Bạn đã bao giờ nghe đến khái niệm “pin cát” chưa?
Pin cát là một giải pháp công nghệ còn khá mới mẻ với công chúng. Khi nhắc đến từ “pin,” chúng ta thường nghĩ ngay đến các thiết bị lưu trữ điện năng dùng để cấp nguồn cho điện thoại thông minh, máy tính, xe hơi hay điều khiển từ xa. Tuy nhiên, “pin” có thể được hiểu rộng hơn là bất kỳ thiết bị nào có khả năng lưu trữ năng lượng.
Loại pin quen thuộc nhất là pin hóa học, vốn lưu trữ năng lượng dưới dạng hóa học và chuyển đổi thành điện năng khi cần. Nhưng bạn có biết rằng nhiệt cũng là một dạng năng lượng có thể lưu trữ và sử dụng? Trên thực tế, hơn 52% năng lượng toàn cầu được sử dụng cho các mục đích sưởi ấm và làm mát. Ngoài chức năng tạo ra môi trường sống thoải mái trong nhà, làm nóng nước trong vòi sen hay nấu ăn, nhiệt còn là yếu tố cần thiết cho hầu hết mọi quy trình công nghiệp — từ chế tác trang sức, sản xuất nhựa đến chế biến nông sản. Nói cách khác, trong nhiều trường hợp, mục tiêu cuối cùng của các nguồn năng lượng chính là tạo ra nhiệt, trong khi điện chỉ đóng vai trò trung gian.

Hãy tưởng tượng sức nóng dưới lòng bàn chân của bạn khi đi bộ trên bãi biển vào giữa trưa.
Vậy pin cát là gì?
Nếu bạn đang thắc mắc sự liên kết giữa cát và năng lượng nhiệt, hãy hình dung cảm giác nóng rát khi đi bộ trên cát vào giữa trưa. Khả năng giữ nhiệt vượt trội của cát khiến nó trở thành một vật liệu lý tưởng để lưu trữ nhiệt. Khi được làm nóng và cách nhiệt đúng cách, cát có thể giữ nhiệt đến sáu tháng. Về cơ bản, pin cát giống như một khối cát khổng lồ, được bao bọc trong lớp cách nhiệt và tích hợp các thành phần hỗ trợ lưu trữ và dẫn nhiệt. Nhiệt năng được nạp vào pin từ các nguồn như tấm pin mặt trời, máy phát điện, hay thậm chí lưới điện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch. Pin giữ lại lượng nhiệt năng đó cho đến khi cần dưới dạng nhiệt trực tiếp hoặc chuyển đổi thành các dạng khác như động năng thông qua hơi nước.

Pin cát Alternō (ngoài cùng bên trái) cùng thiết bị đi kèm.
Pin cát sở hữu nhiều công dụng và ưu điểm. Điển hình có thể kể đến lợi ích của pin cát đối với các trang trại cà phê lớn tại Việt Nam. Trước khi rang hạt cà phê, nông dân thường phơi khô hạt dưới ánh nắng mặt trời - quá trình này phụ thuộc đáng kể vào điều kiện thời tiết. Một cách khác, nông dân có thể làm khô hạt với sự hỗ trợ của động cơ đốt trong thải ra carbon. Tuy nhiên, pin cát gắn vào tấm pin mặt trời có thể cung cấp cho người trồng cà phê nguồn nhiệt ổn định và đều đặn mà không thải ra khí nhà kính.
Bên cạnh đó, pin cát còn được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác: các nhà máy dệt cần nhiệt để ủi vải, các nhà sản xuất ô tô làm khô sơn bằng không khí nóng. Trong những trường hợp này, pin cát không chỉ đảm bảo hiệu suất công việc mà còn giúp giảm đáng kể lượng khí thải và tác động tiêu cực lên môi trường.

