Năng lượng tái tạo nền tảng của kinh tế xanh

Theo định nghĩa của Chương trình môi trường LHQ (UNEP), “Kinh tế xanh” là nền kinh tế vừa mang lại hạnh phúc cho con người và công bằng xã hội, vừa giảm thiểu đáng kể các rủi ro về môi trường và khủng hoảng sinh thái. Trong xây dựng kinh tế xanh, sử dụng nguồn năng lượng tái tạo được coi là vấn đề then chốt. 

Hiện nay, con người đang khai thác quá mức các nguồn năng lượng được tiêu dùng nhanh hơn tái tạo rất nhiều, như than đá hay dầu mỏ. Một nền kinh tế xanh sẽ tận dụng những nguồn năng lượng tái tạo để ứng dụng vào kỹ thuật, phát triển kinh tế, phục vụ đời sống. Các nguồn năng lượng này được phân thành nhiều loại: 

1- Năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời thu được trên trái đất là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ mặt trời đến trái đất. Dòng năng lượng này còn được duy trì đến khi phản ứng hạt nhân trên Mặt trời hết nhiên liệu - khoảng 5 tỷ năm nữa.

Tuốc bin điện gió ở huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận

Năng lượng mặt trời bắt đầu được đưa vào ứng dụng từ những năm 1980. Đầu thế kỷ XX, tính kinh tế và tiện dụng của than và dầu mỏ khiến công nghệ năng lượng mặt trời phát triển trì trệ. Tuy nhiên, cuộc khủng hoảng năng lượng 1979 buộc thế giới phải tổ chức lại chính sách năng lượng, nhiều nước đã chú trọng đến phát triển công nghệ năng lượng mặt trời, nhất là các nước lớn như Mỹ, Nhật Bản hay Đức. 

Năm 2002, người ta tính rằng, năng lượng trái đất hấp thụ được từ mặt trời trong 1 giờ bằng tổng năng lượng cả thế giới tiêu thụ trong 1 năm, và số năng lượng thu từ Mặt trời trong 1 năm (khoảng 3.850.000 exajoules (EJ) nhiều gấp đôi số năng lượng được lấy từ tất cả các nguồn tài nguyên không tái tạo của trái đất như than, dầu, khí đốt tự nhiên và uranium. Năm 2011, Cơ quan Năng lượng Quốc tế đã khuyến khích các quốc gia đầu tư phát triển “công nghệ năng lượng mặt trời vô tận và sạch sẽ” vì các lợi ích dài hạn: làm tăng cường an ninh năng lượng quốc gia; giảm thiểu ô nhiễm; giảm biến đổi khí hậu; giảm sức ép và giá thành cho nhiên liệu hóa thạch... 

Các nhà nghiên cứu đã cho ra đời nhiều sản phẩm sử dụng năng lượng mặt trời tiện lợi và hữu dụng:

- Máy nước nóng xuất hiện tại Mỹ từ những năm 1890 và phát triển đều đặn trong suốt những năm 1990 với tăng trưởng trung bình 20% hàng năm. Hiện nay, công nghệ sử dụng năng lượng Mặt trời đã được triển khai rộng rãi trên thế giới, đứng đầu là Trung Quốc với mục tiêu đạt 210 GW vào năm 2020. Ở Ixraen và đảo Síp, bình quân đầu người sử dụng hệ thống này là cao nhất thế giới với hơn 90% hộ gia đình sử dụng. Nhiều nơi khác cũng đã lắp đặt hệ thống sưởi ấm, làm mát và thông gió, bếp nấu, hay công nghệ chưng cất xử lý nước bằng năng lượng Mặt trời.

- Điện mặt trời là việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện. Vào những năm 1980, đã có một số nhà máy bắt đầu sử dụng điện nặt trời. Nhà máy SEGS 354 MW là nhà máy điện mặt trời lớn nhất trên thế giới nằm ở sa mạc Mojave ở California (Mỹ). Ngoài ra còn có một số các nhà máy lớn khác như: Trạm năng lượng mặt trời Solnova (150 MW) và Andasol (100 MW) ở Tây Ban Nha. Công viên năng lượng Mặt trời Charanka 214 MW ở Ấn Độ là nhà máy quang điện lớn nhất thế giới hiện nay. 

