Có vẻ như bất cứ cuộc thảo luận nào về năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió, luôn có cùng một câu hỏi đặt ra: Bạn làm gì khi mặt trời không chiếu sáng hoặc gió không thổi? Các công nghệ năng lượng tái tạo có chung một nhược điểm khiến chúng không thể cách mạng hóa hoàn toàn các nguồn năng lượng hiện tại của thế giới – đó chính lưu trữ năng lượng.
Và ở đâu có thách thức, ở đó sẽ có cơ hội. Ông Yaron Ben Nun, người sáng lập công ty Nostromo ở Israel sẵn sàng cung cấp giải pháp mới về hệ thống lưu trữ năng lượng từ nước và làm mát bền vững trong nhà được gọi là IceBrick, Ông cho biết “Hiểu được nguyên lý năng lượng mặt trời sẽ là người chiến thắng lớn trong lĩnh vực năng lượng sạch, và điều quan trọng tiếp theo trong công nghệ sẽ là lưu trữ, vì vào lúc hoàng hôn toàn bộ hệ thống sẽ tắt”
Ông Ben Nun cho biết: “Tôi muốn trở thành một phần của dự án để có thể mang lại sự thay đổi lớn vì điều tốt đẹp hơn. “Sự nhiệt tình của tôi bắt nguồn từ thời điểm này, nơi chúng tôi có thể thấy thực sự ảnh hưởng đến thực tế.”
Hệ thống IceBrick của Nostromo được lắp đặt tại một tòa nhà ở Jerusalem
Hệ thống IceBrick của Nostromo là một mô-đun nhiệt dựa trên tiềm năng lưu trữ năng lượng cao trong nước khi nó trải qua sự thay đổi từ dạng lỏng sang dạng rắn. Quá trình lưu trữ năng lượng băng đá hoạt động bằng cách đóng băng nước sử dụng từ nguồn năng lượng mặt trời dư thừa không sử dụng hoặc điện thải công nghiệp vào giờ thấp điểm và làm tan băng trong ngày để cung cấp lượng điều hòa không khí dồi dào cho các tòa nhà. Làm như vậy để giảm bớt áp suất điều hòa không khí tăng thêm tại các cơ sở hạ tầng điện và giảm nhu cầu về các tiện ích xây dựng các nhà máy điện bổ sung để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng.
Theo Nostromo, chỉ có 102 MW trong số 196.000 MW hệ thống lưu trữ năng lượng sử dụng phương pháp băng nhiệt (thermal ice) mặc dù nó có mật độ năng lượng trên mỗi mét vuông hiệu quả hơn mười lần so với bất kỳ giải pháp hiện có nào khác. Đây là lý do tại sao Ông Ben Nun rất tự tin rằng nước máy thông thường là câu trả lời đúng nhất.
Ông cho biết: “Khả năng giữ năng lượng lạnh của nước khi nó chuyển từ thể lỏng sang thể rắn là cao đến kinh ngạc và nước máy có thể tiếp cận rộng rãi. “Đó không phải là lithium, hay coban hay bất kỳ loại vật liệu đất hiếm nào khác. Bạn chỉ cần mở vòi nước, và bạn có ngay vật liệu tốt nhất để chứa năng lượng lạnh.”
IceBrick có thể tiết kiệm điện năng tiêu thụ từ 8 đến 12 kWh, mặc dù nó phụ thuộc vào loại hệ thống làm mát mà bạn đang thay thế, Ông Ben Nun giải thích.
Công nghệ lưu trữ năng lượng băng nhiệt của Nostromo được coi là có ý thức bảo vệ môi trường và bền vững hơn so với phần lớn các hệ thống lưu trữ năng lượng trên thị trường dựa vào lưu trữ năng lượng lithium-ion, đòi hỏi phải khai thác khoáng sản với cường độ cao, quá trình này sẽ gây ô nhiễm nguồn nước, đặc biệt là ở các khu vực nơi vốn đã khan hiếm nước.
Hệ thống IceBrick của Nostromo sau khi lắp đặt hoàn chỉnh
Ví dụ: khu vực giáp ranh giữa Argentina, Bolivia và Chile chứa những mỏ kim loại dưới lòng đất lớn nhất thế giới, và để chiết xuất mỗi mét tấn lithium, cần bơm khoảng 500.000 gallon nước để đưa chúng lên bề mặt, việc này gây ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước tưới tiêu và sinh hoạt của nông dân và cộng đồng địa phương. Tây Tạng là ví dụ một điển hình của việc phải gánh chịu hậu quả môi trường do khai thác lithium. Chất thải còn lại từ các mỏ lithium được đổ xuống sông Lichu, giết chết và làm nhiễm độc một lượng lớn cá và gây ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt cho các cộng đồng dân cư sinh sống gần đó.
Ông Ben Nun cho biết “Pin Lithium-ion đang phá hủy Trái đất khi bạn lấy chúng từ mặt đất. “Chúng không thể phân hủy, chúng bắt lửa, không an toàn, tuổi thọ của chúng sẽ kết thúc sau 8-9 năm và bạn phải chôn chúng như thể chúng là chất thải hạt nhân. Bạn không thể xây dựng một mạng lưới năng lượng sạch bao gồm các nguồn không bền vững như lithium-ion ”.
