|
Năng lượng gió đang khởi sắc. Sản lượng phong điện thế giới đạt vào khoảng 143.000 MW vào cuối năm 2009, tức là có mức tăng trưởng khoảng 18% so với năm trước đó. Hiệu suất sản điện của các thiết bị phong điện cũng không ngừng tăng lên, ở mức trung bình khoảng 25%/năm kể từ năm 1990.
Nhưng đối mặt với sự cất cánh này vẫn thấy có nhiều lời chỉ trích. Đặc biệt tại Pháp, người ta cho rằng các “cối xay gió” đời mới làm mất cảnh quan thiên nhiên. Các con số đã được đưa ra để minh chứng: để sản xuất ra một TWh mỗi năm, người ta cần tới một diện tích tới 15 cây số vuông, so với 5 cây số vuông cho việc đặt các tấm pin Mặt trời hoặc dưới một cây số vuông đối với các trung tâm điện địa nhiệt, trung tâm điện hạt nhân, nhiệt điện… Mặc dù diện tích đất mà phong điện cần thiết không hoàn toàn bị hoang hóa nhưng chúng cũng chỉ được sử dụng ở những điều kiện đặc biệt.
Gió biển
Việc chuyển các thiết bị phong điện ra biển để tầm nhìn đỡ bị “vướng” và khai thác với hiệu suất cao hơn (gió ngoài biển thường nhiều và mạnh hơn) là một giải pháp đã được tính đến và đang được tiến hành thực nghiệm.
Nhưng ngay cả khi phương án phong điện ngoài khơi khởi sắc, người ta vẫn tiếp tục đặt câu hỏi có tính chất cơ bản: liệu việc sử dụng các thiết bị phong điện có thực sự tạo ra khí thải gây hiệu ứng nhà kính hay không? Vấn đề ngày càng lớn ở các nước Đức hay Pháp, nơi các nhà lãnh đạo dường như đã biết được câu trả lời: các thiết bị này có phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính, ở một mức độ khá cao. Câu hỏi kế tiếp xuất hiện ngay lập tức: vậy thì phong điện liệu có cần thiết hay không?
Trước hết, để trả lời câu hỏi này người ta cần trở lại từ nguồn. Do là nguồn năng lượng sơ cấp, động năng do gió tạo ra không gây ra hiệu ứng nhà kính. Nhưng sẽ không là như vậy đối với điện sản sinh ra từ các thiết bị phong điện. Bởi vì người ta phải tính đến việc sản xuất ra sắt thép để làm ra thiết bị phong điện, phải tính đến xi măng để xây dựng lên các ụ nổi đặt thiết bị, rồi thì việc vận chuyển thiết bị ra ngoài khơi, việc bảo trì, bảo dưỡng và cuối cùng là việc phá bỏ các thiết bị này khi hết hạn sử dụng. Mỗi khâu trong cả quá trình này đều… phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính.
Để tính chính xác lượng khí gây hiệu ứng nhà kính (bằng lượng dioxyde carbone/CO2 hoặc tương đương), người ta đã tiến hành một nghiên cứu dựa trên phương pháp phân tích dòng đời của sản phẩm, một phương pháp quen biết đối với các nhà khoa học. Đây là phương pháp đánh giá dựa trên việc định lượng các yếu tố tác động tới môi trường của các nguyên liệu cấu thành lên sản phẩm, từ lúc nó mới được hình thành đến lúc phân hủy. Nôm na hơn là “từ lúc sinh ra tới khi xuống mồ”. Kết quả cuối cùng, thường là rất khó xác định, phụ thuộc vào nhiều tiêu chí đánh giá khác nhau: phương thức sản xuất, cách thức vận chuyển từ nơi sản xuất tới nơi dựng thiết bị, rồi quá trình bảo trì, bảo dưỡng và cuối cùng là khả năng tái sử dụng lại các chi tiết cấu thành lên thiết bị…
Như vậy, từ việc phân tích chu kỳ sống của thiết bị phong điện, EDF đã có một kết luận: mỗi KWh phong điện được sản sinh ra thì cũng sẽ tạo ra một lượng CO2 cỡ từ 3 đến 22 gam. “Sự chênh lệnh này là do sự khác biệt giữa sức gió ở nơi lắp thiết bị, kích thước của thiết bị, các vật liệu cấu thành thiết bị và tần suất tiến hành bảo trì…”, Jean-Marc Jancovici, kỹ sư cố vấn trong lĩnh vực năng lượng phong điện của EDF nói. Và điều đáng nói là sự phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính của các thiết bị phong điện cùng với điện hạt nhân và thủy điện là các nguồn gây phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính lớn nhất. Hơn nữa, theo một nghiên cứu khác thực hiện trên các thiết bị phong điện có công suất 2 MW, mức nợ năng lượng được hoàn trả ở các thiết bị này vào khoảng 7,7 đến 9 tháng trong khi tuổi đời của thiết bị ít nhất là 20 năm.
