Những phát triển mới trong năng lượng tái tạo đang gây chú ý và khơi dậy niềm hy vọng trong cộng đồng trên toàn thế giới, từ một ngôi làng Bắc Cực xa xôi đang nỗ lực khai thác năng lượng mặt trời và năng lượng gió trong những điều kiện đầy thách thức để đạt được mục tiêu căn cứ không quân Hoa Kỳ quy hoạch một hệ thống điện địa nhiệt tiên tiến, quy mô lớn.

Khi phần lớn thế giới đang vật lộn với việc giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu và sự nóng lên toàn cầu, đổi mới và tiến bộ trong năng lượng tái tạo đã nổi lên như một điểm sáng. Năng lượng mặt trời, năng lượng gió, thủy điện, năng lượng địa nhiệt và sản xuất năng lượng sinh khối tốt cho hành tinh hơn là đốt nhiên liệu hóa thạch bao gồm dầu, khí tự nhiên và than đá.

Nhưng bên cạnh tất cả những lợi ích của năng lượng tái tạo, việc phát triển và sử dụng nó cũng có những nhược điểm. Chúng ta hãy nhìn vào cả hai.

Nhiều lợi ích (và đôi khi đáng ngạc nhiên) của năng lượng tái tạo

Ưu điểm của các nguồn năng lượng tái tạo là rất đa dạng và một số lợi ích rõ ràng hơn những lợi ích khác.

Nguồn cung vô tận

Một trong những lợi ích chính của các nguồn năng lượng tái tạo như mặt trời, gió và nước là chúng sẽ không bao giờ cạn kiệt. Ngược lại, các nguồn tài nguyên không thể tái tạo không chỉ hữu hạn mà còn có chi phí cao hơn khi nguồn tài nguyên sẵn có giảm sút và đòi hỏi các phương pháp khai thác cực đoan hơn với tác động môi trường lớn hơn.

Sản xuất năng lượng không có carbon

Mục tiêu của quá trình chuyển đổi năng lượng sạch là khử cacbon. Lượng khí thải carbon dioxide đạt 11.2 gigaton (Gt) vào năm 2022 chỉ từ dầu mỏ, trong khi việc sản xuất năng lượng tái tạo thải ra ít hoặc không thải ra lượng khí thải carbon để cung cấp năng lượng cho gia đình, ô tô và doanh nghiệp.

Một môi trường sạch hơn, lành mạnh hơn

Việc đốt nhiên liệu hóa thạch, như than đá, sẽ thải ra các chất ô nhiễm trong không khí như oxit nitơ và sulfur dioxide, đồng thời việc khai thác các tài nguyên này có thể dẫn đến ô nhiễm nguồn nước và hủy hoại môi trường sống của động vật. Sử dụng năng lượng tái tạo thay cho nhiên liệu hóa thạch có thể làm giảm các chất ô nhiễm này và giúp giảm thiểu rủi ro đối với sức khỏe con người và môi trường tự nhiên.

Năng lượng độc lập

Năng lượng tái tạo mang lại an ninh năng lượng mạnh mẽ hơn bằng cách mở ra những cơ hội mới cho sản xuất năng lượng trong nước, từ đó giảm sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp năng lượng có nguồn gốc nước ngoài. Ví dụ, kể từ khi Nga xâm chiếm Ukraine, các nước châu Âu đã tìm cách giảm nhập khẩu dầu và khí đốt của Nga. Vào năm 2023, sản xuất năng lượng tái tạo trong nước ở châu Âu đã tăng lên chiếm mức kỷ lục 44% trong cơ cấu điện của EU trong khi nhập khẩu từ Nga giảm, giúp xây dựng một mạng lưới điện ổn định và linh hoạt hơn.

Bảo trì ít hơn

Đối với một số loại nguồn năng lượng tái tạo nhất định, chi phí bảo trì và bảo trì cơ sở hạ tầng của chúng là tối thiểu. Ví dụ, hệ thống quang điện mặt trời thường không có bộ phận chuyển động và có thể tồn tại từ 25 năm trở lên mà không cần bảo trì nhiều. Các nhà máy thủy điện thường có chi phí vận hành thấp và cũng cần ít bảo trì, thiết bị có tuổi thọ cao có thể hoạt động trong nhiều thập kỷ.

Năng lượng phải chăng

Khi nói đến chi phí, các nguồn năng lượng tái tạo từng được so sánh không thuận lợi với nhiên liệu hóa thạch. Nhưng khi giá nhiên liệu hóa thạch tăng cao, năng lượng tái tạo đã nổi lên như một lựa chọn năng lượng thay thế hợp lý. MỘT ước tính 96% dự án năng lượng mặt trời và năng lượng gió quy mô tiện ích mới có chi phí phát điện thấp hơn so với các nhà máy than và khí đốt tự nhiên mới. Khi ngày càng có nhiều nguồn năng lượng tái tạo được tích hợp vào lưới điện, các doanh nghiệp cũng đang thực hiện quản lý năng lượng các chương trình để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và giảm chi phí năng lượng tổng thể.

Tạo việc làm

Trong khi cả ngành năng lượng sạch và nhiên liệu hóa thạch đều chứng kiến ​​sự tăng trưởng việc làm trong những năm gần đây, tốc độ tăng trưởng trước đây đã nhanh hơn rõ rệt. Kết quả là, vai trò của năng lượng sạch hiện nay đóng vai trò hơn một nửa trong số 67 triệu việc làm trong lĩnh vực năng lượng toàn cầu. Sự tăng trưởng như vậy đang thúc đẩy nhu cầu bổ sung thêm lao động và đào tạo lại cho những công nhân sử dụng nhiên liệu hóa thạch hiện có để chuyển sang ngành năng lượng tái tạo.