Không khí mát, hành tinh nóng – nhu cầu năng cho lượng tái tạo
Khi nhiệt độ khắc nghiệt ngày càng trở nên phổ biến, 20% điện năng sử dụng bởi các tòa nhà được sử dụng để làm mát dưới dạng điều hòa không khí (AC), nhu cầu này đã tăng gấp ba lần kể từ năm 1990.
Khi nhu cầu làm mát tại hộ gia đình và các tòa nhà khu thương mại trở nên cần thiết hơn, điều này sẽ tiếp tục gây quá tải cho mạng lưới điện, làm tăng nguy cơ mất điện mạng lưới và mất điện trên diện rộng do quá tải hệ thống. Hiện tại, việc điều hòa không khí (AC) chiếm đến 70% nhu cầu sử dụng điện cao điểm ở Trung Đông và một số khu vực của Mỹ, đặc biệt là vùng Tây nam.
Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) dự báo tình trạng tiến thoái lưỡng nan liên quán đến điều hòa không khí (AC dilemma) chỉ trở có thể nên tồi tệ hơn do cách nó góp phần tạo ra một vòng lặp khép kín: khí hậu càng nóng, càng có nhiều người sử dụng và mua điều hòa không khí (AC), làm tăng lượng khí thải CO₂, và khiến trái đất càng trở nên ấm hơn v.v. Do đó, cơ quan này dự đoán việc sử dụng năng lượng để làm mát không gian sẽ lại tăng gấp ba lần vào năm 2050 lên 6.200 TWh với gần 70% mức tăng do khu vực hộ gia đình khi các kinh tế tiềm năng bắt đầu phát triển mạnh như Ấn Độ và Indonesia, cho phép nhiều người mua sắm điều hòa không khí (AC) cho ngôi nhà của họ.
Theo nhận xét của Ông Ben Nun “Điều sẽ xảy ra trong 10 năm tới là ở những nơi như Ấn Độ, Philippines, Thái Lan và Malaysia, người dân ở đó sẽ có đủ khả năng mua điều hòa nhiệt độ, do đó nhu cầu về điện cho điều hòa không khí sẽ tăng vọt.
Nếu không có đủ năng lượng dự trữ cho năng lượng tái tạo, nhu cầu điện để làm mát trong nhà sẽ tiếp tục phụ thuộc nhiều vào nhiên liệu hóa thạch – thứ nhiên liệu hàng đầu trong việc góp phần gây nên hiện tượng biến đổi khí hậu & tượng nóng lên toàn cầu.
Tình hình đã rất nghiêm trọng
Theo báo cáo mới nhất của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) được công bố, biến đổi khí hậu đang diễn ra khắp mọi nơi với cường độ ngày càng gia tăng, và một số tác động của nó là “chưa từng có” và “không thể đảo ngược”. Các quốc gia phải cam kết cắt giảm mạnh mẽ và bền vững lượng khí thải carbon dioxide (CO2) và các khí thải nhà kính khác từ hoạt động của con người để hạn chế biến đổi khí hậu và ổn định nhiệt độ toàn cầu , việc này có thể mất đến thậm chí 20-30 năm theo nghiên cứu của các nhà khoa học hàng đầu về khí hậu.
Báo cáo này đã gây xôn xao trên toàn cầu, với các tổ chức lớn như Tổ chức Khí tượng Thế giới cảnh báo rằng các báo cáo khoa học mang tính bước ngoặt này nên đóng vai trò như một lời kêu gọi hành động khẩn cấp.
May mắn thay, lĩnh vực năng lượng tái tạo – năng lượng mặt trời, gió, thủy điện, địa nhiệt, v.v. – đang phát triển với tốc độ đáng kinh ngạc, thu hút nhiều hành động thiết thực của các chính phủ và nhiều khoản đầu tư tư nhân. Nhưng hiểu được cách để ngăn chặn khoảng trống năng lượng (energy gaps) và giảm thiểu sự không nhất quán trong mạng lưới năng lượng sẽ rất quan trọng.
Điều này có nghĩa là chỉ riêng việc lắp đặt sẽ là không đủ và lưu trữ năng lượng sẻ trở nên quan trọng. Đây là những công nghệ thu nhận điện năng sạch, lưu trữ dưới dạng năng lượng khác cho dù đó là năng lượng hóa học, nhiệt điện hay cơ học và sau đó giải phóng nó khi cần thiết. Bởi vì năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng mặt trời, không sản xuất đủ điện vào những thời điểm cần thiết nhất, nên việc lưu trữ giúp chúng ta có thể sử dụng năng lượng đó vào một thời điểm khác để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ.
Một tương lai “mát mẻ” hơn
Có mặt trên thị trường từ năm 2020, công nghệ thân thiện với môi trường của Nostromo phù hợp với nhiều môi trường bao gồm các tòa nhà văn phòng, bệnh viện, khách sạn hoặc nhà máy và linh hoạt ở chỗ nó có thể là một phần mở rộng của tòa nhà mong muốn hoặc phù hợp như một đơn vị mô-đun.
Trong khi hệ thống IceBrick là độc quyền của Nostromo, có những đối thủ khác trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng từ nước như CALMAC, Baltimore Aircoil và FAFCO, minh chứng cho tiềm năng của công nghệ này khi chúng ta tiến vào một tương lai đáng lo ngại về vấn đề biến đổi khí hậu.
Để xem Để xem các tin bài khác về chủ đề “Năng lượng sạch”, hãy nhấn vào đây
(Nguồn: Nocamels)
