Công nghệ thủy điện không sử dụng nước có thể biến những ngọn đồi thành pin năng lượng khổng lồ

Hàng nghìn ngọn đồi trên khắp nước Anh có thể được chuyển đổi thành pin năng lượng tái tạo nhờ vào hệ thống thủy điện 'siêu mật độ' mới được chôn dưới đất.

Phát triển bởi công ty khởi nghiệp RheEnergise ở Vương quốc Anh, hệ thống này đưa ra một cách nhìn hiện đại về thủy điện bơi lưng, một công nghệ có tuổi đời hàng thế kỷ chiếm 95% khả năng lưu trữ năng lượng hiện nay. Thủy điện bơi lưng sử dụng điện dư để bơm nước lên một hồ chứa ở độ cao, sau đó phóng nước trở lại xuống qua một loạt turbine và vào hồ ban đầu, tạo ra điện khi cần thiết.

Ngoại trừ hệ thống thủy điện của RheEnergise không sử dụng nước mà là một chất lỏng siêu mật độ độc quyền. Được đặt tên là R-19, nó có mật độ cao gấp 2,5 lần so với nước. Trong khi công ty giữ bí mật về hóa học của chất lỏng, người ta nói rằng nó được làm từ những nguyên liệu 'rất rẻ' và không độc hại đối với môi trường. 

Lợi ích của việc sử dụng chất lỏng này thay vì nước là nó tạo ra cùng lượng điện từ chỉ 40% sự thay đổi độ cao, sử dụng bể chứa chỉ 40% kích thước — hãy nghĩ về những ngọn đồi và bể chứa dưới lòng đất thay vì những ngọn núi và đập lớn. Điều này có nghĩa là một hệ thống nhỏ hơn có thể triển khai nhanh hơn, tại nhiều địa điểm hơn và với ít chi phí hơn, ít nhất là đó là ý tưởng. 

Hệ thống thủy điện siêu mật độ sẽ bơi R-19 lên bể chứa dưới lòng đất lớn hơn cả một hồ bơi kích thước Olympic, sau đó phóng chất lỏng ra khi cần thiết. Các dự án sẽ có công suất từ 5MW đến 100MW và có thể hoạt động với độ cao dọc thấp nhất là 100 mét hoặc ít hơn. 

Giám đốc thương mại của RheEnergise, Sophie Orme, cho biết với sự cần thiết phải giảm carbon trong hệ thống năng lượng của Vương quốc Anh, điều quan trọng là hệ thống của họ có thể được xây dựng trong 'một đến hai năm' và nhận được sự đồng thuận quy hoạch 'chỉ trong vài tháng.'  

Công ty ước tính có 6,500 địa điểm tiềm năng chỉ ở Vương quốc Anh và dự án của họ sẽ rẻ hơn so với pin lithium-ion tương đương. 

Chúng ta cần lưu trữ năng lượng dài hạn

Khi các quốc gia châu Âu giảm carbon hóa hệ thống năng lượng của họ, việc áp dụng giải pháp lưu trữ năng lượng để cân bằng nguồn cung năng lượng tái tạo không đều và tăng cường an ninh năng lượng trở nên ngày càng cấp bách. Theo Hiệp hội Lưu trữ Năng lượng Châu Âu (EASE), Liên minh châu Âu sẽ cần 200GW của lưu trữ năng lượng vào cuối thập kỷ này và 600GW vào năm 2050.  

Người ủng hộ công nghệ lưu trữ năng lượng thay thế cho rằng pin lithium-ion chỉ đưa chúng ta đến một mức độ nhất định. Sản xuất chúng dựa vào khai thác mỏ, chúng không có tuổi thọ lâu và có thể không phải là lựa chọn lý tưởng để lưu trữ năng lượng trong khoảng thời gian dài hơn vài giờ. Giải pháp lưu trữ dài hạn là quan trọng.

“Công nghệ Hydro HD của chúng tôi có thể cung cấp lưu trữ năng lượng trung và dài hạn, điều quan trọng hơn khi hệ thống năng lượng của Vương quốc Anh ngày càng phụ thuộc vào nguồn năng lượng tái tạo không đều,” ông Stephen Crosher, Giám đốc điều hành RheEnergise nói.  

Lưu trữ năng lượng 'đốt chậm' này quan trọng để ổn định lưới khi gió không thổi hoặc mặt trời không sáng. Các startup khác hoạt động trong lĩnh vực này bao gồm Gravitricity của Scotland, kế hoạch tạo điện bằng cách thả trọng lượng xuống giếng mỏ cũ, và Polar Night Energy của Phần Lan, sử dụng hũ cát khổng lồ để lưu trữ năng lượng dưới dạng nhiệt. 

Mặc dù những giải pháp này nghe có vẻ rất tuyệt, nhưng RheEnergise có ưu điểm là phương pháp của họ xây dựng trên một công nghệ đã được kiểm chứng và thử nghiệm.

RheEnergise vừa ký kết thỏa thuận với công ty Mercia Power Response của Vương quốc Anh, nhằm triển khai 100MW lưu trữ năng lượng vào năm 2030 bằng cách sử dụng kết nối lưới hiện tại của Mercia. Vào tháng 11, công ty cũng nhận được một khoản tài trợ £8.25 triệu từ chính phủ Vương quốc Anh để xây dựng một mô hình biểu diễn nhỏ có công suất 250kW tại một mỏ ở Devon trong vòng một năm tới.   

“Chúng tôi cũng đang theo đuổi nhiều dự án ở châu Âu lục địa và Canada,” ông Crosher nói sau thông báo năm ngoái. “Chúng tôi dự kiến sẽ có dự án lưới quy mô 5MW đầu tiên hoạt động vào năm 2026.”