao gồm nhiên liệu sinh học và thủy điện) hiện chỉ chiếm 11% lượng tiêu thụ toàn cầu, với thêm 5% đến từ năng lượng hạt nhân, còn lại là 84% nhiên liệu hóa thạch cần được chuyển đổi bởi công nghệ tái tạo.
Sự kết hợp giữa mạng di động và môi trường điện toán đám mây mạnh là rất quan trọng nhờ khả năng tập hợp các hệ thống năng lượng tái tạo mới nổi của chúng thành một tài sản để cạnh tranh với quy mô gigawatt của nhà máy điện hạt nhân. Bằng cách sử dụng kết nối không dây để kết hợp một số trang trại năng lượng mặt trời hoặc hàng nghìn ngôi nhà với hệ thống tích trữ hoặc năng lượng tái tạo quy mô nhỏ, sử dụng điện toán đám mây để quản lý chúng, các SES mới có thể giữ vai trò hoạt động hiệu quả trong nỗ lực khử cacbon.
Việc này được thực hiện thông qua ba bước chính:
Thứ nhất, có thể tối đa hóa sản lượng đầu ra trong vòng đời của tài sản năng lượng tái tạo thông qua việc đưa ra các quyết định theo thời gian thực để tối ưu hóa hiệu suất dựa trên các đặc tính kỹ thuật và dữ liệu khí tượng.
Thứ hai, việc tiêu thụ các thiết bị sử dụng cuối có thể được giảm thiểu và chuyển sang các giai đoạn khi có nguồn cấp điện tái tạo dư thừa.
Cuối cùng, tất cả các thành phần có thể được tập hợp lại với nhau, cùng với các công nghệ tích trữ năng lượng, từ đó, tạo ra các hệ thống năng lượng phi tập trung có hiệu suất tối đa cùng chi phí tối thiểu.
Cách xây dựng một Hệ thống năng lượng thông minh
Quá trình kết hợp nhiều thành phần nhỏ thành một SES tổng hợp không phải là một công việc dễ dàng. Có nhiều bộ phận chuyển động cần kết nối, cũng như các ứng dụng của chính phủ và doanh nghiệp trung tâm để định cấu hình. Các mạng di động là một thành phần quan trọng, cho phép những tài sản nàykết nối,với môi trường điện toán đám mây đóng vai trò điều phối. Các thiết bị SES này có thể là hệ thống lưu trữ pin lithium-ion được thiết kế để tích trữ năng lượng từ một trang trại năng lượng mặt trời gần đó; một nhóm ngôi nhà đã lắp đặt các tấm pin năng lượng mặt trời trên mái của họ hoặc một đội xe điện sẽ sạc theo kiểu phối hợp khi sản lượng điện tái tạo ở mức cao.
Các thành phần tham gia vào SES cần nắm bắt được trách nhiệm của họ và mỗi người tham gia cần biết đối tác nào khác sẽ thanh toán hoặc khách hàng nào sẽ lập hóa đơn. Cuối cùng, nếu SES thành công về mặt thương mại, tất cả các đối tác cần nắm được vai trò và nghĩa vụ của họ trong việc tạo ra môi trường tối ưu cho hoạt động của họ. Tất cả các thành phần khác nhau cần được kết nối và sau đó được sắp xếp, bằng cách sử dụng kết nối không dây để liên kết chúng với Internet, sau đó chúng có thể được định cấu hình bên trong một ứng dụng chạy trong môi trường điện toán đám mây. Các công nghệ dựa trên AI mới đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng đám mây, sẽ được đưa vào hoạt động để tối ưu hóa việc sử dụng và tạo doanh thu cho các hoạt động triển khai SES. Những nền móng cơ bản của Hệ thống Năng lượng thông minh sẽ không có hai SES nào giống hệt nhau, tuy nhiên, hầu như tất cả chúng sẽ bao gồm ba thành phần cơ bản, bao gồm: Kết nối không dây, điện toán đám mây và nền tảng.
