New York thử nghiệm pin dung lượng lớn cấp điện an toàn cho các tòa nhà dân cư

Biển hiệu tại khu căn hộ Peace Bridge Place ở Buffalo, bang New York, nơi lắp đặt hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin lithium-ion của Viridi. Ảnh: AP/Lauren Petracca

Một hệ thống pin lithium-ion dung lượng 3,75 megawatt giờ (MWh) vừa được triển khai tại khu nhà ở giá phải chăng Peace Bridge Place ở thành phố Buffalo, bang New York, Mỹ. Hệ thống có khả năng cung cấp điện cho khu nhà trong nhiều ngày, đồng thời lưu trữ điện dư thừa khi nguồn cung dồi dào để sử dụng vào những thời điểm lưới điện chịu áp lực và giá điện tăng cao.

Theo nhà sản xuất Viridi và đơn vị phát triển dự án Good Carbon Co., đây là một trong những hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin lớn nhất được lắp đặt trong một tòa nhà dân cư tại Mỹ. Dự án không chỉ hướng tới giảm chi phí điện cho cư dân mà còn góp phần giải quyết một trong những rào cản lớn nhất đối với việc mở rộng ứng dụng pin dung lượng lớn: vấn đề an toàn cháy nổ.

LƯU TRỮ ĐIỆN GIÚP GIẢM CHI PHÍ VÀ TĂNG ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN

Hệ thống pin tại Peace Bridge Place được thiết kế để tích trữ điện khi nguồn cung dồi dào, sau đó cấp điện cho tòa nhà khi nhu cầu tăng cao hoặc lưới điện gặp áp lực. Với dung lượng 3,75 MWh, hệ thống có thể đáp ứng nhu cầu điện của khu nhà trong nhiều ngày, theo thông tin từ các đơn vị tham gia dự án.

Chúng tôi muốn nguồn điện có khả năng chống chịu tốt, giá cả phải chăng và luôn sẵn có. Lưu trữ điện bằng pin phân tán đáp ứng cả ba mục tiêu này.

Ông Jon M. Williams  Giám đốc điều hành Viridi

Theo ông Jon M. Williams, Giám đốc điều hành Viridi, trở ngại lớn nhất đối với việc triển khai các hệ thống pin trên quy mô lớn trong khoảng 10 năm qua là vấn đề an toàn. Nhiều sản phẩm trên thị trường từng xảy ra cháy, gây thiệt hại cho các công trình, khiến việc đưa pin dung lượng lớn vào những nơi có người sinh sống và làm việc trở nên khó khăn.

Trên thực tế, pin lưu trữ đang ngày càng được sử dụng để hỗ trợ các nguồn năng lượng tái tạo. Điện mặt trời và điện gió phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, khiến sản lượng có thể thay đổi theo thời điểm. Hệ thống pin cho phép tích trữ điện khi trời nắng hoặc có gió, sau đó giải phóng năng lượng khi các nguồn này không sản xuất đủ điện hoặc nhu cầu tiêu thụ tăng cao.

Khoảng 2.000 hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin đang được bổ sung mỗi tuần tại California. Ảnh: AP/Lauren Petracca

Ngoài điện mặt trời và điện gió, pin cũng có thể lưu trữ lượng điện dư thừa từ thủy điện. Bang New York là một trong những địa phương sản xuất thủy điện hàng đầu nước Mỹ, trong đó khu vực thác Niagara, gần thành phố Buffalo, đóng góp phần lớn sản lượng thủy điện của bang.

Tại Peace Bridge Place, hệ thống pin còn tạo ra lợi ích kinh tế thông qua cơ chế phối hợp với công ty điện lực. Khi nhu cầu điện trên lưới tăng cao, khu nhà có thể sử dụng điện từ pin thay vì lấy toàn bộ điện từ lưới. Đơn vị vận hành được công ty điện lực thanh toán khi giảm lượng điện tiêu thụ từ lưới và có thể nhận thêm khoản thanh toán nếu cung cấp điện ngược trở lại hệ thống khi cần thiết.

Cơ chế này giúp giảm tổng chi phí điện của khu nhà, qua đó mang lại lợi ích cho người thuê. Hệ thống cũng có thể cung cấp điện khi xảy ra sự cố mất điện, tăng khả năng duy trì hoạt động của công trình.

