Trung Quốc khởi công dự án năng lượng chưa từng có trên thế giới, dự kiến vận hành từ năm 2027

Dự án mang tên Ruitan được xây dựng tại Nhà máy điện Bajiao của China Huaneng ở thành phố Yên Đài. Theo kế hoạch, công trình sẽ đi vào vận hành trong năm 2027.

Giai đoạn đầu của dự án gồm một tổ máy phát điện CO₂ siêu tới hạn công suất 50 MW và hệ thống lưu trữ muối nóng chảy công suất 100 MW, dung lượng 400 MWh. Đây cũng được giới thiệu là tổ máy phát điện CO₂ siêu tới hạn có quy mô lớn nhất thế giới hiện nay.

Cơ chế hoạt động của dự án được thiết kế để tận dụng lượng điện dư thừa trong những thời điểm nhu cầu thấp.

Khi phụ tải trên lưới điện giảm, phần điện dư từ các tổ máy nhiệt điện than hiện có tại Bajiao sẽ được dùng để làm nóng muối nóng chảy. Năng lượng điện nhờ đó được chuyển thành nhiệt và lưu giữ trong các bể chứa.

Đến giờ cao điểm, lượng nhiệt này sẽ được giải phóng để làm nóng CO₂. CO₂ sau khi đạt trạng thái siêu tới hạn sẽ trực tiếp dẫn động turbine và phát điện trở lại, qua đó giúp hệ thống phản ứng nhanh hơn với biến động nhu cầu điện.

Ưu thế vượt trội của công nghệ CO₂ siêu tới hạn

Khác với các nhà máy nhiệt điện truyền thống sử dụng nước được đun thành hơi để quay tua-bin, hệ thống mới dùng CO₂ ở trạng thái siêu tới hạn.

Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất tới hạn, CO₂ mang đặc tính trung gian giữa chất khí và chất lỏng, có mật độ năng lượng cao hơn và có thể tuần hoàn trong một chu trình kín.

Theo China Huaneng, công nghệ này cho phép tổ máy có kích thước nhỏ hơn, hiệu suất cao hơn và khả năng điều chỉnh linh hoạt hơn so với hệ thống tua-bin hơi truyền thống.

Tổ máy có thể điều chỉnh liên tục từ 0 đến 100% công suất, với tốc độ phản ứng được cho là nhanh gấp khoảng 4 lần các tổ máy nhiệt điện than truyền thống. Điều này đặc biệt quan trọng khi lưới điện phải hấp thụ ngày càng nhiều nguồn năng lượng tái tạo có tính biến động như điện gió và điện mặt trời.

Một ưu điểm khác là hệ thống CO₂ siêu tới hạn không phụ thuộc vào hơi nước như công nghệ truyền thống. Nguồn nhiệt để vận hành hệ thống cũng có thể đến từ nhiều nguồn khác nhau, gồm nhiệt mặt trời, địa nhiệt hoặc nhiệt thải công nghiệp.

Trong khi đó, lưu trữ bằng muối nóng chảy hoạt động theo nguyên lý khác với pin điện hóa.

Thay vì chuyển điện năng thành năng lượng hóa học như pin lithium, hệ thống này dùng điện dư để tạo nhiệt và giữ nhiệt trong các bể muối nóng chảy. Khi cần, nhiệt lượng có thể được chuyển ngược thành điện hoặc sử dụng trực tiếp cho các mục đích công nghiệp và cung cấp nhiệt.

Cách tiếp cận này phù hợp hơn với những dự án lưu trữ quy mô lớn, đặc biệt trong các trường hợp cần lưu trữ năng lượng trong nhiều giờ với chi phí thấp hơn so với một số loại pin điện hóa.

Dự án Ruitan cũng được tích hợp thêm hệ thống cung cấp hơi. Theo thông tin kỹ thuật được công bố, hệ thống lưu trữ có thể tích nhiệt trong khoảng 4 giờ, trong khi tổ máy CO₂ 50 MW còn có khả năng cung cấp khoảng 110 tấn hơi/giờ.

Tiên phong trong xu hướng năng lượng mới trên thế giới

Trước Ruitan, Trung Quốc đã đưa vào vận hành thương mại Chaotan One tại tỉnh Quý Châu vào cuối năm 2025. Đây được giới thiệu là hệ thống phát điện CO₂ siêu tới hạn thương mại đầu tiên trên thế giới, sử dụng nhiệt thải từ một nhà máy thép.

Tuy nhiên, Ruitan đánh dấu bước tiến mới khi kết hợp trực tiếp công nghệ phát điện CO₂ siêu tới hạn với hệ thống lưu trữ muối nóng chảy ở quy mô phục vụ lưới điện.

Một số dự án tương tự cũng đang được nghiên cứu tại các khu vực khác. Liên minh châu Âu đã triển khai chương trình SOLARSCO2OL nhằm kết hợp CO₂ siêu tới hạn với muối nóng chảy trong các nhà máy điện mặt trời tập trung.

Tại Trung Quốc, công nghệ lưu trữ muối nóng chảy cũng đang được ứng dụng tại nhà máy điện mặt trời tập trung Dangxiong công suất 50 MW ở Tây Tạng. Hệ thống cho phép tích trữ phần năng lượng dư vào ban ngày dưới dạng nhiệt để sử dụng trong những giờ nhu cầu điện tăng cao.

China Huaneng cho rằng việc đưa Ruitan vào vận hành sẽ giúp tăng khả năng điều tiết của các nhà máy điện than hiện hữu, giảm lãng phí điện trong giờ thấp điểm và hỗ trợ lưới điện hấp thụ nhiều hơn các nguồn năng lượng tái tạo.

Dự án cũng được kỳ vọng cung cấp dữ liệu thực tế cho việc thương mại hóa công nghệ CO₂ siêu tới hạn kết hợp lưu trữ nhiệt ở quy mô lớn trong tương lai.