Một người đàn ông kiểm tra các tấm pin mặt trời trong hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời. Giá năng lượng mặt trời rẻ hơn hàng trăm lần so với những năm 1970, khi các nhà khoa học nghi ngờ liệu công nghệ này có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng thực tế hay không.
PODCAST: Loại năng lượng tái tạo này từng là năng lượng xa xỉ và mang tính tương lai. Bây giờ nó đã trở thành một loại năng lượng rẻ tiền và hiệu quả với ánh sáng rực rỡ. Tuy nhiên, nó vẫn còn gây tranh cãi vì nhiều lý do khác nhau.
Hãy giúp chúng tôi cung cấp kiến thức khoa học cho tất cả những người ủng hộ tin tức miễn phí, phi lợi nhuận, dựa trên thực tế quyên góp ngay hôm nay
Loại năng lượng tái tạo này từng là loại năng lượng xa xỉ và tương lai, nhưng giờ đây nó đã trở thành loại năng lượng rẻ tiền và hiệu quả, tỏa sáng. Tuy nhiên, nó vẫn còn gây tranh cãi vì nhiều lý do khác nhau.
Chào mừng bạn đến với podcast đã biết. Những hạn chế của kiến thức đã biết là gì? Thời gian trôi qua, suy nghĩ của chúng ta về các vấn đề khoa học và công nghệ lớn sẽ phát triển như thế nào? Tham gia chuyến tham quan bằng âm thanh trên 'Tạp chí Tri thức' trong 'Đánh giá thường niên', chúng tôi đã khám phá nhiều vấn đề khác nhau như sự tồn tại của lỗ đen và cách chế tạo một trái tim nhân tạo đầy bất ngờ trong suốt quá trình.
Làm thế nào chúng ta có thể hiểu được tương lai của phát minh? Nếu một công nghệ mới thực sự mới, làm thế nào các nhà nghiên cứu có thể bắt đầu nghiên cứu xem nó sẽ thích ứng như thế nào với thế giới trong vài năm hoặc vài thập kỷ tới? Suy cho cùng, 'Dự đoán là rất khó, đặc biệt là về tương lai.' Câu nói đó đến từ Niels Boll. Có lẽ. Không ai có thể xác nhận.
Chúng tôi biết công nghệ ngày nay trông như thế nào và tình hình sản xuất năng lượng mặt trời có vẻ rất tươi sáng. Năng lượng mặt trời hiện là nguồn năng lượng tái tạo phát triển nhanh nhất. Chỉ riêng năm 2018, gần 100 GW công suất năng lượng mặt trời đã được lắp đặt trên toàn thế giới. Nếu tất cả các tấm pin này hoạt động ở công suất tối đa cùng một lúc thì sẽ quá đủ để đáp ứng mọi nhu cầu điện trung bình ở Canada. Nhưng năng lượng mặt trời không phải lúc nào cũng tăng vọt. Sau vài thập kỷ, năng lượng mặt trời vẫn còn là tương lai. Vậy trước khi chúng ta biết được tương lai của năng lượng mặt trời thì tương lai của năng lượng mặt trời sẽ như thế nào? Sau đó, câu trả lời gây tranh cãi.
không hoàn toàn. Nếu bạn đã đọc số đầu tiên của tạp chí 'Đánh giá thường niên về năng lượng' năm 1976, bạn sẽ tìm thấy một bài báo giàu trí tưởng tượng có tựa đề 'Năng lượng mặt trời'. Tóm tắt của nó bắt đầu bằng câu sau:
Như chúng ta đã biết, nguồn năng lượng vô tận của mặt trời đã được trái đất hấp thụ đủ để góp phần quan trọng vào nhu cầu năng lượng trong tương lai của thế giới.
Cho đến nay, rất quen thuộc. Lượng năng lượng lớn mà trái đất nhận được từ mặt trời vẫn có thể được sử dụng làm phần giới thiệu về năng lượng mặt trời ngày nay. Nhưng sau đó…
…Liệu hiện nay chúng ta có thể thu thập năng lượng mặt trời một cách kinh tế và chuyển đổi nó thành dạng hữu ích cho nhu cầu của chúng ta hay không vẫn chưa chắc chắn và còn gây tranh cãi.