Dự án nhận được hỗ trợ tài chính từ Cơ quan Nghiên cứu và Phát triển Năng lượng bang New York (NYSERDA), trong khuôn khổ các chương trình thúc đẩy cộng đồng có hoàn cảnh khó khăn tham gia vào quá trình chuyển đổi năng lượng sạch.

Dự án góp phần rất lớn vào việc chứng minh tính an toàn và khả năng triển khai thực tế của những mô hình này.

Bà Doreen Harris  Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành NYSERDA

Bà Doreen Harris, Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành NYSERDA, cho rằng dự án góp phần chứng minh tính an toàn và khả năng triển khai thực tế của các hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin tại những công trình dân cư.

CÔNG NGHỆ CHỐNG CHÁY LÀ CHÌA KHÓA ĐỂ MỞ RỘNG ỨNG DỤNG

Dù có tiềm năng hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo, các hệ thống pin dung lượng lớn vẫn chưa được sử dụng phổ biến trong các tòa nhà dân cư. Chi phí đầu tư và nguy cơ cháy nổ là những yếu tố khiến nhiều cộng đồng thận trọng với các dự án mới.

Theo Viện Nghiên cứu Điện lực (EPRI), tỷ lệ sự cố của pin đã giảm khi số lượng hệ thống được lắp đặt tăng lên. Tuy nhiên, những vụ cháy pin dung lượng lớn vẫn thu hút sự chú ý và làm gia tăng phản đối tại một số địa phương.

Để giải quyết vấn đề này, Viridi đã dành 6 năm và 10 triệu USD nghiên cứu, phát triển lớp vỏ chứa pin có khả năng chống cháy. Khoảng một nửa số tiền được sử dụng để mua các bộ pin phục vụ quá trình thử nghiệm phá hủy nhằm kiểm tra khả năng ngăn chặn sự cố.

Theo ông Williams, thiết kế của Viridi sử dụng các tấm ngăn, túi chứa và khoảng cách bố trí hợp lý để cách ly từng cell pin. Khi một cell gặp sự cố, năng lượng được phân tán thay vì lan sang các cell bên cạnh. Nhờ đó, khí, khói, nhiệt và lửa không thoát ra khỏi lớp vỏ bảo vệ.

Một thử nghiệm đặc biệt được thực hiện nhằm kiểm tra khả năng ngăn cháy của hệ thống khi lắp đặt trong nhà. Trong thử nghiệm, pin bị buộc xảy ra sự cố trong khi một lớp vải gạc mỏng phủ bên ngoài vỏ chứa. Theo hồ sơ thử nghiệm, lớp vải không bị cháy xém hoặc bắt lửa.

Tháng 4/2026, Viridi thông báo hệ thống của công ty đã đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt của Underwriters Laboratories (UL), tổ chức kiểm định an toàn sản phẩm. Theo doanh nghiệp, kết quả này cho phép hệ thống được lắp đặt trong nhà mà không cần bổ sung hệ thống chữa cháy riêng cho tòa nhà.

Ông Jigar Shah, chuyên gia về tài chính và triển khai năng lượng sạch, đánh giá hệ thống tại Peace Bridge Place là một dấu mốc trong việc giải quyết những lo ngại về an toàn đối với pin lưu trữ. Ông từng đứng đầu Văn phòng Các chương trình cho vay thuộc Bộ Năng lượng Mỹ dưới thời chính quyền Tổng thống Joe Biden.

Theo ông Shah, Viridi là doanh nghiệp duy nhất liên tục vượt qua bài kiểm tra an toàn nói trên, một thử nghiệm mà ông mô tả là “gần như bất khả thi”.

Khả năng ngăn chặn sự cố ngay tại lớp vỏ bảo vệ có ý nghĩa quan trọng đối với việc đưa pin vào các tòa nhà đang có người sinh sống. Nếu có thể đáp ứng những yêu cầu an toàn nghiêm ngặt, pin lưu trữ không chỉ được triển khai tại các dự án năng lượng quy mô lớn mà còn có thể trở thành một cấu phần trong hệ thống điện của các khu chung cư, tòa nhà thương mại và công trình dân dụng khác.

