Ngành công nghiệp

Tiềm năng tương lai cho năng lượng mặt trời là gì?

Tiềm năng tương lai cho năng lượng mặt trời là gì?

Các tấm pin mặt trời trên mái nhà ở Vương quốc Anh [Hình ảnh:Elliott Brown, Flickr]

Trong một bài báo cho TechInsider vào năm ngoái, Rebecca Harrington lưu ý rằng thế giới sẽ chỉ cần một diện tích bề mặt đất bằng diện tích của Tây Ban Nha để đáp ứng nhu cầu điện toàn cầu vào năm 2030, dựa trên các tấm pin mặt trời với mức hiệu suất 20%. Mức độ chính xác của điều này như thế nào và tương lai của năng lượng mặt trời sẽ như thế nào?

Con số đó thực sự được tạo ra bởi dự án The Land Art Generator, dự án cống hiến hết mình để thúc đẩy việc triển khai các giải pháp thiết kế bền vững. Nó tính toán: “678 phần tư triệu Btu (ước tính của Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ về mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu vào năm 2030) = 198.721.800.000.000 kilowatt-giờ (chuyển đổi đơn giản) chia cho 400 kilowatt-giờ sản xuất năng lượng mặt trời trên mỗi mét vuông đất (dựa trên 20% hiệu quả, 70 phần trăm ngày nắng mỗi năm và thực tế là 1.000 watt năng lượng mặt trời tấn công mỗi mét vuông đất trên Trái đất) = 496.805 km vuông của tấm pin mặt trời (191.817 dặm vuông [khoảng kích thước của Tây Ban Nha]).” Đó là điều đáng khích lệ vì nó chỉ đang thảo luận về năng lượng mặt trời, chưa tính đến tất cả các hình thức sản xuất năng lượng tái tạo khác từ thủy điện đến gió, đến sóng và thủy triều, v.v.

Theo Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, các tấm pin mặt trời với mức hiệu suất khoảng 10% bao phủ 0,16% diện tích đất của Trái đất sẽ tạo ra năng lượng tương đương với năng lượng do 20.000 nhà máy phân hạch hạt nhân tương đương 1 gigawatt (1 GWe) tạo ra. DOE cho biết thêm rằng số lượng nhà máy này sẽ cần được xây dựng vào nửa sau của 21st thế kỷ nếu quá trình hấp thụ carbon được chứng minh là không thể tồn tại và nếu năng lượng mặt trời không được phát triển. Điều này được trích từ một ấn phẩm DOE xuất bản năm 2005. Hy vọng rằng thế giới đã đi được một chặng đường dài trong phát triển điện mặt trời kể từ đó.

Lắp đặt các tấm pin mặt trời trên giá treo trên mặt đất [Nguồn ảnh:Sở Giao thông vận tải Oregon, Flickr]

Trên thực tế, nó có. Ví dụ, vào cuối tháng 4 đến tháng 5 năm ngoái, ba kỷ lục về hiệu suất pin mặt trời đã bị phá vỡ chỉ trong bốn ngày. Trina Solar công bố vào ngày 24 tháng 4thứ tự rằng mô-đun silicon đa tinh thể của Solar Honey Plus đã đạt được 19,4%. Điều này đã được xác nhận độc lập bởi Trung tâm Giám sát và Kiểm tra Quốc gia về Chất lượng Sản phẩm Quang điện Mặt trời (CPVT) ở Vô Tích, Trung Quốc. Ngay sau đó, vào ngày 27 tháng 4thứ tự, Công ty Manz của Đức đã đạt được 16% trên mô-đun năng lượng mặt trời bằng đồng indium gallium selenua (CIGS) được sản xuất thương mại của mình và sau đó vào ngày 28 tháng 4thứ tựTSMC Solar, có trụ sở tại Đài Loan, cũng công bố mức hiệu suất CIGS 16%. Kỷ lục thế giới về hiệu suất sử dụng năng lượng mặt trời hiện do Trina nắm giữ, ở mức 20,8%.

Elon Musk của Tesla tin rằng năng lượng mặt trời sẽ đi vào đường đạn đạo trong tương lai gần, trở thành nguồn năng lượng lớn nhất thế giới vào năm 2031. Các số liệu thống kê có sẵn chắc chắn là nguyên nhân cho sự lạc quan. Tại Hoa Kỳ vào năm 2014, năng lượng tái tạo chỉ chiếm 13% tổng sản lượng điện, trong đó năng lượng mặt trời chỉ đóng góp 3%. Tuy nhiên, theo Hiệp hội Công nghiệp Năng lượng Mặt trời (SEIA), đây là nguồn sản xuất năng lượng phát triển nhanh nhất ở Mỹ với gần 23 GW công suất lắp đặt. Con số này được dự đoán sẽ tăng gấp đôi vào cuối năm 2016. Báo cáo của SEIA cho thấy rằng quý 3 năm 2015 là quý thứ tám liên tiếp trong đó việc lắp đặt PV tại Mỹ tăng hơn 1 GW. Trong suốt ba quý đầu năm, 30% tổng công suất phát điện mới đưa trực tuyến ở Mỹ được cung cấp bởi năng lượng mặt trời. Hơn 50 phần trăm các bang của Hoa Kỳ hiện có hơn 50 MW điện mặt trời tích lũy.

