Sản xuất điện không phát thải carbon nhờ công nghệ mới

Tin Khoa học - Công nghệ

Sản xuất điện không phát thải carbon nhờ công nghệ mới

Cập nhật: Thứ hai, 16/1/2023 | 4:47:51 Chiều

Công ty khởi nghiệp Israel Luminescent phát triển một công nghệ sáng tạo, sử dụng nhiệt dư thừa sản xuất điện không carbon.

Một số nhà máy điện lớn nhất có công nghệ tái sử dụng nhiệt thải, nhưng những công nghệ này là trường hợp đặc biệt và được triển khai trên quy mô lớn. Với đại đa số các nhà máy trên thế giới, cho đến nay vẫn chưa có phương thức nào thiết thực, giá cả phải chăng để khai thác hiệu quả nhiệt dư thừa.

Công ty Luminescent cho biết, động cơ nhiệt đẳng nhiệt do doanh nghiệp phát triển là động cơ đầu tiên thuộc loại này. Thiết bị có thể tạo ra điện không phát thải từ bất kỳ nguồn nhiệt nào, kể cả nhiệt thải với hiệu suất gấp đôi và chi phí chỉ bằng một nửa so với động cơ nhiệt điện tiêu chuẩn.

Các động cơ nhiệt khác sử dụng quy trình đoạn nhiệt, nhiệt thải ra được làm mát, khiến khí nở ra, do đó cần có động cơ nhiệt lớn. Trong kỹ thuật này, nước được sử dụng để cung cấp động năng cho quá trình sản xuất năng lượng.

Sử dụng nguyên lý khác quy trình đoạn nhiệt, Luminescent sử dụng quy trình lỏng, dùng nhiệt thải dư thừa trực tiếp quay tua-bin và cung cấp động năng cho máy phát điện để tạo ra điện. Quy trình này được gọi là nhiệt đẳng nhiệt.

Quá trình này tương tự cung cấp nước có gas và cần một không gian sản xuất không lớn hơn hai container vận chuyển 40 ft.

Trong động cơ nhiệt đẳng nhiệt, một bộ trao đổi nhiệt sẽ làm nóng chất lỏng trong các vòi phun, sau đó nước được bơm vào các bọt khí. Bong bóng khí nóng lên và nở ra dưới nhiệt độ và áp suất cao, cho đến khi hỗn hợp nước và bọt khí bắn ra khỏi vòi với tốc độ cao. Động năng phản lực được tạo ra khi nước và bọt khí bắn ra là quay tuabin, sản xuất điện

Doron Tamir, đồng sáng lập và Giám đốc điều hành công ty cho biết: "70% năng lượng trên thế giới bị lãng phí dưới dạng nhiệt. Không thể khai thác sử dụng tất cả, nhưng hoàn toàn có khả năng tạo ra hàng trăm gigawatt điện không phát thải. Điều đó cần có một động cơ nhiệt nhỏ, hiệu quả và chi phí thấp để thực hiện. Đây chính là vấn đề chúng tôi đang nỗ lực giải quyết. Với động cơ của chúng tôi, người có thể sử dụng bất kỳ nguồn nhiệt nào và biến thành năng lượng.”

Ông lưu ý, nếu các ngành công nghiệp quy mô nhỏ trên khắp nước Mỹ lắp đặt những động cơ nhiệt của công ty, có thể tạo ra 12 đến 20 gigawatt điện, quá đủ để cung cấp cho toàn bộ nhu cầu tiêu dùng của Israel.

Minh họa cấu trúc động cơ nhiệt của Luminescent. Ảnh NoCamels

Một gigawatt là điện năng đủ cho nhu cầu của 750.000 ngôi nhà, vì vậy 20 gigawatt có thể cung cấp năng lượng cho 150 triệu người mà không phải sử dụng thêm bất kỳ nguồn than, dầu hoặc khí tự nhiên nào. Dự trữ nhiên liệu hóa thạch dự kiến sẽ cạn kiệt vào cuối thế kỷ này.

