Cần đổi mới sáng tạo thị trường điện và dịch vụ phụ trợ

Ông Trần Huỳnh Ngọc – PGĐ Trung tâm Đào tạo và nghiên cứu phát triển thuộc PECC2• 06/02/2023 05:00

Việc phát triển các nguồn điện năng lượng tái tạo đã đặt ra nhiều thách thức cho hệ thống điện, do đó cần đổi mới sáng tạo thị trường dịch vụ phụ trợ để giải quyết các bất ổn còn tồn tại.

>>Năm 2023 phát triển năng lượng tái cần tháo gỡ 3 vấn đề lớn

Thị trường điện

Việc phát triển các nguồn điện năng lượng tái tạo đã và đang đặt ra nhiều thách thức cho hệ thống điện của nhiều nước trên thế giới, từ khâu quy hoạch, đầu tư cho đến vận hành. Do đó chúng ta cần đổi mới sáng tạo thị trường dịch vụ phụ trợ để giải quyết các vấn đề gây ra bởi tính bất ổn định của năng lượng tái tạo.

Các khâu chính trong hệ thống điện vật lý (Nguồn hình: ERAV)

Thị trường điện là nơi diễn ra hoạt động cung cấp, mua bán điện giữa các nhà sản xuất điện, công ty mua buôn điện/bán lẻ điện và người tiêu dùng điện trên cơ sở hệ thống điện vật lý.

Thị trường điện có thể được mô tả sơ lược qua 2 khía cạnh chính: Cấu trúc thị trường điện và các hình thức, chức năng giao dịch của các mô hình thị trường điện.

Mô hình cấu trúc thị trường điện

Cấu trúc ban đầu của thị trường điện thường là mô hình tích hợp dọc, ở đó một Công ty/Tập đoàn (thường là của Chính phủ) sở hữu toàn bộ các nhà máy sản xuất điện, hệ thống truyền tải, các đơn vị phân phối và bán lẻ điện, đồng thời nắm giữ chức năng điều khiển, vận hành hệ thống điện. Người tiêu dùng điện trong một khu vực chỉ có thể mua điện từ một đơn vị phân phối và bán lẻ điện.

Tuy nhiên hiện nay thị trường điện ở các nước trên thế giới đã phát triển đến các mô hình thị trường điện cạnh tranh, trong đó mô hình phổ biến là thị trường điện bán buôn cạnh tranh và mô hình hoàn thiện hơn là thị trường điện bán lẻ cạnh tranh, (2 khâu này có thể được diễn ra song song với nhau).

Mô hình cấu trúc TTĐ bán lẻ cạnh tranh

Mô hình cấu trúc thị trường điện bán lẻ cạnh tranh

Trong khâu bán buôn cạnh tranh của các mô hình thị trường điện trên thế giới hiện nay, có 2 loại thị trường chính: Thị trường năng lượng (Energy market) và thị trường công suất (Capacity market). Thị trường năng lượng, dựa trên các giao dịch năng lượng điện, là thị trường cơ sở và bắt buộc trong mô hình thị trường điện. Thị trường công suất, nhằm bảo đảm công suất cho hệ thống điện trong trung hạn và dài hạn, hoạt động theo cơ chế đấu thầu cạnh tranh trong đó giá đấu thầu được tính theo chi phí đầu tư phát triển nhà máy điện. Hiện tại được quy định trong một số thị trường điện của các quốc gia trên thế giới như (PJM, New England, New York, Tây Úc, Pháp, Anh, Ý, Tây Ban Nha…), tùy thuộc vào quan điểm về ổn định giá điện và việc bảo đảm công suất dự trữ trong trung và dài hạn của hệ thống điện mỗi nước là khác nhau.

Tại Việt Nam, thị trường điện bán buôn cạnh tranh có cơ chế giá công suất theo chu kỳ thị trường điện (quy định tại điều 25, 26 và 80 trong Thông tư 45/2018/TT-Bộ Công Thương). Tuy nhiên về bản chất thì cơ chế giá này nhằm phụ thêm vào giá thị trường năng lượng để hỗ trợ các nhà máy nhiệt điện mới tham gia thị trường điện bù chi phí phát điện và khác với cơ chế thị trường công suất đề cập ở trên.

>>Bất cập trong môi trường đầu tư năng lượng tái tạo tại Việt Nam

Thị trường dịch vụ phụ trợ

Theo định nghĩa của Ủy ban điều tiết Năng lượng liên bang (FERC, Mỹ), dịch vụ phụ trợ là các dịch vụ cần thiết để hỗ trợ việc truyền tải công suất và năng lượng từ nguồn đến phụ tải, đồng thời duy trì vận hành tin cậy của hệ thống truyền tải phù hợp với tiêu chuẩn điện lực. Theo FERC, dịch vụ phụ trợ được chia thành 5 nhóm: dự trữ vận hành, dự trữ theo kế hoạch, điều khiển điện áp, khởi động đen, và đóng góp công suất ngắn mạch. Trong đó dịch vụ dự trữ vận hành bao gồm các dịch vụ đáp ứng quán tính, điều chỉnh tần số sơ cấp, thứ cấp, dự trữ linh hoạt, dự trữ điều chỉnh liên vùng.

Theo Thông tư 21/2015/TT-BCT và 30/2019/TT-ĐTĐL của Bộ Công Thương, dịch vụ phụ trợ bao gồm dịch vụ điều khiển tần số thứ cấp, khởi động nhanh, dự phòng vận hành phải phát, điều chỉnh điện áp, và khởi động đen, được huy động theo lệnh điều độ của đơn vị điều độ hệ thống điện (HTĐ) và thị trường điện, nhằm đảm bảo tiêu chuẩn vận hành, duy trì độ tin cậy và an ninh hệ thống điện.

