Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và sự gia tăng nhu cầu về năng lượng tái tạo, các giải pháp công nghệ mới đang ngày càng được quan tâm. Một trong những đột phá đáng chú ý là hệ thống bơm nhiệt nước biển sử dụng CO2 của công ty MAN Energy Solutions, có thể cung cấp nhiệt cho 25.000 hộ gia đình tại Đan Mạch. Công nghệ này không chỉ giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch mà còn là minh chứng cho việc kết hợp hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo để bảo vệ môi trường. Bài viết này sẽ đi sâu vào những điểm nổi bật của hệ thống bơm nhiệt nước biển của MAN Energy Solutions, từ khả năng tích hợp năng lượng tái tạo đến tác động tích cực đối với môi trường.

Hệ thống bơm nhiệt nước biển của MAN Energy Solutions, được triển khai tại cảng Esbjerg, Đan Mạch, là một trong những hệ thống lớn nhất thế giới sử dụng CO2 làm chất làm lạnh. Bơm nhiệt này hoạt động với công suất 70 MW và là một phần trong chiến lược tổng thể nhằm giảm khí thải carbon và hạn chế tác động của các hoạt động công nghiệp đến môi trường. Với sự kết hợp giữa năng lượng tái tạo từ nước biển và điện gió, hệ thống này cung cấp khoảng 280 MWh nhiệt năng mỗi năm cho 25.000 hộ gia đình, đồng thời giúp giảm tới 120.000 tấn CO2 mỗi năm.

Điểm nổi bật của hệ thống này là khả năng tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo khác nhau. Bên cạnh năng lượng gió, cơ sở bơm nhiệt còn kết hợp một lò hơi nước dăm gỗ 60 MW và một lò hơi điện 40 MW. Điều này không chỉ đảm bảo nguồn cung cấp năng lượng ổn định mà còn cung cấp nhiệt năng vào những thời điểm cao điểm khi nhu cầu sử dụng tăng cao. Nhờ vào cấu trúc này, hệ thống có thể cung cấp nhiệt liên tục và đáng tin cậy cho các khu dân cư mà không phụ thuộc vào các nguồn năng lượng hóa thạch.

Hệ thống sử dụng CO2 làm chất làm lạnh thay thế cho các chất làm lạnh truyền thống như amoniac hay các halocarbons. Đây là một lựa chọn thân thiện với môi trường vì CO2 không gây hại đến tầng ozone và không có tác dụng làm ấm khí hậu toàn cầu. Thực tế, việc sử dụng CO2 giúp tăng hiệu quả bảo vệ môi trường và giảm tác động tiêu cực của ngành công nghiệp sưởi ấm đến khí hậu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, CO2 có khả năng thu nhiệt hiệu quả từ môi trường xung quanh và có thể lưu trữ năng lượng nhiệt một cách hiệu quả hơn so với các chất làm lạnh thông thường.

Ngoài lợi ích về môi trường, hệ thống bơm nhiệt của MAN Energy Solutions còn có nhiều đặc điểm kỹ thuật ưu việt, giúp tăng cường hiệu quả hoạt động. Hệ thống được trang bị hai bộ máy nén sử dụng motor HOFIM, một sản phẩm mới phát triển bởi MAN Energy Solutions. Những motor này sử dụng vòng bi và động cơ tốc độ cao, giúp giảm thiểu sự cần thiết phải bảo dưỡng và tiết kiệm năng lượng. Việc sử dụng motor tốc độ cao cũng giúp tăng khả năng phản ứng nhanh với sự thay đổi của nhu cầu năng lượng, điều này đặc biệt quan trọng trong các hệ thống năng lượng tái tạo, vốn có tính biến động cao.

Một điểm đáng chú ý khác là hệ thống bơm nhiệt này có khả năng điều chỉnh linh hoạt với lưới điện. Khi nhu cầu năng lượng thay đổi, hệ thống có thể bật tắt nhiều lần trong ngày mà không làm giảm hiệu quả hoạt động. Điều này giúp tăng tính ổn định và linh hoạt của hệ thống, đồng thời giảm thiểu áp lực lên lưới điện khi nguồn cung năng lượng từ các nguồn tái tạo không ổn định.

Hệ thống còn được trang bị tính năng theo dõi từ xa, cho phép các nhà điều hành theo dõi và phân tích hiệu suất của thiết bị theo thời gian thực. Các cảm biến và hệ thống phân tích chẩn đoán giúp phát hiện sớm các vấn đề và tối ưu hóa hiệu suất hoạt động, từ đó giảm thiểu chi phí bảo trì và duy trì hiệu quả lâu dài.

Hệ thống bơm nhiệt nước biển của MAN Energy Solutions không chỉ là một bước tiến đáng kể trong việc giảm lượng khí thải CO2 mà còn là một ví dụ điển hình về cách các công nghệ bền vững có thể được áp dụng trong các thành phố hiện đại. Nhờ vào việc kết hợp các nguồn năng lượng tái tạo như điện gió và nhiệt từ nước biển, hệ thống này có thể cung cấp nhiệt cho hàng nghìn hộ gia đình mà không gây tác hại đến môi trường. Bên cạnh đó, các tính năng kỹ thuật tiên tiến như sử dụng CO2 làm chất làm lạnh, khả năng điều chỉnh linh hoạt với lưới điện và theo dõi từ xa đã giúp nâng cao hiệu quả hoạt động và đảm bảo tính bền vững của dự án trong dài hạn. Hệ thống này là minh chứng rõ ràng cho sự kết hợp hoàn hảo giữa công nghệ tiên tiến và sự quan tâm đến bảo vệ môi trường, mở ra cơ hội cho các thành phố trên thế giới hướng tới một tương lai xanh hơn và bền vững hơn.

P.A.T (NASATI), theo https://technologymagazine.com/, 11/2024