Điện mặt trời trên Sahara: kế hoạch đầy tham vọng này liệu có thành công?

Tình hình thiếu hụt điện năng

Trong thực tế, luôn có những vấn đề mà chúng ta không bao giờ có thể giải quyết được. Sự thiếu hụt điện năng cũng là một trong số những vấn đề mà tôi muốn nhắc đến. Kể từ khi Carter (một tổng thống Hoa Kỳ) tuyên bố một cuộc khủng hoảng năng lượng vào những năm 1970, mọi người đã nói rất nhiều về điều đó và đưa ra nhiều giải pháp nhằm giải quyết cho vấn đề thiếu hụt năng lượng này, nhưng cho đến nay vẫn chưa có được một giải pháp thống nhất nào.

Đầu năm 1973, người Đức đã bị ảnh hưởng bởi thảm họa ở Chernobyl và một sự thừa nhận rằng tất cả các công nghệ đều có “rủi ro”. Ở giai đoạn đó, các nhà máy điện năng lượng mặt trời quy mô lớn vẫn bị con người xem như khoa học viễn tưởng, khó có thể thực hiện được.

Đầu thế kỷ 21, đã có nhóm kỹ sư người Đức phát triển một kế hoạch thu hoạch năng lượng mặt trời trên sa mạc Sahara và phân bổ điện mặt trời trên khắp Địa Trung Hải bằng việc sử dụng các dây cáp điện cao thế, cáp DC.

Một kỹ sư người Đức đã tính toán rằng lượng năng lượng mặt trời được hấp thụ bởi sa mạc lớn hơn rất nhiều so với tổng mức tiêu thụ năng lượng của con người trong cả năm. Chúng ta chỉ cần khai thác một phần nhỏ năng lượng này là đã có thể cung cấp đủ để sử dụng mà không có bất kỳ vấn đề nào về ô nhiễm môi trường cũng như không cần đến các nhiên liệu hóa thạch.

Những thách thức và lợi thế của điện mặt trời Sahara

Sa mạc Sahara là một vùng đất cực kỳ rộng lớn, để cho bạn dễ hình dung thì diện tích hoang mạc Sahara xấp xỉ diện tích của Trung Quốc (hoặc Hoa Kỳ). Chỉ cần lắp đặt điện mặt trời 1 – 2% diện tích ở đây là đã có thể cung cấp điện năng cho toàn bộ châu Âu. Không có nhiều động vật hoang dã cũng như mật độ dân số ở hoang mạc gần như bằng không, nên việc xây dựng hệ thống năng lượng mặt trời ở đây gần như không ảnh hưởng đến hệ sinh thái.

Khi lần đầu quan sát, có nhiều ý kiến cho rằng Sahara có vẻ không hoàn hảo lắm vì phần lớn diện tích của nó nằm cách xa xích đạo, việc tiếp cận khu vực xích đạo có vẻ hợp lý hơn vì ánh sáng mặt trời nhiều hơn. Tuy nhiên, khu vực gần xích đạo lại có mức che phủ bởi mây nhiều hơn so với sa mạc Sahara, do đó có thể Sahara là một vị trí lý tưởng để lắp đặt hệ thống điện mặt trời quy mô lớn.

Diện tích đất trống rộng lớn, lượng bức xạ mặt trời lớn, không có nhiều mây và vị trí không quá xa nơi sinh sống của con người (tây Âu).

Nhiều quốc gia trong khu vực khá nghèo sở hữu rất ít hoặc không có gì trong việc lưu trữ dầu khí. Kể từ những năm 1970, các quốc gia có có trữ lượng dầu lớn đã có thể kiếm rất nhiều tiền từ sự bùng nổ dầu mỏ và tăng mức sống nhanh đáng kể, ngược lại các quốc gia thiếu dầu mỏ bắt buộc phải nhập khẩu với chi phí cực lớn. Đối với nhiên liệu hóa thạch, sản lượng nhiều hay ít hoàn toàn phụ thuộc vào địa chất và sự phân bổ tài nguyên trên Trái Đất nhưng đối với năng lượng mặt trời thì khác. Mọi quốc gia đều có thể tự mình quyết định và tạo ra một nguồn năng lượng lớn cho riêng họ, cho phép họ tự tạo ra năng lượng cho nhu cầu tiêu thụ của chính mình và thậm chí là bán lại lượng dư thừa cho các nước khác.

Vậy, tại sao đến nay kế hoạch lắp điện mặt trời quy mô lớn trên Sahara vẫn chưa xảy ra?

Một trong những điểm hấp dẫn của việc lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời quy mô lớn là cơ hội cung cấp năng lượng an toàn. Ngay từ đầu những năm 1970, Chính phủ của các nước phương Tây đã sống trong nỗi sợ hãi về một cuộc khủng hoảng dầu mỏ khác có thể tiếp tục xảy ra.

