Zoey
Intern Writer
Chào các bạn, hôm nay mình có một tin cực kỳ thú vị muốn chia sẻ với mọi người, đặc biệt là những ai quan tâm đến công nghệ và môi trường nhé! Trung Quốc vừa chính thức đưa vào vận hành thương mại một hệ thống phát điện hoàn toàn mới, sử dụng khí carbon dioxide (CO2) thay vì hơi nước truyền thống. Đây là lần đầu tiên công nghệ này được triển khai thực tế trên quy mô lớn, đánh dấu một bước tiến đáng kể trong ngành năng lượng toàn cầu đó.
Cụ thể, vào ngày 20/12 vừa qua, một tổ máy phát điện dùng CO2 siêu tới hạn đã bắt đầu hoạt động tại một nhà máy thép ở tỉnh Quý Châu, phía tây nam Trung Quốc. Điều đặc biệt ở đây là hệ thống này sử dụng CO2 ở một trạng thái rất đặc biệt, nơi nó vừa mang đặc tính của chất lỏng lại vừa có đặc tính của chất khí. Nhờ vậy, CO2 có thể quay tua-bin hiệu quả hơn nhiều so với các hệ thống hơi nước thông thường.
Điểm đột phá lớn nhất của công nghệ này chính là khả năng thu hồi nhiệt thải công nghiệp – nguồn năng lượng mà lẽ ra sẽ bị thải ra môi trường một cách lãng phí – và biến nó thành điện năng. Theo Tập đoàn Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC), một trong những đơn vị thiết kế chính của dự án, việc này không chỉ giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu mà còn cắt giảm đáng kể lượng khí thải carbon.
Dự án này được khởi công từ năm 2023. CNNC cho biết, hệ thống mới có hiệu suất tái sử dụng nhiệt thải công nghiệp cao hơn 85% so với các hệ thống hơi nước truyền thống. Không những thế, nó còn có thể tăng sản lượng điện ròng lên hơn 50%, tạo ra thêm khoảng 70 triệu kilowatt-giờ điện mỗi năm. Một con số không hề nhỏ chút nào, phải không các bạn?
Mình cùng tìm hiểu sâu hơn một chút về lý do tại sao CO2 siêu tới hạn lại ưu việt hơn nhé. Các nhà máy nhiệt điện và điện hạt nhân truyền thống thường dựa vào tua-bin hơi nước, vốn hoạt động tốt nhất khi có nguồn nhiệt mạnh và ổn định. Ngược lại, CO2 siêu tới hạn lại phát huy hiệu quả ngay cả với các nguồn nhiệt yếu hơn và không ổn định. Ở trạng thái này, CO2 đặc hơn khí rất nhiều, cho phép nó mang nhiều năng lượng hơn, đồng thời lại ít nhớt hơn chất lỏng, giúp quay tua-bin hiệu quả hơn.
Tất nhiên, công nghệ mới thì thường đi kèm với chi phí ban đầu cao hơn. Một nghiên cứu năm 2021 đã chỉ ra rằng, dù chi phí đầu tư ban đầu của công nghệ này có thể cao hơn gần một phần ba so với hệ thống hơi nước truyền thống, nhưng nếu tính toán trên vòng đời 30 năm của nhà máy, chi phí trung bình cho mỗi kilowatt-giờ điện lại tương đương. Điều này cho thấy về lâu dài, đây vẫn là một khoản đầu tư xứng đáng.
Công nghệ này cũng nhận được sự ủng hộ mạnh mẽ từ chính sách của Trung Quốc. Năm 2021, nó đã được đưa vào kế hoạch đổi mới năng lượng trong Kế hoạch 5 năm lần thứ 14 của nước này. Đài truyền hình trung ương Trung Quốc (CCTV) còn nhấn mạnh rằng, công nghệ này có thể giúp Trung Quốc đạt được "mục tiêu kép về carbon" – tức là đạt đỉnh phát thải carbon vào năm 2030 và trung hòa carbon vào năm 2060.
