Cuộc đua pin gia đình giá rẻ: Tesla, Base Power và “nhà máy điện ảo” đang thay đổi thị trường

Từ món đầu tư hơn 10.000 USD thành khoản phí hàng tháng

Pin lưu trữ gia đình từng chủ yếu dành cho những hộ có điều kiện, đặc biệt là nhà đã lắp điện mặt trời và muốn dùng phần điện dư vào buổi tối. Một hệ thống lắp đặt hoàn chỉnh thường có giá hơn 10.000 USD, khiến hình thức mua đứt trở nên khó tiếp cận với phần lớn người dùng.

Thị trường đang thay đổi theo hai hướng cùng lúc: giá cell pin lithium-ion giảm, còn các công ty chuyển sang mô hình cho thuê hoặc bán kèm dịch vụ điện. Nhà cung cấp giữ quyền sở hữu thiết bị, thu phí định kỳ và khai thác đội pin như một nguồn lực cho lưới điện. Nhờ vậy, khách hàng không phải gánh toàn bộ chi phí mua và lắp đặt ngay từ đầu.

Đây là bước chuyển quan trọng: pin không còn chỉ phục vụ việc “dịch chuyển” điện mặt trời từ ban ngày sang ban đêm, mà trở thành thiết bị dự phòng trong nhà và nguồn công suất có thể điều phối cho hệ thống điện. 211

Tesla và Base Power đang cạnh tranh bằng cách nào?

Tesla đã đưa ra chương trình thuê Powerwall tại Texas, gắn với gói bán lẻ điện Tesla Electric. Theo các thông tin được công bố, khách hàng có thể nhận hai bộ Powerwall với chi phí thuê 35 USD mỗi tháng và không phải trả trước tiền thiết bị. 13

Base Power theo đuổi mô hình tương tự nhưng kết hợp pin lớn hơn, dịch vụ điện và khả năng dự phòng. Công ty lắp các hệ thống khoảng 25–50 kWh với chi phí ban đầu thấp, sau đó dùng đội pin để hỗ trợ cân bằng lưới điện. Một số gói tại Texas từng có phí lắp đặt 695 USD và phí thành viên 19 USD mỗi tháng; mức giá và điều kiện thay đổi theo công ty điện lực cũng như địa điểm. 147

Điểm mấu chốt không chỉ nằm ở việc hai công ty giảm giá cho thuê. Họ đang đặt cược rằng doanh thu từ nhiều nguồn—bán điện, chênh lệch giá điện theo thời điểm, công suất dự phòng và dịch vụ lưới điện—có thể bù đắp chi phí mua, lắp đặt, cấp vốn và vận hành pin.

Nhà máy điện ảo biến hàng nghìn bộ pin thành một nguồn điện lớn

“Nhà máy điện ảo”, hay VPP, không phải là một nhà máy duy nhất. Đây là phần mềm kết nối và điều phối hàng nghìn tài nguyên năng lượng phân tán, chẳng hạn:

• pin lưu trữ tại nhà;
• hệ thống điện mặt trời trên mái;
• xe điện và bộ sạc;
• máy điều hòa, máy nước nóng thông minh;
• tòa nhà và các phụ tải có thể điều chỉnh.

Khi điện trên thị trường bán buôn dồi dào hoặc rẻ, hệ thống có thể sạc pin. Đến những giờ nhu cầu tăng cao và giá điện đắt, VPP sẽ xả điện trở lại lưới hoặc tạm thời giảm mức tiêu thụ của các thiết bị tham gia. Nhờ đó, đội thiết bị phân tán có thể hoạt động như một nguồn điện thống nhất. 67

Cách làm này tạo doanh thu từ chênh lệch giá điện và, tùy quy định thị trường, từ các khoản thanh toán cho công suất hoặc dịch vụ ổn định lưới điện.

Vì sao các công ty điện lực quan tâm đến VPP?

Một nhà máy điện chạy đỉnh bằng khí đốt thường chỉ hoạt động trong những thời điểm nhu cầu đạt mức cao nhất. VPP có một lợi thế khác: có thể mở rộng từng bước tại những hộ gia đình đã kết nối với lưới điện, đồng thời nhắm đến các khu vực mà đường dây hoặc trạm biến áp đang chịu áp lực.

Điều này có thể giúp trì hoãn một phần khoản đầu tư vào nhà máy phát điện, đường truyền tải, lưới phân phối và các dự án đấu nối mới. Theo Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo quốc gia Mỹ (NREL), việc gom các nguồn năng lượng phân tán có thể cung cấp dịch vụ ở quy mô và chất lượng tương đương nguồn điện tiện ích truyền thống, đồng thời bảo đảm nguồn cung trong giờ cao điểm và giảm phụ thuộc vào các nhà máy điện chạy đỉnh. 2

Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) từng ước tính rằng việc nâng công suất VPP lên 80–160 GW vào năm 2030—xấp xỉ gấp ba quy mô khi đó—có thể hỗ trợ độ tin cậy của lưới điện trong quá trình điện khí hóa. 4

VPP có thực sự rẻ hơn mọi lựa chọn khác?

