Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ năm, 17/03/2011 21:33 (GMT+7)

Hướng tới một tương lai triệt để sử dụng năng lượng tái tạo?

“Chúng tôi muốn chỉ cho các bạn biết rằng gió, nước và năng lượng mặt trời là đủ để có thể đáp ứng nhu cầu sống của chúng ta”, Mark Delucchi, Viện nghiên cứu Giao thông Vận tải tại Đại học California Davis nói. Ông và Mark Jacobson của Viện Khoa Kỹ thuật Xây dựng và Môi trường tại Đại học Stanford đã cùng nhau nghiên cứu phác thảo một mô hình cần thiết để cung cấp nguồn năng lượng tái tạo cho tất cả các nhà máy, nhà ở, các cơ quan, cũng như tất cả các phương tiện vận tải ô tô, máy bay, và tàu thủy. Theo luận điểm của họ, cuộc cách mạng như vậy là sẽ khả thi và đủ rẻ để đầu tư vào năm 2030. Luận điểm này đã được công bố mang tính sơ bộ lần đầu tiên trên báo Scientific American trước cuộc đàm phán về khí hậu Corpenhagen năm 2009, và được công bố chi tiết hồi tháng 12 trên tạp chí Energy Policy.

Thép, bê tông và khoáng sản
Delucchi và Jacobson ước tính rằng một sự chuyển đổi sang sử dụng 100% năng lượng tái sinh sẽ cần đến một khối lượng xây lắp hạ tầng rất lớn. Chẳng hạn như Thế giới hiện nay sẽ cần gần 4 triệu tua-bin gió công suất 5MW, lớn gấp hai đến ba lần công suất so với các tua-bin hiện có trên thị trường. Những chiếc tua-bin 5MW đã được đưa vào sử dụng ở bờ biển lần đầu tiên tại Đức năm 2006, và năm ngoái Trung Quốc cũng vừa xây dựng chiếc tua-bin gió 5 MW đầu tiên.

Hai nhà khoa học cũng ước tính rằng thế giới cần đến 90.000 nhà máy năng lượng mặt trời quy mô lớn với công suất khoảng 300 MW, bao gồm những nhà máy hoạt động nhờ vào các tấm quang điện để tạo ra điện trực tiếp và cả những nhà máy hoạt động theo cơ chế tận thu nắng mặt trời để đun sôi nước chạy máy phát điện. Hiện nay trên thế giới có khoảng 36 nhà máy năng lượng mặt trời như vậy đang hoạt động, nhưng hầu hết là có quy mô công suất nhỏ hơn.

Và các hệ thống năng lượng lớn này sẽ không thay thế được các hệ thống thu năng lượng mặt trời cài đặt trên các mái nhà (hệ thống PV); các nhà nghiên cứu tính toán rằng con người phải cần tới 1.73 tỉ hệ thống PV, mỗi chiếc công suất 3 KW là không có hại. Như vậy, hãy hình dung rằng cứ bốn đầu người trên hành tinh này thì có một hệ thống PV.

Xây dựng các tua-bin mới, các tấm năng lượng mặt trời, và các cơ sở vật chất khác sẽ ngốn rất nhiều thép, bê tông, và các nguồn tài nguyên khác. Tuy nhiên, Jacobson và Delucchi kết luận rằng không có trở ngại đáng kể nào trên khía cạnh kinh tế nào trong việc sản xuất ra khối lượng lớn các nguyên vật liệu phổ biến như bê tông và thép, vì vậy họ tập trung nhiều hơn cho nghiên cứu về sử dụng những vật liệu ít phổ biến hơn. 

Theo hai nhà khoa học thì khó khăn chủ đạo là ở khâu sản xuất các kim loại hiếm như neodymi, thường được sử dụng để chế tạo ra nam châm.

Họ dự báo rằng, để lắp đặt các máy phát điện cho hàng triệu tua-bin gió thì khối lượng sản xuất chất neodymi của Thế giới phải tăng gấp năm lần hiện nay. Nhưng theo các nhà nghiên cứu thì nguồn dự trữ hiện tại trên Thế giới về nguyên tố này đủ đáp ứng gấp gấp 6 lần so với nhu cầu sử dụng của con người.

Cũng có cả những cách giải quyết khác cho vấn đề này, Delucchi và Jacobson lập luận. Có những loại nam châm khác có thể được sử dụng trong các tua-bin, và các kim loại hiếm cũng có thể được tái chế. Tuy nhiên hiện nay chưa tồn tại một chương trình tái chế nào như vậy.

Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng, không có trở ngại nào đủ lớn để ngăn cản con người chuyển sang hoàn toàn sử dụng năng lượng tái sinh vào năm 2030. Tuy nhiên, họ cũng thấy rằng sẽ khả thi hơn với phương án ngừng xây dựng các nhà máy điện và sản xuất xe đốt nhiên liệu hoá thạch mới vào năm 2030, và sau đó thay thế từng bước bằng các nhà máy hiện có để đạt được 100% năng lượng xanh vào năm 2050.

Mark Jacobson, Viện Khoa Kỹ thuật Xây dựng và Môi trường tại Đại học Stanford


“Về mặt kỹ thuật chúng ta có thể làm được”, Jacobson nói. “Nhưng vấn đề chính là chúng ta có thực sự đủ ý chí hay không.”

Bỏ qua nhiên liệu sinh học
Trong quá trình nghiên cứu một lộ trình tới một tương lai không còn phải dùng tới nhiên liệu hóa thạch, các nhà khoa học đã bỏ qua nhiên liệu sinh học, nguồn nhiên liệu tái tạo phổ biến nhất hiện nay. Do mức độ ô nhiễm không khí và tác động tiêu cực trong sử dụng đất bắt nguồn từ ethanol và nhiên liệu sinh học mà các nhà nghiên cứu đã tìm cách xây dựng kế hoạch cho một tương lai với 100% năng lượng tái tạo mà không bao gồm các loại nhiên liệu trên đây. Và do những lo ngại về xử lý chất thải và phổ biến vũ khí hạt nhân mà các nhà nghiên cứu cũng bỏ qua nguồn điện năng lượng hạt nhân, hiện đang cung cấp khoảng 6% nguồn năng lượng trên thế giới và hoàn toàn không gây ô nhiễm khí thải gốc carbon.

Tuy nhiên, Thế giới của chúng ta còn cách một chặng đường dài trước khi có thể gạt bỏ được nhiên liệu sinh học khỏi danh mục các nguồn năng lượng tái tạo. Ngày nay, tất cả các nguồn năng lượng tái tạo mới chỉ cung cấp tổng cộng 13% cho nguồn cung năng lượng thế giới, và nếu không tính đến nhiên liệu sinh học thì con số chỉ là 3% nếu (theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) 2010).

Delucchi và Jacobson cho rằng với sự cắt giảm chi phí sản xuất trong công nghệ tái tạo như dự kiến, chi phí để tạo ra một tương lai mà họ gọi là “100% WWS”, viết tắt của một hệ thống năng lượng chỉ bao gồm gió, nước và năng lượng mặt trời (wind, water, solar) sẽ tương đương với chi phí cho hệ thống phân phối năng lượng như hiện nay.

Gió đổi chiều
“Thách thức đặt ra là việc cung cấp phải phù hợp với nhu cầu sử dụng", Jacobson nói. Sự lệ thuộc quá mức vào gió và năng lượng mặt trời, theo kịch bản của của các nhà nghiên cứu thì năng lượng gió sẽ chiếm 50% tổng nguồn năng lượng Thế giới và năng lượng mặt trời đóng góp 40%, thì độ tin cậy và ổn định của hệ thống sẽ giảm do tính biến đổi thất thường của gió và ánh sáng trên bầu trời”. Nhưng các nhà nghiên cứu cho rằng điều này có thể được giải quyết thông qua việc kết nối các loại năng lượng trong hệ thống, tận dụng khả năng bổ sung nhược điểm của năng lượng tái tạo này bằng năng lượng tái tạo khác.

Hệ thống địa nhiệt khai thác sức nóng ở dưới lòng đất, và các máy khai thác năng lượng từ sóng biển và thủy triều sẽ đóng góp ít hơn so với năng lượng từ gió và mặt trời trong kịch bản của Delucchi-Jacobson, chỉ khoảng 6% năng lượng thế giới. Nhưng vì các loại năng lượng này có tính ổn định cao nên chúng sẽ giúp hệ thống năng lượng hoạt động ổn định hơn.

Các đập thủy điện cũng tham gia cung cấp khoảng 4% nguồn năng lượng thế giới nhưng vì các tác giả đều cho rằng hầu hết các vị trí tốt nhất để xây các con đập đã được tận dụng nên họ không nghĩ sẽ có việc mở rộng phát triển quy mô loại năng lượng này tương đương với các nguồn năng lượng mặt trời và gió.

Theo các nhà nghiên cứu thì một lý do khác góp phần tăng tính ổn định cho hệ thống năng lượng dựa vào sức gió, nước và năng lượng mặt trời, là hệ thống này chỉ cần năng lượng ít hơn 3 lần so với hệ thống sử dụng năng lượng hóa thạch. “Nguyên nhân chủ yếu bởi vì việc chuyển đổi từ động cơ đốt trong, giống như đối với xe hơi, động cơ điện là lựa chọn hiệu quả hơn”,  Jacobson nói.

