Năng lượng sạch: “Kẻ ăn không hết người lần chẳng ra”

Giải pháp mới, thách thức mới

Hàn Quốc ghi nhận mức nhiệt cao nhất trong lịch sử những ngày cuối tháng 5 vừa qua, có nơi nhiệt độ lên tới 40°C. Nhưng, những kỷ lục như vậy cũng không còn là hiếm nữa khi ở Bắc bán cầu, nơi tập trung phần lớn dân số thế giới, nhiệt độ đã tăng chóng mặt từ đầu năm 2023 tới nay. "Mùa xuân ấm nhất trong lịch sử tại Nhật Bản", "Mùa hè nắng nóng ở châu Âu", "Cháy rừng tại Mỹ",... cùng với những "kỷ lục" mới về nhiệt độ được ghi nhận khắp nơi là những tiêu đề quen thuộc trên các trang báo trong thời gian qua. Đi kèm với đó là những cụm từ như "gay gắt" hay thậm chí là "khủng khiếp" được dùng để miêu tả bầu không khí nóng bức. Nhưng, đây mới là đầu mùa hè, các nhà khoa học đã cảnh báo giai đoạn khốc liệt nhất vẫn chưa tới. "Các mô hình khí hậu dự báo hiện tượng El Nino quay trở lại vào cuối mùa hè ở phương Bắc. Hiện tượng này sẽ mạnh lên vào cuối năm nay", ông Carlo Buontempo, Giám đốc Trung tâm nghiên cứu biến đổi khí hậu Copernicus của Liên minh châu Âu (EU) cho biết.

El Nino quay trở lại và 2023 được các nhà khoa học dự báo sẽ là năm nắng nóng nhất trong lịch sử, dù những kỷ lục cũ mới được ghi nhận cách đây chưa lâu. Ở châu Âu, năm 2022 đã ghi nhận nhiệt độ trung bình kỷ lục, trong khi kỳ El Nino gần nhất vào năm 2016, nhiệt độ trung bình toàn thế giới đã lên cao nhất lịch sử theo ghi chép của Tổ chức khí hậu thế giới (WMO). Nhưng, điều gần như chắc chắn là năm 2023, những kỷ lục này sẽ bị xô đổ. Biến đổi khí hậu lại một lần nữa thách thức chúng ta. Dù mới trải qua giai đoạn đầu tiên của mùa hè 2023 nhưng những sự cố thiếu điện đã xảy ra ở một loạt quốc gia trên thế giới. Việt Nam, Thái Lan, Ấn Độ, Bangladesh,... hay thậm chí cả Trung Quốc đã có những thông báo cắt điện luân phiên trong những thời điểm khác nhau. Điểm chung của những cuộc khủng hoảng năng lượng này đều đến từ một nguyên nhân: Quá trình chuyển đổi năng lượng không hợp lý.

Sau Thỏa thuận Paris về chống biến đổi khí hậu năm 2015, thế giới ghi nhận xu hướng giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch như than đá hay dầu mỏ để phát điện. Cùng với đó, những dự án năng lượng sạch bùng nổ khắp nơi. Cuộc khủng hoảng năng lượng bất thường ở châu Âu năm 2022 do xung đột Ukraine nổ ra làm chậm lại quá trình này nhưng vẫn không ngăn được những dự án năng lượng tái tạo khổng lồ được xây dựng mới trên khắp thế giới. Đây cũng là nguồn gốc của những cuộc khủng hoảng mới.

Dù đã được thương mại hóa trên quy mô lớn nhưng những dự án điện tái tạo (như điện gió, điện mặt trời) hay điện sạch nói chung còn quá đắt đỏ. Trong khi những dự án năng lượng gió và mặt trời giúp châu Âu vượt qua cuộc khủng hoảng, thậm chí có lúc dư thừa công suất thì chính nó lại gây ra thiếu điện ở những quốc gia kém phát triển hơn.

Đặc điểm của những dự án năng lượng tái tạo này là không ổn định. Công suất điện gió hay mặt trời thay đổi dựa theo điều kiện thời tiết, đòi hỏi hệ thống truyền tải với mức đầu tư rất lớn mà không phải nền kinh tế nào cũng đáp ứng được. Ngay tại châu Âu, nơi hệ thống truyền tải cực kỳ hiện đại, hiện tượng dư thừa công suất cũng chỉ xuất hiện trong những khung giờ nhất định chứ không phải luôn đáp ứng đúng, đủ nhu cầu sử dụng. Những yêu cầu về việc giảm tiêu thụ trong giờ cao điểm vẫn là bắt buộc tại Anh hay Hà Lan, những quốc gia phát triển mạnh điện gió. Trong khi đó, những trang trại gió hay mặt trời ở các quốc gia có hệ thống truyền tải kém hơn lại trở thành gánh nặng vào những ngày công suất điện lên cao đến mức kỷ lục. Chính vì thế, ở một số nơi, công suất điện có thể thừa nhưng mạng lưới không đủ đáp ứng khiến cho tình trạng thiếu điện vẫn diễn ra. Việc dừng lại các dự án nhiệt điện hoặc điện hạt nhân, vốn giúp ổn định mạng lưới, đã khiến cho hiện tượng thiếu điện trở nên trầm trọng hơn. Khí đốt, một trong những nguồn nhiên liệu được coi là sạch, lại trải qua giai đoạn tăng giá cao kỷ lục khiến những nhà máy điện khí trên khắp thế giới lao đao trong việc đảm bảo sản xuất. Khó khăn lại đổ dồn về những nước nghèo.