'Không chắc chắn và gây tranh cãi.' Tương lai của công nghệ này có thực sự đáng nghi ngờ không? Đúng. Mặc dù các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ quang điện để chuyển đổi ánh sáng thành điện năng trong 20 năm nhưng việc ứng dụng các phương pháp này vẫn còn tương đối mới. Trong những năm 1950 và 1960, năng lượng mặt trời đã xuất hiện trên nhiều vệ tinh của Mỹ và Liên Xô, trong khi nguồn cung cấp điện truyền thống rất bất tiện. Tuy nhiên, bất chấp những tiến bộ đạt được trong những năm 1970, công nghệ này vẫn được coi là không thực tế đối với các ứng dụng truyền thống.
Hãy xem 'Đặt lại'-chuỗi bài đang diễn ra khám phá cách thế giới ứng phó với đại dịch vi-rút corona, hậu quả của nó và con đường phía trước.
Kelly Sims Gallagher (Kelly Sims Gallagher): 'Quả thực, vào thời điểm đó, năng lượng mặt trời đã có. Bạn biết đấy, nó được coi là một công nghệ điều khiển từ xa rất tiên tiến.'
Đây là Kelly Sims Gallagher (Kelly Sims Gallagher), anh ấy đã tham gia nghiên cứu hệ thống đổi mới công nghệ năng lượng trong khoảng 20 năm và hiện đang làm việc tại Trường Fletcher của Đại học Tufts ở Massachusetts. Năng lượng mặt trời dường như vẫn 'ngoài tầm với' vào cuối những năm 1970 vì một lý do: chi phí vẫn còn cao: nếu các tấm pin mặt trời hoạt động hết công suất, nó sẽ có giá 20 USD mỗi watt. (Khoảng US$90,2021). Do đó, nếu bạn muốn mua đủ tấm pin mặt trời để cung cấp năng lượng cho một bóng đèn 60 watt, bạn phải bỏ ra số tiền 5.000 USD hiện nay. Nó thực sự gây tranh cãi. Đây là Felix Creutzig của Viện Mercator về Cộng đồng Toàn cầu và Biến đổi Khí hậu ở Berlin, người nghiên cứu vai trò của năng lượng mặt trời trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu.
Felix Creutzig: 'Bốn mươi năm trước, nó rất đắt tiền. Vì vậy, bạn thực sự biết liệu đây có phải là một công nghệ thực sự có quy mô thị trường hay không. Vì vậy, hoàn toàn có thể, 40 năm trước, nó là một công nghệ gây tranh cãi.'
Tuy nhiên, những gì có thể học được từ bài báo năm 1976 này đắt hơn nhiều so với năng lượng mặt trời trong quá khứ. Thứ nhất, động lực phát triển năng lượng mặt trời khác với hiện nay.
Mặc dù bài báo cũ này đề cập đến độ “sạch” của năng lượng mặt trời so với nhiên liệu hóa thạch nhưng nó không mang ý nghĩa biến đổi khí hậu như hiện nay. Mặc dù sự nóng lên toàn cầu đã được nghiên cứu từ những năm 1970, nhưng nó dường như không thu hút được sự chú ý của các nhà nghiên cứu này vì bạn sẽ không tìm thấy nó ở đây.
Như các nhà nghiên cứu đã chỉ ra ngày hôm nay, bài báo chỉ ra rằng có nhiều cách để sử dụng năng lượng mặt trời. Ví dụ, năng lượng có thể được thu giữ bởi một hệ thống chuyển đổi năng lượng thành nhiệt hoặc điện, chẳng hạn như…
Cá nhân tôi hiện nay khi nghĩ đến năng lượng nhiệt đại dương hoặc tua-bin gió, tôi không nhất thiết nghĩ đến 'năng lượng mặt trời'. Nhưng nghiên cứu đã chỉ ra một cách chính xác:
Sự thu thập tự nhiên của năng lượng mặt trời xảy ra trên bề mặt đất và đại dương của trái đất, tạo ra gió và thời tiết.
Ngày nay, chúng ta có thể không mô tả những nguồn năng lượng này là 'năng lượng mặt trời'. Tuy nhiên, chắc chắn rằng chúng có nguồn gốc từ đĩa phát sáng khổng lồ trên bầu trời.
