Năng lượng xanh: Chìa khóa cho tương lai bền vững

Đường đến trang trại gió Alta của Mỹ, tọa lạc tại đèo Tehachapi ở núi Tehachapi thuộc quận Kern, bang California. (Nguồn: iStock)

Mặc dù năng lượng xanh thường đến từ các nguồn tái tạo, nhưng không phải mọi nguồn năng lượng tái tạo đều có thể được coi là xanh.

Hiểu đúng khái niệm

Theo Liên hợp quốc, năng lượng tái tạo là năng lượng được tạo ra từ các nguồn tự nhiên có khả năng tái bổ sung với tốc độ nhanh hơn so với mức tiêu thụ. Ví dụ, ánh sáng mặt trời, gió, địa nhiệt, thủy điện, năng lượng từ thủy triều và sinh khối (biosmass). Việc sản xuất năng lượng tái tạo thải ra lượng khí phát thải thấp hơn rất nhiều so với việc đốt nhiên liệu hóa thạch.

Chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo là yếu tố then chốt trong việc giải quyết khủng hoảng khí hậu. Đặc biệt, hiện nay, ở hầu hết các quốc gia, năng lượng tái tạo rẻ hơn và tạo ra số lượng việc làm gấp ba lần so với ngành nhiên liệu hóa thạch.

Tuy nhiên, Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) cho rằng, tuy năng lượng tái tạo mang lại lợi ích đáng kể, song một số công nghệ năng lượng tái tạo vẫn có thể có tác động tiêu cực đến môi trường. Ví dụ, các nguồn thủy điện quy mô lớn có thể gây ra những tác hại, đặc biệt là đối với hệ sinh thái thủy sản và việc sử dụng đất đai.

Tương tự, Perch Energy, một công ty Mỹ cung cấp giải pháp về năng lượng mặt trời cộng đồng, nhận định, năng lượng sinh khối được tạo ra bằng cách đốt cháy các vật liệu như cây cối hoặc những bã nông nghiệp và lâm nghiệp (rơm rạ, bã mía...) hay khí methane từ các bãi chôn lấp, trạm xử lý nước thải, phân từ các trại chăn nuôi gia súc và gia cầm, tạo ra nhiều khí thải nhà kính hơn.

Trong khi đó, năng lượng xanh là bất kỳ dạng năng lượng nào có nguồn gốc từ thiên nhiên, chẳng hạn như gió, ánh sáng mặt trời hoặc nước. Cũng có nguồn gốc từ các nguồn tái tạo, nhưng điểm khác biệt cốt lõi là quá trình tạo ra và thu nhận năng lượng xanh không gây tổn hại đến môi trường ở bất kỳ giai đoạn nào của quá trình sản xuất.

Hiện vẫn chưa có quy chuẩn hay tiêu chí cụ thể để xác định một công trình thuộc loại năng lượng xanh hay năng lượng tái tạo, dẫn đến nhiều nhầm lẫn giữa hai khái niệm này.

Theo Perch Energy, ngoại trừ sinh khối, hầu hết các nguồn năng lượng tái tạo đều có thể coi là năng lượng xanh, bởi thực tế không tồn tại loại năng lượng nào “xanh” tuyệt đối – hoàn toàn không phát thải hoặc không gây tác động đến môi trường, hệ sinh thái. Điều cốt yếu là phải xây dựng kế hoạch khai thác và phát triển các nguồn năng lượng theo hướng thân thiện, bền vững với môi trường.

“Cách mạng” chưa từng có

Tháng 11/2024, Tạp chí Energy Digital dẫn báo cáo của Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA) dự báo gần 3.700GW công suất năng lượng tái tạo mới sẽ được đưa vào vận hành trong giai đoạn 2023-2028. Vì thế, không ngạc nhiên khi năng lượng tái tạo trở thành trọng tâm trong chiến lược phát triển bền vững của nhiều quốc gia. Trên khắp thế giới, hàng loạt dự án quy mô lớn đã được triển khai, áp dụng công nghệ đột phá nhằm khai thác những nguồn năng lượng xanh chưa từng có.

