Buzz
Trong năm nay, sự yếu đuối của hệ thống lưới điện lạc hậu của Hoa Kỳ đã đặt áp lực lên đất nước như chưa bao giờ. Tháng 8, cơn bão Ida cấp 4 đổ bộ vào bờ biển vịnh, làm mất điện cho hơn một triệu ngôi nhà và doanh nghiệp, nhiều trong số đó đã không có điện trong suốt vài tuần. Tháng 7, một đám cháy rừng ở Oregon khiến các quan chức California cảnh báo về tình trạng mất điện lăn sóng lớn, trong khi các tiểu bang phía tây khác tắt điện để ngăn chói lên đường dây điện gây cháy rừng hơn. Và vào tháng 2, Texas phải chịu một trong những cơn bão đông đắt đỏ nhất từng được ghi lại ở Hoa Kỳ, với các nhà cung cấp của tiểu bang không thể xử lý nhu cầu năng lượng đột ngột của cư dân cần sưởi ấm nhà, dẫn đến cúp điện để bảo vệ tránh sự sụp đổ hoàn toàn—một kịch bản thảm họa có thể khiến nhiều khu vực của tiểu bang không có điện trong suốt tháng.
“Đó là một thời kỳ khó khăn,” nói Michael Bates, quản lý chung năng lượng của Intel, người sống gần Austin. “Mẹ tôi đã đậu trước lò sưởi của mình suốt một tuần như một phụ nữ bản xứ. Thật kỳ cục khi nghĩ rằng điều như vậy có thể xảy ra ngày nay.”
Tuy nhiên, sau những khủng hoảng này, sự hy vọng đã nảy mầm. Những thảm họa đã thúc đẩy cuộc trò chuyện đã đến lúc về lưới điện của đất nước, đã tồn tại suốt một thế kỷ. Ngày nay, nó hoạt động như một hệ thống một chiều. Điện chảy từ một số nguồn sản xuất, như nhà máy hạt nhân hoặc than, đến từng ngôi nhà và doanh nghiệp cá nhân. Thiết kế này đã lỗi thời và, do các mô hình thời tiết ngày càng biến động, trở nên nguy hiểm hơn.
Có một cách tốt hơn: hệ thống lưới thông minh, được cung cấp bởi các công nghệ của Intel và mở rộng thông qua danh sách dài các đối tác toàn cầu của nó. Bằng cách cho phép năng lượng chảy cả hai chiều—từ và đến từ bất kỳ nguồn năng lượng nào, có thể là một cơ sở hạ tầng hạt nhân hoặc một tấm pin năng lượng mặt trời trên mái nhà—một hệ thống lưới thông minh là một giải pháp công bằng, tái tạo và chống chịu hơn để đáp ứng nhu cầu năng lượng của Hoa Kỳ trong thế kỷ 21. Điều này cũng sẽ là một phần quan trọng của mục tiêu mới được tuyên bố của Nhà Trắng làm nguồn cung ứng 45% năng lượng của quốc gia từ năng lượng mặt trời vào năm 2050.
“Cơn bão ở Texas làm chết người,” Bates nói. “Thật may mắn là chúng ta có công nghệ để giúp đảm bảo điều như vậy không xảy ra lại. Chúng ta chỉ cần triển khai nó.”
Một Ngày trong Cuộc Sống của Hệ Thống Lưới Thông Minh
Khi chúng ta thức dậy vào buổi sáng sau khi triển khai hệ thống lưới thông minh, công tắc đèn của chúng ta sẽ trông giống nhau, nhưng mọi thứ xảy ra sau khi chúng ta bật công tắc sẽ khác biệt.
