Pin lưu trữ hữu cơ dạng dòng chảy — công nghệ lưu trữ năng lượng dài hạn đang trỗi dậy tại Mỹ

Theo CleanTechnica, trong bối cảnh chính sách năng lượng liên bang tại Mỹ có những bước ngoặt đáng kể, các nhà đổi mới và startup Mỹ vẫn không ngừng theo đuổi công nghệ lưu trữ năng lượng dài hạn (long-duration energy storage). Trong số các giải pháp tiềm năng, pin dòng chảy hữu cơ (organic flow battery) đang nổi lên như một ứng cử viên sáng giá, có khả năng thay đổi cuộc chơi trong ngành năng lượng tái tạo.

Tại sao cần lưu trữ năng lượng dài hạn?

Lưới điện Mỹ hiện đang đối mặt với nhu cầu lưu trữ năng lượng kéo dài trên 10 giờ đồng hồ — một thách thức mà pin lithium-ion truyền thống khó đáp ứng vì chỉ hoạt động hiệu quả trong vài giờ. Hiện tại, thủy điện tích năng (pumped hydropower) chiếm gần như toàn bộ công suất lưu trữ dài hạn tại Mỹ, nhưng công nghệ này bị giới hạn bởi địa hình và chi phí xây dựng lớn.

Pin dòng chảy (flow battery) mang đến một hướng tiếp cận khác biệt. Loại pin này có thể vận hành không cần sử dụng nguyên liệu độc hại hay dễ cháy, dựa trên hệ thống bồn chứa và bơm — tận dụng được chuỗi cung ứng nội địa và kỹ năng lực lượng lao động sẵn có. Đặc biệt, pin dòng chảy hỗ trợ thời gian lưu trữ từ nhiều giờ đến nhiều ngày, vượt trội so với pin lithium-ion.

Lịch sử lâu đời và bước tiến mới

Ít ai biết rằng công nghệ pin dòng chảy đã có lịch sử hơn 130 năm. Năm 1890, nhà phát minh John Doyle tại Hoboken, bang New Jersey (Mỹ) đã nhận bằng sáng chế đầu tiên cho pin dòng chảy kẽm-brom (zinc-bromine flow battery). Đến năm 2019, công ty Jena Batteries của Hà Lan lắp đặt thành công pin dòng chảy hữu cơ 100% đầu tiên trên thế giới.

Hiện nay, hai startup nổi bật đang dẫn đầu cuộc đua trong lĩnh vực này:

Quino Energy (California)

Quino Energy đang phát triển pin dòng chảy hữu cơ sử dụng nước làm nền tảng, với hoạt chất quinone — một hợp chất hữu cơ tự nhiên. Công ty đã nhận được tài trợ từ chương trình CarbonX của Tencent để triển khai dự án lưới điện siêu nhỏ (microgrid) tại Maldives, mở ra cơ hội ứng dụng cho các quốc gia đảo và vùng xa lưới điện.

XL Batteries (Massachusetts)

XL Batteries tách ra từ nghiên cứu tại Đại học Columbia vào năm 2019 và đang tạo được tiếng vang lớn. Công ty tuyên bố chi phí lưu trữ dưới 0,05 USD/kWh (khoảng 1.250 VND/kWh) với tuổi thọ trên 20 năm — những con số cực kỳ cạnh tranh so với pin lithium-ion ở các ứng dụng trên 10 giờ.

Tháng 5/2025, XL Batteries đã vận hành thí điểm tại Stolthaven Terminals ở Houston, Texas. Công ty cũng được BloombergNEF Pioneer vinh danh là "Startup truyền cảm hứng nhất". Gần đây, Prometheus Hyperscale đã ký thỏa thuận lưu trữ năng lượng với XL Batteries, bắt đầu bằng cơ sở trình diễn công suất 333 kW dự kiến hoàn thành vào năm 2027. Quỹ đầu tư Merrin Investors cũng đã rót 7,5 triệu USD (khoảng 187 tỷ VND) vào XL Batteries.

Ý nghĩa với thị trường Việt Nam

Công nghệ pin dòng chảy hữu cơ mang nhiều hàm ý quan trọng cho Việt Nam — quốc gia đang đẩy mạnh chuyển đổi năng lượng xanh và phát triển xe điện. Với hệ thống năng lượng mặt trời và điện gió đang mở rộng nhanh chóng, Việt Nam đối mặt với bài toán lưu trữ năng lượng tương tự Mỹ: làm sao cân bằng nguồn cung năng lượng tái tạo vốn không ổn định?

Lưu trữ năng lượng dài hạn cũng gắn liền trực tiếp với hạ tầng sạc xe điện. Khi mạng lưới trạm sạc xe điện tại Việt Nam ngày càng mở rộng cùng VinFast và các hãng xe khác, nhu cầu về nguồn điện ổn định và bền vững để cấp cho trạm sạc sẽ ngày càng lớn. Pin dòng chảy hữu cơ với chi phí thấp và tuổi thọ cao có thể trở thành giải pháp lý tưởng cho các trạm sạc ở vùng sâu vùng xa hoặc kết hợp với hệ thống điện mặt trời tại các trạm sạc.

Tổng kết

Pin dòng chảy hữu cơ đang chứng minh rằng lưu trữ năng lượng dài hạn không nhất thiết phải phụ thuộc vào lithium-ion hay các kim loại quý hiếm. Với chi phí dưới 0,05 USD/kWh, tuổi thọ trên 20 năm và nguyên liệu thân thiện với môi trường, đây có thể là mảnh ghép còn thiếu trong bức tranh năng lượng tái tạo toàn cầu — bao gồm cả Việt Nam. Khi hạ tầng xe điện và năng lượng sạch tiếp tục phát triển, những công nghệ như thế này sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc đảm bảo nguồn điện ổn định cho tương lai.

Nguồn: CleanTechnica