Hà Lan: 'Dự trữ nắng' dưới đáy biển sâu?
Năng lượng mặt trời chỉ có vào ban ngày và gió thì không phải lúc nào cũng thổi để có thể làm quay các Tuabin gió. Chính từ thực tiễn này, các nhà khoa học đã nghiên cứu ra hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo dưới đáy biển.
Năng lượng mặt trời chỉ có vào ban ngày và gió thì không phải lúc nào cũng thổi để có thể làm quay các Tuabin gió. Ngược lại trong một ngày đẹp trời nhiều nắng và nhiều gió thì lượng điện tái tạo sinh ra đôi lúc lại dư thừa như trường hợp của nước Đức đã gặp phải hồi giáng sinh năm 2018 và Việt Nam phải cắt giảm bớt điện mặt trời do cung vượt cầu vào những lúc buổi trưa từ đầu năm 2021 và hiện nay.
Theo New York Time, không riêng vì nước Đức một số quốc gia ở châu Âu đã trải qua giá điện âm, bao gồm Bỉ, Anh, Pháp, Hà Lan và Thụy Sĩ.Nhưng việc điện tái tạo của Đức dư thừa và giá điện âm là thường xuyên nhất. Đôi khi, Đức có thể xuất khẩu lượng điện dư thừa của mình sang các nước láng giềng, giúp cân bằng thị trường, nhưng trong phần lớn trường hợp là không đáng kể.
Ở Anh, các nguồn năng lượng tái tạo đã tạo ra gấp ba lần lượng điện so với than đá vào năm 2017, theo The Guardian. Vào tháng 6, trong một đêm đặc biệt nhiều gió lượng điện trên lưới điện cũng rất dồi dào, giá điện cũng thực sự xuống âm ở Anh trong vài giờ – và nó có khả năng sẽ xảy ra một lần nữa.
Mặt dù là quốc gia xuất phát sau, điện mặt trời ở Việt Nam chỉ bắt đầu phát triển vào năm 2018 sau khi Chính phủ ban hành chính sách khuyến khích phát triển điện mặt trời theo quyết định Quyết định 11/2017/QĐ-TTg, nhưng chỉ riêng trong năm 2020 Việt Nam đã làm cho thế giới phải kinh ngạc với việc tăng trưởng nhanh chóng trong lĩnh vực năng lượng mặt trời với việc bổ sung thêm vào lưới điện 9 GW chỉ trong thời gian rất ngắn. Việc điện mặt trời phát triển quá nhanh này không khỏi làm cho các nhà hoạch định chính sách cho đến các chuyên gia năng lượng bất ngờ và ngạc nhiên.
Tuy nhiên cũng giống như các quốc gia đi trước Việt Nam cũng đối diện với vấn đề dư thừa do mất cân đối giữa cung và cầu ở một số thời điểm, cụ thể từ đầu tháng 1 năm 2021 đến nay trong khi nhu cầu tiêu thụ điện sụt giảm do ảnh hưởng covid 19 thì lượng điện mặt trời lại sinh ra dồi dào nhất là lúc giữa trưa, gây căng thẳng và nguy hiểm cho lưới điện….để đảm bảo kỹ thuật vận hành an toàn, buộc lòng EVN phải cắt giảm bớt lượng điện phát lên lưới điện từ năng lượng mặt trời đồng nghĩa với lãng phí và thiệt thòi cho những nhà đầu tư.
Hệ thống gồm bể chứa, bơm và turbine của Ocean Grazer có thể hoạt động 20 năm, lưu trữ năng lượng tái tạo và giải phóng khi cần cung cấp điện.
Dù rất hữu ích, các nguồn năng lượng tái tạo vẫn cần những hệ thống lưu trữ để dự phòng khi không có ánh nắng Mặt Trời hoặc lúc lặng gió. Ocean Battery là một hệ thống lưu trữ năng lượng mới vận hành giống đập thủy điện ở đáy biển.
Phát triển bởi công ty khởi nghiệp Ocean Grazer ở Hà Lan, Ocean Battery được thiết kế để lắp đặt ở đáy biển gần các máy phát năng lượng tái tạo ngoài khơi như turbine gió, trang trại mặt trời nổi, năng lượng thủy triều và năng lượng sóng. Hệ thống bao gồm 3 bộ phận hoạt động dựa theo nguyên tắc tương tự đập thủy điện.
Chôn dưới đáy biển là một bể hồ xây bằng bê tông có sức chứa 20 triệu lít nước ngọt, lưu trữ ở áp suất thấp. Một hệ thống bơm và turbine nối hồ chứa nước này với một bong bóng mềm nằm trên đáy biển. Điện dư thừa từ nguồn năng lượng tái tạo có thể được dùng để bơm nước từ hồ chứa vào bong bóng. Khi cần điện, dưới áp suất của nước biển bên trên, bong bóng giải phóng và dồn nước trở lại hồ chứa, làm quay turbine để sản xuất điện và cung cấp cho lưới điện.
Nhóm nghiên cứu của Ocean Grazer cho biết hiệu suất của hệ thống lên đến 70 - 80%, có thể vận hành theo chu kỳ không hạn chế trong hơn 20 năm. Quy mô của hệ thống cũng tương đối lớn. Mỗi hồ chứa bằng bê tông có công suất 10 MWh, vì vậy xây thêm hồ chứa có thể giúp tăng tổng công suất. Các kỹ sư cũng có thể bổ sung thêm máy bơm và turbine để tăng cường công suất phát điện.
Thiết kế của Ocean Battery rất độc đáo, nhưng không phải hệ thống pin dưới biển duy nhất đang được phát triển. Công ty Subhydro của Đức cũng đưa ra ý tưởng bơm nước biển từ bể chứa đặt ở đáy biển, sau đó đổ nước trở lại để làm quay turbine khi cần điện. Viện Công nghệ Massachusetts ở Mỹ cũng mô tả một thiết kế tương tự sử dụng những khối cầu bê tông rỗng.
Nguyễn Linh (T/h)
