dự án Australia-Asia PowerLink sẽ đưa điện từ những trang trại điện mặt trời ở Úc sang Singapore - còn được gọi tên là dự án "dây cáp mặt trời"
Đề xuất
dự án 'cáp mặt trời' đề nghị một trang trại điện mặt trời có công suất 10 gigawatt rộng 12000 hecta ở miền bắc Úc
những tấm pin mặt trời sẽ được fab sẵn ở Úc và lắp đặt tại chỗ: điện thu hoạch được sẽ truyền 800 km đến thành phố Darwin tiêu thụ - phần còn lại sẽ xuất khẩu đi Singapore qua đường dây dẫn điện ngầm dưới nước HVDC [high voltage direct current - điện một chiều cao áp] dài 3700 km
dự án đề xuất một hệ thống pin đặt gần trang trại điện mặt trời: trữ điện thừa vào buổi tối - ước tính chi phí 7 tỷ đôla thời giá hiện tại
Truyền tải điện
phần lớn những hệ thống sử dụng ngày nay là điện xoay chiều: tạo ra, truyền tải và tiêu thụ - vì điện xoay chiều tiết kiệm hơn đơn chiều
nổi tiếng nhất về điện xoay chiều và điện một chiều là cuộc chiến Tesla và công ty Westinghouse đã đánh bại Edison để ngày nay ta sử dụng điện xoay chiều - được Hollywood dựng thành phim năm 2017
để truyền tải điện từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ như hộ gia đình, nhà máy... đầu tiên ta sử dụng một máy biến áp để tăng thế dòng điện: điện có hiệu điện thế càng cao thì thất thoát năng lượng càng ít khi truyền tải
khi điện đến nơi tiêu thụ, ta sử dụng một máy hạ thế để hạ áp dòng điện xuống mức điện thế sử dụng được
máy biến thế điện xoay chiều làm được những công đoạn ấy hiệu quả và rẻ hơn thiết bị tương đương cho điện đơn chiều: lý do tại sao điện xoay chiều phổ biến - những có đánh đổi với quãng đường truyền tải xa
hệ thống điện xoay chiều cao áp mất đi hiệu năng nếu nơi tiêu thụ điện xa khỏi nơi sản xuất điện - một số lý do:
một là "hiệu ứng bề mặt" liên quan đến dây cáp: dòng điện đơn chiều truyền đều khắp toàn bộ bề rộng mặt cắt của dây cáp - điện xoay chiều thì có xu hướng dồn về bề mặt của dây cáp và rỗng ở giữa
thập niên 1880 người ta đã thử nghiệm điện đơn chiều cao áp HVDC nhưng phải năm 1954 thì dây cáp HVDC ngầm dưới đáy biển mới hiện thực hoá: công ty công nghiệp đa quốc gia ABB xây lắp HVDC kết nối đảo Gotland với đất liền Thuỵ Điển - dây cáp dài 90 km
thử vẽ một đồ thị chi phí và khoảng cách để so sánh giữa HVDC và HVAC [high voltage alternative current - điện xoay chiều cao áp] thì chi phí xây dựng thiết bị đầu cuối của điện đơn chiều sẽ cao hơn nhiều: mua những biến tần converter và inverter để lắp vào
nhưng truyền tải càng xa thì chi phí điện xoay chiều tăng lên vì tăng chi phí thất thoát năng lượng của đường dây: nếu so sánh 2000 km truyền tải AC và DC cùng điện áp thì thất thoát năng lượng của dây điện xoay chiều sẽ gấp đôi dây đơn chiều, kể cả nếu dây xoay chiều chỉ truyền tải một nửa sức mạnh
