Liệu năng lượng tái tạo 100% có đủ dùng cho cả thế giới? - Federico Rosei & Renzo Rosei

Xem bài học đầy đủ tại: https://ed.ted.com/lessons/can-100-renewable-energy-power-the-world-federico-rosei-and-renzo-rosei

Mỗi năm thế giới sử dụng 35 tỷ thùng dầu. Sự lệ thuộc kinh khủng vào nhiên liệu hóa thạch này đang làm ô nhiễm trái đất, và một ngày, chúng sẽ cạn kiệt. Trong khi đó, chúng ta có nguồn nắng, nước và gió dồi dào, tất cả đều là nguồn năng lượng tái tạo. Vậy tại sao không ngừng hẳn việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch để chỉ dựa vào các nguồn năng lượng này? Federico Rosei và Renzo Rosei mô tả những thách thức mà ta phải đối mặt.

Bài học bởi Federico Rosei và Renzo Rosei, đạo diễn bởi Giulia Martinelli.

Hàng năm, thế giới tiêu thụ
35 tỷ thùng dầu.

Sự lệ thuộc kinh khủng
vào nhiên liệu hoá thạch này

đang làm ô nhiễm Trái Đất
và một ngày, chúng sẽ cạn kiệt.

Các nhà khoa học ước tính
chúng ta đã dùng hết 40% trữ lượng dầu.

Theo một số liệu gần đây,

cứ đà này, khoảng 50 năm nữa,
ta sẽ cạn kiệt dầu và khí đốt,

và khoảng 100 năm đối với than đá.

Mặt khác, chúng ta lại có nguồn
nắng, nước và gió dồi dào.

Đây đều là những năng lượng tái tạo,

nghĩa là chúng sẽ không bao giờ cạn.

Nếu ta có thể chuyển sự lệ thuộc
vào nhiên liệu hoá thạch

sang sử dụng
mỗi năng lượng tái tạo thì sao?

Ta đã cân nhắc điều đó
hàng thập kỷ nay,

thế mà năng lượng tái tạo vẫn chỉ
đáp ứng 13% nhu cầu của chúng ta.

Lí do là, để đạt được 100%,
ta cần đến một nguồn năng lượng rẻ

và dễ khai thác.

Đó là một thử thách rất lớn,

ngay cả khi bỏ qua yếu tố chính trị
để tập trung vào khoa học và công nghệ.

Ta có thể hiểu rõ vấn đề hơn
khi hiểu được cách ta sử dụng năng lượng.

Ứng dụng năng lượng toàn cầu
là một hệ thống phức tạp,

mỗi dạng nhiên liệu sẽ cần
một giải pháp khác nhau.

Nhưng giờ đây, ta chỉ tập trung
vào hai nguồn năng lượng quen thuộc nhất:

điện và nhiên liệu lỏng.

Điện cung cấp năng lượng cho lò sưởi,
thang máy, máy tính,

và mọi thiết bị dùng trong sinh hoạt,
kinh doanh, và sản xuất.

Trong khi đó, nhiên liệu lỏng
đóng vai trò quan trọng

trong hầu hết các loại hình vận tải.

Đầu tiên, hãy xem xét trữ lượng điện.

Tin vui là công nghệ của ta
đã đủ tiến bộ

để thu được
toàn bộ năng lượng tái tạo,

và đó là một nguồn vô tận.

Mặt trời liên tục tỏa ra

khoảng 173 triệu tỷ wat
năng lượng mặt trời đến Trái Đất,

gấp 10 ngàn lần
nhu cầu hiện tại của ta.

Và theo tính toán, cần có một bề mặt
có diện tích vài trăm nghìn cây số vuông

để có thể đáp ứng lượng điện năng
sử dụng hiện tại của con người.

Vậy sao không xây dựng nó?

Vì có những rào cản khác,

như hiệu suất
và hệ thống truyền tải điện.

Để tối ưu hóa hiệu suất,

các trạm năng lượng phải được xây ở nơi
có mặt trời chiếu sáng quanh năm,

như sa mạc.

