Trung Quốc đã khởi công dự án quy mô thương mại đầu tiên trên thế giới kết hợp phát điện bằng carbon dioxide (CO₂) siêu tới hạn với công nghệ lưu trữ năng lượng bằng muối nóng chảy. Công nghệ này được kỳ vọng giúp giảm lãng phí năng lượng và tăng khả năng ổn định lưới điện.
Công trình mang tên Ruitan được khởi công tại nhà máy điện Bajiao của Tập đoàn China Huaneng ở Yên Đài, tỉnh Sơn Đông, miền Đông Trung Quốc, vào tuần trước. Dự án dự kiến đi vào vận hành trong năm tới.
Theo hãng thông tấn nhà nước Xinhua ngày 16/9, trong những thời điểm nhu cầu điện xuống thấp, lượng điện dư thừa từ các tổ máy nhiệt điện than hiện có sẽ được sử dụng để làm nóng muối nóng chảy.
Khi nhu cầu điện tăng cao, lượng nhiệt được tích trữ sẽ được đưa vào một tổ máy phát điện siêu tới hạn, sử dụng CO₂ thay vì hơi nước để tạo ra điện.
Giai đoạn đầu của dự án sẽ gồm một tổ máy CO₂ siêu tới hạn công suất 50 MW và hệ thống lưu trữ năng lượng bằng muối nóng chảy công suất 100 MW, tương đương khả năng lưu trữ 400 MWh.
Các nhà máy điện truyền thống thường đốt nhiên liệu như than để đun nước thành hơi. Hơi nước sau đó làm quay turbine và tạo ra điện.
Trong hệ thống siêu tới hạn, CO₂ được duy trì ở mức nhiệt độ và áp suất tới hạn, khiến chất này mang đồng thời đặc tính của chất khí và chất lỏng. Dòng chất lưu có mật độ cao này trực tiếp dẫn động turbine, sau đó được tuần hoàn trong một hệ thống khép kín.
Các tổ máy kiểu này có kích thước nhỏ hơn nhà máy điện truyền thống, không cần sử dụng nước, đạt hiệu suất phát điện cao hơn và tạo ra ít khí thải carbon hơn.
Theo Xinhua, turbine của hệ thống CO₂ siêu tới hạn cũng có thể nhanh chóng điều chỉnh công suất từ 0 lên mức tối đa. Tốc độ điều chỉnh tải được cho là cao gấp 4 lần so với các tổ máy nhiệt điện than truyền thống.
Nguồn nhiệt cung cấp cho hệ thống CO₂ siêu tới hạn không nhất thiết phải đến từ một nguồn duy nhất. Có thể sử dụng nhiệt từ năng lượng mặt trời, địa nhiệt hoặc thậm chí lượng nhiệt thải phát sinh từ các nhà máy công nghiệp.
Nhà máy phát điện CO₂ siêu tới hạn thương mại đầu tiên trên thế giới, Chaotan One ở tỉnh Quý Châu, miền Tây Nam Trung Quốc, bắt đầu vận hành thương mại vào cuối năm ngoái. Hệ thống này sử dụng nhiệt thải từ một nhà máy sản xuất thép.
Khác với hệ thống pin lưu trữ năng lượng, vốn chuyển điện năng thành năng lượng hóa học, công nghệ muối nóng chảy lưu trữ phần năng lượng dư thừa dưới dạng nhiệt trong các bể chứa lớn chứa muối ở trạng thái lỏng.
Lượng nhiệt này sau đó có thể được chuyển đổi trở lại thành điện thông qua các tổ máy phát điện, hoặc được sử dụng trực tiếp cho những mục đích khác.
Theo công ty kỹ thuật RPow của Tây Ban Nha, hệ thống pin có ưu thế về tính linh hoạt và phù hợp hơn với các ứng dụng di động. Trong khi đó, lưu trữ bằng muối nóng chảy có thể mang lại lợi thế về chi phí và phù hợp hơn với các dự án quy mô lớn.
Tập đoàn Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC), đơn vị phát triển tổ máy Chaotan One, đã khởi động một dự án nhằm kết hợp lưu trữ năng lượng bằng muối nóng chảy với công nghệ phát điện CO₂ siêu tới hạn vào năm 2028, theo truyền thông nhà nước Trung Quốc.
Tại những nơi khác trên thế giới, một số dự án kết hợp hai công nghệ này cũng đã được triển khai. Trong đó có dự án SOLARSCO2OL của Liên minh châu Âu, hướng tới phát triển một tổ máy CO₂ siêu tới hạn sử dụng nhiệt từ muối nóng chảy trong một nhà máy điện mặt trời tập trung.
Công nghệ CO₂ siêu tới hạn cũng đang thu hút sự quan tâm trong các hệ thống năng lượng hạt nhân thế hệ tương lai. Một trong những ứng dụng được nghiên cứu là các lò phản ứng hạt nhân di động dành cho tàu vũ trụ, nhờ khả năng vận hành theo vòng tuần hoàn khép kín mà không cần sử dụng hơi nước như các hệ thống turbine truyền thống.
Một hệ thống lưu trữ năng lượng bằng muối nóng chảy cũng đang được triển khai tại nhà máy điện mặt trời tập trung Đương Hùng công suất 50 MW ở Khu tự trị Tây Tạng. Dự án dự kiến hoàn thành vào năm tới.
Hệ thống lưu trữ này sẽ cho phép nhà máy điện mặt trời tập trung ở độ cao lớn nhất thế giới chuyển phần năng lượng dư thừa tạo ra vào ban ngày thành nhiệt, sau đó sử dụng nguồn nhiệt đó để phát điện trong những thời điểm nhu cầu điện đạt đỉnh.
Theo SCMP