CNNC ước tính, nếu được triển khai rộng rãi trên khắp các hệ thống thu hồi nhiệt thải công nghiệp của Trung Quốc, công nghệ này có thể giúp tiết kiệm hơn 4,8 triệu tấn than mỗi năm và cắt giảm hơn 12,8 triệu tấn khí thải CO2. Những con số này thực sự ấn tượng và cho thấy tiềm năng to lớn của nó trong việc bảo vệ môi trường.
Trong những năm gần đây, Trung Quốc đã đẩy mạnh phát triển điện gió và điện mặt trời. Tuy nhiên, tăng trưởng sản lượng điện thực tế vẫn chưa theo kịp tốc độ tăng công suất lắp đặt. Đến cuối năm 2024, điện gió và điện mặt trời chiếm 42% tổng công suất lắp đặt điện của Trung Quốc, nhưng chỉ sản xuất ra 18% tổng lượng điện, chủ yếu là do điều kiện thời tiết thay đổi. Công nghệ CO2 siêu tới hạn này có thể là một giải pháp hữu hiệu để lấp đầy khoảng trống đó.
Để tiếp tục phát triển, CNNC còn có kế hoạch hoàn thành một dự án khác vào năm 2028 tại Khu tự trị Duy Ngô Nhĩ Tân Cương, phía tây bắc Trung Quốc. Dự án này sẽ kết hợp phát điện bằng CO2 siêu tới hạn với hệ thống lưu trữ nhiệt bằng muối nóng chảy, hứa hẹn sẽ mang lại hiệu quả cao hơn nữa.
Một ưu điểm nữa mà CCTV cũng nhắc đến là các hệ thống điện CO2 siêu tới hạn chỉ cần không gian lắp đặt bằng khoảng một nửa so với các tổ máy hơi nước truyền thống. Điều này khiến chúng trở nên cực kỳ phù hợp cho những nơi có không gian hạn chế như các giàn khoan năng lượng ngoài khơi hay các tàu lớn.
Thật là một công nghệ đầy hứa hẹn, phải không các bạn? Mình tin rằng những bước tiến như thế này sẽ góp phần rất lớn vào việc xây dựng một tương lai năng lượng bền vững hơn cho tất cả chúng ta.
Cụ thể, vào ngày 20/12 vừa qua, một tổ máy phát điện dùng CO2 siêu tới hạn đã bắt đầu hoạt động tại một nhà máy thép ở tỉnh Quý Châu, phía tây nam Trung Quốc. Điều đặc biệt ở đây là hệ thống này sử dụng CO2 ở một trạng thái rất đặc biệt, nơi nó vừa mang đặc tính của chất lỏng lại vừa có đặc tính của chất khí. Nhờ vậy, CO2 có thể quay tua-bin hiệu quả hơn nhiều so với các hệ thống hơi nước thông thường.
Điểm đột phá lớn nhất của công nghệ này chính là khả năng thu hồi nhiệt thải công nghiệp – nguồn năng lượng mà lẽ ra sẽ bị thải ra môi trường một cách lãng phí – và biến nó thành điện năng. Theo Tập đoàn Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC), một trong những đơn vị thiết kế chính của dự án, việc này không chỉ giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu mà còn cắt giảm đáng kể lượng khí thải carbon.
Dự án này được khởi công từ năm 2023. CNNC cho biết, hệ thống mới có hiệu suất tái sử dụng nhiệt thải công nghiệp cao hơn 85% so với các hệ thống hơi nước truyền thống. Không những thế, nó còn có thể tăng sản lượng điện ròng lên hơn 50%, tạo ra thêm khoảng 70 triệu kilowatt-giờ điện mỗi năm. Một con số không hề nhỏ chút nào, phải không các bạn?