Rào cản cho quá trình chuyển đổi sạch: những bất lợi đối với năng lượng tái tạo

Bên cạnh tất cả những lợi ích nổi tiếng của năng lượng tái tạo, lĩnh vực này cũng có một số nhược điểm. Hiểu được những nhược điểm của năng lượng tái tạo có thể giúp các tổ chức lên kế hoạch triển khai tốt hơn. Dưới đây là một số nhược điểm của các dự án năng lượng tái tạo hiện nay:

Chi phí trả trước cao

Chuyển sang công nghệ năng lượng tái tạo sẽ tiết kiệm tiền về lâu dài nhưng chi phí thành phần và chi phí thiết lập ban đầu có thể tốn kém. Ví dụ, các doanh nghiệp nhỏ có thể mong đợi trả 100,000 USD trở lên cho việc lắp đặt năng lượng mặt trời thương mại, tùy thuộc vào nhu cầu năng lượng của họ. Tuy nhiên, luật khuyến khích, tín dụng thuế và các khoản giảm giá khác nhau có thể giúp bù đắp những chi phí này.

Yêu cầu về vị trí và diện tích đất đai

Hầu hết việc sản xuất điện bằng năng lượng tái tạo đều phụ thuộc vào địa điểm - các trang trại năng lượng mặt trời cần ánh sáng mặt trời không bị cản trở, thủy điện cần có sự chuyển động của nước, trang trại gió cần không gian mở và năng lượng địa nhiệt truyền thống cần gần nguồn nước nóng. Trong nhiều trường hợp, hệ thống năng lượng tái tạo đòi hỏi nhiều không gian—nhiều hơn các nhà máy điện truyền thống. Nghiên cứu do Trung tâm Khí hậu ICF thực hiện cho thấy việc lắp đặt năng lượng tái tạo quy mô lớn cần gấp 10 lần đất hơn so với các nhà máy điện chạy bằng than và khí đốt tự nhiên.

Biến động sản xuất

Sản xuất điện tái tạo dễ bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết: năng lượng mặt trời dễ bị ảnh hưởng bởi những ngày nhiều mây, thủy điện dễ bị hạn hán và năng lượng gió dễ bị ảnh hưởng trong những ngày lặng gió. Như vậy, việc đảm bảo lượng năng lượng được sản xuất tại bất kỳ thời điểm nào là một thách thức. Để giúp các công ty thích ứng với sự biến động này, các giải pháp như Bộ thông minh môi trường của IBM sử dụng cảm biến, dữ liệu không gian địa lý, phân tích nâng cao, học máy, trí tuệ nhân tạo (AI) và dữ liệu thời tiết để tạo ra dự báo gió và mặt trời trong ngày tới.

Yêu cầu lưu trữ

Do tính chất không liên tục của năng lượng tái tạo, pin cần phải thu thập năng lượng trong thời gian sản xuất cao điểm để phân phối một cách nhất quán, có kiểm soát trong thời gian sản xuất thấp đến không sản xuất. Hệ thống lưu trữ năng lượng để hỗ trợ các ứng dụng quy mô tiện ích rất tốn kém nhưng công nghệ đang được phát triển để hỗ trợ việc lưu trữ lâu dài với giá cả phải chăng hơn.

Hạn chế của chuỗi cung ứng

Rào cản chuỗi cung ứng đang cản trở việc lắp đặt các dự án năng lượng tái tạo. Theo báo cáo của McKinsey, các nhà phát triển dự án phải đối mặt ba thách thức chính: khả năng tiếp cận nguyên liệu thô và kim loại đất hiếm trong bối cảnh thiếu hụt dự kiến; tiếp cận tài năng và máy móc cần thiết; và ít đa dạng hóa nhà cung cấp cho các thành phần quan trọng. Ví dụ, trong trường hợp polysilicon, vật liệu được sử dụng trong các tấm pin mặt trời, 79% công suất toàn cầu tập trung ở Trung Quốc, khiến ngành công nghiệp quang điện mặt trời dễ bị gián đoạn ở quốc gia đó.

Dấu chân carbon và chất thải

Mặc dù năng lượng mặt trời và năng lượng gió không thải ra khí thải độc hại trong quá trình sản xuất điện nhưng việc sản xuất, lắp đặt và vận chuyển các thiết bị sử dụng năng lượng tái tạo thường tạo ra lượng phát thải khí nhà kính. Ngoài ra, các chất thải được tạo ra trong quá trình sản xuất và tiêu hủy tài sản, với các cánh tuabin gió và các tấm pin mặt trời chiếm không gian trong các bãi chôn lấp.

Tối ưu hóa nguồn năng lượng tái tạo

Các doanh nghiệp trong ngành năng lượng tái tạo hoặc quan tâm đến việc tìm nguồn cung ứng năng lượng tái tạo có thể chủ động theo dõi xu hướng năng lượng tái tạo bằng các công cụ phù hợp. Các Bộ thông minh môi trường của IBM sử dụng dữ liệu lịch sử sản xuất năng lượng, dữ liệu thời tiết, v.v. để tạo ra các dự báo năng lượng có độ chính xác cao cho tài sản gió và mặt trời nhằm đưa ra các quyết định quan trọng ở cấp doanh nghiệp.

Dùng thử miễn phí Bộ thông minh môi trường của IBM

Đặt bản demo trực tiếp