Trong những năm gần đây, thiên tai bão lụt tại Nhật ngày càng gia tăng gây thiệt hại đáng kể cho người dân. Có nhiều vấn đề khác nhau do thiên tai gây ra, chẳng hạn như sập các tòa nhà, ngừng cung cấp nước và gián đoạn mạng lưới giao thông. Trong số đó, mất điện là một vấn đề lớn trong thời hiện đại khi mà gần như mọi thứ phải dùng điện mới hoạt động được. Từ nguyên nhân này, nhiều biện pháp đang được thực hiện để đảm bảo nguồn điện ổn định.
Trên thực tế, Nhật Bản là quốc gia ít bị mất điện nhờ những biện pháp khéo léo này. Trong bài viết này, LocoBee sẽ giải thích cơ chế xảy ra mất điện cũng như cách thức cung cấp điện tại Nhật.
Nội dung bài viết
Nguyên nhân mất điện
Có 2 lý do chính dẫn đến mất điện:
1. Sự gián đoạn của đường dẫn điện
Đầu tiên là “gián đoạn đường dẫn điện”, trong đó các đường dây truyền tải bị hư hỏng về mặt vật lý hoặc thiết bị truyền tải điện bị hỏng. Sự gián đoạn trong đường dẫn điện có thể có các nguyên nhân sau:
- Thiệt hại cho các công trình truyền tải điện do sét đánh: Mất điện xảy ra khi sét đánh vào thiết bị truyền tải điện và làm hỏng thiết bị.
- Tiếp xúc giữa các dây điện do gió mạnh: Khi một cơn gió mạnh thổi qua các đường dây điện phủ đầy tuyết, các đường dây điện lắc lư và chạm vào nhau, gây ra sự cố mất điện.
- Bị cắt hoặc hư hỏng đường dây tải điện do bão hoặc động đất: Mất điện xảy ra khi đường dây điện và cột điện bị hư hỏng do cây đổ hoặc vật thể bay, hoặc khi thiết bị trạm biến áp, thiết bị truyền tải điện bị hư hỏng do tác động của động đất.
- Thiệt hại do muối biển: Thông thường, các thiết bị truyền tải điện được bọc bằng chất cách điện, nhưng nếu nước biển dính vào dây dẫn và gây đoản mạch thì sẽ xảy ra mất điện.
- Thiệt hại do chim: Chim có thể xây tổ trên cột điện bằng vật liệu dễ dẫn điện, chẳng hạn như dây treo hoặc cành cây ướt. Tùy thuộc vào vị trí của tổ chim, điện có thể chạy qua dây treo, gây mất điện. Ngoài ra, động vật hoang dã cũng có thể gây hỏng các thiết bị điện.
- Hư hỏng thiết bị truyền dẫn do thiết bị nặng: Mất điện xảy ra khi thiết bị nặng đang vận chuyển bị vướng vào và làm đứt đường dây điện, hoặc khi đường dây điện vô tình bị cắt trong quá trình xây dựng.
Ngoài những nguyên nhân trên, còn có các nguyên nhân khác do hiện tượng tự nhiên như lở đất và tuyết lở, hư hỏng tự nhiên của thiết bị, hỏa hoạn, sơ suất của công nhân và thiết bị không đầy đủ.
Sập hệ thống
Nguyên nhân thứ 2 của mất điện là “sập hệ thống.” Cân đối cung cầu điện năng phải “đồng thời và bình đẳng”. “Cùng một lượng tại cùng một thời điểm” có nghĩa là lượng điện năng tạo ra (cung cấp) và lượng điện năng tiêu thụ (cầu) là như nhau tại cùng một thời điểm. Nếu các đại lượng này không khớp nhau, chất lượng (tần số) của điện sẽ bị xáo trộn và điện sẽ không được cung cấp bình thường.
Tần số là một yếu tố quan trọng đối với chất lượng điện đến mức ngay cả sự thay đổi khoảng 0,2 Hz cũng có thể ảnh hưởng đến một số thiết bị. Nếu mất đi sự cân bằng giữa cung và cầu, tình trạng mất điện trên diện rộng sẽ xảy ra.
Các loại mất điện
Mất điện có thể được phân thành nhiều loại.
- Sụt áp tức thời: Đây là sự cố mất điện kéo dài từ 0,02 đến 2 giây do sụt áp tạm thời do sét đánh trên đường dây truyền tải.
Để đơn giản, nó được mô tả là “mất điện”. - Mất điện tạm thời: Mất điện kéo dài khoảng một phút do sụt áp tạm thời do sét đánh vào đường dây truyền tải.
- Mất điện: Các công ty điện lực xác định trạng thái ngừng cung cấp điện trong khoảng một phút hoặc lâu hơn, ngoài các lần sụt áp tạm thời và mất điện tạm thời ở trên, là “mất điện”.
