Từ rất lâu trước đây, nhân loại đã biết dùng các loại nhiên liệu hóa thạch như than, khí thiên nhiên, xăng, dầu… để làm chất đốt, cung cấp năng lượng phục vụ cho nhu cầu cuộc sống. Tuy nhiên các nhiên liệu hóa thạch là tài nguyên không tái tạo bởi mẹ thiên nhiên đã mất hàng nghìn năm để tạo ra chúng, và với lượng tiêu thụ ngày một tăng lên của con người, thứ nhiên liệu này đang ngày một cạn kiệt. Thêm vào đó việc đốt các nhiên liệu hóa thạch này cũng tạo ra các chất gây ô nhiễm không khí như oxide nitơ, dioxide lưu huỳnh, hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, các kim loại nặng, các loại acid hủy hoại môi trường sống, các chất phóng xạ nguy hiểm… Đồng thời trong quá trình khai thác, xử lý chúng cũng gây ra những tác động tiêu cực đến hệ sinh thái, môi trường sống của con người và động vật trên Trái đất.

Vì thế xu thế chung của các nước trên thế giới hiện nay là nghiên cứu, phát triển và sử dụng các loại năng lượng tái tạo được tạo ra từ các nguồn liên tục, có thể coi là vô hạn, như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng thủy triều, thủy điện, năng lượng nhiệt điện… Các nguồn năng lượng mới này đang dần thay thế các nguồn nhiên liệu truyền thống trong các lĩnh vực quan trọng, với những ưu điểm nổi bật như thân thiện với môi trường, dồi dào vô tận, giảm thiểu biến đổi khí hậu và mang lại lợi ích về phương diện kinh tế.

1. Năng lượng mặt trời

Khi công nghệ và kỹ thuật phát triển thì việc ứng dụng năng lượng mặt trời để sản xuất ra điện ngày càng trở lên dễ dàng hơn. Điện mặt trời còn gọi là quang điện hay quang năng là biến đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng nhờ tấm pin mặt trời. Các tấm pin mặt trời ghép lại với nhau thành các module. Ánh nắng mặt trời chiếu vào các module chuyển thành điện năng trực tiếp. Do các hạt photon đập vào electron làm tăng năng lượng electron. Electron di chuyển nhanh đến mức tạo thành dòng điện một chiều.

Ngoài việc tạo ra điện, năng lượng mặt trời còn được dùng để sấy khô các sản phẩm nông nghiệp, chế tạo đèn năng lượng mặt trời, hệ thống sưởi ấm, làm mát, thông gió, máy nước nóng. Thậm chí thay thế xăng đầu, trở thành nguồn nhiên liệu cho các phương tiện như ô tô, máy bay…

2. Năng lượng gió

Gió là dạng năng lượng đến từ tự nhiên, nó được sinh ra nhờ sự di chuyển của không khí trong bầu khí quyển. Đây là dạng năng lượng gián tiếp của năng lượng mặt trời. Tua bin gió là thiết bị trung gian giúp chuyển hóa năng lượng gió thành điện năng. Với cấu tạo là ba cánh quạt để đón gió, những tuabin gió này thường được đặt ở những khu vực rộng lớn, cách xa khu dân cư như ngoài biển, hải đảo, các cánh đồng. Cánh quạt càng lớn thì sản lượng điện được sinh ra càng nhiều. Năng lượng gió giúp làm giảm khí thải nhà kính, bảo vệ môi trường, tránh tình trạng nhiễu xạ điện từ trường.

Ở Việt Nam cũng có những cánh đồng quạt gió như: Cánh đồng quạt gió ở Bạc Liêu với 62 cột tháp và tuabin đều được đặt trên biển, cánh đồng quạt gió ở Tuy Phong - Bình Thuận với 60 tuabin và cánh đồng quạt gió trên đảo Phú Quý - Bình thuận với 3 cây quạt gió với chiều cao 60m.

3. Thủy điện

Việt Nam là nước có tiềm năng lớn về thủy điện, do địa thế sở hữu nhiều sông ngòi lớn nhỏ trên khắp lãnh thổ và khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm nhiều mưa, giúp cho chúng ta có nguồn tài nguyên thủy năng dồi dào. Theo nghiên cứu đánh giá, Việt Nam có thể khai thác được nguồn công suất thủy điện vào khoảng 25.000 – 26.000 MW, tương ứng với khoảng 90 -100 tỷ kWh điện năng. Trên thực tế, tiềm năng về công suất thủy điện có thể khai thác còn nhiều hơn với ước tính từ 30.000 MW đến 38.000 MW.

