Điện mặt trời nổi trên mặt nước ở châu Âu: Tiềm năng, xu hướng tăng trưởng và cơ hội

10 giờ trướcBài gốc

Lợi ích của các dự án điện mặt trời nổi không chỉ giới hạn ở việc bảo tồn đất đai và sử dụng hiệu quả các hồ chứa nước. Theo báo cáo, chúng giúp cải thiện hiệu suất dự án điện mặt trời, ngăn ngừa sự bay hơi nước và giảm sự phát triển của tảo. Chúng cũng có thời gian xây dựng ngắn vì không yêu cầu các công trình dân dụng quy mô lớn và có thể tạo ra sự cộng hưởng với các dự án năng lượng tái tạo khác cùng vị trí như thủy điện hoặc điện gió ngoài khơi, đặc biệt là để tối ưu hóa việc sử dụng cơ sở hạ tầng truyền tải. Trong khi đó, chi phí của các dự án này ngày càng được cải thiện khi công nghệ điện mặt trời nổi ngày càng hoàn thiện và thị trường mở rộng.

Sau châu Á, các dự án điện mặt trời nổi hiện đang nhanh chóng phát triển mạnh mẽ khắp châu Âu. Điện mặt trời nổi đã là một thị trường phát triển tốt ở phía nam lục địa nhờ lượng ánh nắng mặt trời dồi dào ở khu vực này. Trên thực tế, nhiều quốc gia trong số đó đã có các chính sách hỗ trợ cho điện mặt trời nổi. Ví dụ, Ý đã đơn giản hóa quy trình cấp phép cho các dự án điện mặt trời nổi, Tây Ban Nha đã ban hành các yêu cầu đối với các dự án điện mặt trời nổi liên quan đến diện tích phủ sóng trên các vùng nước và chất lượng nước, và Bồ Đào Nha đã tổ chức đấu thầu để phát triển các dự án điện mặt trời nổi. Trong khi đó, Cơ quan Quản lý Năng lượng Hy Lạp đã cấp phép cho 13 dự án điện mặt trời nổi trên các hồ và hồ chứa nhân tạo với tổng công suất 839 MW.

Dự án Nymphaea Aurora do Oceans of Energy triển khai thành công tại Cảng Amsterdam. Hệ thống gồm 1.400 tấm pin mặt trời lắp đặt xen kẽ vào hạ tầng của trang trại gió ngoài khơi, giúp tối ưu hóa hiệu suất truyền tải của mạng lưới điện sẵn có. Ảnh AFP

Học hỏi kinh nghiệm từ các nước phía nam, các quốc gia phía bắc hiện cũng đang chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ này nhờ nguồn nước dồi dào. Ví dụ, một trong những dự án điện mặt trời nổi lớn nhất châu Âu đã được BayWa re xây dựng tại Sellingen, Hà Lan với công suất 41,1 MWp. Công ty con ECOwind của cùng tập đoàn này cũng đã xây dựng một dự án 24,5 MWp tại Grafenwörth ở Hạ Áo. Trong khi đó, Q Energy France đang xây dựng một nhà máy điện mặt trời nổi lớn hơn với công suất 74 MW mang tên Les Ilots Blandin ở phía tây bắc nước Pháp.

Điện mặt trời ngoài khơi cũng được dự đoán sẽ trở thành một thị trường lớn trong những năm tới ở châu lục này với một số phát triển chính sách đang được tiến hành. Ví dụ, tại Hà Lan, Kế hoạch Hệ thống Năng lượng Quốc gia của chính phủ đề cập đến khả năng hiện thực hóa 3 GW điện mặt trời ngoài khơi vào năm 2030. Ngoài ra, việc đấu thầu cho dự án điện mặt trời 50 MW tại công viên điện gió ngoài khơi IJmuiden Ver Beta ở Biển Bắc cũng đang được tiến hành. Trong khi đó, Hy Lạp đã phê duyệt khung pháp lý cho việc phát triển các dự án thí điểm điện mặt trời nổi ngoài khơi.

Thiết kế, thi công và vận hành bảo trì dự án

Việc phân loại các dự án điện mặt trời nổi thường được thực hiện dựa trên vị trí. Thông thường, các dự án có công suất 5-20 MWp được lắp đặt trên các hồ nhỏ như ao tưới tiêu hoặc công nghiệp, hồ khai thác đá hoặc các lưu vực nhỏ. Những hồ nhỏ này thường có điều kiện địa điểm đơn giản cho việc neo đậu và cố định. Trong khi đó, các hồ lớn như hồ chứa nước hoặc đập có thể chứa các dự án có quy mô lên đến 20-200 MWp. Các dự án điện mặt trời nổi ở tất cả các vị trí này đều yêu cầu dữ liệu đo độ sâu chính xác, nghiên cứu đất và các thông tin địa kỹ thuật khác để thiết kế dự án chính xác với các hệ thống neo đậu tiên tiến giúp giải quyết sự phức tạp của điều kiện địa điểm. Hơn nữa, khi được xây dựng trên các hồ chứa nước của đập, khoảng cách đến các thiết bị an toàn của đập, vận tốc dòng chảy và sóng cũng cần được xem xét ở giai đoạn lập kế hoạch. Trong nhiều trường hợp, chỉ lý thuyết thôi có thể không đủ để đánh giá thiết kế dự án chính xác và các nguyên mẫu nhỏ có thể phải được triển khai để thử nghiệm điều kiện địa điểm.

