Năng lượng xanh là một trong những chủ đề nóng nhất trên thế giới hiện nay. Với sự gia tăng dân số và nhu cầu năng lượng ngày càng cao, thế giới đang dần chuyển hướng sang các nguồn năng lượng tái tạo và thân thiện với môi trường. Trong tương lai, nguồn năng lược này được dự đoán sẽ đột phá với nhiều dự án mới và sáng tạo được triển khai trên toàn cầu.
Khái niệm năng lượng xanh là gì?
Năng lượng xanh là nguồn năng lượng được sản xuất từ các quá trình tự nhiên và tái tạo mà không gây hại đáng kể đến môi trường. Các nguồn năng lượng xanh được hình thành từ các nguồn tự nhiên phổ biến bao gồm năng lượng mặt trời, gió, thủy điện, sinh khối và địa nhiệt. Đặc điểm chính của năng lượng xanh là phát thải rất ít hoặc không phát thải khí nhà kính và các chất ô nhiễm khác trong quá trình sản xuất và sử dụng.
Ngoài ra, năng lượng xanh cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giúp bảo vệ môi trường bằng cách giảm thiểu biến đổi khí hậu và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên.
Ưu và nhược điểm của năng lượng xanh
Ưu điểm của năng lượng xanh
Là năng lượng tái tạo
Một lợi thế nổi bật của năng lượng xanh là khả năng tái tạo, với nguồn dự trữ dồi dào và gần như vô hạn. Các loại năng lượng như năng lượng mặt trời, gió, địa nhiệt, sóng biển và mưa có thể được khai thác tự do mà không cần chi phí cho nhiên liệu. Năng lượng sinh khối cũng có nguồn cung phong phú với chi phí thấp, giúp giảm phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên như than đá, dầu mỏ và khí đốt tự nhiên, vốn có giới hạn và dự đoán sẽ cạn kiệt trong vài thập kỷ tới. Nhờ vào đặc tính này, năng lượng tái tạo được coi là một lựa chọn vượt trội để đáp ứng nhu cầu năng lượng dài hạn.
Thêm vào đó, việc sử dụng năng lượng xanh để sản xuất điện mang lại hiệu suất cao và tiết kiệm hơn so với các nguồn năng lượng thông thường. Để chuyển hóa các nguồn năng lượng truyền thống thành điện năng, quá trình đốt cháy nhiên liệu tại nhà máy nhiệt điện thường không thể đạt hiệu suất 100%, dẫn đến lãng phí nhiệt lớn. Ví dụ, ở Anh, việc sản xuất điện từ khí đốt mất đi 54% nhiệt lượng, trong khi điện từ than đá và năng lượng hạt nhân lần lượt bị lãng phí khoảng 66% và 65%. Trái lại, năng lượng xanh sử dụng trực tiếp để sản xuất điện và không gây ra hao hụt năng lượng, dù hiệu suất có thể thấp hơn nhưng vẫn duy trì bền vững nhờ vào nguồn cung vô tận.
Năng lượng sạch, thân thiện với môi trường
Các nguồn năng lượng này tạo ra rất ít hoặc không phát thải khí carbon trong quá trình sản xuất và chuyển đổi, do đó chúng hỗ trợ giảm thiểu biến đổi khí hậu và bảo vệ hệ sinh thái tự nhiên. Năng lượng xanh không gây ô nhiễm không khí, không làm tăng hiệu ứng nhà kính hay tác động xấu đến khí hậu toàn cầu, giúp duy trì một môi trường sạch cho các thế hệ tương lai.
Phong phú, có thể khai thác rộng rãi
Năng lượng xanh có thể được khai thác rộng rãi ở hầu hết các khu vực trên thế giới. Năng lượng mặt trời, chẳng hạn, có thể được sử dụng ở bất kỳ nơi nào có ánh sáng mặt trời để sản xuất nhiệt, làm nóng nước, hoặc tạo ra điện từ các tấm pin mặt trời. Tương tự, năng lượng gió đã được khai thác hàng trăm năm để di chuyển tàu thuyền, vận hành cối xay gió và hiện nay là sản xuất điện tại nhiều quốc gia.
Ngoài những ưu điểm chung, mỗi loại năng lượng xanh còn có lợi ích riêng. Chẳng hạn, năng lượng gió chiếm rất ít diện tích đất, trong khi năng lượng sinh khối có thể tận dụng phế phẩm nông nghiệp, công nghiệp để giảm thiểu rác thải. Trồng các loại cây phục vụ cho năng lượng sinh khối còn góp phần tăng cường lượng oxy và giảm thiểu CO₂, giúp cải thiện chất lượng không khí và cân bằng môi trường.
