Nhìn ra thế giới: Tương lai của năng lượng gió trong quá trình chuyển đổi xanh

Những năm gần đây, trong bối cảnh con người tìm kiếm những nguồn điện năng khác để bảo vệ môi trường, giảm sự phụ thuộc vào các nhiên liệu hóa thạch và máy móc, năng lượng gió đã bắt đầu được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống.

TRỤ PHÁT SÓNG DI ĐỘNG CHẠY BẰNG NĂNG LƯỢNG GIÓ

Hãng Vodafone mới đây vừa lắp đặt một trụ điện thoại di động tự cung cấp năng lượng đầu tiên của Vương quốc Anh, với kỳ vọng đây có thể là giải pháp bao phủ vùng phủ sóng ở các khu vực xa xôi, trong khi giảm lượng khí thải carbon.

Theo đó, các trụ, có các tấm pin mặt trời và tuabin để thu năng lượng tái tạo từ mặt trời và gió, được thiết kế để hoạt động mà không cần lưới điện, phục vụ các khu vực mà trước đây các nhà cung cấp viễn thông khó tiếp cận.

Bà SUKI GILLILAND, Giám đốc Năng lượng Cấp cao tại Vodafone thuộc Vương quốc Anh: "Đây là cột phát sóng di động tự cung cấp năng lượng, tích hợp năng lượng gió và năng lượng mặt trời, một phần trong nỗ lực đổi mới của chúng tôi trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, với mong muốn giảm lượng khí thải carbon của mình."

Trụ phát sóng viễn thông tạo ra năng lượng ngay cả khi gió nhẹ. Vodafone cho biết nó có thể được lắp đặt mà không cần dây cáp điện, điều này giúp giảm tác động đối với môi trường địa phương và các yêu cầu bảo trì.

Bà SUKI GILLILAND, Giám đốc Năng lượng Cấp cao tại Vodafone thuộc Vương quốc Anh: “Chúng tôi tích hợp tuabin gió vào cột buồm; đây là lần đầu tiên. Đây là tuabin gió hoạt động ở tốc độ thấp, do đó nó có độ rung tối thiểu và có thể hoạt động ngay cả khi tốc độ gió thấp, do đó tạo ra điện lâu hơn.”

Trụ thử nghiệm này sẽ được kết nối với lưới điện như một giải pháp dự phòng, để đảm bảo cộng đồng liên tục được phủ sóng. Tuy nhiên, trước khi sử dụng điện lưới, đầu tiên nó sẽ được cung cấp năng lượng bởi tuabin, và trong những thời điểm không có năng lượng gió, một bộ pin được sạc dư sẽ hoạt động. Vodafone cho biết những trụ này sẽ giúp họ giảm lượng khí thải carbon và đạt được mục tiêu phát thải bằng 0 ở Anh vào năm 2027.

Hiện các thử nghiệm tương tự cũng đang được bắt đầu ở những nơi khác tại Châu Âu. Hãng Ericsson và Deutsche Telekom cũng đang sử dụng năng lượng gió và mặt trời để cung cấp phủ sóng mạng 5G tại một khu vực ở Đức.

Theo các chuyên gia, hướng đi này là cần thiết trong bối cảnh chi phí điện tăng cao, nhưng cũng cho thấy nỗ lực của các công ty tìm cách giảm lượng phát thải carbon, bảo vệ môi trường. Chính phủ Anh cho biết, sẽ khuyến khích xây dựng nhiều hơn các nhà máy điện gió trên bờ với giá rẻ hơn các tuabin điện gió ngoài khơi, cho rằng đây là cách nhanh nhất, rẻ nhất và dễ nhất để cải thiện an ninh năng lượng của Anh.

TÀU THƯƠNG MẠI CHẠY HOÀN TOÀN BẰNG NĂNG LƯỢNG GIÓ

Cảng thành phố Elizabeth, bang New Jersey, Mỹ vừa đón một con tàu chở hàng hiện đại đầu tiên chạy hoàn toàn bằng năng lượng gió. Đây là một minh chứng mới nhất cho thấy, ngành vận tải biển, vốn chiếm gần 3% tổng lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu, đang dần chuyển đổi sang sử dụng năng lượng xanh, hướng tới phát triển bền vững.

