Loại pin cát lớn nhất thế giới giúp giảm phát thải carbon

Trạm pin cát này có khả năng lưu trữ nhiệt năng 100 MWh từ năng lượng mặt trời và gió, đồng thời cho phép người dân loại bỏ dầu khỏi mạng lưới sưởi ấm và cắt giảm gần 70% lượng khí thải.

Đại diện Polar Night Energy cho biết, nguyên mẫu của pin cát là một cấu trúc khá đơn giản. Đó là một tháp cao chứa đầy cát và được nạp nhiệt từ năng lượng mặt trời và gió.

Pin cát hoạt động theo quá trình gọi là gia nhiệt bằng điện trở, trong đó nhiệt được tạo ra thông qua ma sát có được khi dòng điện đi qua bất kỳ vật liệu nào không phải là chất siêu dẫn. Không khí nóng sau đó được lưu thông trong thùng chứa qua bộ trao đổi nhiệt.

Cát có thể lưu trữ nhiệt ở khoảng 500 độ C trong vài ngày, thậm chí vài tháng, cung cấp một kho năng lượng giá rẻ hơn trong mùa Đông. Khi cần, pin sẽ xả khí nóng – nước ấm trong mạng lưới sưởi ấm của khu vực. Trên thực tế, các ngôi nhà, văn phòng, thậm chí cả hồ bơi địa phương đều được hưởng lợi ở Kankaanpää.

Trạm pin cát này có khả năng lưu trữ nhiệt năng 100 MWh từ năng lượng mặt trời và gió.

Về việc lưu trữ, anh Markku cho biết: “Phần phức tạp nhất diễn ra trên máy tính. Chúng ta cần biết năng lượng hay nhiệt di chuyển bên trong bộ lưu trữ như thế nào, năng lượng hiện có và tốc độ để đi đến quyết định xả và sạc”.

Sau khi cải tiến các thuật toán sạc của mình, Polar Night Energy đã sẵn sàng mở rộng quy mô công nghệ lưu trữ ở Pornainen. Ngoài ra, pin mới sẽ được tích hợp với mạng lưới của Loviisan Lämpö, công ty cung cấp hệ thống sưởi trong khu đô thị Pornainen.

Ông Mikko Paajanen – Giám đốc Điều hành Loviisan Lämpö cho biết công ty đang hướng tới sản xuất năng lượng thân thiện với môi trường hơn. Với pin cát, Loviisan Lämpö có thể giảm đáng kể năng lượng tạo ra từ quá trình đốt cháy và loại bỏ hoàn toàn việc sử dụng dầu. Dự án cũng phù hợp với kế hoạch trung hòa carbon của Pornainen. Nhiều tòa nhà ở đây, gồm trường học, tòa thị chính và thư viện, đều dựa vào hệ thống sưởi của đô thị này.

Thị trưởng Pornainen Antti Kuusela cho biết, chính quyền hoan nghênh tất cả các dự án phát triển đổi mới nhằm giảm lượng khí thải trong các hoạt động sưởi ấm của đô thị và góp phần mở rộng mạng lưới. Tổng cộng, pin cát dự kiến sẽ loại bỏ 160 tấn khí thải carbon dioxide mỗi năm, bỏ hoàn toàn việc sử dụng dầu và giảm khoảng 60% việc đốt củi.

Polar Night Energy cho biết, pin cát tại Pornainen có công suất sưởi 1 megawatt và khả năng lưu trữ nhiệt năng lên đến 100 megawatt-giờ, đủ đáp ứng nhu cầu sưởi trong một tuần của đô thị này vào mùa Đông và lên đến một tháng vào mùa Hè. Việc xây dựng và thử nghiệm khối pin cát cao 13 mét, rộng 15 mét ước tính mất khoảng 13 tháng, nghĩa là nó sẽ giữ ấm cho cư dân ở đây trước mùa Đông năm 2025.

Theo một nghiên cứu gần đây của Hà Lan, nhu cầu về vật liệu xây dựng sẽ tăng 45% trong 40 năm tới. Cát xây dựng thường được khai thác từ sông hồ và “cát tặc” đang đẩy nhanh tốc độ cát mất đi từ các hệ sinh thái này.

Tuy nhiên, đối với các kỹ sư Phần Lan, việc cát đến từ đâu không thực sự quan trọng. Mặc dù ban đầu cát của các nhà xây dựng được sử dụng (để hạn chế lượng khí thải từ hoạt động vận tải), pin cát có thể hoạt động với bất kỳ vật liệu giống cát nào có mật độ đủ cao.

Bảo Lâm