Năng lượng tái tạo 100% có khả thi đối với toàn bộ quốc gia không? Tại sao, Vâng, thật sự khả thi
Để giảm thiểu các tác động toàn cầu của biến đổi khí hậu, chúng ta cần giảm đáng kể lượng khí thải carbon của loài khủng long, hoặc thậm chí tốt hơn - ngừng phát thải hoàn toàn. Nhiều quốc gia đã nhận thức lại nhu cầu chuyển từ nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo hoặc năng lượng 'xanh' để thực hiện điều này.
Trong khi hầu hết chúng ta đang ở trong những ngôi nhà được cung cấp năng lượng từ hỗn hợp các nguồn từ than đến gió, liệu một ngày nào đó mọi thứ sẽ chỉ sử dụng từ các nguồn năng lượng tái tạo có khả thi không?
Chúng tôi đã hỏi 22 chuyên gia trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, kỹ thuật và hệ thống năng lượng 'Liệu có 100% năng lượng tái tạo cho một quốc gia có khả thi không?'. Có khả năng là mười lăm câu trả lời, đây là những gì chúng tôi đã tìm ra.
Năng lượng tái tạo là gì?
Năng lượng tái tạo là năng lượng có thể nhanh chóng được bổ sung. Dầu và than đá mất hàng triệu năm để được tạo ra, vì vậy không thể tái tạo được. Năng lượng hạt nhân sử dụng uranium, cũng không thể tái tạo. Nhưng bất cứ thứ gì có nguồn gốc từ các lực ngắn hạn trong tự nhiên như mặt trời, mặt trăng hoặc mưa đều có thể tái tạo được.
Địa nhiệt, năng lượng mặt trời, thủy điện, gió, thủy triều và sinh khối đều là những dạng năng lượng tái tạo vì chúng sẽ không cạn kiệt trong tương lai gần. Khả năng sử dụng năng lượng tái tạo là rất lớn:
"Trái đất nhận được 23000 TW năng lượng mặt trời, trong khi mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu là 16 TW. Do đó, [100% năng lượng tái tạo] có thể khả thi ngay cả khi chúng ta chỉ thu được 0,07% năng lượng mặt trời", giáo sư Xiao Yu Wu, một nhà năng lượng cho biết. chuyên gia từ MIT.
Về mặt kỹ thuật, liệu 100% năng lượng tái tạo có khả thi không?
Iceland cung cấp gần 100% điện năng từ năng lượng tái tạo, sử dụng nguồn cung cấp địa nhiệt và thủy điện dồi dào của họ. Năng lượng tái tạo cũng có thể chi phối nhu cầu điện đối với các quốc gia đông dân hơn.
Khoảng 80% nhu cầu điện của Brazil cho 209 triệu người đến từ các nguồn tái tạo, sinh khối và thủy điện chủ yếu. Tuy nhiên, tính trung bình, năng lượng tái tạo cung cấp ~ 29% điện năng trên toàn thế giới. Vậy liệu năng lượng tái tạo có thể đạt 100% đối với các nước đông dân?
Năm 2017, Giáo sư Mark Jacobson và các đồng nghiệp từ Đại học Stanford đã xuất bản một bài báo khoa học phác thảo lộ trình cho 139 quốc gia chuyển đổi sang 100% năng lượng tái tạo.
Giáo sư Jacobson, một chuyên gia trong lĩnh vực năng lượng tái tạo và khí hậu, mô tả cách bài báo này, cùng với nhiều nghiên cứu khác, tạo nên một "công trình nghiên cứu, được thực hiện bởi hơn 85 tác giả và 35 người bình duyệt, [mà] được hỗ trợ thêm bởi một bổ sung 30 nghiên cứu được đánh giá ngang hàng cho thấy có thể đáp ứng nhu cầu với nguồn cung bằng các hệ thống năng lượng tái tạo 100% hoặc gần 100%. "
Các nghiên cứu như vậy dựa trên các mô hình dự đoán các kịch bản trong tương lai và thử nghiệm các hệ thống điện khác nhau để xem liệu chúng có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng hay không. Như với bất kỳ loại mô hình nào, có thể là một thách thức để ước tính tất cả các tham số một cách chính xác.
Tiến sĩ Mark Delucchi, một chuyên gia về hệ thống năng lượng và kinh tế học từ Đại học California, nhấn mạnh một số sự phức tạp này, "câu hỏi về tính khả thi tóm lại ở một vài loại vấn đề cơ bản: cách chúng ta mô hình hóa hành vi của phía cầu khi đối mặt với năng lượng hoàn toàn khác hệ thống; cách chúng tôi định lượng chi phí và hiệu suất của các công nghệ năng lượng hiện tại hoặc tương lai gần; và cách chúng tôi xử lý các tác động không dễ định lượng bằng đô la (ví dụ: rủi ro về điện hạt nhân) ".
Các chuyên gia khác không đồng ý với ý kiến rằng năng lượng tái tạo có thể đạt 100% đối với hầu hết các quốc gia. Benjamin Heard, từ Đại học Adelaide, cùng các đồng nghiệp đã xuất bản một bài báo đánh giá tính khả thi của các hệ thống điện tái tạo 100%.
Ông lập luận rằng phụ thuộc nhiều vào các nguồn thủy điện và sinh khối - trong khi hầu hết các quốc gia không có khả năng tiếp cận những nguồn này, vì vậy sẽ phụ thuộc nhiều vào các nguồn như năng lượng mặt trời, gió và trữ lượng. Trong những trường hợp đó, rất khó có khả năng năng lượng tái tạo cung cấp năng lượng cho 100% nguồn điện, ông nói.
Những thách thức với 100% năng lượng tái tạo là gì?
Một số chuyên gia nêu bật mối quan tâm về độ tin cậy.
"Thỉnh thoảng, bạn lại thấy sự thiếu hụt năng lượng trong sản xuất năng lượng tái tạo. Điều này là do gió và mặt trời chỉ có năng lượng ngày sản xuất thấp ... Nếu bạn bỏ lỡ một ngày sản xuất năng lượng tái tạo, bạn phải đốt cháy các máy phát điện để nạp vào nhu cầu ", Tiến sĩ Eugene Preston, một chuyên gia về năng lượng tái tạo từ Viện Kỹ sư Điện và Điện tử ở Hoa Kỳ cho biết.
Các giải pháp lưu trữ năng lượng và pin là một trong những lựa chọn để hỗ trợ việc này trong tương lai.
Tuy nhiên, có vẻ như các rào cản đối với việc hướng tới 100% năng lượng tái tạo lại mang tính kinh tế và chính trị nhiều hơn theo một số chuyên gia.
"Khả thi về mặt điều gì? Nếu tính khả thi về mặt công nghệ, thì có vẻ khả thi ... Nếu tính khả thi về mặt chính sách, tài chính và thể chế cần thiết, thì ít có khả năng hơn, trừ khi chính trị, kinh tế và thể chế hiện tại Giáo sư Laurence Delina, một chuyên gia về năng lượng tái tạo từ Đại học Boston, cho biết.
Kết luận
Bất chấp một số tranh luận, hầu hết các chuyên gia đồng ý rằng 100% năng lượng tái tạo là khả thi. Nó có khả thi về mặt kinh tế hay chính trị không - đó là một câu hỏi rất khác.