Xem xét nguồn năng lượng. Hiện tại, điện ở Hoa Kỳ được tạo ra bởi các nguồn năng lượng lớn, tập trung, luôn hoạt động. Tuy nhiên, một hệ thống lưới thông minh được cung cấp bởi các nhà sản xuất năng lượng tái tạo có thể cung cấp dòng chảy hai chiều theo thời gian thực, với công nghệ và ứng dụng cho phép giao tiếp tự động giữa các công ty điện và khách hàng của họ. Điều này có nghĩa là năng lượng có thể đến từ bất kỳ nơi nào—bao gồm cả một phương tiện điện (EV) trong gara—và được truyền đến bất kỳ nơi nào cần. Vì vậy, nếu nguồn điện chính trở nên không khả dụng, những ngôi nhà hoặc doanh nghiệp có các mảng pin mặt trời hoặc điện đã được lưu trữ trong EVs hoặc pin của họ có thể bù đắp cho nó.
“Nếu bạn chuyển từ hệ thống phát điện tập trung sang một hệ thống phân phối trên toàn lưới, gần điểm tiêu thụ, hệ thống sẽ linh hoạt và chống chịu hơn nhiều,” Bates nói. “Để làm điều đó không đòi hỏi một cải tiến toàn bộ hệ thống—bạn chỉ cần cập nhật các trạm phân phối điện. Công nghệ Intel làm nên một hệ thống như vậy bằng cách kích hoạt tính toán được động viên bởi trí tuệ nhân tạo tại mép của lưới, ở mọi góc độ.”
Trong thực tế, điều này có nghĩa là mỗi ngôi nhà, ô tô và doanh nghiệp đều có thể phục vụ làm nguồn năng lượng—và kiếm tiền từ việc đó.
Hãy tưởng tượng, ví dụ, bạn về nhà sau giờ làm việc và phát hiện rằng các tấm pin mặt trời trên mái nhà của bạn đã mang lại thu nhập thêm cho bạn ngày hôm đó. Với một hệ thống lưới thông minh, năng lượng không sử dụng được tạo ra khi bạn đi làm được chuyển sang lưới, nơi nó được bán với giá cao nhất, và tiền được gửi vào tài khoản thông qua một bộ đồng hồ thông minh trong nhà bạn.
Hoặc hãy tưởng tượng bạn đậu chiếc ô tô điện của mình trong bãi đỗ xe của một cửa hàng thực phẩm. Trên mái tòa nhà là các tấm pin mặt trời và một cánh quạt gió nhỏ. Dưới bãi đỗ là một trạm sạc nhanh EV không dây. Trong khi bạn đang mua thực phẩm, ô tô của bạn được sạc tự động miễn phí, như một phần thưởng khi sở hữu một chiếc EV và mua sắm tại cửa hàng. Sau đó, vào buổi tối, cửa hàng kiếm thêm thu nhập bằng cách bán năng lượng được sản xuất bởi cánh quạt gió trở lại cho các công ty điện, nơi khách hàng của họ sử dụng nó để xem TV hoặc gửi email.
Những kịch bản này chỉ là khởi đầu cho những gì tương lai của hệ thống lưới thông minh của chúng ta có thể trông như.
Tạo Ra Thị Trường Mới Cho Năng Lượng
FPGA của Intel đã được sử dụng để cung cấp nguồn năng lượng cho một số trạm sạc EV trên thị trường. Khuyến khích việc áp dụng rộng rãi các trạm này, tại các nhà bán lẻ quốc gia và cửa hàng thực phẩm, ví dụ, có thể nâng cao đáng kể năng lượng tái tạo trên toàn lưới. Khách hàng có thể dễ dàng sạc ô tô điện của họ tại các trạm sạc năng lượng mặt trời, làm cho EV trở nên hấp dẫn hơn; sự phổ biến rộng rãi cũng có thể giúp kích thích quá trình chuyển đổi sang công nghệ lưới thông minh, vì năng lượng mặt trời dư thừa tại những địa điểm đó có thể dễ dàng được đưa vào lưới.
Trong tương lai, làm cho lưới trở nên dân chủ hóa—cho phép bất kỳ ai tạo ra năng lượng và bán nó với giá thị trường—sẽ tạo ra một nguồn cung điện chống chịu hơn khi thời tiết khắc nghiệt xảy ra. Ý tưởng là làm cho mọi người trở thành những nhà sản xuất tiềm năng.