Nhật Bản là quốc gia ít bị mất điện
Thời gian mất điện ở các nước phương Tây và Nhật Bản (đường liền màu đỏ là Nhật Bản) – Nguồn dữ liệu: 資源エネルギー庁
Tháng 3 năm 2022, lần đầu tiên cảnh báo cung cầu điện thắt chặt được đưa ra, trong đó nhấn mạnh đến vấn đề cung cầu điện. Tuy nhiên trên thực tế, Nhật Bản là “quốc gia ít mất điện” khi so sánh với các nước khác trên thế giới. So sánh số lần mất điện ở Nhật Bản giữa những năm 1960 và những năm 2000, chúng ta có thể thấy số lần mất điện đã giảm đáng kể. Mặc dù thời gian mất điện trong các trận động đất và bão kéo dài, nhưng đây vẫn là một tiến bộ so với thời gian mất điện trong những năm 1960.
Dịch vụ chia sẻ 10.000 pin di động của công ty điện lực Tokyo
Công nghệ và bí quyết Nhật Bản hỗ trợ cung cấp điện ổn định
Nhật Bản là quốc gia có nguồn cung cấp điện ổn định. Có thể thấy từ dữ liệu về số lần mất điện và thời gian mất điện ở Nhật Bản, sự ổn định của nguồn cung cấp điện đang được cải thiện qua từng năm. Đằng sau điều này là công nghệ và bí quyết riêng của chính phủ Nhật Bản:
Hỗn hợp năng lượng
Tỷ lệ tự túc năng lượng của Nhật Bản tính đến năm 2019 là 12,1%, thấp hơn so với các nước thành viên khác của Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế. Trong đó, để cung cấp điện ổn định, điện được sản xuất bằng cách kết hợp nhiều phương pháp phát điện khác nhau như nhiệt điện, điện hạt nhân, năng lượng tái tạo và thủy điện. Hiện tại, mức độ phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch cao, nhưng chúng ta có thể thấy rằng tỷ trọng năng lượng tái tạo đang tăng lên hàng năm.
Mạng lưới điện
Các công ty điện lực tồn tại ở mỗi khu vực của Nhật Bản, nhưng hệ thống điện từ Hokkaido đến Kyushu đều được kết nối bằng đường dây tải điện. Do đó, có thể trao đổi điện năng xuyên biên giới của các công ty điện lực và có thể đạt được nguồn cung cấp ổn định. Ngoài ra, vào năm 2022, Thủ tướng Kishida Fumio tuyên bố rằng lưới điện thế hệ tiếp theo sẽ được củng cố để mở rộng năng lượng tái tạo. Trong lưới điện thế hệ tiếp theo, các cải tiến mạng lưới truyền tải điện mới đã được lên kế hoạch.
Xây dựng mạng lưới đường truyền mới kết nối Hokkaido với Tohoku và Tokyo
Dự án này gồm:
- Gia cố mạng đường dây truyền tải kết nối Kyushu và Trung Quốc
- Gia cố mạng lưới đường truyền kết nối Hokuriku với Kansai và Chubu
Do đó, năng lượng tái tạo dư thừa ở các vùng nông thôn có thể được truyền đến các khu vực thành thị và các chức năng dự phòng sẽ được tăng cường trong trường hợp thiếu điện.
Hệ thống ổn định lưới điện
Tại Nhật Bản, khi xảy ra thiên tai, sự cố, người ta sử dụng một thiết bị gọi là rơ le bảo vệ để nhanh chóng phát hiện các bất thường và ngắt đoạn bị ảnh hưởng ra khỏi hệ thống điện. Biện pháp đối phó này gây ra sự sụt giảm và gián đoạn tạm thời. Tuy nhiên, ngay cả khi ngắt kết nối được thực hiện, điện có thể trở nên không ổn định do sự cố thứ cấp.
Trong sự cố thứ cấp, tần số giảm đáng kể và máy phát không thể hoạt động ổn định. Từ đó, nó có xu hướng dẫn đến mất điện lớn, và hầu hết các trường hợp mất điện lớn ở nước ngoài đều là trường hợp này. Mặt khác, Nhật Bản có lợi thế về vận hành cơ sở vật chất, hệ thống nên ngay cả khi xảy ra sự cố đồng thời vẫn có thể cung cấp điện ổn định. Đây là một công nghệ tuyệt vời của Nhật Bản hiếm thấy ở nước ngoài. Hơn nữa, các hệ thống tự động phân phối điện tự động khôi phục các phần hoạt động tốt sau khi cô lập các phần bị lỗi đã trở nên phổ biến, giúp giảm đáng kể thời gian mất điện.
