Phát hiện 'cục pin' siêu lạnh có thể giãn nở gấp 750 lần thể tích ban đầu, phát 180 triệu kWh điện, châu Âu cũng phải sao chép

Giữa vùng hoang mạc Gobi khô cằn gần thành phố Cách Nhĩ Mộc, tỉnh Thanh Hải, Trung Quốc, một hàng dài những bồn chứa màu trắng sừng sững giữa thiên nhiên khắc nghiệt.

Ít ai ngờ rằng, bên trong chúng là nơi đang cất giữ một dạng năng lượng đầy tiềm năng chứa không khí lỏng, ở mức nhiệt độ cực thấp -194°C. Khi được “giải phóng”, khối chất lỏng này giãn nở hơn 750 lần thể tích ban đầu, làm quay tuabin và phát điện.

Đây chính là nhà máy lưu trữ năng lượng bằng không khí lỏng lớn nhất thế giới, một “ngân hàng siêu không khí” đúng nghĩa, được xây dựng bởi Tập đoàn Đầu tư Phát triển Xanh Trung Quốc, phối hợp phát triển cùng Viện Vật lý và Hóa học Kỹ thuật thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (TIPC-CAS). Theo báo cáo từ Nhật báo Khoa học và Công nghệ ngày 23/12, nhà máy này đã gần hoàn thiện và chuẩn bị đưa vào vận hành.

Mỗi chu kỳ xả điện của hệ thống có thể cung cấp tới 600.000 kWh, đủ để vận hành liên tục trong 10 giờ. Ước tính hàng năm, nhà máy sẽ tạo ra khoảng 180 triệu kWh, đủ điện cho 30.000 hộ dân.

Theo chuyên gia Wang Junjie từ TIPC-CAS, dự án này đóng vai trò quan trọng trong việc “san bằng” những biến động khó lường của nguồn điện tái tạo như điện mặt trời hay điện gió, vốn thường xuyên gặp tình trạng dư thừa khi nhu cầu thấp và thiếu hụt khi nhu cầu tăng cao.

Ông cho biết: “Hệ thống tích trữ năng lượng bằng không khí lỏng có thể lưu trữ điện dư thừa vào ban ngày, khi mặt trời tỏa sáng hay gió thổi mạnh, và xả ra vào ban đêm hoặc khi hệ thống lưới gặp nhu cầu tăng đột biến.”

Quy trình hoạt động của hệ thống gồm nhiều bước tinh vi. Khi có điện dư thừa, máy nén sẽ nạp khí vào các bồn chứa, làm sạch, nén áp suất cao, làm lạnh cực sâu để hóa lỏng rồi cất giữ trong các bồn bảo ôn. Khi cần phát điện, không khí lỏng được làm ấm, giãn nở và tạo lực quay tuabin, từ đó phát ra điện.

Hệ thống đạt hiệu suất tích trữ lạnh hơn 95% và hiệu suất vòng đời hơn 55%. Đây là những con số dẫn đầu thế giới hiện nay. Nhà máy được thiết kế để lưu trữ trong 8 giờ và phát trong 5 đến 10 giờ mỗi ngày, với tiềm năng vượt qua các giới hạn này trong tương lai.

Ngay bên cạnh nhà máy, một trang trại điện mặt trời 250.000 kilowatt đã hoàn tất và đấu nối vào lưới điện, minh chứng rõ ràng cho chiến lược “lai ghép” giữa nguồn tái tạo và hệ thống tích trữ thông minh.

Wang cho biết, nhiều trạm tiếp nhận khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) dọc bờ biển Trung Quốc hiện đang “lãng phí” nguồn năng lượng lạnh trong quá trình hóa hơi. Nếu kết hợp nguồn lạnh này với hệ thống không khí lỏng, hiệu quả sẽ được nâng cao đáng kể. Tương tự, nhiệt thải từ nhà máy công nghiệp cũng có thể tận dụng để làm nóng không khí lỏng, tăng công suất phát điện.

Với tiềm năng lớn và tính ứng dụng cao, công nghệ này đã được bình chọn là một trong “10 thành tựu khoa học công nghệ hàng đầu Trung Quốc năm 2023” tại Diễn đàn Trung Quan Thôn.

Trong khi đó, các quốc gia khác cũng đang chạy đua theo công nghệ này. Một nhà máy tương tự tại Manchester (Anh) đang được xây dựng và dự kiến đi vào hoạt động từ năm 2027, nhưng với quy mô khiêm tốn hơn nhiều, chỉ bằng 1/6 so với nhà máy ở Gobi.

Theo SCMP