Năng lượng của tương lai

Có đến 8 nguồn năng lượng có thể thay thế than đá, dầu mỏ, khí đốt. Tuy nhiên, việc đầu tư vào chúng không dễ chút nào.

Càng ngày nhân loại càng nhận thức rõ tầm quan trọng của việc tiết kiệm năng lượng hiện hữu và phát hiện nguồn năng lượng mới. Live Science, website chuyên về lĩnh vực khoa học, đã tổ chức cuộc bình chọn các nguồn năng lượng tiết kiệm và thay thế. Sau đây là các chọn lựa hàng đầu của họ.

Hải nhiệt năng

Nước ở bề mặt đại dương do bị ánh sáng mặt trời đốt nên rất nóng, trong khi nước càng ở sâu bên dưới thì lạnh hơn. Nhà máy biến đổi hải nhiệt năng trước hết sẽ sử dụng nước trên bề mặt để đốt nóng khí ammonia hay một số chất lưu. Khí sinh ra sẽ làm quay tua-bin để tạo điện năng. Sau đó, người ta giải nhiệt cho khí bằng cách bơm nước bên dưới đại dương và chất lưu sinh ra được tái chế để tạo năng lượng. Chỉ cần ít hơn 1 phần ngàn toàn thể quang năng thu được từ đại dương dùng để tạo ra điện năng thì có thể sinh ra gấp 20 lần mức điện năng tiêu thụ mỗi ngày ở Mỹ. Kỹ thuật này khá tốn kém vì phải đầu tư rất lớn về thiết bị.

XE hydrogen

Theo nguyên tắc của pin nhiên liệu hydrogen, hydrogen phản ứng với oxygen để tạo ra dòng điện và thải ra nước. Xe hơi hydrogen hữu hiệu gấp đôi so với xe chạy xăng nhưng vẫn còn nhiều khó khăn trong chế tạo. Phương pháp sinh ra hydrogen ở quy mô lớn thường là chiết từ khí methane tự nhiên. Tuy nhiên, quá trình này lại tạo ra lượng carbon dioxide khá lớn.

Xe hơi điện

Xe hơi điện hữu hiệu gấp 4 lần so với xe chạy xăng và hiệu quả gấp đôi so với xe lai. Ưu điểm của nó là không xả ra khí thải và không tốn kém khi vận hành, nhưng thách thức lớn nhất vẫn là ở bình điện. Vấn đề là phải làm giảm chi phí chế tạo và nâng cao thời lượng sử dụng của bình điện để xe có thể hoạt động an toàn trong mọi điều kiện. Chẳng hạn, phải bảo đảm cho xe chạy tốt trong thời tiết lạnh và tránh khả năng bốc cháy khi quá nóng.

Thủy động năng

Các thiết bị thủy động lực giống như những cối xay gió đặt dưới nước. Dòng thủy lưu của sông, biển, thủy triều và thủy lộ nhân tạo (như kênh đào) có thể làm quay cánh quạt trong tua-bin để phát sinh điện năng, tựa như gió làm quay cánh quạt của tua-bin gió. Thủy động năng có thể được phục hồi và không gây ô nhiễm hay thải ra khí nhà kính, nhưng nó chậm hơn kỹ thuật quang năng và phong năng khoảng 15 năm. Ngoài ra, tác động của nó lên dòng chảy vẫn chưa được nghiên cứu rõ ràng.

Địa nhiệt năng

Nhiệt năng từ lòng đất như núi lửa phun trào rất phi thường. Có thể lợi dụng loại năng lượng này để sinh ra điện năng, sưởi ấm các cao ốc và đường lộ. Hiện nay, khoảng 8.000 mW địa nhiệt đã được khai thác trên toàn cầu, trong đó có 2.800 mW ở Mỹ, tương đương gần 5 phần ngàn điện năng mà Mỹ sản xuất. Địa nhiệt năng rất sạch, dồi dào và có sẵn nhưng việc đầu tư lại tốn kém.

Phong năng

Hiện nay, Mỹ là quốc gia hàng đầu về phong năng với khoảng 18.000 mW, đủ cung cấp điện cho 5,4 triệu gia đình. Bộ Năng lượng Mỹ dự đoán, năm 2030, 1/5 năng lượng của Mỹ sẽ là phong năng. Tuy nhiên, cũng có quốc gia đi trước Mỹ về điện gió. Chẳng hạn, Đan Mạch đã có 20% năng lượng từ gió. Đây là nguồn năng lượng sạch và vô tận nhưng người ta lo ngại rằng các tua-bin gió có thể giết chết chim và dơi nếu chúng bay lạc qua. Việc khai triển tua-bin gió cũng có thể làm phân tán môi trường tự nhiên tại nơi đặt chúng.

Theo Hội Phong năng Mỹ, một hệ thống tua-bin gió tiêu biểu sử dụng cánh quạt có đường kính 3-8m được gắn trên tháp cao 24m, có thể tạo ra công suất từ 1-10 kW. Nhưng các hệ thống phong năng gia đình chỉ sử dụng các tua-bin nhỏ với cánh quạt có đường kính khoảng 117cm và công suất 400W. Nó cung cấp điện để bơm nước, thắp đèn... Tuy nhiên, các tua-bin nhỏ này khi hoạt động thường phát ra tiếng ồn.

Hoàng Anh (ST)