Mỹ tìm thấy 'báu vật năng lượng' trong 500.000 mỏ than 'đã chết'
Nhờ những đổi mới công nghệ đột phá, Hoa Kỳ đang chuyển hóa hàng trăm nghìn mỏ than bỏ hoang thành những nguồn tài nguyên năng lượng giá trị. Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge (ORNL) vừa phát triển một phương pháp tiên tiến, biến các hầm mỏ sâu thành 'pin nước ngầm khổng lồ' – một giải pháp lưu trữ năng lượng dài hạn đầy hứa hẹn cho tương lai.
Biến gánh nặng môi trường thành tài sản năng lượng
Theo số liệu từ Bộ Lao động Mỹ, quốc gia này có khoảng 500.000 mỏ than bỏ hoang trên khắp lãnh thổ. Sự xuất hiện của phương pháp mới không chỉ giúp ổn định lưới điện sạch mà còn chuyển hóa những di sản công nghiệp thành tài sản có giá trị cho nền kinh tế năng lượng bền vững.
Phương pháp này tận dụng các hầm mỏ sâu làm bể chứa dưới, loại bỏ hoàn toàn nhu cầu xây dựng các công trình đồ sộ trên đồi núi. Điều này giúp giảm chi phí xây dựng đáng kể, rút ngắn thời gian triển khai, đồng thời mở rộng khả năng áp dụng cho cả những vùng địa hình bằng phẳng vốn không thích hợp cho thủy điện tích năng truyền thống.
Nguyên lý hoạt động của 'pin nước ngầm'
Phương pháp này dựa trên công nghệ thủy điện tích năng (Pumped Storage Hydropower - PSH), hay còn được gọi là 'pin nước'. Nguyên lý hoạt động khá đơn giản: khi có điện dư thừa (ví dụ từ năng lượng mặt trời vào buổi trưa), nước sẽ được bơm lên cao để lưu trữ năng lượng tiềm năng. Khi nhu cầu điện tăng cao, nước được thả xuống qua tua-bin để phát điện trở lại.
Hiện nay, PSH chiếm hơn 90% dung lượng lưu trữ quy mô lớn của Mỹ, nhưng sự phát triển bị hạn chế do yêu cầu chênh lệch độ cao lớn giữa hai bể chứa, thường chỉ khả thi ở vùng đồi núi.
Đột phá của ORNL nằm ở việc chuyển toàn bộ quá trình xuống dưới lòng đất. Họ sử dụng các giếng mỏ sâu, đường hầm và cơ sở hạ tầng sẵn có làm bể chứa dưới, thay vì phải xây dựng mới các bể trên đồi. Cách tiếp cận này tận dụng tối đa cơ sở hạ tầng cũ, không cần tạo địa hình nhân tạo, giúp triển khai ở nhiều địa điểm hơn, đặc biệt là các bang có nhiều mỏ than bỏ hoang.
Thách thức và triển vọng tương lai
Tiến sĩ Thien Nguyen, nhà nghiên cứu cấp cao tại ORNL, chia sẻ: 'Thủy điện tích năng ngầm là một cơ hội thú vị, nhưng chúng ta phải vượt qua các thách thức kỹ thuật như ăn mòn hóa học và ổn định cấu trúc.'
Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục thực hiện phân tích kỹ thuật-kinh tế toàn diện, đánh giá hiệu suất hệ thống để đưa ra hướng dẫn tốt nhất cho thiết kế, xây dựng và vận hành tại từng địa điểm cụ thể. Công cụ mô hình này sẽ giúp các đối tác công nghiệp đánh giá rủi ro và đưa ra quyết định sáng suốt.
Nghiên cứu này mở ra một tương lai sáng sủa, nơi những mỏ than từng cung cấp năng lượng cho thời kỳ công nghiệp hóa nay có thể đóng góp vào việc ổn định lưới điện sạch và thúc đẩy phát triển bền vững. Đây không chỉ là bước ngoặt lớn trong hỗ trợ lưới điện carbon trung tính mà còn mang lại cơ hội kinh tế mới cho các cộng đồng từng phụ thuộc vào khai thác than.
