Dự án năng lượng mặt trời 16 tỷ đô la đầy tham vọng của Úc sẽ trở thành dự án lớn nhất thế giới
Dự án năng lượng tái tạo đầy tham vọng nhất thế giới cho đến nay là Liên kết Điện lực Australia - ASEAN được đề xuất . Dự án này sẽ kết hợp trang trại năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới, pin lớn nhất và cáp điện dài nhất dưới biển. Trang trại năng lượng mặt trời 10 gigawatt (GW) sẽ có diện tích 30.000 mẫu Anh ở Lãnh thổ phía Bắc đầy nắng của Úc. Con số đó tương đương với 9 triệu tấm pin quang điện mặt trời (PV) trên mái nhà. Trang trại năng lượng mặt trời sẽ được kết hợp với một cơ sở lưu trữ pin 30 gigawatt giờ (GWh) để cho phép vận chuyển năng lượng tái tạo suốt ngày đêm. Việc xây dựng một trang trại năng lượng mặt trời ở giữa hư không là không đủ nếu bạn không thể lấy điện. Dự án hiện đang hình thành một đường dây điện trên không cao áp dài 800 km để truyền 3 GW đến Darwin trên bờ biển phía bắc của Lãnh thổ phía Bắc của Úc. Từ đó, nó sẽ chuyển đến đường dây điện ngầm 3.700 km 2,2 GW tới Singapore. Sun Cable, một công ty có trụ sở tại Singapore được thành lập vào năm 2018, đứng sau dự án trị giá 16 tỷ USD được đề xuất.
Về viễn cảnh, đường dây dưới biển này sẽ dài gấp 5 lần đường dài nhất thế giới từ trước đến nay - Đường liên kết Biển Bắc giữa Na Uy-Anh với Anh dài 720 km, dự kiến đưa vào trực tuyến vào năm 2021. Cơ sở lưu trữ sẽ lớn gấp 155 lần so với 193,5 megawatt của Australia -giurs (MWh) Hornsdale Power Reserve, hiện là pin lithium-ion hoạt động lớn nhất thế giới. Và nó cũng sẽ lớn hơn 100 lần so với pin quy mô tiện ích lớn nhất thế giới, pin natri-lưu huỳnh 300 MWh tại Trạm biến áp Buzen của Nhật Bản.
Dự án Australia-ASEAN dự kiến sẽ đi vào hoạt động vào cuối năm 2027. Các nhà phát triển của dự án dự kiến sẽ tạo ra 1.500 việc làm trong giai đoạn xây dựng và lên đến 350 việc làm trong quá trình hoạt động. Với sự quan tâm đến các loại dự án này, điều quan trọng là phải hiểu những thách thức và chi phí cuối cùng của việc vận chuyển năng lượng tái tạo trên một quãng đường dài. Khả năng thực hiện điều này một cách kinh tế có những phân nhánh quan trọng từ Sa mạc Sahara đến Trung Tây Hoa Kỳ đến Bắc Cực.
Thật vậy, thế giới có nguồn năng lượng tái tạo to lớn, nhưng những nguồn tài nguyên đó thường được tìm thấy ở xa các trung tâm dân cư. Ví dụ, các nguồn tài nguyên gió tốt nhất ở Hoa Kỳ có thể được tìm thấy ở các cán bộ của Texas và Oklahoma, cũng như khắp vùng Trung Tây dân cư thưa thớt. Tương tự như vậy, nhiều nguồn năng lượng mặt trời tốt nhất thế giới có thể được tìm thấy ở các vùng sa mạc thưa dân cư.
Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia Hoa Kỳ (NREL) đã tuyên bố rằng việc triển khai quy mô lớn sản xuất điện tái tạo sẽ yêu cầu các đường dây tải điện bổ sung để giảm bớt các hạn chế trong khu vực.
Trên thực tế, người ta đã rất quan tâm đến việc kết nối một số nguồn tài nguyên tái tạo phong phú này với các trung tâm dân cư thông qua đường truyền, nhưng chi phí thường rất cao. Các dự án cơ sở hạ tầng này nói chung là các dự án trị giá hàng tỷ đô la cũng phải giành được sự chấp thuận của các cơ quan quản lý và chủ sở hữu đất.
Để rõ ràng, những thách thức sẽ rất đáng kể. Luôn có những rủi ro khi xây dựng công trình lớn nhất trong số bất kỳ thứ gì và dự án này hình dung việc thực hiện điều đó trong ba hạng mục riêng biệt. Điều đó làm tăng đáng kể rủi ro thất bại. Nhiều thách thức sẽ cần phải vượt qua.