Nhìn chung, kết nối không dây đã tạo điều kiện thuận lợi để triển khai các hệ thống sản xuất năng lượng tái tạo mới, đặt nền móng cho một thế hệ xe điện mới và thị trường thanh toán cần thiết xung quanh chúng, đồng thời chuẩn bị kết nối tất cả các loại tòa nhà với lưới năng lượng động. Dữ liệu được tạo bởi điện thoại thông minh, thiết bị gia dụng, thiết bị kinh doanh, phương tiện giao thông, máy ảnh và máy bay không người lái sẽ cung cấp năng lượng cho cuộc cách mạng công nghiệp tiếp theo, hoặc trong trường hợp này là một cuộc cách mạng môi trường. Quản lý hàng chục hoặc hàng trăm nghìn thiết bị sẽ vô cùng phức tạp nếu chúng được kết nối thông qua hàng chục đến hàng trăm mạng vật lý khác nhau mang khối lượng dữ liệu khổng lồ. Nếu một tiện ích hoặc công ty quản lý năng lượng cần sử dụng đồng hồ đo để giám sát việc sử dụng trực tiếp hoặc muốn có thể kiểm soát các thiết bị tại cơ sở của khách hàng, thì việc dựa vào tất cả các mạng khác nhau này sẽ mang đến rủi ro vận hành rất lớn. Sử dụng mạng di động có thể giải quyết vấn đề này, kết nối trực tiếp các thiết bị này với Nhà khai thác mạng di động (MNO) mà không cần phụ thuộc vào khách hàng, chủ sở hữu tòa nhà hoặc chính phủ.
Điện toán đám mây
Điện toán đám mây trở thành công nghệ thân quen đối với các doanh nghiệp nhờ tính linh hoạt trong các kế hoạch định giá của nó. Nó cho phép khách hàng chỉ trả tiền cho chính xác lượng công suất tính toán và phần mềm hỗ trợ mà không gặp rủi ro khi đầu tư lãng phí. Thay vì phải mua, cài đặt và hỗ trợ tính năng tính toán này, giờ đây, người dùng cuối có thể trả tiền cho nó dưới dạng dịch vụ. Với ưu điểm là tính linh hoạt này, điện toán đám mây cho phép khách hàng sử dụng các công nghệ điện toán mới, đặc biệt là xử lý dữ liệu dựa trên AI, cho thuê trên cơ sở rất ngắn hạn.
Đây là một động lực tương tự để giảm tải chi phí vận hành mạng không dây riêng cho MNO. Các MNO đã trở thành nhà cung cấp Điện toán đám mây và đang tìm kiếm các dịch vụ mới để bổ sung cho dịch vụ của họ, tận dụng các cơ sở mạng phân tán hình thành nên mạng truyền thông của họ. Lợi ích chính của cách tiếp cận dựa trên dịch vụ này là yêu cầu về vốn hạn chế. Như được chứng minh thông qua những công ty như Tesla trong thị trường ô tô, những công ty mới gia nhập lại có thể là một trong những người sáng tạo nhất và có ảnh hưởng nhất trong việc chống lại biến đổi khí hậu. Tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển nhanh chóng của những công ty có khả năng thay đổi cuộc chơi này với khả năng tiếp cận tới điện toán công suất cao, chi phí thấp là một trong những vai trò chính của các MNO thông qua quá trình chuyển đổi năng lượng.
Nền tảng
Nền tảng là thuật ngữ được sử dụng để mô tả sự kết hợp của các công nghệ, thường là từ nhiều nhà cung cấp, hoạt động như một nền móng mà trên đó người dùng có thể xây dựng nên các ứng dụng kinh doanh mới. Không có gì đáng ngạc nhiên, điện toán đám mây là một phần quan trọng và hoạt động như một trung tâm thu thập dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau. Các nền tảng này có thể hợp nhất dữ liệu từ nhiều đối tác hoặc bên liên quan khác nhau, xử lý dữ liệu và sau đó chạy kết quả thông qua các ứng dụng và phần mềm kinh doanh phức tạp theo kiểu cộng tác.