Các dự án điện mặt trời nổi gần bờ hoặc ngoài khơi cũng có thể được thiết lập với công suất rất lớn. Mặc dù cho đến nay, chỉ mới có các đơn vị trình diễn nhỏ được thiết lập trong lĩnh vực này, nhưng đang có những nỗ lực đáng kể để nhanh chóng mở rộng quy mô công suất này. Ví dụ, Sun'Sète, được cho là trang trại điện mặt trời ngoài khơi đầu tiên ở Pháp và Địa Trung Hải, đã được khánh thành vào tháng 3/2023. Nó nằm trong điều kiện biển khơi với sóng cao tới 8 mét. Được phát triển bởi SolarinBlue, dự án được hỗ trợ bởi ADEME, TotalEnergies, Engie và Technip Energies, và sẽ đạt công suất 1 MW vào năm 2025. Một trường hợp khác là nền tảng thử nghiệm năng lượng mặt trời nổi do SeaVolt lắp đặt vào tháng 9/2023 tại Biển Bắc của Bỉ gần Cảng Ostend. SeaVolt là sự hợp tác giữa Tractebel, DEME và Jan De Nul.

Từ góc độ vận hành và bảo trì (O&M), các dự án điện mặt trời nổi có thêm rủi ro so với các dự án điện mặt trời khác vì chúng yêu cầu hoạt động trên mặt nước và việc tiếp cận có thể là một thách thức lớn. Do đó, các yếu tố quan trọng để đảm bảo O&M đúng cách bao gồm việc dễ dàng và ổn định tiếp cận tất cả các thành phần điện. Robot đã được sử dụng trong một số dự án để kiểm tra và làm sạch các tấm pin mặt trời và hệ thống neo đậu. Hệ thống giám sát từ xa 24/7 nên được sử dụng để xác định bất kỳ sự bất thường nào trước đó và thực hiện các biện pháp khắc phục. Sự dễ dàng và an toàn của O&M cần được tính đến ngay từ giai đoạn thiết kế để giảm thiểu chi phí vận hành và rủi ro về sau.

Các dự án kết hợp với năng lượng mặt trời nổi

Việc kết hợp hoặc pha trộn các nguồn năng lượng tái tạo khác nhau mang lại nhiều lợi ích đáng kể. Vì sản lượng điện mặt trời không ổn định và chỉ khả dụng trong vài giờ mỗi ngày, việc kết hợp nó với một nguồn năng lượng khác đảm bảo mô hình phát điện ổn định hơn. Hơn nữa, nó giúp tối ưu hóa việc sử dụng không gian và cơ sở hạ tầng lưới điện quý giá.

Tất nhiên, các nhà máy thủy điện có hồ chứa nước lớn là những địa điểm thích hợp cho các dự án điện mặt trời nổi vì có thể tận dụng mặt nước hiện có và chia sẻ nhiều cơ sở hạ tầng. Ví dụ, vào năm 2022, EDP đã khánh thành một công viên điện mặt trời nổi công suất 5 MW tại hồ chứa tích năng Alqueva ở Bồ Đào Nha. Dự án mất bảy tháng để xây dựng và chiếm 4 ha, tương đương 0,016% tổng diện tích của hồ chứa Alqueva. Dự án cũng có hệ thống pin 1 MW với dung lượng lưu trữ khoảng 2 MWh. Tất cả các công nghệ này, tích năng, điện mặt trời nổi và pin, đều sử dụng một điểm kết nối duy nhất với lưới điện hiện có. EDP hiện đã có được giấy phép cho trang trại điện mặt trời nổi thứ hai với công suất lắp đặt 70 MW tại Alqueva.

Khi thị trường điện gió ngoài khơi tiếp tục phát triển mạnh mẽ ở châu Âu, nhiều dự án điện mặt trời nổi đang được lên kế hoạch xây dựng cùng với điện gió ngoài khơi để cải thiện sản lượng điện từ sự kết hợp giữa năng lượng mặt trời và gió, và cũng do tình trạng thiếu không gian ngày càng trầm trọng. Hơn nữa, điện mặt trời nổi ngoài khơi có chuỗi cung ứng không gây xung đột với điện gió ngoài khơi, điều này củng cố thêm lý do cho việc xây dựng cùng vị trí. Nhiều dự án nhỏ đã được triển khai ở các khu vực khác nhau trên lục địa.

