Pin muối nóng chảy của Đan Mạch có thể cung cấp điện cho 100.000 hộ gia đình trong 10 giờ

“Trong một bước đi táo bạo có thể tái định hình bức tranh năng lượng,” Đan Mạch vừa ra mắt một hệ thống pin muối nóng chảy 1 GWh có khả năng cung cấp điện cho 100.000 hộ trong 10 giờ liên tục. Dự án được phát triển bởi Hyme Energy hợp tác với Sulzer, trở thành một trong những hệ thống lưu trữ nhiệt dài hạn quy mô lớn đầu tiên trên thế giới — không còn là lý thuyết, mà đã đi vào vận hành thực tế.

Dự án đánh dấu một bước tiến lớn trong việc lưu trữ năng lượng tái tạo theo cách đáng tin cậy, tiết kiệm và an toàn. Bằng cách sử dụng các phụ phẩm công nghiệp phổ biến và công nghệ nhiệt, hệ thống giải quyết bài toán năng lượng gió và mặt trời không ổn định, hỗ trợ giảm phát thải trong công nghiệp nặng và xây dựng một lưới điện linh hoạt hơn cho tương lai.

Pin muối nóng chảy là gì?

“Cốt lõi của pin muối nóng chảy là hệ thống lưu trữ năng lượng bằng nhiệt.”

Không giống pin lithium-ion lưu trữ năng lượng bằng phản ứng điện hóa, pin muối nóng chảy sử dụng nhiệt. Cụ thể, nó dùng muối hydroxit nóng chảy được đun nóng đến khoảng 600°C và lưu trữ trong hai bồn — một bồn chứa muối nóng và một bồn chứa muối nguội. Khi có dư năng lượng tái tạo, hệ thống sẽ dùng để đun nóng muối. Sau đó, nhiệt này được sử dụng để tạo ra hơi nước — cung cấp cho tuabin phát điện hoặc trực tiếp đưa vào các quy trình công nghiệp cần nhiệt độ cao.

Dự án mẫu MOSS tại Đan Mạch: Công suất và hiệu suất

Được ra mắt vào tháng 4/2024 tại thành phố Esbjerg, dự án mẫu MOSS của Đan Mạch có khả năng lưu trữ 1 GWh năng lượng nhiệt — đủ để cấp điện cho 100.000 hộ gia đình trong 10 giờ. Hệ thống đạt hiệu suất lên đến 90% khi sử dụng cả nhiệt và điện, và đạt 40% khi chỉ phát điện, một con số ấn tượng cho hệ thống nhiệt. Đáng chú ý, pin có thể giữ nhiệt đến 2 tuần, rất phù hợp để cân bằng lưới điện theo mùa hoặc làm nguồn điện dự phòng dài hạn.

Biến chất thải công nghiệp thành năng lượng sạch

Một điểm nổi bật của dự án là sử dụng muối hydroxit — vốn là phụ phẩm của quá trình sản xuất clo tại Đan Mạch. Thay vì xử lý như chất thải nguy hại, Hyme Energy đã tận dụng nó làm vật liệu lưu trữ nhiệt sạch, ổn định và dồi dào. Loại muối này có khả năng lưu trữ nhiệt cao, không độc hại, không dễ cháy và chi phí thấp. Nó cũng chịu được nhiệt độ cực cao, lý tưởng cho cả ngành công nghiệp lẫn điện lưới.

Thiết kế hai bồn: Giữ nhiệt tối ưu

“Một trong những thách thức lớn của pin nhiệt là làm sao giữ được nhiệt lâu dài.”

Pin muối nóng chảy Đan Mạch sử dụng thiết kế hai bồn: một chứa muối nóng, một chứa muối nguội sau khi trích xuất nhiệt. Nhờ lớp cách nhiệt tiên tiến và hệ thống quản lý nhiệt hiệu quả, hệ thống gần như không bị thất thoát nhiệt — ngay cả sau nhiều ngày hoặc vài tuần. Cấu trúc này giúp lưu trữ năng lượng dài hạn một cách ổn định và hiệu quả, điều rất quan trọng để hỗ trợ năng lượng tái tạo vốn không ổn định.

