Viện Công nghệ Karlsruhe vừa ra mắt một nền tảng nổi tiên phong, có khả năng chuyển đổi năng lượng gió ngoài khơi, nước biển và không khí thành nhiên liệu tổng hợp bằng hệ thống Power-to-X dạng mô-đun, độc lập với lưới điện. Quá trình thử nghiệm sẽ sớm bắt đầu trước khi triển khai gần Đảo Helgoland, góp phần thúc đẩy chiến lược hydro của Đức.
Một bước tiến đột phá trong sản xuất nhiên liệu tổng hợp ngoài khơi đang được triển khai với việc ra mắt một bệ nổi được thiết kế để chuyển đổi năng lượng gió, nước biển và không khí xung quanh trực tiếp trên biển thành nhiên liệu tổng hợp. Dự án tiên phong này, do Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) dẫn đầu, hợp tác với các đối tác bao gồm Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR) và Đại học Kỹ thuật Berlin, là một minh chứng toàn diện cho chuỗi quy trình Power-to-X (PtX). Cơ sở mô-đun này, được lắp đặt trên một xà lan neo đậu tại cảng Bremerhaven, sẽ bắt đầu thử nghiệm vận hành trước khi chuyển ra vùng biển mở gần Đảo Helgoland vào cuối năm nay.
Nền tảng này tích hợp nhiều công nghệ tiên tiến vào một hệ thống duy nhất, hoạt động độc lập và có khả năng vận hành linh hoạt để đáp ứng sự thay đổi về nguồn điện gió ngoài khơi tái tạo. Các thành phần chính bao gồm hệ thống thu giữ carbon dioxide trực tiếp từ không khí (DAC), một đơn vị khử muối nước biển và một tế bào điện phân nhiệt độ cao tạo ra khí tổng hợp giàu hydro. Khí tổng hợp này sau đó được đưa vào quy trình Fischer-Tropsch, kết hợp hydro xanh và CO₂ để tạo ra nhiên liệu tổng hợp. Nhờ cấu trúc mô-đun, hệ thống này có khả năng thích ứng cao, cho phép sản xuất nhiên liệu ngoài khơi với quy mô lớn mà không cần kết nối lưới điện.
Sáng kiến này là một phần của dự án trọng điểm hydro H2Mare rộng lớn hơn, một yếu tố then chốt trong chiến lược hydro quốc gia của Đức được Bộ Giáo dục và Nghiên cứu Liên bang hỗ trợ. Dự án phụ PtX-Wind của H2Mare tập trung cụ thể vào việc chuyển đổi hydro xanh được sản xuất ngoài khơi thành các sản phẩm phái sinh như metan lỏng, metanol và amoniac. Nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu hoàn thiện toàn bộ chuỗi quy trình, từ sản xuất ngoài khơi đến hậu cần, đồng thời đánh giá các thách thức vận hành hàng hải, khuôn khổ pháp lý và hiệu suất vật liệu trong điều kiện nước biển. Hơn nữa, dự án bao gồm việc tạo ra một bản sao kỹ thuật số và các khái niệm cho các nền tảng PtX ngoài khơi lớn hơn, chung chung hơn, có khả năng tích hợp với các tua-bin gió để sản xuất hydro và nhiên liệu hiệu quả hơn trên biển.
Mặc dù giàn thử nghiệm nổi này là giàn đầu tiên thuộc loại này thể hiện một cách toàn diện việc sản xuất nhiên liệu tổng hợp từ năng lượng gió ngoài khơi, nước biển và không khí xung quanh, nhưng những nỗ lực tương tự đang xuất hiện trên toàn cầu. Ví dụ, H2Carrier đang theo đuổi việc sản xuất amoniac xanh quy mô công nghiệp thông qua P2XFloater™ – một cơ sở nổi sản xuất amoniac bằng cách tổng hợp hydro xanh từ nước biển tinh khiết với nitơ được chiết xuất từ không khí. Thiết kế này mang lại sự linh hoạt trong vận hành bằng cách loại bỏ nhu cầu về cơ sở hạ tầng truyền thống trên đất liền như bể chứa và cầu cảng, và nó có thể được đặt ở những nơi năng lượng tái tạo mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Cấu hình này cũng tăng cường khả năng chống chịu trước các thảm họa tự nhiên, do đó nhấn mạnh những lợi thế tiềm năng của các giàn nổi trong tổng hợp hóa chất tái tạo.
Những hiểu biết sâu sắc từ nền tảng nhiên liệu nổi do KIT dẫn đầu sẽ cung cấp dữ liệu quan trọng về sản xuất nhiên liệu ngoài khơi bền vững và định hướng cho việc phát triển các cơ sở quy mô lớn trong tương lai có khả năng cung cấp nhiên liệu tổng hợp carbon thấp cho vận tải biển và công nghiệp. Các cuộc điều tra sẽ tiếp tục về hoạt động linh hoạt của nền tảng trong điều kiện gió khác nhau, tác động môi trường của nó và các yêu cầu quy định đối với các hệ thống năng lượng ngoài khơi tiên tiến này.