Năng lượng mặt trời được sử dụng cho nhà dân

- Pin mặt trời, hay tế bào quang điện là thiết bị chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện bằng cách sử dụng hiệu ứng quang điện, được ứng dụng để phát triển xe sử dụng năng lượng mặt trời. Ngoài ra, nhờ năng lượng mặt trời gây ra các phản ứng hóa học như nhiệt hóa hoặc quang hóa. Công nghệ sản xuất Hyđrôgen cũng là một lĩnh vực quan trọng trong việc nghiên cứu hóa học năng lượng mặt trời. 

Nằm ở khu vực có cường độ bức xạ mặt trời tương đối cao, Việt Nam có tiềm năng sử dụng năng lượng mặt trời rất lớn. Hằng năm, Việt Nam có khoảng 2000-2500 giờ nắng, với lượng bức xạ mặt trời 150 Cal/cm2/năm. Đây là một nguồn năng lượng dồi dào mà không phải nơi nào cũng có được. 

Hơn 20 năm trở lại đây, Việt Nam đã sử dụng nhiều loại thiết bị thu ánh sáng Mặt trời để phục vụ cho quá trình sản xuất như thiết bị sấy, thiết bị đun nước nóng, thiết bị chưng cất nước và giàn pin mặt trời. 

Từ những năm 1990, Phân viện Vật lý Tp. Hồ Chí Minh đã triển khai các sản phẩm từ điện mặt trời tại một số huyện trên địa bàn. Công trình điện mặt trời trên đảo Thiềng Liềng, xã Cán Gáo, huyện Cần Giờ đã cung cấp điện cho 50% số hộ dân. 

Gần đây, Viện Năng lượng (EVN) đã thực hiện dự án phát điện ghép giữa pin Mặt trời và thuỷ điện nhỏ, công suất 125 kW tại xã Trang, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai, và dự án phát điện lai ghép giữa pin mặt trời và động cơ gió với công suất 9 kW đặt tại làng Kongu 2, huyện Đắc Hà, tỉnh Kon Tum, góp phần cung cấp điện cho khu vực đồng bào dân tộc thiểu số. Dự án “Ứng dụng thí điểm điện mặt trời cho vùng sâu, vùng xa” tại xã Ái Quốc, tỉnh Lạng Sơn đã hoàn thành vào tháng 11-2002. Tháng 12-2010, hệ thống trạm điện năng lượng mặt trời với công suất 11kW điện và 11kW nhiệt tại Quảng Bình đã phát điện cho người dân ở bản 61 thuộc xã Thượng Trạch, huyện Bố Trạch. Tháng 5-2011, Nhà máy sản xuất tấm thu năng lượng mặt trời công suất 2,4 triệu sản phẩm/năm tại tỉnh Quảng Nam đã được khởi công. Dự kiến trong năm 2012 sẽ cho ra sản phẩm đầu tiên. Hiện nay, cả nước đã có khoảng 5.000 hộ sử dụng điện mặt trời.

Gần đây, Chính phủ đã có chủ trương phát triển năng lượng tái tạo, trong đó rất chú trọng vào nguồn năng lượng mặt trời và gió, mục tiêu năng lượng tái tạo sẽ chiếm 5% cơ cấu năng lượng vào năm 2015 và 8% năm 2020. Theo các nhà khoa học, nếu phát triển tốt, điện mặt trời sẽ góp phần đẩy nhanh Chương trình điện khí hóa nông thôn, dự kiến đến năm 2020 cung cấp điện cho toàn bộ 100% hộ dân nông thôn, miền núi, hải đảo.

2- Năng lượng địa nhiệt 

Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lòng Trái đất. Năng lượng này có nguồn gốc từ sự hình thành ban đầu của hành tinh, từ hoạt động phân hủy phóng xạ của các khoáng vật, và từ năng lượng Mặt trời được hấp thụ tại bề mặt Trái đất. Chúng đã được sử dụng để nung và tắm kể từ thời La Mã cổ đại, nhưng ngày nay nó còn được dùng để phát điện.