Mình cùng tìm hiểu sâu hơn một chút về lý do tại sao CO2 siêu tới hạn lại ưu việt hơn nhé. Các nhà máy nhiệt điện và điện hạt nhân truyền thống thường dựa vào tua-bin hơi nước, vốn hoạt động tốt nhất khi có nguồn nhiệt mạnh và ổn định. Ngược lại, CO2 siêu tới hạn lại phát huy hiệu quả ngay cả với các nguồn nhiệt yếu hơn và không ổn định. Ở trạng thái này, CO2 đặc hơn khí rất nhiều, cho phép nó mang nhiều năng lượng hơn, đồng thời lại ít nhớt hơn chất lỏng, giúp quay tua-bin hiệu quả hơn.
Tất nhiên, công nghệ mới thì thường đi kèm với chi phí ban đầu cao hơn. Một nghiên cứu năm 2021 đã chỉ ra rằng, dù chi phí đầu tư ban đầu của công nghệ này có thể cao hơn gần một phần ba so với hệ thống hơi nước truyền thống, nhưng nếu tính toán trên vòng đời 30 năm của nhà máy, chi phí trung bình cho mỗi kilowatt-giờ điện lại tương đương. Điều này cho thấy về lâu dài, đây vẫn là một khoản đầu tư xứng đáng.
Công nghệ này cũng nhận được sự ủng hộ mạnh mẽ từ chính sách của Trung Quốc. Năm 2021, nó đã được đưa vào kế hoạch đổi mới năng lượng trong Kế hoạch 5 năm lần thứ 14 của nước này. Đài truyền hình trung ương Trung Quốc (CCTV) còn nhấn mạnh rằng, công nghệ này có thể giúp Trung Quốc đạt được "mục tiêu kép về carbon" – tức là đạt đỉnh phát thải carbon vào năm 2030 và trung hòa carbon vào năm 2060.
CNNC ước tính, nếu được triển khai rộng rãi trên khắp các hệ thống thu hồi nhiệt thải công nghiệp của Trung Quốc, công nghệ này có thể giúp tiết kiệm hơn 4,8 triệu tấn than mỗi năm và cắt giảm hơn 12,8 triệu tấn khí thải CO2. Những con số này thực sự ấn tượng và cho thấy tiềm năng to lớn của nó trong việc bảo vệ môi trường.
Trong những năm gần đây, Trung Quốc đã đẩy mạnh phát triển điện gió và điện mặt trời. Tuy nhiên, tăng trưởng sản lượng điện thực tế vẫn chưa theo kịp tốc độ tăng công suất lắp đặt. Đến cuối năm 2024, điện gió và điện mặt trời chiếm 42% tổng công suất lắp đặt điện của Trung Quốc, nhưng chỉ sản xuất ra 18% tổng lượng điện, chủ yếu là do điều kiện thời tiết thay đổi. Công nghệ CO2 siêu tới hạn này có thể là một giải pháp hữu hiệu để lấp đầy khoảng trống đó.
Để tiếp tục phát triển, CNNC còn có kế hoạch hoàn thành một dự án khác vào năm 2028 tại Khu tự trị Duy Ngô Nhĩ Tân Cương, phía tây bắc Trung Quốc. Dự án này sẽ kết hợp phát điện bằng CO2 siêu tới hạn với hệ thống lưu trữ nhiệt bằng muối nóng chảy, hứa hẹn sẽ mang lại hiệu quả cao hơn nữa.
Một ưu điểm nữa mà CCTV cũng nhắc đến là các hệ thống điện CO2 siêu tới hạn chỉ cần không gian lắp đặt bằng khoảng một nửa so với các tổ máy hơi nước truyền thống. Điều này khiến chúng trở nên cực kỳ phù hợp cho những nơi có không gian hạn chế như các giàn khoan năng lượng ngoài khơi hay các tàu lớn.
Thật là một công nghệ đầy hứa hẹn, phải không các bạn? Mình tin rằng những bước tiến như thế này sẽ góp phần rất lớn vào việc xây dựng một tương lai năng lượng bền vững hơn cho tất cả chúng ta.
