Tại châu Âu, giảm dần và tiến tới loại bỏ nhiên liệu hóa thạch là yêu cầu cấp thiết để khu vực này đạt mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Điện gió và điện mặt trời hiện đã cung cấp một lượng điện đáng kể, trong khi sản xuất điện từ than tiếp tục giảm.

Tuy vậy, những nỗ lực này vẫn chưa đủ. Hiện nay, khoảng 70% tổng năng lượng bị thất thoát dưới dạng nhiệt và cuối cùng tỏa ra môi trường. Điều này không chỉ làm tăng lượng phát thải và chi phí vận hành của những ngành công nghiệp tiêu thụ nhiều năng lượng, mà còn góp phần gây ô nhiễm nhiệt cho môi trường xung quanh.

Các nhà máy và cơ sở công nghiệp có thể lắp đặt hệ thống thu hồi nhiệt thải. Tuy nhiên, với nguồn nhiệt có nhiệt độ thấp, dưới 100°C, việc thu hồi thường chưa đem lại hiệu quả kinh tế đủ lớn. Và đây cũng chính là bài toán mà công ty Thụy Điển ZIGRID muốn giải quyết.

Sau khi nghiên cứu vấn đề nhiệt dư tại nhiều cơ sở sản xuất, nhóm phát triển nhận thấy lượng năng lượng bị bỏ phí là rất lớn. Theo Lars Birging, điều phối viên dự án ZiGrid Technology của ZIGRID, ý tưởng ban đầu xuất phát từ sự am hiểu của một trong những nhà sáng lập về lượng nhiệt dư phát sinh trong các ngành sản xuất công nghiệp.

ZIGRID sau đó tìm cách biến nguồn nhiệt tưởng như bỏ đi này thành điện năng. Công nghệ của công ty tận dụng nhiệt dư ở mức 50-80°C để làm nóng và giãn nở một loại khí. Khi được làm nguội, khí này lại co lại và tạo ra một chuyển động tuần hoàn. 

“Chúng tôi tận dụng chuyển động lặp đi lặp lại này thông qua một hệ thống thủy lực để quay máy phát điện. Điểm đặc biệt của công nghệ này là không sử dụng tua-bin, nhờ đó đạt hiệu quả cao hơn khi làm việc với nguồn nhiệt thấp. Hệ thống có thể hoạt động với nguồn nhiệt chỉ từ 50°C”, ông Lars Birging cho biết.

Dự án ZiGrid Technology được Hội đồng Đổi mới sáng tạo châu Âu (European Innovation Council, EIC) hỗ trợ nhằm mở rộng quy mô công nghệ và hoàn thiện sản phẩm để đưa ra thị trường. ZIGRID cũng tiến hành đánh giá tiềm năng thị trường và xác định những lĩnh vực có nhu cầu phù hợp với giải pháp này.

Theo Birging, mục tiêu của dự án là đưa công nghệ từ giai đoạn thử nghiệm tại cơ sở khách hàng sang giai đoạn hoàn thiện, tối ưu hóa và kiểm soát chất lượng sản phẩm.

Để thực hiện mục tiêu đó, ZIGRID thành lập một nhóm kỹ thuật chuyên xử lý các vấn đề phát sinh trong quá trình mở rộng quy mô hệ thống. Công ty thử nghiệm nhiều phiên bản có công suất khác nhau trong điều kiện thực tế, trước hết tại các cơ sở sản xuất thép, đồng thời đối chiếu kết quả với nhu cầu của ngành sản xuất hydro và ngành giấy, bột giấy.

“Tại một trong những địa điểm thử nghiệm, chúng tôi phải xử lý những mức nhiệt khó hơn dự kiến. Nhưng chính điều đó lại giúp công nghệ của chúng tôi được cải thiện,” Birging nói. “Song song với quá trình thử nghiệm, chúng tôi cũng xác định những lĩnh vực có tiềm năng ứng dụng lớn nhất. Những kết quả này sau đó được đưa trở lại cho đội ngũ kỹ thuật để bảo đảm việc phát triển công nghệ đi cùng với nhu cầu thực tế của thị trường.”

Một trong những nhóm khách hàng tiềm năng nổi bật được xác định là các trung tâm dữ liệu, vốn tạo ra lượng nhiệt rất lớn trong quá trình vận hành. Đây cũng đang trở thành phân khúc chiến lược của ZIGRID.

Trong thời gian tới, ZIGRID sẽ tập trung vào hoàn tất các thủ tục chứng nhận, nâng công suất sản xuất và ký kết thỏa thuận với những khách hàng tiềm năng, trong đó có các nhà sản xuất hydro và trung tâm dữ liệu.

Theo Birging, việc tận dụng hiệu quả nguồn năng lượng đã được tạo ra thay vì để thất thoát là một trong những cách giúp giảm lãng phí năng lượng, đồng thời góp phần thực hiện các mục tiêu về năng lượng và khí hậu đã đề ra.