Lượng nhiệt của trái đất có khoảng 10 mũ 31 Jun, nhiều gấp 3 lần lượng nhiệt con người tiêu thụ từ tất cả các nguồn năng lượng nguyên thủy. Lượng nhiệt này trồi lên mặt đất một cách tự nhiên bởi sự truyền nhiệt. Năm 1827, năng lượng điạ nhiệt lần đầu tiên được sử dụng trong công nghiệp khi người ta sử dụng hơi nước của các giếng tự phun để chiết tách axít boric từ bùn núi lửa ở Larderello, Italia. Cũng tại đây, ngày 4-7-1904, Prince Piero Ginori Conti đã thử nghiệm máy phát điện địa nhiệt đầu tiên, cung cấp điện cho 4 bóng đèn, và đến năm 1911, nhà máy phát điện địa nhiệt đầu tiên trên thế giới đã được xây dựng.

Ở Việt Nam hiện có hơn 300 nguồn nước khoáng nóng với nhiệt độ trung bình từ 70 đến 100 độ C ở độ sâu 3km, được khai thác chủ yếu cho việc tắm thư giãn, chữa bệnh. Theo đánh giá của các chuyên gia, các nguồn nhiệt này có khả năng xây dựng các nhà máy điện có công suất từ 3 đến 30MW. Riêng khu vực miền Trung từ Quảng Bình đến Khánh Hòa, nơi có các nguồn địa nhiệt với nhiệt độ từ 70-150 độ C được xem là có tiềm năng lớn để khai thác và xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt với tổng công suất khoảng 200MW. Dự tính đến năm 2025 sẽ sản xuất ra được 200-400 MW điện. 

3- Năng lượng biển

Lĩnh vực nghiên cứu năng lượng biển bao gồm: Năng lượng thủy triều, năng lượng gió, năng lượng chênh lệch nhiệt, năng lượng dòng chảy và năng lượng sóng.

Năm 2011, Ủy ban năng lượng quốc tế (IEA) đã triển khai Nhóm Năng lượng đại dương (Ocean Energy Systems - OES) nhằm hỗ trợ, chuyển giao, thúc đẩy hợp tác quốc tế các dự án điện biển. Đến năm 2050 sẽ tạo ra 160.000 việc làm, sản xuất 748 GW điện, lưu trữ 5,2 tỷ tấn CO2. 

Cũng năm này, Hàn Quốc đã hoàn thiện xong nhà máy điện thủy triều lớn nhất thế giới Sihwa với công suất 254MW và đang xây dựng nhà máy công suất 1000MW. Anh, Đan Mạch, Đức cũng đang xây dựng các trang trại điện gió biển 200-500MW. Năm 2010, tổng điện năng gió biển của châu Âu là 10GW, dự kiến đạt 70GW vào năm 2020.

Với diện tích biển rộng hơn 1 triệu km2, Việt Nam có nhiều tiềm năng về năng lượng biển. Chiến lược biển của Việt Nam đã xác định biển có vị trí quan trọng trong nền phát triển kinh tế, và bước đầu sẽ được triển khai từ năm 2020. Về tiềm năng gió biển, Việt Nam đạt cấp 3 trên thang 4 cấp. Hiện tại Bạc Liêu đã đầu tư hơn 4.500 tỷ đồng xây dựng dự án điện gió biển rộng 500ha với tổng điện năng khoảng 100 MW, sẽ hoàn thành vào năm 2015. Tổng công suất điện gió biển của 3 tỉnh Sóc Trăng, Trà Vinh, Bạc Liêu đã được phê duyệt đến năm 2015 là 500 MW. Nếu mở rộng cho các tỉnh ven biển sông Cửu Long, điện năng có thể đạt tới vài GW. Ngoài ra, các tiềm năng về bức xạ Mặt trời, sóng và thủy triều... trên biển của chúng ta cũng rất dồi dào và thuận lợi để sử dụng. 

Sử dụng năng lượng tái tạo là xu hướng tất yếu của thế giới. Tại Việt Nam, năng lượng tái tạo tuy còn khá mới mẻ song bước đầu đã có sự chuyển hướng đầu tư. Đến nay ta đã khai thác được 25%. Tuy nhiên, cần triển khai các nghiên cứu đánh giá tác động đến môi trường - xã hội đầy đủ, đồng thời đòi hỏi Nhà nước có những chính sách định hướng, hỗ trợ hợp lý nhằm khai thác sử dụng có hiệu quả và bền vững nguồn năng lượng vô tận này.

Thu Hạnh