dòng đơn chiều sẽ có một "khoảng cách hoà vốn" khoảng 100 km mà xa hơn thì đơn chiều tiết kiệm hơn xoay chiều
giả sử điện hao phí của dây HVDC là khoảng 3% mỗi 1000 km thì dự án 'dây cáp mặt trời' dài 3200 km ước tính sẽ có 10% tổng hao phí - dây AC tương đương sẽ gấp đôi số ấy
ví dụ đập Tam Hiệp sử dụng 3 đường dây HVDC trên cao để truyền tải điện xa 1000 km đến Quảng Châu và Thường Châu
trên thế giới đang có 10 000 km đường dây HVDC dưới đáy biển trong đó 70% ở châu Âu
ở Úc, công ty Keppel của Singapore sở hữu Basslink là đường dây HVDC dài 370 km nối với đảo Tasmania bang Victoria
Trở ngại lắp dây cáp điện dưới đáy biển
một là ta muốn lắp sao cho tổng chiều dài dây cáp càng ngắn càng tốt: tiết kiệm và dễ bảo dưỡng
hai là tránh những rãnh sâu hoặc sườn dốc: cá mập sẽ cắn cáp
phần lớn cáp điện đáy biển hiện này được đặt độ sâu chưa đến 1 km trên những vùng biển đáy phẳng có bùn lắng đất lầy, nhiều cát và đá cuội
những Úc vây quanh là sườn dốc và nước sâu
đường đi dây khả thi kinh tế và kỹ thuật nhất sẽ bắt đầu tư Darwin và qua biển Timor, phía nam của Bắc Timor đến Indonesia, sau đó xuyên qua Indonesia hoặc là giữa đảo Bali và Lombok, hoặc giữa Lombok và Sumbawa, rồi đi đến biển Java
sau cùng, dây cáp sẽ đi qua biển Java đến khu vực Changi, Singapore
phần lớn đường dây cáp đề xuất sẽ quá nông: sâu chỉ 200 mét - nhưng một đoạn dài 1200 km đi qua phía nam của Đông Timor ở rãnh đại dương Timor sẽ sâu 1.6 km
khó khăn không phải chưa có tiền lệ: đường dây cáp SAPEI nối đảo Sardinia với đất liền Ý là cáp điện đáy biển sâu nhất thế giới - sâu tương tự
cáp điện SAPEI làm từ nhôm thay vì đồng thường thấy: nhôm rẻ và dễ kiếm hơn đồng nhưng kém dẫn điện hơn - nhưng nhôm nhẹ hơn đồng nên người ta có thể chở nhiều hơn trên tàu đặt cáp, tiết kiệm chi phí và thời gian chạy tàu ra vùng nước sâu
Cáp mặt trời
biển Java và eo biển Singapore là một trong những tuyến đường biển tấp nập nhất thế giới
biển Java đã sẵn những đường ống, tàu cá và cáp viễn thông đi xuyên biển, còn eo biển Singapore đón hàng nghìn tàu đi qua mỗi năm
ở vùng biển đông đúc này, các kỹ sư sẽ phải đào rãnh hoặc chôn dây cáp sâu 0.6-1.5 mét: để bảo vệ khỏi bị lưới bắt cá vét lên hoặc bị hư hại bởi neo tàu và những vật thể thả xuống đáy biển - hư hỏng có thể gây cúp điện và vi phạm những điều khoản gây bắt đền trong hợp đồng cung cấp dịch vụ [điện]
cuối cùng là mua dây cáp ở đâu
ngành sản xuất cáp HVDC là một thị trường ngách: sản phẩm phức tạp và bán chậm
dự án 'cáp mặt trời' đề xuất sử dụng 2 dây cáp dài 3200 km: nhiều hơn tổng sản lượng thường niên của tất cả những nhà sản xuất cáp HVDC ở châu Âu - cho nên phải đợi 3-5 năm để nhiều công ty sản xuất gây dựng công suất
Chi phí
tiền mua cáp đáy biển của toàn bộ dự án 'cáp mặt trời' dự tính sẽ tốn 5.6 tỷ đôla chưa tính chi phí bảo hiểm và quản lý: trong đó 4.6 tỷ đôla để mua hàng, 188 triệu đôla tiền vận chuyển và 783 triệu đôla lắp đặt
