Một người bạn gần đây kể với tôi rằng cuối cùng anh ấy cũng chuyển sang sử dụng năng lượng mặt trời cho toàn bộ ngôi nhà. "Giờ thì tôi thấy điều đó hoàn toàn hợp lý rồi," anh ấy nói. "Nó rẻ hơn, và tôi cảm thấy mình đang làm điều gì đó tốt cho hành tinh này." Điều đó khiến tôi suy nghĩ rất nhiều. Năng lượng tái tạo từng giống như một giấc mơ lý tưởng – sạch sẽ, nhưng đắt đỏ và không đáng tin cậy.

Hiện nay, năng lượng mặt trời và năng lượng gió đang dần trở nên phổ biến. Nhưng câu hỏi lớn vẫn còn đó: Liệu năng lượng mặt trời và năng lượng gió có thực sự thay thế được các nguồn năng lượng truyền thống trên quy mô lớn? Hãy cùng khám phá tiềm năng thực sự nằm ở đâu—và những thách thức nào chúng ta vẫn phải đối mặt.

1. Chi phí năng lượng mặt trời và gió đang giảm nhanh

- Năng lượng mặt trời: Theo cơ quan năng lượng quốc tế (IEA), giá tấm pin mặt trời đã giảm hơn 80% trong thập kỷ qua. Tại nhiều khu vực nhiều nắng, năng lượng mặt trời hiện nay rẻ hơn than đá hoặc khí đốt, ngay cả khi không có trợ cấp.

- Năng lượng gió: Điện gió trên đất liền hiện là một trong những nguồn điện có chi phí thấp nhất trên toàn thế giới. Điện gió ngoài khơi đang nhanh chóng bắt kịp, đặc biệt là ở các khu vực như biển bắc và một số vùng của Hoa Kỳ.

- Chi phí năng lượng bình quân (LCOE): Khi so sánh tổng chi phí sản xuất năng lượng trong suốt vòng đời, năng lượng mặt trời và gió đã đạt đến mức tương đương—hoặc thậm chí có lợi thế—so với nhiên liệu hóa thạch ở hầu hết các quốc gia.

Về mặt thực tế, điều này có nghĩa là các công ty điện lực, chứ không chỉ những người tiêu dùng có ý thức về môi trường, hiện đang sử dụng năng lượng tái tạo vì lý do tài chính—chứ không chỉ vì lý do môi trường.

2. Sạch, nhưng cũng có thể mở rộng quy mô?

Lập luận về năng lượng sạch rất rõ ràng. Không giống như nhiên liệu hóa thạch, năng lượng mặt trời và năng lượng gió không tạo ra khí thải carbon trong quá trình hoạt động, điều này khiến chúng trở nên quan trọng trong các mục tiêu về khí hậu. Nhưng vấn đề không chỉ là về sự sạch sẽ mà còn là về khả năng cung cấp.

Liệu chúng có thể cung cấp năng lượng quy mô lớn, đáng tin cậy? Đây là những gì chúng ta biết:

• Các trang trại năng lượng mặt trời có thể cung cấp điện cho toàn bộ thị trấn trong giờ ban ngày. Năm 2023, California đã chứng kiến ​​năng lượng mặt trời cung cấp gần 100% nhu cầu điện của mình trong vài giờ vào nhiều ngày.

• Tua bin gió cực kỳ hiệu quả ở những vùng có gió mạnh. Đan Mạch hiện đã có hơn 50% điện năng từ năng lượng gió.

Tuy nhiên, thách thức thực sự xuất hiện khi mặt trời lặn hoặc gió lặng. Đó là lúc hệ thống lưu trữ năng lượng và quản lý lưới điện thông minh phát huy tác dụng.

3. Phương trình lưu trữ năng lượng

Không thể bàn luận về năng lượng tái tạo mà không đề cập đến vấn đề lưu trữ. Vì năng lượng mặt trời và năng lượng gió không liên tục – chúng không tạo ra điện 24/7 – nên việc lưu trữ là rất cần thiết cho một hệ thống đáng tin cậy.

Điều gì đang xảy ra hiện nay?:

- Công nghệ pin đang được cải thiện: Giá pin lithium-ion đã giảm 89% kể từ năm 2010. Pin Powerwall của Tesla và các loại pin gia đình khác hiện nay dễ tiếp cận hơn.

