IHI thử nghiệm Kairyu ngoài khơi đảo Yakushima vào năm 2021. Ảnh: IHI
Trong hơn một thập kỷ, công ty cơ khí IHI Corp phát triển turbine dưới biển khai thác năng lượng từ dòng hải lưu sâu và biến đổi thành nguồn điện ổn định và đáng tin cậy. Cỗ máy khổng lồ này giống như một chiếc máy bay với hai quạt turbien quay ngược chiều nhau thay cho động cơ phản lực và phần thân ở giữa chứa hệ thống điều chỉnh lực nổi. Mang tên Kairyu, nguyên mẫu 330 tấn này được thiết kế để neo ở đáy biển tại độ sâu 30 - 50 m.
Khi sản xuất thương mại, IHI Corp lên kế hoạch đặt turbine ở dòng hải lưu Kuroshio, một trong những dòng hải lưu mạnh nhất thế giới chảy qua vùng ven biển phía đông Nhật Bản và truyền tải điện thông qua dây cáp ở đáy biển. "Dòng hải lưu có lợi thế về mặt dễ tiếp cận ở Nhật Bản", Ken Takagi, giáo sư công nghệ đại dương ở Đại học Tokyo, cho biết. "Năng lượng gió phù hợp với châu Âu hơn về mặt địa lý do gió tây và địa thế cao".
Tổ chức phát triển năng lượng mới và công nghệ công nghiệp Nhật Bản (NEDO) ước tính dòng hải lưu Kuroshio có tiềm năng sản xuất 200 gigawatt điện, tương đương khoảng 60% công suất hiện nay của Nhật Bản. Ưu điểm của dòng hải lưu ở đại dương là độ ổn định. Chúng ít biến động về tốc độ và phương hướng dòng chảy nên có hệ số công suất lên đến 50 - 70% so với 29% của điện gió và 15% của điện mặt trời.
Hồi tháng 2/2022, IHI hoàn thành nghiên cứu kéo dài 3,5 năm về công nghệ khai thác dòng hải lưu cùng với NEDO. Đội ngũ của họ kiểm tra hệ thống ở vùng biển quanh quần đảo Tokara ở phía tây nam Nhật Bản bằng cách treo Kairyu bên dưới tàu thủy và truyền điện trở lại tàu. Các thử nghiệm cho thấy nguyên mẫu có thể sản xuất 100 kW điện ổn định như dự kiến và công ty đang lên kế hoạch nâng cấp lên hệ thống 2 MW điện để vận hành thương mại vào thập niên 2030.
Tuy nhiên, IHI vẫn còn một chặng đường dài cần vượt qua. So với cơ sở trên bờ, việc lắp đặt hệ thống dưới nước phức tạp hơn nhiều. Có những thách thức lớn về mặt kỹ thuật khi cần xây dựng một hệ thống đủ vững chắc để chịu được điều kiện khắc nghiệt từ dòng hải lưu dưới biển sâu và giảm chi phí bảo dưỡng.
Với chi phí điện gió, điện mặt trời và lưu trữ qua bộ pin ngày càng giảm, IHI cũng cần chứng minh tổng chi phí của dự án điện hải lưu có tính cạnh tranh. IHI đặt mục tiêu sản xuất điện ở chi phí 20 yen mỗi kilowatt giờ khi triển khai ở quy mô rộng. Mức giá này cao hơn một chút so với 17 yen/kWh của điện mặt trời và 12 - 16 yen/kWh của điện gió ngoài khơi. Công ty đã tiến hành đánh giá môi trường trước khi tiến hành dự án và sẽ sử dụng kết quả thử nghiệm để xem xét tác động tới môi trường biển và ngành công nghiệp đánh bắt cá. Nếu thành công, dòng hải lưu sâu có thể đóng vai trò quan trọng giúp cung cấp năng lượng xanh trong nỗ lực loại bỏ nhiên liệu hóa thạch trên toàn cầu.
Theo: VnExpress