ấy là hơn 6 lần chi phí dự án dây cáp Basslink cũng là HVDC ở Úc, chỉ tốn 670 triệu đôla
nếu tính cả chi phí trang trại điện mặt trời, tổng có lẽ vượt hơn 10 tỷ đôla Mỹ
công ty tư nhân Sun Cable được tài trợ hạt giống bởi hai tỷ phú Úc gây ngạc nhiên là Mike Cannon-Brookes đồng sáng lập Atlassian và Andrew "Twiggy" Forrest cựu CEO của công ty kim loại Fortescue
ngạc nhiên vì hai người cố nhiên không thể đủ giàu: rất có thể sẽ cần một hình thức hợp đồng dịch vụ nhiều thập kỷ giữa công ty và bên mua điện - ví dụ dự án Basslink nhận được nguồn tiền mặt từ một hợp đồng dịch vụ 25 năm với Hydro Tasmania công ty điện lực trên đảo Tasmania
hợp đồng giúp Basslink đủ uy tín gọi vốn tư nhân để thực hiện: các nhà đầu tư bị hấp dẫn bởi cổ tức đều đặn từ một dự án như vậy
Basslink cũng để lại những bài học kinh nghiệm cho Sun Cable: chưa đến 10 năm vận hành từ năm 2006, Basslink đã chịu một đợt cúp điện - mất nửa năm sửa chữa đường cáp dưới biển, công ty Hydro Tasmania tức giận đã mang tranh chấp ra trọng tài [arbitration]
trọng tài viên tuyên Basslink vi phạm và năm 2020 xử phạt 30 triệu đôla, thấp hơn mức đòi bồi thường của Hydra nhưng đủ gây thất vọng những nhà đầu tư vào Basslink
sự cố khiến Hydra thiếu tiền mặt và bị buộc phải vỡ nợ kỹ thuật: gây trì hoãn tiếp việc công ty phải sửa 2 tháng cúp điện năm 2018
cố nhiên, những dự án thế này thường là những tên tuổi lớn đứng ra gọi thầu nhưng lại lựa chọn trao thầu cho công ty dự thầu rẻ nhất: những công trình hạ tầng sẽ khó khả thi nếu áp dụng những mối quan hệ đối tác công-tư
Kết
dự án quá lớn và đắt đỏ cho nên có lẽ họ sẽ chia nhỏ nhiều phần và cột mốc tiến độ nhiều năm: một khi triển khai, dây cáp sẽ cung cấp 20% nhu cầu điện Singapore
từ năm 2015 đến 2040 nhu cầu điện Đông Nam Á ước tính tăng 65% và đều từ nhiên liệu hoá thạch, nếu không thay đổi gì: nhu cầu sẽ lớn cho năng lượng tái tạo
Indonesia có thể sẽ nhảy vào mua điện mặt trời từ Úc trước Singapore: hiển nhiên là dây cáp đi qua nước họ trước
Úc cũng không thẹn thùng gì: nền kinh tế phụ thuộc vào mỏ, xăng dầu và xuất khẩu thú mỏ vịt - chuyển sang cấp điện mặt trời sẽ giúp chống biến đổi khí hậu
miền bắc Úc rộng hơn Ai Cập mà dân số chưa đến 25 vạn người, so với Ai Cập có 103 triệu người, và cũng là một trong những nơi nhận nhiều ánh sáng mặt trời nhất thế giới - cơ hội thu hoạch năng lượng tái tạo
với nước Úc thì dự án 'cáp mặt trời' thử nghiệm một mô hình xuất khẩu năng lượng mới mẻ và hấp dẫn, củng cố quan hệ với các nước Đông Nam Á và rẽ hướng quốc gia khỏi phụ thuộc những món xuất khẩu nhất định
dự án Sun Cable kế hoạch lên sóng năm 2027
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét