Cắt giảm khí thải bằng năng lượng mặt trời từ không gian

Theo một nghiên cứu mới, châu Âu có thể tiết kiệm hàng tỷ USD và cắt giảm khí thải bằng năng lượng mặt trời từ vũ trụ vào năm 2050.

Một tương lai mà đèn, điện thoại, và thậm chí cả thành phố đều được cung cấp năng lượng từ ánh sáng mặt trời thu thập được trên quỹ đạo có lẽ không còn xa vời. Một ngày nào đó châu Âu có thể khai thác năng lượng mặt trời thu thập được từ không gian để giúp đạt được mục tiêu đầy tham vọng là đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.

Thay vì chỉ dựa vào các trang trại gió và tấm pin mặt trời trên mặt đất, các nhà khoa học đã mô hình hóa những gì sẽ xảy ra nếu các mảng thu năng lượng mặt trời khổng lồ được phóng lên quỹ đạo, nơi chúng thu thập ánh sáng mặt trời liên tục và truyền năng lượng trở lại Trái Đất. Kết quả cho thấy ý tưởng mang tính thời đại vũ trụ này giúp hệ thống năng lượng của châu Âu rẻ hơn, đáng tin cậy hơn và bền vững hơn.

Cắt giảm khí thải bằng năng lượng mặt trời từ không gian -0
Năng lượng mặt trời từ không gian cho phép cắt giảm nhu cầu năng lượng tái tạo trên đất liền của châu Âu lên tới 80%.

Từ khoa học viễn tưởng đến hoạch định chính sách

Ý tưởng được đề xuất lần đầu tiên vào năm 1968, nhưng vẫn nằm ngoài tầm với và tiến bộ công nghệ hiện đang đưa ý tưởng này đến gần hơn với thực tế. Một số quốc gia - bao gồm Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Nga, Mỹ và Anh - đang đầu tư vào nghiên cứu. Điểm khác biệt của nghiên cứu này là việc tích hợp năng lượng mặt trời từ không gian vào các mô hình quy hoạch năng lượng thực tế.

Lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm khả năng tích hợp của tấm pin mặt trời trên quỹ đạo vào lưới điện châu Âu. Bằng cách mô phỏng các kịch bản tương lai cho năm 2050, họ đã xem xét chi phí, hiệu suất và cách năng lượng vũ trụ có thể kết hợp với những nguồn năng lượng tái tạo khác.

Giáo sư Wei He, giảng viên cao cấp tại Đại học King’s College London và là tác giả chính của bài báo, giải thích: “Lần đầu tiên chúng tôi chứng minh được tác động tích cực mà công nghệ này có thể mang lại cho châu Âu. Mặc dù tính khả thi của công nghệ này vẫn đang được xem xét, nghiên cứu của chúng tôi nhấn mạnh tiềm năng kinh tế và môi trường to lớn của nó nếu được áp dụng”.

Hai thiết kế, một ý tưởng táo bạo

Một nhóm kỹ sư tập trung vào hai thiết kế lấy cảm hứng từ NASA. Thiết kế Innovative Heliostat Swarm, sử dụng một cụm gương di động theo dõi mặt trời liên tục. Thiết kế thứ hai, được gọi là Planar Array, đơn giản hơn - một bề mặt phẳng chỉ thu thập ánh sáng mặt trời một phần thời gian. Sự khác biệt về hiệu suất thật đáng kinh ngạc. Heliostat Swarm thu được ánh sáng mặt trời gần như liên tục, trong khi Planar Array chỉ hoạt động khoảng 60% thời gian.

Trong khi đó, các tấm pin mặt trời đặt trên mặt đất chỉ đạt hiệu suất 15-30% do ảnh hưởng của ban đêm, thời tiết và thay đổi theo mùa. Cả hai thiết kế đều truyền năng lượng không dây đến các trạm trên Trái Đất, nơi nó sẽ được chuyển đổi thành điện năng và hòa vào lưới điện. Tấm thu năng lượng từ không gian sẽ không bị ảnh hưởng bởi mây mù, bão, hay thậm chí là thiên tai như lũ lụt và động đất.

