NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ NHỮNG ĐIỀU CẦN BIẾT

Ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính,.. đã và đang là một trong những vấn đề nóng và bức thiết trên toàn cầu. Một trong những nguyên nhân gây ra các vấn đề trên phải kể đến là việc sử dụng năng lượng không tái tạo như nhiên liệu hóa thạch, hay còn được gọi là nguồn năng lượng “bẩn”. Đối mặt với những hậu quả nặng nề mà năng lượng không thể tái tạo đem lại cũng như tình trạng cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa như than, dầu, khí đốt,… con người cần tìm ra một nguồn năng lượng mới, sạch hơn, hiệu quả hơn, đó chính là Năng lượng tái tạo.

Vậy năng lượng tái tạo là gì? Năng lượng tái tạo có ích gì cho cuộc sống? Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về năng lượng tái tạo cũng như những mặt lơi và hại của nó mà các bạn nên biết.

1. Khái niệm về năng lượng tái tạo

1.1. Năng lượng tái tạo là gì?

Năng lượng tái tạo hay còn gọi là năng lượng tái sinh. Hiểu một cách nôm na là những nguồn năng lượng vô hạn. Vô hạn ở đây có thể hiểu theo hai cách: một là năng lượng tồn tại nhiều đến mức con người không thể tiêu thụ hết ( như năng lượng Mặt Trời), hai là năng lượng tự tái tạo trong thời gian ngắn và liên tục ( ví dụ như gió).

Theo kiến thức về mặt vật lý, năng lượng không được tái tạo mà trước tiên là do Mặt Trời mang lại sau đó được biến đổi thành các dạng năng lượng hay các vật mang năng lượng khác nhau. Năng lượng này được sử dụng ngay tức khắc hoặc cũng có thể được tạm thời dự trữ.

1.2. Năng lượng không tái tạo là gì?                                               

Năng lượng không thể tái tạo là những loại năng lượng một khi đã dùng thì không thể phục hồi trong một thời gian ngắn. Nguồn năng lượng này khai thác tương đối không khó, có công suất tạo ra lực đẩy, chất đốt, điện rất cao.

Năng lượng không tái tạo hiện đóng một vai trò quan trọng khi chiếm tới 85% năng lượng sử dụng trên thế giới. Năng lượng không tái tạo được chia làm hai loại, năng lượng hóa thạch và năng lượng hạt nhân. Tuy nhiên, thực tế hiện nay cho thấy, nguồn nhiên liệu hóa thạch đang đứng trước nguy cơ cạn kiệt do lượng khai thác và sử dụng quá mức của con người. Cũng như những hậu quả nghiêm trọng về môi trường, khí hậu mà nó gây ra, con người cần tìm ra một loại năng lượng mới thay thế cho năng lượng không tái tạo.

2. Phân loại năng lượng tái tạo

2.1. Năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời có lẽ không còn xa lạ với chúng ta vì đã được con người tận dụng từ thời xa xưa, từ khi sử dụng để tạo lửa cho tới sử dụng các thiết bị công nghệ hiện đại để thu lấy nguồn năng lượng này với mục đích sử dụng vào các sản phẩm tiên tiến hiện nay.

Để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng cần đến các tấm năng lượng mặt trời, hoặc quang điện (PV), được làm từ silicon hoặc các vật liệu khác. 

Có thể nói rằng ứng dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam đã đáp góp phần cải thiện tình hình kinh tế quốc gia. Hiện nay, hệ thống năng lượng mặt trời được ứng dụng khá rộng rãi ở cả nước: Từ mái nhà của các hộ gia đình đến công ty, nhà máy, xí nghiệp,..cho đến ứng dụng trong quy mô nhà hàng, khách sạn hay các bệnh viện, quân đội. Hay ứng dụng cho các trung tâm dịch vụ xã hội như đèn công cộng, các trạm sạc pin…

Sử dụng điện mặt trời cho góp phần giảm lượng khí thải CO2 gây hiệu ứng nhà kính. Vì điện mặt trời là năng lượng tái tạo xanh cực kỳ thân thiện nên cũng giúp giảm sự thay đổi khí hậu và ô nhiễm nguồn không khí một cách đáng kể. 

Năng lượng mặt trời còn được áp dụng rộng rãi để sản xuất ra các loại đèn năng lượng mặt trời chiếu sáng mà không cần dùng tới nguồn điện thông thường.

2.2. Năng lượng gió 

Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển Trái Đất,là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời. Con người khai thác năng lượng gió từ các bin gió, bằng cách quay các cánh quạt tuabin để chuyển từ năng lượng của gió thành năng lượng cơ học và cuối cùng là điện năng.

Việt Nam được đánh giá là có tiềm năng dồi dào để khai thác năng lượng gió nhờ sở hữu đường bờ biển dài 3260 km. Với tổng điện năng đạt được ước tính lên đến 523,360 MW, bằng hơn 200 lần công suất của thủy điện Sơn La.

2.3. Thủy điện

Thủy điện là nguồn điện có được từ năng lượng nước. Thủy năng chủ yếu được dùng để chuyển đổi thành điện năng thông qua các công trình thủy điện. 

