Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
Tìm kiếm
Tìm kiếm
Hình ảnh liên kết
Liên kết webiste trong tỉnh
Liên kết webiste các tỉnh
Lượt truy cập

 

 Nội dung

 
Lưu trữ năng lượng tái tạo bằng khí nóng   03-04-2017
Sự phát triển nhanh chóng của các hệ thống pin mặt trời và cánh đồng gió nghe có vẻ là một thắng lợi cho môi trường nhưng lưu trữ các nguồn tái tạo này một cách hiệu quả trên lưới điện vẫn là một thách thức đối với các nhà cung cấp năng lượng. Nay các nhà khoa học EU đang hướng sang một nguồn tự nhiên rẻ tiền và phong phú để tìm đáp án: đó là không khí.


Những hầm mỏ có thể sống dậy với chức năng thứ 2 là hang lưu trữ năng lượng nếu đề xuất hệ thống lưu trữ không khí nén của các nhà khoa học EU được bật đèn xanh (Ảnh: svedoliver/Depositphotos)

Trong khi các loại pin dòng chảy và các công nghệ lưới điện thông minh khác đã xuất hiện trong những năm gần đây để giải quyết vấn đề thì nhiều nhà khoa học lại đang lục lại một phương pháp đã nhiều thập niên tuổi: lưu trữ năng lượng không khí nén (CAES). Phương pháp liên quan đến việc sử dụng năng lượng dôi dư để nén không khí mà sau đó sẽ được lưu trữ trong một cái hang dưới lòng đất. Khi cần điện, không khí được giải phóng qua một tuabin khí để phát điện. Theo nghiên cứu, nó là một giải pháp rất cuốn hút: về lý thuyết, nó là một trong những cách rẻ tiền nhất để lưu trữ khối lượng năng lượng rất lớn và so với các đập thủy điện, nó không đòi hỏi nhà máy phải nằm chỗ đồi núi mà không phải quốc gia nào cũng có.

Tuy nhiên, quá trình nén khí dẫn tới sinh nhiệt giống như những gì diễn ra với một chiếc bơm xe đạp khi nó nóng lên trong lúc bơm hơi đầy bánh xe. Vấn đề ở đây là phải làm gì với nhiệt phát sinh. Hiện tại, chỉ có 2 nhà máy CAES trên toàn thế giới là nhà máy Huntorf ở Đức và nhà máy McIntosh ở Alabama, Mỹ với công suất tối đa lần lượt là 290 MW và 226 MW. Tại cả 2 nhà máy, nhiệt được giải phóng dưới dạng sản phẩm phụ của quá trình nén vì cả hai nhà máy đều không có hạ tầng để xử lí và lưu trữ nó. Ngoài mất đi một nguồn năng lượng tiềm năng, điều này còn có nghĩa rằng không khí cần được làm nóng lên lần nữa, thường với khí thiên nhiên, để chạy các tuabin phát điện. Điều này làm giảm hiệu suất năng lượng của hệ thống.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học đang làm việc cho dự án RICAS 2020 do EU tài trợ đã quay sang CAES đoạn hiện tiên tiến (AA-CAES) để phát triển một ý tưởng thiết kế giúp lưu trữ nhiệt.

Một thành phần quan trọng của dự án là bộ phận cho phép nhiệt được truyền qua xiphông trong quá trình nén. Sau khi rời máy nén, không khí đi qua một hang được đổ đầy đá nghiền vốn hấp thu nhiệt. Không khí lạnh sau đó đi xuống hang chính nơi nó được lưu trữ. Khi cần, nó sẽ quay trở lại qua đá nghiền nơi nó được làm nóng trở lại trước khi được xả, do đó, giảm thiểu nhu cầu đốt nhiên liệu.

Giovanni Perillo, một nhà khoa học tại SINTEF vốn là một trong những quản lý của dự án, tin rằng công nghệ này có tiềm năng mang lại sự thay thế tốt hơn cho pin do có tuổi thọ dài hơn và giá thành tư bản/kWh năng lượng lưu trữ thấp hơn. Ngoài ra, so với các khu vực lưu trữ hiện có vốn đạt tỉ lệ hiệu suất 45 đến 55% và chỉ tạo ra được một nửa năng lượng được sử dụng trong quá trình nén khí, hệ thống mới này nâng tỉ lệ đó lên đến 70 đến 80%.

