Ảnh: investopedia.

Tôi muốn đề cập rõ ràng rằng các nguồn năng lượng không liên tục như Mặt Trời và gió có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được con số 0. Trên thực tế, chúng ta cần chúng đóng vai trò ấy. Chúng ta cần triển khai năng lượng tái tạo một cách nhanh chóng ở bất cứ nơi nào mà việc này có thể đem lại hiệu quả kinh tế.

Mức giảm của giá thành năng lượng Mặt Trời và năng lượng gió trong thập niên qua thật đáng kinh ngạc: Ví dụ, các tế bào quang điện đã trở nên rẻ hơn gần mười lần trong khoảng thời gian từ năm 2010 đến năm 2020, và giá của một hệ thống năng lượng Mặt Trời hoàn thiện đã giảm 11% chỉ trong năm 2019.

Điều này phần lớn là nhờ sự cải tiến trong quá trình triển khai - một sự thật đơn giản rằng chúng ta càng thực hiện một việc nhiều lần, chúng ta càng làm tốt việc đó. Chúng ta thực sự cần phải loại bỏ các rào cản ngăn chặn việc tận dụng tối đa các nguồn năng lượng tái tạo. Ví dụ: Chúng ta dễ có ý nghĩ rằng lưới điện của nước Mỹ là một mạng lưới được kết nối, nhưng nó thực sự không phải vậy. Không chỉ có một lưới điện, chúng ta có rất nhiều, và chúng là một mớ hỗn độn chắp vá.

Điều này khiến cho việc truyền điện ra khỏi nơi nó được sản xuất về cơ bản là không khả thi. Arizona có thể bán năng lượng Mặt Trời dư thừa cho các khu vực lân cận, nhưng không thể bán cho một bang ở phía bên kia của đất nước.

Chúng ta có thể giải quyết vấn đề này bằng cách giăng đầy nước Mỹ bằng hàng nghìn kilômét dây điện đường dài đặc biệt với khả năng truyền tải dòng điện cao áp. Công nghệ này đã tồn tại; trên thực tế, một số đường dây thuộc loại này đã được lắp đặt tại nước Mỹ. (Đường dây đáng chú ý nhất chạy từ bang Washington cho tới California). Nhưng chính trị lại gây ra một trở ngại đáng kể với sự nâng cấp khổng lồ của mạng lưới điện.

Hãy nghĩ đến số lượng chủ đất, công ty cấp điện, cũng như chính quyền địa phương và tiểu bang mà bạn cần nhóm họp để có thể xây dựng đường dây điện có khả năng truyền năng lượng Mặt Trời từ vùng Tây Nam đến New England. Chỉ riêng việc chọn ra các tuyến đường dẫn truyền và thiết lập các quyền ưu tiên thôi sẽ là một nhiệm vụ khổng lồ; mọi người thường có xu hướng phản đối khi bạn muốn xây một đường dây điện lớn chạy qua công viên địa phương.

Việc xây dựng TransWest Express, một dự án truyền tải điện được thiết kế để đưa điện gió từ Wyoming đến California và vùng Tây Nam nước Mỹ, được dự kiến sẽ bắt đầu vào năm 2021. Dự án được cho là sẽ đi vào hoạt động vào năm 2024 - khoảng 17 năm sau khi kế hoạch bắt đầu được đặt ra.

Nhưng nếu dự án này có thể được hoàn thành, nó sẽ đánh dấu một sự thay đổi lớn. Tôi đang tài trợ cho một dự án bao gồm việc xây dựng một mô hình máy tính của tất cả lưới điện trên khắp nước Mỹ.

Sử dụng mô hình này, các chuyên gia đã nghiên cứu những điều kiện cần thiết để tất cả các bang ở phía tây đạt được mục tiêu 60% năng lượng tái tạo của California vào năm 2030, và tất cả các bang phía đông đạt được mục tiêu 70% năng lượng sạch của New York trong cùng năm.

Họ phát hiện ra rằng các bang hoàn toàn không thể làm được điều đó nếu lưới điện không được phát triển. Mô hình cũng chỉ ra rằng các phương pháp tiếp cận cấp khu vực và quốc gia về vấn đề truyền tải - thay vì để mỗi bang tự quyết định - sẽ cho phép các bang đạt được mục tiêu giảm phát thải với lượng năng lượng tái tạo ít hơn 30% so với các phương pháp khác.