Thay thế các động cơ đốt trong một cách nhanh chóng như các tác giả hình dung đòi hỏi vô vàn thay đổi lớn, khi mà hiện nay những chiếc xe ôtô hoàn toàn chạy bằng điện mới được sử dụng ở mức độ manh nha trên thị trường, và các dự đoán cho thấy đến năm 2020 chúng cũng mới chiếm dưới mức 10% doanh số bán ôtô toàn cầu.

Daniel Kammen, chuyên gia kỹ thuật hàng đầu về năng lượng tái tạo và hiệu quả năng lượng của Ngân hàng Thế giới nói rằng kết quả nghiên cứu của Delucchi-Jacobson đã đưa ra là hữu ích, bổ sung vào dòng nghiên cứu ngày một lớn mạnh về các kịch bản phát triển thải ra ít carbon hay không carbon.”

“Đây là một trong những nghiên cứu làm nổi bật tiềm năng của năng lượng tái tạo, dù rằng chưa đề cập đến các chi tiết cụ thể của cách thức sản xuất năng lượng và hệ thống phân phối thực tế”, theo lời ông Kammen, người sáng lập và điều hành phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo tại Đại học California Berkeley. “Như trong nhiều vấn đề, cái khó lớn nhất là các chi tiết cụ thể. Hiện nay, chúng ta còn ở xa với việc có 100% năng lượng từ nguồn năng lượng tái tạo, hoặc thậm chí đa số năng lượng là tái tạo. Bài viết này cung cấp một căn cứ hữu ích cho vai trò của năng lượng tái tạo mà không đi vào chi tiết cách thức hoạt động của các hệ thống năng lượng trên thực tế.”

Thế giới đang cần một tài liệu nghiên cứu cho thấy quá trình chuyển đổi chi tiết cho thấy “làm thế nào để vận hành một thế giới không thải ra carbon, nhận xét từ Kammen, một cố vấn của tô chức Great Enery Challenge thuộc tạp chí National Geographic. 

Xem Thêm

Đề xuất giải pháp tăng cường vai trò kết nối của VUSTA với các Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện
Ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức hội thảo đề xuất các giải pháp đổi mới cơ chế phối hợp, phát huy tối đa tiềm năng của mạng lưới 92 Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện; khẳng định quyết tâm nâng tầm vai trò cầu nối của VUSTA, biến trí tuệ đội ngũ trí thức KH&CN thành những luận cứ khoa học tin cậy phục vụ các quyết sách của Đảng, Nhà nước và MTTQ.
Phát huy vai trò cầu nối của Liên hiệp Hội Việt Nam trong hoạt động tư vấn, phản biện và giám định xã hội
Tăng cường kết nối giữa các hội thành viên, đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ với các cơ quan Đảng, Nhà nước và Mặt trận Tổ quốc Việt Nam là yêu cầu quan trọng nhằm nâng cao chất lượng hoạt động tư vấn, phản biện, góp phần hoàn thiện chính sách và thúc đẩy phát triển đất nước.
VUSTA góp ý dự thảo Luật Hiến, lấy, ghép mô, bộ phận cơ thể người và hiến, lấy xác (sửa đổi)
Chiều 19/10, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam phối hợp với Tổng hội Y học Việt Nam tổ chức Hội thảo góp ý dự thảo Luật Hiến, lấy, ghép mô, bộ phận cơ thể người và hiến, lấy xác (sửa đổi) nhằm đề xuất các giải pháp hoàn thiện chính sách, bảo vệ quyền lợi của người hiến, bảo đảm công bằng trong điều phối tạng và thúc đẩy sự phát triển bền vững của y học ghép tạng Việt Nam.
Góp ý kiến Luật Nhà ở (sửa đổi)
Tại hội thảo, nhiều nhà khoa học cho rằng với xu hướng quản trị đô thị hiện nay, dự thảo Luật Nhà ở có thể cân nhắc bổ sung một điều về "Hệ thống dữ liệu nhà ở quốc gia". Đây sẽ là cơ sở để quản lý vòng đời nhà ở, cảnh báo sớm nguy cơ xuống cấp và hỗ trợ hoạch định chính sách.
Góp ý kiến cho Dự án Luật Phổ biến, giáo dục pháp luật (sửa đổi)
Tăng cường ứng dụng công nghệ số, trí tuệ nhân tạo, các nền tảng số và mạng xã hội để nâng cao hiệu quả tiếp cận pháp luật trong giai đoạn mới. Đây là nội dung được nhiều chuyên gia, nhà khoa học góp ý tại hội thảo “Góp ý Dự án Luật Phổ biến giáo dục pháp luật (sửa đổi) do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam phối hợp với Hội Khoa học Tâm lí - Giáo dục Việt Nam tổ chức chiều ngày 6/8.
Hoàn thiện thể chế thúc đẩy phát triển ngành xuất bản trong kỷ nguyên số
Sáng ngày 6/8, VUSTA tổ chức Hội thảo đóng góp ý kiến cho dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Xuất bản. Các chuyên gia, nhà khoa học từ các hội thành viên, đơn vị trực thuộc đã tham góp nhiều ý kiến góp phần hoàn thiện hành lang pháp lý cho hoạt động xuất bản trước sự phát triển nhanh chóng của công nghệ số, trí tuệ nhân tạo và những thách thức ngày càng lớn trong bảo vệ bản quyền.