Đưa các mô hình vào thử nghiệm

Để xem hệ thống này có thể hoạt động như thế nào trong thực tế, nhóm nhà nghiên cứu mô phỏng hệ thống năng lượng của châu Âu vào năm 2050. Họ tính toán lượng năng lượng mà mỗi thiết kế có thể cung cấp, chi phí là bao nhiêu và cách nó tương tác với các công nghệ tái tạo khác như gió, thủy điện, pin và lưu trữ hydro. Các mô hình cho thấy Heliostat Swarm nổi bật. Nó giúp giảm chi phí hệ thống từ 7% đến 15%, giảm nhu cầu lưu trữ pin lớn hơn 70% và thay thế tới 80% lượng điện dự kiến từ năng lượng mặt trời và gió trên đất liền. Điều này giúp tiết kiệm khoảng 35,9 tỷ euro mỗi năm trên toàn hệ thống năng lượng của châu Âu.

Mảng Planar đơn giản hơn không đạt hiệu quả cao về chi phí lẫn hiệu suất. Tuy nhiên, nó vẫn là một điểm khởi đầu thực tế, vì đã gần sẵn sàng để triển khai. Nhóm nhà khoa học coi đây là bước đệm hướng tới thiết kế bầy đàn đầy tham vọng hơn. Tuy nhiên, vẫn còn một thách thức lớn: chi phí. Hiện tại, năng lượng mặt trời trên không gian vẫn đắt hơn nhiều so với các giải pháp trên Trái Đất.

Để Heliostat Swarm trở nên khả thi, chi phí sẽ cần phải giảm xuống còn khoảng 14 lần so với tấm pin mặt trời trên mặt đất trong tương lai. Planar Array sẽ cần chi phí gấp khoảng 9 lần. Hiện tại, ước tính cho thấy hệ thống này đắt hơn từ 10 đến 100 lần so với mục tiêu đó. Điều đó có nghĩa là cần phải cắt giảm đáng kể trước khi tấm pin mặt trời trên quỹ đạo có thể cạnh tranh trên thị trường. Chi phí phóng thấp hơn, tiến bộ trong vật liệu và lắp ráp robot trong không gian đều được kỳ vọng sẽ giúp thu hẹp khoảng cách, nhưng tiến độ phải nhanh chóng.

Tại sao năng lượng mặt trời vũ trụ lại quan trọng?

Với cam kết đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 của châu Âu, năng lượng tái tạo phải phát triển nhanh chóng. Tuy nhiên, ngay cả khi điện gió và điện mặt trời trên mặt đất phát triển, chúng vẫn phải đối mặt với những thách thức như tính không liên tục, nhu cầu lưu trữ và dễ bị ảnh hưởng bởi thời tiết. Năng lượng thu thập được trên quỹ đạo giúp lấp đầy những khoảng trống đó, cung cấp năng lượng sạch 24/7.

Nghiên cứu cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc theo đuổi song song cả hai thiết kế. Mảng đơn giản hơn có thể được thử nghiệm sớm hơn, chứng minh các công nghệ then chốt và tạo đà phát triển. Đồng thời, những cải tiến trong thiết kế bầy đàn tiên tiến hơn chuẩn bị cho việc triển khai lâu dài.

Việc triển khai năng lượng mặt trời trên không gian sẽ đặt ra những câu hỏi về chính sách, an toàn và quản lý quỹ đạo. Việc truyền năng lượng về Trái Đất đòi hỏi phải có hệ thống truyền dẫn không dây hiệu quả, bảo vệ chống lại các mảnh vỡ không gian và kế hoạch cho việc ngừng hoạt động các hệ thống một cách an toàn khi hết vòng đời.

Diên San (Tổng hợp)

Các tin khác

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

Nếu động cơ hơi nước thúc đẩy cách mạng công nghiệp, Internet mở ra kỷ nguyên kết nối toàn cầu thì trí tuệ nhân tạo (AI) đang định hình nền văn minh số của thế kỷ XXI. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, công nghệ này cũng bị các tổ chức tội phạm, mạng lưới lừa đảo và các nhóm cực đoan lợi dụng để gia tăng quy mô, mức độ tinh vi của các cuộc tấn công mạng, gian lận tài chính hay thậm chí là khủng bố.

Cuộc chiến của niềm tin

Cuộc chiến của niềm tin

Có những thứ vũ khí không phát ra tiếng nổ. Nó không để lại hố bom, không làm rung cửa kính, cũng không hiện lên trên bản đồ quân sự. Nhưng, nó âm thầm đi vào điện thoại, bảng tin, nhóm chat, những cuộc tranh luận gia đình và cả lá phiếu của cử tri. Tin giả, trong hình hài mới của thời trí tuệ nhân tạo (AI), đang trở thành một thứ vũ khí như thế.

