Công nghệ bánh đà lưu trữ năng lượng đang quay trở lại — và có thể thay đổi cuộc chơi pin dự trữ điện

Theo CleanTechnica, trong khi pin lithium-ion đang thống trị thị trường lưu trữ năng lượng toàn cầu, một công nghệ tưởng chừng đã bị lãng quên đang âm thầm quay trở lại: lưu trữ năng lượng bằng bánh đà (flywheel energy storage). Với khoản đầu tư hàng trăm triệu USD và những cải tiến đột phá về thời gian vận hành, bánh đà không còn là giải pháp "ngách" mà đang trở thành đối thủ đáng gờm trong cuộc đua lưu trữ năng lượng tái tạo.

Amber Kinetics — người tiên phong đưa bánh đà vượt qua giới hạn

Công ty Amber Kinetics có trụ sở tại Mỹ đang dẫn đầu cuộc cách mạng này. Khác với các hệ thống bánh đà truyền thống chỉ hoạt động được trong vài giây đến vài phút, Amber Kinetics đã phát triển thành công hệ thống xả điện liên tục trong 4 giờ — một bước nhảy vọt đưa bánh đà vào phân khúc lưu trữ năng lượng dài hạn (long-duration energy storage), cạnh tranh trực tiếp với pin hóa học.

Nguyên lý hoạt động khá đơn giản nhưng hiệu quả: một rotor thép đặc được quay trong buồng chân không gần như tuyệt đối, sử dụng hệ thống nâng từ trường (magnetic levitation) độc quyền để loại bỏ ma sát. Năng lượng được lưu trữ dưới dạng động năng quay — và theo công thức vật lý, khi tốc độ quay tăng gấp đôi, năng lượng lưu trữ sẽ tăng gấp bốn lần.

Triển khai rộng khắp từ Philippines đến Nhật Bản

Amber Kinetics đã bắt đầu thử nghiệm nguyên mẫu tại Hawaii từ năm 2017 và hiện có cơ sở sản xuất tại Philippines, cách thành phố quê hương của tác giả bài viết gốc chỉ 33 km. Công ty đã triển khai nhiều dự án đáng chú ý:

• Philippines: Hệ thống thử nghiệm 16 kW/64 kWh tại Phòng thí nghiệm Meralco Power Tech, và hệ thống tại khuôn viên Đại học De La Salle Laguna (đưa vào vận hành đầu năm 2020)
• Nhật Bản: Lắp đặt tại Mystar Engineering Corporation ở Chiba và Phòng thí nghiệm Đổi mới Mở Kashiwa-no-ha (KOIL)
• Australia: Hệ thống 8 kW/32 kWh tại Hidden Valley, Victoria
• Tây Tạng, Trung Quốc: Hợp tác với Yungao Renewables tại Dazi, Lhasa
• Mỹ: Nhiều địa điểm tại Hawaii, Massachusetts, California và Florida

Ưu điểm vượt trội so với pin hóa học

Điểm mạnh lớn nhất của bánh đà là tuổi thọ ước tính lên đến 30 năm — gấp đôi hoặc gấp ba so với hầu hết các hệ thống pin lithium-ion hiện tại. Do không có phản ứng hóa học, bánh đà không bị suy giảm hiệu suất theo thời gian như pin truyền thống.

Về độ bền, hệ thống của Amber Kinetics đã chịu được trận động đất mạnh 7,3 độ Richter trong quá trình thử nghiệm tại Fukushima, Nhật Bản mà không hư hại. Đây là minh chứng cho khả năng chống chịu điều kiện khắc nghiệt vượt xa các giải pháp lưu trữ bằng pin.

Ngoài ra, bánh đà còn thân thiện với môi trường hơn vì không sử dụng các kim loại hiếm hay hóa chất độc hại, giảm áp lực lên chuỗi cung ứng khoáng sản vốn đang căng thẳng trên toàn cầu.

Tuy nhiên, bài viết gốc cũng nhấn mạnh rằng bánh đà và pin không nhất thiết phải cạnh tranh lẫn nhau — cả hai công nghệ có thể bổ sung cho nhau trong một hệ thống lưu trữ năng lượng tích hợp.

Ý nghĩa với thị trường Việt Nam

Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ năng lượng tái tạo, đặc biệt là điện mặt trời và điện gió. Tuy nhiên, bài toán lưu trữ năng lượng vẫn là thách thức lớn khi sản lượng điện tái tạo biến động theo thời tiết.

Công nghệ bánh đà với tuổi thọ 30 năm và khả năng chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt có thể là giải pháp tiềm năng cho Việt Nam, đặc biệt tại các khu vực hay chịu ảnh hưởng của bão và thiên tai. Việc Amber Kinetics đã có cơ sở sản xuất tại Philippines — quốc gia láng giềng Đông Nam Á — cũng mở ra khả năng tiếp cận công nghệ này với chi phí hợp lý hơn cho Việt Nam.

Đối với hạ tầng trạm sạc xe điện, công nghệ bánh đà có thể đóng vai trò ổn định lưới điện tại các trạm sạc EV, đảm bảo nguồn cung cấp điện ổn định cho các trạm sạc nhanh DC công suất cao mà không gây quá tải lưới điện địa phương. Đây là vấn đề đang được quan tâm khi mạng lưới trạm sạc tại Việt Nam ngày càng mở rộng, với thông tin cập nhật trên TramSac.me.

Tổng kết

Sự trở lại của công nghệ bánh đà lưu trữ năng lượng cho thấy cuộc đua lưu trữ năng lượng toàn cầu không chỉ dành riêng cho pin lithium-ion. Với tuổi thọ 30 năm, khả năng chống chịu thiên tai và không phụ thuộc vào khoáng sản hiếm, bánh đà đang chứng minh mình xứng đáng có một vị trí quan trọng trong tương lai năng lượng sạch — không phải để thay thế pin, mà để cùng pin tạo nên một hệ thống lưu trữ hoàn chỉnh và bền vững hơn.

Nguồn: CleanTechnica