Cung Cấp Năng Lượng Cho Trái Đất – Chương 14: Xu hướng toàn cầu (Phần 2)

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 14: Global Trends – Chương 14: Xu hướng toàn cầu (Phần 2)

Tính bền vững của lựa chọn quang điện

Việc thiếu động cơ kinh tế, sự gièm pha về năng lượng tái tạo thường xuyên tạo sóng gió về các vấn đề môi trường và tính bền vững năng lượng của các tấm quang điện.

Phản đối cổ điển đầu tiên – hiện giờ đã lỗi thời nhưng khó mà diệt trừ – rằng tấm quang điện sản xuất ít năng lượng hơn năng lượng cần thiết để sản xuất ra chúng. Trong thực tế , về mặt năng lượng, thời gian hoàn vốn hiện nay của những thiết bị này vào khoảng 1 tới 3 năm, so với tuổi thọ hoạt động của chúng trong suốt 25 năm.

Phản đối tiếp theo – một huyền thoại đô thị đích thực – là những tấm này tạo ra nhiều chất thải nguy hại – mặc dù chưa biết. Trong thực tế, một bảng điều khiển quang điện được làm từ các vật liệu không độc hại như silic (Si), nhôm (Al), đồng (Cu), bạc (Ag), với Silic vốn rất phong phú trong tự nhiên (cát) trong khi nhôm, bạc, đồng hoàn toàn có thể tái chế. Điều này cũng đúng cho những tấm phim mỏng, thậm chí khi chúng chứa những nguyên tố độc hại như cadimi (Cd).

Để khắc phục những lo ngại đó, đáng để nhắc tới một tập đoàn quốc tế của công nghiệp quang điện PV (www.pvcycle.org) tham gia vào việc thu thập và tái chế các tấm (quang điện) đang được sử dụng trong các ngành công nghiệp và nội địa khi các tấm này hết vòng đời sử dụng của mình. Rõ ràng, có sự khác biệt sâu sắc trong tầm nhìn và ý thức trách nhiệm. Công nghiệp PV quan tâm tới việc họ sẽ xử lý chất thải như thế nào trong 20 đến 30 năm tới trong khi công nghiệp hạt nhân vẫn chưa thể tìm thấy một giải pháp cho vấn đề xử lý rác thải phóng xạ trong suốt 60 năm qua. Từ những chi tiết này, chúng ta có thể thấy được nơi các vấn đề năng lượng gặp phải trong quá khứ và nơi chúng sẽ phát sinh trong tương lai.

Vấn đề gai góc cuối cùng là câu hỏi về vị trí đặt các tấm (quang điện). Trong những năm gần đây, lắp đặt quang điện đã nở rộ trên đất liền. Điều này dẫn tới một số nghi ngại về việc sử dụng một lượng đáng kể đất liền và làm thay đổi cảnh quan thiên nhiên. Tuy nhiên, phải nói rằng đất sử dụng cho những hệ thống lắp đặt này đã được dành riêng cho các hoạt động công nghiệp. Do đó, phương án cài đặt quang điện (PV) trên đất liền ở Ý sẽ là những nhà kho công nghiệp, và trong trường hợp đó, không ai có thể phản đối.

Không nghi ngờ rằng vị trí ưa thích của các tấm quang điện mới là trên mái nhà của các tòa nhà công nghiệp, thương mại và khu dân cư hiện có. Tuy nhiên, mối quan tâm về sử dụng đất không bền vững là vô căn cứ. Chúng ta có thể thấy trong Chương 7 rằng để thỏa mãn toàn bộ nhu cầu điện năng ở Ý sẽ phải lắp đặt tấm quang điện trên diện tích khoảng 2400 km². Nếu cài đặt trên đất liền, những tấm (quang điện) này sẽ bao phủ khoảng 3.3% diện tích đất canh tác và 1.7% tổng diện tích đất nông nghiệp ở Ý. Thực tế, tới năm 2020, chỉ cần một phần nhỏ của bề mặt đó sẽ đủ để lắp đặt các tấm quang điện. Theo thực tế ghi nhận. Ý cần thêm 16 GWp có thể thu được từ 120 km² đất (giả sử 7.5 m² tấm quang điện cho 1 kWp), tương đương với 60 m² tấm quang điện trên mỗi mái nhà của hai triệu tòa nhà).