Với đặc điểm là không tiêu thụ lượng nước mà nó đã dùng để phát điện, mà xả lại nguồn nước quan trọng này để sử dụng vào những mục đích khác, nên việc phát triển thủy điện sẽ góp phần mang lại nhiều lợi ích như thúc đẩy kinh tế, bảo tồn các hệ sinh thái, là nguồn cung ứng linh hoạt bởi khả năng điều chỉnh công suất, cung cấp một nguồn năng lượng sạch góp phần vào phát triển bền vững, giảm phát thải.

4. Năng lượng sinh học

Năng lượng sinh học là một dạng năng lượng tái tạo được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc động, thực vật (mỡ động vật, dầu dừa…), ngũ cốc (lúa mỳ, đậu tương…), chất thải trong nông nghiệp (rơm rạ, phân…), sản phẩm thải trong nông nghiệp (mùn cửa, gỗ thải…).

Việt Nam vốn là một nước nông nghiệp nên có nhiều điều kiện thuận lợi về nguyên liệu để phát triển năng lượng sinh học. Ngày nay đã có rất nhiều nghiên cứu liên quan được ứng dụng trong cuộc sống như: Điều chế diesel từ mỡ cá tra và cá basa, hay sử dụng đậu tương, dầu dừa, dầu phế thải để điều chế nhiên liệu…

5. Năng lượng địa nhiệt

Năng lượng địa nhiệt là nguồn năng lượng có sẵn trong lòng đất, tập trung ở khoảng vài km dưới bề mặt Trái đất, phần trên cùng của vỏ Trái đất. Cùng với sự tăng nhiệt độ khi đi sâu vào vỏ Trái đất, nguồn nhiệt lượng liên tục từ lòng đất này được ước đoán tương đương với khoảng năng lượng 42 triệu MW. Và lòng đất thì vẫn tiếp tục nóng hằng tỷ năm nữa, đảm bảo một nguồn nhiệt năng gần như vô tận. Chính vì vậy địa nhiệt được liệt vào dạng năng lượng tái tạo.

Vì địa nhiệt không phụ thuộc vào các yếu tố khí hậu như năng lượng mặt trời, gió hay thủy triều, chi phí vận hành tiết kiệm nên có công suất cao, sạch và bền vững. Chúng dùng để sưởi ấm các tòa nhà vào mùa đông, và làm mát vào mùa hè, hoặc chuyển hóa thành điện năng. Việt Nam tuy có tiềm năng địa nhiệt đáng kể nhưng vẫn chỉ ứng dụng trong việc làm du lịch, chữa bệnh và đóng chai nước khoáng.

6. Năng lượng biển

Năng lượng biển bao gồm năng lượng sóng, năng lượng thủy triều, năng lượng tạo ra từ sự khác biệt nhiệt độ, và năng lượng tạo ra từ sự khác biệt độ mặn đã góp phần đa dạng hóa nguồn năng lượng tái tạo và đang được đánh giá là một bộ phận quan trọng trong nền kinh tế biển xanh trên thế giới.

Việt Nam sở hữu đường bờ biển 3.000 km có tiềm năng rất lớn để phát triển năng lượng biển, tuy nhiên đây vẫn là nguồn năng lượng bị bỏ ngỏ chưa được đầu tư và khai thác đúng mức.

Năng lượng tái tạo đã và đang được khai thác, sử dụng rộng rãi, trên nhiều địa hình khu vực khác nhau với nguồn cung cấp phong phú, đa dạng vô tận, ít gây tác động đến môi trường tự nhiên. Việt Nam sở hữu vị trí địa lý với đường bờ biển dài, và khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng cùng nền kinh tế nông nghiệp chủ đạo giúp cho chúng ta có được nguồn năng lượng tái tạo dồi dào để khai thác, nhưng điều này đang là một thách thức lớn, đối với các nhà hoạch định chính sách phát triển năng lượng Việt Nam trong tương lai gần, nếu muốn tận dụng nguồn năng lượng đó.

Triệu Cẩm Tú (NASATI), tổng hợp, 3/2022