“Càng nhiều nhiệt nén mà không khí giữ lại khi nó được giải phóng từ bể lưu trữ thì công mà nó thực hiện khi đi qua tuabin khí càng lớn. Và chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi có thể lưu trữ được nhiều nhiệt hơn khả năng của công nghệ lưu trữ hiện có, do đó, tăng hiệu suất thực của các cơ sở lưu trữ”, ông cho biết.

Một ưu thế nữa mà công nghệ AA-CAES cung cấp là nói không bị giới hạn với một số dạng cấu tạo địa chất. Trong khi các nhà máy thực sự phải được đặt ở những nơi có không gian rỗng lớn đã có sẵn thì các nhà nghiên cứu cho hay chúng cũng có thể bao gồm hang hay hầm mỏ không dùng nữa. Dự án RICAS 2020 chẳng hạn đang được tiến hành tại một hầm mỏ bỏ hoang ở Úc.

Tuy nhiên, để dự án vượt qua được giai đoạn thiết kế mà có thể là đầu tiên cho một dự án AA-CAES, một vài điều kiện cần phải được đáp ứng. Đó bao gồm phát triển một lớp màng bít có thể chịu được nhiệt độ và áp suất cao của hang. Dựa trên các kỹ thuật và phân tích chi phí, một quyết định về việc có xúc tiến một nhà máy thí điểm hay không sau đó sẽ được đưa ra.

Mặc dù đã xuất hiện nhiều thập kỷ nay nhưng không khí nén vẫn chưa được thừa nhận tiềm năng của mình trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Điều này có nhiều nguyên nhân, theo Matthias Finkenrath, Giáo sư kỹ thuật năng lượng tại Đại học khoa học ứng dụng Kempten của Đức, với các thách thức công nghệ, giá năng lượng thấp và sự thiếu chắc chắn trên thị trường năng lượng là các yếu tố khiến kế hoạch xây dựng các nhà máy quy mô lớn bị trị cản trở hoặc bỏ rơi. Một ví dụ là nhà máy Iowa Stored Energy Park trị giá 400 triệu USD đã bị hủy bỏ năm 2011 sau khi các nghiên cứu chỉ ra rằng các tầng ngậm nước sa thạch của bang này không phù hợp cho CAES.

Tuy nhiên, điều không may đó không ngăn cản được sức hấp dẫn tiềm ẩn của nó khi các nhà khoa học và chuyên gia trong ngành công nghiệp đang tìm cách cải thiện việc lưu trữ năng lượng tái tạo phát vào đỉnh điểm trên lưới điện. So với các hợp chất hóa học trong các hệ thống pin dựa trên cell, không khí chẳng mất chi phí, không xuống cấp và hoàn toàn ở xung quanh chúng ta. Với những nơi như Hawaii khởi xướng các sáng kiến để dựa vào các nguồn tái cho phần lớn nhu cầu năng lượng của mình, lưu trữ không khí nén có thể làm cho điện gió trở nên đáng tin cậy như năng lượng được tạo ra bằng nhiên liệu hóa thạch nếu các nhà khoa học tìm ra cách khai thác nó và vượt qua nhiều thách thức về địa chất.

“Lưu trữ không khí nén kiểu giống dự án này nhắm tới có thể mang lại chi phí thấp hơn đáng kể và nâng cao dung lượng lưu trữ so với pin điển hình. Nếu dự án này dẫn tới các nhà máy lưu trữ được xây dựng dưới rất nhiều các điều kiện địa chất thì bản thân điều đó đã là một bước tiến quan trọng. Nếu các đối tác dự án cũng thành công với kế hoạch lưu trữ nhiệt hiệu quả, sử dụng không khí nén có thể sắp sửa trở thành một đột phá”, Finkenrath cho biết.

LH (New Atlas)

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
  • Lễ công bố chuẩn y kết quả đại...
  • Công bố và trao quyết định chu...
  • Cấp ủy mới của Chi bộ 5 (nhiệm...
  • Đồng chí Huỳnh Minh Hậu, Phó b...
  • Đại hội Chi bộ 5, nhiệm kỳ 201...
  • Đồng chí Lê Xuân Trường, Trưởn...
  • Đồng chí Huỳnh Minh Hậu, Phó b...
  • Phó Giám đốc Sở Khoa học và Cô...
  • Đại hội đảng viên Chi bộ 2
  • Bí thư và Phó Bí thư Chi bộ 12...
 

 Video Clip

 
VIDEO CLIP
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)