Về mặt kinh tế, năng lượng mặt trời gần như đang ở giai đoạn có thể cạnh tranh với nhiên liệu hóa thạch nhưng nó có một tương lai rất tươi sáng do lĩnh vực này liên tục có thể giảm giá thành của các tấm pin mặt trời. Điều quan trọng là ít nhất ở Mỹ, giá điện sẽ tiếp tục tăng trong khi chi phí năng lượng mặt trời tiếp tục giảm. Điều này cũng đúng ở Anh, nơi có những lo lắng về tình trạng thiếu điện sau nhiều lần đóng cửa các nhà máy sử dụng nhiên liệu hóa thạch thông thường. Đối với công chúng Anh, gió và mặt trời vẫn được ưa chuộng và có khả năng mức độ phổ biến sẽ tiếp tục tăng lên. Số liệu do Bộ Năng lượng và Biến đổi Khí hậu (DECC) công bố cho thấy đã có gần 800.000 sơ đồ điện mặt trời trong nước được đăng ký theo Biểu thuế đầu vào vào tháng Giêng. Theo Hiệp hội Thương mại Năng lượng Mặt trời (STA), hơn một triệu ngôi nhà ở Anh tạo ra năng lượng từ các tấm pin mặt trời hoặc tấm nhiệt mặt trời hoặc cả hai. Nhìn chung, lượng điện mặt trời ở Anh đã tăng 66% trong năm qua lên hơn 9 GW, tương ứng với hơn 860.000 lượt lắp đặt. Các trang trại năng lượng mặt trời lớn chiếm khoảng một nửa công suất đó (51 phần trăm) trong khi chỉ hơn một phần tư (26 phần trăm) được lắp đặt tại nhà riêng.

[Nguồn ảnh:Russ Ferriday, Flickr]

Nhìn ra toàn cầu, báo cáo Triển vọng thị trường toàn cầu về điện mặt trời 2015-2019 của SolarPower Châu Âu cho thấy tổng khối lượng lắp đặt điện mặt trời toàn cầu có thể tăng lên 540 GW chỉ trong vòng 5 năm, gấp ba lần con số (178 GW) hiện được lắp đặt. Một nghiên cứu gần đây của các nhà nghiên cứu tại Đại học Oxford dự đoán rằng việc lắp đặt điện mặt trời trên toàn cầu sẽ đạt 20% vào năm 2027 từ 1,5% hiện nay, phần lớn là do chi phí sản xuất giảm. Cả Ấn Độ và Trung Quốc đều đang giúp thúc đẩy đà phát triển này, Thủ tướng Ấn Độ Modi đã tuyên bố thành lập một liên minh năng lượng mặt trời quốc tế tại hội nghị về biến đổi khí hậu năm ngoái ở Paris và Trung Quốc mở rộng các hoạt động năng lượng mặt trời với việc xây dựng các trang trại năng lượng mặt trời quy mô lớn cùng với sản xuất tấm pin mặt trời.

Vì vậy, thực sự, Elon Musk có thể đúng khi nói về một vụ nổ năng lượng mặt trời trong tương lai gần. Tuy nhiên, theo nhà phân tích mô hình cao cấp tại Thompson Reuters Point Carbon, Yan Qin, rào cản chính đối với điều đó xảy ra hiện tại là cơ sở hạ tầng lưới điện, được thiết kế để tạo ra nhiên liệu hóa thạch thường xuyên chứ không phải là năng lượng tái tạo phân tán, biến đổi. Điều này có nghĩa là những lưới đó phải được sửa đổi và thích nghi, nhưng đây là một quá trình rất chậm. Điều đó có nghĩa là để phát triển vượt bậc, năng lượng mặt trời có thể phải dựa vào sự hỗ trợ từ các công nghệ năng lượng tái tạo khác, cung cấp nguồn cung cấp năng lượng ổn định hơn, ngoài hệ thống lưu trữ năng lượng và năng lượng thông minh.

Tương lai có thể tươi sáng đối với năng lượng mặt trời, nhưng nó sẽ cần một số trợ giúp.


Xem video: Năng lượng mặt trời và những lợi ích mà nó mang lại (Tháng Sáu 2021).