Ví dụ, CrossWind, một liên doanh giữa Shell và Eneco, đã trao hợp đồng cho Oceans of Energy để lắp đặt và vận hành điện mặt trời ngoài khơi bên trong công viên điện gió ngoài khơi Hollandse Kust Noord, ở Biển Bắc Hà Lan, với nhà máy điện mặt trời dự kiến hoàn thành vào năm 2025. Một dự án khác đang được triển khai là dự án Merganser công suất 500 kW do RWE và SolarDuck xây dựng gần một trang trại điện gió ngoài khơi ở Biển Bắc ngoài khơi bờ biển Ostend, Bỉ. Hai công ty này cũng đã bắt đầu triển khai dự án điện mặt trời nổi ngoài khơi công suất 5 MW thuộc trang trại điện gió ngoài khơi OranjeWind của RWE, dự kiến xây dựng cách bờ biển Hà Lan 53 km.

Các yếu tố chi phí

Chi phí xây dựng các dự án điện mặt trời nổi cao hơn so với các hệ thống đặt trên đất liền vì các dự án nổi cần có giàn nổi, hệ thống neo đậu và thiết bị điện mặt trời. Tuy nhiên, nhờ lợi thế kinh tế theo quy mô, quy mô dự án ngày càng lớn dự kiến sẽ làm giảm đáng kể chi phí của các dự án điện mặt trời nổi trong những năm tới. Công nghệ ngày càng hoàn thiện và các trường hợp thành công đã được chứng minh cũng được kỳ vọng sẽ giúp giảm chi phí đầu tư và cải thiện khả năng tiếp cận nguồn tài chính.

Hiện nay, việc thiếu các tiêu chuẩn khiến quá trình thẩm định trở nên khá phức tạp và công suất lắp đặt tương đối nhỏ của điện mặt trời nổi so với các công nghệ năng lượng mặt trời khác dẫn đến cấu trúc tài chính thận trọng hơn để giảm thiểu rủi ro. Tuy nhiên, những lo ngại về tài chính này dự kiến sẽ được cải thiện trong những năm tới khi số lượng các dự án thành công và sinh lời tăng lên.

Về khía cạnh vận hành và bảo trì (O&M), chi phí có thể cao hơn so với các dự án năng lượng mặt trời truyền thống do yêu cầu về các dịch vụ chuyên biệt và các yêu cầu an toàn nghiêm ngặt hơn khi thực hiện công tác bảo trì dưới nước. Hơn nữa, trong một số trường hợp, có thể cần đến thợ lặn. Trong khi đó, vì các dự án được thực hiện trên mặt nước, nhiều nhà phát triển sẽ ưu tiên lắp đặt robot để thực hiện công tác kiểm tra và bảo trì định kỳ, điều này cuối cùng sẽ giúp giảm chi phí nhân công. Do đó, chi phí O&M thực tế sẽ phụ thuộc vào từng trường hợp cụ thể, có tính đến vị trí và thiết kế của dự án.

Con đường phía trước

Trước những lo ngại ngày càng tăng về vấn đề "Không phải ở sân sau nhà tôi" trên khắp châu Âu và cuộc tranh luận xoay quanh việc sử dụng đất cho sản xuất lương thực so với nhiên liệu, các dự án điện mặt trời nổi, cả trên bờ và ngoài khơi, chắc chắn sẽ gia tăng trong tương lai. Tuy nhiên, để đảm bảo sự phát triển bền vững của các dự án này, chúng cần được quy hoạch với các biện pháp chính sách phù hợp. Các vấn đề như chậm trễ trong việc cấp phép và kết nối lưới điện cần được giải quyết khẩn cấp đối với tất cả các dự án năng lượng tái tạo, bao gồm cả điện mặt trời nổi.

Trong tương lai, dự kiến sẽ có thêm nhiều dự án điện mặt trời nổi được tích hợp vào các cơ sở năng lượng tái tạo hiện có cũng như sắp tới, chẳng hạn như các nhà máy thủy điện và trang trại điện gió ngoài khơi, nhằm tối ưu hóa chi phí và việc sử dụng cơ sở hạ tầng. Hơn nữa, dự kiến sẽ có thêm nhiều dự án điện mặt trời nổi được tích hợp với hệ thống lưu trữ năng lượng để đảm bảo sản lượng điện ổn định.

Nh.Thạch

AFP

Nguồn PetroTimes : https://petrotimes.vn/dien-mat-troi-noi-tren-mat-nuoc-o-chau-au-tiem-nang-xu-huong-tang-truong-va-co-hoi-742003.html