Các tuabin gió có thể xử lý lạnh tốt. Chỉ cần nhìn vào Iowa.
Một số đảng viên Đảng Cộng hòa muốn bạn nghĩ rằng các tuabin gió đã gây ra sự cố mất điện ở Texas. Đây là lý do tại sao họ sai. Chia sẻ câu chuyện này
:format(webp)/cdn.vox-cdn.com/uploads/chorus_image/image/68844990/1200001822.0.jpg)
“Có vẻ như khá rõ ràng rằng sự phụ thuộc liều lĩnh vào những chiếc cối xay gió là nguyên nhân của thảm họa này,” Tucker Carlson cho biết hôm thứ Hai trên Fox News. Thống đốc Texas Greg Abbott cũng sử dụng năng lượng gió như một vật tế thần cho cuộc khủng hoảng khi ông xuất hiện trên kênh Fox vào tối thứ Ba, nhưng sau đó ông đã bác bỏ bình luận của mình.
Hãy đi thẳng vào vấn đề. Mọi loại nhà máy điện - cho dù được cung cấp năng lượng từ than đá, khí đốt tự nhiên, hạt nhân, năng lượng mặt trời hay nguồn gió - ở Texas đều bị ảnh hưởng bởi băng và nhiệt độ đóng băng khi xảy ra với cơn bão mùa đông Uri vào cuối tuần qua. Nhưng chính khí đốt tự nhiên - nguồn cung cấp điện hàng đầu của bang - đã thất bại đáng kể nhất khi các đầu giếng và nhà máy điện bị đóng băng. Trong khi đó, các tuabin gió chịu trách nhiệm cho 13% tổng sản lượng điện bị mất, theo Hội đồng Độ tin cậy Điện của Texas (ERCOT), nhà điều hành lưới điện phi lợi nhuận của bang.
Nhưng không có gì bẩm sinh về năng lượng gió - hay khí đốt tự nhiên - đã khiến các nhà máy điện này thất bại. Hui Hu, giáo sư kỹ thuật hàng không vũ trụ tại Đại học bang Iowa, người nghiên cứu về tua-bin gió, nói với Vox chỉ là vấn đề chuẩn bị.
Những nơi phụ thuộc vào năng lượng gió không còn xa lạ với giá lạnh và băng - từ Thụy Điển đến Iowa - là bằng chứng cho thấy việc các tuabin bị đóng băng ở Texas không phải là không thể tránh khỏi. Sự khác biệt: Không giống như ở Texas, những tuabin đó được phong hóa để hoạt động trong thời tiết lạnh giá.
Điều này có nghĩa là, khi năng lượng gió đóng góp ngày càng nhiều vào thị phần điện ở các bang như Texas, tất cả các tuabin gió phải được chống bão để tránh tình trạng mất điện hàng loạt trong tương lai như tuần này? Đây cuối cùng là một tính toán rủi ro mà các nhà lập pháp và nhà khoa học sẽ phải thực hiện trong tương lai, nhưng quy mô thiệt hại từ sự cố mất điện này cho thấy khoản đầu tư trả trước sẽ đáng giá.
Vậy, chính xác thì những cựu binh lạnh lùng như Iowa giữ cho các tuabin của họ quay như thế nào, và chúng ta có thể học được gì từ họ?
Tại sao chỉ một số băng là vấn đề đối với tuabin gió
Để hiểu cách làm đông tua bin gió, trước tiên chúng ta cần đi sâu hơn một chút về lý do tại sao băng lại khiến một số tua bin bị hỏng ở Texas.
Câu trả lời liên quan đến giao điểm cụ thể của nhiệt độ và độ ẩm. Tại bang Iowa, Hu và nhóm nghiên cứu của ông đã xác định chính xác những yếu tố này thông qua một thập kỷ nghiên cứu để tìm ra lý do tại sao một số băng lại tác động đến các tuabin gió và có thể làm gì để ngăn chặn nó.
