Các quốc gia trên thế giới đang tìm kiếm các giải pháp sáng tạo để giảm lượng khí thải carbon đồng thời đáp ứng nhu cầu an ninh năng lượng và phát triển kinh tế. Từ quang điện trên mái nhà (PV) đến gió ngoài khơi, các nguồn sản xuất năng lượng sáng tạo đã giải quyết các thách thức liên quan đến các nguồn năng lượng tái tạo điển hình như hạn chế sử dụng đất và hạn chế về địa lý.
Đối với các quốc gia có tiềm năng tài nguyên năng lượng mặt trời dồi dào và quỹ đất hạn chế, PV nổi, hoặc FPV, đã nổi lên như một giải pháp năng lượng sạch tiềm năng. Trong một đánh giá đầu tiên thuộc loại này, các nhà nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL), được tài trợ bởi sự hợp tác của phòng thí nghiệm với Phái bộ Phát triển Khu vực Châu Á của Cơ quan Phát triển Quốc tế Hoa Kỳ (USAID), đã hoàn thành một phân tích về tiềm năng FPV cho Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á (ASEAN).
Báo cáo "Cho phép triển khai quang điện mặt trời nổi (FPV): Đánh giá tiềm năng kỹ thuật FPV cho Đông Nam Á," ước tính tiềm năng kỹ thuật cho 10 quốc gia ASEAN và được kết hợp với bộ dữ liệu FPV có thể truy cập công khai thông qua Đối tác USAID-NREL Năng lượng tái tạo Công cụ khám phá dữ liệu năng lượng (RE) .
Giải pháp phi truyền thống cho nhu cầu truyền thống: Trường hợp quang điện nổi ở Đông Nam Á
Mặc dù các nguồn năng lượng tái tạo truyền thống ( mảng năng lượng mặt trời , trang trại gió, v.v.) là các loại hình sản xuất năng lượng hiệu quả , nhưng chúng thường đi kèm với những thách thức và mối lo ngại về sử dụng đất.
Ngược lại, các mảng FPV được đặt trên các vùng nước như hồ, hồ chứa hoặc ao xử lý nước, nơi chúng có thể được lắp đặt một mình hoặc kết hợp với các đập thủy điện. Phương pháp lắp đặt này giúp loại bỏ các lo ngại về sử dụng đất và tận dụng các không gian có thể không được sử dụng để tạo năng lượng. Điều này đặc biệt đáng quan tâm trong trường hợp cơ sở hạ tầng thủy điện đã được lên kế hoạch hoặc đã sẵn sàng, và tần suất hoặc mức độ nghiêm trọng của hạn hán gia tăng có thể gây lo ngại về độ tin cậy của điện.
Tăng cường an ninh năng lượng
Điều này đúng với Đông Nam Á, một khu vực có cơ sở hạ tầng thủy điện quan trọng hiện có nhưng vẫn có một số lo ngại về an ninh năng lượng trong thời kỳ hạn hán và khan hiếm nước. Năng lượng mặt trời và thủy điện là những nguồn năng lượng bổ sung và FPV có khả năng tăng cường sản xuất năng lượng trong thời kỳ hạn hán và mực nước hồ chứa thấp.
"Mặc dù chúng ta không thể khái quát về toàn bộ Đông Nam Á, nhưng một điều về cơ bản đúng với toàn bộ khu vực là nó có một mạng lưới các địa điểm sản xuất thủy điện đã được thiết lập. FPV có thể hỗ trợ các nguồn này khi mực nước dao động để đảm bảo sự ổn định của lưới điện, " Evan Rosenlieb, một nhà khoa học dữ liệu địa không gian tại NREL, người đã thực hiện phân tích tiềm năng tài nguyên và kỹ thuật cho dự án này cho biết.
"Ngoài ra, phần lớn khu vực được bao phủ bởi các hệ sinh thái rừng nhiệt đới," Rosenlieb nói. "Đặt PV trên mặt nước có thể là một cách để tăng cường sản xuất năng lượng tái tạo mà không phá rừng."
Mối quan hệ thực phẩm-nước-năng lượng
Hơn nữa, Đông Nam Á đang khám phá các giải pháp dựa trên nước khác như nuôi trồng thủy sản—một phương pháp nuôi trồng các sinh vật dưới nước như cá, động vật giáp xác và các loài khác được nuôi trong môi trường nước được kiểm soát. Các trang web nuôi trồng thủy sản mang đến những cơ hội duy nhất để triển khai FPV và các lợi ích.
Prateek Joshi, kỹ sư năng lượng của NREL và là tác giả chính của báo cáo cho biết: “Cùng với các lợi ích khác, FPV có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc củng cố an ninh lương thực ở Đông Nam Á thông qua việc kết hợp với ngành nuôi trồng thủy sản đang phát triển nhanh của khu vực”.
