Năng lượng của tương lai = Bảo tồn + Năng lượng tái tạo

Tiêu thụ năng lượng toàn cầu hiện nay khoảng 12 TW (terawatt)/năm (tương đương với 12.000 tỷ watt). Nhu cầu này gần như vô hạn trong một số lĩnh vực cần tiêu thụ lớn nguồn năng lượng như: Môi trường Xây dựng 52% (12% nguyên liệu và hoạt động 40%); Công nghiệp 24%; Giao thông vận tải 15%; Xe ô tô 9%.

Nguồn năng lượng

Năng lượng tái tạo được xem là giải pháp tối ưu để thay thế nhiên liệu hóa thạch. Việc phổ biến các nguồn năng lượng sạch nhất là gió, mặt trời, sinh khối, thủy điện và năng lượng địa nhiệt là rất cần thiết. Hiện nay, người ta xem xét rằng năng lượng tái tạo có thể đáp ứng được 30% nhu cầu năng lượng thế giới. Điều này là đáng tiếc nếu chúng ta không biết tận dụng khai thác nguồn năng lượng tái tạo sẵn có và vô hạn này. Thực tế tỷ trọng các nguồn năng lượng đang tiêu thụ hiện nay như sau: Dầu 35%; Than 27%; Khí đốt tự nhiên 20%; Thủy điện 6%; Sinh khối 6%; Năng lượng hạt nhân 5%; Năng lượng địa nhiệt 1%; Gió và năng lượng mặt trời khoảng 1%.

Rõ ràng nhiên liệu hóa thạch (dầu, than và khí tự nhiên) là các nguồn chi phối hầu hết mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu hiện nay.

Năng lượng của tương lai

Nhu cầu năng lượng tiếp tục tăng với tốc độ tích lũy. Tính tỷ lệ hiện hành của mức tăng thì dự kiến nhu cầu năng lượng thế giới sẽ đạt đến 30 TW trong vòng ba thập kỷ tới. Tức là mức tiêu thụ năng lượng sẽ tăng hơn 150%, từ 12 TW lên đến 30 TW. Các biện pháp để đáp ứng bền vững mức tăng nhanh chóng mặt trong nhu cầu tiêu thụ năng lượng thì trước hết là phải làm sao không có hoặc ít phát thải khí nhà kính ra môi trường. Tiền thân bản lề cho năng lượng sạch chính là năng lượng mặt trời, nhiên liệu sinh học và năng lượng hạt nhân.

Năng lượng hạt nhân là một nguồn năng lượng sạch, không tạo ra CO ₂. Nhiệt được tạo ra từ một lò phản ứng hạt nhân làm cho nước sôi bốc thành hơi nước và đẩy tuabin quay. Tại Mỹ, ba nhà máy điện hạt nhân dự kiến sẽ sớm được xây dựng trong tương lai không xa.

Hãy thử làm phép tính nếu mỗi năm có 45 giấy phép mới xây dựng nhà máy điện hạt nhân được ban hành, và xu hướng này vẫn tiếp tục ổn định từng năm trong vòng ba thập kỷ và cũng giả định rằng mất khoảng mười năm để xây dựng các nhà máy điện hạt nhân đó thì sẽ cung cấp một lượng terawatt có thể tiêu thụ được trong thời hạn 30 năm. Đây mới chỉ là ước tính ban đầu, thực tế thì trữ lượng điện hạt nhân còn có thể sản xuất được nhiều hơn thế nữa.

Nhiên liệu sinh học

Tạo ra nhiên liệu từ thu hoạch cây trồng là cách làm sáng tạo không chỉ cung cấp lương thực mà còn giảm đói nghèo hiệu quả. Một số chuyên gia cho rằng giá trị của nhiên liệu sinh học thu được cao hơn nhiều lợi tức từ hoa màu. Do đó nên xem xét sản xuất cây trồng để thu hoạch lương thực hay là để tạo ra nhiên liệu. Tuy nhiên nếu nhiên liệu sinh học có thể khai thác được 100% hiệu quả thì chúng ta có thể sử dụng toàn bộ đất đai trên trái đất để trồng cây (ví dụ như sản xuất ethanol từ ngô) nó sẽ giúp tạo ra được một nguồn năng lượng tương đương 3 terawatt từ nhiên liệu sinh học.

Pin mặt trời

Trong những năm qua Công nghệ quang điệnđã phát triển mạnh mẽ. Lợi ích của nó mang lại bao gồm hai phần: thứ nhất là giảm chi phí, thứ hai là hiệu quả cao. Hầu hết chính sách của các quốc gia hiện nay đều ủng hộ cho việc đầu tư xây dựng các nhà máy điện mặt trời. Một nhà máy điện năng lượng mặt trời có thể sản xuất ra được một gigawatt năng lượng mỗi năm. Điều này có nghĩa là một nghìn nhà máy năng lượng mặt trời có cùng kích thước là 2.000 dặm vuông thì có thể sản xuất được 2 terawatt năng lượng.

Cuối cùng, dựa trên tiềm năng dự báo, chúng ta chỉ có thể đạt công suất tối đa là 6 TW trong khi nhu cầu cần đáp ứng là 30 TW. Ngoài các nguồn năng lượng trên thì năng lượng gió, sóng biển và địa nhiệt cũng sẽ chỉ cung cấp thêm được một vài terawatt nữa. Như vậy năng lượng tái tạo không thể một mình đáp ứng đủ cho nhu cầu năng lượng trong tương lai.

Chiến lược tiết kiệm: Bảo tồn!

Các giải pháp triển vọng nhất để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu và nhu cầu năng lượng toàn cầu chính là chiến lược bảo tồn. Giả sử năng lượng tái tạo sẽ chỉ có thể cung cấp được khoảng 6-9 terawatt thì khoảng 21 terawatt còn lại sẽ phải được đáp ứng bằng các nguồn khác. Muốn vậy thì trước tiên cần khai thác và sử dụng nguồn năng lượng hóa thạch có hiệu quả, bền vững, giảm thiểu tổn thất và hao phí điện năng. Cụ thể, khi các nhà máy điện than được sử dụng hiệu quả hơn, thì sẽ đáp ứng được nhu cầu năng lượng trong tương lai và hạn chế việc phát thải CO ₂ra ngoài môi trường.