Pin cát sẽ giải tỏa “cơn khát” năng lượng?

Phần Lan từng phải nhập phần lớn khí đốt từ Nga. Sau khi xảy ra cuộc xung đột Nga - Ukraine, vấn đề năng lượng thay thế đã nhận được mối quan tâm lớn, trong bối cảnh Phần Lan cũng như nhiều quốc gia châu Âu muốn giảm sự lệ thuộc vào khí đốt Nga.

Với việc Phần Lan quyết định gia nhập NATO, Nga đã ngừng hoàn toàn việc cung cấp khí đốt và điện cho Phần Lan. Các chính trị gia cũng như dân thường Phần Lan hiện đều quan ngại về việc sưởi ấm và điện để thắp sáng, khi mùa đông dài cực lạnh đang đến.

Từ trước cuộc xung đột Nga - Ukraine, do biến đổi khí hậu cũng như vấn đề đa dạng hóa nguồn cung năng lượng nên đã có một làn sóng đầu tư vào việc sản xuất năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, sản xuất điện mặt trời và điện gió hiện hữu nhiều thách thức không nhỏ.

Câu hỏi khó nhất là làm thế nào để tiếp tục có điện khi mặt trời không chiếu sáng vào ban đêm, hay gió bất ngờ ngừng thổi?

Câu trả lời rõ ràng nhất là pin với khả năng lưu trữ lớn. Nhưng hiện tại, hầu hết các loại pin đều được sản xuất bằng lithium rất đắt tiền. Các quả pin lithium có kích thước vật lý lớn, trong khi chỉ giúp xử lý hạn chế lượng điện dư thừa.

Nhưng tại thị trấn Kankaanpää, một nhóm kỹ sư trẻ người Phần Lan đã hoàn thành việc lắp đặt một loại pin làm từ cát. Họ tin rằng có thể giải quyết vấn đề lưu trữ năng lượng với chi phí thấp và gây tác động thấp tới môi trường.

Markku Ylönen, một trong hai sáng lập viên của Polar Night Energy - công ty phát triển sản phẩm pin cát - cho biết: “Bất cứ khi nào lượng điện tạo ra từ nguồn năng lượng xanh, chúng tôi đều muốn nó được đưa vào lưu trữ một cách nhanh chóng”.

Pin cát của Polar Night Energy về cơ bản là một trăm tấn cát xây dựng được chứa trong một chiếc bồn khổng lồ, đặt trong Nhà máy Điện Vatajankoski, nơi chạy hệ thống sưởi của cả thị trấn Kankaanpää.

Nguyên tắc hoạt động của pin cát khá đơn giản. Năng lượng tái tạo được sản xuất với chi phí rất rẻ, sẽ được dùng để làm nóng 100 tấn cát lên nhiệt độ 500⁰C, thông qua việc đốt nóng các điện trở vùi sâu trong cát.

Cát nóng dễ dàng làm nóng không khí xung quanh. Khi cần sử dụng, người ta sẽ bơm dòng khí được pin cát làm nóng vào hệ thống sưởi của địa phương, đưa đi làm ấm cho các ngôi nhà, văn phòng và thậm chí cả hồ bơi.

Nhóm nghiên cứu cho biết, cát là một phương tiện lưu trữ nhiệt rất hiệu quả và ít bị mất nhiệt theo thời gian. Họ tin rằng pin cát có thể giữ cát ở nhiệt độ 500⁰C trong vài tháng.

Những thách thức lớn nhất hiện nay là liệu công nghệ này có thể được mở rộng quy mô đến đâu để thực sự tạo ra sự khác biệt? Liệu các nhà phát triển có thể dùng pin cát để tạo ra điện không, thay vì chỉ dùng để sưởi ấm.

Thực tế, lưu trữ năng lượng xanh dưới dạng nhiệt trong thời gian dài cũng đã mang tới nhiều lựa chọn tốt, khi hầu hết lượng nhiệt được sử dụng trong ngành thực phẩm, đồ uống, dệt may hoặc dược phẩm đều đến từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch.

Ngoài Phần Lan, các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia Mỹ cũng đang xem cát như một dạng pin khả thi lưu trữ năng lượng xanh.

Tường Linh