Thế giới phụ thuộc vào năng lượng hiện nay của chúng ta đã hướng dần về các nguồn năng lượng tái tạo. Với nhu cầu ngày càng tăng đối với các nguồn năng lượng dựa trên hóa thạch khan hiếm và hậu quả là phát thải nhà kính, ngày càng có nhiều nỗ lực để đáp ứng nhu cầu năng lượng của chúng ta bằng các giải pháp thay thế sạch hơn, xanh hơn. Có nhiều dạng nguồn năng lượng tái tạo khác nhau, mỗi dạng đều có những ưu và nhược điểm riêng.
Vì vậy, trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá tình trạng hiện tại của những nguồn tái tạo này và chúng sẽ phát triển như thế nào trong tương lai. Chúng ta cũng sẽ khám phá một số xu hướng đang diễn ra và tác động của chúng đối với cuộc sống của chúng ta.
Nguồn năng lượng tái tạo có phải là con đường của tương lai?
Đúng vậy, các nguồn năng lượng tái tạo sẽ đóng một vai trò quan trọng trong tương lai của năng lượng. Một lý do quan trọng là vì năng lượng tái tạo tốt hơn cho môi trường. Sản xuất điện không sử dụng nhiên liệu, không sử dụng carbon có rất nhiều ưu điểm.
Hơn nữa, khi nhu cầu về năng lượng tái tạo ngày càng tăng, chi phí đang giảm đáng kể. Năng lượng tái tạo chắc chắn sẽ sớm trở thành nguồn năng lượng chính của thế giới, như Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) đã dự đoán trong báo cáo năm 2020.
Nguồn năng lượng tái tạo là nguồn năng lượng sạch và vô hạn. Chúng khác với nhiên liệu hóa thạch chủ yếu ở sự đa dạng, phong phú và khả năng được sử dụng ở mọi nơi trên hành tinh. Nhưng quan trọng nhất là chúng không thải ra khí nhà kính hay khí thải độc hại. Chi phí để khai thác chúng cũng đang giảm với tốc độ nhanh chóng. Tuy nhiên, bất chấp sự biến động hiện tại của chúng, mô hình chi phí chung cho nhiên liệu hóa thạch đang theo hướng khác.
Tăng trưởng năng lượng xanh và sạch là không thể tránh khỏi, như số liệu của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) cho thấy: chúng chiếm gần 50% tổng công suất phát điện mới được xây dựng trong năm 2014, trở thành nguồn năng lượng lớn thứ hai trên thế giới sau than đá.
Theo báo cáo từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế, nhu cầu điện toàn cầu sẽ tăng 70% vào năm 2040, với tỷ lệ sử dụng năng lượng cuối cùng tăng từ 18 lên 24% trong giai đoạn đó, chủ yếu là do các nền kinh tế đang phát triển như Ấn Độ, Châu Phi, Trung Đông, Trung Quốc và Đông Nam Á.
Tại sao chúng ta cần các nguồn năng lượng thay thế?
Có hai lý do tại sao bạn nên sử dụng các nguồn tài nguyên tái tạo: chúng là vô hạn (đặc biệt là năng lượng mặt trời) và chúng không thải ra các chất độc hại như carbon monoxide dioxide (CO) và khí nhà kính (GHG).
Chúng ta phải hiểu rằng các nguồn năng lượng hữu hạn là những nguồn có hạn, ngụ ý rằng chúng ta nên sử dụng chúng một cách khôn ngoan. Với tốc độ hiện tại, điều này sẽ cạn kiệt vào khoảng năm 2060.
Ngay cả khi chúng ta tìm thấy nguồn cung cấp nhiên liệu hóa thạch không giới hạn, vào một thời điểm nào đó, chúng ta sẽ khai thác chúng với tốc độ không bền vững. Và, khi chúng trở nên khan hiếm hơn, chúng sẽ trở nên cực kỳ đắt trước thời điểm này.
Hơn nữa, với tình hình hiện tại của toàn cầu, việc cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch không phải là mối quan tâm hàng đầu của chúng ta; thay vào đó, khí thải sinh ra khi đốt chúng nguy hiểm hơn nhiều.
