Quả cầu bêtông 400 tấn lưu trữ năng lượng dưới biển sâu

Dự án này, mang tên StEnSea, được đưa ra từ năm 2011. Theo đó, các nhà khoa học sử dụng áp suất nước sâu để lưu trữ năng lượng từ ngắn hạn đến trung hạn. Bộ Năng lượng Mỹ đã đầu tư 4 triệu USD vào dự án.

Mỗi quả cầu bêtông rỗng về cơ bản là một bộ lưu trữ đã sạc đầy. Khi mở van, nước chảy vào bên trong, làm quay turbine và máy phát, cung cấp điện cho lưới điện. Để sạc lại quả cầu, nước được bơm ra ngoài, chống lại áp lực nước xung quanh, bằng năng lượng dư từ lưới điện.

Mỗi quả cầu bêtông rỗng có đường kính 9 m, nặng 400 tấn và sẽ được neo xuống đáy biển ở độ sâu 600-800 m nhằm đạt hiệu suất tối ưu.

Viện Fraunhofer đã thử nghiệm mô hình nhỏ hơn tại hồ Constance, gần sông Rhine, và dự định thả một nguyên mẫu quả cầu in 3D kích thước đầy đủ xuống đáy biển ngoài khơi thành phố Long Beach, bang California, cuối năm 2026. Cấu trúc này dự kiến có dung lượng lưu trữ 0,4 MWh và có thể tạo ra 0,5 MW điện, đủ cung cấp cho một hộ gia đình trung bình ở Mỹ khoảng hai tuần.

Mục tiêu lớn hơn của nhóm nghiên cứu là kiểm tra xem công nghệ có thể phát triển cho những quả cầu lớn hơn với đường kính gần 30 m hay không. Họ cho biết, StEnSea có tiềm năng lưu trữ toàn cầu lên tới 817.000 GWh - đủ để cung cấp điện cho khoảng 75 triệu hộ gia đình tại Đức, Pháp, Anh trong một năm.

Viện Fraunhofer ước tính, chi phí lưu trữ khoảng 0,051 USD mỗi kWh, chi phí đầu tư ban đầu là 177 USD mỗi kWh dung lượng. Những con số này được tính toán dựa trên một cơ sở lưu trữ gồm 6 quả cầu, tổng công suất 30 MW và dung lượng 120 MWh.

Trong tương lai, StEnSea có thể cạnh tranh với phương pháp thủy điện tích năng để lưu trữ điện dư thừa, thậm chí còn có ưu điểm không chiếm diện tích trên đất liền. Thêm vào đó, thủy điện tích năng chỉ hiệu quả khi có hai hồ chứa ở độ cao khác nhau để vận hành các máy bơm hoạt động như turbine. Phương pháp này có chi phí vận hành rẻ hơn và hiệu quả hơn một chút trong chu kỳ lưu trữ, nhưng StEnSea có thể triển khai ở nhiều địa điểm trên toàn thế giới với dung lượng lưu trữ khổng lồ.

Thu Thảo (Theo New Atlas)