Biến đại dương thành cục pin khổng lồ - điều này hoàn toàn có thể. Nguồn năng lượng sẽ được thu từ chênh lệch nhiệt độ trong lòng đại dương và năng lượng cơ học từ sóng biển và thủy triều. Ví dụ bể cá là đại dương, nhiệt độ trên bề mặt ở mức 26 độ C và càng ở dưới sâu, nước càng lạnh hơn. Ở độ sâu 1.000m, mức nhiệt là 4 độ C. Sự khác biệt về nhiệt độ này là điểm mấu chốt trong chuyển đổi năng lượng nhiệt đại dương.
Nước bề mặt ấm làm nóng chất lỏng có nhiệt độ sôi thấp, ở đây cụ thể là chất amoni. Chất lỏng đó bay hơi, tạo ra hơi nước, hơi nước làm quay tua bin, tạo ra điện. Sau đó hơi nước được làm mát bằng nước biển sâu, trở lại thành chất lỏng và chu trình cứ thế lặp lại.
Tuy nhiên, việc khai thác năng lượng từ đại dương mới dừng lại ở mức phòng nghiên cứu. Nhưng có một nguồn năng lượng khác cũng từ nước, song có tính khả thi cao hơn.
Năng lượng hydro được đánh giá là giải pháp thay thế tiềm năng cho nhiên liệu hóa thạch. Hydro được sản xuất thông qua quá trình điện phân nước và hiện được chú trọng phát triển thứ ba trên thế giới, sau điện gió và mặt trời. Nếu pin mặt trời không thể hiệu quả vào ban đêm hay điện gió bị phụ thuộc bởi không gian khai thác, thì nhiên liệu hydro sẽ giải được bài toán tác động từ bên ngoài này.
Trung Quốc thử nghiệm tàu chạy bằng công nghệ pin hydro
Sự kiện Trung Quốc vừa vận hành thử nghiệm tàu thủy của Tập đoàn Tam Hiệp chạy bằng pin hydro tại tỉnh Hồ Bắc đánh dấu bước đột phá của nước này trong việc đưa công nghệ pin hydro vào các tuyến đường thủy nội địa. Tàu dài gần 50 mét làm bằng nhôm - thép, chở được 80 khách với tốc độ 28km/h và phạm vi hoạt động 200 km. So với các tàu chạy bằng nhiên liệu truyền thống, mỗi năm tàu này có thể thay thế 103 tấn nhiên liệu và giảm 343 tấn khí thải CO2.
Trước đó, tháng 1 năm nay, Tập đoàn Đường sắt Trung Quốc cũng xuất xưởng tàu lửa cao tốc hydro đầu tiên trên thế giới với tầm hoạt động 600 km, vận tốc 160km/h và không thải khí. Tàu có 4 toa chạy bằng pin nhiên liệu hydro với bộ đệm siêu tụ điện. Tàu chạy 500 km/ngày có thể giảm hơn 10 tấn khí thải carbon dioxide mỗi năm. Ngoài ra, kinh phí đầu tư và bảo dưỡng cũng thấp hơn so với các dự án điện khí hóa khác. Hydro nguồn năng lượng sạch chỉ cho ra sản phẩm phụ là hơi nước. Hydro được sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau như điện gió, mặt trời, thủy điện…
Từ 2021, Trung Quốc cũng đã thử nghiệm tàu hỏa pin lai - hydro chở than ở Nội Mông. Liêu Ninh. Bắc Kinh - Thiên Tân - Hà Bắc, Thượng Hải và Quảng Đông đã được đưa vào chương trình trình diễn quốc gia cho các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu hydro trong 4 năm. Vấn đề lớn nhất hiện nay đối với nhiên liệu siêu sạch này là làm thế nào để hạ giá thành sản xuất.
Năng lượng trong đường ống nước
Để nước máy có thể đến từng hộ dân, nhà máy sẽ cần xử lý và bơm nước với áp lực cao.
Song để áp lực này không làm vỡ đường ống nước thông thường, sẽ cần tới 1 chiếc van áp lực. Và để tạo ra năng lượng điện, các kỹ sư đã lắp đặt 1 chiếc tua bin thay thế đúng chỗ van áp lực này.
Bang Massachusetts của Mỹ đang là bang đi đầu trong việc tận dụng nguồn năng lượng này khi thông báo chi 1,33 tỷ USD nâng cấp hệ thống nước.
Bà Newsha Ajami - Chuyên gia nghiên cứu, Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkely, Mỹ: "Sẽ mất 1 vài năm, thậm chí là 1 thập kỷ để thu về chi phí đầu tư ban đầu, nó sẽ phụ thuộc vào quy mô dự án".
Ông Gregg Semler - CEO Công ty Công nghệ In-Pipe, Mỹ: "Thử thách lớn nhất hiện nay là công nghệ này còn quá mới, nhưng khi chúng tôi đi thuyết trình, đều nhận được sự ủng hộ".