Vậy, bài báo này bắt đầu bằng cách nhắc nhở chúng ta về cuộc tranh cãi về năng lượng mặt trời như thế nào? Vâng, với một giọng lạc quan đáng ngạc nhiên:
Chúng tôi dự đoán rằng trong khoảng thời gian sau năm 2000, năng lượng mặt trời sẽ trở thành một trong những nguồn năng lượng truyền thống nhất được sử dụng ở nhiều khu vực trên thế giới.
Tuyên bố này có thể đã gây ra tranh cãi lớn vào thời điểm đó, nhưng nó không kéo dài được lâu. Chỉ ba năm sau, vào năm 1979, Tổng thống Jimmy Carter đã lắp đặt 32 tấm pin mặt trời trên nóc Nhà Trắng. Carter cũng đưa ra dự đoán cho năm 2000:
Vào năm 2000, máy nước nóng năng lượng mặt trời phía sau tôi (đang được sử dụng ngày nay) vẫn sẽ cung cấp nguồn năng lượng rẻ và hiệu quả ở đây.
Chính phủ của ông đặt mục tiêu chiếm 20% năng lượng của Mỹ nhờ sản xuất điện mặt trời vào đầu thế kỷ này.
Những diễn biến này đã đặt nền móng cho một trong những tác giả của Bài đánh giá năm 1976 quay lại chủ đề năm 1981. Bài đánh giá này có tựa đề 'Cập nhật công nghệ năng lượng mặt trời-5 năm', cho thấy năng lượng mặt trời đã trở thành niềm vui lớn của con người.
Nếu Hoa Kỳ lựa chọn hệ thống năng lượng của mình bằng một cuộc trưng cầu dân ý thì chắc chắn năng lượng mặt trời sẽ dễ dàng giành chiến thắng. Công chúng Mỹ thậm chí còn tin rằng 20 năm nữa, năng lượng mặt trời sẽ đáp ứng đủ nhanh hầu hết nhu cầu năng lượng của nước Mỹ. Quan điểm này có liên quan chặt chẽ đến sự phát triển của công nghệ năng lượng mặt trời và thậm chí ít người tin rằng nó đáng tin cậy.
Trong trường hợp này, các chuyên gia hoàn toàn đúng, bởi vì Hoa Kỳ đang đạt được tiến bộ chậm chạp trong việc loại bỏ cơ sở hạ tầng sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Gần 40 năm sau, năng lượng mặt trời vẫn chỉ đáp ứng được khoảng 1% nhu cầu năng lượng của nước Mỹ. Nhưng điều này không có nghĩa là tác giả đầy bi quan.
Tuy nhiên, tầm quan trọng của sự đóng góp cuối cùng của năng lượng mặt trời vẫn còn là điều không thể nghi ngờ. Trong 5 năm qua, việc phát triển các công nghệ này phải là một cam kết lâu dài, lâu dài và là một khởi đầu nhanh chóng.
Vậy điều gì đã xảy ra tiếp theo? Vâng, các cam kết dài hạn thực ra là ngắn hạn hơn. Năm năm sau, vào năm 1986, Reagan phá hủy những gì ông cho là nghiên cứu không có kết quả về năng lượng tái tạo. Và các tấm pin mặt trời trên nóc Nhà Trắng không có nhiệm vụ cung cấp nhiệt cho thế kỷ mới. Đến năm 1986, những thứ này cũng biến mất.
Trong thập kỷ tiếp theo, cam kết phát triển và triển khai năng lượng mặt trời tiếp tục xuất hiện trên khắp thế giới. Năm 1996 (20 năm sau khi bài báo đầu tiên được xuất bản), chúng tôi đã phát hiện ra những nhận xét mới về năng lượng mặt trời. Đánh giá năng lượng hàng năm giờ đây đã trở thành đánh giá thường niên về năng lượng và môi trường. Tiêu đề của bài đánh giá này là 'Thúc đẩy thương mại hóa hệ thống năng lượng mặt trời.' Chỉ tiêu đề đó cho thấy vấn đề tiềm năng mặt trời đã thay đổi. Thực sự đã có tiến bộ:
Từ năm 1976 đến năm 1992, giá mô-đun quang điện giảm gấp 10 lần do sản lượng tích lũy tăng 1.000 lần.