Phát động cao điểm thi đua 70 ngày đêm lập thành tích xuất sắc chào mừng kỉ niệm 70 năm Ngày truyền thống lực lượng Cảnh sát kinh tế

Những người gác cửa vùng kinh tế Đông bắc

Suốt hơn 45 năm xây dựng và trưởng thành, từ 14 cán bộ, chiến sĩ đầu tiên đến đơn vị Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân thời kỳ đổi mới, Phòng Cảnh sát điều tra tội phạm về tham nhũng, kinh tế, buôn lậu và môi trường Công an tỉnh Quảng Ninh đã lặng lẽ giữ vững trận tuyến bảo vệ nền kinh tế, đấu tranh với tham nhũng, buôn lậu, hàng giả và tội phạm kinh tế, góp phần giữ gìn kỷ cương pháp luật, môi trường đầu tư và sự bình yên của nhân dân đất mỏ.

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Trong thế giới lượng tử, luật chơi của các điệp viên truyền thống hoàn toàn bị phá sản. Hãy tưởng tượng một bức thư mật được viết bằng các hạt ánh sáng. Chỉ cần một cái nhìn lén lút của mật thám, bức thư sẽ ngay lập tức tự hủy và phát tín hiệu báo động về trung tâm đầu não. Đó không phải là phép thuật, đó là Phân phối khóa lượng tử (QKD) - thứ đang giúp Bắc Kinh xây dựng một hệ thống thông tin liên lạc quốc phòng mà không một siêu máy tính nào của phương Tây có thể giải mã.

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Ma túy đá hay các chất ảo giác, muốn đưa vào cơ thể, người nghiện ngập luôn cần đến những “dụng cụ trung gian” - đó là những chiếc nỏ thủy tinh uốn lượn, những chiếc bình khò tinh vi. Lâu nay, dư luận thường chỉ chú ý đến các đường dây mua bán ma túy mà ít ai biết rằng, phía sau dòng chảy đen tối đó là một thị trường ngầm cung cấp “đồ chơi” cho việc sử dụng ma túy vô cùng béo bở. Những kẻ núp bóng sản xuất, cung cấp các vật dụng này đang trở thành nguồn tiếp tay cho làn sóng tội phạm ma túy biến tướng.

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

Hàng trăm UAV Ukraine tấn công Moscow đã khiến hệ thống phòng không Nga rơi vào tình thế quá tải. Đằng sau đó là một hệ sinh thái UAV tấn công tầm xa đang được Kiev phát triển, với chi phí thấp hơn tên lửa hành trình nhưng đủ sức buộc Moscow phải phân tán, tiêu hao và liên tục điều chỉnh năng lực phòng thủ.

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Đi khám phát hiện không có tinh trùng (vô tinh) người đàn ông bật khóc ngay khi bước ra cửa phòng khám. Anh nghĩ rằng cuộc đời mình không thể có con được nữa. Thất vọng, hoang mang khiến anh sợ làm lỡ duyên của vợ. Trước đây, y học đã nghiên cứu và tìm ra phương pháp nuôi cấy tinh tử thành tinh trùng, mang lại hy vọng có con cho những người đàn ông vô tinh. Nhưng hiện nay, nhờ sự tiến bộ của y học, công nghệ đã “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện được giấc mơ làm cha bằng mổ vi phẫu tinh hoàn tìm tinh trùng.

Đại tá Ngô Thuận Lăng, Trưởng Phòng Cảnh sát kinh tế Công an TP Hồ Chí Minh chia sẻ về vụ án.

Điều gì đẩy người trẻ vào vòng lao lý?

Những cuộc gọi, những buổi tư vấn trong vụ án "hợp đồng kỳ nghỉ" không chỉ khiến hàng nghìn người mất tiền mà còn đẩy nhiều nhân viên telesale ngoài 20 tuổi vướng vào vòng lao lý. Đằng sau những bản án là áp lực kiếm tiền, sự thiếu định hướng và những ranh giới pháp lý, đạo đức bị xóa nhòa, khiến không ít người trẻ trở thành mắt xích trong các đường dây lừa đảo.

