Đức và Nhật Bản từng phát triển nhưng đều không thành công, Trung Quốc làm được chỉ trong 5 tháng: Dùng công nghệ đỉnh cao, ra mắt tua-bin 'nước' tạo 'vòng lặp năng lượng' đầu tiên trên thế giới

Tại thành phố Ordos, khu vực phía bắc Trung Quốc, một dự án mang tính đột phá vừa được chính thức triển khai với việc xây dựng tua-bin phát điện công suất 30 megawatt sử dụng hoàn toàn nhiên liệu hydro.

Công trình này được lắp đặt trong Khu Công nghệ cao Otoke, và nằm trong chuỗi hệ sinh thái tích hợp năng lượng tái tạo, lưu trữ hydro và sản xuất amoniac xanh. Đây là lần đầu tiên trên thế giới một tua-bin sử dụng hoàn toàn hydro được vận hành ở quy mô lớn như vậy và gắn liền trực tiếp với hệ thống năng lượng tái tạo tại chỗ.

Theo báo cáo từ Fuel Cell Works, dự án này là một phần của kế hoạch Ejingke - tổ hợp năng lượng tích hợp điện gió, điện mặt trời, sản xuất hydro và amoniac xanh. Dẫn đầu bởi Mingyang Hydrogen - công ty con của Mingyang Smart Energy, cùng Shenzhen Energy, dự án này không chỉ đơn thuần là phát triển một tua-bin phát điện, mà là xây dựng một chu trình năng lượng khép kín, nơi năng lượng tái tạo được chuyển hóa thành hydro, sau đó được lưu trữ và sử dụng trở lại để phát điện khi cần thiết.

Điểm đặc biệt của tua-bin này nằm ở chỗ nó vận hành hoàn toàn bằng hydro, khác với các dự án trước đó thường pha trộn hydro với khí thiên nhiên. Trước đây, Nhật Bản và Đức đã trình làng nguyên mẫu tua-bin 100% hydro nhưng chỉ ở quy mô thử nghiệm. Dự án tại Ordos lần đầu tiên kết hợp tua-bin hydro với hệ thống năng lượng tái tạo quy mô lớn và tích trữ tại chỗ - một thành tựu mang tính đột phá trong lĩnh vực năng lượng sạch.

Dự kiến, dự án này chỉ mất 5 tháng để hoàn thiện, thậm chí có thể còn ngắn hơn. Đây là khoảng thời gian rất ngắn so với quy mô và độ phức tạp kỹ thuật cao của một dự án năng lượng tái tạo kết hợp tua-bin hydro 30MW và hệ sinh thái lưu trữ “điện - hydro - điện” khép kín.

Quy mô tổng thể của dự án được đánh giá là cực kỳ ấn tượng. Phía thượng nguồn là hệ thống điện gió công suất 500 MW, kết hợp với mảng điện mặt trời 5 MW vận hành độc lập. Điện từ 2 nguồn này được dùng để cấp năng lượng cho 240 MW máy điện phân, có khả năng sản xuất khoảng 48.000 Nm3 hydro mỗi giờ (tương đương 4,3 tấn). Hydro được lưu trữ trong 12 bồn hình cầu, mỗi bồn chứa được gần 1.900 mét khối. Bên cạnh đó, một nhà máy sản xuất amoniac xanh công suất 150.000 tấn mỗi năm cũng được xây dựng, sử dụng chính lượng hydro được sản xuất tại chỗ.

Mục tiêu của dự án là xây dựng mô hình “điện - hydro - điện” khép kín, trong đó năng lượng tái tạo được chuyển hóa sang dạng hydro để lưu trữ và hydro sau đó được sử dụng làm nhiên liệu phát điện trong các thời điểm điện gió và điện mặt trời không đủ đáp ứng nhu cầu. Mô hình này kỳ vọng sẽ giúp khắc phục nhược điểm gián đoạn của các nguồn năng lượng tái tạo và ổn định lưới điện trong dài hạn.

Ordos và khu tự trị Nội Mông, nơi đặt dự án, được kỳ vọng sẽ trở thành trung tâm trình diễn năng lượng hydro quốc gia. Nếu thành công, dự án có thể mở đường cho các mô hình tương tự trên toàn cầu, đặc biệt trong bối cảnh các quốc gia đang tìm kiếm giải pháp lưu trữ và chuyển hóa năng lượng sạch hiệu quả.

Nhiều chuyên gia vẫn bày tỏ lo ngại về hiệu suất tổng thể, bởi quá trình điện phân, lưu trữ và đốt hydro đều phát sinh hao hụt năng lượng đáng kể. Tuy nhiên, Trung Quốc đặt cược vào việc xây dựng một hệ sinh thái năng lượng xanh toàn diện, với kỳ vọng rằng hiệu quả tổng thể sẽ được tối ưu hóa nhờ vào sự tích hợp chặt chẽ giữa các khâu và quy mô đầu tư lớn.

Từ đầu năm đến tháng 5, Trung Quốc đã bổ sung thêm 198 gigawatt điện mặt trời và 46 gigawatt điện gió - tương đương tổng công suất phát điện của Indonesia hoặc Thổ Nhĩ Kỳ. Những nỗ lực này nằm trong chiến lược “song carbon” được công bố từ năm 2020, đặt mục tiêu đạt đỉnh phát thải vào năm 2030 và trung hòa carbon vào năm 2060. Trong đó, Trung Quốc cam kết nâng tổng công suất điện gió và mặt trời lên 1.200 gigawatt vào năm 2030, đồng thời giảm 18% lượng phát thải CO2 trên mỗi đơn vị GDP trong năm nay.

Theo Interesting Engineering