Sự đổi mới cũng đã cải thiện hiệu quả của các tấm pin mặt trời và giảm chi phí sản xuất. Nhưng năng lượng mặt trời vẫn còn lâu mới có thể thương lượng được.
Được tính ở mức giá mô-đun từ 4,00 USD đến 4,50 USD mỗi watt, chi phí hệ thống gấp khoảng hai lần so với chi phí sau và hệ thống quang điện vẫn còn tương đối đắt đối với các ứng dụng kết nối lưới.
Xem xét những con số này, vào năm 1996, tương lai của năng lượng mặt trời vẫn chưa thuận buồm xuôi gió. Mặc dù người ta đã dự đoán trong bài bình luận cách đây hai thập kỷ rằng năng lượng mặt trời có thể là một trong những nguồn năng lượng thông thường trên thế giới, nhưng tham vọng của bài viết này thậm chí còn lớn hơn. Ví dụ: đối với một khu vực như Địa Trung Hải…
Vào thời điểm đó, thật khó để thấy năng lượng mặt trời có thể cạnh tranh với các nguồn năng lượng khác như thế nào nếu không có trợ cấp đáng kể. Tuy nhiên, tài liệu cũng khuyến nghị nên loại bỏ trợ cấp cho nhiên liệu hóa thạch, một động thái vẫn đang được nhiều tổ chức môi trường kêu gọi. Tác giả cho rằng điều này sẽ…
Ngày nay, động lực xóa bỏ trợ giá nhiên liệu hóa thạch lại hoàn toàn trái ngược. Chúng tôi biết rằng chúng tôi có đủ nhiên liệu hóa thạch để duy trì nó trong nhiều thập kỷ tới. Đây lại là Kelly mà chúng ta đã nghe trước đó:
Kelly Sims Gallagher (Kelly Sims Gallagher): 'Đó là thời kỳ đỉnh cao của dầu mỏ và ý tưởng rằng chúng ta sắp cạn kiệt dầu. Đó là trước cuộc cách mạng khí đá phiến.'
Giờ đây, chúng ta hiểu rằng nhiên liệu hóa thạch dồi dào đến mức nếu chúng ta đốt hết nhiên liệu hóa thạch, các khu vực rộng lớn trên trái đất sẽ trở nên quá nóng và ngay cả quá trình trao đổi chất của con người cũng không thể đối phó được. Năm 1996, báo cáo thứ hai của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu được công bố gần đây, cung cấp bằng chứng cho thấy nhân loại đang làm thay đổi khí hậu toàn cầu. Nhưng ngay cả ở thời điểm này, hiện tượng nóng lên toàn cầu không phải là động lực chính để xem xét lại năng lượng mặt trời. Trên thực tế, vấn đề biến đổi khí hậu duy nhất được đề cập trong nghiên cứu năm 1996 này là để chỉ ra rằng Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu đòi hỏi sự hợp tác quốc tế trên quy mô lớn. Vào thời điểm đó, mọi người có vẻ rất lạc quan về kiểu hợp tác này.
Chà, 21 năm đã trôi qua kể từ thiên niên kỷ này. Với việc Vương quốc Anh rời Liên minh châu Âu và mối quan hệ đầy sóng gió giữa Mỹ và Thỏa thuận khí hậu Paris, thế giới phương Tây dường như đã rời xa khái niệm hợp tác toàn cầu. Nhưng câu chuyện về mặt trời tích cực hơn nhiều. Trong thập kỷ qua, việc sử dụng năng lượng mặt trời đã tăng vọt, nhiều lần phá vỡ dự báo tăng trưởng của Cơ quan Năng lượng Quốc tế. Các chính phủ trên thế giới đã xây dựng các chính sách khuyến khích năng lượng mặt trời và các nhà sản xuất Trung Quốc đã bắt đầu khám phá các phương pháp mới để sản xuất hàng loạt tấm pin với chi phí thấp.
