Kiến trúc gỗ được ưu tiên trong kiến tạo nên năng lượng tái tạo xanh

Năng lượng gió rất quan trọng nhằm giúp khử carbon trong ngành năng lượng. Vì vậy, khi nhu cầu điện năng tạo ra có lượng khí thải carbon nhỏ thì các tháp tuabin gió sẽ phải hạn chế sử dụng vật liệu sử dụng nhiều carbon như thép.

Theo hãng CNN, mới đây, Công ty Modvion của Thụy Điển tin rằng họ đã tìm ra giải pháp thay thế xanh hơn thông qua việc xây dựng tháp tuabin bằng Lắp ráp các module tháp gỗ tại chỗ. Paul Wennerholm/Modvion gỗ.

Lắp ráp các module tháp gỗ tại chỗ. Ảnh: Paul Wennerholm/Modvion
Lắp ráp các module tháp gỗ tại chỗ. Ảnh: Paul Wennerholm/Modvion

Theo nhóm công nghiệp WindEurope, gần hai tấn carbon dioxide được thải ra cho mỗi tấn thép được sản xuất trong khi một tuabin gió hiện đại trên bờ “chứa khoảng 120 tấn thép/megawatt công suất”.

Thay vì thép, công ty Modvion sử dụng gỗ dán nhiều lớp (LVL), cụ thể 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.

Công ty này cho biết họ sử dụng loại gỗ vân sam Scandinavia lấy từ những khu rừng phía bắc được quản lý bền vững đã được tái trồng rừng ở Thụy Điển và một tòa tháp thông thường sử dụng từ 300 đến 1.200 mét khối gỗ.

Theo Otto Lundman, đồng sáng lập và Giám đốc điều hành của Modvion, 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.

Ông Lundman nói thêm rằng 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 các tòa nhà bằng gỗ có thể trung hòa carbon.

“Thay đổi quan điểm về gỗ”

Công Modvion được thành lập vào năm 2016 do Giám đốc Lundman và kiến trúc sư David Olivegren điều hành. Và 4 năm sau, với một số nguồn tài trợ từ Cơ quan Năng lượng Thụy Điển, công ty Modvion đã cho ra mắt một tòa tháp nguyên mẫu cao 30 mét trên đảo Björkö, Thụy Điển.

Vào năm 2023, công ty này đã lắp đặt tổ máy thương mại đầu tiên có công suất 2 megawatt, có tên là Wind of Change cho công ty điện lực Varberg Energi bên ngoài Skara, Thụy Điển.

Bên cạnh những lợi ích về môi trường, ông Lundman nhấn mạnh 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, 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 có nghĩa là chúng có thể được vận chuyển bằng xe tải và đường bộ tiêu chuẩn. Sau khi tuabin ngừng hoạt động, gỗ có thể được dỡ xuống để tái sử dụng trong ngành xây dựng dưới dạng dầm cường độ cao. Công ty này cho biết theo thời gian, tháp gỗ sẽ có chí phí sẽ rẻ hơn tháp thép, tháp cao hơn sẽ tiết kiệm được nhiều chi phí hơn.

Chúng tôi hy vọng và đang thay đổi quan điểm về gỗ như một loại vật liệu. Đây thực sự là sợi carbon, thép xanh của thiên nhiên đang phát triển. Vật liệu này cần sử dụng nhiều hơn nữa“, ông Lundman nói.

Kiểm tra độ bền tháp

Tiến sĩ Abbas Kazemi Amiri, từ Trung tâm Kiểm soát và Năng lượng Gió tại Đại học Strathclyde, Glasgow ở Anh cũng nói rằng mặc dù gỗ có tiềm năng đáng kể nhưng vẫn còn nhiều điều chưa biết rằng cấu tạo gỗ nhiều lớp có thể vẫn là vấn đề đáng lo ngại.

Không giống như thép, bê tông và vật liệu tổng hợp đã trải qua quá trình thử nghiệm cơ học rộng rãi trong nhiều thập kỷ, loại gỗ ép vẫn còn mới và thiếu thử nghiệm toàn diện. Tiến hành các thử nghiệm kỹ lưỡng trong tương lai sẽ rất quan trọng cho việc thương mại hóa rộng rãi các tòa tháp bằng gỗ“, ông Amiri cho biết.

Theo ông Amiri, 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. Cần nghiên cứu thêm để giải quyết những điều không chắc chắn này.

Về quan điểm này, Giám đốc Lundman cũng nhận định 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 công ty 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. Do đó, chúng ta cần thu hẹp khoảng cách này và thực hiện thêm các thử nghiệm đối với tất cả các bộ phận khác nhau trong tháp để chứng minh trên thực tế cách các bộ phận này hoạt động trong vòng đời của tuabin“, ông Lundman giải thích.

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.

Hiện tại, công ty 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 này đặt mục tiêu bắt đầu sản xuất thương mại tuabin tại một nhà máy mới.

Mặc dù công ty hiện chỉ tập trung vào thành phần tháp nhưng ông Lundman cho biết các cánh tuabin cũng có thể được làm bằng gỗ trong tương lai.

Năng lượng gió là một trong những nguồn năng lượng tái tạo hấp dẫn nhất mà chúng ta có. Bởi tính hiệu quả hơn cả từ góc độ phát thải và chi phí, kiến trúc thiên về gỗ sẽ trở nên hấp dẫn hơn nữa trong thời gian tới“, ông Lundman nhấn mạnh.

Theo Hồng Nhung (Tổ quốc)