Các dự án đoạt Giải thưởng Năng lượng Mới 2025: Trung tâm dữ liệu năng lượng tái tạo và điện gió góp phần tái thiết Fukushima
31/01/2026
Giải thích hình ảnh (nội dung kỹ thuật)
Hình minh họa so sánh giữa tua-bin Francis truyền thống và tua-bin nước thế hệ mới được phát triển nhằm mở rộng dải vận hành và nâng cao hiệu suất phát điện trong điều kiện thủy văn biến động.
1. Tua-bin Francis truyền thống（従来型フランシス水車）
-
Dòng nước được dẫn vào tua-bin thông qua draft tube (ống hút).
-
Khi lưu lượng nước giảm mạnh, dòng chảy không ổn định, làm suy giảm hiệu suất và có thể khiến tua-bin không vận hành được.
-
Khả năng thích ứng với biến động lưu lượng và cột nước còn hạn chế.
2. Tua-bin nước thế hệ mới（新型水車）
-
Ứng dụng cánh dẫn nước kiểu runner đặc biệt (ランナ) kết hợp với volute (buồng xoắn) được thiết kế lại.
-
Dòng nước vẫn duy trì chuyển động xoáy ổn định ngay cả khi lưu lượng thấp.
-
Nhờ đó, tua-bin vẫn phát điện hiệu quả trong dải điều kiện rộng hơn nhiều so với thiết kế truyền thống.
Dịch chú thích trong hình
Chú thích cấu tạo
-
ドラフトチューブ: Ống hút (Draft tube)
-
水車羽根車（ランナ）: Bánh công tác / cánh tua-bin (Runner)
-
ボリュート: Buồng xoắn (Volute)
-
水の流れ: Dòng nước
Bảng so sánh hiệu năng
| Hạng mục | Tua-bin truyền thống | Tua-bin thế hệ mới |
|---|---|---|
| Dải biến động lưu lượng | 30–105% | 10–100% |
| Dải biến động cột nước | 60–140% | 50–150% |
| Dải biến động công suất | ~100% | 1–100% |
(Giá trị in đỏ trong hình thể hiện hiệu năng được cải thiện rõ rệt của tua-bin mới)
Ý nghĩa công nghệ
Thiết kế tua-bin thế hệ mới cho phép:
-
Phát điện ổn định ngay cả khi lưu lượng nước chỉ còn 10–30%, điều kiện mà các tua-bin truyền thống khó vận hành.
-
Mở rộng khả năng khai thác thủy điện nhỏ và trung bình, đặc biệt tại các khu vực có dòng chảy theo mùa.
-
Góp phần tăng sản lượng điện, giảm chi phí đầu tư và nâng cao tính kinh tế của các dự án thủy điện phân tán.
Ngày 28/1, Quỹ Năng lượng Mới Nhật Bản đã công bố danh sách 14 dự án và tổ chức đoạt Giải thưởng Năng lượng Mới năm 2025, ghi nhận những sáng kiến tiêu biểu trong lĩnh vực công nghệ năng lượng tái tạo, khử carbon và phát triển khu vực bền vững.
Giải thưởng Bộ trưởng Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp (METI) được trao cho dự án “Phát triển tuabin nước mới có thể vận hành trong dải lưu lượng và cột áp rộng”, do Sở Công nghiệp và Lao động tỉnh Akita, Công ty Phát điện Thủy điện Nhỏ Tohoku và Đại học Waseda phối hợp thực hiện.
Tuabin mới ứng dụng công nghệ dẫn hướng nước theo phương xuyên tâm trong khi vẫn duy trì chuyển động xoáy của cánh, cho phép phát điện ổn định ngay cả khi lưu lượng nước giảm xuống còn 30% hoặc thấp hơn, mức mà các tuabin thông thường không còn hoạt động. Công nghệ này có thể áp dụng cho cả tuabin quy mô lớn và các hệ thống thủy điện nhỏ dưới 500 kW.
So với các thiết kế truyền thống, phạm vi lưu lượng vận hành đã được mở rộng từ 10% đến 100%, trong khi phạm vi cột áp tăng từ 50% đến 150%. Hiệu suất tổng thể được cải thiện từ 5–10%, giúp tăng đáng kể sản lượng điện. Tính linh hoạt cao trong bố trí thiết bị cũng được kỳ vọng sẽ giảm chi phí đầu tư, mở đường cho việc khai thác các địa điểm thủy điện trước đây bị đánh giá là kém khả thi về kinh tế.
Bên cạnh đó, Giải thưởng Tổng Giám đốc Cơ quan Tài nguyên và Năng lượng được trao cho hai dự án tiêu biểu. Dự án thứ nhất, “Thách thức hồi sinh khu vực thông qua liên kết điện gió ngoài khơi và trung tâm dữ liệu”, do Green Power Investment, Green Power Retailing và Kyocera Communication Systems triển khai. Dự án thứ hai là “Nhà máy điện gió trên bờ lớn nhất Nhật Bản đóng góp cho tái thiết Fukushima và phát triển khu vực” của Fukushima Reconstruction Wind Power LLC.
Trong mô hình kết hợp điện gió ngoài khơi với trung tâm dữ liệu, các hệ thống pin lưu trữ dung lượng lớn được lắp đặt tại các trang trại gió nhằm đảm bảo cung cấp điện ổn định. Trung tâm dữ liệu đồng thời kết hợp nguồn điện mặt trời lân cận và sử dụng trí tuệ nhân tạo để điều phối cung – cầu điện theo từng giờ. Nhờ đó, trung tâm đạt mục tiêu vận hành 24/7 bằng 100% năng lượng tái tạo, được xem là mô hình tiên phong cho sự kết hợp giữa chuyển dịch năng lượng (GX) và chuyển đổi số (DX) ở cấp độ khu vực.
Nhà máy điện gió trên bờ tại Fukushima đã đi vào vận hành từ tháng 4/2025, với mục tiêu không chỉ sản xuất điện mà còn đóng góp trực tiếp cho công cuộc tái thiết địa phương. Một phần doanh thu bán điện được hoàn lại cho chính quyền địa phương, dự án tạo việc làm cho người dân và ưu tiên sử dụng nhà thầu, nhà sản xuất trong nước. Khu văn phòng quản lý được trang bị điện mặt trời, đóng vai trò như một trung tâm sinh hoạt cộng đồng và đang được xem xét sử dụng làm điểm phòng chống thiên tai trong tương lai.
Ngoài ra, Giải thưởng Chủ tịch Quỹ Năng lượng Mới và các giải thưởng khác được trao cho nhiều sáng kiến đa dạng, bao gồm: hợp đồng mua bán điện (PPA) sử dụng năng lượng dư thừa điều khiển bằng AI; hệ thống pin nhiên liệu hiệu suất cao; giải pháp tích hợp điện mặt trời trong nhà máy; mở rộng sử dụng hydro và năng lượng xanh theo mô hình trao đổi nhiệt – điện theo khối; sản xuất e-methane từ CO₂ có nguồn gốc sinh học; và các mô hình quản lý năng lượng hiệu quả, kinh tế tuần hoàn tại địa phương.
Các dự án đoạt giải năm nay cho thấy xu hướng rõ nét của Nhật Bản trong việc kết hợp đổi mới công nghệ năng lượng với tái thiết khu vực, chuyển đổi số và phát triển kinh tế địa phương bền vững, đặc biệt tại những địa phương chịu ảnh hưởng nặng nề sau thảm họa như tỉnh Fukushima.
