Thành phố ở Nhật Bản thử nghiệm sản xuất điện từ tuyết

Mặt trời và gió là hai thứ trong tự nhiên được con người khai thác nhiều nhất để tạo ra năng lượng tái tạo. Thế nhưng, một thành phố ở miền Bắc Nhật Bản lại tin rằng họ có thể khai thác điện năng từ một nguồn tài nguyên xưa nay chưa được chú ý đến. Đó là tuyết.

Một dự án thử nghiệm sản xuất năng lượng từ tuyết sẽ bắt đầu vào tháng 12 tới và kéo dài đến tháng 3/2023 tại thành phố Aomori, với sự hợp tác của công ty khởi nghiệp công nghệ thông tin Forte cùng Đại học Truyền thông Điện tử Tokyo.

Họ sẽ lấy toàn bộ lượng tuyết mà các xe dọn tuyết ở thành phố này thu được và đổ xuống hồ bơi của một trường học đã đóng cửa. Điện năng sẽ được tạo ra bằng cách sử dụng chênh lệch nhiệt độ giữa tuyết và không khí bên ngoài.

Các ống truyền nhiệt sẽ được đặt trong tuyết - nguồn cung cấp không khí lạnh. Trong khi đó, không khí bên ngoài được sưởi ấm bởi mặt trời. Sự khác biệt về nhiệt độ này sẽ tạo ra dòng đối lưu trong một loại chất làm mát bên trong tuabin. Và dòng đối lưu này sẽ làm quay tuabin để sản xuất điện năng.

Phó giáo sư Koji Enoki tại Đại học Truyền thông Điện tử Tokyo là người phát triển hệ thống này. Ông ước tính chu trình trên có thể sản xuất điện năng hiệu quả như năng lượng mặt trời và chi phí thấp. 

Tương tự, hãng hàng hải Nhật Bản Mitsui O.S.K. Lines đang ấp ủ kế hoạch thương mại hóa một hệ thống tạo ra điện năng bằng cách lợi dụng chênh lệch nhiệt độ giữa nước bề mặt và nước ở dưới sâu đại dương.

Mitsui đặt mục tiêu sản xuất điện với chi phí khoảng 20 yên (hơn 3.500 đồng) cho mỗi kilowatt giờ từ năm 2025. Mức giá này sẽ thấp hơn chi phí sản xuất điện gió ngoài khơi và nhiệt điện chạy dầu diesel từ năm 2030. 

Do điện tuyết sử dụng nguồn chênh lệch nhiệt độ lớn hơn so với quá trình chuyển đổi năng lượng nhiệt dưới đại dương, nên có khả năng tiêu tốn ít chi phí hơn.

Ngoài ra, các nhà khoa học còn có kế hoạch khai thác nhiệt từ suối nước nóng để tạo ra những chênh lệch nhiệt độ lớn hơn nữa. Theo Phó giáo sư Enoki, khác biệt về nhiệt độ càng lớn thì hiệu suất phát điện càng cao. Có rất nhiều khu nghỉ dưỡng suối nước nóng ở vùng Đông Bắc Nhật Bản, nơi có tuyết rơi dày. Một trong số đó là suối nước nóng Sukayu ở Aomori.

Giới chức thành phố Aomori đã chi hàng chục triệu USD mỗi năm để dọn tuyết trên đường phố và đổ xuống biển. Nếu sản xuất điện tuyết trở nên khả thi, những nhà máy lớn dư thừa không gian có thể tiếp nhận số tuyết bị xe dọn đi. Hơn thế, nguồn nhiệt do các nhà máy sản sinh ra có thể giúp sản xuất điện tuyết hiệu quả. 

Trong quá trình thử nghiệm, họ sẽ phát triển các hệ thống điện tuyết riêng biệt cho đối tượng là doanh nghiệp và hộ gia đình. Việc áp dụng rộng rãi máy phát điện tuyết sẽ giảm bớt gánh nặng về nguồn cung cấp điện trong mùa đông.

Năng lượng tuyết được cho là ít tác động đến môi trường hơn các dạng năng lượng tái tạo khác. Tập đoàn Điện lực Kansai đã hủy bỏ kế hoạch xây dựng một trại điện gió hồi tháng 7 vì nó nằm gần một công viên quốc gia. Trong khi đó, các tấm pin mặt trời đã qua sử dụng cũng cần phải thải bỏ phức tạp. Tuy nhiên, tuyết tan có thể được xử lý như nước thải thông thường.

Ông Kasai nảy sinh ý tưởng sản xuất điện tuyết sau khi được biết một công ty khởi nghiệp ở châu Âu sử dụng cát để sản xuất điện. Ông cũng cho biết hệ thống điện tuyết mới trên có thể mang lại giải pháp hữu ích cho các nước châu Âu đang đối mặt với cuộc khủng hoảng năng lượng do hậu quả của tình hình xung đột ở Ukraine.