Gió, nước, nhiên liệu sinh học mặt trời, hạt nhân và than đá, đâu là nguồn năng lượng sạch

E-mail | Bản in | Lưu xem sau

Và ‘than sạch’ liên với công nghệ kiểm soát xả khí các-bon và cô lập chúng trên trái đất thực chất là chưa sạch một tý nào, ông khẳng định.

Jacobson đang tiến hành đánh giá khoa học định lượng đầu tiên về các giải pháp liên quan đến năng lượng cơ bản đã được đề xuất bằng cách không chỉ đánh giá tiềm năng truyền cho lưới điện và xe cộ, mà còn về ảnh hưởng của chúng đến sự ấm lên toàn cầu, sức khỏe con người, an ninh năng lượng, nguồn nước, các yêu cầu bảo đảm không gian, môi trường hoang dã, ô nhiễm nguồn nước, và cả tính tin cậy và biền vững của chúng. Kết quả nghiên cứu của ông chỉ ra rằng sự lựa chọn đang gây chú ý hơn cả lại gây ô nhiễm gấp từ 25 đến 1000 lần so với những lựa chọn tốt hiện có.

Jacobson cho biết: “Các nguồn năng lượng tốt lại không phải các nguồn người ta bàn thảo nhiều nhất. Và một số chọn lựa đã được đề xuất nói toạc ra là kinh khủng. Các nhiên liệu sinh học sử dụng ethanol sẽ thực sự gây hại đến sức khỏe con người, môi trường hoang dã, nguồn nước, việc sử đất hơn các loại nhiên liệu hóa thạch hiện có.” Ông lưu ý thêm rằng ethanol cũng có thể thải chất gây ô nhiễm gây ấm lên toàn cấu hơn so với nhiên liệu hóa thạch dựa theo các nghiên cứu khoa học gần đây.

Nguồn năng lượng thô Jacobson mà phát hiện có khả năng hứa hẹn nhất theo thứ tự là gió, năng lượng mặt trời tập trung, (dùng gương hội tụ để đun nóng chất lỏng), địa nhiệt, thủy triều, quang điện mặt trời, (các tấm pin mặt trời đặt trên nóc nhà), sóng và thủy điện.Ông không khuyến khích dùng nguyên tử và than đá kèm công nghệ giữ và cô lập khí các-bon, ethanol từ bắp và từ xen-lu-lô-nguyên liệu từ các thảo nguyên. Thực ra ông thấy ethanol xen-lu-lô còn kém xa hơn cả ethanol từ bắp vì nó gây ô nhiễm hơn, chiếm diện tích hơn và có thể gây hại hơn cho các loài sinh vật hoang dã. Kết quả nghiên cứa của ông cũng sẽ được đăng trên số tiếp theo của tờ Năng lượng và Khoa học Môi trường, hiện đã có phiên bản online. Jacobson cũng là giám đốc chương trình Khí quyển&Năng lượng tại Stanford.

Để so sánh giữa các ngồn năng lượng thay thế này, Jacobson đã tính toán bằng các đặt giả sử chỉ dùng một trong những nguồn này để cung cấp cho tất cẩ các phương tiện giao thông ở Mỹ, và trong trường hợp chỉ những phương tiện lưu thông ‘công nghệ mới’ được sử dụng. Chúng bao gồm xe chạy bằng pin điện, xe chạy bằng pin nhiên liệu, và các phương tiện chạy bằng ‘nhiên liệu mềm’, lọa phương tiện mà chỉ chạy được nhờ tỉ lệ pha trộn cao của nhiên liệu ethanol gọi là E85.

Gió là nguồn năng lượng cực kì hứa hẹn, Jacobson nói, vì nó có thể giảm hoàn toàn 99% khí các-bon và các khí gây ô nhiễm môi trường; chỉ chiếm 3 km2 đất cho các cột tua-bin chạy để năng lượng cho hoàn toàn đội quân xe cộ khổng lồ của Mỹ (giả sử đội quân này bao gồm cả  phương tiện chạy bằng pin điện); cứu sống tới 15 nghìn người khỏi bị các bệnh liên quan đế ô nhiễm môi trường do khí thải từ xe cộ; và hầu như không tiêu hao nước. Trái lại, ethanol từ xen-lu-lô và bắp sẽ tiếp tục lấy đi hơn 15 ngàn mạng người do các bệnh liên quan đến ô nhiễm môi trường mỗi năm, Jacobson khẳng định.

