"Món nợ carbon" của năng lượng mặt trời

Mỗi ngày thế giới lắp đặt 500.000 tấm pin mặt trời
Các tỷ phú thế giới đầu tư lớn vào năng lượng sạch

Các tấm pin năng lượng mặt trời không thải ra khí nhà kính trong quá trình tạo ra điện. Đó là sự thật không có gì phải bàn cãi. Thực tế này cũng là lý do tại sao năng lượng mặt trời được ca ngợi như một dạng năng lượng sạch. Tuy nhiên, cũng có người hoài nghi đã tìm ra những nhược điểm. Theo họ, để tạo ra một tấm pin, ngay từ đầu đã phải tiêu hao rất nhiều năng lượng. Đặc biệt, để làm tan chảy và tinh chế silicon, bởi các tấm pin cần silicon để hấp thụ năng lượng từ ánh sáng mặt trời phải cần nhiệt độ lên tới 1.414 độ C.

Silicon được tan chảy trong các lò đốt bằng điện, hầu hết điện năng được tạo ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu, vốn thải ra khí CO2. Vì thế, khi một tấm pin được đưa vào sử dụng, ngay từ đầu đã kèm theo "món nợ carbon". Nhìn từ quan điểm môi trường, món nợ này cần phải được hoàn trả trước khi tấm pin năng lượng mặt trời được xem là giải pháp cho môi trường.

Một số ý kiến hoài nghi cho rằng, nếu động cơ lắp đặt tấm pin mặt trời là vì mục đích bảo vệ môi trường là chưa chuẩn xác. Chuyên gia Wilfried van Sark, Đại học Utrecht Hà Lan và các đồng nghiệp đã tìm cách đưa ra các bằng chứng cụ thể để chứng minh xem liệu quan điểm này đúng hay sai? Nghiên cứu này đã được đăng tải trên Nature Communications. 

Theo tính toán của Nhóm nghiên cứu Van Sark, năng lượng cần để sản xuất tất cả các tấm pin được lắp đặt trên thế giới từ 1975 - 2015 và lượng khí CO2 thải ra trong quá trình tạo ra năng lượng ấy. Xem xét năng lượng mà các tấm pin này tạo ra kể từ khi được lắp đặt, cũng như lượng CO2 tương ứng mà chúng đã giúp ngăn chặn đưa vào trong không khí.

Khác với các nghiên cứu trước đó, Nhóm chuyên gia Van Sark đã tính đến quá trình đổi mới công nghệ sản xuất pin đang ngày càng hiệu quả hơn.

Để ước tính lượng pin năng lượng mặt trời được lắp đặt trên thế giới, Nhóm chuyên gia Van Sark sử dụng dữ liệu của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA). Bên cạnh đó là thông tin về năng lượng cần để sản xuất tấm pin từ hàng chục các nghiên cứu đã được xuất bản. Tính toán lượng CO2 thải ra trong suốt quá trình sản xuất ra tấm pin sẽ phụ thuộc vào nơi tấm pin đó được sản xuất, cũng như thời điểm sản xuất. Còn lượng khí thải mà tấm pin tiết kiệm được sẽ phụ thuộc vào khu vực pin được lắp đặt.

Theo Nhóm chuyên gia Van Sark, một tấm pin sản xuất tại Trung Quốc tạo ra gần gấp đôi lượng khí thải so với một tấm pin sản xuất tại châu Âu. Bởi Trung Quốc chủ yếu dựa vào nhiên liệu hóa thạch để tạo ra điện. Ngược lại, lợi ích môi trường của việc lắp đặt tấm pin sẽ cao hơn tại Trung Quốc, so với tại châu Âu vì năng lượng sạch tạo ra được dùng thay thế cho điện đến từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch. 

Theo Nhóm chuyên gia Van Sark, hiện tại, để sản xuất một tấm pin trung bình tạo ra chỉ khoảng 20 gram khí CO2 trên mỗi kWh năng lượng mà chúng mang lại trong suốt vòng đời dự án (khoảng 30 năm). Con số này giảm từ mức 400 - 500 gram của năm 1975.

Van Sark cho rằng, khi càng có nhiều tấm pin được tạo ra, quá trình sản xuất sẽ càng hiệu quả. Nhóm cũng khám phá ra rằng, đối với mỗi lần tăng gấp đôi công suất năng lượng mặt trời của thế giới, năng lượng cần để sản xuất pin đã giảm khoảng 12% và lượng CO2 thải ra tương ứng cũng giảm 17-24%.

Trên cơ sở các con số được đưa vào tính toán, với các giả định không mấy lạc quan, "món nợ carbon" sẽ được trả hết vào năm 2018. Sau thời điểm đó, chúng ta mới có thể kết luận rằng: "Năng lượng mặt trời hoàn toàn vô hại".

Nguồn: The Economist