Nhưng những nơi đó lại rất xa
khu vực đông dân cư,

nơi có nhu cầu năng lượng cao nhất.

Vẫn có nhiều dạng năng lượng tái tạo khác
có thể khai thác

như thủy điện,

địa nhiệt,

và nhiên liệu sinh khối,

nhưng chúng đều bị hạn chể
về tính sẵn có và địa điểm khai thác.

Theo nguyên tắc, một mạng lưới
truyền tải điện năng

với mạng điện giăng khắp toàn cầu

sẽ giúp ta truyền tải năng lượng
từ nơi chúng được tạo ra

đến nơi cần sử dụng.

Nhưng xây dựng một hệ thống
có quy mô như thế đắt không tưởng.

Chúng ta vẫn có thể giảm chi phí
bằng những công nghệ tiên tiến

giúp hấp thụ năng lượng hiệu quả hơn.

Hệ thống hạ tầng để truyền tải điện
cũng cần thay đổi toàn diện.

Hiện tại, năng lượng hao phí ở mức 6-8%
trên tổng lượng điện năng truyền đi

vì đường dây kim loại
có điện trở sẽ toả năng lượng.

Dây càng dài, điện trở càng lớn,
càng mất nhiều năng lượng.

Vật liệu siêu dẫn có thể là giải pháp.

Chúng có thể truyền điện
mà không gây bất kỳ hao phí nào.

Không may là, chúng chỉ hoạt động
trong điều kiện được làm lạnh,

điều này tốn năng lượng,
nên sẽ phản lại mục tiêu ban đầu.

Để hưởng lợi từ công nghệ đó,

ta cần tìm ra
những vật liệu siêu dẫn mới

có thể hoạt động
ở nhiệt độ thường.

Còn nhiên liệu lỏng từ dầu
vốn cực kì quan trọng thì sao?

Một thách thức khoa học chính là
cất trữ năng lượng tái tạo

ở dạng có thể dễ dàng vận chuyển.

Gần đây, ta có bước tiến
trong việc sản xuất pin Li-ion,

với trọng lượng nhẹ
và mật độ năng lượng cao.

Nhưng thậm chí một ký pin loại tốt nhất
cũng chỉ trữ được 2,5 mega Jun,

thấp hơn 20 lần so với
năng lượng mà một ký xăng cung cấp.

Để có thể cạnh tranh được, xe hơi cần
nhiều pin để trữ nhiều năng lượng hơn

mà không tăng giá thành.

Điều này càng khó khăn đối với
phương tiện lớn, như thuyền và máy bay.

Để nạp năng lượng cho một máy bay
xuyên Đại Tây Dương,

chúng ta cần khoảng một tấn pin.

Điều này cũng cần một bước nhảy vọt
về công nghệ về vật liệu mới,

với mật độ năng lượng cao hơn,

khả năng lưu trữ tốt hơn.

Một giải pháp tiềm năng sẽ là
tìm những cách hiệu quả

để chuyển đổi năng lượng mặt trời
thành năng lượng hóa học.

Điều này đã được thí nghiệm,

nhưng hiệu suất vẫn rất thấp
để có thể tung ra thị trường.

Để tìm ra một giải pháp đột phá,
ta sẽ cần rất nhiều sự sáng tạo,

cải tiến, và những động lực mạnh mẽ.

Việc chuyển hướng chỉ sử dụng
năng lượng tái tạo là một vấn đề phức tạp

bao gồm mảng công nghệ,
kinh tế, và chính trị.

Những ưu tiên giải quyết thách thức
phụ thuộc vào những giả định cụ thể

mà ta phải tạo ra khi cố giải quyết
vấn đề đa diện như thế này.

Nhưng có rất nhiều lý do để lạc quan
rằng chúng ta sẽ làm được.

Các nhà khoa học hàng đầu thế giới
đang nghiên cứu những vấn đề này

và không ngừng tạo ra đột phá.

Nhiều chính phủ và doanh nghiệp
cũng đang đầu tư vào công nghệ

giúp khai thác mọi năng lượng quanh ta.