Trong nhiều thập niên, năng lượng luôn được coi là “huyết mạch” của nền kinh tế. Mọi hoạt động sản xuất, kinh doanh, sinh hoạt của xã hội đều phụ thuộc trực tiếp vào khả năng cung ứng điện ổn định, liên tục và có chi phí hợp lý. Tuy nhiên, bước sang kỷ nguyên số, bài toán năng lượng không còn dừng lại ở việc “có đủ điện để dùng”, mà đã chuyển sang một cấp độ mới: sử dụng điện thông minh hơn, hiệu quả hơn và bền vững hơn.
Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ số - từ dữ liệu lớn, trí tuệ nhân tạo (AI), Internet vạn vật (IoT) đến điện toán đám mây - đang làm thay đổi căn bản cách ngành năng lượng vận hành. Thay cho mô hình quản lý thủ công, tuyến tính và phản ứng chậm, ngành năng lượng đang tiến tới một hệ sinh thái số, nơi dòng điện, dữ liệu và quyết định vận hành được kết nối theo thời gian thực.
Tại Việt Nam, chuyển đổi số trong ngành năng lượng không chỉ là xu hướng tất yếu, mà còn là yêu cầu cấp bách để giải quyết đồng thời nhiều bài toán lớn: đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, giảm thất thoát điện năng, tích hợp hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo, kiểm soát phát thải và hướng tới mục tiêu phát triển bền vững. Trong bức tranh đó, lưới điện thông minh, nhà máy điện số, dịch vụ điện trực tuyến và sự tham gia chủ động của người dân đang trở thành những trụ cột quan trọng.
Từ “mạng truyền tải” sang hệ thần kinh số của ngành năng lượng
Lưới điện truyền thống được thiết kế chủ yếu để truyền tải điện theo một chiều: từ nhà máy phát điện tới người tiêu dùng. Mô hình này từng phù hợp trong giai đoạn nguồn điện chủ yếu là thủy điện, nhiệt điện quy mô lớn, phụ tải ổn định và ít biến động. Tuy nhiên, trong bối cảnh hiện nay, khi nhu cầu tiêu thụ điện tăng nhanh, phân bố không đồng đều, trong khi các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió phát triển mạnh, lưới điện cũ bộc lộ nhiều hạn chế.
Lưới điện thông minh (Smart Grid) ra đời như một bước tiến mang tính nền tảng. Thay vì chỉ truyền tải điện, lưới điện thông minh tích hợp công nghệ số, cảm biến, hệ thống điều khiển tự động và phân tích dữ liệu, cho phép giám sát, điều phối và tối ưu dòng điện theo thời gian thực. Mỗi trạm biến áp, mỗi đường dây, thậm chí từng công tơ điện đều trở thành một “điểm dữ liệu sống”, liên tục phản ánh trạng thái vận hành của hệ thống.
Một trong những giá trị lớn nhất của lưới điện thông minh là giảm thất thoát điện năng. Thông qua các thiết bị đo đếm thông minh và hệ thống phân tích dữ liệu, ngành điện có thể nhanh chóng phát hiện khu vực tổn thất cao, sự cố rò rỉ, quá tải hoặc hành vi sử dụng điện bất thường. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí vận hành mà còn nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện.
Bên cạnh đó, Smart Grid cho phép quản lý linh hoạt nguồn cung - cầu. Khi nhu cầu điện tăng đột biến, hệ thống có thể tự động điều chỉnh, ưu tiên các nguồn phát phù hợp, giảm nguy cơ mất điện diện rộng. Ngược lại, khi sản lượng điện tái tạo tăng cao vào những thời điểm nắng gió thuận lợi, lưới điện thông minh giúp hấp thụ tối đa nguồn điện này, hạn chế tình trạng quá tải hoặc phải cắt giảm công suất.
Quan trọng hơn, lưới điện thông minh chính là điều kiện tiên quyết để hình thành thị trường điện hiện đại, nơi người tiêu dùng không chỉ là người sử dụng điện, mà còn có thể trở thành người sản xuất điện, bán điện ngược trở lại hệ thống. Đây là bước chuyển mang tính cấu trúc, mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành năng lượng.