Ông Tamir nói: "Thế giới phải giảm lượng khí thải carbon. Hãy tưởng tượng một công ty hoặc nhà máy đơn lẻ cần 10 megawatt điện để sản xuất và chúng tôi có thể tạo ra 1 hoặc 2 megawatt điện không phát thải cho doanh nghiệp. Nếu có được tạo ra 1 hoặc 2 megawatt năng lượng từ nhiệt dư thừa, thì vào cuối ngày nhà máy sẽ chỉ cần 8 megawatt, thực sự đã giảm 20% chi phí điện và lượng khí thải vào môi trường.”

Giải pháp của Luminescent cũng có thể giúp các doanh nghiệp ở châu Âu, nhận được 'tín dụng carbon' hàng năm trong giới hạn được quyền phát thải tương đương với một tấn carbon dioxide.

Những doanh nghiệp đang gặp khó khăn trong việc cắt giảm khí thải carbon trong sản xuất có thể mua tín dụng carbon từ các công ty phát thải thấp, giúp giảm lượng khí thải carbon trên toàn châu Âu. Ông Tamir nói: "Nếu chúng tôi thành công, đó thực sự sẽ là một cuộc cách mạng do có vô số ứng dụng cho loại dự án này.

Theo tuyên bố của Tamir, động cơ nhiệt đẳng nhiệt của công ty có thể được triển khai ở khắp mọi nơi, từ các nhà máy và nhà máy điện đến các trung tâm dữ liệu và trạm nén khí. Tất cả những gì khách hàng cần làm là kết nối động cơ nhiệt của công ty Luminescent với nguồn phát thải nhiệt. Bằng cách này, các cơ sở, doanh nghiệp có tiềm năng sản xuất ra hàng trăm gigawatt điện không phát thải từ nguồn nhiệt hiện nay đang phát thải vào khí quyển.”

Quy trình mới, với chi phí chỉ bằng 1/3 so với công nghệ sản xuất điện hiện có, bơm bọt khí vào chất lỏng nóng thay vì sử dụng khí đốt. Những bong bóng khi gặp nhiệt sẽ nở ra, nhưng không đủ lớn để phải chế tạo một động cơ nhiệt lớn hơn.

Ông Tamir giải thích: "Tất cả các động cơ hiện nay đều chạy bằng khí đốt, nhưng động cơ này được phát triển trên cơ sở chất lỏng. Mật độ năng lượng của chất lỏng gấp 1.000 lần so với chất khí. Với chất lỏng, mọi chi tiết, bộ phận sẽ nhỏ hơn vì mật độ năng lượng cao hơn nhiều và chất lỏng theo yêu cầu chiếm ít không gian hơn so với chất khí, điều đó khiến cho van sẽ nhỏ hơn, đường ống nhỏ hơn và toàn bộ máy phát điện nhỏ hơn”.

Doron Tamir, một doanh nhân ngành năng lượng mặt trời kỳ cựu cho biết, Luminescent là công ty đầu tiên tìm ra phương pháp tạo ra động cơ nhiệt đẳng nhiệt.

Năm 2024, Luminescent sẽ lần đầu tiên thử nghiệm động cơ nhiệt với 2 khách hàng giấu tên, một nhà máy lọc dầu và một nhà máy hóa chất. Cả 2 doanh nghiệp đều tạo ra hơi nước nóng ở cuối quy trình sản xuất và không có cách nào hiệu quả để sử dụng nhiệt thải.

Cuối năm 2024, công ty dự kiến sẽ triển khai thử nghiệm công nghệ tại Mỹ.

Luminescent được thành lập vào năm 2020 và có trụ sở tại Beit Yanai, một khu định cư nông nghiệp ở miền trung Israel.

Đại Phong (T/h)

Nguồn Chuyên trang Quản lý Môi trường