Phát hiện “pin nước”: Yếu tố thay đổi cục diện năng lượng châu Âu

Cái gọi là pin nước, Nant de Drance, nằm giữa hai hồ chứa trong một hang động sâu 600m (gần 2.000 feet) dưới lòng đất ở bang Valais của Thụy Sĩ, đang được mô tả là một bước tiến lớn trong quá trình chuyển đổi sang năng lượng xanh của châu Âu. Hiệp hội lưu trữ năng lượng châu Âu ước tính châu Âu sẽ cần phát triển 200 gigawatt công suất lưu trữ năng lượng vào năm 2030 - gấp hơn bốn lần công suất hiện tại. Dự án mất 14 năm để hoàn thành, bao gồm 17km (10,5 dặm) đường hầm dưới lòng đất, chứa sáu tuabin khổng lồ chạy bằng nước chảy xuống một ống thép trong một hang động có chiều dài bằng hai sân bóng đá.

Vào lúc cao điểm của quá trình xây dựng, 650 công nhân đã có mặt tại chỗ, làm việc để đào khoảng 1,5 triệu m3 đá núi ở độ cao 2.000m. Dự án liên quan đến việc nâng mực nước của một trong hai hồ chứa, hồ chứa phía trên (Vieux-Emosson) lên 21,5m để tăng gấp đôi công suất. Nó hiện chứa lượng nước tương đương với 6.500 bể bơi cỡ Olympic (25 triệu m3 nước).

Pascal Radue, Giám đốc điều hành của GE Renewable Energy Hydro, công ty cung cấp thiết bị cho cơ sở, cho biết điều quan trọng đối với thành công của nó là Nant de Drance sử dụng tuabin bơm có tốc độ thay đổi.

Điều này có nghĩa là nhà máy thủy điện chạy bằng năng lượng có thể chuyển từ bơm hết công suất sang chạy tuabin hết công suất trong vòng năm phút. Một phát ngôn viên cho biết lượng nước đi qua các tuabin là 360 m3/giây, tương ứng với dòng chảy của sông Rhone ở Geneva vào mùa hè. Các nhà máy thủy điện tích năng có bơm rất quan trọng đối với năng lượng tái tạo, vì gió và mặt trời không cung cấp nguồn điện ổn định.

Những tuabin có tốc độ thay đổi này cung cấp điện cho lưới điện một cách nhanh chóng, giảm nguy cơ mất điện. Nant de Drance có công suất định mức là 900 megawatt và dung lượng lưu trữ là 20.000 megawatt giờ, có thể giúp tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuyển đổi của Thụy Sĩ sang một tương lai sử dụng năng lượng tái tạo.

Với việc bổ sung Nant de Drance, công suất lắp đặt của hệ thống tích trữ thủy điện được bơm ở Thụy Sĩ đã tăng 35% lên 3.462 MW. Theo phân tích của Cơ quan Năng lượng quốc tế, năng lượng tái tạo, chủ yếu là năng lượng mặt trời và gió, sẽ cần đóng góp vào 90% sản lượng điện toàn cầu để đạt được mức phát thải ròng bằng không vào năm 2050. Năng lượng mặt trời và gió chiếm khoảng 71% các điều kiện công suất toàn cầu hàng năm vào năm 2021.

Hồ chứa phía trên, giống như một cục pin sinh thái khổng lồ, lưu trữ năng lượng cho đến khi cần thiết, do đó duy trì sự cân bằng giữa sản xuất và tiêu thụ trên lưới điện. Nant de Drance là nơi tiêu thụ điện ròng. Vai trò của nó là lưu trữ năng lượng được sản xuất vào thời điểm không cần thiết. Nó không sản xuất thêm điện.

Điều này có nghĩa là nó trả lại khoảng 80% lượng điện năng cần thiết cho lưới điện và lưu trữ năng lượng dự phòng trong khoảng 20 giờ. Các trạm thủy điện tích năng được bơm dòng chảy mở được xây dựng trên các hệ thống sông theo truyền thống đòi hỏi phải xây dựng đập và hủy hoại hệ sinh thái.

Andrew Blakers, giáo sư kỹ thuật tại Đại học Quốc gia Australia, ước tính để cung cấp điện cho một thành phố với 1 triệu dân trong 24 giờ cần khoảng 2 km2 đất ngập nước.