Vụ mất điện ở Texas năm 2021 đã gây ra hàng trăm ca tử vong. Cùng lúc đó, cư dân của khu Brooklyn ở Melbourne, Úc, đã trao đổi điện năng lượng mặt trời thông qua các ứng dụng di động, duy trì nguồn cung cấp điện cơ bản trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Những tình huống trái ngược này cho thấy một lựa chọn cơ bản đối với hệ thống năng lượng: trước cuộc khủng hoảng khí hậu ngày càng trầm trọng, chúng ta nên tiếp tục củng cố các lưới điện tập trung dễ bị tổn thương hay chuyển sang các mạng lưới kiên cường bao gồm các nút phân tán?
Câu trả lời đang dần hình thành trong các cộng đồng trên toàn thế giới. Từ Musashino ở Tokyo đến Santa Monica ở California, các mạng lưới năng lượng ngang hàng dựa trên công nghệ blockchain đang kết nối hàng ngàn hộ gia đình, biến những người tiêu dùng năng lượng truyền thống thành “người tiêu dùng kiêm nhà sản xuất”. Trong cuộc cách mạng thầm lặng này, công nghệ blockchain đóng vai trò trung tâm – nó không chỉ là một sổ cái mà còn là một giao thức cốt lõi chuyển đổi các hành động vì khí hậu của từng cá nhân thành giá trị kinh tế có thể kiểm chứng và giao dịch được, cung cấp một cách tiếp cận mới để giải quyết vấn đề “chặng cuối” trong hành động vì khí hậu.
Giải quyết nút thắt cốt lõi của hành động chống biến đổi khí hậu
Một thách thức then chốt trong hành động chống biến đổi khí hậu toàn cầu là chuyển đổi những nỗ lực cá nhân thành các giải pháp mang tính hệ thống. Các mô hình hiện tại đang đối mặt với sự thiếu kết nối kép: hệ thống giao dịch carbon chủ yếu nhắm vào các doanh nghiệp lớn, trong khi các hộ gia đình bình thường—ngay cả khi có tấm pin mặt trời—vẫn khó thu được lợi nhuận trực tiếp; lượng dữ liệu năng lượng khổng lồ được tạo ra bởi các thiết bị thông minh vẫn bị cô lập, không thể tạo ra sự cộng hưởng. Nghiêm trọng hơn nữa là sự không phù hợp về động lực giá trị—các hộ gia đình đầu tư vào tấm pin mặt trời cần 8-12 năm để hòa vốn, và sự ổn định mà chúng mang lại cho lưới điện không được đền bù, trong khi các nhà điều hành lưới điện cần gấp các nguồn lực linh hoạt nhưng lại thiếu các kênh để kết nối người dùng phân tán.
Mạng lưới năng lượng dựa trên công nghệ blockchain được thiết kế để kết nối "chặng cuối" này. Bằng cách chuyển đổi dữ liệu sản xuất và tiêu thụ điện năng của các hộ gia đình thành tài sản kỹ thuật số có thể kiểm chứng và sử dụng hợp đồng thông minh để cho phép trao đổi giá trị tự động, các hệ thống này tạo ra các cơ chế phối hợp mới cho hành động vì khí hậu. Tiết kiệm một kilowatt giờ, sử dụng thiết bị lưu trữ đúng thời điểm hoặc bán điện mặt trời cho hàng xóm đều trực tiếp tạo ra lợi ích kinh tế cá nhân đồng thời góp phần vào sự chuyển đổi xanh của toàn bộ hệ thống. Thực tiễn ở Úc cho thấy các hệ thống phân tán như vậy có thể huy động hơn 100 MW tài nguyên linh hoạt trong vòng năm phút, đủ để thay thế một tuabin gas cỡ trung bình.
Các cơ chế kỹ thuật: Từ hành vi cá nhân đến khả năng phục hồi của hệ thống
Điểm mạnh cốt lõi của hệ thống nằm ở việc chuyển đổi các hành động riêng lẻ nhỏ thành khả năng phục hồi ở cấp độ hệ thống. Các lưới điện truyền thống yêu cầu điều phối tập trung, trong khi mạng lưới năng lượng blockchain hoạt động giống như sự ngẫu hứng trong nhạc jazz—mỗi người tiêu dùng kiêm nhà sản xuất tự điều chỉnh dựa trên tín hiệu thời gian thực. Khi nhu cầu lưới điện tăng đột biến, tín hiệu giá điện tăng tự động sẽ kích hoạt các phản ứng phân tán: thiết bị lưu trữ xả điện, xe điện tạm dừng sạc, các thiết bị tiêu thụ nhiều năng lượng tắt. Những phản ứng này tổng hợp lại thành một “nhà máy điện ảo”, với quy mô và tốc độ phản hồi vượt trội so với các nhà máy điện truyền thống.
