Những "nguồn điện xanh" cho xe điện trong tương lai

Minh Long
Các nhà khoa học, công ty và nhà đầu tư mạo hiểm đang đặt cược vào những cách công nghệ cao cung cấp năng lượng cho hành tinh mà không thải ra khí thải nhà kính...
Trong khi các nguồn năng lượng sạch truyền thống như năng lượng Mặt trời và năng lượng gió được kỳ vọng sẽ đóng vai trò hàng đầu trong việc giúp các quốc gia đạt được các mục tiêu về khí hậu trong thời gian ngắn, thì các giải pháp công nghệ cao hơn có thể cần thiết để đạt được các mục tiêu dài hạn.  
Trong khi các nguồn năng lượng sạch truyền thống như năng lượng Mặt trời và năng lượng gió được kỳ vọng sẽ đóng vai trò hàng đầu trong việc giúp các quốc gia đạt được các mục tiêu về khí hậu trong thời gian ngắn, thì các giải pháp công nghệ cao hơn có thể cần thiết để đạt được các mục tiêu dài hạn.  

Để phát triển các công nghệ đó, đòi hỏi rất nhiều nghiên cứu, tiền bạc và một chút may mắn. Dưới đây là một số công nghệ thu hút nhiều sự chú ý nhất hiện tại:

Nhiệt hạch

Quá trình hoạt động khi hạt nhân của hai nguyên tử phải chịu nhiệt độ cực cao, dẫn đến việc chúng hợp nhất thành một nguyên tử mới lớn hơn, tạo ra một lượng năng lượng khổng lồ.

Bí quyết là hydro nhiên liệu thông thường phải được đốt nóng đến 150 triệu độ C, điều này cần rất nhiều năng lượng ngay từ đầu. Chưa có cơ sở nào thực hiện phản ứng nhiệt hạch giải phóng nhiều năng lượng hơn yêu cầu. Nhưng việc vận hành một nhà máy điện bằng phương pháp nhiệt hạch dẫn đến những trở ngại bổ sung, chẳng hạn như làm thế nào để ngăn chặn lượng nhiệt đó một cách tiết kiệm.

Các nhà khoa học tại Đại học Oxford, Viện Công nghệ Massachusetts và một số nơi khác cho biết họ đang đạt được nhiều tiến bộ. Chính phủ Anh tin rằng một mẫu thử nghiệm sẽ được đưa ra vào năm 2040.

Nhiệt hạch có lợi thế hơn so với quá trình phân hạch, được sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân ngày nay để phá vỡ các nguyên tử bao gồm nhiên liệu có nguồn gốc từ nước, không phải uranium hoặc plutonium phóng xạ. Điều đó có nghĩa là phản ứng tổng hợp không tạo ra chất thải phóng xạ lâu dài.

Nhà máy hạt nhân tiên tiến

Các nhà máy hạt nhân tiên tiến sẽ nhỏ hơn các lò phản ứng hạt nhân khổng lồ hiện tại. Về mặt lý thuyết, chúng có thể được sử dụng ở các địa điểm xa xôi. Một số phiên bản có thể sử dụng chất thải hạt nhân làm nhiên liệu. Nhưng các lò phản ứng hạt nhân tiên tiến cũng là một thách thức để xây dựng.

Nhiều nhà phê bình nói rằng chúng cũng sẽ tạo ra nhiều chất thải cô đặc hơn và sẽ chạy bằng uranium được làm giàu hơn nhiều so với nhiên liệu trong các lò phản ứng ngày nay.

Tại Mỹ, Bill Gates muốn xây dựng một lò phản ứng Natrium ở Wyoming với giá khoảng 1 tỷ USD và có nhiều nhà máy cung cấp năng lượng cho lưới điện vào những năm 2030. Trung Quốc, Nga và Nhật Bản cũng đang nghiên cứu công nghệ này.

Thu, lưu trữ carbon

Mới đây, tại Iceland, Climeworks AG đã hợp tác với công ty lưu trữ carbon Carbfix mở nhà máy lớn nhất thế giới để hút carbon dioxide ra khỏi không khí và bơm xuống lòng đất, nơi cuối cùng nó trở thành đá.

Đây là một trong 15 nhà máy thu nhận không khí trực tiếp (DAC) trên thế giới cùng nhau hút khoảng 9.000 tấn CO2 mỗi năm từ bầu trời. Nghe có vẻ ấn tượng, nhưng thực tế nó cũng chi tương đương với lượng khí thải thoát ra từ ống xả của 2.000 chiếc xe.

Chi phí cao, trong khoảng 600 USD cho mỗi tấn carbon dioxide thu được, có thể hạn chế tăng trưởng trong ngắn hạn. Nhưng chi phí sẽ giảm khi công nghệ được cải thiện.

Ngay cả việc thu giữ và lưu trữ carbon (CCS) công nghệ thấp hơn, trong đó CO2 được thu giữ tại một khu công nghiệp thay vì từ không khí, đã có một con đường gập ghềnh. Một số nhà máy hút CO2 từ các nhà máy than để chôn dưới đất đã thất bại hoặc bị đóng băng.

Việc giảm thuế theo luật của Mỹ sẽ tăng tín dụng cho CCS lên khoảng 85 USD một tấn. Nhưng các nhà quan sát, bao gồm cả nhóm môi trường Sierra Club, nói rằng việc cung cấp các khoản tín dụng lớn có thể khuyến khích các nhà máy tiếp tục đốt nhiên liệu hóa thạch.