Các loại năng lượng tái tạo:
Năng lượng tái tạo bao gồm:
- Năng lượng gió : năng lượng lấy từ gió.
- Năng lượng mặt trời : đề cập đến năng lượng có nguồn gốc từ mặt trời.
- Năng lượng thủy lực : đề cập đến sức mạnh hoặc năng lượng nhận được từ việc biến đổi thế năng trọng trường mà một khối nước có thành năng lượng điện
- Khí sinh học và sinh khối : đề cập đến năng lượng khai thác từ vật chất hữu cơ.
- Năng lượng địa nhiệt : đề cập đến năng lượng nhiệt từ tâm Trái đất.
- Năng lượng thủy triều : đề cập đến sức mạnh hoặc năng lượng thu được từ thủy triều.
- Năng lượng sóng : năng lượng lấy từ sóng biển.
- Ethanol sinh học : nhiên liệu hữu cơ phù hợp cho xe cộ và được thu thập từ quá trình lên men của thảm thực vật.
- Dầu diesel sinh học : nhiên liệu hữu cơ cho ô tô, thu được từ dầu thực vật
Lợi ích của việc sử dụng năng lượng tái tạo là gì?
Bạn cũng có thể nghe thấy các nguồn năng lượng tái tạo được gọi là năng lượng xanh hoặc năng lượng sạch. Hành tinh có được điện từ các nguồn năng lượng tái tạo sẽ thân thiện hơn nhiều so với việc đốt nhiên liệu hóa thạch.
Bằng cách theo đuổi các nguồn năng lượng thay thế, cả chính phủ và khách hàng tư nhân có thể giảm đáng kể lượng khí thải carbon của họ. Do đó, kiềm chế sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. Hãy cùng xem xét những hậu quả môi trường của năng lượng sạch cũng như những lợi thế kinh tế mà nó có thể mang lại:
- Làm chậm biến đổi khí hậu: Sản xuất năng lượng thông qua nhiên liệu hóa thạch là nguồn phát thải CO2 lớn nhất ở Hoa Kỳ. Việc phát thải khí nhà kính là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. Khí đốt tự nhiên, than củi và các nhiên liệu hóa thạch khác có lượng khí thải carbon cao hơn đáng kể so với các nguồn năng lượng thay thế. Chuyển sang các nguồn năng lượng tái tạo để sản xuất điện sẽ có lợi cho môi trường bằng cách làm chậm lại và đảo ngược biến đổi khí hậu.
- Cứu sống: Theo ước tính, chỉ sử dụng nước, gió và năng lượng mặt trời có thể cứu sống khoảng 7 triệu người mỗi năm.
- Giảm thời tiết khắc nghiệt: Chúng ta có thể giảm thiểu các điều kiện thời tiết khắc nghiệt như lũ lụt, bão và lốc xoáy gây ra bởi sự nóng lên toàn cầu nếu chúng ta dừng lại và cuối cùng đảo ngược tác động của biến đổi khí hậu.
- Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu: Chúng ta có thể đa dạng hóa nguồn cung cấp năng lượng của mình bằng cách sử dụng các công nghệ xanh quy mô lớn và giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu khác
- Phát triển kinh tế và việc làm: Tạo thêm các nguồn điện ở quy mô tiện ích có thể kích thích tăng trưởng kinh tế và việc làm trong lĩnh vực lắp đặt và sản xuất.
Bất cứ khi nào trữ lượng dầu mỏ trên thế giới cạn kiệt, chúng ta sẽ chuyển sang một nguồn năng lượng khác, đặc biệt là các nguồn năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, chúng ta phải thận trọng trong việc khám phá các loại năng lượng mới để tiếp tục phát triển nền văn minh. Và cũng duy trì tiêu chuẩn cuộc sống cao mà chúng ta đã mong đợi.
Bạn nên theo dõi những xu hướng năng lượng tái tạo nào vào năm 2021?
Công nghệ năng lượng tái tạo đang kéo dài giới hạn của những gì có thể đạt được. Vào năm 2021, hãy tìm kiếm sự kết hợp giữa các nguồn thông thường đang phát triển và các công nghệ mới hơn mới bắt đầu hoạt động trong thế giới thực.
