Buzz
VTV.vn - Toshiba Energy Systems cùng công ty điện lực Chubu của Nhật Bản đã công bố kế hoạch triển khai công nghệ "tích nhiệt qua đá".
Đây là công nghệ tận dụng năng lượng điện dư thừa từ các nguồn năng lượng tái tạo, chuyển đổi thành nhiệt và lưu trữ trong đá - như hình minh họa dưới đây. Nguồn: ts2.space
Toshiba Energy Systems và công ty điện lực Chubu của Nhật Bản đã tiết lộ kế hoạch thương mại hóa công nghệ "tích nhiệt qua đá" – tức là sử dụng đá tự nhiên để lưu trữ nhiệt năng và trích xuất khi cần thiết, biến những tảng đá dễ nóng và lâu nguội thành "pin lưu trữ tự nhiên".
Công nghệ này sử dụng điện dư thừa từ các nguồn năng lượng tái tạo để chuyển hóa thành nhiệt năng và lưu trữ trong đá. Đơn giản là dùng điện để làm nóng đá, và sau đó sử dụng nhiệt từ đá để tạo năng lượng nhiệt. Khi cần điện, nhiệt từ đá sẽ được sử dụng để làm nóng nước, tạo ra hơi nước để vận hành tua-bin hơi và máy phát điện. Toshiba Energy Systems, điện lực Chubu, công ty Shintokai Seishi và thành phố Shimada, tỉnh Shizuoka đã ký kết hợp tác để triển khai công nghệ này theo hướng thương mại.
Theo kế hoạch, liên minh bốn bên sẽ lắp đặt các thiết bị cần thiết tại nhà máy Shintokai Seishi ở thành phố Shimada. Dự kiến thử nghiệm thực tế sẽ bắt đầu vào năm tài chính 2026, với mục tiêu thương mại hóa vào năm 2027. Nhiệt lưu trữ trong thiết bị này, khi chuyển đổi thành điện năng, sẽ tương đương với 10 megawatt-giờ, đủ cung cấp năng lượng cho khoảng 880 hộ gia đình Nhật Bản trong một ngày. Đây sẽ là hệ thống tích nhiệt qua đá đầu tiên tại Nhật Bản có quy mô megawatt-giờ.
Dự án sẽ lắp đặt một bể chứa hình chữ nhật có kích thước cao 4 mét, rộng 11 mét, sâu 4 mét trong khuôn viên nhà máy, và sẽ sử dụng đá khai thác từ địa phương. Các loại đá được chọn gồm đá magma - hình thành từ dung nham nguội đông cứng, và đá trầm tích - hình thành từ sự lắng đọng của cát, tro núi lửa và các chất hữu cơ. Những loại đá này có sẵn khắp Nhật Bản và có thể sử dụng lâu dài. Sau đó, năng lượng tái tạo dư thừa tại nhà máy sẽ được chuyển thành nhiệt năng qua hệ thống máy sưởi điện để làm nóng đá. Trong khoảng một giờ, nhiệt độ của đá có thể đạt đến 600 độ C.
Một đại diện của Toshiba chia sẻ: "Gạch và bê tông là những vật liệu quen thuộc trong việc lưu trữ nhiệt, nhưng chúng tôi chọn đá vì lý do chi phí, sự dễ dàng trong việc thu mua và sử dụng". Theo một thành viên của Dự án, khác với pin lưu trữ thường có tuổi thọ từ 10 đến 15 năm, nếu được bảo trì đúng cách, đá có thể sử dụng vô hạn. Điều quan trọng là công nghệ này không yêu cầu các kim loại quý hiếm như cobalt và nickel, những nguyên liệu chính trong sản xuất pin lưu trữ đang có sự cạnh tranh lớn trên thế giới. Ngoài ra, pin lưu trữ không thể xếp chồng lên nhau, nhưng đá có thể, giúp tiết kiệm 25% diện tích lắp đặt thiết bị so với pin lưu trữ cùng dung lượng. Nhờ những yếu tố trên, chi phí sẽ giảm và "chỉ bằng một nửa chi phí của pin lưu trữ thông thường".
Công nghệ tích nhiệt qua đá chỉ mới được chú ý trong những năm gần đây. Khi năng lượng tái tạo ngày càng được ứng dụng rộng rãi, một thách thức lớn là sự biến động trong sản lượng điện do phụ thuộc vào điều kiện thời tiết. Để giải quyết vấn đề này, nhu cầu sử dụng pin tích trữ năng lượng đang gia tăng. Tuy nhiên, lo ngại về sự thiếu hụt nguyên liệu hiếm để sản xuất pin đang gây áp lực lên an ninh kinh tế. Vì vậy, công nghệ tích nhiệt qua đá, với nguyên liệu dễ thu thập và chi phí thấp hơn, đã thu hút sự quan tâm lớn.
Hiện tại, công nghệ này vẫn đang đối mặt với một số thách thức khi áp dụng thực tế. Thứ nhất là vấn đề kỹ thuật trong giai đoạn tản nhiệt. Mặc dù việc lưu trữ nhiệt khá đơn giản, nhưng quá trình phát tán nhiệt lại yêu cầu duy trì nhiệt độ và áp suất ổn định, đây là một nhiệm vụ đòi hỏi kỹ thuật cao để kiểm soát. Thứ hai, hiệu suất chuyển đổi từ nhiệt năng sang điện năng có thể giảm đến 60-70%. Tuy nhiên, nếu sử dụng nhiệt năng trực tiếp mà không chuyển đổi thành điện, tổn thất gần như bằng "0". Do đó, công nghệ này phù hợp với các cơ sở sử dụng trực tiếp nhiệt năng như khu công nghiệp hay bể bơi nước nóng.
Toshiba đã hoàn thành thành công phần trình diễn với công suất nhiệt nhỏ, nhưng công suất nhiệt trong thử nghiệm của dự án này lớn hơn rất nhiều. Một thành viên của Toshiba ESS chia sẻ: "Chúng tôi muốn chứng minh rằng chúng tôi có thể kiểm soát được các dự án quy mô lớn và đưa vào sử dụng thực tế".
