Trung Quốc: Bước tiến mới trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng

Dự án Lưu trữ năng lượng khí nén tiên tiến 100MW Zhangjiakou là nhà máy CAES lớn nhất và hiệu quả nhất cho đến nay.

Cuộc cách mạng năng lượng sạch đòi hỏi lượng năng lượng tích trữ khổng lồ, để giải bài toán khi nguồn năng lượng cung cấp bởi mặt trời và gió không được liên tục. Đối với Trung Quốc, dự trữ năng lượng là rất quan trọng đối với quá trình chuyển đổi xanh vì nước này cần một hệ thống lưu trữ năng lượng tiên tiến, hiệu quả và giá cả phải chăng để ứng phó với thách thức trong sản xuất điện.

Trong nhiều thập niên, cũng như các nhà khoa học toàn cầu, Trung Quốc không ngừng tìm kiếm các phương pháp chi phí thấp để lưu trữ lượng điện dư thừa được tạo ra trong giờ không cao điểm để sử dụng trong thời gian cao điểm.

Phương pháp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là pin. Đây là giải pháp mang lại hiệu quả sử dụng năng lượng cao nhất - hơn 90% - nhưng lại đắt đỏ. Nhất là tình trạng thiếu hụt nguồn cung lithium khổng lồ sắp tới sẽ làm tăng giá của lithium và gây thêm khó khăn để tạo nên một hiệu quả lớn hơn trong tận dụng năng lượng.

Là một trong những quốc gia đi đầu trong công cuộc tìm kiếm các giải pháp lưu trữ năng lượng, Trung Quốc tiếp tục đa dạng hóa các nỗ lực của mình, nước này đã có kế hoạch phát triển công nghệ lưu trữ năng lượng bằng khí nén (CAES), để xử lý gần một phần tư tổng lượng năng lượng lưu trữ của cả nước vào năm 2030.

Nhà máy Zhangjiakou được xây dựng trên diện tích 5,7ha tại thành phố Trương Gia Khẩu, Trung Quốc

Sau vài năm tập trung phát triển, vừa qua, Học viện Khoa học Trung Quốc đã khởi động nhà máy lưu trữ năng lượng khí nén, kết nối hệ thống CAES tiên tiến 100 MW đầu tiên trên thế giới với lưới điện, sẵn sàng bắt đầu đưa vào hoạt động thương mại tại thành phố Trương Gia Khẩu, tỉnh Hà Bắc, Trung Quốc.

Theo Học viện Khoa học Trung Quốc, Dự án Lưu trữ năng lượng khí nén tiên tiến 100MW Zhangjiakou (Nhà máy Zhangjiakou) là một dự án thử nghiệm quốc gia về công nghệ này, đồng thời cũng là nhà máy CAES lớn nhất và hiệu quả nhất cho đến nay.

Nhà máy Zhangjiakou nằm trong Khu công nghiệp Điện toán đám mây Miaotan và có diện tích 5,7ha, được phát triển trong 4 năm qua bởi Viện Vật lý nhiệt học kỹ thuật (IET) thuộc Học viện Khoa học Trung Quốc là một dự án lớn trong Khu trình diễn năng lượng tái tạo quốc gia được hỗ trợ bởi Ủy ban Cải cách và phát triển quốc gia.

Nhà máy Zhangjiakou loại bỏ nhiên liệu hóa thạch, sử dụng những tiến bộ trong lưu trữ nhiệt siêu tới hạn, trao đổi nhiệt siêu tới hạn, công nghệ nén và mở rộng tải trọng cao để nâng cao hiệu quả của hệ thống.

Nhà máy Zhangjiakou có thể lưu trữ và giải phóng tới 400 MWh, với hiệu suất thiết kế hệ thống là 70,4%

Theo Liên minh Lưu trữ Năng lượng Trung Quốc, nhà máy mới có thể lưu trữ và giải phóng tới 400 MWh, với hiệu suất thiết kế hệ thống là 70,4%. Hiệu suất này cho thấy Nhà máy Zhangjiakou thật sự khổng lồ khi các hệ thống khí nén hiện tại trên thế giới chỉ có hiệu suất khoảng 40-52%. Và ngay cả nhà máy Hydrostor, dự kiến ​​mở ở California vào năm 2026, cũng chỉ có hiệu suất khoảng 60%.

Hơn nữa, bằng cách khẳng định nhà máy này là "tiên tiến" nhất trên thế giới, IET phân biệt nó với nhà máy McIntosh của Mỹ, một hệ thống CAES 110 MW hoạt động dựa trên nguyên tắc đốt không khí lưu trữ bằng khí tự nhiên để thu hồi năng lượng và do đó không phải là năng lượng xanh.

Trong khi đó, Nhà máy Zhangjiakou loại bỏ nhiên liệu hóa thạch, sử dụng những tiến bộ trong lưu trữ nhiệt siêu tới hạn, trao đổi nhiệt siêu tới hạn, công nghệ nén và mở rộng tải trọng cao để nâng cao hiệu quả của hệ thống.

Học viện Khoa học Trung Quốc cũng cho biết Nhà máy Zhangjiakou có khả năng cung cấp cho lưới điện địa phương hơn 132 GWh điện hàng năm, đảm nhận mức tiêu thụ cao nhất của khoảng 40.000-60.000 ngôi nhà. Nó sẽ tiết kiệm khoảng 42.000 tấn than mỗi năm và giảm lượng khí thải carbon dioxide hàng năm khoảng 109.000 tấn.

Theo Học viện Khoa học Trung Quốc, chi phí vốn thấp, tuổi thọ cao, an toàn và hiệu quả của thiết kế này, cùng với các chứng chỉ xanh, đã định vị Nhà máy Zhangjiakou là "một trong những công nghệ hứa hẹn nhất để lưu trữ năng lượng quy mô lớn".

Trong khi đó, Giám đốc IET Xu Yujie nhận định: “Việc hoàn thành nhà máy Zhangjiakou là một cột mốc quan trọng vì cơ sở này là một dự án thí điểm quốc gia có thể là tiêu chuẩn cho các dự án CAES khác ở Trung Quốc”.

Tại Trung Quốc, ít nhất 9 nhà máy CAES đã bắt đầu xây dựng hoặc hoạt động với tổng công suất 682,5 MW. 19 dự án CAES bổ sung, với tổng công suất 5,38 GW, đang trong giai đoạn lập kế hoạch.

Dự kiến, công suất CAES của Trung Quốc sẽ đạt 6,76 GW vào năm 2025 và 43,15 GW vào năm 2030. Trong tất cả các loại hình lưu trữ năng lượng ở Trung Quốc, CAES sẽ chiếm 10% vào năm 2025 và sau đó tăng lên 23% vào năm 2030, nếu tất cả đều đúng kế hoạch.

Thí điểm dự án Pin lưu trữ năng lượng tái tạo tại Khánh Hòa

Nhóm công nghệ lưu trữ năng lượng triển vọng và tham khảo nhanh ở Việt Nam

"Tháp pin bê tông" lưu trữ năng lượng tái tạo

Phương pháp mới giúp lưu trữ năng lượng tái tạo hiệu quả