Bộ Kinh doanh, Năng lượng và Chiến lược Công nghiệp (BEIS) Anh đang tài trợ cho dự án trong khuôn chương trình Thử nghiệm Lưu trữ Năng lượng Thời gian Dài, một phần của Danh mục Đầu tư Đổi mới Net Zero (NZIP) trị giá 1 tỷ bảng Anh.

Lưu trữ năng lượng nhiệt hay còn gọi là lưu trữ nhiệt để người dùng có thể sử dụng khi cần thiết nhằm cắt giảm chi phí năng lượng cao và giảm thiểu phát thải khí nhà kính.

 Nhiệt lượng từ ngôi nhà mùa hè có thể được lưu trữ để sử dụng trong mùa đông. Ảnh Trung tâm Xây dựng Tích cực, Đại học Swansea.

Lưu trữ năng lượng nhiệt cũng giải quyết vấn đề giãn đoạn sản xuất của năng lượng gió và năng lượng mặt trời do phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và thời gian. Tích trữ năng lượng nhiệt là lưu trữ năng lượng tái tạo dư thừa trong thời gian sản xuất và giải phóng cho sử dụng trong những giai đoạn ngừng sản xuất do thời gian và thời tiết.

Dự án có tên là Adsorb (Lưu trữ phân tán nâng cao cho hiệu quả lưới điện), nhằm mục đích chứng minh một hệ thống modules có thể tăng cường hiệu suất năng lượng của một tòa nhà, giảm áp lực lên hệ thống điện quốc gia. Hệ thống modules có thể được đưa vào những thuộc tính mới của công trình xây dựng hoặc trang bị thêm vào những thuộc tính hiện có của tòa nhà.

Dự án nghiên cứu đánh giá hai công nghệ lưu trữ năng lượng nhiệt tiên tiến khác nhau do Đại học Loughborough phát triển.

Công nghệ thứ nhất là Thermochemical Storage (TCS), có thể cung cấp khả năng lưu trữ trong nhiều tuần hoặc thậm chí vài tháng mà không bị mất nhiệt. Hệ thống module hoạt động bằng phương thức hút nhiệt từ nguồn nhiệt như máy bơm nhiệt, bộ phận làm nóng điện hoặc bộ thu nhiệt mặt trời để khử nước từ vật liệu thông minh, “sạc” cho kho nhiệt.

Sau khi được sạc, hệ thống làm mát bằng nhiệt độ môi trường xung quanh và năng lượng được lưu trữ. Khi cần thiết, hơi nước ẩm được thổi vào  giải phóng nhiệt để sử dụng.

Công nghệ thứ hai là Vật liệu thay đổi pha (PCM). Vật liệu này có tiềm năng cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng nhiệt hàng ngày với mật độ lớn hơn nhiều so với các công nghệ truyền thống. Hệ thống PCM sử dụng nguồn nhiệt làm nóng kho chứa hóa chất, chuyển vật liệu rắn thành dạng lỏng.

PMC cho phép lưu trữ nhiệt trong vài ngày. Nhiệt lưu trữ được giải phóng để cung cấp nước nóng hoặc sưởi ấm không gian, bằng cách bơm nước lạnh qua hệ thống.

Tích hợp với những hệ thống điều khiển thông minh, các công nghệ này có thể giảm đáng kể chi phí của người tiêu dùng, giải quyết vấn đề gián đoạn sản xuất năng lượng tái tạo và giảm thiểu phát thải carbon từ nguồn cung cấp năng lượng của Vương quốc Anh.

Chương trình Nghiên cứu Trung tâm Xây dựng Tích cực sẽ liên kết phối hợp với Đại học Loughborough, Đại học Sheffield và công ty Mixergy. Mixergy có nhiều kinh nghiệm trong khả năng thương mại hóa các công nghệ sáng tạo, có chuỗi cung ứng và mô hình phân phối rộng rãi,  cho phép những công nghệ mới tiếp cận thị trường nhanh chóng.

Sau khi phát triển, giới thiệu và triển khai ra thị trường bể nước nóng gia đình thông minh phân tầng, Mixergy tiếp tục nghiên cứu tích hợp hệ thống lưu trữ nhiệt thông minh với các hệ thống năng lượng hiện có.

TS Ahsan Khan, nghiên cứu viên chính thuộc Chương trình Nghiên cứu Trung tâm Xây dựng Tích cực cho biết, quá trình khử cacbon bằng nhiệt đơn giản sẽ không diễn ra nhanh chóng nếu không có sự đổi mới trong việc lưu trữ nhiệt. BEIS ưu tiên phương án quan trọng này và nhóm nghiên cứu phát triển lưu trữ nhiệt đang làm việc với đối tác công nghiệp để biến những công nghệ này thành hiện thực, như một bước thay đổi lớn trên hành trình đạt tới phát thải bằng 0.

Các công nghệ lưu trữ năng lượng là yếu tố quan trọng trong quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo rẻ, sạch và an toàn. Công nghệ cho phép khai thác hiệu quả các nguồn năng lượng tái gia đình, giảm chi phí và chấm dứt sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.