Vấn đề cung cấp và phân phối điện năng của nước Mỹ ngày càng trở thành chuyện lớn. Có quá nhiều sự cố liên quan đến điện cho thấy cỗ máy khổng lồ cung ứng nguồn điện trị giá $400 tỉ/năm với mạng truyền tải chằng chịt dài gần bảy triệu dặm đang ho sù sụ và cần được nâng cấp khẩn cấp. Việc cải tổ và “làm trẻ” con khủng long già nua này dự trù tốn hơn một ngàn tỉ đôla. Trong bài báo cách đây không lâu, Bloomberg cho biết gần 3,000 công ty dịch vụ cung cấp cho mạng điện nước Mỹ đã không hề thay đổi chiến lược kinh doanh kể từ thời Thomas Edison bật công tắc cho nhà máy điện đầu tiên vào năm 1882 – cách đây 140 năm!
Chẳng “minh họa sinh động” nào bằng loạt sự cố xảy ra giữa năm 2021. Trong đợt nắng nóng lột da ở Tây Bắc Thái Bình Dương, khoảng 17,000 khách hàng đã bị mất điện ở tiểu bang Washington. Gần 20,000 “nạn nhân” khác cũng lâm vào cảnh sống trong màn đêm ở Idaho, Oregon, California và Nevada… Như được thuật từ Washington Post, vấn đề ở chỗ, trên thực tế, không có bất kỳ hành động nào của bất kỳ cơ quan chính phủ nào chuẩn bị tốt cho những cú ngắt điện bất tử. Chính quyền Biden đang tăng tốc việc bổ sung nguồn điện bằng năng lượng gió và Mặt trời. Tuy nhiên, tất cả phải mất nhiều năm trước khi chúng có thể kết nối với hệ thống tải điện quốc gia. Trước mắt, hệ thống điện hiện tại vốn hom hem đang thở hổn hển. Và người Mỹ tiếp tục sống trong nỗi hồi hộp bất ngờ bị cúp điện.
Theo Wall Street Journal, dữ liệu cho thấy vào năm 2000, có không đến 20 sự cố lớn gây gián đoạn nguồn điện. Năm 2020, con số này đã vượt quá 180. Tính trung bình, khách hàng sử dụng điện trải qua tám giờ bị ngắt điện vào năm 2020, gấp đôi so với năm 2013. Như nói ở trên, “tuổi tác” là một vấn đề lớn liên quan hệ thống điện lực Hoa Kỳ. Phần lớn hệ thống truyền tải điện cao áp được xây sau Thế chiến thứ hai. Hệ thống phân phối, với mạng lưới dây dẫn đưa điện đến các hộ gia đình và doanh nghiệp, cũng có tuổi đời hàng chục năm. Dự luật cơ sở hạ tầng trị giá 1.2 nghìn tỷ mà Tổng thống Biden ký vào Tháng Mười Một có dành $65 tỷ để cải thiện lưới điện trên toàn nước Mỹ, trong đó có $3 tỷ cho công nghệ đồng hồ thông minh và hệ thống liên lạc hiện đại. Tuy nhiên, đó là chuyện của thì tương lai.
Biến động thời tiết đã khiến mạng điện Hoa Kỳ bị ảnh hưởng rất mạnh. Hạn hán, cháy rừng, lũ lụt và bão táp sẽ tăng trong những năm tới. Không như hệ thống điện châu Âu, đường dây điện phân phối và truyền tải ở Mỹ thường được xây trên cao thay vì chôn dưới đất, khiến rất dễ bị hư hại. Chẳng ví dụ nào cụ thể bằng cuộc khủng hoảng mất điện tại Texas vào Tháng Hai 2021, khi hàng triệu người mất điện và hàng trăm người thiệt mạng. Vài tháng sau, các đợt nắng nóng kinh khủng ở Oregon đã làm chảy dây cáp điện khiến nguồn điện bị cắt (trong vụ nắng nóng kinh người này, 95 người đã tử vong!). Vài tháng sau nữa, trận bão Ida đã làm mất điện ít nhất 1.2 triệu ngôi nhà và cơ sở kinh doanh trên tám tiểu bang và làm thiệt mạng ít nhất 12 người ở Louisiana…
Một cách đơn giản, mạng điện nước Mỹ vận hành như thế nào? Nó là một hệ thống khổng lồ, cung cấp điện từ nguồn năng lượng tái tạo hoặc nhiên liệu hóa thạch (38% điện năng của nước Mỹ đến từ khí đốt tự nhiên); đưa điện qua đường dây cao áp đến máy biến áp và trạm biến áp; và sau đó phân phối điện đến các tòa nhà thông qua chằng chịt đường dây hạ thế. Hàng chục năm nay vẫn điện “chạy” như vậy, từ cái thời mà một gia đình Mỹ chỉ có một cái tivi, một cái tủ lạnh, một cái radio…; chứ không phải vô số thiết bị thông minh, xe điện và hầm bà lằng thứ khác xài điện như hiện nay.
