Phát điện sạch từ... sắt

Hình ảnh trái ngược với các loại năng lượng sạch này là những lò đốt của nhiệt điện. Từ lâu, nhiệt điện được coi là phương thức sản xuất điện năng không tốt cho môi trường do phát thải khí nhà kính.

Tuy nhiên mới đây, một công ty ở Hà Lan đã đưa vào vận hành máy phát điện từ nhiệt năng “sạch” đầu tiên trên thế giới. Thay vì sử dụng nhiên liệu hóa thạch hay các loại chất đốt thông thường, máy phát này đốt sắt để sản sinh điện.

Theo News Atlas, chủ đầu tư dự án là Công ty bia Swinkels tại Hà Lan. Công ty đã phối hợp với một đơn vị có tên Metal Power Consortium cùng đội ngũ nghiên cứu ở đại học công nghệ Eindhoven, cho ra đời máy phát điện từ sắt ở quy mô công nghiệp trên.

Nhiên liệu cho máy phát là bột sắt tinh khiết. Sắt có thể tỏa nhiệt lên tới 1.800oC trong quá trình chuyển thành oxit sắt. Nói cách khác, nếu được đốt, sắt cũng tỏa nhiệt tương tự than đá. Trong lò đốt, máy phát điện chuyển hóa nhiệt năng này thành điện năng như nhiệt điện thông thường.

Oxit sắt sau đó được tái chế bằng phương pháp điện phân để lấy lại sắt tinh khiết và oxy. Nếu sử dụng điện năng từ năng lượng tái tạo cho điện phân, toàn bộ quy trình này có thể diễn ra mà không có mặt nguyên tố carbon, do đó loại bỏ hoàn toàn khí nhà kính. Những nhà nghiên cứu về loại nhiên điện mới này cho rằng, có thể dùng điện tái tạo dư thừa cho quá trình tái chế oxit sắt, ví dụ như vào mùa nắng hoặc khi có nhiều gió. Sắt sẽ là nguồn năng lượng dự trữ để phát điện vào ban đêm hay mùa đông.

Ông Peer Swinkels, giám đốc điều hành Swinkels cho hay, công ty ông quyết định đầu tư vào dự án này để giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch trong hoạt động nấu bia. Bên cạnh việc tăng tính xoay vòng của mô hình kinh tế, Công ty bia Swinkels còn giúp thúc đẩy việc chuyển đổi sang sử dụng năng lượng sạch. Dự kiến, máy phát điện từ sắt sẽ cung cấp năng lượng cho một nhà máy bia của Swinkels với sản lượng khoảng 15 triệu ly bia/năm.

Quan trọng hơn, sắt còn có tiềm năng thay thế nhiên liệu hóa thạch trong các nhà máy nhiệt điện mà không cần thay đổi quá nhiều về máy móc. Theo Chan Botter, trưởng nhóm nghiên cứu về nhiên liệu kim loại tại Đại học Eindhoven, tham vọng của nhóm là chuyển đổi một nhà máy nhiệt điện than sang nhiệt điện sắt vào năm 2030. Hiện nhóm đang trong quá trình chế tạo máy phát điện từ sắt có công suất 1MW, với kế hoạch tăng lên 10MW vào năm 2024.

Tuy nhiên, tính khả thi về mặt kinh tế của nhiệt điện từ kim loại nói chung và sắt nói riêng vẫn còn đang là dấu hỏi, nhất là khi nó vẫn đang ở giai đoạn sơ khai. Hiệu quả của phương thức này còn phụ thuộc vào hiệu suất của quá trình “tái chế” kim loại đã đốt. Tính đến thời điểm hiện tại, việc không phát thải khí nhà kính đang là ưu điểm lớn nhất khiến giới nghiên cứu đi sâu để tìm ra hết tiềm năng của loại nhiên liệu mới này.