Có đủ năng lượng gió cho nhu cầu toàn thế giới và các tua bin gió đặt trên cao có thể cung cấp nhiều năng lượng hơn tua bin đặt trên mặt đất hoặc ngoài biển 4 lần. Đó là những nét chính trong một nghiên cứu gần đây đăng trên tạp chí danh tiếng Nature Climate Change (thuộc Nature) bởi nhóm các nhà khoa học đến từ Viện Khoa Học Carnegie, Hoa Kỳ. Nghiên cứu này được hy vọng sẽ giúp các nhà quản lý và hoạch định chính sách có thêm cơ sở để tính toán đầu tư và xây dựng phương án mở rộng nguồn năng lượng sạch này trong tương lai hơn, gián tiếp làm giảm ô nhiễm môi trường và giải quyết tình trạng khan hiếm nguồn năng lượng ngày nay.
Tua bin gió có tác dụng biến đổi phong năng thành điện năng, khi số tua bia gió tăng lên, lượng năng lượng khai thác được cũng tăng tỉ lệ thuận. Tuy nhiên, đến một điểm tới hạn nào đó, tốc độ cơn gió sẽ bị làm chậm lại đến nỗi mà nếu chúng ta tăng thêm tua bin cũng sẽ không thể tạo thêm điện. Do vậy, nhu cầu tìm cách tối ưu để khai thác phong năng trở nên cần thiết. Và đây là vấn đề mà nghiên cứu của nhóm khoa học tại Viện Khoa Học Carnegie muốn giải quyết. Để làm việc đó, họ xem xét hai loại gió: gió bề mặt và gió tầng cao (high-altitude, hay còn gọi là gió khí quyển - atmospheric wind) và sau đó lượng hóa nguồn năng lượng có thể thu được từ chúng qua các mô hình. Trong mô hình của họ, gió bề mặt được định nghĩa là những loại có thể được khai thác bởi các tua bin trên mặt đất hoặc ngoài biển, trong khi gió tầng cao là loại có thể trích xuất năng lượng nhờ các công nghệ kết hợp tua bin gió và các con diều (kite). Theo nhóm, nghiên cứu chỉ giới hạn về mặt địa vật lý, không xét đến khía cạnh kỹ thuật hay kinh tế để khai thác nguồn phong điện này.
Bằng các mô hình, nhóm nghiên cứu thấy rằng có thể khai thác được hơn 400 terawatt (TW) phong điện từ gió bề mặt và 1800 TW từ gió tầng cao. Nếu quy theo đơn vị nhu cầu năng lượng hiện nay là 18 TW cho toàn thế giới, thì phong năng có thể khai thác được từ gió bề mặt cao hơn đến 22 lần và từ gió tầng cao gấp 100 lần so với nhu cầu cần thiết. Hoàn toàn dư thừa cho nhu cầu năng lượng hiện nay và cả tương lai không xa của chúng ta.
Không chỉ thế, các nhà nghiên cứu còn chỉ ra rằng ảnh hưởng của phong điện lên môi trường rất nhỏ nếu các tua bin gió được phân tán rải rác thay vì tập trung tại một số ít vùng. Cụ thể, với nhu cầu năng lượng hiện nay, các tua bin gió chỉ làm gia tăng nhiệt độ bề mặt dưới 0,1 độ C và phần trăm lượng mưa bị thay đổi dưới 1%. Nhìn chung, có thể nói rằng phong điện là một nguồn năng lượng sạch phù hợp cho tương lai và tốt cho Trái Đất chúng ta.
“Nhìn tổng thể, có thể nói rằng chính các nhân tố chính trị, công nghệ, và kinh tế mới đóng vai trò quyết định đến sự phát triển của phong điện trên toàn thế giới thay vì các hạn định do yếu tố địa vật lý đặt ra”, Ken Caldeira, một thành viên chủ chốt trong nhóm nghiên cứu phát biểu.
Hy vọng, trong một tương lai gần, chúng ta sẽ được thấy một Trái Đất xinh đẹp hơn, tươi xanh hơn với sự phổ biến của các nguồn năng lượng sạch như phong điện hay quang điện. Toàn văn nghiên cứu hiện có trực tuyến trên Nature Climate Change tại đây. Các bạn quan tâm có thể vào tìm hiểu và đọc thêm.
Nguồn: Phys.org, Nature Climate Change