Joshi cho biết : “Sự kết hợp mới nổi giữa nuôi trồng thủy sản và quang điện, thường được gọi là AquaPV, có thể cho phép các quốc gia tập trung sản xuất năng lượng và thực phẩm trên các vùng nước tự nhiên hoặc nhân tạo hiện có trong khi giảm thiểu tác động môi trường tổng thể của cả hai lĩnh vực”.
Đáp ứng mục tiêu năng lượng tái tạo
Các quốc gia trên khắp Đông Nam Á có các mục tiêu sản xuất năng lượng tái tạo đầy tham vọng mà FPV có thể giúp biến thành hiện thực. Cùng với nhau, ASEAN đã đặt mục tiêu đạt 35% công suất lắp đặt năng lượng tái tạo vào năm 2025, điều này đã thúc đẩy lợi ích của các quốc gia này trong các giải pháp tích cực và sáng tạo, như phát triển FPV.
Sika Gadzanku, công nghệ năng lượng của NREL cho biết: "FPV là một lựa chọn có thể cho phép nhiều quốc gia này tận dụng các nguồn năng lượng mặt trời chất lượng cao để chống lại các thách thức như nguồn đất sẵn có hoặc địa lý hiểm trở có thể gây khó khăn cho việc tìm kiếm các nguồn năng lượng tái tạo truyền thống". và nhà nghiên cứu chính sách, người đã dẫn dắt sự phát triển của phân tích này. "Chúng cũng mang lại cơ hội phục hồi ở những khu vực sử dụng nhiều thủy điện nhưng đang phải đối mặt với hạn hán và những thay đổi đáng kể về lượng mưa."
Xác định tiềm năng kỹ thuật và phát triển dữ liệu cho tất cả
"Đông Nam Á dẫn đầu trong việc triển khai FPV và Thái Lan đang nổi lên như một người chơi chính trong không gian này. Công việc FPV của chúng tôi thực sự được thúc đẩy bởi nhu cầu—một số đối tác và nhà phát triển quốc gia đã bày tỏ sự quan tâm của họ đối với FPV và đến lượt chúng tôi, chúng tôi bắt tay vào triển khai ở Đông Nam Á đầu tiên -phân tích FPV cụ thể bốn năm trước," Gadzanku nói.
Gadzanku là một chuyên gia mới nổi trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển FPV. Trong bốn năm qua, cô ấy đã xem xét kỹ lưỡng sự phát triển của FPV ở Đông Nam Á, bao gồm báo cáo năm 2021 trình bày chi tiết các rào cản đối với việc triển khai FPV và phân tích năm 2022 về lợi ích vận hành của hệ thống kết hợp FPV-thủy điện .
Dựa trên các nghiên cứu về FPV trước đây, nhóm NREL đã sử dụng dữ liệu hiện có về các vùng nước, cơ sở hạ tầng và nguồn năng lượng để xác định vùng nước nào có tiềm năng phát triển FPV cao nhất. Họ phát hiện ra rằng tất cả các quốc gia ASEAN đều có tiềm năng đáng kể để tạo ra năng lượng FPV.
Khi các quốc gia này nhìn về phía trước để bắt đầu phát triển các dự án FPV, dữ liệu sẽ rất quan trọng đối với việc ra quyết định của họ. Để hỗ trợ các nhà phát triển, nhà hoạch định chính sách và các bên liên quan khác trong khu vực, nhóm USAID và NREL đã cung cấp dữ liệu tiềm năng kỹ thuật này thông qua công cụ RE Data Explorer.
Chatchai Mawong, trợ lý giám đốc kỹ thuật nhà máy điện và xây dựng tại Điện lực cho biết: "Trong số bốn dữ liệu cần thiết để phát triển FPV thành công, vị trí địa điểm nổi bật là một trong những yếu tố quan trọng nhất cần xem xét do sự khác biệt về địa lý ở các nước Đông Nam Á". Cơ quan phát điện của Thái Lan."
Dữ liệu chính xác và chi tiết về vị trí địa điểm là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng đến tính khả thi của việc phát triển dự án ở từng địa điểm, cũng như lựa chọn công nghệ, chi phí dự án và tính thân thiện với môi trường."
Bộ dữ liệu này là dữ liệu FPV đầu tiên được thêm vào RE Data Explorer, mở rộng quyền truy cập vào các loại phân tích mà các bên liên quan ở Đông Nam Á có thể thực hiện để đánh giá việc tạo ra năng lượng tái tạo.
Gadzanku cho biết: "Dữ liệu này sẽ dẫn đến nhiều cuộc thảo luận hơn và có thể đưa ra các quyết định về vai trò tiềm năng của FPV trong khu vực. Sẽ không thể thực hiện được nếu không có tất cả các nghiên cứu hiện có về FPV và phát triển công cụ RE Data Explorer trước đây".
"Dữ liệu có thể truy cập công khai và có thể được sử dụng bởi tất cả các bên liên quan—các nhà lập kế hoạch và lập mô hình năng lượng, các nhà phát triển và nhà nghiên cứu—để hỗ trợ các hoạt động nghiên cứu FPV chi tiết hơn cũng như các nỗ lực lập mô hình và phân tích."
