Việc cắt giảm – cố ý giảm sản lượng điện – tiếp tục gia tăng đối với cả năng lượng mặt trời và năng lượng gió ở California.
Thách thức cân bằng lưới điện: Giảm sản lượng điện mặt trời tăng ở California
Các nhà điều hành lưới điện đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định bằng cách cân bằng cung cầu điện. Khi sản lượng điện vượt xa mức tiêu thụ, các nhà điều hành phải giảm sản lượng—một hoạt động được gọi là cắt giảm. Tại California, việc cắt giảm năng lượng mặt trời đã tăng vọt trong những năm gần đây, đạt mức kỷ lục vào năm 2024 theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (EIA).
Sự thống trị của việc hạn chế năng lượng mặt trời
Trong mạng lưới Nhà điều hành hệ thống độc lập California (CAISO)—phục vụ hầu hết tiểu bang—năng lượng mặt trời chiếm 93% tổng năng lượng bị cắt giảm. Chỉ tính riêng năm 2024, CAISO đã giảm 3.4 triệu MWh sản lượng điện gió và mặt trời quy mô tiện ích, đánh dấu mức tăng 29% so với năm 2023.
Các động lực của việc cắt giảm
Trong khi giá thị trường thường quyết định những mức giảm này, các nhà điều hành lưới điện cũng có thể yêu cầu đóng cửa trong các sự kiện tắc nghẽn hoặc cung vượt cầu. Đáng chú ý, CAISO đôi khi cắt giảm năng lượng mặt trời để bảo toàn công suất phát điện khí đốt tự nhiên, công suất này phải luôn khả dụng theo tiêu chuẩn của North American Electric Reliability Corporation (NERC) để đảm bảo khả năng tăng cường vào buổi tối.
Các chiến lược giảm thiểu
CAISO đang triển khai nhiều biện pháp để giảm thiểu chất thải:
Mở rộng trao đổi năng lượng với các lưới điện lân cận để giảm tải điện năng tái tạo dư thừa
Tích hợp lưu trữ pin vào thị trường năng lượng và dịch vụ phụ trợ
Ưu tiên giảm thiểu cắt giảm trong quy hoạch cơ sở hạ tầng truyền tải
Sử dụng sáng tạo
Các công ty trong ngành đang khám phá các ứng dụng thay thế cho năng lượng tái tạo dư thừa, bao gồm sản xuất hydro xanh. Một số sản lượng hydro sẽ được lưu trữ và pha trộn với khí đốt tự nhiên để tăng cường nguồn cung trong thời gian nhu cầu cao điểm vào mùa hè.
Giải pháp lưu trữ
Hệ thống pin có thời gian điều phối 4-8 giờ đang chứng minh hiệu quả đặc biệt. Các hệ thống này hấp thụ năng lượng mặt trời dư thừa vào buổi trưa để sử dụng sau trong thời gian nhu cầu tăng đột biến vào buổi tối—khi sản lượng điện mặt trời giảm xuống ngay khi mức tiêu thụ tăng lên do sử dụng máy điều hòa không khí và thiết bị gia dụng.
Xu hướng tăng trưởng năng lực
Việc triển khai lưu trữ năng lượng đang được đẩy nhanh để giải quyết sự không phù hợp này, với công suất pin của CAISO tăng vọt 45% so với cùng kỳ năm trước lên 11.6 GW vào năm 2024. Trong khi đó, công suất tái tạo của California đã tăng gấp ba lần từ 9.7 GW (năm 2014) lên 28.2 GW (năm 2024), nhấn mạnh nhu cầu ngày càng tăng đối với các giải pháp lưới điện linh hoạt.
Khi sự thâm nhập của năng lượng tái tạo tiếp tục tăng, các nhà điều hành lưới điện phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng trong việc phát triển các phương pháp mới để đồng bộ hóa sản xuất năng lượng sạch với mô hình tiêu thụ.