Hệ thống lưới điện thế giới chưa thể ứng phó với biến đổi khí hậu

Các sự cố mất điện trong thời gian gần ở nhiều nước từ châu Âu cho đến Ấn Độ và Mỹ cho thấy, các hệ thống lưới điện trên thế giới chưa sẵn sàng ứng phó nhiệt độ hành tinh ngày càng nóng lên do biến đổi khí hậu.

Nắng nóng gây mất điện ở nhiều nước

Dưới cái nắng chói chang của vùng biển Adriatic, một phần của Địa Trung Hải, cuộc sống gần như dừng lại ở thủ đô Podgorica của Montenegro vào đầu mùa hè này. Ô tô và xe buýt kẹt cứng trên các con đường do đèn tín hiệu giao thông tắt, internet gián đoạn khi điện cúp đột ngột.

“Sau một giờ mất điện, chúng tôi bắt đầu hoảng sợ vì không thể chịu nổi tình trạng này”, Drago Martinovic, một sĩ quan cảnh sát về hưu 61 tuổi nói.

Bộ Năng lượng Montenegro giải thích, điện bị cúp là do mức tiêu thụ điện năng tăng đột ngột giữa thời tiết nóng nực, khiến hệ thống lưới điện quá tải. Các nước láng giềng như Bosnia, Albania và Croatia cũng chịu cảnh mất điện do liên kết với lưới điện ở Montenegro.

Tin xấu cho Martinovic và hàng trăm triệu người trên thế giới là nguy cơ mất điện đột ngột do nắng nóng ngày càng trầm trọng. Theo chương trình nghiên cứu khí hậu Copernicus của Liên minh châu Âu (EU), trong giai đoạn từ tháng 7-2023 đến tháng 6-2024, nhiệt độ toàn cầu của mỗi tháng đều cao kỷ lục.

Mùa hè nóng hơn đồng nghĩa với nhu cầu làm mát tăng đột biến. Tuy nhiên, nhiệt độ cao khiến các đường dây điện chùng xuống (do đồng trong dây điện giãn nở), chạm vào cây cối, gây nguy cơ cháy rừng.

Các sự cố mất điện do nắng nóng tương tự cũng xuất hiện ở nhiều nơi trên thế giới. Tuần trước, hàng triệu hộ gia đình ở thành phố Houston, bang Texas, Mỹ bị mất điện vì nóng oi bức diễn ra sau cơn bão Beryl. Nhiều nước khác từ Ecuador ở Nam Mỹ cho đến Ấn Độ ở Nam Á cũng chứng kiến mất điện trong những tuần gần đây.

Cuộc khủng hoảng khí hậu đặt các hệ thống lưới điện đứng trước hàng hoạt rủi ro. Chẳng hạn, các cơn lũ quét làm sụp đổ các tháp truyền tải điện (trụ điện cao thế) và hạn hán làm khô các hồ chứa thủy điện và nhu cầu làm mát tăng đột biến trong thời tiết nắng nóng khiến lưới điện quá tải.

“Toàn bộ hệ thống điện được thiết kế và xây dựng trong một kỷ nguyên khí hậu khác với hiện nay. Vì vậy, có nhiều vấn đề có thể nảy sinh”, Michael Webber, giáo sư năng lượng ở Đại học Texas ở Austin nói.

Các nỗ lực giảm sử dụng điện tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch bằng cách tăng nguồn cung điện gió và mặt trời, khiến hệ thống phân phối điện trở nên quan trọng. Tuy nhiên, hoạt động nâng cấp hạ tầng lưới điện không theo kịp với tốc độ triển khai năng lượng tái tạo.

Để đạt mục tiêu đưa lượng phát thải ròng khí carbon về zero (Net-Zero) vào năm 2050, mạng lưới điện toàn cầu cần được đầu tư thêm 24,1 nghìn tỉ đô la Mỹ để nâng cấp và mở rộng, theo ước tính của Công ty tài chính năng lượng mới Bloomberg (BloombergNEF).

Con số này vượt xa nguồn vốn cần thiết đầu tư thêm cho công suất năng lượng tái tạo để bảo đảm lộ trình Net-Zero

Với diện tích rộng và nhu cầu năng lượng lớn, Mỹ và Trung Quốc sẽ tốn chi phí nhiều nhất để mở rộng hệ thống lưới điện. Tuy nhiên, không có quốc gia nào có thể tránh được khoản chi phí đầu tư tốn kém cho lưới điện.

Hầu hết tình trạng mất điện xảy ra khi một lượng lớn cung hoặc cầu xuất hiện hoặc dừng lại đột ngột. Thiệt hại do các cơn bão, sự bùng nổ nguồn cung năng tái tạo hoặc mức sử dụng điện tăng đột biến đều có thể gây mất điện. Điều này là do lưới điện không đủ khả năng chống chịu những bất ổn như vậy.

Biến đổi khí hậu không chỉ gây tổn thương cho lưới điện ở các nước nghèo. Các sự cố mất điện do nắng nóng gần đây cũng diễn ra ở các nước có thu nhập trung bình bao gồm Mexico hay các nước giàu năng lượng như Kuwait, thành viên của Tổ chức các nước xuất khẩu dầu mỏ (OPEC).