Không nhất thiết. VPP có ưu thế về tốc độ triển khai, khả năng mở rộng theo mô-đun, giá trị tại từng khu vực và việc cùng một tài sản vừa hỗ trợ lưới điện vừa cấp điện dự phòng cho gia đình.

Tuy nhiên, các chương trình điều chỉnh phụ tải dành cho khách hàng lớn đôi khi có chi phí thấp hơn tính trên mỗi kilowatt. Pin quy mô tiện ích cũng có thể đơn giản hơn trong việc kiểm soát và bảo trì. Mạng lưới gồm nhiều bộ pin phân tán có khả năng giảm tác động nếu một thiết bị gặp sự cố, nhưng lại phát sinh các rủi ro về liên lạc, an ninh mạng, mức độ tham gia của khách hàng và khả năng đáp ứng đúng cam kết. 37

Người dùng được gì và phải đánh đổi điều gì?

Với người dùng, lợi ích dễ thấy nhất là có điện dự phòng khi mất điện mà không cần bỏ ra một khoản vốn lớn. Một số gói còn hứa hẹn mức phí pin cố định thấp hoặc hóa đơn điện cạnh tranh hơn.

Đổi lại, nhà cung cấp thường giữ quyền điều phối pin. Khách hàng có thể phải đăng ký một gói điện cụ thể, chịu điều khoản hủy hợp đồng hoặc chấp nhận giới hạn về lượng điện dự trữ trong một sự kiện hỗ trợ lưới điện. Với Base Power, dịch vụ pin gắn với dịch vụ năng lượng của công ty và điều kiện cụ thể thay đổi theo từng khu vực. 87

Nói cách khác, “pin giá rẻ” thường không có nghĩa là thiết bị hoàn toàn miễn phí hay khách hàng toàn quyền sử dụng mọi công suất vào mọi thời điểm. Giá thấp phản ánh việc nhà cung cấp cũng kiếm tiền từ khả năng điều phối tài sản đó.

Vì sao Texas và California đi trước?

Texas và California có nhiều động lực kinh tế để phát triển công suất phân tán linh hoạt: phụ tải đỉnh lớn, số lượng hệ thống điện mặt trời và pin ngày càng tăng, các chương trình bán lẻ hoặc dịch vụ lưới điện tích cực, cùng những lo ngại lặp lại về độ tin cậy nguồn cung.

Việc hai bang này dẫn đầu một phần đến từ quy định và cấu trúc thị trường, chứ không chỉ do công nghệ. Để mô hình mở rộng trên toàn nước Mỹ, các yếu tố quyết định sẽ gồm biểu giá của công ty điện lực, quyền tiếp cận thị trường, quy định đấu nối và cơ chế trả tiền cho lợi ích mà VPP tạo ra tại từng khu vực.

Có giúp đáp ứng nhu cầu từ AI và điện khí hóa không?

Trung tâm dữ liệu AI, xe điện, máy bơm nhiệt và hoạt động điện khí hóa công nghiệp đang làm tăng cả tổng nhu cầu điện lẫn chi phí đáp ứng các đợt phụ tải cao ngắn hạn.

VPP không thể tự mình cung cấp điện cho một trung tâm dữ liệu quy mô lớn. Nhưng bằng cách giảm nhu cầu ở những nơi khác vào giờ căng thẳng, nó có thể giải phóng công suất cho toàn hệ thống trong lúc các nhà máy phát điện và đường dây mới vẫn đang được xây dựng. DOE xem VPP là một công cụ phục vụ khả năng chi trả, độ tin cậy và khả năng chống chịu của lưới điện khi nền kinh tế ngày càng điện khí hóa. 7

Dự báo thị trường tăng từ 7,4 tỷ USD lên hơn 30 tỷ USD vào năm 2033 có thể là một kịch bản hợp lý, nhưng dự báo không phải bằng chứng cho việc adoption chắc chắn xảy ra. Dữ liệu hiện có chưa cung cấp nguồn đủ đáng tin cậy để xác thực chính xác hai mốc này. Luận điểm kinh tế cốt lõi có cơ sở vững hơn: một nhà cung cấp có thể trợ giá cho pin gia đình nếu tổng doanh thu từ điện dự phòng, bán lẻ điện, công suất và dịch vụ lưới điện cao hơn chi phí sở hữu, lắp đặt, tài trợ và vận hành thiết bị.