Theo Tổng công ty Điện lực TP.HCM (EVNHCMC), nhiều năm qua, đơn vị đã tích cực triển khai “Chương trình hiện đại hoá lưới điện, phát triển lưới điện thông minh” giai đoạn 2020 - 2025. Đến nay, EVNHCMC đạt nhiều thành tựu vượt trội như hoàn thành sớm 2 năm mục tiêu chuyển toàn bộ trạm biến áp 110kV sang chế độ không người trực; đưa vào vận hành Trung tâm điều khiển từ xa lưới điện phân phối đầu tiên tại Việt Nam. EVNHCMC hiện là một trong số ít đơn vị trên thế giới có lưới điện trung thế vận hành tự động toàn phần.
EVNHCMC còn đẩy mạnh số hoá toàn bộ quy trình phục vụ khách hàng. Hiện 100% dịch vụ điện được thực hiện trực tuyến trên website, cổng dịch vụ công quốc gia, cổng dịch vụ công TP.HCM cùng ứng dụng App EVNHCMC. Hơn 80% yêu cầu được tiếp nhận, xử lý tự động bằng trí tuệ nhân tạo (chatbot, callbox) giúp rút ngắn thời gian chờ đợi của khách hàng. Doanh nghiệp là đơn vị đầu tiên trong ngành điện cả nước thay thế 100% công tơ điện tử có tính năng thu thập dữ liệu từ xa, giúp khách hàng dễ dàng theo dõi mức tiêu thụ điện hàng ngày trên App EVNHCMC. Tỷ lệ khách hàng thanh toán không dùng tiền mặt đạt gần 100%.
Hiện EVNHCMC còn tiên phong nghiên cứu, thử nghiệm nhiều công nghệ mới như công nghệ vật liệu mới, giám sát vận hành thiết bị điện theo thời gian thực, phát triển các phương tiện thi công, sửa chữa điện chuyên dụng, nghiên cứu chế tạo thử nghiệm mô hình máy phát điện lưu động, mô hình cấp điện bằng xe UPS lưu động... nhằm nâng cao hiệu quả vận hành, quản lý lưới điện.
IoT và AI trong nhà máy điện: Tối ưu vận hành từ dữ liệu thời gian thực
Nếu lưới điện thông minh được ví như “hệ thần kinh” của ngành năng lượng, thì các nhà máy điện số chính là những “cơ quan” vận hành dựa trên dữ liệu và trí tuệ nhân tạo. Trước đây, việc giám sát và điều hành nhà máy điện phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm con người, các chỉ số đo lường rời rạc và quy trình phản ứng chậm. Điều này dẫn đến nguy cơ sự cố, chi phí bảo trì cao và hiệu suất vận hành chưa tối ưu.
IoT đóng vai trò quan trọng trong mạng lưới điện thông minh, cho phép tăng cường kiểm soát, tích hợp các nguồn năng lượng và tiến hành hoạt động bảo trì dự đoán chủ động hiệu quả. Mạng lưới điện thông minh là lưới điện sử dụng công nghệ kỹ thuật số để giám sát và quản lý việc phân phối điện. Bằng cách tích hợp các thiết bị IoT, có thể nâng cao hiệu quả, độ tin cậy và tính bền vững của các mạng lưới này.
Một trong những vai trò chính của IoT trong mạng lưới điện thông minh là giám sát và kiểm soát. Các thiết bị IoT, như đồng hồ thông minh, có thể thu thập dữ liệu thời gian thực về mức tiêu thụ điện, cấp điện áp và chất lượng điện.
Dữ liệu này sau đó được truyền đến công ty điện lực, cho phép giám sát hiệu suất của lưới điện và xác định vấn đề bất thường. Với thông tin này, các công ty điện lực có thể thực hiện các biện pháp chủ động để ngăn chặn tình trạng mất điện, tối ưu hóa việc phân phối năng lượng và cải thiện độ tin cậy chung của lưới điện.