Một vấn đề phổ biến đằng sau các vấn đề về lưới điện là quy hoạch kém. Người dân của Kuwait, một trong những quốc gia giàu nhất thế giới, chịu đựng tình trạng cắt điện luân phiên hồi tháng 6. Các nhà vận hành lưới điện đã cố tình ngắt kết nối ở một số đường dây điện để ngăn chặn rủi ro mất điện hoàn toàn khi các nhà máy điện vật lộn đáp ứng nhu cầu tăng vọt do nhiệt độ vượt quá 50 độ C. Động thái cắt điện đột ngột khiến lực lượng cứu hỏa nhận được vô số cuộc gọi nhờ giải cứu từ những người mắc kẹt trong thang máy.

Các nhà quản lý lưới điện ở Kuwait cảnh báo, có thể buộc phải lên lịch cắt điện thường xuyên hơn để ngăn chặn sự cố trong hệ thống. Trong khi Kuwait có thể khai thác nguồn thu khổng lồ từ xuất khẩu dầu mỏ để đầu tư cho lưới điện, nhiều nước khác không có đủ nguồn lực tài chính để làm điều đó.

Tại Ecuador, hồi tháng 6, hành khách đi tàu điện ngầm đã phải rời những chuyến tàu bị tê liệt sau khi quốc gia Nam Mỹ này chứng kiến sự cố mất điện tồi tệ nhất trong 20 năm.

Ecuador có trữ lượng dầu lớn hơn Mexico nhưng đang chịu áp lực vì khối nợ công rất lớn. Ecuador phụ thuộc rất nhiều vào Quỹ Tiền tệ quốc tế (IMF) như các tổ chức cho vay đa phương khác để tài trợ cho các dự án năng lượng và lưới điện.

Một phần của vấn đề liên quan đến các dự án quy hoạch yếu kém như dự án nhà máy thủy điện Coca-Codo Sinclair trị giá 3 tỉ đô la Mỹ.

Nhà máy thủy điện công suất 1.500 MW này thường cung cấp khoảng 1/4 lượng điện của cả nước. Tuy nhiên, sau chưa đầy một thập niên đi vào hoạt động, nhà máy trở thành nguồn gây bất ổn.

Nhà máy tạm ngưng hoạt động hơn 10 lần trong nửa đầu năm 2024 vì có hơn 7.000 vết nứt được phát hiện trong các ống dẫn đến các tuốc-bin.

Khi Coca-Codo Sinclair ngừng hoạt động hồi tháng trước do mưa lớn, nguồn cung từ các nhà máy điện khác phụ thuộc vào một đường dây điện cao thế duy nhất. Vì vậy, cả nước chịu cảnh mất điện do đường dây điện này gặp sự cố. Ecuador đã được cảnh báo trước về nguy cơ này sau vụ mất điện năm 2004 nhưng chưa bao giờ xây dựng lưới điện dự phòng như khuyến nghị.

Người dân và doanh nghiệp bị ảnh hưởng

Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến hoạt động phân phối điện theo nhiều cách. Nhiệt độ cực cao làm tăng nhu cầu làm mát đồng thời làm giảm hiệu suất của các tấm pin mặt trời, khiến sản lượng điện mặt trời giảm. Nhiệt độ cao cũng có thể khiến đường dây điện bị chùng xuống hoặc khiến máy biến áp quá nóng, dẫn đến hư hỏng thiết bị và làm tăng nguy cơ hỏa hoạn.

Khi nhiệt độ tăng, lưới điện cần phải có khả năng phục hồi tốt hơn, bao gồm năng lực lưu trữ điện để đáp ứng nhu cầu tăng cao và tình trạng gián đoạn nguồn cung.

Ở Mexico, tình trạng mất điện trở nên phổ biến hơn khi mùa hè nóng hơn và khô hơn. Đồng thời, nhu cầu năng lượng tăng cao khi tăng trưởng kinh tế bùng nổ cũng đẩy lưới điện của nước này vào nguy cơ sụp đổ.

Các vấn đề này buộc doanh nghiệp phải tìm những giải pháp tốn kém để duy trì hoạt động, chủ yếu thông qua việc sử dụng máy phát điện chạy bằng diesel. Đây là một thực tế phổ biến ở nhiều nước có hệ thống điện không ổn định.

Tháng trước, sự cố mất điện ở thành phố Chihuahua, phía bắc Mexico gây tê liệt các máy bơm nước, khiến hơn 70.000 người chịu cảnh thiếu nước trong suốt hai tuần. Tần suất cúp điện ngày càng tăng có nghĩa là nông dân chăn nuôi bò sữa và nhà sản xuất phô mai ở Chihuahua phải tốn tới 50.000 peso (khoảng 2.700 đô la Mỹ) mỗi ngày cho nhiên liệu vận hành máy phát điện để cung cấp năng lượng cho thiết bị vắt sữa và làm lạnh.

Đợt nắng nóng hồi tháng 5 gây ra tình trạng mất điện trên khắp 21 bang ở Mexico, làm gián đoạn hoạt động sản xuất tại nhà máy lắp ráp ô tô của hãng Volkswagen ở thành phố Puebla trong 4 giờ. Nhà máy này tiếp tục bị mất điện vào tháng Sáu.

Để giải quyết cuộc khủng hoảng, Tổng thống đắc cử Mexico, Claudia Sheinbaum, một nhà khoa học khí hậu có bằng tiến sĩ về kỹ thuật năng lượng, cam kết chi 13,6 tỉ đô la Mỹ để mở rộng công suất năng lượng tái tạo, các nhà máy điện khí và đường dây truyền tải mới. Nhưng con số đó vẫn chưa bằng một nửa trong số 38 tỉ đô la đầu tư cần thiết để đáp ứng kịp nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của Mexico trong 5 năm tới, theo ước tính của các nhà phân tích.