Energy Dome và pin CO2 khổng lồ: Giải pháp lưu trữ năng lượng dài hạn cho lưới điện

Khi thế giới đang chạy đua để đáp ứng nhu cầu điện năng ngày càng tăng, điện mặt trời và điện gió trên bờ đã trở thành những nguồn năng lượng rẻ nhất và nhanh nhất để triển khai lên lưới điện. Nhưng bất chấp những ưu điểm đó, cả hai đều phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, khiến nguồn cung có thể bị gián đoạn. Energy Dome đang sử dụng CO2 được lưu trữ để giúp san phẳng khoảng cách giữa cung và cầu.

Cách thức hoạt động của pin CO2

Thành phần chính của một nhà máy Energy Dome là một mái vòm trắng khổng lồ, bao phủ diện tích tương đương bảy sân bóng đá và chứa khoảng 2.000 tấn CO2. Khi có nguồn năng lượng sẵn có — ví dụ từ một trang trại điện mặt trời được kết nối — các máy nén sẽ ép khí CO2, biến nó thành chất lỏng và lưu trữ trong các bồn thép carbon. Quá trình này sinh ra nhiệt, được hệ thống giữ lại trong một loại vật liệu lưu trữ nhiệt độc quyền.

Khi lưới điện cần điện, CO2 được giải phóng khỏi bồn và làm ấm bằng nhiệt đã lưu trữ, chuyển nó trở lại thành khí. Khí CO2 sau đó đi qua một tuabin để phát điện và quay trở lại mái vòm, sẵn sàng bắt đầu chu trình mới.

Việc nén khí để lưu trữ năng lượng không phải là điều mới — các công ty điện lực đã sử dụng khí nén trong các hang động ngầm để dự trữ năng lượng trong nhiều thập kỷ. Nhưng phương pháp của Energy Dome không yêu cầu bất kỳ địa chất đặc thù nào, nên có thể dễ dàng mở rộng quy mô để hỗ trợ lưới điện trên khắp thế giới.

Dự án thương mại đầu tiên tại Ý

Energy Dome đã khởi động nhà máy thương mại đầu tiên tại Sardinia, Ý vào năm 2025. Cơ sở này có công suất 200 megawatt-giờ, đủ để cấp điện cho khoảng 18.000 hộ gia đình Ý trong 10 giờ.

Thông tin cơ bản về Energy Dome

• Ngành: Lưu trữ năng lượng
• Thành lập: 2020
• Trụ sở: Milan, Ý
• Điểm đáng chú ý: Energy Dome có kế hoạch triển khai 30 gigawatt-giờ dự án trên năm châu lục

Tiềm năng tác động

Lưu trữ năng lượng rẻ hơn có thể giúp điện gió và điện mặt trời đáp ứng nhiều hơn nhu cầu điện toàn cầu.

Hiện nay, pin lithium-ion thống trị các hệ thống lắp đặt mới cho các ứng dụng ngắn hạn tối đa bốn giờ. Nhưng tính kinh tế không còn cạnh tranh cho thời gian dài hơn: một hệ thống lithium-ion cung cấp tám giờ lưu trữ ở cùng công suất đầu ra đòi hỏi phải tăng gấp đôi số cell pin.

Energy Dome ước tính công nghệ của họ rẻ hơn khoảng 10% đến 15% so với pin lithium-ion cho hệ thống tám giờ, và tính kinh tế còn tốt hơn cho các hệ thống dài hạn lên đến 24 giờ. Công ty cho biết khả năng mở rộng lớn hơn và nhanh hơn so với lithium-ion nằm ở việc thiết kế của họ sử dụng các thiết bị thương mại sẵn có như máy nén và bồn chứa. Các nhà máy đang vận hành hoặc đã ký hợp đồng có công suất 8 hoặc 10 giờ.

Những hạn chế cần lưu ý

Energy Dome hiện chỉ có một dự án thương mại đang vận hành. Công ty sẽ cần xây dựng thêm nhiều nhà máy nữa để đạt được 30 gigawatt-giờ lưu trữ theo kế hoạch.

Công nghệ này cũng không hiệu quả bằng lithium-ion. Nhìn chung, quy trình của Energy Dome có thể trả lại khoảng 70% lượng điện năng lưu trữ về lưới điện (một chỉ số gọi là hiệu suất vòng). Pin lithium-ion đạt trung bình khoảng 90%. Tuy nhiên, một số kỹ thuật lưu trữ dài hạn khác còn thấp hơn; ví dụ, một số pin sắt-không khí chỉ đạt khoảng 50%.

Các nhà máy của Energy Dome cũng không hoàn toàn thân thiện với khí hậu. Công ty cung cấp một phiên bản hệ thống kết hợp pin CO2 với tuabin khí tự nhiên. Phiên bản này thay thế lưu trữ nhiệt nội bộ bằng nhiệt thải từ tuabin khí để giúp bay hơi CO2. Điều này giúp nhà máy vận hành hiệu quả hơn nhưng cuối cùng dẫn đến phát thải khí nhà kính từ các tuabin khí tự nhiên.

Các bước tiếp theo

Energy Dome có đường ống khoảng 30 gigawatt-giờ các nhà máy đang được triển khai trên khắp thế giới, và nhiều dự án trong số này có thể đi vào hoạt động trước cuối thập kỷ. Vì công ty sử dụng các linh kiện có sẵn trên thị trường, thời gian từ khi ký hợp đồng đến khi bàn giao công suất chỉ khoảng hai năm.

Vào tháng 6 năm 2026, Energy Dome đã ký thỏa thuận với Google để xây dựng một nhà máy 200 MWh tại Ireland, dự kiến đi vào hoạt động năm 2028.

Ý nghĩa cho Việt Nam

Với Việt Nam — quốc gia đang đẩy mạnh phát triển năng lượng tái tạo với điện mặt trời và điện gió — công nghệ lưu trữ dài hạn như của Energy Dome có thể là giải pháp quan trọng để giải quyết tình trạng quá tải lưới điện và cắt giảm nguồn năng lượng tái tạo trong giờ cao điểm. Việc không phụ thuộc vào địa chất đặc thù cũng mở ra khả năng triển khai linh hoạt tại nhiều khu vực khác nhau của đất nước.