Những khối pin nhiệt Na Uy này sẽ giúp những ngành công nghiệp nặng giảm đáng kể lượng khí thải carbon

Pin nhiệt tiên tiến của EnergyNest có thể giúp giảm giá thành điện Mặt Trời, cùng lúc đó giảm chi phí lưu trữ năng lượng và số khí thải nhà kính mà các ngành công nghiệp nặng cũng như các nhà máy năng lượng thải ra.

Nghĩ tới nguyên do gây biến đổi khí hậu, ta thường kết tội cho khí thải phát ra từ phương tiện di chuyển trên trời và dưới đất. Thế nhưng ô tô và máy bay chỉ tạo ra khoảng từ 2-6% lượng carbon toàn cầu, và ta đã lãng quên một trong những nguồn tạo khí nhà kính lớn hơn cả máy bay và ô tô cộng lại - lên tới 10% tổng lượng khí thải carbon toàn cầu, ấy là nhiệt lượng từ các ngành công nghiệp.

Ngành công nghiệp nặng sản xuất những thứ vật liệu như sắt, thép, bê tông, xi măng, kính và những vật liệu khác cần tới lượng nhiệt cực lớn, chủ yếu tới từ hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch giàu carbon như than. Một lượng lớn năng lượng sinh ra từ nhiệt này bị lãng phí vô ích trên những dây chuyền sản xuất khổng lồ. Nếu tìm được cách giữ chỗ nhiệt đó mà sử dụng sau này thì tốt quá.

Đó chính là mục tiêu của startup EnergyNest tới từ Na Uy; họ phát triển được một loại pin nhiệt có khả năng lưu giữ nhiệt thừa tới nhiều giờ, nhiều ngày hay thậm chí nhiều tuần mà không để thất thoát năng lượng ra môi trường. Với giá thành lưu trữ cho doanh nghiệp lớn chỉ khoảng 15 Euro (khoảng 410.000 VNĐ) với mỗi MWh điện, chẳng lạ khi EnergyNest ký hợp đồng thành công với những tập đoàn hàng đầu như Siemens - hãng thiết bị công nghiệp lớn nhất Châu Âu, EDF - công ty sản xuất điện từ năng lượng hạt nhân của Pháp, Eni - doanh nghiệp dầu mỏ lớn của Ý.

Những khối pin nhiệt Na Uy này sẽ giúp những ngành công nghiệp nặng giảm đáng kể lượng khí thải carbon - Ảnh 1.

Những khối lưu giữ nhiệt Heatcrete của EnergyNest.

Ngay cả khi ngành công nghiệp nặng ngay lập tức thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng những giải pháp xanh, đơn cử như nhiên liệu hydro hay các lò chạy điện, những thiết bị pin lưu trữ nhiệt vẫn phát huy tác dụng.

Tất cả các công ty công nghiệp có dây chuyền sản xuất tạo ra nhiệt đều hưởng được lợi ích mà công nghệ chúng tôi đem lại. Dù đó là nhà máy bia, nhà máy hóa học, xưởng thuốc, nhà máy thép, bê tông, xi măng hay vật liệu xây dựng nào khác - quá trình vận hành đều tạo ra rất nhiều nhiệt lượng”, Christian Thiel, CEO của EnergyNest cho hay.

Mục tiêu của chúng tôi còn là phi carbon hóa các nhà máy năng lượng vận hành bằng khí gas, và công ty tôi có thể ra giá bán 24 giờ điện năng lượng Mặt Trời tập trung [CSP] rẻ hơn 30-50% so với những kho lưu trữ điện bằng muối nóng chảy”.

Những khối pin nhiệt Na Uy này sẽ giúp những ngành công nghiệp nặng giảm đáng kể lượng khí thải carbon - Ảnh 2.

Christian Thiel, CEO của EnergyNest.

Pin giữ nhiệt hoạt động ra sao?

Một tổ hợp pin nhiệt của EnergyNest có kích cỡ tương đương một container với chiều dài 6 mét, cấu thành từ những ống carbon-thép đi từ trong ra ngoài một khối trụ có tên Heatcrete - một vật liệu giá rẻ có vẻ ngoài tương tự bê tông, được làm từ quartzite, một lượng xi măng nhỏ và nhiều chất phụ gia khác; Heatcrete có khả năng giữ nhiệt tuyệt vời, chứa được nhiệt độ lên tới 430 độ C và có khả năng thải nhiệt thông qua ống carbon-thép nhờ dòng chảy hơi nước hoặc dầu nhân tạo. Nhờ khả năng đặt chồng các cục pin nhiệt lên nhau, quy mô của hệ thống lưu trữ nhiệt làm năng lượng này sẽ tùy thuộc nhu cầu sử dụng của doanh nghiệp.

CEO Thiel lấy ví dụ về dự án thử nghiệm tại công ty đóng gạch Senftenbacher tại Áo: 

Chúng tôi lắp đặt một thiết bị truyền nhiệt gần lò nung, đưa nhiệt vào trong một hệ thống lặp khép kín với dòng dầu chảy bên trong. Những cái bơm nhỏ sẽ lưu thông dầu nóng quanh ống và khiến cả khối Heatcrete nóng lên trông thấy. Và khi xả, nhiệt từ dung dịch sẽ khiến máy hơi nước vận hành. Và hơi nước lại làm nhiệt độ lò nung tăng lên để sử dụng”.

Còn một dự án khác ở công ty Sloecentrale, nơi sẽ mua lại lượng điện xanh giá rẻ vốn dồi dào trong mùa nhiều nắng gió và biến điện thành nhiệt và lưu trữ trong các khối pin của EnergyNest, rồi sẽ lại chuyển đổi nhiệt thành điện khi nhu cầu tăng cao. Cách thức này vừa cho phép công ty hưởng lợi từ việc cắt giảm lượng nhiên liệu sử dụng, lại vừa sẵn điện để cung cấp khi nhu cầu sử dụng điện tăng.