Hu giám sát các thí nghiệm tại nơi mà ông tự hào nói rằng Vox là đường hầm gió lớn nhất tại bất kỳ trường đại học nào của Hoa Kỳ. Ban đầu được thiết lập để thử nghiệm các phương pháp khử băng cho máy bay, phòng thí nghiệm của Hu đã chuyển đổi đường hầm để thổi gió băng ở các cánh tuabin gió khi Iowa bắt đầu phát triển mạnh về năng lượng gió một thập kỷ trước. Những thí nghiệm này đã cung cấp cho chúng ta rất nhiều thông tin về cách giữ cho các tuabin gió hoạt động trong mùa đông.
Các nhà nghiên cứu đã xác định được một loại băng - băng "men" ướt - đặc biệt đáng quan tâm. Lớp băng này tạo ra kết cấu giống như pho mát nhỏ trên các cánh tuabin, giúp làm chậm luồng không khí. Trong một thí nghiệm thực địa, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng trong khoảng thời gian 30 giờ khi các lưỡi dao đóng băng, sản lượng điện giảm tới 80%.
Tệ hơn nữa, lớp băng này có thể khiến các tuabin mất cân bằng và rung lắc nghiêm trọng , thậm chí có thể bị vỡ khi chịu áp lực. Vì vậy, nếu các tuabin không bị đóng băng, các nhà khai thác sẽ đóng chúng trước khi chúng đạt đến thời điểm đó, Hu giải thích.
Hu nói chính xác là lớp băng ướt này đã hình thành trên các cánh tua-bin ở Texas khi không khí Bắc Cực gặp độ ẩm vùng Vịnh . Trong khi đó, ở Iowa, nhiệt độ thường rất thấp và không khí quá khô khiến băng "rime" mịn hình thành trên các cánh tua bin, điều này không ảnh hưởng nhiều đến tua bin. Bạn có thể thấy sự khác biệt trong bức ảnh từ một trong những thí nghiệm của nhóm Hu bên dưới.
:format(webp):no_upscale()/cdn.vox-cdn.com/uploads/chorus_asset/file/22314953/Screen_Shot_2021_02_19_at_7.58.53_AM.png)
Chỉ riêng nhiệt độ thấp cũng có thể khiến một số bộ phận tuabin bị trục trặc nếu không có công nghệ bảo vệ thích hợp. Nhưng Hu chỉ ra rằng mật độ không khí lạnh cao hơn thực sự thúc đẩy sản xuất điện gió vào mùa đông.
Cách một số vùng lạnh nhất giữ cho tuabin của họ quay
Vì vậy, làm thế nào để các trang trại gió phản ứng với những loại băng khác nhau này, để giữ cho các tuabin của chúng không ngừng hoạt động như ở Texas?
Ở những nơi ẩm ướt hơn như Scandinavia và Scotland, một số tuabin chứa đầy không khí nóng trong khi những tuabin khác có lớp phủ đặc biệt để ngăn băng hình thành. Stefan Skarp, người giám sát năng lượng gió cho công ty Skellefteå Kraft của Thụy Điển, nói với Bloomberg News rằng, những tuabin sẵn sàng cho mùa đông này có giá cao hơn khoảng 5% so với tuabin thông thường và quá trình sưởi ấm sử dụng một phần năng lượng của chúng . Nhóm của Hu đang nghiên cứu các công nghệ tiết kiệm năng lượng hơn có thể rẻ hơn.
Bởi vì Iowa được may mắn với băng khô hơn, các trang trại gió ở đó đã không phải đầu tư vào các biện pháp phức tạp như vậy trong khi đạt tỷ lệ sản xuất điện gió cao nhất cả nước: 42% vào năm 2019.
Công ty tiện ích miền Trung Tây MidAmerican Energy Company đã chỉ ra rằng năng lượng gió có độ tin cậy cao, ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt của Iowa. Geoff Greenwood, người phát ngôn của MidAmerican Energy, cho biết vào năm 2020, 80% điện năng của tiện ích được tạo ra từ năng lượng tái tạo - phần lớn trong số đó đến từ 3.300 tuabin gió.
