Giữa sa mạc Gobi, bên ngoài thành phố Golmud thuộc tỉnh Thanh Hải, tây bắc Trung Quốc, một hàng dài các bồn chứa màu trắng sừng sững giữa vùng hoang mạc rộng lớn. Bên trong những bồn chứa này, không khí được nén và làm lạnh xuống mức -194 độ C, rồi hóa lỏng hoàn toàn.
Khi được giải phóng, không khí lỏng giãn nở với thể tích lớn hơn ban đầu hơn 750 lần, làm quay các tuabin và tạo ra điện năng.
Đây chính là nhà máy lưu trữ năng lượng bằng không khí lỏng lớn nhất thế giới, còn được gọi là “Siêu pin không khí” (Super Air Power Bank). Dự án do Tập đoàn Đầu tư Phát triển Xanh Trung Quốc xây dựng, phối hợp phát triển cùng Viện Vật lý và Hóa học Kỹ thuật thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (TIPC-CAS).
Theo tờ Nhật báo Khoa học và Công nghệ, công trình hiện đã gần hoàn thiện. Mỗi chu kỳ xả, nhà máy có thể cung cấp tới 600.000 kilowatt-giờ (kWh) điện và vận hành liên tục trong 10 giờ. Tổng sản lượng điện hàng năm ước đạt khoảng 180 triệu kWh, đủ đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của khoảng 30.000 hộ gia đình.
Ông Vương Tuấn Kiệt, nhà nghiên cứu tại TIPC-CAS, cho biết trong một cuộc phỏng vấn với Beijing Daily hồi tháng 5 rằng nhà máy sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc làm phẳng các dao động của năng lượng tái tạo.
“Điện mặt trời và điện gió có đặc điểm ngẫu nhiên, biến động mạnh và gián đoạn”, ông Vương được dẫn lời. “Điều này tạo ra các đỉnh và đáy cung – cầu, ảnh hưởng đến sự ổn định của lưới điện”.
Nguyên lý vận hành của nhà máy là tích trữ điện dư thừa khi gió thổi mạnh hoặc nắng nhiều, sau đó giải phóng điện khi nhu cầu tăng cao. Quá trình này diễn ra theo nhiều bước: điện dư được dùng để chạy máy nén; không khí được làm sạch, nén áp suất cao, làm lạnh sâu trong buồng lạnh để hóa lỏng và lưu trữ trong các bồn chứa.
Khi lưới điện cần công suất, không khí lỏng được làm ấm, bốc hơi, đẩy thiết bị giãn nở, làm quay máy phát và tạo ra điện năng.
Trong một bộ phim tài liệu do Bảo tàng Khoa học và Công nghệ Trung Quốc sản xuất hồi tháng 9, ông Vương cho biết hệ thống này “đang dẫn đầu thế giới”, với hiệu suất lưu trữ lạnh vượt 95% và hiệu suất chu trình khép kín trên 55%.
“Nhà máy được thiết kế để tích trữ năng lượng trong tám giờ và xả điện trong khoảng 5–10 giờ mỗi ngày, với tiềm năng vượt qua các thông số này trong tương lai”, ông nói.
Ngay bên cạnh cơ sở lưu trữ không khí lỏng, một trang trại điện mặt trời công suất 250.000 kilowatt đã hoàn thành và được hòa lưới, tạo thành một hệ sinh thái năng lượng tái tạo khép kín.
Nhìn về dài hạn, ông Vương cho rằng việc kết hợp công nghệ lưu trữ không khí lỏng với các trạm tiếp nhận khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) ven biển Trung Quốc có thể giúp tận dụng lượng “nhiệt lạnh” đang bị lãng phí trong quá trình tái hóa khí, từ đó nâng cao hiệu suất toàn hệ thống. Ngoài ra, nhiệt thải từ các nhà máy công nghiệp cũng có thể được dùng để làm ấm không khí giãn nở, giúp tăng thêm công suất phát điện.
Hồi tháng 3, tại Diễn đàn Trung Quan Thôn ở Bắc Kinh, công nghệ lưu trữ năng lượng bằng không khí lỏng (LAES) đã được vinh danh là một trong “10 thành tựu khoa học – công nghệ hàng đầu của Trung Quốc”.
Không chỉ Trung Quốc, nhiều quốc gia khác, trong đó có Anh, cũng đang phát triển các dự án tương tự. Tại Carrington, Manchester, một nhà máy LAES đã được khởi công, dự kiến hoàn thành vào năm 2026 và đi vào vận hành từ năm 2027. Tuy nhiên, quy mô của dự án tại Anh nhỏ hơn đáng kể, với công suất 50 megawatt, dung lượng lưu trữ 300 megawatt-giờ và thời gian vận hành khoảng 6 giờ.
Theo SCMP
Huyền Chi