Bạn đã biết xe hybrid, còn nhà máy xi măng hybrid thì sao?

Chắc hẳn bạn đã nghe đến xe hơi hybrid, nhưng còn nhà máy xi măng hoặc thủy tinh hybrid thì sao? Có thể là chưa, bởi phần lớn các nhà máy này hiện nay vẫn chạy bằng nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, tình hình đó có thể sớm thay đổi khi một startup đã tìm ra cách đưa nhiệt lượng điện vào các cơ sở hiện có. Giống như một chiếc xe hybrid, giải pháp này giúp các công ty tiết kiệm tiền song song với việc giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Hình ảnh minh họa hệ thống NOC

Hybrid hóa quy trình công nghiệp

"Chúng tôi hybrid hóa các quy trình công nghiệp," Carlos Ceballos, đồng sáng lập và CEO của NOC Energy, chia sẻ với TechCrunch. "Hầu hết các công ty đều sẵn sàng điện khí hóa, nhưng họ chưa muốn loại bỏ hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch. Trong quá trình chuyển đổi năng lượng, họ muốn có cơ hội lựa chọn nguồn năng lượng có chi phí thấp nhất."

NOC đã phát triển một hình thức gia nhiệt bằng điện có thể gắn thêm vào các cơ sở đang sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Nhiệt từ hệ thống này có thể được dẫn vào lò nung thủy tinh hoặc các phần khác của quy trình sản xuất xi măng. Nếu giá điện tăng, nhà vận hành có thể tắt thiết bị của NOC và dựa hoàn toàn vào nhiên liệu hóa thạch.

Công nghệ gia nhiệt cảm ứng

Điểm quan trọng hơn cả là startup này có thể cung cấp nhiệt ở nhiệt độ lên tới 1.200˚ C, và ông Ceballos cho biết công ty đang hướng tới mức 1.500˚ C. Những nhiệt độ này trước đây rất khó đạt được nếu không dùng nhiên liệu hóa thạch hoặc hydro — loại sau hiện vẫn quá đắt đỏ ở dạng không gây ô nhiễm.

Có một vài yếu tố trong hệ thống của NOC giúp việc hybrid hóa và tận dụng chênh lệch giá điện trở nên khả thi. Đầu tiên là bộ phận gia nhiệt cảm ứng (induction heating), tương tự như khái niệm của bếp từ được lắp đặt trong các căn bếp trên toàn thế giới. Máy gia nhiệt cảm ứng sử dụng các cuộn dây kim loại, thường là đồng, để tạo ra từ trường khi dòng điện chạy qua. Các từ trường này khiến nguyên tử ở một số kim loại gần đó (như thép) rung động nhanh, tạo ra nhiệt.

Trong hệ thống của NOC, các cuộn dây cảm ứng sẽ tác động lên các quả cầu thép được đóng gói bên trong các thùng gốm lớn đường kính 2,5 mét (khoảng 8 feet). Xung quanh thùng là các cuộn dây đồng tạo nhiệt và lớp cách nhiệt giữ nhiệt. Khi cần nhiệt, điện sẽ chạy qua đồng và làm nóng các quả cầu thép. Dòng khí thổi qua các quả cầu này sẽ trích xuất nhiệt và mang đến nơi cần sử dụng, chẳng hạn như lò thủy tinh hoặc một phần của nhà máy xi măng.

Lợi thế vượt trội so với phương pháp cũ

Cách tiếp cận của NOC không phải là cách duy nhất để tạo ra nhiệt độ cao bằng điện. Các máy gia nhiệt điện trở (resistive heaters), tương tự như những chiếc có trong máy nướng bánh, cũng có thể làm được việc này. Tuy nhiên, nhiệt càng cao thì tuổi thọ càng ngắn. Ở mức 1.000˚ C, các máy gia nhiệt điện trở chuyên dụng chỉ tồn tại khoảng 12 tháng, ông Ceballos nói. Ở mức 1.200˚ C, con số đó giảm xuống còn ba tháng.

Các bộ phận gia nhiệt của NOC — các cuộn dây đồng — hoàn toàn tránh được vấn đề này vì chúng không bao giờ tiếp xúc trực tiếp với nhiệt mà chúng tạo ra. Đó là vẻ đẹp của gia nhiệt cảm ứng — các cuộn dây được nhúng trong nửa mét (khoảng 20 inch) vật liệu cách nhiệt, giữ ở nhiệt độ phòng trong khi phát ra các sóng điện từ hướng vào trong để làm nóng các quả cầu thép.

Lớp cách nhiệt đủ dày để hệ thống của NOC có thể lưu trữ nhiệt trong nhiều giờ liền. Startup này có thể quy mô hệ thống dựa trên thời gian khách hàng muốn lưu trữ nhiệt. Đối với thời gian dài hơn, NOC sẽ xếp chồng nhiều mô-đun thùng chứa lên nhau và nhồi thêm nhiều quả cầu thép.

Triển khai và tài trợ

Startup này đã vận hành hệ thống quy mô thí nghiệm cỡ tủ lạnh trong 15.000 giờ và đã xây dựng hai hệ thống trình diễn lớn hơn nhiều, một cho nhà sản xuất thủy tinh và một cho nhà sản xuất xi măng, cả hai đều ở Pháp. Các hệ thống này dự kiến sẽ được kích hoạt vào tháng 5.

NOC gần đây đã huy động được vòng hạt giống (seed round) trị giá 2,7 triệu USD, công ty tiết lộ độc quyền với TechCrunch. Vòng gọi vốn này do 360 Capital dẫn đầu, với sự tham gia của SOSV và Desai VC.

"Việc trở thành hybrid cho phép họ giảm rủi ro cho tương lai," ông Ceballos nói. "Cho các vấn đề địa chính trị ngày nay, điều này rất hấp dẫn."