Ví dụ, cáp ngầm thường đi qua vùng nước nông. Trong trường hợp này, cáp sẽ cần phải điều hướng các rãnh sâu. Điều đó, kết hợp với chiều dài cần phải đi ngang, sẽ tạo ra những thách thức chưa từng có cho những con tàu sẽ cố gắng đặt dây cáp. Đây chỉ là một ví dụ đơn lẻ về các loại thách thức mà các siêu dự án như vậy có thể đối mặt.
Để ước tính chi phí năng lượng mặt trời do hệ thống này sản xuất, chúng ta phải đưa ra một vài giả định. Đầu tiên là về vòng đời của hệ thống. Một nguyên tắc chung là các hệ thống điện mặt trời sẽ tồn tại khoảng 25 năm. Các hệ thống này vẫn có thể sản xuất điện vượt quá khung thời gian đó, nhưng sự suy giảm đáng kể trong sản lượng điện sẽ xảy ra sau đó.
Thứ hai, lượng điện năng được sản xuất trong thời gian đó phải được ước tính. Hệ số công suất thể hiện phần trăm năng lượng được tạo ra trong một khoảng thời gian (thường là một năm) chia cho công suất lắp đặt. Vì sản lượng của mặt trời thay đổi trong ngày và trong năm - và tùy theo vị trí - nên hệ số công suất của điện mặt trời có thể thay đổi từ khoảng 10% đến 25%.
Ví dụ: nếu hệ thống 10 GW có thể chạy hết công suất 24 giờ một ngày, nó có thể tạo ra 24 x 365 x 10 = 87.600 GWh mỗi năm. Trên toàn nước Úc, hệ số công suất trung bình cho các hệ thống PV quy mô lớn được ước tính là 21%. Với quy mô và vị trí của dự án Sun Cable, không có gì vô lý khi cho rằng họ có thể đạt đến khoảng 25% công suất trên.
Trong trường hợp đó, trong suốt thời gian tồn tại của hệ thống, nó sẽ tạo ra 87.600 GWh * 25 năm * 25% hệ số công suất = 547.500 GWh công suất, hoặc 547,5 terawatt-giờ (TWh).
Nhưng có những tổn thất đường dây cần xem xét. Mặc dù dòng điện một chiều là phương tiện truyền tải điện năng trên một khoảng cách xa hiệu quả hơn so với dòng điện xoay chiều, nhưng một phần công suất truyền đi bị mất đi dưới dạng nhiệt. Đối với dòng điện một chiều, những tổn thất đường dây đó phụ thuộc vào điện áp của đường dây và khoảng cách mà công suất được truyền qua đó. Hầu hết các đường dây HVDC sử dụng điện áp từ 100 kilovolt (kV) đến 800 kV. Với sức mạnh và khoảng cách di chuyển, Liên kết sức mạnh Australia-ASEAN có thể sẽ ở phần cuối của quy mô đó.
Siemens đã tuyên bố rằng đối với 2,5 GW công suất truyền trên 800 km đường dây trên không, tổn thất đường dây ở 800 kV HVDC chỉ là 2,6%. Suy ra toàn bộ chiều dài của đường dây 4.500 km sẽ cho thấy tổn thất điện năng tổng thể là 14,6% (giả sử tổn thất ở HVDC dưới biển tương đương với tổn thất của đường dây trên không).
Do đó, tổng công suất được phân phối có thể ước tính là 547,5 TWh * 85,4% = 467,6 TWh. Khi đó, chi phí quy đổi đơn giản của điện năng được sản xuất từ dự án này sẽ là 16 tỷ đô la chia cho 467,6 TWh (tương đương 467,6 tỷ kilowatt giờ), hay 0,034 đô la / kWh.
Đó là một mức giá hấp dẫn, nhưng nó chỉ cung cấp một ước tính đơn giản, thấp nhất về chi phí vốn góp vào dự án. Điều này sẽ cần phải được thêm vào chi phí bảo trì liên tục - một số trong đó có thể là đáng kể nếu cáp dưới biển yêu cầu sửa chữa - và chi phí tài chính. Các khoản trợ cấp năng lượng mặt trời hiện có, cũng chưa được xem xét, có thể giảm bớt một phần chi phí này.
Tin tức này có nguồn từ Oilprice.com