Giải pháp trước mắt là gì? Như được thuật từ Vox, để đối phó trước biến động thời tiết, một số công ty điện tăng cường các ứng dụng kỹ thuật dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI) giúp giảm thiểu các lỗi trong cơ sở hạ tầng. Một nhóm nghiên cứu tại Đại học New York ở Albany (UAlbany) đang tìm giải pháp khắc phục “lỗi hệ thống” bằng AI. Nick Bassill, Giám đốc nghiên cứu và phát triển tại Trung tâm Phân tích Thời tiết và Khí hậu của UAlbany cho biết: “Chúng tôi đang phát triển các kỹ thuật cho phép “tương thích” tốt nhất với biến động thời tiết”.
Bằng cách xem xét dữ liệu lịch sử cúp điện và tham chiếu chéo với dữ liệu thời tiết địa phương từ một hệ thống theo dõi thời tiết hiện đại do tiểu bang New York lắp đặt vào năm 2016, Nick Bassill và đồng nghiệp đang thiết lập thuật toán để dự đoán chính xác những ảnh hưởng của bất kỳ sự kiện thời tiết nhất định nào đối với cơ sở hạ tầng của mạng điện. Những dự đoán này giúp các công ty điện quyết định triển khai đội ngũ sớm để sẵn sàng phản ứng trong trường hợp có sự cố ngắt điện.
Cụ thể, nếu có cơn bão mùa Đông đến từ Đông Bắc và có thể mang theo những trận bão tuyết, thuật toán sẽ đánh dấu rủi ro đối với các đường dây điện cho các nhà khí tượng học và kỹ sư phụ trách đường dây trong khu vực. Về dài hạn, thuật toán có thể giúp các công ty điện quyết định vị trí nào cần đầu tư nâng cấp lưới điện. Trong ngắn hạn, nó giúp các công ty điện chuẩn bị tốt hơn trong việc đối phó thời tiết khắc nghiệt do biến đổi khí hậu gây ra.
Ngoài ra, cần biết, nhiều công ty điện trên khắp nước Mỹ chi hàng tỷ đôla mỗi năm cho việc giám sát thảm thực vật nhưng họ lại có rất ít dữ liệu về các loại thảm thực vật mà họ theo dõi. Do vậy, điều cần làm là sử dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cực cao để xác định các loài cây, theo dõi sự phát triển của chúng và đưa ra đề xuất về thời điểm và địa điểm nên chặt cây để giảm nguy cơ cháy rừng gây mất nguồn điện…
Một trong những thách thức lớn nhất mà các nhà vận hành lưới điện và công ty tiện ích đối mặt là cần có công nghệ tốt hơn để trữ lượng điện lớn để có thể và xả ra trong nhiều ngày khi xảy ra sự cố mất điện do thời tiết. Hầu hết loại pin quy mô lớn hiện nay đều sử dụng công nghệ lithium-ion và có thể xả tối đa khoảng bốn giờ. Theo Wall Street Journal, Form Energy Inc gần đây đã công bố kế hoạch hợp tác với Georgia Power để phát triển loại pin có khả năng cung cấp đến 15 megawatt điện trong 100 giờ… Bất luận thế nào, việc nâng cấp “phần cứng” cho hệ thống truyền tải cũng là yếu tố cực kỳ quan trọng. “Dây nhợ” đã cũ quá mức. “Cột điện” đã gỉ sét quá mức. Nước Mỹ sẽ tốn rất nhiều tiền và rất nhiều thời gian cho mạng điện quốc gia.