Tin mới

GS.VS. Châu Văn Minh: Tăng cường kết nối khoa học, nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe nhân dân
Ngày 25/10/2026, tại Hà Nội, GS.VS. Châu Văn Minh, Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam), đã tham dự và phát biểu tại Hội nghị khoa học “Cập nhật các tiến bộ mới trong quản lý bệnh tiêu hóa và gan mật”, kết hợp kỷ niệm 8 năm thành lập Viện Nghiên cứu và Đào tạo Tiêu hóa, Gan mật.
TECHFEST Việt Nam 2026 đưa sản phẩm công nghệ đến gần người dân
TECHFEST Việt Nam 2026 sẽ diễn ra tại Hà Nội từ ngày 13 đến 15/11, khu vực hồ Hoàn Kiếm và phố đi bộ là trung tâm với mô hình không gian mở, đưa các hoạt động trình diễn công nghệ, triển lãm sản phẩm khởi nghiệp và kết nối đầu tư đến gần hơn với người dân, doanh nghiệp, nhà đầu tư.
Liên hiệp Hội Thành phố Hồ Chí Minh và 7 giải pháp phát huy vai trò trí thức
Tư vấn, phản biện và giám định xã hội của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh là một hoạt động quan trọng nhằm phát huy trí tuệ, kinh nghiệm và trách nhiệm xã hội của đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ trong quá trình hoạch định chính sách, quy hoạch và triển khai các chương trình, dự án phát triển.
Đề xuất giải pháp tăng cường vai trò kết nối của VUSTA với các Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện
Ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức hội thảo đề xuất các giải pháp đổi mới cơ chế phối hợp, phát huy tối đa tiềm năng của mạng lưới 92 Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện; khẳng định quyết tâm nâng tầm vai trò cầu nối của VUSTA, biến trí tuệ đội ngũ trí thức KH&CN thành những luận cứ khoa học tin cậy phục vụ các quyết sách của Đảng, Nhà nước và MTTQ.
Đưa tri thức số về bản, giúp người dân làm chủ công nghệ
Phổ biến kiến thức khoa học, kỹ thuật chỉ thực sự phát huy giá trị khi người dân có thể vận dụng vào đời sống. Từ hoạt động giảng dạy của chuyên gia Hội Mã số Mã vạch Việt Nam trong chương trình tập huấn “Người bản số” tại Lào Cai, có thể thấy rõ cách tiếp cận lấy kỹ năng thực hành, khả năng tự chủ và an toàn trên môi trường số làm trọng tâm.
VUSTA tập huấn nâng cao kiến thức, kỹ năng phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ tại cơ sở
Nhằm nâng cao nhận thức, trách nhiệm và kỹ năng xử lý tình huống cháy, nổ cho cán bộ, nhân viên làm việc tại tòa nhà, ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức tập huấn công tác phòng cháy, chữa cháy và cứu hộ, cứu nạn. Chương trình kết hợp phổ biến quy định pháp luật với hướng dẫn kỹ năng thực hành, góp phần chủ động phòng ngừa và hạn chế thiệt hại khi có sự cố xảy ra.
Phát huy vai trò cầu nối của Liên hiệp Hội Việt Nam trong hoạt động tư vấn, phản biện và giám định xã hội
Tăng cường kết nối giữa các hội thành viên, đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ với các cơ quan Đảng, Nhà nước và Mặt trận Tổ quốc Việt Nam là yêu cầu quan trọng nhằm nâng cao chất lượng hoạt động tư vấn, phản biện, góp phần hoàn thiện chính sách và thúc đẩy phát triển đất nước.
Đắk Lắk: Từ chính sách đãi ngộ đến yêu cầu sử dụng hiệu quả nguồn nhân lực chất lượng cao
Việc HĐND tỉnh Đắk Lắk thông qua Nghị quyết quy định chính sách thu hút, hỗ trợ đào tạo phát triển nguồn nhân lực giai đoạn 2026- 2031 thể hiện sự đồng thuận cao đối với yêu cầu nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, tạo nền tảng cho phát triển trong giai đoạn mới. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để chính sách đi vào cuộc sống, thu hút được người có năng lực và tạo môi trường để trí thức cống hiến.