Hydrogen

Được sử dụng từ lâu trong nhiên liệu tên lửa, hydro có thể được trộn với khí tự nhiên để đốt cháy sạch hơn nhiên liệu, hoặc được sử dụng trong xe chạy bằng pin nhiên liệu, giải phóng hơi nước dưới dạng khí thải. Nó cũng có thể được chiết xuất từ ​​amoniac để làm nhiên liệu cho tàu.

Hydro sạch được sản xuất bằng năng lượng gió, năng lượng Mặt trời hoặc năng lượng hạt nhân, vì "hydro xám" ngày nay được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch. Nhưng chi phí đó cao hơn khoảng 4 lần.

Một lựa chọn khác, hydro xanh, được tạo ra bằng cách sử dụng các nhà máy khí đốt tự nhiên để thu nhận carbon, nhưng một số nhà khoa học nói rằng quá trình đó có thể giải phóng khí mê-tan, khiến hydro không sạch hơn khí tự nhiên.

Ả rập Xê-út, nước xuất khẩu dầu lớn nhất thế giới, đang lên kế hoạch xây dựng một nhà máy trị giá 5 tỷ USD tại thành phố tương lai NEOM để sản xuất hydro sạch.

Địa nhiệt

Các nhà máy điện địa nhiệt khai thác nhiệt độ lên tới 700 độ F (370 độ C) ở xa bề mặt trái đất để tạo ra hơi nước và làm quay các tuabin tạo ra điện.

Những quốc gia như Mỹ, Indonesia, Philippines và Kenya đang dẫn đầu về sản xuất điện địa nhiệt. Nhưng công nghệ này cần phải phát triển mạnh mẽ để đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp một giải pháp thay thế cho nhiên liệu hóa thạch.

Mỹ có khả năng tạo ra 10% nhu cầu điện năng hiện tại của đất nước thông qua địa nhiệt, tăng từ 0,4% hiện nay do chi phí trả trước cao kìm hãm các khoản đầu tư. Trong khi đó, các quốc gia có ít tài nguyên nhiên liệu hóa thạch, bao gồm Nhật Bản và Singapore, đều hướng tới phát triển năng lượng địa nhiệt.

Tin mới

Triển vọng FDI ngành ô tô Việt Nam năm 2023

Triển vọng FDI ngành ô tô Việt Nam năm 2023

Năm 2023 được nhiều chuyên gia dự báo là một năm đầy thử thách đối với nền kinh tế thế giới. Nhưng đối với ngành công nghiệp ôtô tại Việt Nam, dư địa tăng trưởng vẫn còn nhiều và là “miền đất hứa” cho các doanh nghiệp đầu tư nước ngoài (FDI).
Các nhà sản xuất ô tô của châu Âu lo ngại chiến tranh thương mại với Mỹ

Các nhà sản xuất ô tô của châu Âu lo ngại chiến tranh thương mại với Mỹ

Ngay cả khi các nhà sản xuất ô tô châu Âu thoát khỏi suy thoái kinh tế dự kiến, vượt qua cơn bão lạm phát và đối mặt với thách thức từ Trung Quốc, họ sẽ phải đối mặt với sự cạnh tranh ngày càng gay gắt khi sản xuất thoát khỏi tình trạng thiếu hụt chất bán dẫn. Một cuộc chiến thương mại với Mỹ có thể gây ra những hậu quả tồi tệ.
Chủ tịch tiếp theo của Toyota: Koji Sato là ai?

Chủ tịch tiếp theo của Toyota: Koji Sato là ai?

Với tư cách là nhà lãnh đạo mới của nhà sản xuất ô tô lớn nhất thế giới và tổ chức quan trọng của Nhật Bản, ông Koji Sato đã được giao nhiệm vụ “thay đổi hoàn toàn mô hình” Toyota Engine từ một nhà sản xuất ô tô thành một “tổ chức di động”.
Mate Rimac: “Cơn gió lạ” của ngành xe điện toàn cầu

Mate Rimac: “Cơn gió lạ” của ngành xe điện toàn cầu

Trên bản đồ xe điện toàn cầu, không có tên Croatia. Nhưng quốc gia nhỏ bé nằm cạnh biển Adriatic này lại có một công dân sở hữu tầm ảnh hưởng lớn tới sự phát triển của xe điện, đặc biệt là phân khúc xe hiệu suất cao. Ở tuổi 34, Mate Rimac là một trong những nhân vật quan trọng nhất của ngành công nghiệp xe hơi trên thế giới.
Nóng cuộc đua ô tô điện: Cạnh tranh nước rút, Tesla khó giữ ngôi đầu

Nóng cuộc đua ô tô điện: Cạnh tranh nước rút, Tesla khó giữ ngôi đầu

Trong khoảng 1,3 tỷ ô tô đang lưu thông trên toàn cầu, xe điện chỉ chiếm chừng 15%. Thị phần của xe điện dù đang ở mức thấp, nhưng tăng đều theo thời gian, và cái tên dẫn đầu vẫn là Tesla – nhà tiên phong trong cả ba lĩnh vực: thiết kế, sản xuất và kinh doanh. Tuy nhiên, nếu nhìn vào gương chiếu hậu, Tesla sẽ nhận ra, các đối thủ bám đuổi ngày càng đông hơn, và khoảng cách cũng dần được thu hẹp lại…