Nhược điểm năng lượng xanh
Mặc dù có nhiều lợi thế, năng lượng tái tạo vẫn gặp phải một số hạn chế nhất định, chẳng hạn:
Do phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, năng lượng tái tạo có tính ổn định kém hơn so với năng lượng truyền thống. Ví dụ, năng lượng mặt trời chỉ có thể khai thác vào ban ngày và khi trời quang đãng, còn vào ban đêm hoặc những ngày nhiều mây, mưa, hệ thống sẽ không thể hoạt động khi không được lưu trữ. Tương tự, năng lượng gió cũng chỉ hiệu quả khi tốc độ gió trong phạm vi 4-25 m/s. Tua-bin gió sẽ khởi động và phát điện khi tốc độ gió đạt ít nhất 4 m/s, nhưng sẽ ngừng vận hành nếu gió vượt quá 25 m/s để tránh hư hại.
Ngoài ra, yêu cầu công nghệ cao và chi phí đầu tư lớn cũng là trở ngại với năng lượng tái tạo. Để chuyển hóa các nguồn năng lượng này thành điện năng, cần áp dụng công nghệ hiện đại và chi phí ban đầu thường cao. So với năng lượng hóa thạch, chi phí sản xuất điện từ năng lượng tái tạo vẫn ở mức cao, tuy nhiên, xu hướng phát triển toàn cầu đang góp phần giảm dần chi phí và tăng hiệu suất, dần khắc phục nhược điểm này.
Các nguồn năng lượng xanh được sử dụng phổ biến hiện nay
Năng lượng mặt trời
Hệ thống điện năng lượng mặt trời sẽ gồm các bộ phận chính như sau:
- Tấm pin mặt trời: Là thành phần chính của hệ thống năng lượng mặt trời, tấm pin mặt trời được sản xuất từ các tế bào quang điện có khả năng hấp thụ và chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng.
- Hệ thống inverter: Đây là thiết bị có chức năng chuyển đổi điện năng được tạo ra từ tấm pin mặt trời thành điện năng có thể sử dụng được cho các thiết bị điện gia đình và công nghiệp.
- Hệ thống lưu trữ điện: Để có thể sử dụng được năng lượng mặt trời vào ban đêm hoặc trong những ngày trời mây, hệ thống lưu trữ điện là rất cần thiết. Các loại pin lithium-ion và pin chì được sử dụng phổ biến trong các hệ thống lưu trữ điện cho năng lượng mặt trời.
Năng lượng mặt trời đang trở nên ngày càng phổ biến, và được sử dụng rộng rãi trong các hộ gia đình, doanh nghiệp và các nhà máy điện. Theo báo cáo của Tổ chức Năng lượng Quốc tế (IEA), năng lượng mặt trời đã chiếm tỷ lệ 2% trong tổng sản lượng năng lượng toàn cầu vào năm 2018 và dự kiến sẽ tăng lên 22% vào năm 2040. Việt Nam cũng không nằm ngoài xu hướng này với việc triển khai nhiều dự án năng lượng mặt trời lớn trong những năm gần đây.
Năng lượng gió
Năng lượng gió là dạng động năng của không khí trong khí quyển Trái Đất, hình thành do sự khác biệt về nhiệt độ và áp suất giữa các vùng trên bề mặt Trái Đất. Để khai thác năng lượng này, các tuabin gió được sử dụng, với cánh quay dưới tác động của gió. Những tuabin này giúp chuyển hóa động năng thành cơ năng hoặc điện năng, phục vụ cho nhiều nhu cầu sử dụng khác nhau.
- Tua-bin gió: Là thành phần quan trọng của hệ thống năng lượng gió, tua-bin gió có chức năng chuyển động nhờ sức gió và tạo ra điện năng thông qua máy phát điện.
- Hệ thống truyền động: Để có thể chuyển động được tua-bin gió, hệ thống truyền động bao gồm các bộ phận như hộp số, trục và bánh răng.
- Hệ thống kiểm soát và giám sát: Để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn của hệ thống năng lượng gió, các thiết bị kiểm soát và giám sát như cảm biến, bộ điều khiển và máy tính được sử dụng.
Năng lượng gió là nguồn năng lượng sạch và tái tạo, được tạo ra từ sức gió. Các tua-bin gió có thể có kích thước từ vài mét đến hàng trăm mét, tùy thuộc vào công suất sản xuất điện năng. Theo báo cáo của Tổ chức Năng lượng Quốc tế (IEA), năng lượng gió đã chiếm tỷ lệ 4% trong tổng sản lượng năng lượng toàn cầu vào năm 2018 và dự kiến sẽ tăng lên 18% vào năm 2040. Việt Nam cũng đã triển khai nhiều dự án năng lượng gió lớn như Dự án năng lượng gió Bạc Liêu và Dự án năng lượng gió Cà Mau.