“Chỉ cần nghĩ về cách cơn bão ở Texas đã khác biệt nếu có một tỷ lệ xâm nhập cao của các phương tiện điện,” Bates nói. “Những chiếc xe đó sẽ đậu trong các garages, và bạn không thể đưa chúng đi bất cứ đâu, ngay cả khi bạn muốn, vì tuyết. Nhưng với một hệ thống lưới thông minh và 500,000 pin EV kết nối với nó, chúng tôi có thể giúp đáp ứng nhu cầu về điện trong những thời điểm tồi tệ nhất của cúp điện. Công nghệ của Intel, với sức mạnh tính toán được kích hoạt bởi trí tuệ nhân tạo, làm phẳng lưới để làm cho điều này trở nên có thể. Điều này làm thay đổi trò chơi.”
Thiết Kế Một Thế Giới Sử Dụng Năng Lượng Tái Tạo
Tương lai của hệ thống lưới thông minh không phải là xa như nó có vẻ.
Ở châu Âu, ví dụ, Intel đã hợp tác với một số công ty điện lực lớn nhất của lục địa để nâng cấp các trạm biến áp và tạo ra một hệ thống lưới hai chiều. Công nghệ này được gọi là ảo hóa—chia phần cứng thành nhiều máy tính ảo giám sát, điều khiển và thực hiện phân tích tại điểm. Hệ thống có thể cân bằng tải điện khi chúng nhập vào lưới và sau đó gửi chúng đến nơi cần thiết, tạo ra một cơ sở hạ tầng chống chịu hơn. Nó cũng có thể phản ứng với thị trường trong thời gian thực, cung cấp cho khách hàng mức giá thấp nhất hoặc cho phép nhà cung cấp bán với giá cụ thể.
Để đạt được loại hệ thống như vậy tại Hoa Kỳ, hai rào cản chính vẫn còn—thuyết phục các nhà cung cấp năng lượng hiện tại và chính quyền địa phương, người kiểm soát chặt chẽ lưới điện, đầu tư vào việc nâng cấp. “Đây không phải là vấn đề công nghệ,” Bates nói, “đó là một vấn đề tích hợp công nghệ.”
Tuy nhiên, tương lai trông sáng sủa hơn. Như thành công của Intel ở châu Âu chứng minh, một hệ thống lưới thông minh không chỉ là khả thi, mà còn là thực tế, vì nó đáng tin cậy, linh hoạt và hiệu quả hơn. Những đặc tính này trở nên ngày càng quan trọng khi biến đổi khí hậu làm cho các sự kiện thời tiết cực kỳ như siêu bão và hỏa hoạn trở nên phổ biến hơn. Ngoài ra, như đã đề cập trước đó, hiện đại hóa lưới điện có thể là cách duy nhất mà Hoa Kỳ có thể đạt được mục tiêu mới của Nhà Trắng là tạo ra một ngành điện không khí thải carbon vào năm 2035 và sản xuất đủ năng lượng mặt trời để đáp ứng gần một nửa nhu cầu năng lượng của quốc gia vào năm 2050. Cuộc đua đang diễn ra để chuyển đổi, và có những hậu quả thực sự trên bàn cờ. Nếu chúng ta không sáng tạo nguồn năng lượng sạch nhanh chóng, một báo cáo mới của Liên Hợp Quốc gợi ý rằng trái đất có thể ấm đến 7 độ Fahrenheit vào cuối thế kỷ này—một kịch bản thảm họa.
“Bây giờ hơn bao giờ hết, chúng ta cần làm phẳng đường cong của tác động của biến đổi khí hậu,” Bates nói. “Chúng ta cần đưa vào thêm năng lượng tái tạo, và chúng ta cần làm điều đó càng nhanh càng tốt. Không có nghi ngờ gì trong tâm trí tôi rằng các giải pháp công nghệ như hệ thống lưới thông minh là cách nhanh nhất để đưa chúng ta đến đó.”
Chuyện này được sản xuất bởi Mytour Brand Lab cho Intel.
