Tại sao khai thác năng lượng mặt trời ở Sahara là chuyện hoang đường?
Trên thực tế, năng lượng luôn là một bài toán nan giải với mọi quốc gia, nhân loại luôn tìm mọi cách tạo ra năng lượng. Nhưng tại sao với một nguồn cung năng lượng mặt trời dồi dào ở sa mạc Sahara, nhân loại vẫn không khai thác?
Các tấm quang năng hoạt động khi các phân tử ánh sáng chạm vào bề mặt, mang đến năng lượng đủ để đẩy các electron ra khỏi liên kết ổn định. Electron sau đó sẽ tìm cách ổn định trở lại, và quá trình ấy sẽ tạo ra điện.
Với công nghệ ngày càng phát triển, pin Mặt trời ngày nay đang chạm đến thời kỳ đỉnh cao. Bằng lớp phủ cho phép nhiều phân tử ánh sáng va chạm với electron hơn, cùng sự phát triển của chuỗi cung ứng toàn cầu, pin Mặt trời có thể tạo ra nhiều năng lượng nhất từ trước đến nay với mức giá thấp hơn 89% so với 1 thập kỷ trước. Và qua đó, Mặt trời trở thành nguồn điện năng rẻ tiền nhất thế giới.
Nhiều quốc gia như Trung Quốc, Ấn Độ, Ai Cập, Mỹ... đã tìm cách đưa pin Mặt trời vào sa mạc, với diện tích dao động từ 15 - 55 kilomet vuông. Ở thời điểm Mặt trời đứng bóng, các tấm pin này sẽ tạo ra điện đủ để cung cấp cho hàng trăm ngàn dân.
Tuy nhiên, những "trang trại Mặt trời" này có một vấn đề: chúng nóng khủng khiếp. Những sóng ánh sáng mà pin không thể chuyển hóa sẽ bị hấp thụ dưới dạng nhiệt năng, qua đó làm giảm hiệu quả của pin Mặt trời. Họ phải sử dụng một nguồn năng lượng lớn để vận hành các thiết bị làm mát - như quạt gió hoặc dẫn nước - nhưng lượng nhiệt tại các trang trại này vẫn lớn hơn rất nhiều so với cát tự nhiên.
Ở các trang trại Mặt trời ngày nay, vấn đề này không đến nỗi quá khó giải quyết. Nhưng nếu nhân rộng quy mô lên cỡ sa mạc Sahara, câu chuyện sẽ trở nên khác biệt, bởi nhiệt độ khủng khiếp trên sẽ tạo ra thay đổi lớn với khí hậu của cả khu vực. Các nhà máy điện Mặt trời vốn đã có ảnh hưởng nhất định với hệ sinh thái, nhưng ở quy mô lớn như Sahara, nó thậm chí có thể thay đổi toàn bộ cảnh quan của sa mạc và gây ra những ảnh hưởng cực lớn đến khí hậu.
Nói cách khác, phủ kín Sahara bằng pin Mặt trời là một câu chuyện... hoang đường.
Một số nhà máy điện Mặt trời trên thế giới đã thử một cách tiếp cận khác với nguồn năng lượng này, bằng việc sử dụng những tấm gương khổng lồ.
Như nhà máy năng lượng Noor tại Morocco đã phủ gương lên một phần diện tích khoảng 30 kilomet vuông của Sahara để thu năng lượng. Cơ chế của nó là phản lại ánh sáng vào một cột thu ở trên cao, có vai trò chuyển nhiệt năng thành điện. Dĩ nhiên, những tấm gương khổng lồ vẫn tạo ra thay đổi về nhiệt độ khá nguy hiểm cho động vật hoang dã, nhưng rủi ro thay đổi cảnh quan sa mạc thì thấp hơn rất nhiều.
Ngoài ra do đi từ nhiệt năng, các nhà máy điện kiểu này cần thời gian để làm nguội, nghĩa là vẫn có thể sản sinh năng lượng ngay cả khi tối trời.
Dù dùng pin hay gương, các nhà máy điện Mặt trời thực chất khá dễ lắp đặt để phù hợp với cơ sở hạ tầng năng lượng hiện có. Tuy nhiên, việc phân phối số điện này theo điện lưới lại là một bài toán khác mà chúng ta chưa giải được.
Đến nay, một số quốc gia đang tìm cách tạo ra mạng lưới điện kết nối toàn cầu. Một số trang trại thì trữ điện vào các bình ắc-quy khổng lồ, hoặc chuyển nó thành khí đốt sạch để sử dụng về sau. Dẫu vậy, đây đều là kỹ thuật có mức giá khá đắt đỏ, chưa hiệu quả trong thực tế.
Việc tạo ra pin Mặt trời cũng không hẳn là một quá trình "sạch", khi nó phải dựa vào việc khai thác tài nguyên gây hại cho môi trường - cụ thể là đất hiếm - và quy trình vận chuyển sản sinh quá nhiều carbon của chuỗi cung ứng toàn cầu.
Nhưng thật may, điện Mặt trời có thể tồn tại ở nhiều quy mô khác nhau, từ các trang trại khổng lồ đến quy mô hộ gia đình nhỏ lẻ. Những dự án lắp điện Mặt trời ở nông thôn có thể tạo ra một nguồn năng lượng bổ sung cho điện lưới người dân đang sử dụng. Và bởi pin Mặt trời được cấu tạo với ít thành phần, việc lắp đặt hay thay thế cũng đều sẽ rất nhanh chóng.
Nguyễn Linh (T/h)
