5 Xu Hướng Chủ đạo Trong Lĩnh Vực Năng Lượng Năm 2022

Ảnh minh họa. Internet

Bên cạnh động lực của mỗi cá nhân đóng góp công sức của mình để làm cho thế giới xanh và sạch hơn, cũng có cả những động lực tài chính mạnh mẽ. Thị trường năng lượng tái tạo dự kiến sẽ tăng từ 880 tỷ USD lên gần 2.000 tỷ USD vào năm 2030. Và khi các chính phủ nhận thức rõ hơn về tầm quan trọng của quản trị môi trường và xã hội (ESG), các động lực chính trị cũng ngày càng mạnh hơn.

Năm 2022 sẽ là một năm kỷ lục về những quy mô chuyển dịch từ nhiên liệu hóa thạch sang các nguồn năng lượng tái tạo. Trong năm nay, những nguồn năng lượng mới, nhưng vẫn còn lai tạp, mà xuất hiện từ kết quả của các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và các dự án thử nghiệm, sẽ từng bước đi vào cuộc sống. Trên cơ sở đó, có thể đưa ra một số xu hướng năng lượng chủ đạo trong trong năm nay.

1. Trí tuệ nhân tạo trong lĩnh vực năng lượng

Trí tuệ nhân tạo (AI) đang thay đổi từ gốc rễ năng lượng và các dịch vụ tiện ích. Trong lĩnh vực này, nó được sử dụng để dự đoán nhu cầu và phân bổ nguồn lực nhằm đảm bảo rằng khả năng tiếp cận điện vào thời điểm và địa điểm cần thiết, với những tổn thất tối thiểu. Điều này đặc biệt quan trọng đối với năng lượng tái tạo: Nó không thể lưu trữ được lâu và cần được sử dụng nhanh chóng và gần với nơi nó được tạo ra.Diễn đàn Kinh tế Thế giới (WEF) dự báo rằng AI sẽ đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi toàn cầu sang năng lượng sạch. Hiệu quả sẽ được nâng cao nhờ việc dự báo chính xác hơn về cung và cầu. Ngoài ra, sẽ diễn ra sự chuyển đổi từ các mô hình sản xuất và phân phối điện tập trung sang phi tập trung, nơi mà năng lượng được tạo ra nhiều hơn bởi các mạng lưới năng lượng tại chỗ quy mô nhỏ (ví dụ, các trang trại năng lượng mặt trời), và chính để điều phối và tích hợp chúng nên cần các thuật toán phức tạp của trí tuệ nhân tạo. Chiến lược ở đây chính là tạo ra «sự điều phối trí tuệ» giữa cơ sở hạ tầng năng lượng và các hộ gia đình cũng như doanh nghiệp, nơi mà năng lượng điện được tiêu thụ trực tiếp.

Vào năm 2021, sẽ diễn ra nhiều sự đổi mới hơn từ các công ty khởi nghiệp, với cách tiếp cận sáng tạo đối với AI. Ví dụ, công ty Likewatt của Đức đã tạo ra một dịch vụ gọi là Optiwize để tính toán mức tiêu thụ năng lượng và lượng khí thải carbon. Với sự trợ giúp của nó, người tiêu dùng có thể theo dõi mức tiêu thụ năng lượng của mình trong thời gian thực và đưa ra những quyết định sáng suốt về các nguồn năng lượng. Các công ty khác đang phát triển những công nghệ bảo trì phòng ngừa để nâng cao hiệu quả sản xuất năng lượng tái tạo.

2. Hydro «xanh»

Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ và hầu như không thải ra khí nhà kính khi bị đốt cháy. Nhờ hai phẩm chất này, nó là một nguồn năng lượng đầy hứa hẹn. Tuy nhiên, trong lịch sử, trở ngại chính đó là việc cần nhiên liệu hóa thạch để đốt cháy nó - và điều này có nghĩa là phát thải ra khi carbon. Ví dụ, hydro «nâu» được lấy từ than đá và hydro «xám» từ khí tự nhiên.Mặt khác, carbon «xanh» được tạo ra bằng cách điện phân từ nước, còn việc tạo ra điện năng cần thiết từ các nguồn tái tạo - chẳng hạn như gió hoặc mặt trời - về bản chất là chuyển hướng quá trình này sang hướng phát triển phi carbon. Trong năm nay, một số công ty năng lượng lớn châu Âu, bao gồm Shell và RWE, đã cam kết xây dựng đường ống dẫn hydro «xanh» quy mô lớn đầu tiên từ các trang trại gió ở Biển Bắc đến lục địa châu Âu. Mặc dù dự án sẽ chỉ hoàn thành vào năm 2035, Liên minh châu Âu cũng đã cam kết về một loạt những dự án quy mô nhỏ hơn - tạo ra 40 GW năng lượng tái tạo vào năm 2030, mà sẽ được sử dụng để sản xuất hydro «xanh». Điều này có nghĩa là trong vòng một thập kỷ, có thể kỳ vọng ở những đổi mới và các dự án mới theo hướng này. Một trong số các ví dụ chứng minh điều này là chiếc xe đạp điện chạy bằng khí hydro đầu tiên trên thế giới của Phòng Thiết kế Hà Lan MOM và công ty khởi nghiệp LAVO của Úc. Thêm nữa là các giải pháp sạc tại nhà chạy bằng hydro cho xe điện của công ty khởi nghiệp Mỹ là ElektrikGreen.