Nông dân Việt Nam thường phơi khô hạt cà phê dưới nắng hoặc trong nhà kính lớn trước khi rang.
Sự phát triển của pin cát tại Việt Nam
Từ lâu, Hải Hồ đã nhận thức rõ những nguy cơ của biến đổi khí hậu do hành vi tàn phá môi trường gây ra. Tôi đã xem Sự Thật Phũ Phàng (An Inconvenient Truth) vào năm 2008. Kể từ đó, tôi cảm giác như ngày tận thế đang gần kề," anh chia sẻ với Saigoneer trong chuyến thăm nhà máy của mình tại Thủ Đức. “Nhà tôi nằm ngay đối diện bờ biển Đà Nẵng. Tôi đã tận mắt chứng kiến và theo dõi số liệu về cấp độ ngày càng lớn của những cơn bão.”
Với mối quan tâm sâu sắc về sức khỏe tương lai của môi trường nói chung và ảnh hưởng đến Việt Nam nói riêng, Hải Hồ đã thành lập một công ty du lịch bền vững vào năm 2011. Công việc diễn ra thuận lợi cho đến khi Covid bùng nổ và việc kinh doanh bị đình trệ. Trong thời gian tạm lắng, được thúc đẩy bởi động lực thay đổi tự thân, anh đã chuyển đến thị trấn Bảo Lộc và xây dựng một ngôi nhà hoàn toàn không dùng lưới điện. Đó cũng chính là nơi anh tự mình kiểm chứng ứng dụng của pin cát trong bối cảnh môi trường Châu Á.
Sau khi chuyển đến ngôi nhà mới, Hải nhanh chóng nhận ra hạn chế của việc cung cấp năng lượng bằng tấm pin mặt trời kết hợp với pin lithium: "Bạn có thể sử dụng máy lạnh, bật quạt, bật máy tính; mấy cái đó thì dễ thôi. Nhưng ngay khi tôi nhấn nút để làm nóng bình nước nóng hoặc ấm đun nước, nó không làm được.” Việc làm nóng nước cần năng lượng gấp năm lần so với chạy máy lạnh, vượt quá khả năng của pin lithium. Ngoài ra, pin lithium nhanh chóng giảm hiệu năng lưu trữ và tiềm ẩn nguy cơ hỏng hóc nếu gặp tác động từ môi trường.



Đội ngũ Alternō vận hành pin cát tại nhà máy.

Pin Alternō được lắp đặt cho khách hàng.
Alternō cung cấp pin cát được thiết kế và xây dựng tại chỗ cũng như hỗ trợ các doanh nghiệp trong việc lựa chọn và lắp đặt các hệ thống nguồn năng lượng phù hợp. Ví dụ, Alternō tư vấn làm sao để tìm kiếm tấm pin mặt trời phù hợp nhất với pin cát. Hoặc, trong một vài trường hợp, khi khách hàng không có khả năng chi trả trước cho nguồn năng lượng tái tạo, Alternō sẽ giúp kết nối pin với nguồn đốt nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Pin cát không tự sản xuất năng lượng, nên doanh nghiệp cần linh hoạt theo từng trường hợp cụ thể để đáp ứng nhu cầu năng lượng theo cách khả thi và bền vững nhất.
Ngoài việc nhận thức về pin cát còn hạn chế, thách thức lớn nhất đối với việc áp dụng loại pin này là chi phí. Hải thừa nhận rằng, mặc dù ngôi nhà ngoài lưới điện của anh đã cho thấy tiềm năng của pin cát, anh không đủ khả năng tự mua sản phẩm này. Với giá khoảng 20.000 USD, việc sở hữu pin cát là không khả thi cho cá nhân và doanh nghiệp nhỏ. Mục tiêu cuối cùng của Hải là đóng góp vào việc giảm lượng khí thải toàn cầu. Đây là nhiệm vụ phức tạp, đòi hỏi sự hợp tác với các tập đoàn đa quốc gia và các nhà máy lớn—những khách hàng chi một nửa chi phí nhiên liệu cho việc sưởi ấm.

