Cùng tiến trình phát triển của nhân loại, năng lượng tái tạo với sự ưu việt về tính bền vững, thân thiện với môi trường đã được chú trọng khai thác. Tuy vậy, sự “thất thường” của các nguồn năng lượng tự nhiên là một cản trở để nhân loại tiến tới nền kinh tế các-bon thấp trong tương lai.
So với các nguồn năng lượng từ than, khí đốt hay điện hạt nhân, thì điện sản xuất từ gió, mặt trời bị yếu thế hơn do thiếu tính ổn định và liên tục. Vào những ngày gió mạnh, lượng điện sản xuất có thể vượt quá nhu cầu sử dụng, và ngược lại, đôi khi cũng xảy ra tình trạng thiếu nguồn điện. Trong bối cảnh các trang trại gió đang được khuyến khích lắp đặt trên toàn thế giới, thì tình trạng lượng điện dư thừa ngày càng phổ biến.
Để giải quyết vấn đề này, cần phải có cách thức lưu trữ điện năng từ các trang trại điện gió, điện mặt trời một cách hiệu quả. Đã xuất hiện một số giải pháp như: Dùng pin, xe chạy điện…. Tuy nhiên, pin chỉ lưu được một lượng nhỏ năng lượng. Xe chạy điện sẽ hạn chế việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, tuy vậy, việc triển khai đồng bộ giải pháp này sẽ tốn không ít thời gian và chi phí.
Cách thức được cho là tốt nhất hiện này là sử dụng nguồn điện dư thừa để bơm nước lên các hồ thủy điện trên cao. Khi cần điện năng, các hồ này sẽ xả nước xuống làm quay các tua-bin phát điện. Tuy vậy, giải pháp này đòi hỏi những yêu cầu về địa hình rất đặc trưng (như không gian trên cao cho các hồ thủy điện…)
|
Hệ thống biến đổi điện năng thành khí.
|
Sự phát triển của khoa học công nghệ đã cho ra đời một giải pháp mới, khắc phục được tất cả những hạn chế nói trên. Công nghệ này được gọi tên “power-to-gas” (biến điện năng thành khí), sử dụng phương pháp điện phân nước để biến sản lượng điện thừa thành các dạng khí – giống hệt khí nhiên liệu trong tự nhiên.
Thực chất, việc tách hydrogen bằng phương pháp điện phân không phải là kỹ thuật hoàn toàn mới. Nhưng ITM Power – Công ty năng lượng của Anh là công ty đầu tiên trên thế giới sử dụng hệ thống điện phân kết nối thẳng với lưới điện và thực hiện biến đổi trực tiếp lượng điện dư thừa. Hệ thống này sẽ sản xuất khí hydrogen áp suất cao và bơm chuyển khí này vào hệ thống đường ống truyền tải khí đốt.
“Điều này có nghĩa chúng ta có thể sử dụng toàn bộ lượng điện năng được sản xuất từ các trang trại gió, nhất là khi lượng điện thừa so với nhu cầu tiêu thụ. Đây cũng sẽ là nguồn nhiên liệu thay thế cho nhiên liệu hóa thạch”, ông John Loughhead – Giám đốc điều hành Trung tâm nghiên cứu năng lượng Vương quốc Anh (ERC) cho hay.
Với công nghệ biến đổi điện thành khí tiên tiến, hydrogen được sản xuất ra có thể sử dụng như các loại khí đốt tự nhiên, dùng để sưởi ấm, đốt trực tiếp trong các động cơ đốt trong của một số loại phương tiện giao thông, hay sử dụng trong pin nhiên liệu …
Ưu điểm của hydrogen là trong phân tử không chứa bất cứ nguyên tố hóa học nào khác, như cacbon (C), lưu huỳnh (S), nitơ (N) nên nó được gọi là nhiên liệu sạch lý tưởng - năng lượng thời hậu hóa thạch.
Đại diện Công ty ITM Power cho biết, rất dễ dàng để chuyển giao công nghệ và triển khai hệ thống biến điện năng thành khí tại các trang trại gió, trang trại điện mặt trời trên toàn cầu.