Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge (ORNL) của Mỹ vừa phát triển phương pháp tiên tiến, giúp biến hàng nghìn mỏ than bỏ hoang của Mỹ thành những "pin nước ngầm khổng lồ" – một giải pháp lưu trữ năng lượng dài hạn cực kỳ hứa hẹn, IE thông tin ngày 4/3.
Theo Bộ Lao động Mỹ, Mỹ có khoảng 500.000 mỏ than bỏ hoang. Sự xuất hiện của phương pháp này có thể góp phần ổn định lưới điện sạch, biến gánh nặng môi trường thành tài sản giá trị cho tương lai năng lượng bền vững.
Mỏ than bỏ hoang tại Mỹ. ORNL/YouTube
Phương pháp này tận dụng các hầm mỏ sâu làm bể chứa dưới, loại bỏ nhu cầu xây dựng các công trình đồ sộ trên đồi núi, giảm chi phí xây dựng đáng kể, rút ngắn thời gian triển khai, đồng thời mở rộng khả năng áp dụng cho cả những vùng địa hình bằng phẳng trước đây không thể làm thủy điện tích năng.
Đây là bước ngoặt lớn để hỗ trợ lưới điện carbon trung tính, đồng thời mang lại cơ hội kinh tế mới cho các cộng đồng từng phụ thuộc vào khai thác than.
Mỹ biến mỏ than bỏ hoang thành "báu vật năng lượng" bằng cách gì?
Phương pháp này dựa trên thủy điện tích năng (Pumped Storage Hydropower - PSH), hay còn gọi là "pin nước".
Nguyên lý đơn giản - khi điện dư thừa (ví dụ vào buổi chiều nắng mạnh từ pin mặt trời), nước được bơm lên cao để lưu trữ năng lượng. Khi nhu cầu điện tăng cao, nước được thả xuống qua tua-bin để phát điện.
Hiện nay, PSH chiếm hơn 90% dung lượng lưu trữ quy mô lớn của Mỹ, nhưng sự phát triển bị hạn chế vì cần chênh lệch độ cao lớn giữa hai bể chứa, thường phải xây ở vùng đồi núi.
Mô hình hoạt động của thủy điện tích năng. Nguồn: Songda
Đột phá của ORNL là chuyển toàn bộ quá trình xuống dưới lòng đất. Họ dùng các giếng mỏ sâu, đường hầm và hạ tầng sẵn có làm bể chứa dưới, thay vì phải xây mới các bể trên đồi. Cách làm này tận dụng tối đa cơ sở hạ tầng cũ, không cần tạo địa hình nhân tạo, giúp triển khai ở nhiều nơi hơn, đặc biệt là các bang có nhiều mỏ than bỏ hoang.
Nhà nghiên cứu cấp cao Tiến sĩ Thien Nguyen tại ORNL chia sẻ: "Thủy điện tích năng ngầm là cơ hội thú vị, nhưng chúng ta phải vượt qua các thách thức như ăn mòn hóa học và ổn định cấu trúc."
Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục phân tích kỹ thuật-kinh tế toàn diện, đánh giá hiệu suất hệ thống để đưa ra hướng dẫn tốt nhất cho thiết kế, xây dựng và vận hành tại từng địa điểm cụ thể. Công cụ mô hình này sẽ giúp các đối tác công nghiệp đánh giá rủi ro và đưa ra quyết định sáng suốt.
Nghiên cứu này mở ra tương lai sáng sủa, những mỏ than từng cung cấp năng lượng cho thời kỳ công nghiệp giờ đây có thể góp phần ổn định lưới điện sạch, phát triển bền vững.
