Hiện nay, năng lượng tái tạo đang dần thay thế hoàn toàn cho nguồn năng lượng lấy từ tài nguyên thiên nhiên. Điều này mang lại lợi ích cao trong việc giảm thải lượng khí carbon cũng như các loại ô nhiễm khác. Dưới đây là thông tin khái niệm về năng lượng tái tạo, cùng ưu nhược điểm và ứng dụng của nó trong cuộc sống.

1. Năng lượng tái tạo là gì?

Năng lượng tái tạo hay (năng lượng sạch hoàn toàn) trái ngược với nhiên liệu hóa thạch. Chúng được tạo ra từ các nguồn hình thành liên tục, có thể coi là vô hạn như gió, mưa, ánh sáng mặt trời, sóng biển, thủy triều,…

Tuy còn khá mới nhưng đây lại là nguồn năng lượng mang đến những chuyển biến tích cực trong tương lai. Năng lượng sạch hoàn toàn đang nhanh chóng lan rộng ở cả quy mô lớn và nhỏ, dần thay thế cho các nguồn nhiên liệu truyền thống trong 4 lĩnh vực quan trọng: nhiên liệu động cơ, làm mát, phát điện và hệ thống điện độc lập nông thôn.

2. Ưu và nhược điểm của năng lượng tái tạo

Ưu điểm:

- Là nguồn năng lượng sạch, ít gây ô nhiễm nên rất thân thiện với môi trường;

- Không lo cạn kiệt;

- Nhiều ứng dụng hữu ích, điển hình là tiết kiệm điện năng cho các hộ gia đình, nhà máy, xí nghiệp,...

Nhược điểm:

- Chi phí đầu tư ban đầu khá tốn kém bởi phải xây dựng hệ thống trang thiết bị hiện đại và tiên tiến; 

- Do có nguồn gốc từ thiên nhiên nên năng lượng tái tạo có tính ổn định thấp và thường chịu tác động từ các tác nhân gây ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động;

3. Các loại năng lượng tái tạo trên thế giới

3.1. Năng lượng gió

Ngày nay, các tuabin gió thường có quy mô lớn với công suất từ khoảng 600 kW đến 9 MW. Đây là thiết bị giúp tạo ra một lượng tương đối lớn nhờ vào sức gió thổi. Khi tốc độ gió tăng, sản lượng điện cũng tăng lên đạt công suất tối đa cho tuabin.

Những khu vực có gió mạnh liên tục là nơi lý tưởng cho các trang trại điện gió. Thông thường, số giờ đầy tải của tuabin gió có thể thay đổi từ 16% đến 57% hàng năm và sẽ cao hơn ở các vị trí ngoài khơi.

3.2. Năng lượng mặt trời

Có nhiều cách khai thác năng lượng mặt trời nhờ sử dụng những công nghệ hiện đại như: sưởi ấm, năng lượng mặt trời tập trung (CSP), kiến trúc năng lượng mặt trời, quang điện, quang điện bộ tập trung (CPV) và quang hợp nhân tạo.

Ngày nay, con người còn sử dụng nguồn năng lượng tái tạo này theo nhiều cách khác nhau như tạo ra điện cung cấp cho thiết bị điện, làm nước nóng,… để phục vụ nhu cầu trong cuộc sống.

3.3. Thủy điện

Thủy điện là nguồn năng lượng sạch hoàn toàn đang được ứng dụng nhiều ở hầu hết các quốc gia. Thủy điện hoạt động dựa vào sức nước trong các dòng nước có tốc độ nhanh để thiết lập tuabin máy phát điện.

Hiện nay, hầu hết các quốc gia trên thế giới đều xây dựng hệ thống các nhà máy thủy điện, đập thủy điện. Tuy nhiên, những công trình này không được xem là năng lượng tái tạo. Lý do là vì thủy điện cũng như các con đập này làm giảm dòng chảy tự nhiên và  chuyển hướng dòng chảy. Bên cạnh đó, thủy điện và đập thủy điện còn tác động đến con người cũng như quần thể sinh vật sinh sống trong khu vực đó.  Các nhà máy thủy điện nhỏ sẽ được quản lý cẩn thận hơn để không gây ra các tác động đến môi trường.

3.4. Năng lượng sinh học

Năng lượng sinh học (hay còn gọi là năng lượng sinh khối) có nguồn gốc từ động vật, cây trồng. Nguồn năng lượng tái tạo này có thể được sử dụng trực tiếp hoặc gián tiếp nhờ vào quá trình đốt cháy để tạo ra nhiệt. 

