Việt Nam có tiềm năng lớn cho trang trại điện mặt trời ngoài biển

Nghiên cứu mới của Andrew Blakers - Giáo sư Kỹ thuật, Đại học Quốc gia Úc và David Firnando Silalahi - Nghiên cứu sinh Tiến sĩ, Trường Kỹ thuật, Đại học Quốc gia Úc cho thấy chỉ riêng năng lượng mặt trời ngoài khơi ở Indonesia có thể tạo ra khoảng 35.000 terawatt giờ (TWh) năng lượng mặt trời mỗi năm, nhiều hơn sản lượng điện toàn cầu hiện nay (30.000TWh mỗi năm).

Và trong khi hầu hết các đại dương trên thế giới đều hứng chịu bão, một số khu vực ở Xích đạo (trong đó có vùng biển phía nam Biển Đông) lại tương đối yên bình. Vì vậy, các cấu trúc kỹ thuật tương đối rẻ tiền vẫn đủ để bảo vệ các tấm pin mặt trời nổi ngoài khơi.

Bản đồ nhiệt toàn cầu có độ phân giải cao của hai nhà nghiên cứu cho thấy quần đảo Indonesia và Tây Phi xích đạo gần Nigeria có tiềm năng lớn nhất cho các tấm năng lượng mặt trời nổi ngoài khơi.

Năng lượng mặt trời thống trị vào giữa thế kỷ

Theo xu hướng hiện tại, nền kinh tế toàn cầu sẽ được khử carbon và điện khí hóa phần lớn vào năm 2050, nhờ sử dụng một lượng lớn năng lượng mặt trời và gió.

Khoảng 70 km2 tấm pin mặt trời có thể cung cấp tất cả nhu cầu năng lượng cho một triệu người sử dụng thoải mái. Các tấm pin có thể được đặt trên mái nhà, ở những khu vực khô cằn, tập trung ở khu vực nông nghiệp hoặc phía trên mặt nước.

Nhưng các quốc gia có mật độ dân số cao như Nigeria và Indonesia sẽ bị hạn chế không gian để thu năng lượng mặt trời.

Vị trí nhiệt đới của hai nước này ở những vĩ độ được gọi là “trầm cảm” vì lượng gió khá ít (so với các nước ôn đới). May mắn thay, hai quốc gia này và các nước láng giềng có thể thu hoạch năng lượng vô tận một cách hiệu quả từ các tấm pin mặt trời nổi trên vùng biển xích đạo yên tĩnh.

Hai nhà nghiên cứu đã khảo sát các đại dương trên toàn cầu để tìm ra những khu vực không có sóng lớn hoặc gió mạnh trong 40 năm qua. Các tấm pin mặt trời nổi ở những khu vực như vậy thường không yêu cầu hệ thống bảo quản kỹ thuật quá khắt khe và đắt tiền.

Những khu vực không có sóng cao hơn 6 mét và gió mạnh hơn 15 m/giây có thể tạo ra tới một triệu TWh mỗi năm. Lượng năng lượng hằng năm đó cao gấp khoảng 5 lần mức cần thiết cho toàn cầu khi chúng ta đã trung hòa khí thải carbon hoàn toàn.

Hầu hết các địa điểm lý tưởng đều gần Xích đạo, xung quanh Indonesia và vùng xích đạo Tây Phi. Đây là những khu vực có tốc độ tăng trưởng dân số cao và thiếu đất đai. Các tấm pin mặt trời nổi trên biển có thể giúp giải quyết xung đột trong sử dụng đất

Indonesia có tiềm năng năng lượng mặt trời to lớn

Indonesia là một quốc gia đông dân, đặc biệt là trên các đảo Java, Bali và Sumatra. Đến giữa thế kỷ này, dân số Indonesia có thể vượt quá 300 triệu người.

Indonesia may mắn khi có tiềm năng năng lượng mặt trời rất lớn và cũng có tiềm năng lưu trữ năng lượng mặt trời qua đêm rất lớn nhờ kết hợp bơm nước tại các nhà máy thủy điện.

Sẽ cần khoảng 25.000 km2 tấm pin mặt trời để hỗ trợ Indonesia sau khi nước này chuyển sang sử dụng năng lượng mặt trời để hoàn thành mục tiêu phát khí thải ròng bằng 0.

Indonesia có thể lắp đặt số lượng lớn các tấm pin mặt trời trên vùng biển nội địa yên tĩnh. Khu vực này có khoảng 140.000 km2 mặt biển không có sóng lớn hơn 4m – cũng không có gió mạnh hơn 10m/giây – trong 40 năm qua.

Diện tích biển 6,4 triệu km2 xung quanh Indonesia nếu lắp kín pin mặt trời thì đủ tạo công suất lớn hơn 200 lần so với toàn bộ nhu cầu năng lượng trong tương lai của nước này.

Tương lai cho năng lượng mặt trời ngoài khơi

Hầu hết mặt biển toàn cầu đều có sóng lớn hơn 10m và gió mạnh hơn 20m/giây. Một số công ty đang nỗ lực phát triển các biện pháp kỹ thuật để bảo vệ các tấm pin nổi ngoài khơi khỏi gió bão. Ngược lại, môi trường biển dọc theo đường xích đạo khá ôn hòa nên chỉ cần hệ thống bảo vệ tương đối đơn giản và ít tốn kém.

Hai nhà nghiên cứu đã tìm thấy cụm khu vực phù hợp nhất trong phạm vi 5–12 độ vĩ độ của Xích đạo. Những khu vực này có tiềm năng phát điện gió thấp, mật độ dân số cao, tăng trưởng nhanh về cả dân số và tốc độ tiêu thụ năng lượng. Hơn nữa, hệ sinh thái nơi đây vẫn còn nguyên vẹn. Do vậy, không nên phá hủy khu vực này để xây dựng các trang trại năng lượng mặt trời lớn. Lập trang trại trên biển là giải pháp tốt nhất.

Ngành công nghiệp năng lượng mặt trời ngoài khơi đang ở giai đoạn sơ khai. Các tấm pin mặt trời ngoài khơi có những nhược điểm so với các tấm pin trên bờ, do bị muối ăn mòn và ô nhiễm biển. Để bớt tốn kém ban đầu, những vùng biển nông được ưu tiên để neo các tấm pin vào đáy biển. Và phải chú ý cẩn thận để giảm thiểu thiệt hại cho môi trường biển và nghề đánh bắt cá. Sự nóng lên toàn cầu cũng có thể làm thay đổi tính chất gió và sóng.

Bất chấp những thách thức này, hai nhà nghiên cứu tin rằng các tấm pin nổi ngoài khơi sẽ cung cấp một phần lớn cơ cấu năng lượng cho các quốc gia có vùng biển xích đạo yên tĩnh. Đến giữa thế kỷ này, khoảng một tỉ người thuộc các quốc gia ở khu vực này sẽ chủ yếu dựa vào năng lượng mặt trời và chỉ có mặt biển bao la mới đáp ứng thoải mái nhu cầu cho họ.