Khủng hoảng năng lượng và biến đổi khí hậu đang là những mối quan tâm lớn nhất của cả thế giới hiện nay về tương lai của trái đất và loài người. Sự khai thác và sử dụng quá mức nguồn nhiên liệu hóa thạch vào cuối thế kỷ 20 đã khiến trữ lượng của chúng giảm nhanh và nhiều đến mức báo động, đồng thời gây nên hiện tượng ấm lên toàn cầu. Với tính hình đó, nhiều nguồn năng lượng mới, sạch và dễ tái tạo hơn đã được nghiên cứu và phát triển như sức nước, sức gió, ánh nắng mặt trời, sóng biển…

Các công nghệ này, một số đã đi vào ứng dụng thực tế, còn lại vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm, do đó dù ít hay nhiều con người vẫn đang phải phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới đây tại Mỹ cho biết trong khoảng 20 – 40 năm nữa, con người có thể thay thế hoàn toàn năng lượng hóa thạch bằng các dạng năng lượng tái tạo được, từ đó xây dựng một thế giới xanh, sạch hơn.

Nghiên cứu được thực hiện bởi nhóm chuyên gia đến từ 2 trường đại học lớn là California – Davis và đại học Standford, Mỹ với 2 đồng tác giả là Mark Z.Jacobson và Mark Delucci. Nghiên cứu gồm 2 phần, có mục tiêu không chỉ đánh giá các công nghệ cần thiết, mà còn xem xét đến khía cạnh chi phí và những yêu cầu về nguyên liệu để sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo được.

Kết quả của nghiên cứu đã vẽ lên một bức tranh về thế giới, trong đó điện là yếu tố then chốt cho mọi hoạt động của con người, với 90% sản lượng điện được sản sinh từ gió và ánh sáng mặt trời. 10% còn lại được đóng góp bởi nhiệt năng trái đất (geothermal), thủy điện, sóng biển và thủy triều. Đối với nhu cầu vận chuyển đi lại của người dân, ôtô, xe máy, tàu thuyền và xe lửa sẽ được vận hành bằng điện và khí hydro trong khi máy bay sẽ được bơm đầy hydro lỏng. Các quá trình sản xuất công nghiệp và thương mại cũng sẽ sử dụng 2 nguồn năng lượng này để hoạt động. Trong các gia đình, lò sưởi điện sẽ thay thế lò sưởi gas và than đá, trong khi mặt trời sẽ đun nóng nguồn nước dùng.

Theo Jacobson “Nhóm nghiên cứu muốn đánh giá những yếu tố cần thiết để thay thế toàn bộ cơ sở hạ tầng năng lượng hiện nay bằng các nguồn năng lượng sạch bền vững trong khoảng 20 – 40 năm nữa”. Để đạt được mục tiêu trên, chúng ta phải bảo đảm rằng đến năm 2030, toàn bộ năng lượng của thế giới được cung cấp từ gió, nước và ánh sáng mặt trời. 20 năm sau, tức năm 2050, cơ sở hạ tầng dựa trên nhiên liệu hóa thạch sẽ được thay thế hoàn toàn. Khi thành công, dự án sẽ cứu sống sinh mạng của hàng triệu người do giảm mức độ ô nhiễm môi trường, đồng thời sẽ giảm 30% nhu cầu năng lượng của thế giới.

Ý tưởng là thế, song việc triển khai còn gặp một số vấn đề. Đầu tiên là sự khác nhau giữa các nguồn năng lượng, ví dụ như gió và ánh sáng mặt trời. Mặt trời phát nhiệt nhiều nhất vào ban ngày, trong khi cường độ gió lại mạnh hơn về đêm. Do đó, 2 nguồn năng lượng này có thể được nhập lại thành một hệ thống duy nhất, hỗ tương nhau, với thủy điện sẽ đóng vai trò phụ trợ khi chuyển giao giữa 2 thời điểm. Bên cạnh đó, tính chất khác nhau về địa lý cũng là một trở ngại không nhỏ. Tại những vùng ít gió hoặc ít nắng, chúng ta không thể triển khai các nhà máy sản xuất điện được mà phải dẫn năng lượng từ những vùng “màu mỡ” hơn. “Với hệ thống sử dụng 100% sức gió, nước và mặt trời, chúng ta không thể sử dụng các phương pháp bình thường để đáp ứng nhu cầu năng lượng. Chúng ta phải xây dựng những hệ thống “siêu mạng lưới” với phạm vi phủ sóng xa và khả năng quản lý tốt để điều chuyển năng lượng giữa các vùng”, dẫn lời Delucci.

Mặc dù một số dạng năng lượng như thủy điện, gió hay ánh sáng mặt trời đã được áp dụng vào thực tế, nhưng ngoại trừ thủy điện, tỷ lệ % năng lượng cung cấp bởi các nguồn năng lượng mới này vẫn còn rất thấp. 20 – 40 năm không hẳn là dài, nhưng nó đòi hỏi một sự thay đổi trên diện rộng với sự nỗ lực của không chỉ 1, 2 quốc gia mà của toàn thế giới. Mặc dù vậy, một trái đất xanh, sạch, phát triển bền vững là mong muốn của cả nhân loại, và khi con người đồng lòng chung sức, không có gì là không thể.

Thúy Hằng