Năng lượng mặt trời được khai thác thông qua các tế bào quang điện, chuyển hóa ánh sáng thành điện năng. Nhiều quốc gia đã xây dựng các công viên hay trang trại điện mặt trời quy mô lớn tại những vùng đất bằng phẳng, sa mạc, thậm chí cả trên mặt hồ của các đập thủy điện.

Trang trại năng lượng Mặt trời lớn nhất thế giới ở Tân Cương (Trung Quốc) với công suất lắp đặt là 5GW. (Nguồn: China Daily)

Nổi bật trong số đó là trang trại điện mặt trời Tân Cương (Trung Quốc) - dự án lớn nhất thế giới, chính thức hòa lưới ngày 3/6/2024, với công suất lắp đặt đạt 5GW. Tại Ấn Độ, công viên điện mặt trời Bhadla Solar Park cũng gây ấn tượng không kém khi đứng thứ hai toàn cầu, đồng thời là dự án lớn nhất của nước này. Với công suất 2.245 MW, công trình trải rộng trên diện tích khoảng 57km² tại làng Bhadla, quận Jodhpur, bang Rajasthan.

Năng lượng gió sử dụng tourbin để chuyển đổi động năng từ gió thành điện năng. Theo Tạp chí Energy Digital, tính đến năm 2024, chi phí năng lượng gió đã giảm mạnh khoảng 70% so với năm 2009, khiến nó trở thành một trong những nguồn năng lượng tái tạo tiết kiệm chi phí nhất.

Theo báo cáo thường niên lần thứ 16 của Hội đồng Năng lượng gió toàn cầu (GWEC) năm 2020, thị trường năng lượng gió toàn cầu đã tăng gần gấp bốn lần về quy mô trong mười năm qua với khoảng 743 GW công suất điện gió trên toàn thế giới.

Những công trình đang đóng góp vào con số đáng kinh ngạc này có thể kể đến như trang trại gió Cam Túc nằm ở phía Tây tỉnh cùng tên (Trung Quốc) với công suất khoảng 8GW, Trung tâm năng lượng gió Alta ở California (Mỹ) với công suất 1.550 MW, Trang trại Hornsea One ngoài khơi bờ biển Yorkshire (Anh) với tổng công suất 1,2 GW hay trang trại gió ngoài khơi Walney (Anh) với tổng công suất là 650MW.

Thủy điện tạo ra điện bằng cách sử dụng nước chảy, thường là qua đập, có lịch sử lâu đời nhất, nổi bật với tính ổn định và có khả năng lưu trữ. Các nhà máy thủy điện có thể hoạt động trong nhiều thập kỷ với chi phí bảo trì thấp. Đáng chú ý trong loại năng lượng này là Đập Tam Hiệp lớn nhất thế giới, được xây dưng trên sông Dương Tử gần thị trấn Sandouping ở Tây Trung Quốc từ năm 1994. Nước chảy qua 32 tourbin sản xuất điện chính - mỗi tourbin có khả năng sản xuất tới 700MW điện.

Ngoài ra, còn phải kể đến một số đập thủy điện lớn khác trên thế giới như Đập Itaipu nằm ở biên giới giữa Brazil - Paraguay, với công suất có thể đạt tới 14GW, Đập Guri trên sông Caroni có công suất lên tới 10,3GW và là nơi chứa nguồn nước ngọt lớn nhất của Venezuela, cung cấp khoảng 73% sản lượng điện hàng năm cho cả nước.

Năng lượng địa nhiệt khai thác nhiệt từ bên dưới bề mặt Trái đất để tạo ra điện hoặc sưởi ấm trực tiếp. Mặc dù ít phổ biến hơn, nhưng nguồn tài nguyên tái tạo này cũng cung cấp năng lượng ổn định với lượng khí thải tối thiểu. Khu phức hợp địa nhiệt Geysers (Mỹ) là công trình địa nhiệt lớn nhất thế giới, nằm cách San Francisco, California khoảng 100km về phía Bắc, cung cấp công suất 900 MW. Khu phức hợp trải rộng trên 116 km2 và tạo ra đủ năng lượng để cung cấp năng lượng cho gần 1 triệu ngôi nhà.