Nói theo cách khác, chúng ta sẽ tiết kiệm được tiền bằng cách xây dựng các nguồn năng lượng tái tạo ở những vị trí tốt nhất, phát triển một hệ thống lưới điện quốc gia thống nhất và truyền tải lượng điện không carbon này đến bất cứ nơi nào cần chúng.

Trong những năm tới, khi điện trở thành một phần quan trọng hơn nữa trong kế hoạch năng lượng tổng thể, chúng ta sẽ rất cần đến những mô hình như vậy dành cho các lưới điện trên toàn thế giới. Chúng sẽ giúp trả lời các câu hỏi như: Cách phối hợp các nguồn năng lượng sạch nào sẽ là hiệu quả nhất tại một địa điểm nhất định. Các đường truyền dây truyền tải điện nên dẫn đến đâu? Những quy định nào đang gây cản trở, và chúng ta cần có thêm những ưu đãi nào?

Tôi hy vọng sẽ được thấy thêm nhiều dự án như vậy. Đây là một vấn đề phức tạp khác: Khi ngôi nhà của chúng ta phụ thuộc ít hơn vào nhiên liệu hóa thạch và nhiều hơn vào điện (ví dụ, để cung cấp năng lượng cho ôtô điện và giữ ấm vào mùa đông), chúng ta sẽ cần phải nâng cấp dịch vụ điện cho từng hộ gia đình - ít nhất là gấp - đôi, và trong nhiều trường hợp thậm chí còn hơn thế nữa. Rất nhiều đường phố sẽ cần được đào lên và các cột điện cần được lắp đặt thêm những bộ dây điện nặng hơn, cùng với máy biến áp và thiết bị khác. Vì vậy, sự thay đổi này sẽ được cảm nhận một cách rõ rệt bởi hầu hết mọi cộng đồng, và tác động chính trị sẽ ảnh hưởng đến tận cấp địa phương.

Công nghệ có thể giúp vượt qua một số rào cản chính trị liên quan đến những cải tiến này. Ví dụ, các đường dây điện sẽ không đập vào mắt nếu chúng được đặt dưới lòng đất. Nhưng ngày nay, việc đặt các đường dây điện dưới đất sẽ làm tăng chi phí lên từ năm đến mười lần. (Vấn đề ở đây là nhiệt: Các đường dây điện nóng lên khi có dòng điện chạy qua.

Đây không phải là một vấn đề khi chúng được đặt trên cao - nhiệt sẽ tỏa vào không khí - nhưng ở dưới lòng đất thì không có chỗ nào để nhiệt truyền đi. Nếu nhiệt độ lên quá cao, dây điện sẽ chảy ra). Một số công ty đang nghiên cứu hệ thống truyền tải thế hệ tiếp theo để loại bỏ vấn đề về nhiệt và làm giảm đáng kể chi phí của các đường dây điện ngầm.

Việc triển khai năng lượng tái tạo ngay từ hôm nay và cải thiện việc truyền tải là rất quan trọng. Nếu chúng ta không nâng cấp đáng kể lưới điện và thay vào đó để từng khu vực tự thực hiện công việc này, thì Chi phí Xanh có thể sẽ không ở mức từ 15% đến 30%, mà có thể là 100% hoặc hơn. Trừ phi chúng ta sử dụng một lượng lớn điện hạt nhân (tôi sẽ đề cập tới chủ đề này trong phần tiếp theo), mọi con đường đạt được con số 0 của nước Mỹ đều sẽ cần đến việc lắp đặt nhiều năng lượng gió và Mặt Trời nhất có thể.

Thật khó để xác định chính xác xem cuối cùng thì bao nhiêu phần trăm trong lượng điện của nước Mỹ sẽ là năng lượng tái tạo, nhưng chúng ta biết rằng từ đến năm 2050, chúng ta phải xây dựng hệ thống năng lượng sạch nhanh hơn nhiều - gấp từ năm đến mười lần - so với tốc độ hiện tại.

Và hãy nhớ rằng hầu hết quốc gia không may mắn như Mỹ khi xét đến tài nguyên năng lượng Mặt Trời và gió. Việc chúng ta có thể kỳ vọng tạo ra một tỷ lệ lớn điện từ năng lượng tái tạo là một ngoại lệ chứ không phải một điều tất yếu.

Đó là lý do ngay cả khi chúng ta đã triển khai năng lượng Mặt Trời và gió, thế giới vẫn sẽ cần một số phát minh mới về điện sạch.