CHLB ĐỨC – Tại hội chợ Hannover Messe 2026, công ty Cytok sẽ trình bày giải pháp Power-to-Gas (chuyển đổi điện thành khí) đột phá: Năng lượng điện mặt trời dư thừa được chuyển đổi thành khí methane (CH4) tổng hợp, lưu trữ trong chu trình CO2 và sử dụng một cách hiệu quả, nhằm đạt được mức độ tự chủ cao và nguồn cung năng lượng bền vững.

Công ty Cytok có trụ sở tại thành phố Rostock (ở miền bắc nước Đức), cung cấp các hệ thống trọn gói cho nguồn cung năng lượng bền vững. Quy trình dịch vụ bao gồm từ đánh giá nhu cầu, phát triển ý tưởng, lập kế hoạch, mô phỏng cho đến lắp đặt, vận hành và bảo trì. Theo các nhà phát triển, công nghệ đã được cấp bằng sáng chế này cho phép tiêu thụ toàn bộ lượng điện tái tạo tự tạo, ví dụ từ hệ thống điện mặt trời, và nhờ đó được thiết kế để đảm bảo sự độc lập tối đa khỏi thị trường năng lượng.

Đơn giản hóa công nghệ
Theo thông tin từ công ty Cytok, điểm độc đáo của quy trình công nghệ Power-to-Gas đã được cấp bằng sáng chế là sự kết hợp giữa công nghệ khí tự nhiên sẵn có, đã được kiểm chứng với tính bền vững của điện xanh (nguồn năng lượng) và hydro (phương thức lưu trữ).

Phương thức vận hành trong thực tế
Sau khi điện mặt trời được phân phối và sử dụng tối ưu, lượng điện dư thừa còn lại sẽ được đưa vào máy điện phân để tách nước thành hydro và oxy. Trong các lò phản ứng do công ty Cytok phát triển, khí tự nhiên tổng hợp sau đó được tạo ra thông qua phản ứng Sabatier. Tại đây, hydro (H2) và carbon dioxide (CO2) tác dụng với nhau dưới sự hỗ trợ của chất xúc tác để tạo thành methane tổng hợp (CH4). Bước này giúp loại bỏ cả quá trình lưu trữ hydro tốn kém, tiêu hao nhiều năng lượng lẫn việc chuyển đổi ngược thông qua pin nhiên liệu hoặc động cơ hydro.

Thay vào đó, các công nghệ khí tự nhiên đã được kiểm chứng và cơ sở hạ tầng hiện có vẫn có thể tiếp tục được tận dụng, như các bình áp suất hoặc hệ thống bơm vào lưới điện khí tự nhiên để lưu trữ, cũng như các nồi hơi hoặc tua-bin đốt khí hoặc các nhà máy nhiệt điện kết hợp cho quá trình đốt cháy.

Phát thải gần bằng không: công nghệ thu hồi và sử dụng carbon (CCU – carbon capture and utilization)
Hệ thống vẫn duy trì vận hành không phát thải tương tự như các hệ thống hydro cơ bản. Điều này có được là nhờ lượng CO2 sinh ra trong quá trình đốt cháy methane tổng hợp, còn được gọi là khí tự nhiên tổng hợp (SNG – synthetic natural gas), được thu hồi và tái sử dụng liên tục trong một chu trình khép kín để sản xuất khí SNG mới. Khí CO2 chỉ cần được đưa vào chu trình một lần duy nhất và sẽ lưu lại đó vĩnh viễn. 

Nguồn CO2 tinh khiết được thu thập thông qua quy trình được gọi là “đốt oxy – nhiên liệu” (oxy-fuel combustion). Trong quy trình này, khí SNG không được đốt cháy bằng oxy từ không khí xung quanh như các nhà máy thông thường, mà bằng oxy tinh khiết, sản phẩm phụ được tạo ra miễn phí từ máy điện phân. Theo công ty Cytok, đây là một chu trình phân tử hoàn hảo. 

Cốt lõi của chu trình này diễn ra như sau:

1. Điện mặt trời dư thừa được dùng để điện phân nước, tạo ra hydro và oxi: 

2H2O → 2H2 + O2

2. Hydro được đưa vào sử dụng để tạo ra metan: 

4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O

3. Metan được sử dụng như một dạng nhiên liệu để phát điện hoặc cung cấp nhiệt năng: 

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + nhiệt

4. CO2 tiếp tục được đưa trở lại vào chu trình (sử dụng ở bước 2), hình thành một vòng tuần hoàn cacbon khép kín.

Kết nối đa lĩnh vực và quản lý năng lượng để đạt hiệu suất tối đa
Bằng cách tận dụng thêm nhiệt lượng tỏa ra từ quá trình vận hành để sưởi ấm, lượng năng lượng bị thất thoát do chuyển đổi được giảm thiểu xuống mức thấp nhất, từ đó tối ưu hóa hiệu quả kinh tế. Hệ thống quản lý năng lượng thông minh đảm bảo hiệu suất tối đa cho các công nghệ đổi mới này, giúp tỷ lệ sử dụng điện mặt trời có thể đạt tới mức cao nhất là 90%.

Mô hình thực tiễn tiêu biểu
Kể từ năm 2020, nhà máy tham chiếu tại Bernsteinsee gần vùng Gifhorn, (thuộc bang Lower Saxony, Đức), đã chứng minh tính năng và độ tin cậy trong công nghệ của công ty Cytok. Cơ sở này cung cấp 100% năng lượng xanh tự tạo từ hệ thống điện mặt trời áp mái cho nhiều tòa nhà khách sạn và các công trình phụ trợ. Hiện tại, nhiều nhà máy khác đang trong quá trình xây dựng hoặc lập kế hoạch. Trong đó, hệ thống dạng container đầu tiên dự kiến sẽ được lắp đặt tại trung tâm Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e.V. trong năm 2026.

Để xem các tin bài khác về “Điện mặt trời”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Hannover Messe

Lưu ý: 

Để xem và khai thác hiệu quả nội dung của video clip nói trên (từ YouTube/ một dịch vụ của Google), Quý vị có thể thực hiện các bước sau:
1. Nếu tốc độ internet nhanh, có thể mở chế độ xem toàn màn hình bằng cách nhấn vào khung [ ] tại góc phải (phía dưới góc phải của video)
2. Chọn chế độ hình ảnh tốt nhất của đoạn video, hãy click vào hình bánh xe răng cưa và chọn chất lượng cao hơn (hoặc HD) theo ý muốn
3. Để hiển thị nội dung phụ đề, nhấn vào nút biểu tượng phụ đề [cc]. Một số video không có chức năng này sẽ không có biểu tượng phụ đề.
4. Quý vị có thể nghe hiểu tiếng Anh và có nhu cầu chia sẻ thông tin đến cộng đồng, hãy hỗ trợ techMAG biên dịch nội dung video và gửi cho chúng tôi để có cơ hội đăng thông tin lên technologyMag.net