Nhưng vào 10 năm trước, năng lượng mặt trời luôn được biết đến là rất tốn kém và khiến rằng mọi người luôn tin rằng nguồn năng lượng này khó mà có thể ứng dụng, đặc biệt là với vùng đất Sahara rộng lớn.

Tuy nhiên các tấm pin năng lượng mặt trời đang giảm chi phí một cách cực kỳ nhanh đến mức những gia đình bình thường cũng có thể lắp một hệ thống điện mặt trời áp mái cho riêng ngôi nhà của họ. Vì vậy, để hướng đến một tương lai sử dụng năng lượng rẻ và hiệu quả, buộc mọi người phải xem xét lại sa mạc Sahara một lần nữa. Trên thực tế, ứng dụng xây dựng hệ thống điện mặt trời trên sa mạc đã có và khá hiệu quả tại một số dự án lớn như ở Bắc Mỹ và Bắc Phi.

Các kỹ sử ở Morocco đã xây dựng một trong những dự án năng lượng mặt trời đầy tham vọng nhất hành tinh. Sử dụng công nghệ của Tây Ban Nha, họ đã chế tạo một hệ thống gương được thế kế để phản chiếu tia nắng mặt trời lên một chiếc hộp lớn được đặt trên bệ trung tâm của trang trại năng lượng mặt trời. Cách tạo năng lượng này khác với các tấm pin quang điện, nó đòi hỏi các bộ phận chuyển động nhưng cũng có lợi thế riêng.

Những chiếc gương được đặt trên nền xoay để chúng có thể chuyển động suốt cả ngày theo tia nắng của mặt trời. Bằng cách đồng bộ hóa vị trí của mỗi gương với chù kỳ ngày đêm, năng lượng tối đa có thể được hướng vào một điểm. Điểm đó là một chiếc hộp chưa muối. Muối sẽ sớm tan chảy thành một loại dung nham nhân tạo và có thể di chuyển dưới dạng chất lỏng dọc theo đường ống đến nơi làm nóng nước, từ đó tạo ra hơi nước. Hơi nước sau đó sẽ làm xoay tuabin và tạo ra dòng điện. Kiểu thu năng lượng mặt trời này bao gồm nhiều thành phần thiết bị chuyển động, vì thế sẽ cần phải bảo trì nhiều hơn tấm pin mặt trời.

Tuy nhiên, muối nóng chảy có thể vẫn còn nóng sau khi mặt trời lặn và vẫn có thể tạo ra điện trong tối đa thêm 7 giờ ban đêm. Hệ thống kiểu này nhìn có vẻ toàn diện hơn hệ thống năng lượng mặt trời, nhưng loại công nghệ này sử dụng rất nhiều nước để làm mát và điều này cũng là một hạn chế của nó.

Để có thể ứng dụng điện mặt trời cho Sahara đòi hỏi chúng ta phải tìm ra giải pháp để có thể truyền tải năng lượng đi qua một khoảng cách rộng lớn. Điện là thứ khá phù du, nó sẽ bị tổn thất khá nhiều khi vận chuyển đường dài. Ngược lại, dầu thô là chất lỏng có thể được bơm lên/xuống một con tàu chở hàng và vận chuyển rất dễ dàng mà ít bị tổn thất.

Chúng ta vẫn không biết làm thế nào để có thể “đóng gói” điện năng và các vấn đề liên quan đến việc lưu trữ điện. Tuy nhiên ở hiện tại, cũng đã có các dây cáp điện lớn dưới Biển Bắc và eo biển Manche đã được thực hiện trong nhiều năm nay. Ở Nam bán cầu, chính phủ Úc cũng đã xây dựng một tuyến cáp nối từ hải đảo Tasmania đến lục địa Úc, vì vậy ý tưởng sử dụng năng lượng truyền trực tiếp từ Bắc Phi đến châu Âu không quá xa vời.

Theo ước tính trong trường hợp truyền tải điện từ Bắc Phi đến châu Âu, sẽ có khoảng 12% năng lượng được tạo ra sẽ bị hao hụt trong quá trình truyền tải. Tuy nhiên, phần lớn các chuyên gia đều tin răng với những lợi thế về lượng bức xạ mặt trời ở Sahara có thể bù đắp cho vấn đề này.

Và nếu nhà máy điện mặt trời ở Bắc Phi thành công? Sau đó sẽ thế nào? – Tuy rằng tất cả chúng ta đều đã thấy rõ những lợi thế của việc “kết hợp” sa mạc Sahara với điện mặt trời nhưng vẫn còn rất nhiều vấn đề liên quan đến chính trị và lợi ích của các quốc gia liên quan, nên việc xây dựng dự án điện mặt trời quy mô lớn trên hoang mạc Sahara vẫn chưa được thống nhất và thực hiện.