- Lưu trữ quy mô lưới điện đang mở rộng: Các quốc gia đang xây dựng các trang trại pin khổng lồ có thể cung cấp điện cho các thành phố trong vài giờ.

- Các phương án lưu trữ thay thế đang được nghiên cứu: Từ các hệ thống dựa trên trọng lực đến sản xuất hydro xanh, các nhà nghiên cứu đang phát triển các phương pháp lưu trữ năng lượng tái tạo trong nhiều ngày – hoặc thậm chí nhiều tháng.

Theo Tiến sĩ Leah Stokes, chuyên gia về chính sách năng lượng và giáo sư tại Đại học UC Santa Barbara:

"Chúng ta không chờ đợi một bước đột phá. Các công nghệ đã tồn tại – chúng ta chỉ cần ý chí để xây dựng chúng trên quy mô lớn." 4. Cơ sở hạ tầng và chính sách vẫn rất quan trọng.

Ngay cả nguồn năng lượng sạch nhất và rẻ nhất cũng cần cơ sở hạ tầng phù hợp để cung cấp điện cho các hộ gia đình và doanh nghiệp. Điều này bao gồm:

• Hiện đại hóa lưới điện để xử lý các nguồn năng lượng biến đổi từ năng lượng mặt trời và gió.

• Đơn giản hóa thủ tục cấp phép cho các dự án mới — một số trang trại gió mất nhiều năm để được phê duyệt.

• Khuyến khích các hệ thống lưu trữ và dự phòng để làm cho năng lượng tái tạo ổn định hơn.

May mắn thay, các quốc gia như Đức, Tây Ban Nha và Hoa Kỳ đang thông qua các chính sách khuyến khích năng lượng xanh và các gói đầu tư khí hậu hỗ trợ những nhu cầu này.

5. Năng lượng địa phương: Điện mặt trời trên mái nhà, điện gió trên đồng ruộng

Không phải tất cả năng lượng tái tạo đều cần đến từ các trang trại khổng lồ. Phát điện phân tán—như điện mặt trời trên mái nhà—đang phát triển nhanh chóng.

Tại sao điều này quan trọng?:

• Các hộ gia đình và doanh nghiệp nhỏ đạt được sự độc lập về năng lượng.

• Giảm tổn thất truyền tải vì điện được sử dụng gần nơi sản xuất.

• Dân chủ hóa năng lượng—mọi người trở thành cả người tiêu dùng và nhà sản xuất.

Ở một số khu vực, các chương trình thậm chí cho phép người dùng bán năng lượng dư thừa trở lại lưới điện, giảm hóa đơn hoặc thậm chí kiếm thêm thu nhập.

Vậy, năng lượng tái tạo có thể cung cấp năng lượng cho tương lai không?

Đây là câu trả lời thẳng thắn:

Có—với sự kết hợp đúng đắn giữa công nghệ, chính sách và cơ sở hạ tầng, năng lượng mặt trời và gió có thể gánh vác phần lớn nhu cầu năng lượng toàn cầu.

Nhưng không, điều đó sẽ không xảy ra trong một sớm một chiều. Vẫn còn những trở ngại cần giải quyết, đặc biệt là về lưu trữ, sử dụng đất và nâng cấp lưới điện cũ. Tuy nhiên, tiến trình đang diễn ra nhanh chóng và hướng đi đã rõ ràng.

Bạn có muốn chuyển sang năng lượng tái tạo không?

Bạn đã từng cân nhắc việc lắp đặt tấm pin mặt trời trên mái nhà, hoặc chuyển sang sử dụng điện từ nhà cung cấp điện xanh chưa? Hoặc có thể bạn đã thực hiện bước chuyển đổi đó rồi?

Tương lai của năng lượng đang được định hình ngay hôm nay—bởi những lựa chọn của chính phủ, bởi những phát triển của các công ty công nghệ, và bởi những gì mỗi chúng ta quyết định ủng hộ hoặc đầu tư. Cho dù bạn là chủ nhà, người thuê nhà hay chủ doanh nghiệp, quyết định của bạn đều có ý nghĩa trong sự chuyển đổi này.

Và có lẽ đó chính là sức mạnh thực sự đằng sau năng lượng mặt trời và năng lượng gió—không chỉ ở cách chúng tạo ra điện, mà còn ở cách chúng trao cho người dân bình thường một vai trò trong cuộc cách mạng năng lượng. ☀️💨