Nền tảng là chất keo kết nối tất cả các bộ phận cấu thành lại với nhau, tạo ra một SES hoạt động như một thể thống nhất và hỗ trợ các nỗ lực loại bỏ cacbon. Các mạng không dây kết hợp và nền tảng điện toán đám mây cung cấp nền móng giúp chuyển đổi các hệ thống năng lượng thông thường thành SES. Một làn sóng các công ty khởi nghiệp mới đang đưa những hệ thống này lên tuyến đầu, nhưng để trở thành một làn sóng chuyển đổi, thì những công ty khởi nghiệp này cần có năng lực tích hợp chúng vào thế giới phần mềm kinh doanh. Đó chính là nơi các nền tảng phát huy tác dụng, với khả năng kết nối không dây có thể kết nối tất cả các loại ứng dụng mới với hệ sinh thái toàn cầu này.
Vai trò của các hệ thống năng lượng thông minh trong ngăn chặn biến đổi khí hậu.
Để ngăn chặn biến đổi khí hậu gây ra những tổn thất không thể đảo ngược cho hành tinh, Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu đã tuyên bố thế giới cần đạt mức phát thải cacbon ròng bằng 0 vào năm 2050. Điều này đòi hỏi sự hợp tác toàn cầu chặt chẽ và quyết tâm giữa ngành công nghiệp và các nhà hoạch định chính sách. Để đạt được mục tiêu này, nhu cầu năng lượng toàn cầu cần giảm với tốc độ ít nhất 0,19% mỗi năm so với mức hiện tại, trong khi tỷ lệ thâm nhập của năng lượng tái tạo cần được đẩy lên trên 85% sản lượng vào năm 2050.
Mức gia tăng nhu cầu điện phải được thỏa mãn thông qua các công nghệ tái tạo, với năng lượng gió và mặt trời hiện đang cung cấp chi phí khử cacbon ở mức thấp nhất và đã góp phần cắt giảm sản xuất nhiên liệu hóa thạch ở hầu hết các nơi trên thế giới. Những công nghệ này phụ thuộc vào các mô hình thời tiết và một khi tỷ lệ thâm nhập của năng lượng tái tạo vượt quá 30% trong hỗn hợp điện của các khu vực khác nhau, bắt đầu từ Châu Âu, thì cần phải triển khai SES để tạo điều kiện thuận lợi cho chúng.
Để tối đa hóa lợi ích từ SES, chúng cần phải được triển khai song song với các dự án năng lượng tái tạo thông qua quy trình điện khí hóa quốc tế. Theo kịch bản tối ưu, tất cả các dự án năng lượng tái tạo mới sẽ được trang bị cơ sở hạ tầng cho phép chúng tham gia vào hệ thống lưới điện thông minh toàn cầu hóa.
Thay vì tỷ lệ thâm nhập 67% vào năm 2050 dự kiến chỉ thông qua thị trường, sự hỗ trợ từ các nhà hoạch định chính sách cho SES và cơ sở hạ tầng truyền thông không dây cần thiết để tạo điều kiện thuận lợi cho SES sẽ cần đẩy nhanh tỷ lệ thâm nhập của SES lên 13% vào năm 2030, 52% vào năm 2040 và sau đó là 86% vào năm 2050 khi hệ thống bắt đầu trưởng thành. Bằng cách hỗ trợ việc này, SES sẽ ngăn chặn được tình trạng thừa công suất trị giá 16.000TWh sản lượng hằng năm vốn dựa trên giá điện hiện nay, sẽ giúp tiết kiệm được khoảng 1,9 nghìn tỷ USD mỗi năm. Quan trọng hơn, so với hỗn hợp năng lượng ngày nay, SES sẽ tiết kiệm được 7,7 tỷ tấn khí thải CO2, giữ vai trò chính tạo nên mức 23% khử cacbon toàn cầu.
Năng lượng SES phát triển, sẽ giúp thúc đẩy sự chuyển đổi nhanh chóng từ các tiện ích dịch vụ sang thời đại kỹ thuật số khi các tiện ích này mở rộng hoạt động của mình từ năng lượng sang bao gồm vận chuyển điện khí hóa, sản xuất và phân phối hydro xanh. Điều này sẽ rất quan trọng trong quá trình loại bỏ cacbon ở phần còn lại của nhu cầu năng lượng sơ cấp phi điện khí hóa./.
Nguồn tin:
