Tòa nhà cao nhất thế giới tiếp theo có thể là một 'cục pin' cao gần 1.000 mét
Các nhà thiết kế và kỹ sư đang nghĩ ra những cách sáng tạo để làm cho các tòa nhà chọc trời thân thiện hơn với môi trường.
Hình ảnh đồ họa của dự án tòa nhà tích trữ năng lượng cao nhất thế giới của SOM và Energy Vault (Ảnh: CNN)
Con người từ lâu đã xây dựng các công trình cao chọc trời để thể hiện sức mạnh của các đế chế, các nhà lãnh đạo, các tôn giáo và tập đoàn. Ngày nay, số lượng các tòa nhà chọc trời đang gia tăng nhanh hơn bao giờ hết. Điều thú vị là, những tòa nhà cao tầng có thể sớm phục vụ cho mục đích mới: lưu trữ năng lượng tái tạo.
Một trong những rào cản lớn nhất đối với một mạng lưới điện sạch là sự không đồng đều của một số nguồn năng lượng tái tạo. Đôi khi, mây che phủ khi chúng ta cần năng lượng mặt trời, hay gió ngừng thổi khiến các tua-bin không thể phát điện. Và có những lúc, mặt trời và gió sản xuất nhiều điện hơn mức cần thiết.
Lưu trữ là yếu tố quan trọng để cân bằng giữa sản xuất và tiêu thụ năng lượng. Sự kết hợp giữa các công nghệ - từ những loại pin đa dạng đến các phương pháp tích trữ năng lượng - có thể là điều cần thiết để tăng cường khả năng lưu trữ.
Vào cuối tháng 5, Skidmore, Owings & Merrill (SOM), công ty kiến trúc và kỹ thuật từng thiết kế một số tòa nhà cao nhất thế giới, đã công bố thỏa thuận hợp tác với công ty Energy Vault để phát triển các giải pháp lưu trữ năng lượng mới bằng trọng lực.
Dự án này hướng đến việc thiết kế một tòa nhà chọc trời, trong đó sẽ sử dụng một động cơ để nâng các khối lớn khi nhu cầu sử dụng năng lượng thấp. Những khối này có tác dụng lưu trữ điện năng. Khi có nhu cầu, các khối sẽ được hạ xuống, giúp giải phóng năng lượng, thứ sau đó được chuyển thành điện.
Xây dựng các tòa nhà cao chọc trời là chuyên môn của SOM. Công ty này đã thiết kế Trung tâm Thương mại Thế giới One World Trade Center ở New York, Tháp Willis (trước đây là Tháp Sears) ở Chicago, và công trình cao nhất thế giới, Burj Khalifa ở Dubai, với chiều cao hơn 828 mét.
“Đây là cơ hội để tận dụng chuyên môn…sử dụng nó cho lưu trữ năng lượng, và từ đó chúng ta có thể từ bỏ nhiên liệu hóa thạch”, Bill Baker, chuyên gia tư vấn tại SOM, kỹ sư kết cấu của Burj Khalifa, cho hay.
Lưu trữ năng lượng và mục tiêu không phát thải
Dự án tòa nhà mới của SOM và Energy Vault, có thể cao từ 300 - 1.000 mét, sẽ có cấu trúc rỗng giống như các trục thang máy để di chuyển các khối năng lượng, đồng thời tạo khoảng không cho nhà ở và không gian cho thuê thương mại.
Và rồi, hàng nghìn megawatt-giờ năng lượng có thể được lưu trữ, đủ để cung cấp năng lượng cho nhiều tòa nhà, Robert Piconi, Giám đốc điều hành của Energy Vault, cho hay.
Điều mà truyền thông quan tâm là tính khả thi về mặt kinh tế khi sử dụng tòa nhà chọc trời như một hệ thống lưu trữ năng lượng. Không gian cần thiết để lưu trữ năng lượng và sự thay đổi cấu trúc cần thiết để chịu đựng trọng lượng lớn có thể làm tăng chi phí xây dựng và gây khó khăn cho việc thực hiện dự án.
Tuy nhiên, Energy Vault và SOM tự tin rằng các giải pháp của họ có thể khả thi về mặt thương mại.
Quang cảnh tòa nhà cao nhất thế giới, Burj Khalifa, ở Dubai, vào tháng 12/2022. Tòa nhà được thiết kế bởi SOM (Ảnh: Reuters)
Càng cao càng tốt?
Việc sử dụng năng lượng tái tạo sẽ giúp giảm thiểu lượng khí thải carbon của các tòa nhà chọc trời. Hiện nay, ngành xây dựng và các công trình là nguồn gốc của gần 40% tổng lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính toàn cầu.
Có những giải pháp đang được thực hiện để giải quyết vấn đề này, từ việc trang bị cho các tòa nhà lớp cách nhiệt tốt hơn đến việc xây dựng bằng các vật liệu ít carbon hơn, như gỗ.
Một số công trình đang thực sự trở nên “xanh hơn”. Ở Milan, kiến trúc sư người Ý Stefano Boeri đã thiết kế các tòa tháp được bao phủ bởi cây cối và bụi rậm.
Các tòa nhà đang trở nên cao hơn và nhiều hơn, ít nhất một phần là để đáp ứng nhu cầu phát sinh do quá trình đô thị hóa nhanh chóng.
Theo Daniel Safarik, chuyên gia của Hội đồng các Tòa nhà Cao và Môi trường Đô thị, trong khoảng từ năm 1900 đến 1999, đã có 235 tòa nhà cao trên 200 mét được xây dựng trên toàn cầu. Năm ngoái, đã có 179 tòa nhà với chiều cao tương tự hoặc hơn được xây dựng.
Khi nói đến các cấu trúc lưu trữ năng lượng bằng trọng lực, độ cao tương quan với chất lượng. Mặc dù việc xây dựng cấu trúc này có thể tạo ra một lượng carbon đáng kể, nhưng nó sẽ tiết kiệm đủ năng lượng và giảm thiểu lượng khí thải carbon tổng thể trong thời gian sau đó.
SOM và Energy Vault hiện đang tìm kiếm các đối tác phát triển để biến thiết kế của họ thành hiện thực. “Uy tín của SOM trong lĩnh vực các tòa nhà cao chọc trời sẽ giúp giải quyết thách thức trong việc xây dựng công trình đầu tiên”, ông Piconi nói.
