Cung Cấp Năng Lượng Cho Trái Đất – Chương 14: Xu hướng toàn cầu (Phần 3)

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 3)

Nhưng luôn tồn tại giới hạn

Hai nhà khoa học nổi tiếng người Mỹ, Mark Jacobson và Mark Delucchi, gần đây đã công bố một đề nghị để sản xuất 100% nhu cầu năng lượng của thế giới thông qua các nguồn năng lượng tái tạo vào năm 2030.

Kế hoạch của họ kêu gọi các mạng lưới điện năng 11.5 TW sản xuất từ năng lượng tái tạo theo các cách sau: 50% từ năng lượng gió, 20% từ tập trung tia bức xạ mặt trời, 20% từ các thiết bị quang điện, 4% từ các nguồn thủy điện và địa nhiệt, và 2% từ sóng nước và thủy triều. Mặc dù việc thực hiện kế hoạch trong 20 năm là hoàn toàn không tưởng, tuy nhiên đề nghị này chắc chắn đã tạo cơ hội cho các cuộc tranh luận thú vị từ đó đạt được các kết luận quan trọng và khám phá các phương án khả thi.

Chúng ta đã thấy rằng không có vấn đề liên quan tới sự sẵn có của các nguồn năng lượng tái tạo sơ cấp (Hình 70). Nhưng tin tốt này không tự nó giải quyết vấn đề đáp ứng nhu cầu năng lượng trong tương lai. Chúng ta phải chế tạo các thiết bị có khả năng chuyển đổi nguồn năng lượng (tái tạo) vô tận thành năng lượng hữu ích, và chúng ta phải tìm ra vị trí phù hợp để lắp đặt các thiết bị này. Do vậy, hai nguồn lực sau đây, mặc dù không phải không có giới hạn, cần có là: nguyên liệu và không gian.

Như các bạn có thể dự đoán từ những nghiên cứu chúng tôi đưa ra ở trên về tình hình quang điện ở Ý, sự sẵn có của vùng đất rộng cần thiết không phải là một vấn đề không thể vượt qua. Trên toàn cầu, kế hoạch Jacobson – Delucchi sẽ đòi hỏi ít hơn 2% diện tích trái đất. Nếu chúng ta tận dụng các diện tích ven biển thích hợp cho sản xuất năng lượng gió, diện tích bề mặt cần thiết sẽ giảm xuống dưới 1%.

Trong chừng mực có liên quan đến nguyên liệu thô, tình hình quan trọng hơn nhiều. Sản xuất năng lượng gió sẽ không bị giới hạn bởi sự sẵn có của thép và xi măng, cũng như quang điện không bị phụ thuộc vào silic vì sự phong phú vô tận của silic. Tuy nhiên, động cơ turbine gió chứa một nguyên tố hóa học hiếm – neodymi (Nd) – mà việc sản xuất hiện tại ít hơn 100 lần so với nhu cầu của kế hoạch Jacobson – Delluchi.

Một nguyên liệu quan trọng khác nữa là Liti (Li), cần thiết để sản xuất một triệu pin điện để lưu trữ năng lượng sản xuất được từ những nguồn không liên tục. Sản lượng hàng năm của 26 triệu ôtô điện (một nửa số xe bán ra trên toàn thế giới trong năm 2010) sẽ cần 260 000 tấn Liti. Trong trường hợp không tái chế, như trường hợp hiện nay, trữ lượng kim loại này của thế giới sẽ cạn kiệt trong vòng 50 năm. Trữ lượng hiện tại của Li được tìm thấy chủ yếu ở Bolivia, Chile, và Argentina – những quốc gia sẽ trở thành quan trọng về mặt chiến lược trong bất kỳ kịch bản năng lượng tương lai nào, với nguy cơ tạo ra các vấn đề địa chính trị NamMỹ tương tự như đối với người Trung Đông trong suốt kỷ nguyên dầu thô.

Các chất xúc tác tốt nhất cho các tế bào nhiên liệu (như đã thấy trong chương 7, là những thiết bị quan trọng của nền kinh tế Hidro tương lai) chứa Platium (Pt), một kim loại rất quý hiếm và đắt tiền. Tương tự như vậy, các thiết bị quang điện có hiệu quả cao sử dụng các nguyên tố bán dẫn (Indium – In; Gallium – Ga) hoặc kim loại (Irdium – Ir) và các vật liệu quang điện thay thế dùng Telua (Te) và Indi. Tất cả những nguyên tố này đều rất hiếm và đắt tiền.

Tất nhiên, nghiên cứu khoa học trong tương lai có thể dẫn đến việc phát hiện ra các vật liệu mới và công nghệ mới để khai thác các nguồn năng lượng tái tạo. Đó là lĩnh vực chúng ta cần tập trung nguồn lực tài nguyên chung và vốn tri thức đáng kể. Nhưng sớm hay muộn, chúng ta sẽ phải đối mặt với những giới hạn vật lý của Tàu vũ trụ Trái Đất, nơi mà chúng ta không thể thoát khỏi, ít nhất là trong tương lai có thể trông thấy được.

Chúng ta đã quay 180 độ về điểm xuất phát. Chỉ nguồn vô tận của năng lượng mặt trời và sự khéo léo của con người không thể cứu nhân loại khỏi những khủng hoảng năng lượng, khí hậu và môi trường trong tương lai.

Sự chuyển tiếp sang các dạng năng lượng khác sẽ đòi hỏi một sự thay đổi triệt để trong tư duy của con người, sự thay đổi trong phong cách sống, và sự thay đổi trong các hoạt động cố hữu của họ. Điều cần thiết đó là một mũi tiêm đáng kể của sự điều độ, nhận thức tốt, tầm nhìn và một liều đủ cao về trách nhiệm. Điều này áp dụng cho những quốc gia, như Mỹ và Ý, những quốc gia trong nhiều thập kỉ qua đã sống vượt quá nguồn lực kinh tế và tự nhiên của họ, do đó đặt gánh nặng lên vai thế hệ tương lai, con cháu của chúng ta.

Hết Chương 14.

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.

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