THỊ TRƯỜNG PIN LƯU TRỮ ĐƯỢC KỲ VỌNG TĂNG TRƯỞNG

Ngoài dự án tại New York, Viridi đang phát triển hoạt động sản xuất tại Buffalo và Richmond, bang California. Tại Richmond, công ty đã nhận được khoản tài trợ của bang để hỗ trợ cải tạo cơ sở sản xuất.

Một tòa nhà nghiên cứu y khoa tại Buffalo cũng đang sử dụng hệ thống pin của Viridi. Theo ông Williams, nhà máy của doanh nghiệp có thể sản xuất lượng bộ pin đủ để cung cấp điện trong 24 giờ cho khoảng 14.000 hộ gia đình Mỹ có mức tiêu thụ điện trung bình mỗi năm.

Hơn hai phần ba sản lượng điện của bang đến từ các nguồn năng lượng sạch. Các hệ thống pin đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ quá trình chuyển đổi này, đồng thời giúp duy trì độ tin cậy của lưới điện, giảm ô nhiễm và kiểm soát chi phí khi nhu cầu điện tiếp tục tăng.

Ông David Hochschild Chủ tịch Ủy ban Năng lượng California

“Tôi tin rằng ngành công nghiệp pin là lĩnh vực năng lượng quan trọng nhất trong vài thập kỷ tới”, ông Hochschild nhận định. Ông cũng là đồng sáng lập Sáng kiến Đổi mới Điện (Electric Innovation Initiative), thúc đẩy việc sử dụng điện thay thế nhiên liệu hóa thạch trên phạm vi rộng hơn trong nền kinh tế Mỹ.

Theo ông Hochschild, khoảng 2.000 hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin đang được bổ sung mỗi tuần tại California. Một dự án được mô tả là có quy mô lớn nhất thế giới cũng đang được xây dựng tại hạt Fresno, bang này. Ông cho rằng ngành công nghiệp pin đang đứng trước cơ hội tăng trưởng mạnh mẽ.

Ông Shah dự báo đến năm 2030, số lượng hộ gia đình Mỹ sử dụng pin để dự phòng điện sẽ tăng đáng kể. Theo chuyên gia này, việc bố trí các hệ thống pin một cách chiến lược có thể giúp đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng mà không cần đầu tư quá nhiều vào nâng cấp lưới điện.

Đối với dự án Peace Bridge Place, việc lựa chọn địa điểm xuất phát từ nhu cầu thực tế của công trình. Đây là khu nhà ở sử dụng hoàn toàn điện năng, với hệ thống địa nhiệt để sưởi ấm và làm mát thay cho khí tự nhiên. Trong khi đó, nhu cầu điện tại khu vực đôi khi vượt quá nguồn cung sẵn có, khiến việc bổ sung năng lực lưu trữ trở nên cần thiết. Công ty điện lực National Grid vì vậy đã ủng hộ dự án.

Theo Good Carbon Co., Peace Bridge được xếp vào nhóm nhà ở có giá phải chăng do thu nhập của người thuê không vượt quá 80% mức thu nhập trung vị của khu vực. Doanh nghiệp này nhận định lưu trữ năng lượng sẽ trở thành một cấu phần quan trọng trong các dự án nhà ở nhiều căn hộ trong tương lai.

Nếu không cần xây dựng thêm các nguồn phát điện, chúng ta có thể sử dụng lưới điện hiện có hiệu quả hơn. Điều đó có giá trị rất lớn đối với chúng tôi.

Bà Doreen Harris Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành NYSERDA

Bà Harris cho biết bang New York cần thêm những giải pháp như vậy để duy trì độ tin cậy của lưới điện và quản lý chi phí. Đây cũng là một trong những ưu tiên của Thống đốc Kathy Hochul.

Những diễn biến tại New York và California cho thấy pin lưu trữ đang được nhìn nhận không chỉ như một giải pháp hỗ trợ năng lượng tái tạo mà còn là công cụ giúp nâng cao độ ổn định của hệ thống điện.

Tuy nhiên, khả năng mở rộng ứng dụng tại các tòa nhà dân cư sẽ phụ thuộc đáng kể vào việc kiểm soát rủi ro cháy nổ, chi phí đầu tư và hiệu quả vận hành thực tế.

“Chúng ta mới chỉ bắt đầu”, ông Hochschild nhận định về triển vọng của ngành công nghiệp pin.

Trọng Hoàng