Dù khá khiêm tốn nhưng nó cũng đủ để cung cấp điện cho 1 triệu căn nhà tại Mỹ hoặc 10 triệu hộ tại Ấn Độ. Thậm chí, nhiều thử nghiệm đang được tiến hành lắp đặt tua bin điện tại các đường ống nước thải ở những thành phố lớn, nơi áp lực nước sinh hoạt thải ra lớn. Đây cũng là nguồn năng lượng từ đường ống nước chưa được khai phá và sử dụng.
Những cải tiến tua bin quạt gió mới
Bạn sẽ cần đến sức mạnh siêu anh hùng nếu muốn bê chiếc điện gió khổng lồ về giữa thành phố. Còn nếu không có sức mạnh thì hãy thiết kế những tua bin không gây tiếng ồn, hoặc thậm chí là những tua bin không có cánh quạt. Một tin vui là cả hai ý tưởng này đều đang được thực hiện.
Tua bin cánh hoa là giải pháp hoàn hảo cho các đô thị bởi chúng hoạt động ở tần số thấp mà tai người không thể cảm nhận được. Là sản phẩm của công ty Flower Turbines BV của Hà Lan, chúng hoàn toàn thân thiện với các loài chim và động vật. Những bông hoa sắt này sẽ hoạt động ngay khi tốc độ gió chỉ 1 mét/giây, có nghĩa là nhạy hơn gấp 3 lần so với điện gió thông thường. Có 3 kích cỡ về độ cao là 1, 3 và 6 mét hoàn toàn phù hợp với cảnh quan đô thị. Hiện những bông tuy-lip điện gió này đang được lắp đặt thử nghiệm ở Hà Lan, Đức, Israel, Colombia và Mỹ. Ví dụ như ở Rotterdam, những tua bin hoa này cung cấp năng lượng cho các trạm sạc xe đạp điện công cộng.
Ông Oatrick Jüttemann - Chuyên gia điện gió cỡ nhỏ, North Rhine-Westphalia, Đức: "Ở châu Âu, bạn có mùa đông ảm đạm, bức xạ mặt trời thấp, nhưng đổi lại là rất nhiều gió. Rồi mùa mưa, mùa gió mùa. Đó thực sự là tương lai cho phát triển tua bin điện gió cỡ nhỏ.
Một trong những công ty khác là Aeromine Technologies có trụ sở ở Houston, Texas, Mỹ với tua bin điện gió không cánh quạt. Thiết kế sử dụng khí động học tương tự cánh xe đua để thu và tăng cường dòng khí qua mỗi tòa nhà. Do không cần quay cánh quạt, mẫu tua bin này không tạo ra tiếng ồn và không đe dọa các loài chim. Công nghệ tua bin bền và hoạt động êm do Aeromine phát triển có thể sản xuất điện cả ngày trong mọi thời tiết nhưng chỉ chiếm 10% diện tích mái nhà so với pin quang năng, trong khi có thể sản xuất điện nhiều hơn 50% pin quang năng trên mái nhà với cùng chi phí lắp đặt.
Năng lượng từ sức người
Hiệu quả và tiết kiệm là những ưu điểm mà năng lượng tái tạo đang dần chứng minh cho chúng ta thấy, ngay cả trong những việc nhỏ nhất. Như trường hợp của bà Chikako Fujii, 63 tuổi sống giữa thành phố đắt đỏ Tokyo (Nhật Bản) song trong hơn 10 năm qua bà không phải trả một xu nào cho các công ty điện lực dù vẫn sử dụng đèn và một số thiết bị khác trong nhà. Nguồn cung cấp điện duy nhất cho ngôi nhà là 4 tấm pin mặt trời lắp ngoài ban công và chiếc xe đạp đặc biệt có thể tạo ra điện.
Mỗi tấm pin tạo ra trung bình 1.000W điện trong một ngày nắng, đủ để bà sử dụng đèn và các thiết bị điện trong vài ngày. Còn vào những ngày mưa và ít nắng, bà Chikako lại tranh thủ đạp xe khoảng 10 phút mỗi sáng nhằm tạo ra 10 watt điện, đủ để thắp tháng một bóng đèn trong 3 giờ. Điều này đối với bà thực sự là một công đôi việc vừa giúp tập thể dục, vừa giúp tự tạo ra điện.
Trong báo cáo cập nhật "Lộ trình Net Zero" được Cơ quan Năng lượng quốc tê (IEA) đưa trước thềm Hội nghị lần thứ 28 các bên tham gia Công ước khung của LHQ về biến đổi khí hậu (COP28) diễn ra đầu tháng 12 tới, cơ quan này cho rằng, năng lượng sạch giúp hành tinh tiến gần hơn mục tiêu giữ nhiệt độ không tăng quá 1,5 độ C so với thời kỳ tiền công nghiệp. Các công nghệ năng lượng sạch đang đảm nhận 1/3 trọng trách giảm khí thải cần được thực hiện đến năm 2030 và góp phần lớn vào mục tiêu Net Zero vào năm 2050.
* Mời quý độc giả theo dõi các chương trình đã phát sóng của Đài Truyền hình Việt Nam trên TV Online và VTVGo!