Việc theo dõi điện năng xanh và tạo lập tài sản carbon thậm chí còn mang tính cách mạng hơn. Mỗi kilowatt giờ điện mặt trời trên mái nhà đều nhận được một định danh kỹ thuật số duy nhất, ghi lại thời gian phát điện, vị trí và mức giảm phát thải. Các doanh nghiệp mua điện năng xanh có thể truy vết đến các cộng đồng và hộ gia đình cụ thể, đảm bảo lợi ích môi trường là có thật và đáng tin cậy. Cá nhân cũng có thể “khai thác” tín dụng carbon thông qua các hành vi tiết kiệm năng lượng. Trong dự án “Chứng chỉ Xanh Kỹ thuật số” của Singapore, hàng nghìn hộ gia đình đã tạo ra tài sản carbon có thể giao dịch thông qua việc tiết kiệm năng lượng. Tác động sâu sắc nhất là khả năng phục hồi năng lượng của cộng đồng – khi các cộng đồng phối hợp sản xuất, lưu trữ và tiêu thụ năng lượng nội bộ, khả năng dễ bị tổn thương trước thời tiết khắc nghiệt sẽ giảm đáng kể. Sau sự cố hạt nhân Fukushima, các hệ thống lưới điện vi mô dựa trên blockchain tại địa phương đã chứng minh rằng ngay cả khi lưới điện bên ngoài bị gián đoạn, kiến trúc phân tán vẫn có thể duy trì nguồn cung cấp điện cơ bản.
Ba thách thức khi mở rộng quy mô
Mặc dù có triển vọng đầy hứa hẹn, các mạng lưới năng lượng phân tán phải vượt qua ba thách thức chính để trở thành giải pháp khí hậu chủ đạo. Đầu tiên là rào cản về khả năng tương tác kỹ thuật và tiêu chuẩn. Hàng trăm thiết bị thông minh trên thị trường sử dụng các giao thức truyền thông khác nhau, đòi hỏi các tiêu chuẩn dữ liệu và giao thức bảo mật thống nhất để các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau có thể “giao tiếp” với nhau. Dự án “EnergyChain” của EU đang phát triển một bộ giao thức mở như vậy để ngăn chặn mỗi dự án trở thành một “đảo dữ liệu” riêng biệt.
Thứ hai là mô hình kinh doanh và hiệu ứng mạng lưới ban đầu. Thị trường hai chiều đối mặt với vấn đề "con gà và quả trứng": không đủ người mua, người bán ngần ngại tham gia; không đủ người bán, người mua thiếu hứng thú. Dự án "Sony Black Community Power" của Đức đã tìm ra bước đột phá - bằng cách hợp tác với các công ty điện lực, hóa đơn điện truyền thống được chuyển đổi thành điểm giao dịch cộng đồng để có được khởi đầu thuận lợi.
Thứ ba, và phức tạp nhất, là việc thích ứng với khung pháp lý. Ngành điện lực được quản lý rất chặt chẽ, và các giao dịch ngang hàng (peer-to-peer) thách thức các mô hình bán lẻ truyền thống, làm nảy sinh các vấn đề mới như phân bổ phí sử dụng lưới điện, giấy phép bán điện quy mô nhỏ và thuế xuyên biên giới. Kinh nghiệm của Bồ Đào Nha rất đáng để tham khảo: chính phủ nước này đã ban hành luật dành riêng cho các cộng đồng năng lượng, đơn giản hóa các thủ tục đăng ký và thiết lập các thỏa thuận thuế đặc biệt để cho phép hoạt động hợp pháp của các dự án năng lượng cộng đồng.
Thực tiễn địa phương đa dạng toàn cầu
Không có một khuôn mẫu duy nhất nào cho sự chuyển đổi này, vì các khu vực phát triển các phương pháp thực hành đa dạng tùy thuộc vào nguồn lực và nhu cầu xã hội. Tại Úc, một quốc gia nhiều nắng nhưng có lưới điện cũ kỹ, trọng tâm là hấp thụ năng lượng mặt trời. "Nhà máy điện ảo" của Nam Úc kết nối hơn 5.000 hộ gia đình tham gia đấu thầu thị trường bán buôn, làm tăng thu nhập trung bình hàng năm của hộ gia đình khoảng 1.200 AUD.
Tại Singapore, một quốc gia khan hiếm đất đai nhưng có công nghệ tiên tiến, sự đổi mới diễn ra ở quy mô từng tòa nhà. Nhiều tòa nhà thương mại trong khu tài chính Marina Bay trao đổi tính linh hoạt của hệ thống điều hòa không khí thông qua công nghệ blockchain; khi một tòa nhà cần làm mát thêm, nó sẽ "mượn" công suất làm mát từ các tòa nhà lân cận, giảm tổng mức tiêu thụ năng lượng trong khu vực xuống 15%, tương đương với việc giảm 3.000 tấn khí thải carbon mỗi năm.