Nam Phi chính là trường hợp tiêu biểu cho cuộc khủng hoảng mới này. Quốc gia sở hữu nguồn nguyên liệu khổng lồ để sản xuất cả điện than và điện tái tạo đang rơi vào cuộc khủng hoảng năng lượng tồi tệ nhất trong nhiều thập kỷ. Để thực hiện những cam kết trong Thỏa thuận Paris, Nam Phi đã đặt mục tiêu đưa công suất điện tái tạo chiếm 30% tổng sản lượng vào năm 2030. Khi công xuất điện than không tăng thì những dự án điện tái tạo quá đắt đỏ khiến Chính phủ Nam Phi không thể bù đắp cho sự thiếu hụt. Kết quả là từ cuối năm 2022, công ty điện lực nhà nước Eskom thường xuyên phải cắt điện đến 10 tiếng mỗi ngày vì không đảm bảo đủ phụ tải. Vào tháng 2/2023, tức là giữa mùa hè tại Nam Phi, Tổng thống Cyril Ramaphosa đã phải tuyên bố "tình trạng thảm họa" trên cả nước do thiếu điện. Ước tính GDP của Nam Phi bị sụt 2% do thiếu điện kể từ quý 4 năm 2022. Joseph Dana của tờ Syndicationbureau theo dõi khu vực châu Phi và Trung Đông coi câu chuyện ở Nam Phi là "lời cảnh báo cho thế giới", khi chính sách không gắn liền với điều kiện thực tế. Khi nhiệt độ tăng cao, các nhà quản lý thêm đau đầu với câu hỏi muôn thưở: Làm sao cân bằng giữa phát triển và bảo vệ môi trường?

Lại nhìn về tương lai

Điện gió và điện mặt trời từng được nhìn nhận là cơ hội để thế giới thoát khỏi sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch. Nhưng, thời gian đang chứng minh: Những nguồn năng lượng vô tận này cũng không "sạch" như người ta nghĩ. Ngoài việc công suất không ổn định, những tấm pin mặt trời hay chiếc cánh quạt gió khổng lồ bằng vật liệu tổng hợp đang trở thành một nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng mà chưa có cách xử lý triệt để. Điện hạt nhân tuy ổn định nhưng vẫn bị đánh giá là thiếu an toàn, khi những thảm họa hạt nhân khủng khiếp còn ám ảnh nhân loại.

Thế giới lại phải khởi động một hành trình mới tìm kiếm nguồn năng lượng cho tương lai. Hàng tỷ USD đã được đổ ra cho những chương trình nghiên cứu lớn tại các quốc gia phát triển, đi đầu là Mỹ, Nhật, Trung Quốc và Đức. Nhân loại đang chờ đợi sự xuất hiện của năng lượng nhiệt hạch, nguồn năng lượng được cho là có thể giải quyết vấn đề.

Tháng 12/2022, Phòng thí nghiệm quốc gia tại bang California, Mỹ, lần đầu tiên tạo thành công "mức tăng năng lượng ròng" bằng cách sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân trong phòng thí nghiệm. Đây được coi là bước tiến lớn nhất của nhân loại trong việc phát triển nguồn năng lượng nhiệt hạch từ các phản ứng tổng hợp hạt nhân để hướng tới nguồn năng lượng sạch đích thực. Kể từ đó tới nay, những bước tiến tiếp tục được ghi nhận.

Vào ngày 12/4/2023, lò phản ứng EAST đặt tại Hợp Phì, Trung Quốc thông báo lần đầu tiên duy trì được plasma ở 100 triệu độ C trong 6 phút. Đây là một kỷ lục thế giới. Tháng 5/2023, Công ty TAE Technologies có trụ sở tại California công bố rằng họ quan sát thấy các hạt alpha từ việc tổng hợp proton-boron trong môi trường từ tính. Những nghiên cứu tại Nhật Bản khẳng định: Một lò phản ứng nhiệt hạch kiểu xoắn ốc là lý tưởng nhất để thực hiện quá trình tổng hợp hạt nhân cho mục đích thương mại. Các báo cáo khoa học mới về nghiên cứu tổng hợp hạt nhân được đưa ra hằng tháng cho thấy những bước tiến mạnh mẽ trong lĩnh vực này.

Tuy nhiên, ngay cả khi những bước tiến khoa học đã đi rất nhanh thì những câu hỏi mới vẫn được đặt ra. Tối thiểu phải 30 năm nữa, năng lượng nhiệt hạch mới có thể khai thác thương mại, vậy từ bây giờ đến lúc đó thế giới sẽ đi theo hướng nào? Phần lớn các nghiên cứu năng lượng mới đang được thực hiện bởi các công ty tư nhân, liệu các công ty đó có sẵn sàng chia sẻ nghiên cứu của mình cho thế giới hay không? Trong một thế giới phát triển không đồng đều, điều gì đảm bảo trong tương lai hiện tượng "kẻ ăn không hết, người lần chẳng ra" như hiện nay không lặp lại?

Bởi vậy, lời giải cuối cho vấn đề bảo vệ hành tinh chung của chúng ta vẫn chưa tìm được đáp án.