Hệ thống trữ điện bằng không khí dưới đáy biển sâu 700m

Công ty Israel BaroMar chuẩn bị thử nghiệm một hệ thống lưu trữ năng lượng được giới thiệu là cách rẻ nhất để ổn định lưới điện tái tạo trong dài hạn, New Atlas hôm 6/5 đưa tin. Cụ thể, BaroMar sẽ sử dụng công nghệ Lưu trữ năng lượng khí nén (CAES) giúp tích trữ điện tái tạo dư thừa để tiêu thụ sau, trong những tháng mùa đông lạnh giá.

CAES dùng điện dư thừa để chạy máy nén, bơm không khí vào các thùng lớn. Không khí được tích trữ ở áp suất cao, sau đó giải phóng qua một loại turbine làm chạy máy phát điện. Công nghệ này vốn đã tiết kiệm chi phí, nhưng BaroMar cho biết, hệ thống mới của hãng thậm chí có thể vượt qua các hệ thống truyền thống về tích trữ điện dài hạn.

Về cơ bản, các nhà máy của BaroMar sẽ nằm gần bờ biển với khả năng tiếp cận vùng nước sâu. Thay vì các thùng áp suất cao, BaroMar tận dụng áp suất của cột nước để lưu trữ khí nén trong các thùng chứa rẻ hơn nhiều.

Các thùng này làm bằng bêtông và thép, bên trên là lồng chứa đầy đá để giữ thùng chìm ở độ sâu từ 200 - 700 m. Chúng có nhiều van nước xung quanh và ban đầu chứa đầy nước biển. Hệ thống máy nén và máy phát điện đặt gần nhau trên mặt đất khô. Khi có điện dư thừa cần tích trữ, máy nén sẽ đưa không khí xung quanh xuống các thùng chứa thông qua ống dẫn với mức áp suất 20 - 70 bar, tùy vào độ sâu.

Các thùng này làm bằng bêtông và thép, bên trên là lồng chứa đầy đá.

Khí nén sẽ đẩy nước ra khỏi thùng, nhưng vì áp suất thủy tĩnh của nước bên ngoài cân bằng với áp suất không khí bên trong nên thùng chứa không cần phải bền chắc và đắt tiền như loại trên đất liền. Trên đất liền, không khí bên trong thùng có áp suất rất cao so với áp suất khí quyển thông thường ở bên ngoài.

Khi cần xả năng lượng, hệ thống sẽ cho phép không khí chạy ngược trở lại ống dẫn, vào hệ thống thu hồi nhiệt, tiếp đến là turbine giãn nở làm chạy máy phát điện. Ở đầu bên kia, nước lại chảy vào thùng và sẵn sàng để bị đẩy ra khi máy nén chạy.

Một dự án thí điểm đang được phát triển tại Cyprus, mục tiêu là đạt hiệu suất chu trình khoảng 70% - tương đương hiệu suất của nhà máy CAES lớn nhất thế giới với công suất 100 MW, khả năng trữ điện 400 MWh ở Trương Gia Khẩu, miền bắc Trung Quốc. Đây là hiệu suất rất cao so với các hệ thống khí nén truyền thống. Tất nhiên, nhà máy thí điểm sẽ có quy mô nhỏ hơn nhiều, chỉ lưu trữ được 4 MWh điện.

BaroMar tuyên bố, hệ thống của họ có chi phí thấp hơn các giải pháp Lưu trữ năng lượng dài hạn (LDES) khác nhờ thùng chứa rẻ, tuổi thọ cao, chi phí bảo trì dưới nước từ thấp đến bằng 0. Khi vận hành được nhà máy công suất 100 MW, khả năng trữ điện 1 GWh trong 350 ngày mỗi năm trong 20 năm, công ty có thể cung cấp Chi phí lưu trữ cân bằng (LCoS) là 100 USD mỗi MWh, trong khi các công nghệ LDES khác có giá khoảng 131 USD/MWh.