Sơ đồ tạo ra năng lượng sinh khối
Năng lượng tái tạo đang bùng nổ và dần thay thế hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch, mang lại lợi ích cực cao trong việc giảm thải lượng khí carbon và các loại ô nhiễm khác. Đây là nguồn năng lượng sạch, rẻ, với kỳ vọng có thể thay đổi thế giới, tuy vậy suốt những năm qua chúng ta lại không biết tận dụng nó.
Năng lượng tái tạo hay còn được gọi là năng lượng sạch, là loại năng lượng được tạo ra từ các nguồn thiên nhiên hoặc các quy trình tự nhiên được hình thành liên tục chẳng hạn như ánh sáng mặt trời, gió thổi, nước chảy…
Mặc dù năng lượng tái tạo còn là một khái niệm mới, một chủ đề mới nhưng lại là nguồn năng lượng hứa hẹn trong tương lai. Năng lượng tái tạo đang dần mở rộng một cách nhanh chóng ở cả những quy mô lớn và nhỏ phục vụ cho từng người dân. Mục tiêu chính của những người đứng đầu là hiện đại hóa để tích hợp điện tái tạo với lưới điện một cách hiệu quả nhất.
Năng lượng tái tạo có rất nhiều loại và phần lớn là có khả năng phục hồi. Dưới đây là các nguồn năng lượng tái tạo có thể giúp giải phóng chúng ta khỏi phụ thuộc vào năng lượng hoá thạch, khí đốt tự nhiên hay dầu mỏ vốn là những tác nhân lớn nhất dẫn đến hủy hoại môi trường, ngăn chặn các tác động của biến đổi khí hậu trên hành tinh này.
1. Thuỷ điện
Một công trình Thuỷ điện tại Việt Nam
Đa số năng lượng thuỷ điện có được từ thế năng của nước được tích tại các đập nước làm quay tua-bin nước và máy phát điện. Đây là nguồn năng lượng tái tạo đang dẫn đầu ở hầu hết các quốc gia, với các nhà máy thủy điện quy mô rất lớn. Thủy điện phụ thuộc vào nước – thường là dòng nước chảy với nhanh ở những con sông hoặc ở thác nước, tận dụng sức nước để thiết lập tuabin máy phát điện.
Tuy nhiên, có rất nhiều thủy điện lại không được gọi là nguồn năng lượng tái tạo vì những con đập này làm chuyển hướng và giảm dòng chảy tự nhiên, làm ảnh hưởng đến quần thể động vật và con người sinh sống quanh đó. Các nhà máy thủy điện nhỏ sẽ được quản lý cẩn thận hơn và không có xu hướng tác động đến môi trường.
2. Năng lượng sóng: Là năng lượng thu được từ sóng biển để làm những công việc có ích như sản xuất điện, khử muối trong nước hoặc bơm nước. Cỗ máy khai thác năng lượng sóng được gọi là máy chuyển đổi năng lượng sóng (WEC), nó hoạt động giống như tua-bin gió lớn ngoài khơi.
3. Thuỷ triều: Năng lượng thuỷ triều là một dạng của thủy năng có thể chuyển đỗi năng lượng thu được từ thuỷ triều thành các dạng năng lượng hữu ích khác, chủ yếu là điện.
Mặc dù chưa được sử dụng rộng rãi, năng lượng thuỷ triều có tiềm năng cho việc sản xuất điện năng trong tương lai. Thuỷ triều dễ dự đoán hơn gió và mặt trời. Trong số các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng thuỷ có mức chi phí thực hiện tương đối cao và chỉ thực hiện được ở những nơi có thuỷ triều đủ cao hoặc có vận tốc dòng chảy lớn. Tuy nhiên, với nhiều sự cải tiến và phát triển về công nghệ hiện nay, phát triển về mặt thiết kế (ví dụ như năng lượng thủy triều động, đầm phá thuỷ triều) và công nghệ tua bin (như tua bin hướng trục, tua bin tạo dòng chảy chéo), cho thấy tổng công suất của năng lượng thủy triều có thể cao hơn nhiều so với giả định trước đây, nhờ đó chi phí kinh tế và môi trường có thể được đưa xuống mức cạnh tranh.
4. Năng lượng thu được bằng tua bin nổi, tua bin gió: Tua bin nổi, tua bin gió là một động cơ quay rút năng lượng từ một luồng chất lỏng hoặc một luồng khí và biến đổi nó thành năng lượng có ích.
5. Năng lượng thu được từ Airborne: Được phát triển ở Châu Âu với ưu điểm giảm 90% vật liệu so với tuabin gió cùng kích thước và thu hoạch gió từ độ cao lớn hơn.