Tất nhiên, ở mức độ địa phương, chính quyền phải đảm bảo rằng hệ thống quang điện không ảnh hưởng tới diện tích đất nông nghiệp ngành nghề cụ thể, bởi đất nông nghiệp đại diện cho một nguồn tài nguyên vô cùng quý giá phải bảo tồn, ngay cả khi nông nghiệp ở Ý đang trải qua thời khắc khó khăn do khía cạnh tiêu cực gần đây của kinh tế thế giới.

Năng lượng tái tạo sẽ là đủ?

Như chúng ta sẽ mô tả trong một số chi tiết trong chương tiếp theo (Chương 15), mức trung bình tiêu thụ năng lượng sơ cấp của mỗi người hàng năm tương đương 2.6 tấn dầu (toe) để có thể đủ khả năng và duy trì chất lượng cuộc sống hợp lý. Hiện tại, giá trị trung bình toàn cầu theo bình quân đầu người thấp hơn đáng kể – khoảng 1.8 toe mỗi năm (Bảng 5, chương 4). Nếu vào năm 2050 dân số thế giới đạt 9 tỉ người, nhu cầu năng lượng toàn cầu dự tính – đây là năng lượng để đảm bảo nhu cầu tối thiểu cho tất cả các cư dân của hành tinh này – sẽ là gần gấp đôi mức 24 000 Mtoe tiêu thụ năng lượng toàn cầu hiện nay. Theo đó, câu hỏi phát sinh là liệu thế giới có thể đáp ứng được nhu cầu năng lượng ở mức độ này nếu hoàn toàn dựa vào năng lượng tái tạo hay không. Mặc dù có sự đồng thuận rộng rãi giữa các học giả là có thể, rất khó để đánh giá tiềm năng thực tế của năng lượng tái tạo có thể được khai thác về mặt kỹ thuật.

Hình 70 so sánh mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu hàng ngày hiện tại với ước tính tiềm năng của các nguồn năng lượng tái tạo chủ yếu có thể khai thác về mặt lý thuyết với ước tính của các nguồn (năng lượng) đã được khai thác bài bản và sử dụng bền vững với môi trường hiện nay thông qua các công nghệ sẵn có.

Fig 70

Hình 70. Tổng số tiềm năng lý thuyết (hình cầu màu xám nhạt) và kỹ thuật khai thác hiện tại (hình cầu màu xám đậm) của các nguồn năng lượng tái tạo. Hình cầu màu đen là tổng mức tiêu thụ năng lượng hàng ngày của thế giới hiện nay, là mức so sánh được thiết lập bằng 1.

Trong thực tế, thế giới vẫn có thể tiếp tục với năng lượng tái tạo mặc dù nhiều công nghệ chưa hoàn thiện. Nếu điều này không xảy ra thì là bởi hệ thống hiện tại dựa trên nhiên liệu hóa thạch quá bảo thủ. Sẽ mất hàng thập kỷ để lật đổ những suy nghĩ định kiến về các loại nhiên liệu thông thường, mặc dù sự sử dụng nhiên liệu hóa thạch là không khả thi. Bất cứ ai lập luận rằng năng lượng tái tạo sẽ không bao giờ thay thế được uranium và nhiên liệu hóa thạch chắc chắn là không được thông tin đầy đủ. 

Hết phần 2 – Chương 14 (còn tiếp)

Người dịch: Đặng Thị Giang

Biên tập: Phạm Thu Hường

© copyright Zanichelli and Wiley-VCH

Permission granted for translating into Vietnamese and publishing solely on dotchuoinon.com for non-commercial purposes.

Một suy nghĩ 6 thoughts on “Cung Cấp Năng Lượng Cho Trái Đất – Chương 14: Xu hướng toàn cầu (Phần 2)”

  1. Em cảm ơn câu hỏi thảo luận thêm của anh,

    Theo em hiểu thì năng lượng đến từ xử lý chất thải, kể cả chất thải hữu cơ, đều không phải là năng lượng tái tạo. Nhiều người nhầm lẫn rằng đốt “chất thải hữu cơ” đồng nghĩa với “sinh khối”, tức là năng lượng tái tạo. Tuy vậy điều này không đúng vì:

    – sinh khối, cho mục đích tái tạo, phải nằm trong vòng sinh trưởng tự nhiên của sinh vật (cây cối): trồng cây – sản xuất nhiên liệu sinh học – đốt (có thể đốt gỗ trực tiếp) – tái trồng cây. Quá trình này thường được giả thiết là không làm tăng CO2 trong một chu trình (vì quá trình sinh trưởng của cây sẽ thu lại CO2 của quá trình đốt nhiên liệu), nhưng cũng không hẳn là đơn giản như vậy như nhiều nơi trong cuốn sách này đã đề cập.

