Năng lượng tái tạo là gì?

Theo dõi KTMT trên

Năng lượng tái tạo hiện nay đang “bùng nổ” tại các nước phát triển và cả những nước đang phát triển, khi mà các công nghệ mới liên tục ra đời giúp giảm chi phí và nâng cao hiệu quả sản xuất, hứa hẹn về một tương lai năng lượng sạch. Tại Hoa Kỳ, sản lượng điện mặt trời và điện gió đang phát triển mạnh mẽ và được tích hợp vào lưới điện quốc gia với độ ổn định và độ tin cậy cao.

Những biến đổi mạnh mẽ này cho thấy rằng năng lượng tái tạo đang thay thế dần nhiên liệu hóa thạch mang lại những lợi ích thiết thực như giảm lượng khí thải carbon và các loại ô nhiễm khác.

Năng lượng tái tạo là gì?

Năng lượng tái tạo (hay thường được gọi là năng lượng sạch) được tạo ra từ các nguồn thiên nhiên hoặc các quy trình tự nhiên nào đó được hình thành liên tục. Ví dụ như ánh sáng mặt trời, gió, mưa, thủy triều…

Mặc dù năng lượng tái tạo vẫn thường được coi là một công nghệ mới nhưng trên thực tế việc khai thác năng lượng từ thiên nhiên đã được loài người sử dụng từ rất lâu, chẳng hạn như phơi quần áo (nắng và gió), thuyền buồm (lợi dụng sức gió), thiết kế giếng trời cho ngôi nhà (ánh sáng mặt trời)…

Tuy nhiên trong hơn 500 năm qua, con người dần dần chuyển sang sử dụng các nguồn năng lượng dễ khai thác hơn như than đá và khí đốt. Những nguồn năng lượng này tuy rẻ và hiệu quả nhanh hơn nhưng lại không thể tái tạo.

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật chúng ta đã có những cách thức để cải tiến và đổi mới các công cụ tận dụng năng lượng mặt trời và gió. Các công cụ này đang dần ít tốn kém hơn trong việc sản xuất và vận hành, góp phần đưa năng lượng tái tạo trở thành một nguồn năng lượng quan trọng và đầy hứa hẹn trong tương lai.

Năng lượng tái tạo đang dần mở rộng một cách nhanh chóng ở cả quy mô lớn và nhỏ. Thậm chí ở các nước phát triển còn xuất hiện những hệ thống điện mặt trời cộng đồng để phục vụ các nhu cầu cơ bản của cuộc sống như sưởi ấm và thắp sáng…

Các dạng năng lượng tái tạo

Năng lượng tái tạo có rất nhiều loại và phần lớn là các năng lượng có khả năng phục hồi. Có các loại năng lượng tái tạo sau đây:

Năng lượng mặt trời

Con người đã biết cách ứng dụng năng lượng mặt trời trong hàng ngàn năm qua để sưởi ấm và trồng trọt. Ngày nay, chúng ta còn sử dụng ánh sáng mặt trời theo nhiều cách như làm nước nóng, tạo ra điện cung cấp cho thiết bị điện và cung cấp chính cho mục đích sử dụng của con người.

Tế bào quang điện (solar cell) chủ yếu được làm từ silicon hoặc các vật liệu khác có khả năng biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng. Hệ thống năng lượng mặt trời ngày này được ứng dụng trực tiếp với các quy mô lớn nhỏ khác nhau ngay trên mái nhà của hộ gia đình, doanh nghiệp. Hệ thống năng lượng mặt trời đã tạo ra nguồn điện năng dồi dào nhưng không hề ảnh hưởng đến hệ sinh thái tự nhiên.

Hệ thống phát điện bằng các tấm pin năng lượng mặt trời không sản sinh ra các chất gây ô nhiễm không khí và đặc biệt là không tạo ra CO2 (gây hiệu ứng nhà kính), chỉ cần chúng được lắp đặt đúng cách thì hầu hết các tấm pin năng lượng mặt trời ít tác động đến môi trường. 

Năng lượng từ gió

Sự chuyển động của khí quyển được thúc đẩy bởi sự chênh lệch về nhiệt độ ở bề mặt Trái Đất, do lượng điện từ bức xạ của mặt trời bên Trái Đất thay đổi liên tục. Năng lượng gió có thể được sử dụng cho hệ thống máy bơm nước hoặc tạo ra điện, nhưng công nghệ này đòi hỏi phải có không gian rất rộng để có thể tạo ra một lượng năng lượng đáng kể.

Ngày nay các tuabin gió được xây dựng rất cao và lớn. Đây là thiết bị để giúp tạo ra một lượng tương đối lớn dựa vào sức gió thổi.

Năng lượng từ gió cũng như nguồn năng lượng mặt trời vậy, đây được coi là nguồn năng lượng rẻ – an toàn- sạch.

Năng lượng sinh khối

Sinh khối là vật liệu hữu cơ có nguồn gốc từ động vật và bao gồm cây trồng, cây cối. Khi sinh khối bị đốt cháy, năng lượng được giải phóng dưới dạng nhiệt và có thể tạo điện bằng tuabin hơi nước. 

Gần đây khoa học cho rằng nhiều dạng sinh khối – đặc biệt là từ rừng lại tạo ra lượng CO2 cao và gây ra những hậu quả tiêu cực đối với sự đa dạng sinh học. Vì thế sinh khối đang dần không được coi là nguồn năng lượng sạch nữa.
Nhiên liệu hydrogen và pin nhiên liệu hydro

Đây là loại năng lượng mà những năm gần đây chúng ta mới được biết đến nhiều như xe chạy bằng hơi nước. Ứng dụng nhiên liệu đốt hydrogen có thể giảm đáng kể ô nhiễm trong thành phố. Hydrogen còn được sử dụng trong pin nhiên liệu hydro, tương tự như pin lưu trữ điện để cung cấp năng lượng cho động cơ điện. Ngày nay, có một số phương pháp hứa hẹn để sản xuất khí hydro chẳng hạn như năng lượng mặt trời, chúng ta có thể hy vọng vào một bức tranh tích cực hơn trong tương lai.

Năng lượng địa nhiệt

Là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong tâm của Trái Đất. Ở một số khu vực nhất định, độ dốc địa nhiệt sẽ đủ cao để có thể khai thác và tạo ra điện. Công nghệ để khai thác năng lượng này còn bị giới hạn bởi 1 vài nơi trên thế giới cũng như còn tồn tại nhiều vấn đề kỹ thuật làm hạn chế tiện ích của nó. 

Nhiên liệu hydrogen và pin nhiên liệu hydro

Đây cũng cũng không phải là nguồn năng lượng tái tạo hoàn toàn những rất dồi dào và rất ít ô nhiễm môi trường khi sử dụng. Hydrogen có thể được đốt làm nhiên liệu, điển hình là xe chạy bằng hơi nước. Ứng dụng nhiên liệu đốt (sạch) này có thể giảm đáng kể ô nhiễm trong các thành phố.

Hydrogen còn có thể được sử dụng trong pin nhiên liệu hyrdo, tương tự như pin lưu trữ để cung cấp năng lượng cho động cơ điện. Trong cả hai trường hợp sản xuất quan trọng của hydrogen này đòi hỏi động cơ nhiệt có sức mạnh lớn, nên “được cái này, thì mất cái khác” những nhà máy sản xuất động cơ chạy bằng hơi nước sẽ xả khí thải nhiều hơn.

Hà Lan (T/h)