Với chiều dài 22m, có hai cột buồm, tàu Grain de Sail chở 8.000 chai rượu vang hữu cơ từ bờ biển Tây Bắc nước Pháp tới cảng thành phố Elizabeth, bang New Jersey, Mỹ sau chuyến vượt Đại Tây Dương kéo dài khoảng 24 ngày. Tàu được trang bị các tua-bin gió mini, tấm pin năng lượng mặt trời và máy phát điện thủy lực nhằm tận dụng năng lượng sạch. Con tàu định kỳ thực hiện hai chuyến vượt Đại Tây Dương mỗi năm với số hàng hóa có thể chở mỗi chuyến là khoảng 50 tấn.

Ông MATTHIEU RIOU, Công ty Grain de Sail: “Chúng tôi chỉ sử dụng gió để vượt Đại Tây Dương. Chúng tôi vẫn có một động cơ nhỏ trên thuyền vì thuyền phải di chuyển trong cảng. Nhưng mục tiêu thực sự là chỉ sử dụng gió để giảm đáng kể lượng khí thải carbon ra môi trường. Sứ mệnh của Grain de Sail thực sự là tái phát minh ngành vận tải hàng hóa bằng tàu buồm nhằm giảm tác động đến môi trường.” 

Do vận chuyển hoàn toàn bằng năng lượng gió, nên khó có thể đảm bảo thời gian tính đối với mỗi chuyến hàng hóa của Grain de Sail, tuy nhiên trên thực tế các chuyến hàng mà Grain de Sail chuyên chở vẫn đang mang lại lợi nhuận. Công ty Grain de Sail cũng đang bắt đầu đóng con thuyền thứ hai, lớn gấp đôi con thuyền hiện tại và sẽ thực hiện bốn chuyến đi xuyên Đại Tây Dương mỗi năm, điều này phản ánh tiềm năng phát triển của hệ thống tạo lực đẩy nhờ sức gió.

Theo Tổ chức Hàng hải Quốc tế, vận tải biển toàn cầu chiếm khoảng 2,5% lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu, và nếu không có sự thay đổi đáng kể con số này sẽ tăng từ 50% đến 250% vào năm 2050, do đó Tổ chức này cũng cho rằng chỉ cần tốn thêm một chút thời gian, các hình thức vận tải xanh như thuyền buồm chắc chắn sẽ phát triển trong thời gian tới.

Ông FRANCOIS LENAOURES, Thủy thủ: “Chúng tôi muốn cho mọi người thấy rằng, chúng ta có thể tạo ra các phương tiện giao thông xanh, vận chuyển hàng hóa bằng thuyền buồm. Chỉ cần có thời gian và sự thay đổi, chúng ta hoàn toàn có thể làm được.” 

Trên thực tế, một số nước đang nỗ lực chuyển từ tàu hàng - vốn tạo ra lượng khí thải khổng lồ - sang tàu hoặc thuyền buồm nhằm loại bỏ một phần hoặc hoàn toàn tác động môi trường do động cơ diesel gây ra.

CHÂU ÂU ĐẨY NHANH QUÁ TRÌNH CHUYỂN ĐỔI XANH TẬP TRUNG VÀO NĂNG LƯỢNG GIÓ 

Là một nguồn năng lượng dễ tái tạo và sạch, năng lượng điện gió đang đóng vai trò hết sức quan trọng trong đảm bảo an ninh năng lượng và có thể thay thế nguồn năng lượng hóa thạch trong tương lai.

Một tài liệu dự thảo vừa được công bố của Liên minh Châu Âu (EU) cho biết, khối này đang muốn đẩy nhanh quá trình chuyển đổi xanh, đồng thời cắt giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu bằng cách cho phép một số dự án năng lượng tái tạo nhận được giấy phép trong vòng một năm. Theo đó, năng lượng gió, mặt trời, có sẵn trong tự nhiên, đặc biệt là các nguồn năng lượng tái tạo ngoài khơi đang là ưu tiên phát triển của các quốc gia Châu Âu.

Bà URSULA VON DER LEYEN, Chủ tịch Hội đồng Châu Âu: “Kế hoạch của chúng tôi là giảm nhanh chóng sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch của Nga bằng cách chuyển tiếp nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng sạch. Chúng tôi đã nâng mục tiêu tỷ trọng năng lượng tái tạo vào năm 2030 từ 40% lên 45%. Vì vậy, mục tiêu của chúng tôi là tăng đáng kể đầu tư vào nguồn năng lượng gió ở biển Bắc vào năm 2030.” 

Giới chuyên gia nhận định điện gió trên bờ và ngoài khơi là nguồn năng lượng vô tận chưa được khai thác nhiều. Năng lượng gió ngoài khơi sẽ là lựa chọn tương lai của các quốc gia trong nỗ lực chống biến đổi khí hậu và giảm lệ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu. 

