Năng lượng tái tạo là gì? Khái niệm, phân loại, lợi ích và xu hướng

Năng lượng tái tạo là gì?

Năng lượng tái tạo là các nguồn tài nguyên liên tục được tái tạo, bổ sung và gần như vô hạn, chẳng hạn: năng lượng mặt trời, gió, sóng biển, thủy triều…

Khái niệm năng lượng tái tạo thường bị nhầm lẫn với các khái niệm năng lượng xanh và năng lượng sạch. Các nguồn năng lượng tái tạo là những nguồn năng lượng có thể tái chế, năng lượng sạch là những nguồn năng lượng không thải ra các chất ô nhiễm như CO2, còn năng lượng xanh là năng lượng có nguồn gốc từ các nguồn tự nhiên. Tuy nhiên nhìn chung, hầu hết chúng đều có tác động tích cực đến môi trường, giúp giảm thiểu lượng khí thải carbon.

Các loại năng lượng tái tạo

Các nguồn năng lượng tái tạo hiện nay rất đa dạng, bao gồm các loại phổ biến sau:

1. Năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời là một trong những nguồn năng lượng tái tạo miễn phí lớn nhất trên hành tinh. Chúng có sẵn ở mọi nơi trên trái đất và được khai thác chủ yếu ở 2 dạng nhiệt năng và quang năng. 

• Nhiệt năng được khai thác để sử dụng trong các lĩnh vực như: sưởi ấm hay làm nóng nước, ví dụ như bình nước nóng năng lượng mặt trời.

• Quang năng được ứng dụng trong lĩnh vực điện mặt trời. Hệ thống năng lượng mặt trời sẽ sử dụng các tấm pin năng lượng để thu ánh sáng và chuyển đổi chúng thành điện năng.

2. Năng lượng gió

Năng lượng gió là nguồn năng lượng tái tạo dồi dào, đặc biệt là ở những khu vực có không gian rộng như đồi cát, sa mạc, cánh đồng hay ven biển. Các hệ thống năng lượng gió hoạt động bằng cách sử dụng sức gió để làm quay tuabin và tạo ra điện.

Thông thường, các hệ thống điện gió sẽ có công suất rất lớn, khoảng vài chục kW trở lên. Chúng được xây dựng ở những không gian rất rộng để tạo ra một sản lượng điện lớn, đáp ứng nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng.

3. Năng lượng Thủy điện

Đây là nguồn năng lượng tái tạo đang dẫn đầu ở nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Các nhà máy thủy điện hoạt động bằng cách tận dụng sức nước để làm quay tuabin và chạy máy phát điện.

4. Năng lượng sinh khối

Năng lượng sinh khối là các nguồn năng lượng có nguồn gốc từ chất thải hữu cơ, bao gồm gỗ, cây cỏ, vỏ trấu, phân động vật… Khi đốt các nguồn nguyên liệu này, năng lượng sẽ được giải phóng dưới dạng nhiệt và có thể tạo điện bằng tuabin hơi nước. 

5. Năng lượng địa nhiệt

Là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong tâm của Trái Đất. Ở một số khu vực nhất định, độ dốc địa nhiệt sẽ đủ cao để có thể khai thác và tạo ra điện. Công nghệ để khai thác năng lượng này còn bị giới hạn bởi 1 vài nơi trên thế giới cũng như còn tồn tại nhiều vấn đề kỹ thuật làm hạn chế tiện ích của nó. 

6. Năng lượng thủy triều

Là loại năng lượng tái tạo được khai thác và sử dụng ít hơn các nguồn năng lượng tái tạo khác, bởi năng lượng thủy triều có mức đầu tư tốn kém và bị giới hạn về vị trí lắp đặt. Chúng chỉ được xây dựng ở những nơi có vận tốc dòng chảy lớn hoặc thủy triều đủ cao để có thể chuyển đổi năng lượng và tạo ra điện.

7. Năng lượng chất thải rắn

Rác thải hữu cơ được tái chế không chỉ trở thành nguồn năng lượng sạch cung cấp cho nhu cầu sử dụng của con người, mà còn giúp xử lý nguồn rác thải và giảm thiểu lượng khí thải carbon gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, nguồn năng lượng này gặp phải những hạn chế về vấn đề vốn và công nghệ.

8. Nhiên liệu đốt hydrogen & pin nhiên liệu hydro

Pin nhiên liệu hydro sử dụng quá trình điện hóa để giải phóng và cung cấp năng lượng. Nhiên liệu đốt hydrogen sử dụng khí hydro làm nhiên liệu cho động cơ hoặc tuabin, trong đó hydro phản ứng với oxy để tạo ra năng lượng và nước.