Vì các tua-bin gió sẽ yêu cần một khoảng không gian khiêm tốn đủ để các cánh chong chóng quay, các cánh đồng gió chiếm khoảng 0,5 diện tích nước Mỹ nhưng diện tích này còn ít hơn gấp 30 lần diện tích cần để trồng bắp và cỏ làm nhiên liệu tạo ethanol. Đất để trồng các tua-bin gió trên các cánh đồng có thể dùng để canh tác, dùng đồng cỏ chăn thả gia súc hoặc tạo không gian mở.

Thực ra, với tập đoàn xe cộ chạy bằng pin điện có thể xạc đủ bởi 73.000 đến 144.000 tua-bin gió 5mW, ít hơn 300.000 máy bay mà Mỹ sản xuất trong chiến tranh thế giới thứ 2 và dễ xây dựng hơn. Các tua-bin bổ sung có thể giúp phục vụ các nhu cầu năng lượng khác.

“Các chính trị gia đang say sưa bàn về những chương trình khổng lồ để đê kéo nền kinh tế ra khỏi tình trang suy thoái hiên nay,” Jacobson nói. “Nếu cho người dân xây các tua-bin gió , các nhà máy điện mặt trời, địa nhiệt nhiệt không chỉ tạo ra công ăn việc làm mà còn giảm chi phí chăm sóc y tế, làm giảm thiệt hại mùa màng, và giảm ảnh hưởng thời tiết do ô nhiễm khí thải xe cộ chất thải từ việc sử dụng điện và cung cấp cho thế giới một nguồn năng lượng sạch vô hạn hoàn mà toàn tin cậy.”

Jacobson nói rằng trong khi một số người có ấn tượng rằng năng lượng gió và sóng quá bất ổn nên không thể sản xuất lượng điện đều đặn thì nhóm nghiên cứu của ông đã trình bày cách kết hợp hợp lý sản xuất điện từ các cánh đồng gió ở những vùng khác nhau, các vấn đề tiềm tàng của tính biến đổi có thể giải quyết được có thể trở thành nguồn cung đều đặn cho các lưới điện phục vụ người dùng.

Nghiên cứu của Jacobson đặc biệt nhấn mạnh việc phát triển nhiên liệu sinh học mà theo tính toán của ông thì đó là nguồn năng lượng tệ nhất hiện có sẵn. Với nỗ lực giành sự hỗ trợ từ liên bang, các nhà sản xuất ô tô Big Three Detroit đang chào hàng ngày càng nhiều các mẫu xe với các nỗ lực và chương trình cho lĩnh vực nhiên liệu sinh học, hàng tỉ đô la của liên bang đang đổ dồn vào hỗ trợ tăng nỗ lực nghiên cứu cho lĩnh vực này.

“Chính xác là chúng ta đang đầu tư không đúng chỗ. Các loại nhiên liệu sinh học là một lựa chọn gây hại nhất trong nhưng nỗ lực thay thế sử dụng nguyên liệu hóa thạch”, Jacobson nói. “Chúng ta nên chi cho việc phát triển các công nghệ năng lượng mà có khả năng giảm được đáng kể thải khí các-bon và sự chết chóc do ô nhiễm gây ra chứ không phải để tạo ra lợi nhuận cận biên hoặc không mang lại chút lợi ích gì.”

“Rõ ràng một mình gió chưa hẳn là giải pháp”, Jacobson nói thêm. “Nó phải là một gói công việc bao gồm có sự kết hợp với năng lượng từ các nguồn khác như mặt trời, thủy triều, sóng, và địa nhiệt.”

Trong các chiến dịch tranh cử tổng thống gần đây, năng lượng hạt nhân và than sạch được coi là mục tiêu lý tưởng cần theo đuổi, thế nhưng nguồn năng lượng hạ nhân và than sạch cùng với công nghê thu và cô lập khí các-bon là lựa chọn xếp hạng bét nhất sau cả nguồn từ nhiên liệu sinh học. Jacobson nhận định: “Than đá với công nghệ cô lập các-bon thải khí các-bon và làm ô nhiễm không khí nhiều gấp từ 60 đến 110 lần so với năng lượng gió.”

Mặc dù thiết bị thu giữ các-bon giúp giảm 85-90% lượng khí thải chứa các-bon từ than đốt của các nhà máy nhiệt điện nhưng nó chưa thể giải quyết các-bon sinh ra khi thác mỏ than, vận chuyển than và các-bon trong khí thải chứa chất ô nhiễm của động cơ xe cộ.

