Chuyển đổi năng lượng: Những đổi mới sẽ thay đổi thế giới của chúng ta

• Báo cáo mới nhất của IPCC (Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu - Intergovernmental Panel on Climate Change) cho biết chúng ta cần giảm đáng kể việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch để giữ cho nhiệt độ tăng dưới 1,5°C.

• Cần có hơn 35 nghìn tỷ USD đầu tư vào công nghệ chuyển đổi vào năm 2030 để đưa điều này thành hiện thực.

Để có cơ hội giữ mức tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu dưới 1,5°C, chúng ta cần “giảm đáng kể việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch tổng thể, sử dụng tối thiểu nhiên liệu hóa thạch, thu hồi và lưu trữ carbon trong các hệ thống nhiên liệu hóa thạch còn lại”, theo báo cáo mới nhất của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC).

Điều này sẽ cần đầu tư ở mức toàn cầu hơn 5 nghìn tỷ USD hàng năm vào công nghệ chuyển đổi năng lượng - nhiều hơn gấp bốn lần mức đầu tư kỷ lục 1,3 nghìn tỷ USD vào năm 2022 - theo Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (IRENA). Đến năm 2030, đầu tư tích lũy vào công nghệ chuyển đổi phải đạt 35 nghìn tỷ USD.

Nhiều công ty trên khắp thế giới đang tiên phong trong những cách thức mới để tạo ra và cung cấp năng lượng nhằm giúp đáp ứng các mục tiêu của Thỏa thuận Paris (thoả thuận tại Hội nghị về Biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc - 2015).

Diễn đàn Kinh tế Thế giới gần đây đã tổ chức cuộc họp khai mạc về Giải pháp Năng lượng tiên tiến - một cộng đồng nhằm đẩy nhanh việc triển khai các giải pháp năng lượng, chẳng hạn như nhiên liệu sạch, hydro và hạt nhân mới.

Dưới đây là ý kiến của bốn nhà lãnh đạo những công ty dẫn đầu về trách nhiệm hướng tới một tương lai xanh.

Sạc xe điện

Các quốc gia trên toàn cầu đang ngày càng nhắm tới mục tiêu loại bỏ dần động cơ đốt trong và giảm phát thải khí nhà kính. Nhưng liệu cơ sở hạ tầng sạc xe điện đã sẵn sàng để hỗ trợ quá trình chuyển đổi – và mọi người có đang chuyển đổi không?

Blink Charging là chủ sở hữu, nhà điều hành và nhà cung cấp thiết bị sạc xe điện (EV) hàng đầu cũng như các dịch vụ sạc EV được nối mạng.

Michael Farkas, Người sáng lập, Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành, cho biết công ty hiện đã bước sang năm thứ 14, nhưng vẫn còn chặng đường dài phía trước để nhận ra hết tiềm năng của xe điện. Khi nhìn vào quy mô và số lượng trạm sạc được triển khai, có bao nhiêu xe điện đang chạy trên đường và hãy nhìn vào nơi chúng ta cần đạt được vào năm 2030, 2050 và hơn thế nữa, chúng ta thậm chí còn chưa làm trầy xước bề mặt.

Hiện có vài triệu bộ sạc khả thi đã được triển khai trên toàn cầu. Một số ước tính cho biết có tới 450 triệu bộ sạc cần được triển khai từ nay đến năm 2040.

Michael Farkas cho biết những lo ngại ban đầu rằng sự lo lắng về phạm vi hoạt động - nỗi sợ xe điện hết điện trước khi đến đích - sẽ khiến mọi người ngừng thực hiện việc chuyển đổi phần lớn là không có cơ sở.

Đó chắc chắn là một mối quan tâm lớn ngay từ đầu và nó chắc chắn đã cản trở sự phát triển. Nhưng mọi người đang nhìn thấy ngày càng nhiều trạm sạc ở khắp mọi nơi. Giờ đây, có một doanh nghiệp và phần cứng thực sự cho phép mọi người lái xe xuyên quốc gia. Vì vậy, tôi nghĩ rằng đó không còn là trở ngại nữa so với trước đây.

Những chiếc xe đang được tung ra thị trường hiện nay có thể đi 1.000 km trong một lần sạc, đó là con số vượt quá khả năng của bất kỳ ai trong một hành trình. Bây giờ, câu hỏi đặt ra là người tiêu dùng có muốn những chiếc xe đó không? Hãy nhìn vào tỷ lệ chấp nhận của người tiêu dùng đối với một công nghệ tương tự như xe điện – sản phẩm cuối cùng mà bạn có là TV màn hình phẳng. Có bao nhiêu người sau khi mua TV màn hình phẳng đầu tiên đã quay lại và mua một chiếc TV ống?