Sản lượng không ổn định
Một điều cơ bản mà nhiều người nói tới là khả năng sản xuất điện của các thiết bị phong điện, cũng như năng lượng Mặt trời không ổn định. “Sản lượng phong điện vừa không ổn định, nhiều khi lại không đáp ứng được yêu cầu và lượng điện tích trữ được lại không nhiều”, Jean-Marc Jancovici nói.
Theo một tài liệu do Gilbert Ruelle, Chủ tịch Hội đồng năng lượng và biến đổi khí hậu của Viện công nghệ Pháp, việc các thiết bị phong điện không đảm bảo công suất ổn định sẽ khiến cho nhà cung cấp điện gặp khó khăn trong việc đáp ứng nhu cầu điện của khách hàng. Như vậy, các thiết bị phong điện đều cần được yểm trợ bởi các phương tiện sản xuất điện phụ trợ khác nhằm cung cấp điện vào thời điểm không có gió hoặc gió yếu. Ví dụ như các thiết bị thủy điện, địa nhiệt, các tuabin khí hoặc các trạm điện hạt nhân.
Nhưng vấn đề trở lại là khi các nguồn điện hỗ trợ cho phong điện có nguồn gốc từ năng lượng hóa thạch, tính chất “sạch” của phong điện lại mất đi. “Khiếm khuyết này ngày càng gia tăng khi lượng điện do phong điện sản xuất ngày càng lớn, khiến lỗ hổng điện phải bù đắp càng cao khiến người ta bắt buộc phải đầu tư vào các thiết bị địa nhiệt hỗ trợ”, Gilbert Ruelle nói. Tất nhiên, điều này còn phụ thuộc vào các nguồn năng lượng sẵn có của mỗi nước. Thí dụ như Đan Mạch, nơi các thiết bị phong điện chiếm khoảng 15% tổng sản lượng điện thì nước này sử dụng nguồn điện hỗ trợ từ các nguồn thủy điện của Na Uy. Trong khi đó, Đức chỉ có lượng điện sản xuất từ gió chiếm có 6% thì lại dựa vào năng lượng hóa thạch và nhập khẩu điện trợ giúp khi phong điện có vấn đề.
Cho tới nay, phong điện vẫn chỉ được coi là một nguồn điện phụ trợ chứ chưa phải chính thức vì tính thiếu ổn định trong phát điện của nó
Ngược lại, khi sức gió mạnh thì phong điện lại “sạch” hơn rất nhiều và có thể thay thế điện làm từ các nguồn năng lượng hóa thạch vốn có mức phát thải CO2 lớn. Đó là trường hợp xảy ra với Đức khi 60% sản lượng điện đến từ nhiên liệu hóa thạch và Đan Mạch, nơi tỉ lệ điện làm ra từ nhiên liệu hóa thạch vẫn còn cao. Như vậy, vẫn theo Gilbert Ruelle, từ sản lượng điện 15 gigawatt trở lên, việc vận hành các thiết bị phong điện đòi hỏi lượng tiêu thụ các nhiên liệu hóa thạch nhiều hơn, dẫn tới việc phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính cao. Theo tính toán của ông, cứ mỗi tỉ Euro mà nước Pháp đầu tư vào năng lượng điện hạt nhân cho phép bớt phát thải 3,1 triệu tấn CO2 mỗi năm, so với mức tối đa 0,85 triệu tấn nếu đầu tư vào phong điện. Như vậy, các nước có điều kiện tốt nhất để phát triển phong điện là những nước đã cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch như Đan Mạch hoặc Đức.
Để phát huy tối đa năng lượng phong điện, người ta tính đến việc tích trữ lại lượng điện dư thừa khi sức gió mạnh để cung cấp ngược trở lại khi sức gió yếu. Hiện giờ, chỉ có các trạm phong điện có công nghệ tuabin bơm làm được điều này và lượng điện tích trữ có thể sử dụng lại với hiệu suất 80%. Tuy nhiên, giá thành các thiết bị này còn đắt, đòi hỏi sử dụng nhiều nước và chỉ lắp đặt ở các địa hình tự nhiên thích hợp. Nhiều giải pháp khác vẫn đang được nghiên cứu nhưng điều có thể nhận thấy ngay là việc tích trữ điện đối với các thiết bị phong điện vẫn còn là điều chưa khả thi.
Dù gì đi chăng nữa, phong điện vẫn là giải pháp cần thiết để gia tăng tỉ lệ năng lượng tái tạo trong việc sản xuất điện. Dù sản lượng điện của chúng có không ổn định thì việc lắp đặt các thiết bị phong điện có điểm lợi là ít cần tập trung như các loại hình sản xuất điện khác mà con người vẫn đang làm, thí dụ như đập thủy điện, trung tâm nhiệt điện hay hạt nhân.
(La Recherche 12/2009)
(Theo Tia Sáng)
|