Năng lượng hạt nhân lại làm nảy sinh các rủi ro khác. Jacobson cho rằng nếu nước Mỹ chuyển dần sang sử dụng nhiều năng lượng hạt nhân thì ắt hẳn các quốc gia khác cũng sẽ có nhu cầu sử dụng sự lựa chọn này.

“Một khi chúng ta có một cơ sở năng lượng hạt nhân, rõ ràng chúng phải tiến hành làm giàu Uranium, đó là những gì mà Iran đang làm và cả Venezuela cũng có kế hoạch”, Jacobson nói. “Khả năng lớn là các tên khủng bố có thể nắm được các loại vũ khí hạt nhân và các tiểu bang cũng có khả nang phát triển vũ khí hạt nhân để dùng vào các cuộc chiến giới hạn trong khu vực, điều này chắc chắn sẽ làm tăng số lượng các cơ sở hạt nhân trên toàn cầu.” Jacobson tính toán rằng nếu nếu phát nổ một quả bom nguyên, khí các-bon sinh ra từ đám cháy cảu một thành phố lớn có thể không đáng kể nhưng tỉ lệ tử vong do nó gây ra có thể lớn gấp đôi số tử vong do khí thải xe cộ gây ra trong vòng hơn 30 năm.

Cuối cùng là cả nhà máy năng lượng than đá lẫn hạt nhân đều mất nhiều thời gian hơn để lập kế hoạch, xin phép và xây dựng so với hầu hết các nguồn năng lượng mới mà Jacobson gợi ý. Kết quả thậm chí sẽ có nhiều khí ô nhiễm hơn từ các nguồn năng lượng than đá và hạt nhân hiện có khi người ta tiếp tục sử dụng nguồn điện tương đối ‘bẩn’ khi đợi các nguồn năng lượng mới khác đi vào phục vụ.

Hiện Jacobson chưa nhận được nguồn tài trợ nào từ các nhóm nhóm ủng hộ, công ty hay một cơ quan chính phủ nào.

Năng lượng các sự lựa chọn phương tiện giao thông từ tốt nhất đến dở nhất theo tính toán của ông là:

Về các nguồn năng lượng điện:

1. Năng lượng gió; 2. Năng lượng mặt trời tập trung (CSP); 3. Năng lượng địa nhiệt; 4. Năng lượng thủy triều; 5. Năng lượng quang mặt trời (PV); 6. Năng lượng sóng; 7. Thủy điện; 8. Kết hợp năng lượng hạt nhân với công nghệ thu và cô lập khí các-bon (CCS).

Đối với lựa chọn phương tiện:

1. Phương tiện chạy bằng pin điện gió (BEV); 2. Phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu hy-đrô (HFCV) gió; 3. CSP-BEV; 4. Phương tiện chạy bằng pin điện địa nhiệt; 5. Phương tiện chạy bằng pin điện thủy triều; 6. Phương tiện chạy bằng pin điện PV mặt trời; 7. Phương tiện chạy bằng pin điện sóng; 8. Phương tiện chạy bằng kết hợp năng lượng hạt nhân với công nghệ thu và cô lập khí các-bon; 11. Phương tiện chạy bằng nhiên liệu ethanol E85 từ bắp; và cuối bảng là phương tiện chạy bằng E85 cenlulo.

Các phương tiện chạy bằng pin hy-đrô nhiên liệu kiểm chứng chỉ khi vận hành bằng năng lượng gió nhưng nó cũng có thể kết hợp với các nguồn điện khác. Dù rằng pin hy-đrô nhiên liệu yêu cầu năng lượng nhiều gấp ba lần pin điện nhưng chúng vẫn rất sạch và hiệu quả hơn so với xăng dầu, và trong đó phương tiện chạy băng pin hy-đrô nhiên liệu gió đứng mức cao thú hai trong bảng xếp hạng. Các phương tiện chạy bằng pin hy-đrô nhiên có thể tiếp nhiên liệu nhanh hơn phương tiện chạy bằng điện (Dù pin điện xạc nhanh hơn). Các phương tiện chạy bằng pin hy-đrô nhiên phù hợp cho những hành trình dài trên 250 dặm trong khi pin điện hữu ích hơn cho các chuyến đi dưới 250 dặm. Do đó “lai tạo” giữa hai nguồn này có thể là một sự kết hợp lý tưởng.

(Theo PhysOrg - Sở KHCN Đồng Nai )