Bất kỳ ai lái xe điện đều nhận ra rằng chi phí nhiên liệu cho mỗi km rẻ hơn nhiều. Và xe điện không cần dầu hộp số và dầu phanh để bảo dưỡng xe. Khi bạn xem xét chi phí cho nhà điều hành đội xe vận hành xe điện so với động cơ đốt trong ô tô, điều đó rất có ý nghĩa. Vì vậy, bạn đang thấy một lượng lớn đội xe trên toàn cầu chuyển đổi sang xe điện vì nó giúp họ tiết kiệm rất nhiều nhiên liệu và bảo trì.

Xanh hóa ngành hàng không

Hàng không chiếm khoảng 2,5% lượng khí thải CO2 toàn cầu – lĩnh vực này đang đặt mục tiêu đạt mức 0 ròng vào năm 2050. Vậy những lựa chọn là gì?

Theye Veen là Đồng sáng lập và Giám đốc Thương mại của SkyNRG, công ty dẫn đầu thị trường toàn cầu về các giải pháp nhiên liệu hàng không bền vững.

Nhiên liệu hàng không bền vững về cơ bản là thứ thay thế cho dầu hỏa, dầu hỏa hóa thạch, nhưng sau đó được làm từ các vật liệu khác như dầu ăn đã qua sử dụng và chất thải sinh học khác mà bạn có thể sử dụng làm nhiên liệu.

Veen cho biết hiện tại chưa đến 0,1% tổng lượng nhiên liệu máy bay được sử dụng trên toàn cầu là bền vững – và điều đó cần phải thay đổi.

Nhiên liệu bền vững đắt hơn nhiên liệu hóa thạch, vì vậy điều đó cũng cần phải thay đổi và điều tiết chính sách để tạo ra một sân chơi bình đẳng.

Những chiếc máy bay được giao hôm nay sẽ bay trong 40 năm tới, vì vậy đó là một phần quan trọng giải thích tại sao ngành công nghiệp này không thay đổi nhanh như vậy.

Phát thải dioxide carbon trên toàn cầu từ hàng không

Nhiên liệu được tạo ra từ đâu?

Có nhiều loại nguyên liệu mà bạn có thể sử dụng và điều đó phụ thuộc vào công nghệ. Không phải tất cả nhiên liệu đều được sản xuất theo cách bền vững giống nhau. Làn sóng nhiên liệu sinh học đầu tiên sử dụng các loại dầu như dầu cọ hoặc dầu đậu nành. Các loại dầu thải như dầu ăn đã qua sử dụng thì không được sản xuất ở quy mô đủ lớn cho toàn ngành hàng không.

Các công nghệ khác bao gồm Chén thánh hydro xanh (holy grail), nhiên liệu tổng hợp (sử dụng hydro và CO2) mà bạn có thể tạo ra ở quy mô lớn. Máy bay hydro vẫn chưa có, có thể là 40 năm nữa. Chúng ta đã thấy những chiếc máy bay điện, và trong 10 năm tới có thể chúng ta sẽ bay tầm ngắn với số lượng người không quá nhiều. Nhưng đối với các chuyến bay đường dài, quy mô lớn hơn trong 20-30 năm tới, chúng tôi coi nhiên liệu hàng không bền vững là một lựa chọn phù hợp đối với nhiên liệu hóa thạch với cơ sở hạ tầng hiện có như là giải pháp.

Pin nhiên liệu hydro dẫn dắt quá trình chuyển đổi năng lượng

Hydro có thể đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi xanh. Tổ chức Năng lượng Quốc tế (IEA) ước tính nhiên liệu hydro và hydro có thể tránh được tới 60 gigaton khí thải CO2 vào giữa thế kỷ này.

Fuel Cell Energy là công ty hàng đầu thế giới trong việc sản xuất các nền tảng pin nhiên liệu cố định để khử cacbon và sản xuất hydro thông qua đổi mới công nghệ pin nhiên liệu.