    – xử lý chất thải bằng cách đốt chỉ tạo thêm ra CO2 và không phải là nguồn sơ cấp vô tận (mà chỉ là do đời sống của con người tạo ra) – nếu tận dụng để tạo ra năng lượng thì đó sẽ là dạng năng lượng thứ cấp (hoặc cấp thấp hơn) và chắc chắn không phải là tái tạo. Quá trình đốt chất thải (hữu cơ hoặc vô cơ) có chung vấn đề với nhiên liệu hóa thạch là tạo ra khí nhà kính.

    Em chỉ trả lời theo ý hiểu của mình, hi vọng được các bạn thảo luận thêm ạ
    Em Hường

    Số lượt thích

  2. Cảm ơn Hường,

    Anh hiểu định nghĩa kỹ thuật về năng lượng tái tạo, đặc biệt là sinh khối.

    Nhưng trong ý nghĩa “tái tạo” là nguồn năng lượng không cạn kiệt thì năng lượng từ xử lý chất thải hữu cơ có đủ đặc tính tái tạo: (1) tạo ra năng lượng, (2) nguồn không bao giờ cạn kiệt (ngày nào con người còn hiện hữu), và (3) ta phải xử lý chất thải ngày nào con người còn hiện hữu.

    Coi như một công hai chuyện. Nếu chúng ta đưa năng lượng xử lý chất thải vào chiến lược năng lượng, thì đó vừa là làm sạch môi trường vừa giải quyết một phần vấn đề năng lượng.

    Vài dòng để các bạn cùng suy nghĩ.

    Số lượt thích

  3. Dạ, như anh nói thì đúng là xử lý chất thải hữu cơ để tạo ra năng lượng cũng có thể coi là nguồn tái tạo, em chỉ băn khoăn về lượng khí nhà kính đóng góp của quá trình này rất tương đương với nhiên liệu hoá thạch?

    Em cảm ơn anh đã đưa thêm các link để tham khảo ạ, đúng là vấn đề này một công đôi việc, vừa giải quyết một phần nhu cầu năng lượng, vừa làm sạch môi trường, vì đằng nào cũng phải xử lý.

    Em Hường

    Số lượt thích

  4. Hi anh Hoành, chị Hường và cả nhà,

    Vấn đề anh Hoành đưa ra về xử lý chất thải hữu cơ như là biogas có thể coi là tái tạo. Không nhất thiết phải là nguồn sơ cấp. Tuy nhiên em cảm thấy vấn để biogas của VN chưa được khai thác đúng mức và có hệ thống hợp lý, dẫn đến lãng phí rất nhiều nguồn năng lượng này. Các dự án dường như là nhà nước triển khai rồi được một thời gian để đấy mặc nông dân hay người tiêu dùng.

    Thức ăn thừa cũng là một nguồn năng lượng hữu cơ “tái sử dụng” liên quan đến vấn đề phần loại rác của các thành phố khá tồi tệ. Đây là trách nhiệm của các chính quyền và nhà nước nhiều hơn vì người dân ở các thành phố sau một thời gian đã quen phân loại qua các dự án 3R xong rồi mọi người thấy là phân loại xong đến nhà máy rác lại đổ chung vào một chỗ nên mọi người không làm nữa. Vấn đề thu hồi NL từ thức ăn thừa này nhức nhối không chỉ ở VN. Điều này chỉ tốn một chút giáo dục nhận thức ban đầu còn không tốn tiền của đầu tư công nghệ như hệ thống khác.

    Thu hồi khí CH4 phát ra từ các bãi rác cũng là một nguồn năng lượng tái sử dụng. Tuy nhiên là các hệ thống của VN và các nước đang phát triển hiệu suất rất kém cho nên chi phí năng lượng đầu tư thu hồi nhiều hơn là năng lượng thu được. Thê nên là thà cứ để lãng phí còn hơn đầu tư công nghệ thu hồi. Và vấn đề rác rưởi của VN vẫn nhức nhối

    Số lượt thích

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Google photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s