Năng lượng mặt trời vẫn là sản phẩm xu hướng nhất trên thị trường, với hiệu quả năng lượng được cải thiện và chi phí thấp hơn nhờ các tấm quang điện ngày càng cải tiến.
Hydro tái tạo sẽ trở nên phổ biến vào năm 2021, mặc dù nó là một công nghệ mới, ít được chứng minh hơn. Cũng có khả năng tăng methanol bền vững, nhưng điều đó sẽ không xảy ra trong một vài năm.
Sẽ có sự gia tăng của khí sinh học quy mô tiện ích, đặc biệt là dầu diesel sinh học có nguồn gốc từ các nguồn hữu cơ như đường, cùng với nhiên liệu tổng hợp được sản xuất bằng cách sử dụng CO2 và methane thu được. Vì nhiên liệu tổng hợp không phải là năng lượng tái tạo nên đây có thể là loại năng lượng thay thế cuối cùng.
Tương lai giữ năng lượng tái tạo:
Hiện tại, các nguồn năng lượng tái tạo chiếm 26% sản lượng điện toàn cầu, nhưng IEA dự đoán rằng con số này sẽ tăng lên 30% vào năm 2024. Sự phục hồi diễn ra trên toàn thế giới đã chậm lại vào năm 2019 do chi phí công nghệ giảm và môi trường gia tăng.
Cơ quan Năng lượng Quốc tế là một cơ quan quốc tế độc lập được thành lập sau cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm 1973. Nó hiện hướng dẫn 29 quốc gia thành viên và Ủy ban Châu Âu về chính sách năng lượng trong việc định hình các chính sách năng lượng cho một tương lai an toàn và bền vững.
Theo nghiên cứu, công suất năng lượng mặt trời toàn cầu sẽ tăng thêm 600 GW vào năm 2024, gần gấp đôi tổng công suất năng lượng lắp đặt của Nhật Bản. Do đó, các dự án điện tái tạo sẽ tăng lên 1200 GW vào năm 2024, tương đương với tổng sản lượng điện của Hoa Kỳ.
Năng lượng mặt trời sẽ rẻ hơn 35% vào năm 2024
Các tế bào PV trong các tấm pin mặt trời hấp thụ năng lượng từ mặt trời. Năng lượng này tạo ra các điện tích chạy theo phản ứng với từ trường bên trong tế bào, tạo ra dòng điện.
Theo các chuyên gia trong ngành, Hoa Kỳ sẽ tăng lượng lắp đặt năng lượng mặt trời lên khoảng bốn triệu vào năm 2023. Năm 2018, Vương quốc Anh đã lắp đặt hơn một triệu tấm pin quang điện, tăng trưởng 2% so với năm ngoái, trong khi Úc ghi nhận hai triệu tấm pin. cài đặt trong cùng một năm. Việc giảm chi phí lắp đặt là lý do chính cho sự gia tăng hấp thụ này.
Chi phí điện dựa trên năng lượng mặt trời giảm 13% trong năm 2018, nhưng Carbon Tracker dự kiến rằng đến năm 2040, 72% năng lượng từ than đá sẽ không có lãi trên toàn cầu. Theo phân tích của IEA, điện mặt trời sẽ chiếm 60% mức tăng trưởng tái tạo dự kiến, do tính sẵn có dễ dàng.
Sản xuất năng lượng mặt trời đã tăng gần gấp đôi trong khoảng thời gian 6 năm qua. Chi phí điện mặt trời ước tính sẽ giảm từ 15% đến 35% vào năm 2024, thúc đẩy tăng trưởng đáng kể trong hai thập kỷ qua.
Phạm vi tương lai của năng lượng mặt trời:
Gió và thủy điện thường buộc người dùng phải sống ở những nơi cụ thể, trong khi năng lượng mặt trời mang lại sự tự do hơn; mặt trời mọc ở phía đông và lặn ở phía tây theo một thời gian biểu có thể đoán trước được, không thay đổi được như nước chảy hoặc không khí.
Năng lượng mặt trời dân dụng được ước tính sẽ tăng từ 58 Gigawatt vào năm 2018 lên 142 Gigawatt vào năm 2024. Trung Quốc dự đoán sẽ có công suất mặt trời dân dụng được lắp đặt nhiều nhất trên toàn cầu vào năm 2024, trong đó Bỉ, Úc, Hà Lan và Áo có tốc độ tăng trưởng bình quân đầu người nhanh nhất.