Gần đây, các nhà khoa học chỉ ra rằng đốt  sinh khối có nguồn gốc từ thực vật tạo ra lượng khí CO2 cao, gây nên những ảnh hưởng tiêu cực đối với môi trường. Vì vậy, sinh khối đang dần không được coi nguồn năng lượng sạch hoàn toàn.

3.5. Năng lượng địa nhiệt

Năng lượng địa nhiệt của Trái Đất sinh ra từ sự hình thành của ban đầu hành tinh và sự phân rã phóng xạ của khoáng chất.

Ở một số khu vực có độ dốc địa nhiệt đủ cao sẽ khai thác được và tạo ra điện. Tuy nhiên, công nghệ để khai thác năng lượng địa nhiệt vẫn bị giới hạn ở một vài nơi. Ngoài ra, vấn đề kỹ thuật cũng làm hạn chế tiện ích của loại năng lượng này.

3.6. Năng lượng chất thải rắn

Ngày nay, chuyển hóa chất thải rắn thành năng lượng là biện pháp tái chế rác thải hữu cơ hiệu quả. Hoạt động này không chỉ xử lý rác thải thành điện năng mà còn giảm phát thải khí nhà kính.

Nhiều quốc gia đã giải quyết hiệu quả vấn đề rác thải, đặc biệt là chuyển hóa thành nguyên liệu thô cho các hoạt động công nghiệp. Có thể kể đến như: các quốc gia khu vực Bắc Âu, Singapore, Nhật Bản, Mỹ, Đức,...

Ở các nước đang phát triển, số lượng và mật độ rác đô thị còn tăng cao hơn các nước phát triển. Tuy nhiên, việc xử lý rác thải lại gặp nhiều hạn chế hơn do thiếu vốn đầu tư và công nghệ. 

3.7. Năng lượng thủy triều

Thủy triều là dạng năng lượng sạch hoàn toàn, được sử dụng để tạo ra điện nhờ vào sự chuyển đổi năng lượng. Nguồn năng lượng này mức chi phí đầu tư khá tốn kém. Hơn nữa, chỉ thực hiện được ở những nơi có vận tốc dòng chảy lớn hoặc thuỷ triều đủ cao.

Năng lượng tái tạo từ thủy triều tồn tại một số nhược điểm đang được các nhà khoa học tìm ra cách giải quyết trong cuộc khủng hoảng năng lượng sắp tới. Vì vậy, năng lượng từ thủy triều cũng chưa thực sự được sử dụng rộng rãi.

3.8. Nhiên liệu hydrogen và pin nhiên liệu hydro

Ngoài ra, hydrogen còn được sử dụng trong pin nhiên liệu hydro, cung cấp năng lượng cho động cơ điện tương tự như pin lưu trữ điện. Các loại xe chạy bằng hơi nước đều được ứng dụng từ loại năng lượng này.

Khi sử dụng nhiên liệu đốt hydrogen, ô nhiễm trong thành phố được giảm một cách đáng kể. Đây sẽ là giải pháp hữu hiệu nhằm ngăn chặn tình trạng ô nhiễm môi trường trong tương lai.

4. Thực trạng năng lượng tái tạo ở Việt Nam

Năng lượng tái tạo không gây ô nhiễm môi trường, giúp giảm thiểu hiệu ứng nhà kính. Vì vậy, theo Bộ Công thương, xét đến năm 2030 sẽ đặt mục tiêu và định hướng phát triển năng lượng sạch hoàn toàn. 

Đến nay, Việt Nam đã thực hiện thành công nhiều dự án năng lượng mặt trời ở các tỉnh phía Trung và phía Nam. Hầu hết các dự án đều mang lại nhiều lợi ích như: giảm tiền điện hàng tháng, tạo công ăn việc làm cho một số lao động, tăng thêm giá trị sản xuất công nghiệp, tăng phần thuế VAT cho ngân sách của địa phương.

Ngoài năng lượng mặt trời, Việt Nam cũng có nhiều tiềm năng để phát triển năng lượng gió khi sở hữu đường bờ biển dài 3.200km và tốc độ gió ở Biển Đông hàng năm là 6m/s. Tuy nhiên, do tồn tại nhiều rào cản về pháp lý, kỹ thuật, kinh phí,... phát triển điện gió đang có những bước tiến khá chậm.