Viên pin cực kỳ to này giảm lượng CO2 thải ra — bằng cách sử dụng thêm CO2

Năng lượng tái tạo như gió và năng lượng mặt trời là sạch, dồi dào và rẻ — nhưng nổi tiếng khó dự đoán. Đó là lý do tại sao nhiều thời gian và tiền đã được đầu tư vào việc mở rộng giải pháp lưu trữ năng lượng: chúng ta cần duy trì ánh sáng ngay cả khi gió không thổi hoặc mặt trời không tỏa sáng.

Trong khi pin lithium-ion đã nhận được phần lớn đầu tư này, có một lựa chọn khác có thể rẻ hơn và thân thiện với môi trường. Trong một bước ngoặt hài hước, toàn bộ hệ thống được cung cấp bởi cùng một phân tử mà nó nhằm đến chiến đấu — carbon dioxide. 

Một cách sáng tạo, nó được gọi là viên pin CO2. Cách hoạt động của nó khá đơn giản. CO2 được lưu trữ trong một kính cỡ khổng lồ. Khi sạc, hệ thống rút khí từ kính, nén nó thành chất lỏng và lưu trữ trong các bể thép cacbon lớn. Quá trình nén cũng tạo ra nhiệt được lưu trữ trong 'gạch' được làm từ bóng thép và đá quặng để sử dụng sau này.  

Sau đó, khi cần năng lượng, CO2 lỏng được làm nóng bằng cách sử dụng viên gạch nóng, nhanh chóng biến nó trở lại thành khí — làm đầy lại kính. Trên đường trở lại kính, tuy nhiên, khí quay một turbine, tạo ra điện. 

Và CO2 để lấp đầy kính đó, bạn có thể hỏi? Đây là một hệ thống lặp lại đóng cửa nên bạn chỉ cần tiêm khí vào kính một lần trong suốt tuổi thọ 30 năm của viên pin. Do đó, bằng cách sử dụng một chút CO2, nó có thể hỗ trợ triển khai năng lượng tái tạo có thể cắt giảm phát thải khí CO2 của chúng ta hoàn toàn. 

'Nửa giá của lithium-ion'

Ý tưởng của startup Italy Energy Dome, viên pin này dựa trên công nghệ lưu trữ năng lượng không khí nén và nước lỏng hiện tại. Ngoại trừ việc sử dụng CO2 mang lại một vài ưu điểm độc đáo. 

Khí CO2 tinh khiết nặng hơn nhiều so với không khí, điều này có nghĩa là bạn có thể lưu trữ cùng lượng năng lượng trong một không gian nhỏ nhiều hơn nhiều. Lên đến mười lần nhỏ hơn khí nén, thực tế. Và trong khi lưu trữ năng lượng nước lỏng có hiệu quả về không gian hơn cả CO2 hoặc khí nén, thì phải làm lạnh đến gần -200 độ C để đạt được kết quả mong muốn. Điều này đòi hỏi rất nhiều năng lượng, làm giảm hiệu suất, và đó là lý do tại sao lưu trữ năng lượng nước lỏng đãđau khổ khi cạnh tranh về chi phí với các công nghệ lưu trữ khác. 

Nhưng chính sự chi phí là nơi viên pin CO2 vượt trội. Chúng được xây dựng bằng thép, khí CO2 và nước. Chỉ vậy thôi. Các thành phần khác — như ống, máy nén và turbine — có thể được mua tại cửa hàng. Theo Energy Dome, điều này có nghĩa là hệ thống của họ có thể sản xuất điện giá nửa giá so với viên pin lithium-ion. 

Những con số ấn tượng đó đã thu hút sự chú ý của các nhà đầu tư. Tại COP28 tuần trước, Breakthrough Energy Ventures của Bill Gates và Ngân hàng Đầu tư Châu Âu cam kết cùng nhau €60 triệu để giúp Energy Dome xây dựng nhà máy quy mô thương mại đầu tiên trên đảo Sardinia, Italy. Điều này thêm vào €80 triệu quỹ mà startup đã đảm bảo được. 

'Công nghệ đổi mới game-changing'

Viên pin CO2 sẽ lưu trữ khoảng 20MW năng lượng tái tạo do các trang trại năng lượng mặt trời và gió gần đó cung cấp trên đảo. Energy Dome đã xây dựng một nhà máy trưng bày trên đảo vào năm ngoái. Nhà máy nhỏ hơn, 2.5MW, hiện đang hoạt động và truyền điện vào lưới. 

Gelsomina Vigliotti, phó chủ tịch EIB, gọi đề xuất này là một “ví dụ đầy cảm hứng về công nghệ đổi mới game-changing mà chúng ta cần thêm ở châu Âu và trên toàn thế giới”. 

Nhà sáng lập Energy Dome, Claudio Spadacini, cho biết nhà máy Sardinia sẽ là “đầu tiên trong nhiều viên pin CO2 cùng kích thước”. Công ty cho biết thiết kế modul, đơn giản của viên pin CO2 của họ có nghĩa là nó có thể mở rộng một cách tương đối nhanh chóng. 

Công ty đã ký một thỏa thuận với ông lớn năng lượng gió Na Uy Ørsted để lắp đặt “một hoặc nhiều” viên pin CO2 tại các địa điểm của họ ở châu Âu. Nếu mọi thứ diễn ra suôn sẻ, xây dựng trạm lưu trữ đầu tiên sử dụng viên pin CO2 của Energy Dome có thể bắt đầu vào năm 2024.

Trong khi viên pin lithium-ion chắc chắn sẽ tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong sự chuyển đổi năng lượng, các hậu quả môi trường và xã hội tiêu cực của quá trình sản xuất của chúng đã được đặt ra ánh sáng trong những năm gần đây. Chúng phụ thuộc vào một số kim loại hiếm như lithium, nickel và cobalt, khai thác của chúng đã được liên kết với sự suy thoái môi trường rộng lớn và thậm chí là lạm dụng quyền con người trên khắp thế giới.

Nếu viên pin CO2 có thể vượt qua một số ảnh hưởng này và cạnh tranh về giá với lithium-ion, ai biết được, có lẽ chúng có thể trở thành xu hướng lưu trữ năng lượng tiếp theo.