Ngày nay, ở nhiều quốc gia trên thế giới, thủy điện chiếm tỷ trọng khá lớn trong cơ cấu điện lượng quốc gia. Tuy nhiên, những con đập này làm giảm và chuyển hướng dòng chảy tự nhiên gây ảnh hưởng đến quần thể động vật và con người sinh sống quanh sông nên nhiều nhà máy thủy điện lớn hay đập thủy điện siêu lớn không được xem là nguồn năng lượng tái tạo. Các nhà máy thủy điện nhỏ không có xu hướng tác động đến môi trường vì chúng chỉ chuyển hướng 1 phần của dòng nước chảy. 

Theo đánh giá, Việt Nam có thể khai thác được nguồn công suất thủy điện vào khoảng 25.000 – 26.000 MW, tương ứng với khoảng 90 -100 tỷ kWh điện năng. Tuy nhiên, trên thực tế, tiềm năng về công suất thủy điện có thể khai thác còn nhiều hơn.Theo kinh nghiệm khai thác thủy điện trên thế giới, công suất thủy điện ở Việt Nam có thể khai thác trong tương lai có thể bằng từ 30.000 MW đến 38.000 MW và điện năng có thể khai thác được 100 – 110 tỷ kWh.

2.4. Năng lượng sinh khối

Năng lượng sinh khối là dạng vật liệu sinh học từ sự sống, hay gần đây là sinh vật sống, đa số là các cây trồng hay vật liệu có nguồn gốc từ thực vật. Năng lượng sinh khối nhìn chung còn khá mới mẻ và đang được biết đến phổ biến hơn trong thời gian gần đây. Năng năng lượng sinh khối có thể dùng trực tiếp, gián tiếp một lần hoặc chuyển thành dạng năng lượng khác như nhiên liệu sinh học. Có 3 cách chuyển từ sinh khối sang năng lượng: chuyển đổi hóa học, chuyển đổi sinh học, chuyển đổi nhiệt.

Sử dụng năng lượng sinh khối so với xăng dầu giảm khoảng được 70% khí CO2 và 30% khí độc hại, do năng lượng sinh khối chứa một lượng cực nhỏ lưu huỳnh, chứa 11% oxy, nên cháy sạch hơn. năng lượng sinh khối phân hủy sinh học nhanh, ít gây ô nhiễm nguồn nước và đất.

Ở Việt Nam, tiềm năng phát triển của năng lượng tái tạo nói chung và sinh khối nói riêng ở quy mô nhỏ là khá cao. Tuy nhiên, công nghệ sinh khối ở Việt Nam hiện nay vẫn chưa phát triển nhiều, quá trình thương mại hóa vẫn còn rất hạn chế, được sử dụng chủ yếu ở vùng nông thôn với quy mô nhỏ và chưa có công nghệ thích hợp. 

2.5. 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. Nguồn địa nhiệt bản thân không thể giải quyết được căn bản các vấn đề năng lượng nhưng  góp phần giảm bớt sự phụ thuộc vào sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Khai thác năng lượng địa nhiệt có hiệu quả về kinh tế, có khả năng thực hiện và thân thiện với môi trường. Nước ta được đánh giá là có tiềm năng địa nhiệt trung bình so với thế giới.

2.6. Năng lượng thủy triều

Năng lượng thủy triều là một dạng năng lượng được chuyển đổi từ thủy năng thành các dạng năng lượng hữu ích có được từ thế năng của nước được tích tại các đập nước làm quay một tuốc bin nước và máy phát điện, chủ yếu hiện nay vẫn là chuyển hóa thành điện năng. 

Khác với năng lượng gió và năng lượng mặt trời, năng lượng thủy triều có triển vọng lớn vì sóng biển là nguồn cung cấp năng lượng vô tận, suốt ngày đêm trong bất cứ điều kiện thời tiết nào.

Hiện nay, có khoảng 100 công ty trên toàn thế giới đang nghiên cứu việc chuyển đổi năng lượng từ đại dương thành điện năng do nó mang lại nhiều tiềm năng hơn năng lượng gió vì nước có tỷ trọng cao hơn không khí. 

2.7. Nhiên liệu sinh học

Nhiên liệu sinh học được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc động thực vật như nhiên liệu chế xuất từ: chất thải trong nông nghiệp (rơm rạ, phân,…),  sản phẩm thải trong công nghiệp (mùn cưa, sản phẩm gỗ thải…),… ngũ cốc (lúa mỳ, ngô, đậu tương…),  chất béo của động thực vật: mỡ động vật, dầu dừa,…),…

Việt Nam là một nước nông nghiệp nên được đánh giá có điều kiện thuận lợi để sản xuất nhiên liệu sinh học.

2.8. Các loại năng lượng tái tạo khác
Đứng trước những thách thức hiện nay như ô nhiễm môi trường, nóng lên toàn cầu, nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt,… thì việc tìm kiếm và sử dụng nguồn năng lượng mới là hết sức cần thiết. Ngoài nhưng nguồn năng lượng kể trên, những dạng năng lượng tái sinh khác vẫn đang được nghiên cứu và phát triển có thể kể đến như: phản ứng tổng hợp hydro nóng, nhiên liệu hydrogen và pin nhiên liệu hydro.