3. Internet năng lượng

Internet vạn vật - Internet of Things (IoT) liên quan tới việc sản xuất và phân phối năng lượng. Cốt lõi của nó là ý tưởng về phi tập trung hóa năng lượng - động lực hướng tới một cơ sở hạ tầng bền vững hơn, nơi mà năng lượng được sử dụng nhanh nhất có thể và gần hơn với nơi nó được tạo ra.Khái niệm mới về cơ sở hạ tầng năng lượng gắn với mức độ tự động hóa đáng kể để quản lý các nền tảng công nghệ mới, cũng như cấu trúc tài chính hiện đại hơn của thị trường nhằm tạo thuận lợi cho thương mại và phân phối năng lượng. Trí tuệ nhân tạo sẽ đóng một vai trò quan trọng ở đây, cũng như các sản phẩm công nghệ mới khác (chẳng hạn như blockchain), mà sẽ cung cấp dữ liệu minh bạch và an toàn về các giao dịch và thanh toán. Giống như Internet vạn vật, Internet năng lượng bao gồm lĩnh vực điện toán biên và kiến trúc đám mây, còn các cảm biến và máy quét xử lý thông tin gần cả ở nguồn (nghĩa là tại điểm trực tiếp tạo ra hoặc sử dụng điện), lẫn thông qua các trung tâm dữ liệu từ xa. Mức độ công nghệ này sẽ cho phép các nhân viên dịch vụ công ích đưa ra quyết định trong chế độ thời gian thực và lập kế hoạch trước cho việc bảo trì cần thiết - nâng cao hiệu quả, cải thiện chất lượng dịch vụ và mang lại sự hài lòng cho khách hàng.

4. Những nghiên cứu tiên tiến trong lĩnh vực năng lượng tái tạo

Công nghệ sản xuất năng lượng tái tạo không ngừng được cải tiến do yêu cầu tiết kiệm, hiệu quả và an toàn. Trong năm 2022, chúng ta sẽ chứng kiến những tiến bộ công nghệ mới - các tấm pin quang điện thích ứng và mạnh mẽ hơn để sản xuất năng lượng mặt trời, các cánh quạt tuốc-bin cho thủy điện và năng lượng gió. Lấy ví dụ, trong các cánh quạt của công ty khởi nghiệp Helicoid (Mỹ) sử dụng những sợi có cấu trúc mới chắc chắn hơn và khả năng chống lại hư hại cao hơn, không sợ bị mòn hoặc mỏi về kết cấu. Điều này sẽ làm tăng tính hiệu quả: Giảm thời gian chết, bởi vì việc thay thế và sửa chữa sẽ ít hơn.

Trong lĩnh vực năng lượng mặt trời, các doanh nghiệp như công ty khởi nghiệp Lusoco của Hà Lan, đang thiết kế các tấm pin quang điện mới, sử dụng nhiều loại vật liệu phản xạ và khúc xạ (bao gồm cả mực huỳnh quang) - đẩy nhanh quá trình hấp thụ năng lượng. Các tấm ngày càng nhẹ hơn, rẻ hơn và ít tốn năng lượng hơn để sản xuất và lắp đặt. Những vật liệu mới cũng đang được phát triển để chuyển đổi năng lượng hiệu quả hơn. Lấy ví dụ, các thỏi silicon đơn tinh thể từ Norwegian Crystals được sản xuất bằng quy trình thủy điện với mức phát thải khí carbon cực thấp. Trong năm 2022, việc hoàn thiện các quy trình kỹ thuật sẽ diễn ra trên quy mô lớn - điều này sẽ làm tăng tính hiệu quả và độ tin cậy của năng lượng tái tạo.

5. Năng lượng sinh học

Từ sinh khối hoặc nhiên liệu sinh học có thể thu được nhiều năng lượng tiêu dùng hơn hiện nay, và trong những năm gần đây, chúng ta đang chứng kiến những nỗ lực mạnh mẽ để khai phá tiềm năng của nó. Các quá trình nhiệt, hóa và sinh học được sử dụng để tạo ra các loại nhiên liệu hiệu quả hơn từ những vật liệu sinh học (lấy ví dụ như gỗ, mía, hoặc thậm chí cả chất thải), cho đến quá trình lên men để sản xuất cồn và dầu diesel sinh học.

Mặc dù việc phân loại các nguồn năng lượng tái tạo có phần còn gây tranh cãi, Cơ quan Năng lượng Quốc tế dự đoán rằng năng lượng sinh học sẽ chiếm 30% sản lượng năng lượng tái tạo vào năm 2023. Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) tin rằng điều này sẽ đảm bảo cho sự nóng lên của trái đất không vượt quá 1,5 độ C trong vòng một thế kỷ.

Trong năm 2022, sẽ có nhiều dự án dành riêng cho các phương pháp mới để chuyển đổi chất sinh học thành năng lượng, cũng như ứng dụng thực tế của nó. Lấy ví dụ, nhà máy bia Heineken lên kế hoạch cung cấp năng lượng cho hoạt động sản xuất của mình ở thủ đô Phnom Penh của Campuchia bằng trấu thải từ các trang trại địa phương. Trong khuôn khổ dự án của Nhóm Hành động Biển Baltic, nước thải từ các tàu chở hàng sẽ được biến thành nhiên liệu khí sinh học cho ngành vận tải. Và công ty khởi nghiệp BeFC của Pháp đã tạo ra các tế bào nhiên liệu sinh học làm từ giấy, mà chuyển đổi glucose và oxy thành điện năng để tạo ra các loại pin mới không độc hại, có thể tái chế và thân thiện với môi trường dành cho các thiết bị tiêu thụ điện năng thấp - lấy ví dụ như những cảm biến và máy phát IoT./.

TS. Nguyễn Quang Huy,

Vụ Kinh tế tổng hợp