6. Điện mặt trời: Điện mặt trời cũng được gọi là quang điện hay quang là nguồn điện sinh ra từ ứng dụng kỹ thuật biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng nhờ pin mặt trời. Ngày nay, do nhu cầu năng lượng sạch ngày càng nhiều nên ngành sản xuất pin mặt trời phát triển cực kỳ nhanh chóng. Các chuyên gia dự đoán, lĩnh vực điện mặt trời năm 2021 sẽ phát triển 25% so với năm 2020.
7. Đường năng lượng mặt trời: Cuối năm 2014, Hà Lan xây dựng con đường năng lượng mặt trời đầu tiên trên thế giới tại thị trấn Krommenie. Con đường này được lát những tấm pin năng lượng mặt trời cỡ lớn và chỉ dành riêng cho xe đạp – một phương tiện giao thông phổ biến ở nước này. Với chiều dài 70m, con đường này đã tạo ra 3.000 kWh điện, tương đương 70 kWh/m², đủ để đáp ứng cho một hộ gia đình trong một năm. Mặc dù còn một chặng đường dài để có thể đưa mô hình này áp dụng rộng rãi cho các tuyến đường trên thế giới, song Hà Lan vẫn có thể tự hào là nước đầu tiên đưa ý tưởng "con đường mặt trời” vào thực tiễn cuộc sống.
Lắp đặt đường năng lượng mặt trời ở Hà Lan
8. Năng lượng mặt trời không gian: Cho phép cung cấp năng lượng cho những nơi không có ánh nắng trực tiếp hằng năm. Nó có thể sản xuất 2.000 GW so với trang trại năng lượng mặt trời ở Ai Cập. Dự kiến dân số thế giới sẽ đạt 9.7 tỷ người vào năm 2050, năng lượng mặt trời không gian có thể là chìa khoá để tăng nhu cầu năng lượng.
9. Nhiệt mặt trời: Công nghệ thu nhiệt mặt trời được tính toán hiệu quả hơn 70 % trong việc thu hoạch năng lượng mặt trời so với điện mặt trời.
10. Năng lượng địa nhiệt: là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong tâm 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. Khai thác năng lượng địa nhiệt có hiệu quả về kinh tế, có khả năng thực hiện và thân thiện với môi trường. Các giếng địa nhiệt có khuynh hướng giải phóng khí thải nhà kính bị giữ dưới sâu trong lòng đất, nhưng sự phát thải này thấp hơn nhiều so với phát thải từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch thông thường. Công nghệ này có khả năng giúp giảm thiểu sự nóng lên toàn cầu nếu nó được triển khai rộng rãi. Không giống như năng lượng mặt trời hay năng lượng gió phụ thuộc vào thời tiết, địa nhiệt luôn có sẵn. Hệ thống sưởi của Iceland 90% là địa nhiệt.
11. Năng lượng sinh khối: Được định nghĩa là năng lượng mà chuyển hóa từ các vật liệu và phế phẩm sinh học để sử dụng như là một dạng năng lượng để tạo ra nhiệt, tạo ra năng lượng và vận chuyển. Những hợp chất các bon từ các vật liệu, chất liệu sẽ mất một khoảng thời gian dài để tạo thành nhiên liệu hóa thạch đây không được gọi là sinh khối. Năng lượng sinh khối không thải ra khí nhà kính trong cả quá trình đốt cháy và làm giảm lượng rác thải một cách đáng kể.
12. Nhiên liệu sinh học: là loại nhiên liệu được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc động thực vật (sinh học) như nhiên liệu chế xuất từ chất béo của động thực vật (mỡ động vật, dầu dừa,...), ngũ cốc (lúa mỳ, ngô, đậu tương...), chất thải trong nông nghiệp (rơm rạ, phân...), sản phẩm thải trong công nghiệp (mùn cưa, sản phẩm gỗ thải...). Kết quả nghiên cứu cho thấy năng lượng ròng của diesel sinh học nhiều hơn khoảng 70% so với etanol trên mỗi gallon. Nhiên liệu sinh học rẻ hơn hydro. Tại Anh, nhiên liệu tái tạo đã được xác minh bền vững vào năm 2019 là 256 triệu lít, khí nhà kính thải ra do nhiên liệu tái tạo ít hơn 81% so với nhiên liệu hoá thạch.
Một trạm xăng sinh học ở Brazil
13. Hydro: Khí hydro có thể được cung cấp cho lưới khí đốt tự nhiên hoặc bằng cách sử dụng pin nhiên liệu để chuyển đổi thành điện năng. Hydro có thể được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực giao thông vận tải, khi chúng ta có thể đưa ra các giải pháp ít tốn kém hơn để triển khai rộng rãi các nguồn năng lượng thay thế như vậy. Hydro có khối lượng riêng lớn nhất so với bất kỳ loại nhiên liệu nào, giúp nó phân phối và lưu trữ tốt hơn. Hóa học ổn định của nó cũng có nghĩa là nó có thể giữ năng lượng tốt hơn bất kỳ phương tiện nào khác. Trong tương lai, hydro sẽ là nguồn năng lượng thúc đẩy.
Hà Thắm