Jason Few, Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành, cho biết là pin nhiên liệu thực sự là để tạo ra điện bằng cách sử dụng hóa chất. Chúng sử dụng nguyên liệu nhiên liệu, ví dụ như hydro hoặc khí tự nhiên tái tạo, sau đó trộn với không khí và cải tạo nó một cách hiệu quả thành hydro. Sau đó, pin sử dụng hydro để tạo ra năng lượng và tất cả những việc đó được thực hiện mà không có sự đốt cháy nhiên liệu.

Với việc phát điện truyền thống, bạn gặp phải các vấn đề về môi trường chỉ vì bạn đốt cháy nhiên liệu, nhưng trong trường hợp pin nhiên liệu, đó là một phản ứng hóa học. Không có quá trình đốt cháy nhiên liệu.

Một trong những thách thức với năng lượng tái tạo là nó không liên tục, không nhất quán và bạn không kiểm soát được đầu vào. Mẹ Thiên nhiên quyết định khi nào chúng ta có ánh sáng mặt trời hoặc khi nào chúng ta có gió. Nhưng đó là những công nghệ rất quan trọng đối với quá trình chuyển đổi năng lượng.

Những gì cần để có thể làm trong ngành là tăng cường công suất hiện nay – và điều đó được thực hiện bằng cách sử dụng khí tự nhiên, động cơ đốt trong hoặc nhà máy than. Fuel Cell Energy tin rằng cách tốt nhất để làm điều đó là với hydro và sử dụng hydro làm năng lượng lưu trữ như một cách để củng cố công suất của gió và mặt trời. Bạn có thể sử dụng gió và mặt trời dư thừa để thực sự chuyển đổi điện và nước đó thành hydro, thông qua quá trình điện phân và lưu trữ hydro. Sau đó, bạn có thể đảo ngược lượng hydro đó và thực sự sản xuất điện.

Hydro cũng có thể được sử dụng trong giao thông vận tải, bằng cách tạo ra các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu và nó có thể giúp khử cacbon trong các ngành công nghiệp khó khử, như sản xuất thép, xi măng và thủy tinh cần nhiệt độ cao.

Hydro là loại nhiên liệu rất dồi dào và đạt được mục tiêu khử cacbon. Lưu trữ năng lượng trong thời gian dài phải là một phần của câu chuyện. Và bởi vì có một số ngành công nghiệp sẽ thực sự khó loại bỏ lượng khí thải, thu giữ carbon cũng phải là một phần của câu chuyện, để đạt được những mục tiêu khí hậu của mình.

Vai trò của hạt nhân trong quá trình chuyển đổi năng lượng

Theo IEA, năng lượng hạt nhân có thể đóng vai trò là nguồn điện phát thải thấp có sẵn theo yêu cầu để bổ sung cho vai trò hàng đầu của năng lượng tái tạo như gió và mặt trời trong quá trình chuyển đổi sang hệ thống điện không phát thải.

Một nhóm có tên Newcleo đang phát triển một phương pháp đột phá mới để chiết xuất năng lượng từ hạt nhân an toàn, sạch, có thể tái tạo và có thể tiếp cận về mặt công nghệ.

Stefano Buono, người sáng lập và Giám đốc điều hành công ty, cho biết rằng họ cố gắng hiểu điều gì khiến mọi người sợ hãi và tại sao hạt nhân không thành công cho đến nay – và lý do cơ bản là chi phí và tất nhiên là nỗi sợ tai nạn và lãng phí. Vì vậy, cần giải quyết ba vấn đề này trong thiết kế mới.

Công ty đang sử dụng chất thải hạt nhân, về cơ bản là plutonium và uranium, đã được ngành công nghiệp hạt nhân sử dụng để thực sự tạo ra nhiều năng lượng hơn so với mức khai thác ban đầu. Một vấn đề nữa là chi phí. Các cơ sở lắp đặt lớn rất tốn kém. Trong lịch sử, hạt nhân rất khó để giảm chi phí, nhưng thực tế thì điều ngược lại đã xảy ra. Vì vậy, hiện nay hạt nhân đang quay trở lại với ý tưởng chế tạo những cỗ máy nhỏ và mô-đun có thể được sản xuất hàng loạt.

Tất nhiên, an toàn là rất quan trọng đối với ngành công nghiệp hạt nhân. Trong thế hệ hạt nhân tiếp theo, bạn có thể tăng cường an toàn thụ động, vì vậy bạn có thể tắt lò phản ứng của mình trong bất kỳ điều kiện nào.

Bài tiếp theo: Hydro: Thách thức và cơ hội