Lưu trữ năng lượng tái tạo bằng pin CO2

ITALY – Pin CO2 này có thể lưu trữ năng lượng tái tạo trong thời gian dài và giải phóng nhanh chóng ở chi phí chưa đến một nửa so với pin lithium cỡ lớn.

Hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo thử nghiệm công suất 4 MWh của Energy Dome. Ảnh: Energy Dome

Cơ sở phía sau công nghệ pin CO2 của Energy Dome là CO2 nở ra nhanh chóng khi chuyển từ thể lỏng sang thể khí. Ở nhiệt độ phòng, 2,5675 lít CO2 lỏng giữ ở áp suất 56 atm sẽ nở thành 1.000 lít khí CO2, lớn gấp gần 400 lần. Pin của Energy Dome sử dụng những vòm khổng lồ với bong bóng đàn hồi chứa đầy khí CO2. Công ty “sạc” pin bằng cách sử dụng năng lượng để chạy máy nén điện khiến thể tích khí ngày càng nhỏ hơn cho tới khi ngưng tụ thành dạng lỏng, bảo quản dưới áp suất ở nhiệt độ phòng. Quá trình sạc này tạo ra nhiệt hao phí. Lượng nhiệt này sẽ được thu vào hệ thống lưu trữ nhiệt năng.

Chừng nào áp suất không thay đổi, CO2 vẫn duy trì ở dạng lỏng trong thời gian dài. Khi cần năng lượng, hệ thống sử dụng nhiệt lưu trữ để làm bay hơi CO2. Một loạt turbine thu thập năng lượng trong lúc khí CO2 giãn nở và quay trở lại vòm bong bóng.

Theo Energy Dome, hiệu suất khứ hồi của giải pháp này là hơn 75%. Về mặt này, hệ thống không thể cạnh tranh với pin lithium lớn. Nhưng chi phí lưu trữ chỉ ở mức 50 – 60 USD/MWh trong vòng vài năm, thấp hơn nhiều so với 132 – 245 USD/MWh khi dùng pin lithium. Pin CO2 có tốc độ phản ứng gần bằng pin lithium, đồng thời lưu trữ năng lượng lâu hơn và hệ thống ít xuống cấp hơn.

Sau khi thành lập vào tháng 2/2020, Energy Dome thông báo xây dựng nhà máy đầu tiên ở Sardinia và đưa vào vận hành năm 2022. Nhà máy Sardinia tương đối nhỏ, chỉ lưu trữ được 4 MWh điện nhưng giúp chứng minh thiết kế hoạt động tốt. Mục tiêu tiếp theo của Energy Dome là xây dựng nhờ máy kích thước thực có thể lưu trữ 200 MWh điện và đưa vào hoạt động trước khi hết năm 2023.

An Khang (Theo New Atlas)