Hệ thống ‘pin nước’ khổng lồ dưới chân núi Alps

Thụy Sĩ vừa công bố công trình năng lượng tái tạo mới nhất: hệ thống pin nước khổng lồ.

Các tuabin-bơm có tốc độ thay đổi của Nant de Drance. Ảnh: CNN

Theo kênh CNN, bắt đầu hoạt động từ tháng trước, pin nước, hay còn được gọi là Nant de Drance, là một nhà máy thủy điện tích năng, có khả năng lưu trữ năng lượng tương đương với 400.000 pin ô tô điện.

Ông Robert Gleitz, thành viên hội đồng quản trị Nant de Drance, cho biết: Nằm trên dãy Alps của Thụy Sĩ, nhà máy có các tuabin linh hoạt, có thể đảo chiều. Chỉ cần bật công tắc là có thể chuyển từ dự trữ năng lượng sang cung cấp điện năng.

Dự án đồ sộ này mất 14 năm mới hoàn thành. Khoảng 17 km đường hầm dưới lòng đất đã được đào xuyên qua dãy Alps. Sáu tuabin nằm ở độ sâu 600 mét dưới mặt đất, trong một hang động khổng lồ có chiều dài bằng hai sân bóng đá.

Nant de Drance đã sử dụng hai hồ chứa hiện có, nâng hồ bên trên lên 21,5 mét để tăng gấp đôi dung tích. Hồ này chứa lượng nước nhiều hơn cả 6.500 hồ bơi cỡ Olympic.

Là một trong những cơ sở lớn nhất thuộc loại này, dự án Nant de Drance trị giá 2 tỷ USD có thể đóng vai trò quan trọng trong ổn định lưới điện của châu Âu khi châu lục này chuyển đổi sang năng lượng tái tạo.

Đã xuất hiện hơn một thế kỷ, các nhà máy thủy điện tích năng đặc biệt quan trọng đối với năng lượng tái tạo vì gió và mặt trời phụ thuộc nhiều vào thời tiết và không cung cấp nguồn điện liên tục.

Ông Gleitz nói: “Chúng ta có thể lấy năng lượng từ lưới điện khi có quá nhiều và phát lại khi cần”.

Sáu tuabin được cung cấp năng lượng nhờ nước đổ xuống một ống thép cao hơn tháp Eiffel. Ảnh: CNN

Ông Pascal Radue, Giám đốc điều hành GE Renewable Energy Hydro, đơn vị cung cấp thiết bị cho Nant de Drance, cho biết: Khác với nhiều nhà máy trước đó, Nant de Drance sử dụng máy bơm-tuabin có tốc độ thay dổi. Các tuabin này giúp ổn định lưới điện.

Ông Radue cho biết: “Với một tuabin tốc độ cố định, ta phải đợi cho đến khi nhà máy điện chạy với tốc độ chính xác để được đồng bộ hóa vào lưới điện. Điều này gây lãng phí thời gian và năng lượng. Các tuabin có tốc độ thay đổi cung cấp điện cho lưới điện ngay lập tức nên ít có nguy cơ mất điện hơn”.

Các trạm thủy điện tích năng từ trước tới nay được xây dựng trên các hệ thống sông và cần phải xây đập, làm gián đoạn cuộc sống của động vật hoang dã và phá hủy hệ sinh thái. Ở Thụy Sĩ, nơi xây dựng nhà máy thủy điện tích năng đầu tiên vào năm 1890, gần một nửa tổng chiều dài sông đã bị con người thay đổi và còn rất ít sông còn ở trạng thái tự nhiên.

Theo ông Andrew Blakers, giáo sư kỹ thuật tại Đại học Quốc gia Australia, cho biết đó là lý do tại sao các dự án hiện đại như Nant de Drance ưu tiên các hệ thống khép kín, không ảnh hưởng đến các hệ thống sông,

Các tuabin được đặt trong một hang ngầm có chiều dài bằng hai sân bóng đá. Ảnh: CNN

Ông Blakers nói: “Thời đại xây đập đã gần kết thúc. Các nhà máy điện khép kín này chiếm một không gian tương đối nhỏ so với mức độ đảm bảo an ninh năng lượng mà chúng mang lại”. Ông ước tính rằng để cung cấp năng lượng cho một thành phố một triệu dân trong 24 giờ, sẽ cần khoảng 2 km vuông đất ngập nước, đồng thời cho biết thêm rằng thủy điện tích năng mang tới một trong những giải pháp lưu trữ năng lượng hiệu quả cao nhất hiện có.

Nant de Drance đưa khoảng 80% lượng điện năng vào lưới điện và lưu trữ khoảng 20 giờ năng lượng dự phòng.

Với hy vọng trở thành lục địa trung hòa carbon đầu tiên, châu Âu có tham vọng lớn về năng lượng tái tạo. Vào năm 2020, chỉ hơn 1/5 tổng năng lượng của châu lục là từ các nguồn tái tạo, nhưng vào tháng 5 năm nay, Ủy ban châu Âu đã tăng mục tiêu năng lượng tái tạo vào năm 2030 từ 40% đến 45%.

Ông Blakers nói để đạt được điều này, cần có các cơ sở tích trữ mới, có khả năng tích trữ cao. Hiệp hội Tích trữ năng lượng châu Âu ước tính rằng châu lục này sẽ cần 200 gigawatt tích trữ vào năm 2030 – gấp 4 lần khả năng hiện tại. Trong thập kỷ từ năm 2010 đến năm 2020, chỉ có 8 gigawatt tích trữ được thêm vào lưới điện.

Đó là lý do tại sao Nant de Drance rất quan trọng. Bà Rebecca Ellis, nhà quản lý chính sách năng lượng tại Hiệp hội Thủy điện Quốc tế cho rằng nhờ nằm ở trung tâm địa lý của châu Âu, Thụy Sĩ có thể giúp ổn định lưới điện trên toàn lục địa. Tuy nhiên, vì quốc gia này không phải là thành viên của Liên minh châu Âu, các quy định đang là một rào cản.

Thủy điện tích năng có thể đảm bảo an ninh năng lượng bên ngoài châu Âu. Nhóm của ông Blakers đã xác định được khoảng 600.000 địa điểm tiềm năng cho các hệ thống khép kín, mặc dù chỉ cần 1% trong số này để đáp ứng tổng nhu cầu tích trữ năng lượng toàn cầu.

Khi cuộc khủng hoảng khí hậu gia tăng, ông Gleitz hy vọng rằng châu Âu sẽ nắm bắt được tiềm năng của kho năng lượng sạch mà nhà máy thủy điện tích năng mang lại. Ông nói: “Nếu chúng ta muốn đi theo hướng có năng lượng sạch, thì Nant de Drance là một trong những bước đệm trên con đường này”.