Chợ tương tác ảo và hệ lụy khôn lường

Chợ tương tác ảo và hệ lụy khôn lường

Phía sau những tài khoản viral (mức độ nổi tiếng) tạo sóng gây bão trên mạng xã hội, là đội quân đếm like, câu view thời vụ. Ít ai ngờ, chợ like “ảo” và view “ma” này đã tiếp tay cho những chiêu trò lừa đảo tinh vi của tội phạm trên không gian mạng...

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Giữa môi trường tác chiến điện từ ngày càng phức tạp, nơi hàng trăm nguồn phát tín hiệu có thể xuất hiện đồng thời trên chiến trường, quân đội Mỹ đang tìm kiếm những công cụ mới để nâng cao năng lực nhận thức tình huống. Trong nỗ lực đó, các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Lục quân Mỹ (ARL) vừa trình diễn một cảm biến lượng tử thế hệ mới có khả năng xác định hướng của trường điện từ tần số vô tuyến trong không gian ba chiều.

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

Chiến trường tương lai có thể không còn được quyết định bởi số lượng UAV, mà bởi khả năng chúng tiếp tục chiến đấu khi bị "làm mù" và "cắt đứt liên lạc". Một công bố mới từ Trung Quốc về thuật toán AI HG-STR đang thu hút sự chú ý của giới quân sự khi tuyên bố giúp bầy UAV tự phối hợp truy tìm mục tiêu trong môi trường tác chiến điện tử phức tạp.

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Tháng 2/2026, khi Palo Alto Networks công bố báo cáo về một chiến dịch gián điệp mạng quy mô toàn cầu, Pete Renals, Giám đốc Chương trình An ninh quốc gia của Unit 42, đã dùng một so sánh rất nặng. Ông nói với Recorded Future News rằng đây có thể là vụ xâm phạm hạ tầng chính phủ toàn cầu nghiêm trọng nhất do một nhóm được nhà nước hậu thuẫn thực hiện kể từ SolarWinds. So sánh ấy không ồn ào. Nhưng ai từng theo dõi SolarWinds năm 2020 đều hiểu nó nặng đến mức nào.

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU dự kiến tham gia sáng kiến chip AI do Mỹ khởi xướng, đánh dấu bước dịch chuyển đáng chú ý trong nỗ lực của phương Tây nhằm kiểm soát chuỗi cung ứng công nghệ chiến lược và kiềm chế tham vọng công nghệ của Trung Quốc.

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Công nghệ điện tử - tự động hóa và trí tuệ nhân tạo phát triển, nhiều sản phẩm viễn tưởng bước ra khỏi phim ảnh để vào đời thực. Tiên phong có gián rít Madagascar “côn trùng người máy” đầu tiên của các nhà khoa học Đức.

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Nhiệm vụ chính của máy bay không người lái MQ-1 Predator là ngăn chặn và tiến hành trinh sát vũ trang chống lại mục tiêu quan trọng, dễ bị phá hủy. Khi không thực hiện nhiệm vụ chính, MQ-1 sẽ cung cấp hoạt động trinh sát, giám sát và xác định mục tiêu để hỗ trợ chỉ huy Lực lượng Liên hợp.

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Một “con bệnh” từ những cánh rừng châu Phi lại trỗi dậy, gióng lên hồi chuông cảnh báo về sự mong manh của an ninh y tế toàn cầu. Virus Ebola, với tỷ lệ tử vong cao và khả năng gieo rắc nỗi kinh hoàng đang bùng phát trở lại. Một cuộc chiến mới với ngành y tế thế giới lại bắt đầu.

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Xu hướng đưa trí tuệ nhân tạo (AI) vào lĩnh vực quân sự ngày càng tăng, nhưng cơ chế quản lý vẫn chưa rõ ràng. Dù mang lại nhiều lợi ích cho ngành tình báo và hậu cần, việc quá phóng đại năng lực AI dễ đẩy cao căng thẳng toàn cầu và gây ra những sai sót hệ thống. Trước thực trạng đó, bà Jacquelyn Schneider, Giám đốc Sáng kiến Mô phỏng Chiến tranh và Khủng hoảng tại Viện Hoover (Đại học Stanford), nhận định rằng kiểm soát an toàn từ khâu phát triển và nâng cao tư duy phản biện cho quân nhân là giải pháp cốt lõi.