Năm 2050: công nghệ năng lượng mới trở thành phổ biến

Tám công nghệ năng lượng dưới đây được xem là những "ứng viên" xuất sắc cho mục tiêu nói trên, và có thể không chỉ trở thành hiện thực mà còn mang tính "đại trà" vào năm 2050.

Thứ nhất là công nghệ nhiệt Mặt Trời tập trung. Trong tương lai không xa, năng lượng Mặt Trời sẽ trở nên thông dụng. Hiện nay, sản lượng điện Mặt Trời mới chỉ đạt 12,4 GW, nhưng đến năm 2050 có thể tăng lên 2.000 GW.

Tại vùng Đông Bắc Los Angeles, Mỹ có nhà máy Sierra sử dụng công nghệ này, sử dụng 24.000 chiếc gương có thể sản xuất được 6.400 MW. Trong tương lai, tại Mỹ sẽ có ít nhất 5 nhà máy kiểu này được xây dựng.

Thứ hai là công nghệ sản xuất điện bằng động năng của nước. Thủy điện được xem là nguồn năng lượng sạch nhưng việc khai thác còn tương đối hạn chế. Ví dụ, tại Mỹ thủy điện mới chỉ cung cấp khoảng 7% nhu cầu điện.

Hiện con người mới sản xuất được 31 GW và đến năm 2050 có thể tăng lên 67 GW. Công nghệ được xem là mang tính khả thi nhất là công nghệ thủy động lực, sản xuất điện năng từ động lực của nguồn nước chảy tự do.

Dự án đầu tiên theo công nghệ này đang được xây dựng thử nghiệm tại Houston, Mỹ có tên là Hydro Green Energy (HGE).

Giống như một tuabin gió, nhà máy này sản xuất ra điện bằng cách sử dụng dòng nước tốc độ cao làm quay ba cánh quạt dài khoảng gần 4m, giống như nhà máy điện dùng sóng biển ở châu Âu, nhưng khác ở chỗ sử dụng dòng nước một chiều. Chi phí sản xuất điện sử dụng công nghệ này rẻ hơn so với chi phí sản xuất điện từ gió, chỉ khoảng 4-7 xu Mỹ/kwh so với 10 xu Mỹ/kwh.

Thứ ba là công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học từ tảo. Hiện nay ethanol được xem là khá phổ biến nhưng trong tương lai người ta sẽ sử dụng các loại vật liệu hữu cơ có tiềm năng năng lượng lớn hơn như mía, tảo, nước thải để tạo sản xuất các loại nhiên liệu dùng cả cho giao thông lẫn ngành điện. Hiện thế giới mới sản xuất khoảng 643.000 thùng nhiên liệu sinh học mỗi ngày và đến năm 2050 có thể tăng lên 3,4 triệu thùng/ngày.

Thứ tư là công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học hoàn hảo. Một nhóm các nhà khoa học ở Đại học Pennsylvania (Mỹ) đang nghiên cứu sản xuất một loại nhiên liệu sinh học hoàn hảo, không gây ô nhiễm môi trường. Để cho ra đời loại nhiên liệu này, họ đã tiến hành nghiên cứu quá trình tạo mêtan, hợp chất chính có trong khí thiên nhiên.

Qua nghiên cứu, các nhà khoa học phát hiện thấy cơ chế sản xuất ra metal rất đơn giản, gồm nước và điôxít cácbon (CO2) được giam trong dòng điện.

Dựa vào nguyên lý này người ta sẽ chế tạo một loại pin nhiên liệu chứa vi khuẩn methanogens và khi có dòng điện nạp vào, thì nó sẽ tạo ra một loại nhiên liệu đốt cháy, có khả năng trung hòa cácbon nên không phát tán khí thải ra môi trường.

Thứ năm là sản xuất điện từ tuabin gió lắp đặt trên biển. Điện gió đã được con người khai thác từ lâu và thông thường các trang trại điện gió được xây dựng trên đất liền gần bờ biển.

Theo tính toán của các nhà khoa học, các trang trại điện gió lắp đặt ở các vùng biển của Thái Bình Dương rất có tiềm năng, mỗi năm có thể sản xuất trên 900 GW và hiện tại ở Na Uy, người ta đang xây dựng một dự án thử nghiệm có tên là Hywind, sử dụng một tuabin 2,3 MW, nặng 152 tấn, lắp đặt trên một sàn cố định sâu 65m dưới mặt biển.

Thứ sáu là năng lượng nguyên tử an toàn. Năng lượng nguyên tử an toàn được coi là một trong những nguồn nguyên liệu sạch cho tương lai vì hoàn toàn không chứa cácbon.

Hiện nay, con người mới sản xuất được 372 GW từ nguồn nguyên liệu này, đến giữa thế kỷ 21 có thể tăng lên 700 GW nhờ các công nghệ nguyên tử thế hệ mới, đó là công nghệ thế hệ III: dùng thiết kế nước tăng áp; thế hệ IV: sử dụng công nghệ tầng sỏi và thế hệ V: dùng lò phản ứng sóng di động.

Thứ bảy là công nghệ năng lượng địa nhiệt. Một trong số những quốc gia có nguồn năng lượng địa nhiệt dồi dào nhất thế giới hiện nay là Ireland. Hiện tại, con người mới sản xuất được khoảng 10 GW điện địa nhiệt, dự kiến đến năm 2050 có thể tăng lên tới 700 GW.

Thứ tám là công nghệ nhiên liệu hóa thạch sạch. Thế giới hiện sản xuất được 1.460 GW điện từ các loại nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, khí đốt hay than đá, đến năm 2050 có thể tăng lên khoảng 3.830 GW nhờ sử dụng công nghệ mới biến cácbon thành ximăng.

Nguyên lý hoạt động của công nghệ này rất đơn giản, theo đó người ta sẽ đưa khí thải từ các nhà máy nhiệt điện sử dụng khí đốt hoặc than đi qua lớp nước biển. CO2 và các chất ô nhiễm trong khí thải sẽ kết hợp với manhe và canxi trong nước biển để tạo ra một loại vật liệu mới giống như đá vôi, rất thích hợp cho ngành công nghiệp sản xuất ximăng, làm bêtông hoặc nhựa đường./.

Hồng Lĩnh (Theo TTXVN)