Tại tỉnh Fukushima, Nhật Bản, nơi tự chủ về năng lượng, trọng tâm là tái thiết xã hội và khả năng phục hồi. Mô hình “Cộng đồng thông minh” ở thị trấn Namie cho phép cư dân cùng sở hữu và quản lý các cơ sở năng lượng địa phương, với doanh thu từ điện năng hỗ trợ phát triển cộng đồng. Hệ thống này đạt được sự tự chủ về mặt kỹ thuật đồng thời giúp cộng đồng phục hồi về mặt tâm lý sau chấn thương do tai nạn hạt nhân gây ra.
Những trường hợp thành công này tìm thấy sự giao thoa giữa các giải pháp công nghệ, lợi ích kinh tế và giá trị cộng đồng. Chúng không chỉ đơn thuần là việc lắp đặt các thiết bị thông minh và phần mềm blockchain, mà còn là việc tạo ra một khế ước xã hội mới – về cách thức cùng nhau sở hữu, quản lý và hưởng lợi từ các nguồn năng lượng địa phương.
Thiết lập một khế ước xã hội mới về biến đổi khí hậu
Mạng lưới năng lượng phân tán không chỉ đơn thuần là một bước nâng cấp công nghệ mà còn thể hiện một khế ước xã hội mới nhằm giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu, kết hợp trách nhiệm về khí hậu, lợi ích kinh tế và khả năng phục hồi của cộng đồng. Trong các mô hình truyền thống, ba yếu tố này thường tách biệt hoặc thậm chí mâu thuẫn: cá nhân gánh vác trách nhiệm về khí hậu với lợi ích hạn chế; doanh nghiệp theo đuổi lợi ích kinh tế trong khi có thể bỏ qua tác động môi trường; cộng đồng phụ thuộc vào các hệ thống bên ngoài và vẫn dễ bị tổn thương. Mạng lưới năng lượng dựa trên công nghệ blockchain kết hợp ba yếu tố này lại với nhau: hành động của cá nhân đối với khí hậu trực tiếp tạo ra giá trị kinh tế; doanh nghiệp có được nguồn điện xanh đáng tin cậy bằng cách hỗ trợ các dự án cộng đồng; cộng đồng trở nên kiên cường hơn trước các cú sốc từ bên ngoài.
Hệ thống này thay đổi sâu sắc mối quan hệ của chúng ta với năng lượng. Năng lượng không còn là một mặt hàng xa xôi được vận chuyển từ nơi khác đến, mà là một “tài sản công cộng” được sản xuất tại địa phương và chia sẻ trong cộng đồng. Sự thay đổi này tạo ra một phản ứng chuỗi : khi mọi người thấy các tấm pin mặt trời của họ cung cấp điện cho hàng xóm, và khi các cộng đồng xây dựng lòng tin thông qua việc cùng nhau quản lý các dự án năng lượng, nhận thức về năng lượng trở thành một phần của cuộc sống hàng ngày.
Tương lai thực sự sẽ là một kiến trúc lai đa tầng: lưới điện chính đảm nhiệm việc truyền tải điện đường dài, công suất cao và cung cấp điện nền; mạng lưới khu vực điều phối năng lượng tái tạo quy mô vừa; lưới điện vi mô cộng đồng quản lý sự cân bằng cung cầu tại địa phương. Mỗi lớp được kết nối thông qua các giao diện kỹ thuật số tiêu chuẩn, tạo thành một tổng thể phi tập trung nhưng vẫn liên kết chặt chẽ.
Trong nỗ lực toàn cầu nhằm giải quyết biến đổi khí hậu, đóng góp lớn nhất của công nghệ có thể là tạo ra những khả năng mới. Khi mọi mái nhà, mọi cục pin và mọi chiếc xe điện trở thành một nút thông minh trong mạng lưới năng lượng, và những lựa chọn hàng ngày của hàng triệu người có thể phối hợp trong thời gian thực để tạo ra các giải pháp mang tính hệ thống, chúng ta có thể tìm ra con đường giúp giảm phát thải, tăng cường khả năng phục hồi, giải quyết khủng hoảng và tạo ra sự thịnh vượng. Con đường này mở ra từng kilowatt giờ, từng hộ gia đình, từng cộng đồng. Khi ngày càng nhiều cộng đồng thắp sáng mạng lưới phân tán của mình, những ánh sáng rải rác này cuối cùng sẽ hội tụ thành một tầm nhìn mới cho tương lai năng lượng – nơi việc giải quyết biến đổi khí hậu không còn là một chi phí bắt buộc mà là một hành động chung để tạo ra cuộc sống tốt đẹp hơn.