Lợi ích của năng lượng tái tạo

Vai trò của năng lượng tái tạo có ý nghĩa rất lớn đối với đời sống kinh tế, văn hóa, xã hội của một quốc gia, bởi nó mang đến những lợi ích sau:

• Giảm khí thải CO2: Trong quá trình sản xuất điện, các nguồn năng lượng tái tạo không thải ra khí nhà kính nên giảm những tác động xấu đến môi trường. Giúp hạn chế hiệu ứng nhà kính.
• Giảm phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch: Sử dụng các nguồn năng lượng sạch thay thế giúp giảm phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch, đồng thời tăng cường an ninh năng lượng, hạn chế việc nhập khẩu năng lượng từ nước ngoài.
• Tạo cơ hội việc làm: Ngành công nghiệp năng lượng tái tạo phát triển giúp tạo ra hàng triệu việc làm trên toàn cầu, từ sản xuất, lắp đặt, vận hành, đến bảo dưỡng các hệ thống năng lượng tái tạo, giúp gia tăng cơ hội việc làm cho người lao động.
• Hiệu quả kinh tế lâu dài: Các hệ thống năng lượng tái tạo có chi phí đầu tư ban đầu cao nhưng về lâu dài, chúng lại cực kỳ hiệu quả. Bởi hệ thống có tuổi thọ cao, chi phí bảo trì và bảo dưỡng tốt.

Thách thức trong phát triển năng lượng tái tạo

• Chi phí đầu tư ban đầu cao: Các hệ thống năng lượng tái tạo thường có chi phí đầu tư ban đầu lớn. Điều này khiến nhiều người khó tiếp cận và sử dụng công nghệ mới này.
• Phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên: Tùy vào điều kiện thời tiết mà sản lượng điện thu được từ các hệ thống năng lượng tái tạo sẽ khác nhau. Vì vậy mà chúng bị ảnh hưởng rất lớn từ môi trường và điều kiện tự nhiên.
• Thách thức trong việc lưu trữ điện năng: Do các nguồn năng lượng tái tạo không phải lúc nào cũng ổn định nên cần có thiết bị lưu trữ điện năng. Tuy nhiên, các thiết bị lưu trữ điện năng có chi phí sản xuất khá cao. Điều này dẫn đến một thách thức lớn cho ngành năng lượng tái tạo.
• Cơ chế, chính sách và pháp lý: Ở Việt Nam, thách thức lớn trong việc phát triển năng lượng tái tạo chính là sự thiếu nhất quán và ổn định của các chính sách. Việc thay đổi chính sách nhanh chóng hoặc không có kế hoạch dài hạn cũng là một rào cản lớn cho các nhà đầu tư…

Ứng dụng của năng lượng tái tạo

• Sản xuất điện năng: Đây là ứng dụng quan trọng nhất của năng lượng tái tạo. Hầu hết các nguồn năng lượng như mặt trời, gió, thủy điện, sinh khối và địa nhiệt đều được khai thác để tạo ra điện.
• Giao thông vận tải: Các nhiên liệu sinh học như ethanol, biodiesel, được sản xuất từ cây trồng và chất thải hữu cơ có thể sử dụng thay thế cho xăng/ dầu diesel để cung cấp năng lượng cho các phương tiện giao thông. Hay trong lĩnh vực xe điện, sử dụng điện mặt trời để sạc pin.
• Hệ thống sưởi ấm và làm mát: Như máy nước nóng năng lượng mặt trời, hệ thống máy bơm nhiệt khai thác nhiệt từ lòng đất để cung cấp năng lượng sưởi ấm vào mùa đông hoặc làm mát vào mùa hè.
• Hệ thống tưới tiêu trong nông nghiệp: như các loại máy bơm, tưới tiêu tự động bằng năng lượng mặt trời…
• Chiếu sáng công cộng: Ví dụ như hệ thống chiếu sáng bằng đèn LED kết hợp với các tấm pin năng lượng mặt trời…

Thực trạng & tiềm năng phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam

Thực trạng

• Trong những năm gần đây, năng lượng tái tạo ở Việt Nam đã có sự phát triển nhanh chóng, đặc biệt là năng lượng mặt trời. Chính phủ cũng như nhà nước đã đưa ra nhiều chính sách ưu đãi, khuyến khích đầu tư vào các nguồn năng lượng tái tạo (điển hình cơ chế khuyến khích lắp điện mặt trời áp mái gần đây nhất trong quy hoạch điện 8). Cùng với đó là nhiều dự án năng lượng tái tạo nhận được sự đầu tư của các nhà đầu tư trong và ngoài nước.
• Mặc dù năng lượng tái tạo đã được quan tâm và phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây, nhưng tỷ trọng của năng lượng tái tạo trên tổng mức năng lượng cả ngành vẫn chưa cao. Tuy nhiên, việc phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam vẫn được đánh giá cao trong tương lai bởi nước ta có những tiềm năng to lớn.