3. Ưu và nhược điểm của năng lượng tái tạo

3.1. Ưu điểm
- Có thể tái tạo, trữ lượng vô cùng lớn, có thể vô tận
- Các dạng năng lượng như: mặt trời, gió, địa nhiệt, sóng biển, mưa…không mất chi phí nhiên liệu, có sẵn và tự do sử dụng.
- Năng lượng sinh khối cũng có trữ lượng lớn, chi phí nhiên liệu thấp
- Năng lượng tái tạo để sản xuất điện đem đến hiệu quả cao hơn nhiều so với năng lượng thông thường.
- Đều là những năng lượng sạch, thân thiện với môi trường, phát thải ít carbon trong quá trình sản xuất, chuyển đổi nên ít gây ô nhiễm.
- Phong phú, có thể khai thác rộng rãi ở mọi khu vực khác nhau trên trái đất.
- Độ bền cao hơn gấp nhiều lần so với năng lượng không tái tạo
3.2. Nhược điểm
- Cơ sở hạ tầng không hề sạch: cơ sở hạ tầng để khai thác năng lượng từ gió và mặt trời yêu cầu tăng mạnh sản lượng khai thác kim loại và các loại đất hiếm. - - Những kim loại này thường đến từ các mỏ quặng gây ô nhiễm nghiêm trọng.
- Tính ổn định thấp hơn so với các nguồn năng lượng truyền thống.do chịu tác động từ thời tiết, thiên nhiên. Ví dụ như: muốn tạo ra năng lượng gió cần có tốc độ gió thổi trong khoảng 4-25 m/s để tua bin sinh điện. Hay năng lượng mặt trời chỉ có thể khai thác vào ban ngày khi trời nắng, có mặt trời.
Chi phí cao do cần có công nghệ mới tiên tiến
4. Tầm quan trọng và vai trò của năng lượng tái tạo
Năng lượng tái tạo có tiềm năng thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch và năng lượng nguyên tử. So sánh với các nguồn năng lượng khác, năng lượng tái tạo có nhiều ưu điểm hơn vì trữ lượng vô tận, tránh được các hậu quả có hại đến môi trường
Việc phát triển năng lượng tái tạo được xem là bước đi tiên phong cho sự định hướng, khuyến khích phát triển các loại hình năng lượng tái tạo, giúp giảm phát thải khí nhà kính, hướng tới một nền tăng trưởng năng lượng xanh, hiện đại.
Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo là chiến lược phù quan trọng vì ít rủi ro hơn, góp phần tăng cường nguồn cung trong nước, giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng nhập khẩu nước ngoài, giảm tác động làm biến đổi khí hậu, bảo vệ môi trường, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.
5. Cần phát triển nặng lượng tái tạo như thế nào?
5.1. Liệu có thể sử dụng hoàn toàn năng lượng đều từ nguồn năng lượng tái tạo
Với mức tăng trưởng kỷ lục 14,1% trong năm 2016, đầu tư phát triển NLTT đã tăng mạnh trên toàn cầu. Các giải pháp phát triển Năng lượng tái tạo với mục đích thay thế việc sử dụng nhiều nguồn năng lượng hóa thạch đang trở thành một xu hướng thời thượng trên thế giới với mức độ đầu tư cao để nâng cao công suất và đổi mới công nghệ.
Ngày này, việc sử dụng hoàn toàn năng lượng từ nguồn năng lượng tái tạo đã dần trở thành hiện thực. Với một minh chứng thực tế ở Thành phố Babcock Ranch thuộc bang Florida Mỹ. Vào cuối năm 2018,nơi đây đã trở thành một trong những thành phố bền vững và thân thiện với môi trường bậc nhất trên thế giới khi sở hữu 100% điện năng sử dụng đều đến từ việc áp dụng theo công nghệ điện lưới thông minh và năng lượng tái tạo.
5.2. Phương hướng phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam
Khuyến khích tư nhân tham gia phát triển năng lượng: nhằm tạo ra thị trường, phát triển theo tư duy thị trường và đẩy mạnh tính cạnh tranh. Tư nhân tham gia sâu hơn vào ngành năng lượng không chỉ giúp an ninh năng lượng đất nước được bảo đảm vững chắc hơn cho, mà còn tạo môi trường minh bạch để nền kinh tế thực sự phát triển bền vững.
Tiến tới tạo cơ chế ổn định, thuận lợi để phát triển nhanh và mạnh, trong khi đó phải đảm bảo sự an toàn, tin cậy của hệ thống điện.
Mong rằng, thông qua bài viết này, các bạn đã có thêm những thông tin thật bổ ích về năng lượng tái tạo để từ đó cân nhắc việc sử dụng thật hợp lý nguồn năng lượng này trong đời sống sinh hoạt nói riêng cũng như hoạt động sản xuất nói chung.