Mở rộng quy mô công nghiệp: Nhà máy tại Holstebro

Sau thành công ở Esbjerg, Hyme Energy đang xây dựng nhà máy pin muối nóng chảy 200 MWh tại Holstebro để cung cấp nhiệt trực tiếp cho Arla Foods — một trong những nhà sản xuất sữa lớn nhất châu Âu. Dự án sẽ giúp Arla giảm 50% tiêu thụ khí đốt, cắt giảm mạnh khí thải và tiết kiệm hơn 3 triệu euro mỗi năm. Đây là ví dụ điển hình cho việc pin nhiệt có thể giúp công nghiệp nặng khử carbon và đáp ứng các mục tiêu khí hậu.

Vai trò của Sulzer: Giải pháp bơm nhiệt quy mô lớn

Tập đoàn kỹ thuật toàn cầu Sulzer đóng vai trò quan trọng trong việc đưa pin muối nóng chảy lên quy mô thương mại. Họ cung cấp các loại bơm đặc biệt chịu nhiệt và ăn mòn, hệ thống tuần hoàn nhiệt hiệu quả cao và công nghệ cho phép triển khai quy mô lớn. Nhờ đó, công nghệ này không chỉ dừng lại ở một dự án đơn lẻ, mà có thể nhân rộng ra toàn cầu.

Vì sao vượt trội so với pin lithium-ion?

Pin lithium-ion tuy chiếm ưu thế trong điện thoại và xe điện, nhưng không hiệu quả khi lưu trữ năng lượng quy mô lớn và dài hạn. Ngược lại, pin muối nóng chảy có chi phí thấp hơn, lưu trữ được trong nhiều tuần và không dùng vật liệu hiếm hay độc hại. Đây là lựa chọn đầy hứa hẹn cho các quốc gia đang đầu tư mạnh vào năng lượng gió, mặt trời hoặc hạt nhân — tất cả đều cần một hệ thống lưu trữ linh hoạt và ổn định.

Khử carbon công nghiệp: Mảnh ghép bị lãng quên trong bài toán khí hậu

“Khi nói đến năng lượng, hầu hết mọi người chỉ nghĩ đến điện. Nhưng ngành công nghiệp thì cần nhiệt.”

Các lĩnh vực công nghiệp như xi măng, thép, thực phẩm, hóa chất tiêu thụ lượng nhiệt khổng lồ — chủ yếu đến từ nhiên liệu hóa thạch. Những quy trình này thường đòi hỏi nhiệt độ từ 150°C đến 800°C. Pin muối nóng chảy là giải pháp lý tưởng để cung cấp nhiệt sạch, ổn định, và là bước đi quan trọng đầu tiên để loại bỏ nhiên liệu hóa thạch khỏi ngành công nghiệp.

Các quốc gia khác có thể áp dụng công nghệ này không?

Câu trả lời là có — và họ nên làm vậy. Pin muối nóng chảy sử dụng vật liệu dễ kiếm và có thể tích hợp vào hạ tầng công nghiệp hiện có. Thiết kế mô-đun cho phép mở rộng từ quy mô nhỏ đến hệ thống đa GWh. Chúng cũng hoạt động tốt với năng lượng mặt trời, gió và cả điện hạt nhân. Những quốc gia như Mỹ, Đức, Trung Quốc hay Ấn Độ đang có nhiều điều kiện thuận lợi để áp dụng mô hình này.

Tương lai sẽ ra sao?

Dù đầy tiềm năng, pin muối nóng chảy vẫn còn một số thách thức. Chi phí đầu tư ban đầu khá cao, nhận thức cộng đồng còn thấp, và thiếu chính sách hỗ trợ phù hợp. Cần thêm dữ liệu hoạt động dài hạn để tăng niềm tin từ nhà đầu tư, đồng thời đào tạo nhân sự kỹ thuật để vận hành. Dù vậy, thành công ban đầu của Đan Mạch đã thu hút sự quan tâm toàn cầu, với nhiều dự án đang được lên kế hoạch tại Đức, Mỹ và Nhật Bản.

Kết luận

Pin muối nóng chảy 1 GWh tại Esbjerg không chỉ là kỳ tích kỹ thuật — mà còn là giải pháp thiết thực, có thể nhân rộng, để giải quyết những thách thức cấp bách về năng lượng toàn cầu. Hệ thống này an toàn, hiệu quả, ít phát thải và chi phí thấp. Quan trọng nhất, nó cho thấy chúng ta hoàn toàn có thể biến chất thải công nghiệp thành năng lượng sạch, phục vụ hàng trăm nghìn người.

“Nếu thế giới chú ý, muối nóng chảy có thể chính là mảnh ghép còn thiếu trong hành trình năng lượng sạch toàn cầu.”