General Electric muốn 'giữ' lại CO2 để cải thiện điện Mặt Trời

Hai vấn đề nổi cộm về môi trường trong nhiều thập kỷ qua đó là tìm ra cách lưu trữ năng lượng mặt trời trong dài hạn và hạn chế phát thải khí CO2. Tưởng chừng như 2 bài toán này sẽ khó tìm thấy 1 đáp án chung. Song các nhà khoa học đến từ tập đoàn năng lượng General Electric (GE), Mỹ đã tìm ra được lời giải tối ưu nhất cho 2 bài toán này.

Theo đó, GE đang tính đến việc sử dụng CO2 như một nguồn pin khổng lồ lưu trữ lượng điện dư thừa từ Mặt Trời. Vào mùa đông, nguồn điện thu được từ Mặt Trời thường không nhiều dẫn tới tình trạng thiếu điện. Tuy nhiên mùa hè lại là thời điểm dư thừa năng lượng. Điều đó dẫn tới tình trạng mất cân bằng sản lượng trầm trọng. Chính vì lẽ đó việc xây dựng một hệ thống lưu trữ khi dư thừa là hoàn toàn cần thiết.

Các nhà khoa học GE sử dụng nhiệt năng hội tụ từ các gương phản chiếu để làm nóng bể muối tại nhà máy năng lượng Mặt Trời Ivanpah, đặt ở bang California (Mỹ). Trong khi đó, khí CO2 từ các nhà máy than đá sẽ được đông lạnh thành đá khô và lưu trữ dưới lòng đất. Loại đá khô này có thể sử dụng để lưu trữ và cung cấp năng lượng.

Vào thời gian cao điểm đặc biệt khi Mặt Trời bắt đầu lặn, muối sau khi bị hâm nóng có thể sử dụng để gia nhiệt cho đá khô. Hỗn hợp gồm khí và chất rắn sau khi hấp thụ nhiệt lượng, sẽ tan chảy và được dẫn vào các turbine khí để phát điện. GE cho biết, công suất thiết kế của các turbine đủ sức tạo ra sản lượng điện cung cấp cho 100.000 hộ gia đình.

Theo Engadget, mô hình phát điện mới sử dụng CO2 có thể khai thác triệt để nguồn nhiệt lãng phí từ các nhà máy điện khí đốt. Kỹ sư cao cấp Stephen Sanborn tin tưởng, mô hình sẽ giúp tăng gấp đôi sản lượng điện của toàn hệ thống, giảm chi phí sản xuất điện từ 250 USD/MW xuống chỉ còn 100 USD/MW.

Ngoài ra, hệ thống phát điện sử dụng CO2 cũng sẽ trả về tới 68% nguồn năng lượng lưu trữ trở lại mạng lưới điện, nhiều hơn so với con số 61% của các hệ thống điện khí đốt hiện nay.

Theo khẳng định, hệ thống trên đòi hỏi một sự phối hợp chặt chẽ giữa các nhà khoa học trong nhiều lĩnh vực chuyên môn từ kỹ thuật chuyển giao nhiệt, lưu trữ năng lượng cho tới kỹ thuật hoá học.

Trong ngắn hạn, công nghệ biến CO2 thành điện năng hứa hẹn sẽ giúp gia tăng hiệu quả năng lượng cho các nhà máy điện khí từ 25% - 50%. Đồng thời, chúng ta sẽ cắt giảm được một lượng đáng kể CO2 xả thải vào bầu khí quyển hàng năm.

Xét về tầm nhìn dài hạn, Saborn tin tưởng hệ thống lưu trữ năng lượng này có thể sớm được thương mại hóa ít nhất trong vòng 5 - 10 năm tới.