Những khối pin nhiệt Na Uy này sẽ giúp những ngành công nghiệp nặng giảm đáng kể lượng khí thải carbon - Ảnh 3.

Một đơn vị lưu giữ nhiệt sẽ có hình dáng như thế này.

Thiel, người từng là cựu phó chủ tịch công ty sản xuất turbine gió Senvion, không tin rằng vòng xoay năng lượng tái tạo-nhiệt-điện năng có thể tận dụng hết tiềm năng công nghệ của EnergyNest. Cho dù hiệu năng của nhận nhiệt, giữ nhiệt và thải nhiệt lên tới 99%, hiệu quả của vòng xoay nhiệt-điện-nhiệt chỉ đạt khoảng 40% do thất thoát trong hai quá trình chuyển điện thành nhiệt (bằng máy tạo nhiệt chạy điện) và chuyển điện thành hơi nước (sử dụng máy tạo hơi nước) nhằm chạy turbine.

Nguồn điện ra và vào không phải lĩnh vực chính của chúng tôi”, CEO Thiel giải thích. “Đó là lý do chúng tôi không cạnh tranh với pin li-ion hay mảng lưu trữ năng lượng của Siemens. Xét về mặt kỹ thuật, chúng tôi có thể làm được nhưng xét về mặt kinh doanh lâu dài, đây không phải nơi chúng tôi phát triển. EnergyNest hướng tới những dự án với nhiệt đóng vai trò lớn”.

Điện Mặt Trời tập trung CSP là một trong những dự án như thế, khi nhiệt lượng cao làm quay turbine hơi nước để tạo điện. Ví dụ như trong một hệ thống CSP máng parabol, loạt gương cầu lõm sẽ tập trung ánh nắng Mặt Trời vào một ống hấp thu nhiệt chứa bên trong dầu nhân tạo, cả khối nóng lên tới nhiệt độ cực cao và nhiệt sẽ khiến turbine quay rồi tạo điện. Các kỹ sư hoàn toàn có thể nối đường ống dầu vào Heatcrete, với lượng nhiệt tối thiểu đủ nhiều để việc cung cấp năng lượng không bị gián đoạn. Hiện tại, chỉ hệ thống CSP mới sử dụng muối nóng chảy làm vật liệu giữ nhiệt - thường xuất hiện trong các dự án tháp năng lượng Mặt Trời, với lòng chảo gương hướng ánh nắng lên đỉnh tháp.

Những khối pin nhiệt Na Uy này sẽ giúp những ngành công nghiệp nặng giảm đáng kể lượng khí thải carbon - Ảnh 4.

Crescent Dunes, Dự án năng lượng Mặt Trời theo mô hình CSP.

Quả thực chúng tôi là mảnh ghép vừa vặn vô cùng, và có thể đảm bảo làm ra được 24 giờ điện với giá thành lưu trữ rẻ hơn muối nóng chảy khoảng từ 30-50%”, CEO Thiel nói. Khi thay muối nóng chảy bằng một khối lưu trữ nhiệt thể rắn, mô hình CSP sẽ rẻ và đỡ phức tạp hơn.

Theo tính toán, thông qua hệ thống lưu trữ nhiệt Heatcrete, giá thành điện (so với nhà máy quy mô gigawatt) sẽ là 15 Euro (khoảng 410.000 VNĐ) với mỗi MWh điện (thông số do EnergyNest cung cấp), rẻ hơn nhiều so với giá 165-325 USD/MWh (khoảng 3.800.000-7.500.000 VNĐ/MWh, thông số do công ty tư vấn tài chính Lazard cung cấp).

Dự án đầu tiên của EnergyNest làm cho doanh nghiệp tinh chế dầu Eni của Ý sẽ được thực hiện trong giai đoạn 2020-2021. Công ty Na Uy sẽ gắn pin nhiệt của mình với dàn CSP của Eni để trực tiếp tạo ra hơi nước làm quay turbine, thay vì để Eni sử dụng nhiên liệu hóa thạch và điện để tạo hơi nước như trước kia. Lắp xong pin nhiệt Heatcrete, lượng khí thải nhà kính của Eni sẽ giảm rõ rệt.

Cứ dùng là sẽ thấy lợi ích kinh tế

CEO Thiel nói rằng một doanh nghiệp sẽ hồi vốn đầu tư sau khoảng 2-7 năm, và trong chặng đường dài 20-30 năm, doanh nghiệp sẽ tiết kiệm được hàng triệu USD tiền kho bãi và lưu trữ. Siemens Energy cũng nhận ra tiềm năng lớn của công nghệ mới, họ đã ký hợp đồng hợp tác dài hạn với EnergyNest hồi tháng Sáu vừa rồi.

Việc lưu trữ năng lượng là yếu tố mấu chốt trong một xã hội không còn khí thải carbon”, Jörn Schmücker, giám đốc một mảng thiết bị lớn của Siemens Energy cho hay. “Với chương trình Lưu trữ Tương lai hiện đang hợp tác với EnergyNest, chúng tôi có khả năng mang tới khách hàng chính những giải pháp đã giúp chúng tôi giảm thiểu khí thải carbon, cùng một lợi thế rất lớn để cải thiện hiệu quả cũng như tính kinh tế của các nhà máy năng lượng”.

Nói một cách ngắn gọn, thì pin nhiệt của EnergyNest như một bộ dụng cụ đa di năng có thể tỏa sáng ở bất cứ đâu, miễn là nơi đó có đủ nhiệt cho nó tận dụng thoải mái.

Tham khảo Recharge

NỔI BẬT TRANG CHỦ