Trung Quốc thử nghiệm thành công tua-bin gió "bay" công suất megawatt

Dự án do Đại học Thanh Hoa (Bắc Kinh) dẫn dắt, phối hợp cùng startup Beijing SAWES Energy Technology, phát triển hệ thống mang tên Stratospheric Airborne Wind Energy Systems (SAWES). Kể từ nguyên mẫu đầu tiên hoàn thiện vào tháng 10/2024, các phiên bản SAWES liên tục được cải tiến, ngày càng lớn hơn và hoạt động ở độ cao cao hơn.

Đáng chú ý, phiên bản thử nghiệm mới nhất - SAWES Type S2000 được xem là hệ thống điện gió trên không đầu tiên đạt cấp công suất megawatt. Trong thử nghiệm đầu năm nay tại Nghi Tân (tỉnh Tứ Xuyên), thiết bị đã bay ở độ cao 2.000 m và lần đầu kết nối thành công với lưới điện, tạo ra 385 kWh điện, tương đương nhu cầu sử dụng của một hộ gia đình trung bình trong khoảng 13 ngày.

S2000 có chiều dài 60 m, kích thước 40 m, tích hợp 12 tua-bin với tổng công suất 3 MW. Dù vẫn thấp hơn so với các “khổng lồ” trên mặt đất như tua-bin 26 MW cao 340 m của Dongfang Electric Corporation, song hệ thống này lại nổi bật ở tính linh hoạt và hiệu quả môi trường.

Khí cầu S2000 cao khoảng 40 mét, dài 60 mét và có 12 tua-bin sản xuất điện. Ảnh: SAWES.

Theo Phó giáo sư Vương Kiến Hiểu (Đại học Bắc Kinh), SAWES có thể giảm tới 90% lượng vật liệu so với tua-bin truyền thống, không cần nền móng bê tông hay tháp thép, qua đó hạn chế tác động đến hệ sinh thái và cảnh quan. Hệ thống cũng gần như không gây tiếng ồn ở mặt đất.

Hiện dự án đang được triển khai thử nghiệm ứng dụng tại một hòn đảo thuộc tỉnh Quảng Đông - khu vực có diện tích đất hạn chế và yêu cầu bảo vệ môi trường nghiêm ngặt. Tính đến cuối năm 2025, nhóm nghiên cứu đã đăng ký 51 bằng sáng chế liên quan đến công nghệ này.

Để hiện thực hóa ý tưởng, các kỹ sư đã đạt nhiều đột phá về vật liệu và điện, trong đó sử dụng vải composite tiên tiến giúp khí cầu nhẹ nhưng vẫn hạn chế rò rỉ helium. Đồng thời, hệ thống tích hợp mô hình khí quyển và trí tuệ nhân tạo (AI) để tự động điều chỉnh độ cao, tìm vùng gió tối ưu, qua đó nâng cao đáng kể sản lượng điện so với tua-bin cố định trên mặt đất.

Trong ngắn hạn, SAWES được đánh giá phù hợp cho các khu vực xa xôi, ngoài lưới điện hoặc trong tình huống khẩn cấp như thiên tai, nhờ khả năng vận chuyển linh hoạt sau khi xả khí. Về dài hạn, công nghệ này được kỳ vọng cung cấp điện cho công nghiệp và hạ tầng, góp phần thay thế dần nguồn điện từ nhiên liệu hóa thạch.

S2000 trong lần thử nghiệm hồi đầu năm nay tại Tứ Xuyên (Trung Quốc). Ảnh: SAWES.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), để đạt mục tiêu phát thải ròng bằng 0, công suất điện gió toàn cầu cần tăng hơn 4 lần vào năm 2030. Trong bối cảnh đó, Trung Quốc - quốc gia hiện đóng góp khoảng hai phần ba công suất điện gió mới toàn cầu (năm 2023) đang tiếp tục tìm kiếm các giải pháp đột phá.

Tuy nhiên, giới chuyên gia cũng lưu ý cần thêm thời gian kiểm chứng. Ông Mark C. Kelly, Phó giáo sư tại Đại học Kỹ thuật Đan Mạch, cho rằng dù điện gió trên không có tiềm năng khai thác nguồn gió mạnh và ổn định hơn ở độ cao lớn, nhưng hành vi gió trên 100 m rất phức tạp và cần thêm dữ liệu. Ngoài ra, các vấn đề như hiệu quả thực tế ở độ cao trên 1.000 m hay công nghệ cáp neo cũng cần được nghiên cứu sâu hơn.

Trước đó, nhiều mô hình tua-bin gió “bay” từng được thử nghiệm, như hệ thống BAT của Altaeros Energies (Mỹ) ở độ cao khoảng 300 m, song quy mô và sản lượng còn hạn chế. So với các tiền nhiệm, SAWES được kỳ vọng sẽ đưa điện gió trên không tiến gần hơn tới ứng dụng thực tiễn quy mô lớn.