Tiềm năng

• Về năng lượng mặt trời: Việt Nam nằm trong khu vực có lượng bức xạ mặt trời cao nên tiềm năng sản xuất điện từ nguồn năng lượng mặt trời là rất lớn.
• Về năng lượng gió: Nước ta có tiềm năng gió lớn, đặc biệt là các vùng ven biển và khu vực đồi núi, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển ngành năng lượng điện gió.
• Về thủy điện: Nước ta có hệ thống sông ngòi dày đặc, rất thuận lợi để phát triển các nhà máy thủy điện.
• Về năng lượng sinh khối: Nước ta là một nước có nền nông nghiệp phát triển, có nguồn năng lượng sinh khối đa dạng, thúc đẩy sản xuất năng lượng điện, nhiệt hiệu quả.

Như vậy với những thành tựu và lợi thế sẵn có trong phát triển năng lượng tái tạo, Việt Nam cần vượt qua những thách thức để bắt kịp xu hướng của thế giới và góp phần vào việc phát triển kinh thế theo hướng bền vững.

Một số câu hỏi thường gặp liên quan (FAQ)

Năng lượng không tái tạo là gì?

Là các nguồn năng lượng sẽ cạn kiệt và không thể tái tạo trong hàng ngàn năm. Bao gồm các nguồn nhiên liệu hóa thạch như than đá, khí đốt…

Năng lượng tái tạo hiệu quả như thế nào?

Tùy vào nguồn tài nguyên tái tạo mà hiệu quả khai thác năng lượng sẽ khác nhau. Có những nguồn năng lượng tái tạo dễ tiếp cận và hiệu quả hơn những nguồn năng lượng truyền thống, nhưng cũng có những nguồn năng lượng tái tạo lại bị hạn chế hơn (như hạn chế về địa điểm khai thác, hạn chế về công nghệ khai thác…). Mặc dù vậy, các nguồn năng lượng tái tạo vẫn có thể giúp ngành điện giảm tới 80% lượng phát thải ra môi trường.

Loại năng lượng tái tạo nào là tốt nhất?

Không có loại năng lượng tái tạo nào là tốt nhất, bởi việc sử dụng phụ thuộc rất nhiều vào vị trí. Ví dụ đối với năng lượng gió, các khu vực lắp đặt điện gió hiệu quả nhất sẽ là những vùng ven biển hay cao nguyên rộng lớn. Còn năng lượng thủy triều sẽ được khai thác ở các vùng biển có tốc độ dòng chảy lớn. Mỗi loại năng lượng đều có những ưu nhược điểm riêng, do đó giải pháp tốt nhất vẫn là sử dụng nhiều nguồn năng lượng cùng nhau.

Liệu năng lượng tái tạo có cạn kiệt không?

Các nguồn năng lượng tái tạo sẽ không cạn kiệt, ít nhất là trong nhiều triệu năm như đối với năng lượng mặt trời. Với tính chất này, chúng sẽ là một giải pháp thay thế khả thi cho các nguồn năng lượng không tái tạo không thân thiện với môi trường.

Năng lượng tái tạo có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch không?

Do các nguồn nhiên liệu hóa thạch là hữu hạn và cạn kiệt theo thời gian, nên việc chuyển sang các nguồn năng lượng tái tạo trong tương lai là rất cần thiết. Ngoài ra, lợi ích về môi trường cũng ngày càng trở nên quan trọng khi tình trạng nóng lên toàn cầu vẫn đang tiếp diễn.

Tuy nhiên, để thay thế hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch thì đòi hỏi phải tiếp tục đổi mới các giải pháp năng lượng, giải pháp lưu trữ, đồng thời kết hợp các nguồn năng lượng với nhau để tạo ra nguồn cung ổn định.

Hi vọng với những chia sẻ trên đây về năng lượng tái tạo là gì, các loại năng lượng tái tạo, ưu nhược điểm và ứng dụng của chúng trong đời sống, SUNEMIT có thể giúp độc giả có cái nhìn tổng quan và chi tiết về nguồn năng lượng này, từ đó có động thái chuyển đổi sang các nguồn năng lượng hóa thạch để phục vụ đời sống của mình tốt hơn, đồng thời đóng góp tích cực vào công cuộc chuyển đổi xanh của đất nước và thế giới.