Nhiều hoạt động kinh doanh quy mô nhỏ ở Việt Nam vẫn sử dụng nhiệt đến từ việc đốt gỗ hoặc nhiên liệu hóa thạch.
Dẫu vậy, trái ngược với khả năng tài chính lớn mạnh, các tập đoàn không chi tiền dễ dàng cho pin cát. Vì vậy, Hải đã học cách cung cấp các lựa chọn tài chính khác nhau khi tiếp cận những công ty lớn. Sự tò mò về pin cát mới chỉ là bước đầu tiên khiến các doanh nghiệp hứng thú. Nhờ vào khả năng kết nối khách hàng với những giải pháp năng lượng bền vững đồng thời cung cấp đa dạng lựa chọn tài chính, anh và cộng sự mới có thể ký kết thành công các hợp đồng.
Tuy nhiên, dù có tiềm lực tài chính, các tập đoàn không dễ dàng đầu tư vào pin cát. Vì vậy, Hải đã học cách cung cấp các lựa chọn tài chính khác nhau khi tiếp cận các công ty lớn. Sự tò mò về pin cát chỉ là bước đầu để thu hút sự quan tâm của doanh nghiệp. Nhờ khả năng kết nối khách hàng với các giải pháp năng lượng bền vững và cung cấp đa dạng lựa chọn tài chính, anh và cộng sự đã ký kết thành công các hợp đồng. Đến nay, Alternō có thể được xem là giải pháp lưu trữ năng lượng nhiệt với giá cả phải chăng nhất thế giới.
"Tại sao chúng ta phải chờ đợi một giải pháp hoàn hảo để chống biến đổi khí hậu? Trong khi chờ đợi, chúng ta nên thử nghiệm và sử dụng mọi giải pháp có thể để làm chậm quá trình. Trong thời gian đó, ai đó sẽ phát minh ra giải pháp ấy," anh nhấn mạnh. "Những gì chúng tôi đang làm không lớn lao hay kỳ diệu, nhưng có thể đóng góp vào việc làm chậm biến đổi khí hậu. Thay vì một cơn bão cấp 5, chúng ta sẽ trải qua cơn bão cấp 4. Thay vì thảm họa xảy ra năm 2030, nó có thể xảy ra năm 2032. Rồi ai đó sẽ đề xuất sáng kiến tối ưu để cứu hành tinh và con người."
Pin cát chưa phải là “cứu cánh” toàn vẹn cho môi trường… và điều đó là bình thường
Ban đầu, Saigoneer ngạc nhiên khi nghe Hải liên kết pin cát Alternō với các nguồn nhiên liệu hóa thạch, do sự đối lập giữa khí thải carbon và mục tiêu anh hướng đến. Nhưng khi nghe anh giải thích về cách tiếp cận trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu, chúng tôi hiểu rõ hơn lý do đằng sau sự liên kết đó. Là người nhiệt huyết và ưu tiên sứ mệnh cứu hành tinh, anh đồng thời là người thực tế.


Alternō giới thiệu công nghệ của mình tại sự kiện Powering a Sustainable Future.
Hải trở nên hào hứng khi nói về những ý tưởng khác mà anh nghe tại các sự kiện năng lượng. Giống như Alternō, nhiều người đang phát triển các phương pháp khác nhau để làm chậm biến đổi khí hậu, từ pin giấy đến tua-bin gió trên các tòa nhà, hay phản ứng tổng hợp hạt nhân trên bàn. Chia sẻ của anh chứng minh một thực tế quan trọng về cốt lõi của các hành động bền vững: không có giải pháp hoặc hành động đơn lẻ nào có thể giải quyết mọi vấn đề ngay lập tức. Ngay cả những cá nhân nhiệt huyết nhất như anh cũng chỉ có thể hy vọng chung tay cho một công cuộc lớn hơn. Những gì Alternō đang làm minh chứng cho tinh thần nỗ lực không ngừng để đóng góp cho mục tiêu chung, dù quy mô thách thức lớn đến đâu.

Phía ngoài trụ sở Alternō được lắp đặt hoàn toàn bằng pin cát.