Bằng cách lưu trữ điện cả ngày và hoạt động vào ban đêm, các hệ thống năng lượng mặt trời sẽ tiếp tục giảm tỷ lệ dao động của chúng. Tuy nhiên, các nhà máy năng lượng mặt trời hiện đại sẽ có tỷ lệ DC trên AC cao hơn, có nghĩa là chúng sẽ cung cấp trải nghiệm đáng tin cậy hơn trong thời gian dài hơn.
Ngay cả trong thời gian ít nắng, các tòa nhà thương mại và nhà ở sẽ tiếp tục hoạt động với công suất tối đa. Thu hẹp khoảng cách giữa thu hoạch bằng ánh sáng mặt trời và sản xuất điện sẽ khuyến khích người dân và doanh nghiệp đón nhận cuộc cách mạng năng lượng mặt trời. Do đó, các chính phủ phải tạo ra các kế hoạch khuyến khích và đãi ngộ, cũng như các chính sách quản lý hiệu quả.
Sản xuất năng lượng mặt trời thương mại và công nghiệp sẽ đạt 377GW vào năm 2024, tăng từ 152GW vào năm 2018, với Trung Quốc dự kiến sẽ là lĩnh vực phát triển nhanh nhất. Lĩnh vực này tiếp tục phát triển nhanh nhất vì năng lượng mặt trời thường ít tốn kém hơn và có mức tải rất ổn định trong suốt cả ngày, cho phép tiết kiệm nhiều hơn trên các hóa đơn năng lượng.
Công suất năng lượng gió trên bờ sẽ tăng 57% vào năm 2024
Năng lượng gió tạo ra điện bằng cách quay các cánh quạt giống như cánh quạt của tuabin xung quanh một cánh quạt, làm chuyển động máy phát điện, tạo ra điện năng.
Đến năm 2024, công suất gió trên bờ ước tính tăng 57% lên 850GW. Do sự thúc đẩy phát triển và chuyển đổi chính sách sang đấu thầu cạnh tranh, Hoa Kỳ và Trung Quốc sẽ dẫn đầu về việc bổ sung năng lượng gió hàng năm. Sự mở rộng của EU sẽ tăng tốc nếu các cuộc đấu giá cạnh tranh tiếp tục giúp giảm chi phí. Do các cuộc đấu giá này, tăng trưởng ở Mỹ Latinh, Trung Đông và Bắc Phi, Âu-Á và Châu Phi cận Sahara sẽ không đổi trong khoảng thời gian dự đoán.
Công suất gió ngoài khơi dự kiến cũng sẽ tăng gần gấp ba lần lên 65GW vào năm 2024, chiếm hơn 10% tổng sản lượng điện. Trong khi EU chiếm một nửa công suất bổ sung công suất gió ngoài khơi trên toàn thế giới trong suốt giai đoạn dự báo, Trung Quốc dẫn đầu về việc triển khai, với 12,5GW đang được xây dựng.
Công suất thủy điện cũng sẽ tăng 9% vào năm 2024
Các cơ sở nhà máy thủy điện tạo ra điện năng bằng cách thu năng lượng của nước chảy. Động năng của dòng nước chảy được tuabin biến thành cơ năng. Sau đó, năng lượng cơ học từ tuabin được máy phát điện chuyển thành năng lượng điện.
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, thủy điện sẽ tiếp tục là nguồn năng lượng tái tạo lớn nhất trên toàn cầu vào năm 2024. Trong giai đoạn dự đoán, công suất đặt mục tiêu tăng thêm 9% (121 GW), đứng đầu là Ấn Độ, Trung Quốc và Brazil. Chỉ có ba dự án lớn có ý định đóng góp 25% tăng trưởng trên toàn thế giới: hai ở Trung Quốc (10 GW Baihetan và 16 GW dự án Wudongde) và một ở Ethiopia (dự án Grand Renaissance 6,2 GW).
Tuy nhiên, việc mở rộng ở hai thị trường lớn nhất, Trung Quốc và Brazil, đã chậm lại do giá đầu tư tăng, cơ sở kinh tế hạn chế và các khoản chi tiêu bổ sung để giải quyết các tác động xã hội và môi trường.
