Cáp xuất điện HVDC — rủi ro bị đánh giá thấp trong ngành điện gió ngoài khơi

Theo CleanTechnica, trong bối cảnh ngành điện gió ngoài khơi đang phát triển mạnh mẽ trên toàn cầu, một rủi ro quan trọng nhưng thường bị bỏ qua đang dần được giới chuyên gia nhận diện: hệ thống cáp xuất điện HVDC (High-Voltage Direct Current — truyền tải điện một chiều cao áp) dưới biển. Phân tích mới nhất của chuyên gia năng lượng Michael Barnard chỉ ra rằng đây không chỉ là vấn đề kỹ thuật đơn thuần mà đang trở thành rủi ro mang tính hệ thống cho toàn ngành.

Tại sao HVDC lại là điểm yếu chí mạng?

Đối với các trang trại điện gió ngoài khơi quy mô lớn và cách xa bờ, việc sử dụng cáp HVDC để truyền tải điện về đất liền gần như là lựa chọn bắt buộc. Tuy nhiên, chính sự tập trung này tạo ra rủi ro lớn: một sự cố đơn lẻ trên cáp HVDC có thể khiến toàn bộ công suất phát điện của cả trang trại gió bị gián đoạn hoàn toàn.

Theo tính toán cụ thể, một trang trại gió công suất 1 GW gặp sự cố cáp xuất điện kéo dài 60 ngày sẽ mất khoảng 720 GWh sản lượng điện (với hệ số công suất 50%), tương đương thiệt hại khoảng 1.250 tỷ VND (50 triệu USD) doanh thu ở mức giá 70 USD/MWh — và đó là chưa tính chi phí sửa chữa.

Số liệu đáng lo ngại từ thực tế vận hành

Nghiên cứu của ENTSO-E và Europacable cho thấy tỷ lệ sự cố cáp HVDC dưới biển dao động từ 0,07 đến 0,10 sự cố trên mỗi 100 km mỗi năm, với thời gian sửa chữa trung bình khoảng 60 ngày. Điều này có nghĩa là trong vòng đời 25 năm của một dự án với tuyến cáp xuất điện dài 150 km, chủ đầu tư nên dự kiến phải đối mặt với khoảng 2,6 đến 3,75 lần sự cố.

Đáng chú ý hơn, nghiên cứu của John Warnock phát hiện rằng tỷ lệ hỏng hóc thực tế của hệ thống truyền tải điện gió ngoài khơi cao hơn 400% so với các tiêu chuẩn ngành. Cụ thể, tỷ lệ sự cố trung bình cho các kết nối AC ngoài khơi là 0,00299 lần/km/năm, trong khi tiêu chuẩn CIGRE chỉ là 0,000705.

Nguyên nhân không đến từ thiên nhiên

Điều đáng ngạc nhiên là phần lớn các sự cố cáp HVDC không xuất phát từ điều kiện môi trường khắc nghiệt dưới đáy biển. Theo Barnard, đây chủ yếu là những vấn đề "khá nhàm chán" trong quá trình thực thi: lỗi sản xuất, hư hỏng trong quá trình lắp đặt, độ sâu chôn cáp không đạt yêu cầu, kỹ thuật nối cáp chưa hoàn hảo và áp lực tiến độ thi công. Trong 44 trường hợp sự cố được nghiên cứu, chỉ có 1 trường hợp duy nhất liên quan đến hoạt động đánh cá hoặc thả neo.

Ba bước giảm thiểu rủi ro

Barnard đề xuất phương pháp tiếp cận ba bước để quản lý rủi ro HVDC hiệu quả hơn:

1. Tách biệt hạch toán rủi ro giữa trang trại gió và hệ thống xuất điện, áp dụng phương pháp dự báo tham chiếu cấp truyền tải
2. Đầu tư trước khi vận hành vào khảo sát đáy biển tốt hơn, thiết kế chôn cáp tối ưu và quy trình kiểm định mối nối nghiêm ngặt hơn
3. Thiết lập quy trình sẵn sàng sửa chữa trước khi đóng điện — việc giảm thời gian ngừng hoạt động từ 60 xuống còn 30 ngày có thể bảo toàn khoảng 625 tỷ VND (25 triệu USD) giá trị sản lượng điện

Ý nghĩa với thị trường Việt Nam

Việt Nam đang đẩy mạnh phát triển điện gió ngoài khơi theo Quy hoạch điện VIII, với mục tiêu đạt 6.000 MW vào năm 2030. Nhiều dự án đang được quy hoạch tại các vùng biển từ Bình Thuận đến Bà Rịa — Vũng Tàu và ngoài khơi miền Trung. Khi các dự án này triển khai với quy mô lớn và khoảng cách xa bờ, việc sử dụng cáp HVDC sẽ là điều không thể tránh khỏi.

Bài học từ các dự án tại châu Âu cho thấy Việt Nam cần đặc biệt chú trọng vào chất lượng lắp đặt cáp ngầm, xây dựng năng lực sửa chữa trong nước và có kế hoạch dự phòng rủi ro truyền tải ngay từ giai đoạn thiết kế. Song song với đó, hạ tầng trạm sạc xe điện trên bờ cũng cần được phát triển đồng bộ để tận dụng tối đa nguồn điện sạch từ gió ngoài khơi.

Tổng kết

Khi điện gió ngoài khơi ngày càng đóng vai trò quan trọng trong mục tiêu khử carbon toàn cầu — đặc biệt tại Ireland, khu vực Biển Bắc và các thị trường mới nổi như Việt Nam — độ tin cậy của hệ thống HVDC không còn đơn thuần là bài toán kỹ thuật mà đã trở thành vấn đề mang tính hệ thống. Việc nhận diện và quản lý rủi ro cáp truyền tải từ sớm sẽ là yếu tố then chốt quyết định thành công của các dự án điện gió ngoài khơi quy mô lớn trong tương lai.

Nguồn: CleanTechnica