Hệ thống giám sát và điều khiển
Như đã đề cập ở trên, điện phải được cân bằng giữa cung và cầu. Vì vậy, để kiểm soát và cân đối các máy phát điện theo nhu cầu điện thay đổi và duy trì ổn định tần số, các đơn vị phát điện và bán lẻ điện cần khớp kế hoạch với kết quả thực tế 30 phút một lần. Ngoài ra, cần kiểm soát thiết bị phân phối điện để điện năng được tạo ra tại nhà máy điện có thể được vận chuyển đến khu vực có nhu cầu và có thể duy trì điện áp thích hợp. Chúng được theo dõi và kiểm soát 24 giờ một ngày bởi mỗi công ty điện lực.
Nhân lực
Nhiều biện pháp đã được thực hiện để đảm bảo cung cấp điện ổn định, nhưng hiện tại không thể loại bỏ hoàn toàn thiệt hại đối với các thiết bị truyền tải điện do thiên tai hoặc tai nạn. Có nhiều nguyên nhân khác nhau, chẳng hạn như gió mạnh khiến cành cây va vào đường dây điện, hư hỏng đường dây điện do tai nạn xe cộ và đường dây điện bị ngập do mưa lớn. Trong trường hợp mất điện, công nhân sẽ được cử đến hiện trường để điều tra nguyên nhân sự cố và tiến hành khôi phục điện.
Ngoài những điều này, những nỗ lực sau đây đang được thực hiện hàng ngày:
- Nâng cao vị trí lắp đặt các thiết bị điện
- Lắp đặt đường dây không thấm nước
- Chặt trước những cây có thể gây hư hại do cây đổ
- Xây dựng một hệ thống liên lạc khẩn cấp
- Đường bao chống lũ được thiết lập với mục đích chống ngập, là biện pháp ngăn nước tràn vào công trình. Các gò đất, băng cản nước, cửa chống thấm, bao cát được sử dụng
Các phương pháp khéo léo và nỗ lực dài hạn
Điện bây giờ không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Một khi mất điện quy mô lớn xảy ra sẽ ảnh hưởng rất lớn đến xã hội. Do tầm quan trọng của nó, khi các mối quan tâm hoặc vấn đề trở nên rõ ràng, chẳng hạn như việc đưa ra cảnh báo cung cầu điện chặt chẽ vào năm 2022, nó sẽ được nhiều phương tiện truyền thông săn đón, và sự chỉ trích và bất mãn sẽ nổ ra. Tuy nhiên, so với phần còn lại của thế giới, hệ thống cung cấp điện của Nhật Bản rất ổn định.
Hệ thống ổn định này là kết quả của những nỗ lực của công ty điện lực, đơn vị giám sát và kiểm soát hệ thống 24 giờ/ngày, và những công nhân thực hiện công việc khôi phục sau khi mất điện. Ngoài ra, từ góc độ chính sách năng lượng, sự nhấn mạnh toàn cầu đang được đặt vào việc chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo từ góc độ ngăn chặn sự nóng lên toàn cầu và an ninh năng lượng.
Việc sử dụng năng lượng tái tạo rất quan trọng ở Nhật Bản, quốc gia có ít tài nguyên thiên nhiên. Tuy nhiên, hiện tại ở Nhật Bản, lưới điện và các quy tắc kết nối dựa trên việc giới thiệu năng lượng tái tạo có thể thay đổi (VRE) trên quy mô lớn là không đủ, vì vậy sản lượng của năng lượng tái tạo thường bị hạn chế. Trong thời gian tới, cần có các biện pháp đảm bảo sử dụng năng lượng tái tạo ổn định và hiệu quả. Điều quan trọng là tăng cường hoạt động của các cơ sở và hệ thống, nhưng chúng ta không được quên tầm quan trọng của các chính sách năng lượng dựa trên 3E+S.
Điện là thứ mà chúng ta coi là có thể nghiễm nhiên sử dụng được, nhưng nhiều người đã tham gia vào quá trình này trước khi điện đến tay chúng ta. Khi bạn sử dụng điện hàng ngày hãy nhớ tiết kiệm điện, vì việc có nguồn điện ổn định không phải là điều “tự nhiên” mà là kết quả của sự nỗ lực từ rất nhiều con người.
Mức tăng giá của 7 công ty cung cấp điện lực lớn ở Nhật
Tặng kèm phiếu giảm giá lên đến 20.000 yên – Mua hàng hiệu với giá cực ưu đãi!
Bạn nghĩ thế nào về vấn đề này? Hãy cho LocoBee biết ngay dưới phần bình luận nhé!
Để tham gia bình luận hãy đăng ký trở thành thành viên của LocoBee – Hoàn toàn miễn phí!
Nguồn: 資源エネルギー庁
Biên tập: LocoBee
bình luận