Tháp tuabin gỗ cho năng lượng gió trở nên xanh hơn

Năng lượng gió rất quan trọng để giúp khử cacbon trong ngành năng lượng. Tuy nhiên, trong khi điện năng tạo ra có lượng khí thải carbon nhỏ thì các tháp tuabin gió thông thường chủ yếu được chế tạo bằng vật liệu sử dụng nhiều carbon như thép. Công ty Modvion của Thụy Điển tin rằng họ đã tìm ra giải pháp thay thế xanh hơn trong xây dựng tháp tuabin từ gỗ.

Theo nhóm công nghiệp WindEurope, gần 2 tấn carbon dioxide được thải ra cho mỗi tấn thép được sản xuất và một tuabin gió hiện đại trên bờ chứa khoảng 120 tấn thép trên mỗi megawatt công suất.

Thay vì dùng chất liệu thép để làm tháp tuabin gió, Modvion sử dụng gỗ dán nhiều lớp (LVL), được làm từ nhiều lớp gỗ dán lại với nhau bằng chất kết dính. Các tấm LVL được sản xuất thành các mô-đun, sau đó được vận chuyển và lắp ráp thành các hình trụ tại chỗ, trước khi được xếp chồng lên nhau và nối với nhau bằng keo để tạo thành một tòa tháp.

Một mô-đun tháp bằng gỗ đang được ghép lại với nhau. Ảnh: Modvion

Một tòa thấp thông thường sử dụng từ 300 đến 1.200 mét khối gỗ. Công ty cho biết họ sử dụng gỗ vân sam Scandinavia có nguồn gốc từ các khu rừng phía bắc được quản lý bền vững đã được tái trồng rừng ở Thụy Điển.

Theo ông Otto Lundman, đồng sáng lập và Giám đốc điều hành của Modvion cho rằng: "Việc sử dụng tháp gỗ giúp giảm hơn 25% lượng khí thải trong vòng đời của tuabin gió và 90% nếu bạn chỉ so sánh thành phần tháp của tuabin."

"Nếu bạn tính đến lượng carbon dioxide được cây hấp thụ khi chúng lớn lên, thì các tòa tháp bằng gỗ có thể được coi là lưu trữ nhiều carbon hơn mà chúng thải ra. Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu tranh cãi về ý kiến ​​cho rằng việc xây dựng bằng gỗ có thể trung hòa lượng carbon", ông Otto Lundman nói thêm.

Modvion được thành lập vào năm 2016 bởi Otto Lundman và kiến ​​trúc sư David Olivegren. Với một số nguồn tài trợ từ Cơ quan Năng lượng Thụy Điển, sau 4 năm Modvion đã cho ra mắt một tòa tháp nguyên mẫu cao 30 mét trên đảo Björkö, Thụy Điển. Vào năm 2023, công ty đã lắp đặt tổ máy thương mại đầu tiên có công suất 2 megawatt, một tháp tuabin bằng gỗ cao 105 mét (345 feet) có tên là Wind of Change, bên ngoài Skara, Thụy Điển, cho công ty điện lực Varberg Energi.

Bên cạnh những lợi ích về môi trường, nhà sáng lập công ty này còn cho biết gỗ ép còn có một số lợi thế về hậu cần. Gỗ có độ bền trên trọng lượng cao hơn thép và các tháp thép cao cần được gia cố thêm để giữ trọng lượng của chính chúng, không giống như tháp bằng gỗ. Điều đó có nghĩa là tháp của Modvion có thể nhẹ hơn 30% so với tháp bằng thép.

Thiết kế mô-đun của các tòa tháp bằng gỗ có thể vận chuyển được bằng xe tải và đường bộ tiêu chuẩn. Sau khi tuabin ngừng hoạt động, gỗ có thể được tháo dỡ xuống để tái sử dụng trong ngành xây dựng dưới dạng dầm cường độ cao.

Các tính chất cơ học của gỗ có thể thay đổi theo điều kiện môi trường, có khả năng ảnh hưởng đến hoạt động của các tháp gỗ. Tiến sĩ Abbas Kazemi Amiri, từ Trung tâm Kiểm soát và Năng lượng Gió tại Đại học Strathclyde ở Anh cho biết: “Không giống như thép, bê tông và vật liệu tổng hợp đã trải qua quá trình thử nghiệm cơ học và độ mỏi rộng rãi trong nhiều thập kỷ. Tòa tháp bằng gỗ ép này cần được tiến hành các thử nghiệm kỹ lưỡng trong tương lai sẽ rất quan trọng cho việc thương mại hóa rộng rãi."

Ông Lundman cho biết, việc thiếu nghiên cứu và hướng dẫn hiện có về việc sử dụng gỗ cho các công trình khổng lồ như tua-bin gió là thách thức lớn nhất của Modvion. “Chúng tôi đang thiết kế các tòa tháp tương ứng với các tiêu chuẩn về năng lượng gió và xây dựng bằng gỗ. Nhưng trong tiêu chuẩn năng lượng gió, gỗ không thực sự được cân nhắc cho các tòa tháp mà chủ yếu là thép và bê tông. Và trong các tiêu chuẩn xây dựng bằng gỗ, chúng không thực sự đề cập đến loại cấu trúc chịu tải động như máy phát điện gió.", ông giải thích thêm.

Modvion đã thực hiện rất nhiều thử nghiệm đối với tất cả các bộ phận khác nhau trong tháp của họ để chứng minh bằng cách cho thấy trên thực tế cách các bộ phận này hoạt động trong vòng đời của tuabin. Theo công ty, các tháp Modvion được phủ một lớp sơn dày, không thấm nước và giống như các tháp thép, chúng có tuổi thọ từ 25 đến 30 năm.

Lắp ráp các mô-đun tháp gỗ tại chỗ. Ảnh: Modvion

Hiện tại, Modvion đang trong giai đoạn thiết kế tuabin 6 MW đầu tiên và sẽ được lắp đặt vào năm tới. Đến năm 2027, công ty đặt mục tiêu bắt đầu sản xuất thương mại tuabin tại một nhà máy mới.

Ngoài thành phần tháp, công ty cho biết còn đang nghiên cứu các cánh tuabin – thường được sản xuất từ ​​sợi thủy tinh kết hợp với nhựa epoxy, một vật liệu cực kỳ bền, khó tái chế và đắt tiền – cũng có thể được làm bằng gỗ.

Có thể bạn quan tâm:

9 khoáng sản năng lượng quan trọng dành cho nhà đầu tư

Nguồn CNN