Nguồn năng lượng sạch khổng lồ từ hoang mạc Sahara
Trong nhiều năm, ý tưởng phát điện mặt trời cho châu Âu từ hoang mạc Sahara đã bị lỗi hẹn, nhưng mới đây dự án trên đã lại thu hút những dự án đầu tư khi Tổ chức sáng kiến Công nghiệp công nghệ trên hoang mạc (DII) thuyết phục được 12 công ty lớn đặt kế hoạch biến hàng ngàn kilômét vuông trên hoang mạc Sahara thành nơi cung cấp nhiệt mặt trời để phát điện. Năm 2013 là năm đột phá khi đưa dự án thành hiện thực.
Nguồn năng lượng sạch và miễn phí quá khổng lồ
Theo các nhà khoa học, nguồn năng lượng mặt trời trên hoang mạc Sahara có thể xem là vô tận với diện tích 90.000 km2 của hoang mạc sẽ cung cấp cho toàn bộ thế giới nguồn năng lượng sạch và miễn phí. Thực tế, diện tích khai thác trên vẫn còn nhỏ so với 9 triệu km2 của toàn bộ sa mạc. Trong nhiều thập niên qua, năng lượng hóa thạch đã được sử dụng mà không màng tới năng lượng mặt trời, giờ là lúc tận dụng nguồn năng lượng sạch này.
Sử dụng công nghệ trên sa mạc là tận dụng các tia sáng mặt trời kết hợp với nước biến thành năng lượng hơi nước, sử dụng trong các tuabin tạo ra năng lượng, không thải ra khí độc, không cần pin năng lượng mặt trời silicon, không có khí CO2 thải ra, đây là công trình khoa học có thể sử dụng ở Ai Cập trong vòng 100 năm. Các kỹ sư người Đức hiện đã miệt mài làm việc và họ đã có một vài thành công, các kế hoạch năng lượng mặt trời đã được đánh dấu trên 20% hoang mạc và tới năm 2020, các nguồn năng lượng mặt trời này sẽ rẻ hơn năng lượng truyền thống ở Đức.
Thực tế, hiện nay có nhiều cách thu thập năng lượng mặt trời, bằng chảo parabol, bằng tần số quang học, tháp hay đĩa năng lượng mặt trời. Theo Nikolaus Benz, người đứng đầu đơn vị sản xuất chảo năng lượng Schott Solar CSP GmbH, chảo parabol thích hợp với công nghệ này nhất.
 |
| Hoang mạc cát rồi đây sẽ trở thành nơi sản xuất điện lý tưởng. |
Chảo parabol hiện đã hoạt động tại hoang mạc Moojave bang California, Mỹ trong 25 năm qua, dự đoán nó sẽ vận hành trong khoảng 40 năm. Chảo hút các tia mặt trời vào một đường ống chứa dầu đặc biệt, dầu được hâm nóng ở 400oC, sau đó kết hợp với nước tạo ra hơi nước, hơi nước này sẽ làm tuabin phát ra điện.
Thiết bị có chịu được sức nóng và bão cát trong nhiều năm?
Sức nóng của hoang mạc ngày càng tăng cùng với các loại bão cát, vậy các loại gương nhận năng lượng có chịu nổi?
Còn về bão cát tại hoang mạc, thực tế, 9 trạm năng lượng có chứa các đĩa parabol tại California vẫn an toàn sau nhiều năm hoạt động. Lars Schnatbaum-Laumann tại Công ty năng lượng Solar Millennium AG cho biết, hiện ông đã cho xây trạm năng lượng thứ 3 tại Tây Ban Nha. Khi các đĩa này gặp gió to sẽ tự chuyển động tới những nơi được cho là an toàn nhất, sau bão, các đĩa lại hoạt động bình thường.
Ông cũng cho biết, bây giờ có các robot tự động, có thể quét các bụi và rác trên đĩa, đối với hoang mạc Sahara thực tế cũng không có gì đáng ngại nhiều vì bão cát, ở đây chủ yếu 80% là đá và gió.
Chi phí xây dựng ban đầu lớn nhưng lợi nhiều về sau
Từ năm 2013, mỗi tấn CO2 thải ra bị đánh thuế, các kho CO2 ở dưới đất đang được nghiên cứu là làm giảm 10% sức sinh nhiệt của nhà máy vận hành nhiên liệu này. Các cây năng lượng mặt trời không tốn nhiều chi phí mà có thể vận hành trong nhiều năm.
Werner Platzer, nhà khoa học của Viện Năng lượng mặt trời lớn nhất châu Âu Fraunhofer đã chỉ ra rằng, với việc sản xuất ra các chảo năng lượng khổng lồ thì giá nó sẽ rẻ, khi công nghệ năng lượng đầu tư nhiều theo dây chuyền nó sẽ cạnh tranh hơn nhiều.
Hiện tại, các trạm năng lượng mặt trời sẽ được xây dựng gần nơi người sử dụng, trong tương lai nó sẽ được xây ở khoảng xa. Để làm được điều này cần có hệ thống cáp có thể chuyển tải với khối lượng điện lớn thay vì loại cáp hiện nay. Hiện công ty Đức có tên ABB chuyên tải điện năng bằng những dây cáp với những điện áp lớn.
Giám đốc của Công ty là Günther Stark đã cho rằng, đã từng xây dựng hệ thống cáp dưới biển nối liền giữa Na Uy và Hà lan với chiều dài 580km trong vòng hai tuần với kinh phí là 600 triệu euro. Cáp dày 11cm, rất thích hợp cho việc chuyển tải điện năng. Cáp ngầm dài nhất hiện nay nối liền giữa Ấn Độ với Trung Quốc. Tại Trung Quốc đường cáp dẫn điện kéo dài từ tỉnh Xiangjiaba tới thành phố Thượng Hải dài 2.000km.
Năng lượng thất thoát là 7%, cộng đồng các nước vùng Địa Trung Hải cũng đã có kế hoạch nâng cấp đường cáp lên 20 gigawat, trong số này có khoảng 10-12 gigawat được sản xuất từ năng lượng mặt trời, có thể thay thế một nửa nguồn năng lượng hạt nhân của nước Đức, dự đoán chiếm khoảng 82 tỉ euro.
Chính phủ Tây Ban Nha cũng mong muốn mang tới 3 gigawat năng lượng mặt trời lên mạng lưới điện quốc gia vào năm 2013. Các quốc gia như Algeria, Morocco, Abu Dhabi và Ai Cập cũng đẩy mạnh xây dựng các trạm năng lượng mặt trời. Trung Quốc, Nam Phi, Ấn Độ cũng quan tâm tới công nghệ trong lĩnh vực này.
Trung tâm sáng tạo công nghệ sa mạc cũng đặt ra mục tiêu cung cấp 15% năng lượng điện cho châu Âu từ sa mạc vào năm 2050. Toàn bộ châu Âu đòi hỏi nhu cầu là 100 gigawat, chi phí đầu tư vào khoảng 400 tỉ euro, được thực hiện trong vòng 40 năm. Trong đó 350 tỉ euro xây dựng các trạm năng lượng, 50 tỉ xây dựng các hệ thống dây cáp với điện áp cao