Trong các mô hình thị trường dịch vụ phụ trợ trên thế giới, các dịch vụ phụ trợ liên quan đến tần số cũng là các đối tượng chính của giao dịch trên thị trường cân bằng thời gian thực. Các đơn vị cung cấp dịch vụ phụ trợ tham gia thị trường bằng cách chào giá cạnh tranh các sản phẩm dịch vụ trên thị trường giao ngay ngày tới hoặc trong ngày và sau đó được đơn vị điều độ HTĐ huy động theo thời gian thực. Tuy thị trường này có khối lượng giao dịch không cao và do đó có thể ảnh hưởng không quá lớn đến giá điện bán buôn trung bình, nhưng lại có vai trò rất quan trọng trong việc vận hành HTĐ ổn định và tin cậy.

Đổi mới sáng tạo thị trường điện dịch vụ phụ trợ

Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng để khắc phục tính bất ổn định và biến đổi của năng lượng tái tạo (NLTT) thì HTĐ cần được nâng cao tính linh hoạt thông qua các giải pháp khác nhau. Cùng góc nhìn này, IRENA [1] đã đúc kết việc đổi mới sáng tạo thị trường dịch vụ phụ trợ, nhằm nâng cao tính linh hoạt HTĐ, trong đó nhấn mạnh 3 yếu tố sau:

Một là, chuyển đổi, tạo ra các dịch vụ mới và xem xét cơ chế định giá hợp lý, công bằng dựa trên hiệu suất dịch vụ để khuyến khích việc đầu tư vào dịch vụ phụ trợ;

Hai là, tách bạch cơ chế giá cho các dịch vụ phụ trợ liên quan chủ yếu đến cung cấp công suất và chủ yếu cung cấp năng lượng một cách hợp lý; Ba là, thay đổi về mặt chính sách và công nghệ để tận dụng chính các nguồn NLTT tập trung và phân tán tham gia thị trường dịch vụ phụ trợ, góp phần giải quyết thách thức được tạo ra bởi phần NLTT còn lại.

Theo báo cáo của IRENA, hầu hết các giải pháp đổi mới sáng tạo trên đều đã được triển khai thực tế trên thế giới, đem lại những lợi ích sau:

Các nội dung ĐMST thị trường dịch vụ phụ trợ do IRENA đúc kết

Các nội dung đổi mới sáng tạo thị trường dịch vụ phụ trợ do IRENA đúc kết

Giúp tăng/giảm công suất nhanh để đáp ứng tốc độ tăng/giảm phụ tải: Dịch vụ được áp dụng lần đầu năm 2016 ở lưới điện California, với loại hình sản phẩm là lượng công suất phát (MW) tăng/giảm trong 5 phút và 15 phút, và giá dịch vụ quy đổi là 247 $/MWh và 152 $/MWh, lần lượt áp dụng cho dịch vụ tăng và giảm công suất.

Đáp ứng tần số nhanh bởi hệ thống lưu trữ điện hóa (BESS), vào năm 2016, lưới điện quốc gia Anh đã triển khai gói thầu đáp ứng tần số nhanh trong đó dịch vụ đáp ứng tần số nhanh dưới một giây được cung cấp bởi 8 hệ thống BESS trong vòng 4 năm. Trong khi đó dịch vụ đáp ứng tần số sơ cấp được cung cấp từ các máy phát truyền thống thường có thời gian đáp ứng khoảng vài giây. Tương tự, trước 2018, lưới điện Nam Úc đã bắt đầu dùng dịch vụ đáp ứng tần số cung cấp bởi BESS 100MW/129MWh của Tesla, và việc đưa dịch vụ mới này vào thị trường dịch vụ phụ trợ đã giảm giá trung bình dịch vụ đến 90% chỉ sau 4 tháng. Điều độ lưới điện PJM (US) đã đưa ra quy định tách sản phẩm dịch vụ phụ trợ điều khiển tần số thành hai loại hình đáp ứng nhanh và chậm, lần lượt cho BESS và nguồn điện truyền thống.

Kinh nghiệm cho Việt Nam

Việt Nam đã vận hành thị trường phát điện cạnh tranh từ năm 2012, và đến năm 2019 đã chuyển sang thị trường điện bán buôn cạnh tranh và hiện đang trong quá trình hoàn thiện mô hình thị trường điện bán buôn cạnh tranh này. Việt Nam đặt mục tiêu sẽ tiến tới thị trường điện bán lẻ cạnh tranh sau 2023. Mô hình thị trường điện bán buôn cạnh tranh của Việt Nam hiện chỉ có thị trường năng lượng, và trong thị trường năng lượng chưa hình thành thị trường dịch vụ phụ trợ. Các dịch vụ phụ trợ hiện đang được huy động trực tiếp bởi Trung tâm điều độ quốc gia, với giá huy động được xác định trước qua hợp đồng hoặc theo quy định thị trường điện.

Trong bối cảnh phải đáp ứng mục tiêu trung hòa carbon năm 2050, trong đó có việc phát triển các nguồn NLTT, giảm và tiến tới ngừng sử dụng hoàn toàn điện than vào những năm 2040, Việt Nam vừa phải đối mặt với các thách thức do tích hợp NLTT, vừa bị giảm các nguồn truyền thống có khả năng cung cấp dịch vụ phụ trợ. Trong bối cảnh như vậy, việc vận dụng quy luật thị trường cạnh tranh, sự phát triển công nghệ và tư duy đổi mới sáng tạo vào thị trường dịch vụ phụ trợ, như các giải pháp trong báo cáo của IRENA, có thể là một gợi ý tốt để từ đó nghiên cứu xây dựng các giải pháp thực tiễn góp phần giải quyết các thách thức của tích hợp NLTT.