IoT cũng đóng một vai trò quan trọng trong các chương trình điều chỉnh phụ tải trong mạng lưới điện thông minh. Chương trình điều chỉnh phụ tải có chức năng giảm mức tiêu thụ điện trong thời gian cao điểm bằng cách khuyến khích người tiêu dùng điều chỉnh mức sử dụng của họ.
Các thiết bị IoT, như bộ điều nhiệt và thiết bị thông minh, có thể được tích hợp vào các chương trình này, cho phép người tiêu dùng điều khiển từ xa và lên lịch sử dụng năng lượng của mình.
Bằng cách trực tiếp tham gia vào các chương trình điều chỉnh phụ tải, người tiêu dùng không chỉ có thể tiết kiệm hóa đơn năng lượng, mà còn góp phần ổn định lưới điện bằng cách cắt giảm tiêu dùng trong thời gian cao điểm.
Hơn nữa, IoT cho phép tích hợp tốt hơn các nguồn năng lượng tái tạo vào mạng lưới điện thông minh. Khi thế giới hướng tới một tương lai bền vững hơn, việc tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo, như năng lượng mặt trời và gió, ngày càng trở nên quan trọng.
Với sự phát triển của IoT, hàng nghìn cảm biến được lắp đặt trên các thiết bị quan trọng như tua-bin, máy phát, hệ thống làm mát, đường ống dẫn nhiên liệu. Các cảm biến này liên tục thu thập dữ liệu về nhiệt độ, áp suất, độ rung, mức tiêu hao nhiên liệu và truyền về trung tâm điều khiển. Nhờ đó, trạng thái vận hành của nhà máy được “số hóa” toàn diện.
Trên nền tảng dữ liệu lớn đó, trí tuệ nhân tạo đóng vai trò phân tích và ra quyết định. Các thuật toán AI có thể dự báo nguy cơ hỏng hóc, phát hiện dấu hiệu bất thường từ rất sớm, giúp nhà máy chuyển từ bảo trì định kỳ sang bảo trì dự đoán. Đây là một thay đổi mang tính đột phá, giúp giảm thời gian dừng máy, kéo dài tuổi thọ thiết bị và tiết kiệm chi phí vận hành.
Không dừng lại ở đó, AI còn được ứng dụng để tối ưu hiệu suất phát điện. Bằng cách phân tích dữ liệu lịch sử và điều kiện vận hành thực tế, hệ thống có thể tự động điều chỉnh thông số kỹ thuật để đạt hiệu suất cao nhất với mức tiêu hao nhiên liệu thấp nhất. Đối với các nhà máy điện gió và điện mặt trời, AI giúp dự báo sản lượng phát điện dựa trên dữ liệu thời tiết, từ đó hỗ trợ công tác điều độ hệ thống điện quốc gia.
Ở tầm vĩ mô, việc ứng dụng IoT và AI trong các nhà máy điện tạo ra một lợi thế chiến lược: nâng cao khả năng dự báo nhu cầu tiêu thụ điện. Thay vì phản ứng thụ động, ngành năng lượng có thể chủ động xây dựng kịch bản cung ứng, giảm áp lực đầu tư dàn trải và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên.
Từ bị động sang chủ động trong hệ sinh thái năng lượng
Chuyển đổi số không chỉ diễn ra ở cấp độ hạ tầng và nhà máy, mà còn tác động trực tiếp tới người dân - những khách hàng cuối cùng của ngành điện. Từ việc theo dõi chỉ số công tơ, thanh toán hóa đơn cho đến quản lý tiêu thụ điện, tất cả đang dần được đưa lên các nền tảng số.
Thông qua ứng dụng di động và cổng dịch vụ trực tuyến, người dân có thể theo dõi lượng điện tiêu thụ theo ngày, theo giờ, nhận cảnh báo khi mức sử dụng tăng cao bất thường, chủ động điều chỉnh thói quen sinh hoạt để tiết kiệm điện. Việc thanh toán tiền điện cũng trở nên thuận tiện, minh bạch, giảm thời gian và chi phí giao dịch.
