Cần trục lưu trữ năng lượng gió và mặt trời

Các dạng năng lượng tái tạo như gió và mặt trời đang được nhiều nước ưu tiên phát triển, tuy nhiên công nghệ lưu trữ chúng còn gặp không ít hạn chế.

Energy Vault, một start-up tại Thụy Sĩ đang muốn vượt qua giới hạn của loại pin lithium-ion nhờ tìm ra cách lưu trữ những nguồn năng lượng xanh bằng giải pháp trọng lực.

Ý tưởng thực ra khá đơn giản: xây dựng một ngọn tháp khổng lồ từ 35 tấn gạch. Hồi tháng 8/2019, Energy Vault đã nhận 110 triệu USD từ Quỹ đầu tư Tầm nhìn (Vision Fund) của Softbank. Hiện tại, tháp trình diễn chứng minh khái niệm cao 400 feet (122 m) đã được xây dựng xong, 1 cần trục dự kiến sẽ mọc lên trên đó khiến công trình có thể đạt đến độ cao gần 500 feet (152 m).

Ý tưởng xây dựng cần trục lưu trữ năng lượng của Energy Vault.

Nguyên lý

Cần trục tự động trên nóc của tòa tháp được lập trình để nâng và xếp những khối gạch khổng lồ nhờ sử dụng năng lượng dư thừa từ các nhà máy điện gió và mặt trời. Nhưng khi nhu cầu vượt quá sản lượng điện, cần trục sẽ đảo ngược tiến trình, dỡ tháp gạch để bù đắp lại sản lượng.

Theo tính toán, chỉ 20 cần trục như vậy cũng đủ để cung cấp năng lượng cho khoảng 40.000 hộ gia đình trong thời gian hơn 24 giờ.

Ý tưởng trên tỏ ra khá hứa hẹn trong bối cảnh việc sản xuất pin lithium-ion phụ thuộc nhiều vào nguồn kim loại hiếm trong vỏ Trái Đất (với trữ lượng không hề vô tận), bên cạnh khâu chiết tách chúng sẽ để lại không ít hệ quả cho môi trường lẫn ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

Ngoài ra, nguyên lý hoạt động của tháp cần trục cũng gần tương đồng với các hệ thống bơm thủy điện tích năng (pumped hydro), lợi dụng sức nước của các thủy vực (thay cho những khối gạch nặng) và sườn dốc (thay cho cột tháp), vốn đã được ứng dụng rộng rãi cả trăm năm nay.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống bơm thủy điện tích năng. 

Mai Anh theo Wall Street Journal