Thủ tướng Hy Lạp KYRIAKOS MITSOTAKIS: “Việc đáp ứng các mục tiêu chuyển đổi xanh của chúng tôi đang trở thành một ưu tiên hàng đầu, không chỉ vì lý do môi trường, không chỉ để đáp ứng mục tiêu của chúng tôi là trở thành mạng lưới liên kết đầu tiên trên thế giới trung tính với carbon, mà còn quan trọng là tăng cường quyền tự chủ năng lượng. Gió và mặt trời, những thứ có sẵn, từ chúng chúng ta có thể tạo ra nguồn điện dồi dào mà giá thành lại rất rẻ.” 

Na Uy mới đây đã công bố kế hoạch xây dựng một trang trại điện gió ngoài khơi quy mô lớn ở Biển Bắc vào nửa sau của thập kỷ này. Dự án được kỳ vọng sẽ đảm bảo cho người dân có khả năng tiếp cận năng lượng sạch giá rẻ. 

Với công suất 1.500MW, giai đoạn đầu của dự án này, được gọi là Sorlige Nordsjo II, sẽ chỉ dành cho nhu cầu nội địa, dự kiến đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện của 460.000 hộ gia đình trong nước. Các turbine đáy cố định đầu tiên sẽ được lắp đặt ở phía nam Biển Bắc vào nửa sau của thập kỷ này và sẵn sàng phát điện vào năm 2030. Sau đó, giai đoạn hai của dự án, với công suất tương tự, có thể được kết nối với lục địa Châu Âu.

Công ty Dầu khí Na Uy, tổ chức đại diện cho các công ty dầu mỏ - thường là những đơn vị phát triển các trang trại điện gió - hoan nghênh những quyết định rõ ràng cần thiết của chính phủ trong việc mở rộng điện gió ngoài khơi của đất nước.

Còn tại Đức, Bộ Các vấn đề kinh tế và Hành động khí hậu của Đức đang dự kiến đệ trình dự luật về một gói biện pháp nhằm thúc đẩy phát triển năng lượng gió. Đức cũng có kế hoạch phối hợp với Mỹ trong vấn đề này.

Ông ROBERT HABECK, Bộ trưởng Kinh tế và Môi trường Đức: “Sự hợp tác đã được Mỹ và Đức chuẩn bị thông qua các cuộc họp nhóm khác nhau, liên quan chủ yếu đến việc khai thác gió ngoài khơi. Mỹ có kế hoạch xây dựng các nhà máy điện gió ngoài khơi như Đức vào năm 2030, với công suất lên tới 30 gigawatt. Công suất này có thể sẽ còn nhiều tiềm năng hơn nữa một khi chúng tôi tiếp tục việc khai thác gió trên các bờ biển.” 

Còn tại Tây Ban Nha, Hội đồng Bộ trưởng nước này đã phê duyệt Lộ trình Phát triển Năng lượng Gió ngoài khơi, là chiến lược nhằm nâng cao vai trò lãnh đạo của Tây Ban Nha trong việc phát triển công nghệ và nghiên cứu phát triển các nguồn năng lượng sạch bằng cách tận dụng tài nguyên biển, đặc biệt là năng lượng gió. Chiến lược bao gồm 20 kế hoạch hành động với mục tiêu đạt từ 1 đến 3 GW điện gió nổi ngoài khơi vào năm 2030 – lên đến 40% mục tiêu của EU vào cuối thập kỷ – và lên đến 60 MW năng lượng khác của biển trong giai đoạn tiền thương mại, chẳng hạn như sóng hoặc thủy triều. Trong số các biện pháp khác, ít nhất đầu tư 200 triệu euro cho đến năm 2023 và nhu cầu của cơ sở hạ tầng cảng sẽ được đánh giá để đầu tư từ 500 đến 1.000 triệu euro nhằm đáp ứng nhu cầu hậu cần mới.

Hiệp hội năng lượng gió Châu Âu EWEA (European Wind Energy Association) đang tiến hành một chiến lược phát triển rầm rộ nhất cho năng lượng gió với mục tiêu đưa năng lượng gió vào nhóm những nguồn năng lượng quan trọng nhất. Các kế hoạch phát triển các trạm điện gió ngoài thềm lục địa cũng đang được tiến hành để lợi dụng gió biển và ước tính sẽ chiếm trên 40% sản lượng điện gió tương lai của Châu Âu.

TƯƠNG LAI CỦA NĂNG LƯỢNG GIÓ

Trong lịch sử, con người đã biết sử dụng năng lượng gió từ rất lâu. 