Tuy nhiên, bổ sung hàng năm ở khu vực ASEAN và khu vực châu Phi cận Sahara có thể sẽ tăng lên bằng cách tận dụng tiềm năng chưa được khai thác để đáp ứng nhu cầu điện năng ngày càng tăng.
Năng lực địa nhiệt sẽ tăng 28% vào năm 2024
Nước nóng được bơm ra từ các trầm tích dưới lòng đất thông qua một giếng dưới áp suất cực lớn để tạo ra năng lượng địa nhiệt. Vì vậy, khi mực nước tăng, áp suất giảm xuống làm cho nước ngưng tụ thành hơi. Sau đó, hơi nước quay một tuabin, được gắn với một máy phát điện, tạo ra năng lượng. Hơi nước ngưng tụ trở lại nước sau khi được làm mát trong tháp giải nhiệt. Nước nguội sau đó được đổ trở lại Trái đất, bắt đầu lại quá trình.
Khi nhu cầu về các giải pháp sưởi ấm hiệu quả tăng lên, thị trường máy bơm nhiệt địa nhiệt của Hoa Kỳ sẽ đạt 2 tỷ USD vào năm 2024. Các mã cấu trúc được sửa đổi sẽ kích thích việc sử dụng hệ thống điện và hệ thống sưởi tái tạo trong bất động sản thương mại và nhà ở.
Công suất địa nhiệt sẽ tăng 28%, đạt 18 GW vào năm 2024, trong đó châu Á chiếm một phần ba diện tích mở rộng trên toàn thế giới. Nó sẽ được dẫn đầu bởi Philippines, Indonesia và Kenya, những nước có công suất địa nhiệt ước tính sẽ vượt qua Iceland trong giai đoạn dự báo.
Nghiên cứu tương tự do Global Market Insights thực hiện đã báo trước rằng hoạt động kinh doanh thương mại sẽ có mức tăng đáng kể nhất. Theo Bộ Năng lượng, các giải pháp địa nhiệt sẽ sản xuất 8,5% toàn bộ năng lượng điện ở Mỹ vào năm 2050.
Năng lượng tái tạo có một tương lai tươi sáng
Năng lượng tái tạo sẽ tiếp tục phát triển trong thập kỷ tới, cuối cùng thay thế nhiên liệu hóa thạch và giảm phát thải khí nhà kính.
Ấn Độ là một trong số ít các quốc gia trên toàn thế giới đã đạt được sự phát triển nhất quán hàng năm kể từ năm 2015, với lợi ích trong cả ba yếu tố của khuôn khổ ETI. Hệ thống sản xuất năng lượng tái tạo ở nhiều quốc gia đang phát triển phải trở nên rẻ hơn để biện minh cho việc từ bỏ các khoản đầu tư hiện có.
Các cơ quan chính phủ ở các nước đang phát triển có trách nhiệm tiếp tục phát triển các khuôn khổ hiện có của họ và đưa ra các sáng kiến để thúc đẩy sự phát triển và thực hiện các nguồn năng lượng tái tạo với sự giúp đỡ của các công ty năng lượng tái tạo nhà nước/tư nhân.
Sự thật về năng lượng tái tạo:
- Điện mặt trời có thể chiếm 5% nhu cầu toàn cầu vào năm 2020 và lên đến 9% vào năm 2030
- Đến năm 2050, nhu cầu năng lượng của chúng ta có thể được đáp ứng bằng 95% năng lượng tái tạo
- Price Waterhouse Cooper dự đoán rằng châu Phi có thể chạy bằng 100% năng lượng tái tạo vào năm 2050
- Trong bốn thập kỷ qua, giá của các tấm pin năng lượng mặt trời đã giảm 99%
- Một nghiên cứu của Hoa Kỳ cho thấy rằng năng lượng tái tạo tạo ra nhiều việc làm gấp ba lần so với nhiên liệu hóa thạch
- Đầu tư vào năng lượng tái tạo đã vượt qua đầu tư vào nhiên liệu hóa thạch. Thị trường năng lượng tái tạo toàn cầu hiện trị giá hơn 250 tỷ đô la