Năng lượng nước
- Nhà máy thủy điện: Là cơ sở hạ tầng chính để tạo ra năng lượng từ nước, nhà máy thủy điện được xây dựng trên các con sông hoặc hồ chứa nước.
- Hệ thống đập và van: Để có thể điều chỉnh lượng nước và tạo ra sức nước đủ mạnh để vận hành nhà máy thủy điện, hệ thống đập và van là rất quan trọng.
- Máy phát điện: Tương tự như các loại năng lượng khác, máy phát điện là thành phần cuối cùng trong hệ thống năng lượng nước, có chức năng chuyển đổi năng lượng nước thành điện năng.
Năng lượng nước là một trong những nguồn năng lượng xanh lâu đời nhất và vẫn được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay. Theo số liệu thống kê, năng lượng nước đã chiếm tỷ lệ 16% trong tổng sản lượng năng lượng toàn cầu vào năm 2018 và dự kiến sẽ tăng lên 17% vào năm 2040. Việt Nam cũng có nhiều nhà máy thủy điện lớn như Nhà máy thủy điện Sơn La và Nhà máy thủy điện Hòa Bình.
Năng lượng địa nhiệt
- Hệ thống khoan và bơm: Để có thể khai thác năng lượng địa nhiệt, hệ thống khoan và bơm được sử dụng để đưa nước vào các tầng đất sâu và tạo ra áp suất cần thiết.
- Máy phát điện: Tương tự như các loại năng lượng khác, máy phát điện là thành phần cuối cùng trong hệ thống năng lượng địa nhiệt, có chức năng chuyển đổi năng lượng nhiệt từ lòng đất thành điện năng.
Năng lượng địa nhiệt là nguồn năng lượng sạch và tái tạo, được tạo ra từ nhiệt của Trái đất. Dự án năng lượng địa nhiệt Bắc Giang và Dự án năng lượng địa nhiệt Ninh Thuận là những dự án tiêu biểu tại Việt Nam.
Các xu hướng mới trong năng lượng xanh
Sự phát triển của công nghệ lưu trữ điện
Một trong những thách thức lớn nhất đối với các nguồn năng lượng tái tạo là khả năng lưu trữ năng lượng để sử dụng khi không có điều kiện sản xuất. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, công nghệ lưu trữ điện đã phát triển rất nhanh chóng và giúp giải quyết được vấn đề này. Các loại pin lithium-ion và pin chì đang được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống lưu trữ điện cho năng lượng mặt trời và gió. Ngoài ra, các công ty cũng đang nghiên cứu và phát triển các công nghệ lưu trữ điện mới như pin nhiên liệu và pin natri-ion.
>>Có thể bạn quan tâm: Tín chỉ carbon là gì? Tổng hợp kiến thức chi tiết về tín chỉ carbon.
Đầu tư vào năng lượng xanh từ các công ty lớn
Các công ty lớn trên thế giới như Google, Apple và Amazon đang đầu tư mạnh vào năng lượng xanh để giảm thiểu khí thải và tạo ra hệ thống năng lượng sạch cho hoạt động của họ. Theo báo cáo của Công ty Nghiên cứu Thị trường Năng lượng (BNEF), các công ty này đã chi tiêu tổng cộng 26,7 tỷ USD cho các dự án năng lượng tái tạo trong năm 2018.
Sự phát triển của năng lượng xanh trong các khu vực đô thị
Với sự gia tăng dân số và nhu cầu năng lượng ngày càng cao, các khu vực đô thị đang trở thành điểm nóng của các dự án năng lượng xanh. Các công ty và chính phủ đang đẩy mạnh việc triển khai các hệ thống năng lượng mặt trời và gió trên các tòa nhà và khu đô thị để tận dụng không gian và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Kết luận
Năng lượng xanh đang trở thành xu hướng phát triển của thế giới hiện nay với những ưu điểm vượt trội như sạch, tái tạo và tiết kiệm chi phí. Việc đầu tư và phát triển các nguồn năng lượng xanh sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và giúp bảo vệ Trái đất cho thế hệ tương lai. Chính phủ và các công ty cũng cần có những chính sách và đầu tư hợp lý để khuyến khích sử dụng năng lượng xanh và đẩy mạnh sự phát triển của ngành này. Năng lượng xanh không chỉ là một giải pháp cho các vấn đề môi trường hiện nay mà còn là một cơ hội để phát triển kinh tế và xã hội bền vững trong tương lai.
Intech Energy là đơn vị thiết kế, thi công các dự án điện năng lượng mặt trời uy tín, chất lượng trên toàn quốc. Với hơn 10 năm kinh nghiệm cùng đội ngũ nhân sự tinh nhuệ hứa hẹn sẽ làm hài lòng khách hàng. Mọi thông tin chi tiết vui lòng liên hệ qua hotline 0966 966 819 hoặc 0966 966 313 để được giải đáp.
