Xe buýt học sinh điện hỗ trợ cân bằng lưới điện quốc gia khi nắng nóng

Trong suốt mùa hè, hàng chục nghìn xe buýt vận chuyển học sinh bị bỏ không tại các bãi đỗ xe. Nhiều địa phương Mỹ đã tìm ra cách tận dụng tài nguyên này bằng cách sử dụng pin tích trữ trên các xe buýt điện để phát lại điện cho hệ thống lưới điện quốc gia, nhằm giảm áp lực trong các đợt nắng nóng kéo dài.

Từ California cho đến Bắc Carolina, hơn 200 xe buýt điện đã được triển khai tham gia các chương trình cấp điện cho lưới. Trong thời gian tới, hàng trăm xe khác sẽ được bổ sung vào danh sách. Những nỗ lực này dựa trên công nghệ Vehicle-to-Grid (V2G), một giải pháp cho phép xe điện không chỉ tiếp nhận điện năng khi sạc mà còn có khả năng phát lại điện trở về hệ thống lưới. Quá trình vận hành được thiết kế sao cho xe sạc pin vào những giờ khi nhu cầu điện thấp hoặc giá điện mua rẻ, rồi sau đó cấp năng lượng cho lưới vào thời điểm cao điểm. Đối với xe buýt chở học sinh, mô hình này rất phù hợp vì các phương tiện chủ yếu hoạt động vào sáng sớm và chiều tối, còn lại phần đông thời gian đậu tại khu bãi.

Mùa hè mang đến điều kiện lý tưởng để áp dụng công nghệ này. Khi học sinh được nghỉ học, phần lớn xe gần như không cần vận hành trong khi mức tiêu thụ điện tăng vọt do thời tiết oi bức. Theo dữ liệu từ Viện tài nguyên thế giới (WRI), trong tổng số 6.700 xe buýt điện vận tải học sinh trên toàn nước, khoảng 230 chiếc đang tham gia các chương trình V2G. Tổng công suất điện mà những xe này có thể cung cấp đồng thời đạt khoảng 8 MWh.

Tuy nhiên, con số này còn tương đối khiêm tốn khi so sánh với nhu cầu thực tế. Riêng hệ thống lưới điện khu vực PJM, khu vực lớn nhất nước Mỹ, cần trên 160.000 MW sức chứa để cung cấp cho khoảng 67 triệu dân trong thời kỳ này, khi nhiều bang ghi nhận các đỉnh nhiệt độ chưa từng có.

Steve Letendre, cộng sự cao cấp của Hội đồng Tích hợp Xe Lưới, nhận định rằng công nghệ V2G vẫn còn ở giai đoạn khởi động, tuy nhiên trong tương lai gần các xe buýt học sinh có thể trở thành một trong những kho dự trữ năng lượng chủ chốt của lưới điện.

Theo thống kê từ WRI, hiện tại có ít nhất 31 tập đoàn cấp điện hoạt động ở 21 bang tham gia các dự án V2G liên quan đến xe buýt học sinh. Tổ chức này dự kiến số lượng xe buýt điện tại Mỹ sẽ tăng gấp đôi trong những năm sắp tới, đạt khoảng 14.600 xe, tương ứng với 3% toàn bộ đội xe. Phần lớn những chiếc xe mới sẽ được trang bị hỗ trợ công nghệ V2G.

Dù vậy, để mô hình này phát huy hiệu quả đáng kể, số lượng xe tham gia phải tăng lên rất nhiều lần. Theo đánh giá từ công ty tư vấn ICF, nước Mỹ cần bổ sung khoảng 445.000 MW công suất cho lưới điện trước năm 2030, một phần do nhu cầu điện từ các trung tâm máy chủ tăng nhanh chóng.

Những thách thức cần vượt qua

Vốn đầu tư ban đầu là rào cản lớn nhất hiện nay. Thiết bị sạc hai chiều dùng cho V2G có mức giá cao hơn so với loại sạc thông thường, đồng thời nhiều địa phương cần phải nâng cấp nền tảng hạ tầng điện để có thể đón nhận điện từ nhiều trăm xe cùng một lúc.

Bên cạnh đó, Mỹ vẫn còn thiếu một bộ tiêu chuẩn chung cho công nghệ V2G và các quy định pháp lý vẫn đang trong giai đoạn hoàn chỉnh. Rất nhiều chủ sở hữu xe cũng lo ngại rằng việc sạc và xả pin liên tục có thể làm suy giảm hiệu suất pin nhanh hơn mức bình thường hoặc gây ảnh hưởng đến các điều khoản bảo hành.

Một số ý kiến còn chỉ ra rằng sự phát triển rộng rãi của xe điện sẽ gây thêm áp lực lên hệ thống lưới điện. Để xoa dịu những lo lắng này, nhiều trường học đã kết hợp lắp đặt hệ thống pin mặt trời để sạc cho xe, thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào điện từ lưới công cộng.

California dẫn đầu trong triển khai

Hiện tại, California là bang tiên phong nhất trong triển khai công nghệ V2G trên các xe buýt học sinh ở Mỹ. Bang này có yêu cầu rằng tất cả xe buýt điện được mua bằng kinh phí công cộng phải hỗ trợ công nghệ này, đồng thời đầu tư vào phát triển hạ tầng và phối hợp chặt chẽ với các công ty năng lượng để triển khai nhiều dự án thí điểm.

Dự án qui mô lớn nhất hiện đặt tại học khu Oakland Unified, nơi công ty điện PG&E cùng nhà cung cấp dịch vụ vận tải Zum quản lý 74 xe buýt điện. Đội xe này được kỳ vọng sẽ cung cấp khoảng 2,1 GWh điện mỗi năm cho lưới điện.

Vào tháng tới, Zum sẽ bắt tay triển khai thêm một dự án mới ở học khu San Francisco Unified với 104 xe buýt điện. Lượng điện dự kiến cung cấp vào lưới trong những giờ cao điểm khoảng 3 GWh mỗi năm. Đến năm học 2027-2028, số lượng xe trong đội sẽ được mở rộng lên tới 238 chiếc.

Ngoài California, bang Connecticut sắp đưa 46 xe buýt điện hỗ trợ V2G vào vận hành từ tháng 8. Ở Bắc Carolina, một chương trình thí điểm đang được tiến hành nhằm khảo sát khả năng sử dụng xe buýt điện như một nguồn điện dự phòng cho các trường học khi có sự cố thảm họa. Tại Florida, một học khu chưa triển khai V2G nhưng vẫn lên kế hoạch tận dụng 13 xe buýt điện làm nơi trú ẩn mát mẻ và cấp điện dự phòng cho cộng đồng trong trường hợp bão gây mất điện diện rộng.