Đáng chú ý hơn, chuyển đổi số đang thúc đẩy vai trò mới của người tiêu dùng trong hệ sinh thái năng lượng. Với sự phổ biến của điện mặt trời mái nhà và các giải pháp lưu trữ năng lượng, nhiều hộ gia đình và doanh nghiệp không chỉ tiêu thụ điện mà còn sản xuất điện tái tạo. Thông qua các nền tảng quản lý số, sản lượng điện dư thừa có thể được bán lại cho lưới điện, tạo thêm nguồn thu và khuyến khích đầu tư năng lượng sạch.
Ở góc độ xã hội, việc người dân tham gia tích cực vào quá trình sử dụng và sản xuất năng lượng góp phần hình thành văn hóa tiêu dùng năng lượng thông minh. Mỗi quyết định bật - tắt thiết bị, mỗi lựa chọn đầu tư năng lượng tái tạo đều được đặt trong bối cảnh rộng hơn của tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường.
Chính sự thay đổi này giúp chuyển đổi số trong ngành năng lượng không còn là câu chuyện kỹ thuật thuần túy, mà trở thành một quá trình xã hội hóa, nơi công nghệ gắn chặt với hành vi và nhận thức của cộng đồng.
Tối ưu tài nguyên, giảm chi phí, bảo đảm an ninh năng lượng
Xét ở tầm chiến lược, chuyển đổi số trong ngành năng lượng mang lại giá trị vượt ra ngoài phạm vi tiết kiệm chi phí hay nâng cao hiệu quả vận hành. Đây chính là đòn bẩy quan trọng để hiện thực hóa mục tiêu phát triển bền vững.
Thứ nhất, công nghệ số giúp sử dụng hiệu quả hơn các nguồn tài nguyên năng lượng. Thông qua tối ưu vận hành, giảm tổn thất và nâng cao hiệu suất, cùng một lượng tài nguyên đầu vào có thể tạo ra nhiều giá trị hơn. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh các nguồn năng lượng truyền thống ngày càng cạn kiệt và chịu áp lực lớn về môi trường.
Thứ hai, chuyển đổi số tạo điều kiện để tích hợp sâu rộng năng lượng tái tạo vào hệ thống điện. Nhờ khả năng giám sát và điều độ linh hoạt, lưới điện thông minh có thể hấp thụ tỷ trọng lớn điện gió, điện mặt trời mà không làm mất ổn định hệ thống. Đây là chìa khóa để giảm phát thải khí nhà kính và tiến tới mục tiêu trung hòa carbon trong dài hạn.
Thứ ba, về kinh tế, số hóa giúp ngành năng lượng giảm chi phí đầu tư và vận hành, từ đó kiềm chế giá điện, nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế. Đối với doanh nghiệp, nguồn điện ổn định, minh bạch và hiệu quả là yếu tố quan trọng để thu hút đầu tư và mở rộng sản xuất.
Cuối cùng, ở góc độ an ninh quốc gia, một hệ thống năng lượng được quản lý bằng công nghệ số, dựa trên dữ liệu và dự báo chính xác sẽ có khả năng chống chịu tốt hơn trước các cú sốc - từ thiên tai, biến đổi khí hậu đến biến động thị trường năng lượng toàn cầu.
Chuyển đổi số trong ngành năng lượng không chỉ là việc ứng dụng công nghệ mới, mà là một cuộc tái cấu trúc toàn diện về cách sản xuất, phân phối và tiêu thụ điện. Từ lưới điện thông minh, nhà máy điện số đến dịch vụ điện trực tuyến và sự tham gia chủ động của người dân, tất cả đang cùng tạo nên một hệ sinh thái năng lượng hiện đại, hiệu quả và bền vững.
Trong bối cảnh Việt Nam bước vào giai đoạn phát triển mới, nhu cầu năng lượng tiếp tục tăng cao, trong khi yêu cầu về bảo vệ môi trường ngày càng khắt khe, chuyển đổi số chính là con đường ngắn nhất để dung hòa các mục tiêu tưởng chừng mâu thuẫn này. Ngành năng lượng, với vai trò nền tảng của mình, đang trở thành một trong những lĩnh vực tiên phong, mở đường cho một mô hình tăng trưởng xanh, thông minh và bền vững trong kỷ nguyên số.
Thái Khang
.svg){kind=icon}