Hai công trình địa nhiệt lớn thứ hai và thứ ba thế giới hiện nay lần lượt là khu phức hợp Larderello (Italy) và trạm địa nhiệt Cerro Prieto (Mexico). Với công suất 769 MW, Larderello không chỉ chiếm tới 10% tổng sản lượng điện địa nhiệt toàn cầu mà còn đáp ứng gần 27% nhu cầu điện của cả khu vực. Trong khi đó, Cerro Prieto - nơi sản xuất địa nhiệt lớn nhất Mexico, nằm ở phía Bắc nước này - sở hữu công suất 720 MW, góp phần quan trọng vào lưới điện quốc gia.

Năng lượng thủy triều khai thác lực hấp dẫn từ các thiên thể để tạo ra điện từ các đợt thủy triều đại dương. Đây là nguồn năng lượng có tính dự đoán cao và có thể bổ trợ hiệu quả cho các nguồn tái tạo khác trong những giai đoạn sản lượng thấp. Nhà máy điện thủy triều hồ Siwha (Hàn Quốc), công trình điện thủy triều lớn nhất thế giới, là minh chứng cho sự đóng góp của nguồn năng lượng tái tạo này, tạo ra 552,7 GWh điện mỗi năm - đủ để cung cấp điện cho một thành phố 500.000 người.

Vì sao năng lượng xanh?

Theo Viện Hàn (TWI Global) - một trong những tổ chức nghiên cứu và công nghệ độc lập hàng đầu thế giới có trụ sở tại Anh, năng lượng xanh đóng vai trò thiết yếu trong bảo vệ môi trường khi thay thế các tác động tiêu cực từ nhiên liệu hóa thạch bằng các giải pháp thân thiện hơn với thiên nhiên.

Ngoài lợi ích môi trường, năng lượng xanh còn góp phần ổn định giá năng lượng nhờ chủ yếu được sản xuất tại địa phương, ít chịu ảnh hưởng từ các cuộc khủng hoảng địa chính trị, biến động thị trường hay đứt gãy chuỗi cung ứng. Về kinh tế, nguồn năng lượng này cũng mở ra cơ hội việc làm tại chỗ, thông qua xây dựng và vận hành các cơ sở sản xuất ngay trong cộng đồng, nơi người dân sinh sống và làm việc.

Với đặc điểm sản xuất phân tán từ các nguồn như điện mặt trời và điện gió, cơ sở hạ tầng năng lượng trở nên linh hoạt hơn và ít phụ thuộc vào các nguồn tập trung – vốn dễ bị gián đoạn và kém khả năng chống chịu trước các tác động thời tiết do biến đổi khí hậu. Năng lượng xanh còn là một giải pháp chi phí thấp cho nhu cầu năng lượng tại nhiều khu vực trên thế giới, từ đó nâng cao khả năng tiếp cận năng lượng xanh, đặc biệt tại các quốc gia đang phát triển.

Theo TWI, nhìn chung, năng lượng xanh mang lại lợi ích thực sự cho môi trường và sẽ trở thành một phần của tương lai thế giới, cung cấp giải pháp thay thế sạch hơn cho nhiều nguồn năng lượng hiện nay. Việc tạo ra năng lượng xanh với lượng khí thải carbon bằng không là một bước tiến lớn hướng tới tương lai thân thiện hơn với môi trường.

Nếu có thể sử dụng nguồn năng lượng này để đáp ứng nhu cầu điện, công nghiệp và vận tải, con người sẽ có thể giảm đáng kể tác động của mình lên môi trường, từ đó tạo ra một tương lai hoàn toàn bền vững cho nguồn cung năng lượng và cho hành tinh chúng ta.

Hoàng Hà