Xây dụng kế hoạch cho bài toán năng lượng

Xây dụng kế hoạch cho bài toán năng lượng Tại sao phải chuyển sang kế hoạch B? Khoảng 850 nhà máy phát điện đốt than đang được Mỹ, Trung Quốc và Ấn Độ dự kiến xây dựng may bien tan gia re - những nước này đều không ký Nghị định thư Kyoto. Đến năm 2012, lượng khí thải từ các nhà máy này sẽ gấp năm lần chỉ tiêu cắt giảm khí thải của Nghị định thư Kyoto.. Sớm hay muộn thì thế giới cũng phải cần đến kế hoạch B. Kế hoạch này đòi hỏi việc phát triển các công nghệ mới để khai thác và cung cấp từ 10 đến 30 terawatt (TW-nghìn tỷ watt) điện mà không thải ra tấn carbon dioxide nào. Cụ thể là xây dựng cái gì? Thực ra chúng ta đang đứng trước sự lựa chọn đối với khá nhiều công nghệ mới triển vọng bán biến tần giá rẻ. Nhưng chưa có cái nào là chắc chắn cả. Tất cả vẫn còn là những nguyên mẫu và ý tưởng. Nhưng chúng ta vẫn có cơ sở để hy vọng rằng, từ những ý tưởng này sẽ có một hệ thống khai thác năng lượng mới ra đời. Năng lượng nhiệt hạch Năng lượng nhiệt hạch hay ở chỗ: nhiên liệu vô cùng dồi dào, không phát thải khí nhà kính, đồng thời sự cố và các chất thải của nó được hy vọng là không quá nguy hại như các nhà máy điện năng lượng phân hạch. "Một thập kỷ về trước, một số nhà khoa học vẫn nghi ngờ về tính khả thi của việc tổng hợp nhiệt hạch có điều khiển," David E. Baldwin, trưởng nhóm điều hành DIII-D (lò phản ứng nhiệt hạch lớn nhất nước Mỹ) nói. Nhưng ngay từ 20 năm trước, người ta đã đạt được sự tiến bộ vượt bậc với thiết bị Tokamak, sử dụng những nam châm điện khổng lồ để giam nhốt các khí nhiên liệu dạng plasma và đốt nóng chúng lên đến 100 triệu độ C. "Bây giờ, chúng ta biết rằng, tổng hợp nhiệt hạch sẽ có thể thành công", Baldwin nói. "Vấn đề là ở chỗ, công nghệ này liệu có sớm được thương mại hóa hay không. Ngay cả với một kế hoạch cấp tốc, tôi nghĩ rằng chúng ta phải cần từ 25 đến 30 năm để phát triển một thiết kế có thể thương mại hóa được". Khí cầu phát điện Các nhà lãnh đạo quốc gia cũng coi tổng hợp hạt nhân là một công nghệ còn xa. Gần 20 năm sau khi được đề xuất, Lò Phản ứng Thí nghiệm Nhiệt hạch Quốc tế (ITER) bây giờ chỉ mới gần như được phê chuẩn. Nếu việc xây dựng một lò phản ứng nhiệt hạch trị giá 10 tỷ đô ở miền Nam nước Pháp được bắt đầu trong năm nay thì phải đến 2016 nó mới đi vào hoạt động. Một số chuyên gia dự đoán rằng, sau 20-30 năm thí nghiệm, ITER sẽ cần được sửa lại các thiết kế cho phù hợp với một nhà máy điện. Tầm cao mới cho năng lượng gió Khoảng 5% ánh sáng mặt trời đi vào khí quyển chuyển hóa thành năng lượng gió. Nhưng khoảng hai phần ba năng lượng gió trên hành tinh lại nằm ở phía trên tầng đối lưu, nơi có nhiều gió mạnh. Và đương nhiên là chúng ta rất thèm muốn loại năng lượng gió tầm cao này. Trên các bầu trời ở nhiều nước như Mỹ, Châu Âu, Trung Quốc và Nhật Bản, người ta đã chuẩn bị để khai thác nó. Công suất gió ở tầm cao mới có thể đạt tới 5000, thậm chí 10.000 W trên mỗi mét vuông. Và mọi người sẽ còn quyền mơ rằng: "gió trời cứ thổi, điện ta cứ xài". Trở về thực tại, để gió có thể đem lại hàng nghìn tỷ watt điện cho năng lượng toàn cầu, các nhà nghiên cứu nhất thiết phải phát triển những công nghệ mới nhằm chinh phục được độ cao mới. Hiện giờ thì chỉ mới có ba thiết kế đáng chú ý. Thiết kế thứ nhất là của công ty Magenn Power ở Ottawa (Ontario), đang được dự định tung ra thị trường. Đó là một kiểu khí cầu heli to bằng cái xe bus, được giữ lơ lửng ở độ cao 122m so với mặt đất. Nó ứng dụng hiệu ứng Magnus để vận hành hệ thống phát điện và có thể cung cấp một công suất khoảng 4 KW. Công ty này còn có tham vọng đến năm 2010 sẽ chế tạo một chiếc khí cầu phát điện khổng lồ, to bằng cả sân vận động, có công suất 1,6 MW. Thang gió phát điện "Những cối xay gió trên không" sẽ làm đỡ tốn diện tích mặt đất hơn, nhưng những người vận hành chúng phải thuyết phục các cơ quan hàng không quốc gia hạn chế các đường bay ở vùng lân cận. Và cho đến khi những cỗ máy lơ lửng này được phổ biến, vẫn không ai có đảm bảo được liệu chúng có chịu nổi những biến động khí quyển phức tạp như gió bão và sét đánh hay không. Các chi phí biến tần giá rẻ để duy trì và bảo dưỡng chúng cũng có thể sẽ là một vấn đề nghiêm trọng.