Nối lưới điện thế giới thành một mạng lưới khổng lồ: Ngành kinh doanh hứa hẹn tạo ra hàng chục tỷ USD

Tàu Nexans Aurora. (Ảnh: Bertrand Rieger/Economist).

Hãy tưởng tượng một chiếc thuyền đồ chơi nằm gọn trong lòng bàn tay bạn. Ở giữa sườn tàu là một cái ống cuộn đầy chỉ. Phóng đại hình ảnh đó lên khoảng 1.000 lần và kết quả là tàu Nexans Aurora dài 150 m. "Chỉ" là hàng km đường dây điện cao thế sẵn sàng được kéo xuống đáy đại dương.

Mỗi sợi cáp nặng 150 kg/m và dày như một thân cây, là hỗn hợp của nhôm, thép, chì và vật liệu cách điện. Chỉ riêng số cáp cuốn quanh một ống dây 30m đã nặng bằng Tháp Eiffel.

Cách điện được tiêu thụ (ngày càng nhiều, đáng chú ý là do xe điện) và sản xuất (cũng ngày càng nhiều, thông qua năng lượng tái tạo) đang thay đổi.

Cân đối cung và cầu năng lượng chưa bao giờ là việc dễ dàng, như thể hiện trong cuộc khủng hoảng khí đốt tại châu Âu hiện nay. Điện còn phức tạp hơn vì khó dự trữ hơn khí đốt và nhiều nguồn năng lượng khác như than, dầu diesel hay gỗ vụn.

Năng lượng tái tạo càng rắc rối hơn nữa: Gió thổi thất thường, mặt trời bị che khuất bởi mây và biến mất vào ban đêm. Kết quả là hầu hết năng lượng được tạo ra đều phải được tiêu thụ ngay lập tức ngay tại nước sản xuất.

Ý tưởng tách rời thời gian tiêu thụ với sản xuất bằng cách dùng những viên pin khổng lồ hay vật chứa khác nhận được nhiều sự chú ý từ các doanh nhân, nhà đầu tư và chính trị gia. Nhưng giải pháp này lại phi thực tiễn ở quy mô lớn. Do đó việc chia tách cung - cầu theo không gian đang trở nên phổ biến.

Yêu cầu đầu tiên là nâng cấp hệ thống dây truyền tải điện từ nơi sản xuất đến nơi dùng, ví dụ như cắm một trang trại điện gió ngoài khơi vào lưới điện chính. Ngoài ra còn cần kết nối các mạng lưới điện giữa các quốc gia.

Như vậy cáp điện và thuyền để lắp đặt chúng là hai thứ không thể thiếu. Tiềm năng của giải pháp này rất lớn. Năm 2018, chỉ 4,3% năng lượng sản xuất bởi các thành viên của OECD được xuất khẩu, tăng từ mức 2% những năm 1970 nhưng kém xa hàng hóa dễ mua bán như dầu.

Bối cảnh trên khiến cho lượng đặt hàng dành cho các nhà sản xuất cáp và thuyền tăng vọt, ví dụ như Nexans, chủ sở hữu thuyền Nexans Aurora, tờ Economist cho biết. Ngân hàng Credit Suisse dự báo chỉ riêng hệ thống dây điện dưới biển sẽ mang lại doanh thu khoảng 5,5 tỷ euro (6,4 tỷ USD) vào năm 2022, tăng từ 4,5 tỷ euro trong năm ngoái.

Dự kiến doanh thu các nhà sản xuất cáp điện từ việc lắp đặt điện gió ngoài khơi sẽ tăng hơn gấp ba từ 2020 đến 2035. Sự hào hứng của nhà đầu tư về cáp điện đã đẩy giá cổ phiếu của Nexans và hai công ty sản xuất cáp điện khổng lồ khác là NKT và Prysmian tăng 35-86% trong khoảng hai năm.

Mất cân bằng năng lượng

Đáp ứng nhu cầu điện thất thường là vấn đề phức tạp nhưng đã được con người hiểu rõ. Các nhà quản lý lưới điện của Anh từ lâu đã biết cách bật nhà máy điện ngay khi các vở nhạc kịch kết thúc và những khán giả thèm trà đứng dậy bật ấm nước. Việc kết nối các lưới điện với nơi sản xuất và tiêu thụ khác nhau cũng tương tự, chỉ khác là đáp ứng cung và cầu bằng cách truyền tải điện qua khoảng cách lớn .

Lấy Đan Mạch làm ví dụ. Đất nước này đã lắp đặt đủ tua-bin gió để khi gió thổi họ không cần nguồn điện nào nữa. Nhưng Đan Mạch cần kế hoạch dự phòng cho những ngày lặng gió. Đan Mạch có thể giữ cho các nhà máy sử dụng nhiên liệu hóa thạch tiếp tục hoạt động và sử dụng năng lượng tái tạo cùng năng lượng cũ xen kẽ nhau. Giải pháp khác là nối cáp đến Na Uy, nơi có tiềm năng thủy điện dồi dào.

Khi gió thổi, cả hai nước có thể sử dụng chung năng lượng gió của Đan Mạch và các hồ thủy điện của Na Uy sẽ không cần xả nước. Vào những ngày lặng gió, các hồ ở Na Uy phải xả nước nhanh hơn một chút để hỗ trợ Đan Mạch.

Các liên kết xa hơn từ Đan Mạch đến Hà Lan, Thụy Điển, Đức và Anh (dự kiến năm 2023) mang tới nhiều lựa chọn hơn nữa. Với sự bổ sung liên kết tới nhiều nơi khác thì điện sẽ trở thành hàng hóa có thể giao dịch được như các hợp đồng dầu.

Tháng 10/2021, tuyến cáp điện dài 720 km đặt dưới biển từ Anh đến Đan Mạch đã bắt đầu hoạt động. Nhiều đường liên kết khác cũng đang được liên kế hoạch, ví dụ như kết nối Hy Lạp với Israel hay Pháp với Ireland. Thậm chí còn có những cuộc thảo luận về hệ thống cáp 3.800 km kết nối các cánh đồng điện mặt trời của Maroc với Anh. Một tập đoàn khác muốn liên kết Australia, Indonesia và Singapore bằng tuyến cáp dài 4.200 km.

Ông Christopher Guérin, CEO Nexans, nói rằng 72.000 km cáp điện liên quốc gia sẽ được lắp đặt từ nay đến 2030, tương ứng mức tăng 7 lần.

Một cơ hội gần gũi hơn là kết nối trang trại điện gió với mạng lưới điện trên bờ. Các công ty bán cáp được cổ vũ bởi thực tế là ngày càng nhiều trang trại điện gió được phát triển trên biển. Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) ước tính hàng năm thế giới phải lắp đặt 80 gigawatt trang trại điện gió ngoài khơi từ nay đến 2030 để đáp ứng mục tiêu giảm thiểu carbon.

Nhà phân tích Max Yates của Credit Suisse ước tính mỗi gigawatt công suất điện ngoài khơi sẽ cần khoảng 250 triệu euro tiền cáp, bao gồm cả công lắp đặt. Chi phí cáp tương đương với phần móng, chỉ xếp sau tua-bin.

Tính cấp thiết của nỗ lực mắc lại lưới điện toàn cầu hầu như không thể nhận thấy được khi nhìn từ boong tàu Nexans Aurora. Cáp được thả xuống biển với tốc độ nhàn nhã: 10-12km một ngày là tiến độ thông thường. Nhưng những con đường cao tốc năng lượng tương lai cuối cùng cũng đang trở thành hiện thực.