Người Ai Cập đã lợi dụng sức gió đẩy cánh buồm để đưa tàu ra khơi, người Châu Âu sử dụng cối xay gió để xay xát lúa mỳ… Sau đó, người Hà Lan đã cải thiện về cơ bản cối xay gió để có thể đón liên tục được hướng gió. Người Mỹ cải tiến cối xay gió để xay ngũ cốc và bơm nước. Song mãi đến năm 1970 sự ra đời của tuabin gió đã đưa việc ứng dụng năng lượng gió sang một trang mới.

Đến cuối những năm 90 của thế kỷ 20, việc ứng dụng năng lượng gió đã có nhiều tiến bộ quan trọng mang tính đột phá. Bước sang thế kỷ 21, con người đang từng bước đưa năng lượng gió vào để thay thế các nguồn năng lượng truyền thống và có thể nói, chúng ta đang ở bước đầu của thời kỳ bùng nổ năng lượng gió. Nhiều nơi trên thế giới, các trang trại điện gió với quy mô lớn với hàng trăm hàng ngàn tuabin gió được xây dựng. 

Bà SUKI GILLILAND, Giám đốc Năng lượng Cấp cao tại Vodafone thuộc Vương quốc Anh: “Tuabin gió hoạt động ở tốc độ thấp nên nó không gây hại đối với động vật trên trời các loài chim. Quan trọng hơn, nó tạo ra năng lượng mà không phát thải carbon, cho phép chúng ta hướng tới mục tiêu net-zero của mình.”

Ưu điểm nổi bật nhất của điện gió là không lo hết hay cạn kiệt nguồn nhiên liệu. Năng lượng gió không có chất phóng xạ hoặc gây ô nhiễm nguồn nước. Sử dụng năng lượng điện gió không làm suy kiện, hay phá hoại nguồn tài nguyên thiên nhiên mà còn đảm bảo tận dụng tốt nguồn tài nguyên từ gió. Bên cạnh đó, xây dựng các trang trại điện gió cũng dễ chọn địa điểm và tiết kiệm đất xây dựng. Nhờ vào công nghệ hiện đại, năng lượng gió sẽ trở nên rẻ hơn nhưng vẫn đáp ứng nhu cầu năng lượng. Chi phí lắp đặt một tuabin gió thấp hơn so với một nhà máy điện than mà không ô nhiễm môi trường. Năng lượng điện gió không tạo ra khí CO2 như điện than, vì thế khi xây dựng, các nhà đầu tư không cần đầu tư máy móc xử lý môi trường.

Song nhược điểm cơ bản của năng lượng gió là phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện gió và như vậy sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của dòng điện. 

Dựa vào những ưu điểm, theo dự đoán của các chuyên gia, năng lượng gió sẽ tăng dần và vượt qua nhiều nguồn năng lượng truyền thống nhưng tiềm ẩn rủi ro cao như điện hạt nhân và thủy điện lớn, và vào năm 2030 năng lượng gió sẽ trở thành nguồn năng lượng chiếm tỷ trọng lớn thứ hai, chỉ đứng sau nhiệt điện. 

Ông LƯU MẠN BÌNH, Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia Trung Quốc: “Ngành năng lượng là lĩnh vực chính trong việc thúc đẩy phát triển xanh và phát thải carbon thấp. Khi nguồn cung năng lượng ngày càng trở nên đa dạng hơn, hệ thống cung cấp năng lượng dựa trên than và nhiên liệu truyền thống đang dần chuyển sang năng lượng sạch hơn như năng lượng gió, năng lượng mặt trời. Hiện tại chúng ta vẫn còn chưa khai thác hết tiềm năng về năng lượng gió và cần tăng cường đầu tư vào lĩnh vực này.” 

Hiệp hội năng lượng gió thế giới (World Wind Energy Association) cũng đưa ra những dự báo hết sức khả quan cho triển vọng phát triển năng lượng điện gió. Đến năm 2020 sản lượng điện gió đã chiếm tới 12% trong tổng sản lượng điện năng của thế giới. Để tiếp tục phát triển lĩnh vực này, thế giới sẽ cần đầu tư khoảng 100 tỉ USD/năm vào điện gió, đồng thời tạo ra 2,3 triệu việc làm và giảm được một lượng đáng kể khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính. Một thị trường về năng lượng gió sẽ phát triển mạnh mẽ đẩy giá thành lắp đặt cũng như vận hành điện gió xuống mức rẻ nhất, khi đó chúng ta chính là những người được hưởng lợi nhiều nhất.