Tạo lốc xoáy để sản xuất điện

Nguyên lý hoạt động của Atmospheric Vortex Engine.

Lốc xoáy là một hiện tượng thời tiết được xếp vào dạng cực kỳ nguy hiểm với tốc độ di chuyển rất nhanh và nó có thể phá hủy hết mọi thứ trên đường đi của mình. Mặc dù vậy, một kỹ sư 72 tuổi người Canada lại muốn lợi dụng sức mạnh khủng khiếp này để tạo ra một nguồn điện mới cho chính quê hương của mình. Đó là Louis Michaud, người thành lập Tập đoàn năng lượng AVEtec vào năm 2006, và ông đã tìm ra cách tạo được lốc xoáy để thực hiện ý tưởng trên.

Năm 2012, Michaud cho biết tất cả những gì ông cần làm để sản sinh lốc xoáy là tạo ra một luồng khí nóng và khiến nó xoay tròn theo chiều hướng lên. Hiện tại, ông đã chế tạo được cỗ máy mang tên Atmospheric Vortex Engine (AVE) - giống như tên của chính công ty - nhằm chứng minh con người có khả năng tự tạo ra lốc xoáy. Ở quy mô nhỏ, bản thử nghiệm của cỗ máy có thể tạo ra một luồng khí xoáy nhỏ và mỏng với chiều cao khoảng 20m, điều này khiến nó dễ bị gió mạnh thổi tan. Tuy nhiên, với mục đích cung cấp năng lượng cho một khu vực dân cư nhất định như Ontario - quê hương của Michaud, vốn được mệnh danh là Hẻm Lốc Xoáy (Tornado Alley) - những cơn lốc xoáy nhân tạo cần lớn hơn và mạnh hơn.

Theo kỹ sư Michaud, "đứa con" của ông phải đạt chiều cao khoảng 14km và rộng 30m mới có thể cung cấp đủ năng lượng để sản xuất điện cho một khu dân cư - trong khi những cơn lốc xoáy tự nhiên có chiều cao trung bình chỉ khoảng 9km. Nhưng ông cũng khẳng định cơn lốc này sẽ không gây nguy hiểm vì nó cố định và nằm dưới tầm kiểm soát. Kỹ sư 72 tuổi này hình dung nhiệt thải ra từ một nhà máy điện sẽ đi vào hệ thống của ông theo hình phễu. Dòng khí xoáy sẽ cung cấp năng lượng cho turbine khi bốc lên trong không khí. Lốc xoáy có thể là một cách cung cấp năng lượng sạch với nhiên liệu có sẵn và giá thành thấp trong tình hình thế giới đang tìm cách đáp ứng nhu cầu điện mà không thúc đẩy hiệu ứng ấm lên toàn cầu.

Mọi chuyện thực sự trở nên suôn sẻ với AVEtec khi tháng 12/2012, tỷ phú Peter Thiel - người sáng lập ra PayPal - đã chi 300.000 USD cho công ty này để họ để nghiên cứu dự án “lốc xoáy nhân tạo” với mục tiêu khai thác điện năng từ nó. Ý tưởng về việc dùng lốc xoáy để tạo ra điện đã xuất hiện trong tâm trí của Michaud khi ông còn là một nhân viên của ExxonMobil từ những năm 1970. Sau rất nhiều thời gian nghiên cứ tìm tòi, ông đã thành công trong việc tạo ra một cơn lốc xoáy cỡ bằng cây bút chì vào năm 2005 và chỉ 1 năm sau ông quyết định thành lập AVEtec với mục đích dành hết tâm huyết còn lại của mình thực hiện hoài bão thời trai trẻ.

Thực tế cách đây vài tháng, một công ty Tây Ban Nha có tên Vortex đã áp dụng nguyên lý lốc xoáy nhân tạo để thiết kế những thiết bị phát điện có hình dạng như những chiếc cột chọc thẳng lên trời. Không giống nhưng những cánh đồng quạt gió khổng lồ sản xuất điện, turbine của thiết bị này hoàn toàn khồn có cánh mà chúng tạo ra điện năng nhờ chuyển động xoáy, hiện tượng khí động lực sinh ra những cơn lốc xoáy. Vortex cho biết họ sử dụng các nam châm để điều chỉnh turbine, mục đích là để nhận được nhiều lượng gió nhất có thể dù gió đang ở cấp độ nào. Khi cọc turbien này bắt đầu lắc lư, bộ giao điện được đặt bên trong sẽ đóng vai trò biến đổi động năng thành điện năng.

Theo Vortex tuyên bố, năng lượng sản xuất ra từ turbine mới của họ sẽ tốn chi phí ít hơn 40% so với kiểu turbine gió truyền thống đang được sử dụng hiện nay. Phần lớn nguyên do chi phí của họ rẻ hơn nằm ở phần bảo trì, vì turbine Vortex không có bộ phận truyền động hay bánh răng cho nên tuổi thọ sẽ bền hơn và không cần phải tra dầu định kỳ. Ngoài ra, thiết kế đơn giản hơn cũng đồng nghĩa với việc chi phí sản xuất được giảm đi một nửa so với kiểu truyền thống (thường các cánh quạt khổng lồ rất đắt tiền).
 

Một tháp Vortex sản xuất điện từ lốc xoáy tịa Tây Ban Nha.

Mặc dù vậy, vẫn có không ít người tỏ ra hoài nghi với ý tưởng này ví dụ như chuyên gia khí tượng Nilton Renno đến từ đại học Michigan (Hoa Kỳ) từng nhận xét rằng ý tưởng này không phải không thực hiện được nhưng xét về tính chất thì nó rất khó lường vì sản phẩm tạo ra là một cơn lốc xoáy, một thứ về cơ bản là rất khó kiểm soát thậm chí là gần như không thể dự đoán được những gì nó có thể làm được. Nếu ý tưởng của Louis Michaud có thể đưa lên quy mô công nghiệp sản xuất hàng loạt, chi phí tối thiểu mà ông cần cũng phải là 1 tỷ USD nhưng nó sẽ tạo ra những cỗ máy phát điện từ lốc xoáy có công suất tới 200MW - mỗi máy đủ sức cung ứng cho hàng nghìn hộ dân với giá điện cực rẻ chỉ khoảng 3 cent hay 670 đồng.