Ông nói: “Năm nay trời lạnh, nhưng đội gió của chúng tôi vẫn tiếp tục tạo ra năng lượng sạch cho khách hàng. Tất cả những gì cần thiết là một vài biện pháp bổ sung trong thiết kế tuabin để đảm bảo một số bộ phận không bị đóng băng.
Một số nhà khai thác gió ở Iowa sử dụng các kỹ xảo phim hành động hào nhoáng để giữ cho các tuabin của họ hoạt động. Máy bay trực thăng và máy bay không người lái lao qua tua-bin làm rơi nước nóng hoặc hóa chất khử băng. Nhưng đây thường chỉ là biện pháp một lần nếu lớp băng xấu chạm vào, Hu nói.
Texas có nên đóng băng tất cả các tuabin của mình?
Cho rằng các tuabin làm đông chi phí cao hơn, các nhà phát triển gió ở Texas có nên lấy ý kiến từ Thụy Điển và trả trước giá đó để giúp tránh các thảm họa trong tương lai?
Jesse Jenkins, một trợ lý giáo sư về kỹ thuật hệ thống năng lượng tại Đại học Princeton, đã lập luận trên tờ New York Times hôm thứ Tư rằng hệ thống điện cần sẵn sàng cho những rủi ro trong tương lai. “Chuẩn bị cho những sự kiện khắc nghiệt cũng giống như mua [a] nhà hoặc bảo hiểm y tế: bạn phải trả chi phí hàng năm và bạn hy vọng mình sẽ không bao giờ sử dụng nó. Nhưng khi khủng hoảng xảy ra, việc trả phí bảo hiểm có thể giống như một quyết định hoàn hảo trong nhận thức muộn màng ”.
Sau khi cuộc khủng hoảng này kết thúc, “Người dân Texas sẽ phải xác định xem bảo hiểm đáng giá bao nhiêu,” ông nói thêm.
Điều này không chỉ áp dụng cho một kiểu phát điện. Kerri Johannsen, giám đốc chương trình năng lượng tại Hội đồng Môi trường Iowa cho biết: “Bởi vì gió là đứa trẻ mới trong khối, nó đang nhận được rất nhiều sự chú ý. Nhưng tất cả các mạng lưới đều phải xem xét liệu hệ thống của họ có thể chống lại các tác động khắc nghiệt do biến đổi khí hậu mang lại hay không.
Việc giám sát ngày càng tăng để đảm bảo các mạng lưới luôn đáp ứng được thách thức. Tờ Texas Tribune đưa tin rằng Tập đoàn Độ tin cậy Điện Bắc Mỹ đang làm việc để thiết lập các yêu cầu bắt buộc đối với các nhà máy điện để chuẩn bị cho mùa đông khắc nghiệt. Mặc dù Texas vận hành lưới điện của riêng mình, nó cũng sẽ phải tuân theo các quy tắc này.
Texas đã bỏ qua hướng dẫn trước đó. Vào năm 2011, sau khi một cơn bão gây mất điện nghiêm trọng, ERCOT đã phát triển các hướng dẫn về đông hóa, nhưng chúng không được thực thi . Bây giờ, đối mặt với những hậu quả, Thống đốc Abbott đã kêu gọi các biện pháp đông hóa này là bắt buộc và để cơ quan lập pháp tiểu bang tài trợ cho những nâng cấp cần thiết.
Như câu nói cũ đã nói, "Bạn không bao giờ để một cuộc khủng hoảng trở nên lãng phí." Sau tất cả sự tàn phá mà sự cố lưới điện đã gây ra trong tuần này, điều quan trọng là những lời kêu gọi hành động này không chỉ biến mất như những gì họ đã làm sau năm 2011. Người dân Texas nên biết bản thân gió không phải là vấn đề; đó là một câu hỏi đặt ra là các nhà lãnh đạo nhà nước sẵn sàng mua bao nhiêu bảo hiểm để ngăn chặn một thảm họa tầm cỡ khác.
Nguồn : https://www.vox.com/2021/2/19/22290512/texas-winter-storm-wind-energy-power-outage-grid-fox-news
0 nhận xét:
Đăng nhận xét