Theo một nghiên cứu mới của Viện Phân tích ứng dụng quốc tế (IIASA) được công bố trên tạp chí Nature Communications, tích trữ thủy điện bơm theo mùa (SPHS) - công nghệ được sử dụng không thường xuyên, có thể là giải pháp bền vững và phù hợp để lưu trữ năng lượng và nước theo năm. So với các giải pháp khác như tích trữ khí thiên nhiên, nghiên cứu cho thấy SPHS có tiềm năng lớn vì có chi phí lưu trữ năng lượng với khả năng cạnh tranh cao.

"Ngành năng lượng của hầu hết các quốc gia đang trải qua quá trình chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo, đặc biệt là sản xuất năng lượng gió và mặt trời", Julian Hunt, tác giả chính của nghiên cứu cho biết. "Các nguồn năng lượng này không liên tục và biến đổi theo mùa, nên cần có các giải pháp lưu trữ thay thế để đảm bảo đáp ứng nhu cầu mọi lúc. Các giải pháp ngắn hạn như lưu trữ bằng pin đang được áp dụng để khắc phục hạn chế về tính không liên tục. Tuy nhiên, giải pháp tích trữ năng lượng thay thế về lâu dài thường được coi là để giải quyết các biến động theo mùa trong sản xuất điện là hydro, lại chưa cạnh tranh được về mặt kinh tế".

Lưu trữ thủy điện bơm theo mùa có nghĩa là bơm nước vào một bể chứa sâu được xây song song với một con sông lớn, trong thời gian lưu lượng nước cao hoặc nhu cầu năng lượng thấp. Khi nước khan hiếm hoặc nhu cầu năng lượng tăng, nước tích trữ sẽ được giải phóng khỏi hồ chứa dùng để phát điện.

Đây là nghiên cứu đầu tiên cung cấp phân tích toàn cầu với độ phân giải cao về tiềm năng và chi phí của công nghệ SPHS. Trong phân tích, các nhà nghiên cứu đã đánh giá tiềm năng toàn cầu về mặt lý thuyết trong việc tích trữ năng lượng và nước theo mùa bằng SPHS, tập trung vào các địa điểm có tiềm năng cao nhất và chi phí thấp nhất. Các nhà khoa học cũng phân tích các kịch bản khác nhau trong đó việc lưu trữ năng lượng và nước bằng SPHS là sự thay thế khả thi. Nghiên cứu bao gồm dữ liệu địa hình, mạng lưới sông ngòi và thủy văn, ước tính chi phí hạ tầng và tối ưu hóa thiết kế dự án để xác định các vị trí triển vọng khả thi về mặt kỹ thuật.

Nghiên cứu mới cho thấy chi phí lưu trữ nước thông qua các nhà máy áp dụng công nghệ SPHS dao động từ 0,007 đến 0,2 USD/m3, chi phí lưu trữ năng lượng dài hạn thay đổi từ 1,8 đến 50 USD/MWh và chi phí lưu trữ năng lượng ngắn hạn nằm trong khoảng 370 - 600 USD/KW công suất phát điện theo thiết kế, thông qua xem xét các đập, đường hầm, tuabin, máy phát điện và giá đất. Tiềm năng lưu trữ năng lượng thế giới ước tính thấp hơn mức 50USD/MWh là 17,3 PWh, gần bằng 79% mức tiêu thụ điện của thế giới trong năm 2017.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy tiềm năng lớn của SPHS trên toàn thế giới, đặc biệt là ở phần dưới của dãy Hymalaia, Andes, Alps, Dãy núi Rocky, phần phía bắc của Trung Đông, Cao nguyên Ethiopia, Cao nguyên Braxin, Trung Mỹ, Đông Á, Papua New Guinea, dãy núi New Guinea, Sayan, Yablonoi và Stanovoy ở Nga, cũng như một số địa điểm khác có tiềm năng nhỏ hơn.

Nghiên cứu cũng giải quyết được một số lo ngại về môi trường liên quan đến thủy điện. Do các hồ chứa SPHS sâu và được xây dựng song song, thay vì trong dòng sông, nên tác động đến môi trường và sử dụng đất cũng nhỏ hơn 10 - 50 lần so với các nhà máy thủy điện truyền thống.

Hunt cho rằng: "Với nhu cầu chuyển đổi sang một thế giới bền vững phát thải ít CO2, năng lượng tái tạo và lưu trữ năng lượng sẽ đóng vai trò quan trọng trong tương lai gần. Do công nghệ SPHS có tiềm năng lớn chưa được khai thác và giá thành rẻ, nên nó sẽ sớm phát huy tác dụng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ năng lượng và nước theo năm".

N.P.D (NASATI), theo https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200219152854.htm, 19/2/2020