Đức Phát Triển Hệ Thống Lưu Trữ Năng Lượng Dựa Trên Muối Và Không Khí (BESS)

Đức Phát Triển Hệ Thống Lưu Trữ Năng Lượng Dựa Trên Muối Và Không Khí (BESS)

Đức đang phát triển đồng thời các công nghệ lưu trữ năng lượng dựa trên muối và dựa trên không khí.

Các hệ thống dựa trên muối sử dụng muối nóng chảy để lưu trữ nhiệt, sau đó có thể dùng cho sưởi ấm hoặc phát điện. Các hệ thống dựa trên không khí, như công nghệ của Augwind Energy, nén không khí và lưu trữ trong các hang muối ngầm để sử dụng phát điện khi cần thiết. Các công nghệ này nhằm mục tiêu cung cấp giải pháp lưu trữ năng lượng dài hạn, quy mô lớn, hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo.

Tháng 7/2025 — Đức sẽ trở thành nơi đặt hệ thống AirBattery quy mô thương mại đầu tiên trên thế giới — một hệ thống lưu trữ năng lượng dài hạn do công ty Augwind Energy (Israel) phát triển. Cơ sở này sẽ sử dụng công nghệ Hydraulic Compressed Air Energy Storage (CAES) để lưu trữ điện dư từ năng lượng tái tạo bằng cách nén không khí vào các hang muối ngầm, sau đó giải phóng không khí để phát điện khi nhu cầu tăng.

Đặc điểm chính:

• Môi trường lưu trữ: Các hang muối được khai thác, rất dồi dào ở Đức và lý tưởng về mặt địa chất cho lưu trữ khí nén áp suất cao.

• Dung lượng: Mỗi hang có thể lưu trữ từ 3–8 GWh năng lượng — đủ để cung cấp điện cho hàng chục nghìn hộ gia đình trong nhiều ngày, thậm chí nhiều tuần.

• Hiệu suất: Thử nghiệm ban đầu cho thấy hiệu suất vòng kín đạt 47%, các hệ thống thương mại dự kiến đạt trên 60%.

• Tác động môi trường: Sử dụng vật liệu tại chỗ, không cần lithium hoặc đất hiếm, và hầu như không bị xuống cấp phần cứng trong vòng 40 năm.

• Thời điểm vận hành: Dự kiến giữa 2027–2028.

Tại sao điều này quan trọng:
AirBattery được thiết kế để đối phó với hiện tượng “Dunkelflaute” — những giai đoạn kéo dài thiếu gió và nắng gây thách thức cho sự ổn định lưới điện châu Âu. Khác với pin lithium-ion thường chỉ lưu trữ được trong vài giờ, AirBattery có thể lưu trữ năng lượng trong nhiều tuần hoặc nhiều tháng, hứa hẹn trở thành bước ngoặt trong tích hợp năng lượng tái tạo và tăng cường khả năng phục hồi lưới điện.

“Đây không chỉ là một dự án; đây là một cột mốc quan trọng để đạt mục tiêu phát thải ròng bằng 0,” ông Or Yogev, CEO của Augwind, nhấn mạnh.

Đức hiện có mạng lưới hơn 400 hang muối, mang đến tổng tiềm năng lưu trữ lý thuyết lên tới 330 TWh, giúp quốc gia này trở thành một trong những nước dẫn đầu về lưu trữ năng lượng dài hạn quy mô lớn.

Lưu Trữ Nhiệt Năng Dựa Trên Muối

Cơ chế:
Hệ thống đun nóng hỗn hợp muối nóng chảy (thường là hỗn hợp nitrat natri và nitrat kali) đến nhiệt độ rất cao (trên 1.000 °C) bằng nguồn điện dư, thường đến từ năng lượng tái tạo.

Lưu trữ:
Muối đã đun nóng được lưu trong các bồn cách nhiệt, có thể giữ nhiệt trong nhiều tuần hoặc nhiều tháng với tổn thất rất nhỏ.

Giải phóng:
Khi cần năng lượng, nhiệt được truyền sang một môi chất (như không khí hoặc dầu) để tạo hơi nước hoặc cung cấp nhiệt trực tiếp.

Ưu điểm:

• Lưu trữ dài hạn

• Dễ mở rộng quy mô

• Sử dụng vật liệu sẵn có, giảm tác động môi trường

Lưu Trữ Năng Lượng Dựa Trên Không Khí (CAES)

Cơ chế:
Trong thời kỳ nhu cầu thấp, điện được sử dụng để nén không khí và lưu trữ trong các hang muối ngầm.

Giải phóng:
Khi cần điện, không khí nén được giải phóng, trộn với nhiên liệu (như khí tự nhiên) để quay tua-bin phát điện.

Ưu điểm:

• Lưu trữ quy mô lớn, dài hạn

• Nhà máy Huntorf ở Đức đã vận hành từ năm 1978

Ứng dụng khác:
Augwind Energy đang phát triển công nghệ lưu trữ khí nén trực tiếp trong hang muối không cần đốt nhiên liệu, giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Lợi Ích Chính Cho Chuyển Đổi Năng Lượng

• Lưu trữ dài hạn: Cả hai hệ thống có thể lưu trữ năng lượng trong thời gian dài, giải quyết vấn đề gián đoạn của điện gió và điện mặt trời.

• Ổn định lưới điện: Cung cấp nguồn điện dự phòng tin cậy khi năng lượng tái tạo không khả dụng.

• Giảm phát thải carbon: Tăng tỷ lệ năng lượng tái tạo trong hệ thống điện, góp phần giảm phát thải khí nhà kính.

• Giảm phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch: Có thể thay thế hoặc giảm nhu cầu nhà máy điện dùng nhiên liệu hóa thạch cho cả phát điện và sưởi ấm công nghiệp.