Và chi phí đã trở nên thấp đáng ngạc nhiên. Ngày nay, giá của một số tấm pin mặt trời chỉ còn 30 cent/watt, rẻ hơn khoảng 300 lần so với những tấm pin mặt trời “gây tranh cãi” năm 1976. Trên thực tế, năng lượng mặt trời quá rẻ, và Cơ quan Năng lượng Quốc tế mới đây đã thông báo rằng nó là loại điện rẻ nhất trong lịch sử. Kết quả là nó đang nhanh chóng được triển khai trên toàn cầu. Theo đánh giá năm 2019 có tựa đề 'Nhanh hơn bạn nghĩ: Năng lượng tái tạo và các nước đang phát triển',…
Felix Creutzig: 'Tôi nghĩ đây là một câu chuyện hay. Bây giờ, nó là một công nghệ có thể tạo ra điện ở quy mô công nghiệp, đó là một điều đáng kinh ngạc.'
Kelly Sims Gallagher (Kelly Sims Gallagher): 'Nhiều người rất bi quan về năng lượng gió và mặt trời, họ đã sai. Vì vậy, tôi nghĩ chúng ta phải tự tin vào bản thân để đạt được tiến bộ đáng kể về công nghệ.'
Còn năng lượng mặt trời tiếp theo thì sao? Để đạt được các mục tiêu khí hậu được thế giới công nhận, lượng phát thải khí nhà kính cần phải giảm xuống giá trị ròng bằng 0 càng nhanh càng tốt trên quy mô toàn cầu. Lý tưởng nhất là sau giữa thế kỷ này. Không còn nghi ngờ gì nữa, năng lượng mặt trời có thể đóng một vai trò trong quá trình chuyển đổi này, nhưng vẫn chưa rõ vai trò của nó sẽ đến mức nào.
Vậy tương lai của năng lượng mặt trời là gì? Vì vậy, liệu năng lượng mặt trời có thực sự thoát khỏi cái bóng của nhiên liệu hóa thạch hay không sẽ phụ thuộc vào việc chính phủ có tiếp tục thúc đẩy đổi mới bằng cách khuyến khích năng lượng mặt trời hay không. Không biết thế giới sẽ làm gì, câu trả lời vẫn còn gây tranh cãi.
Felix Creutzig (Felix Creutzig): 'Đến năm 2050, việc sản xuất điện quang điện sẽ cung cấp 5% hoặc 10% năng lượng sơ cấp, hoặc 40% hoặc 50%, vẫn còn gây tranh cãi. Có rất nhiều sự khác biệt giữa những con số này. Khoảng cách lớn. Cách tốt nhất là làm điều này. Chúng ta không thể đoán trước được, nhưng chúng ta có thể tự mình thay đổi quỹ đạo.'
Cho dù bạn lấy podcast ở đâu, hãy nhớ đăng ký Knowable. Bởi vì trong tập tiếp theo, chúng ta ôn lại sự hiểu biết của mình về trí nhớ.
'Vào thời điểm đó, có rất nhiều vấn đề, rất nhiều lý thuyết và không có nhiều thử nghiệm về những lý thuyết này.'
Đừng bỏ lỡ tập đó, nó sẽ được phát sóng vào ngày mai. Nếu bạn thích khám phá hành trình rực rỡ của mặt trời, hãy nhớ để lại cho chúng tôi bài đánh giá về ứng dụng podcast yêu thích của bạn. Nó có thể giúp nhiều người hơn nghe thấy công việc của chúng tôi. Nếu bạn có bất kỳ phản hồi nào về chương trình này, vui lòng viết thư cho chúng tôi qua [Email Protection].
Podcast được sản xuất bởi Tạp chí Kiến thức của Đánh giá Thường niên, một sự kiện tin tức nhằm mục đích giúp tất cả mọi người có thể tiếp cận được kiến thức khoa học. Thông qua cách kể chuyện khôn ngoan và khoa học hợp lý, Knowable hướng tới việc xây dựng sự hiểu biết và niềm đam mê với thế giới xung quanh. Các tạp chí nổi tiếng đều miễn phí và sẽ luôn như vậy. Để biết thêm thông tin, vui lòng truy cập Knowablemagazine.org
Trong tập này, bạn đã nghe những lá thư từ Felix Creutzig và Kelly Sims Gallagher. Ngoài ra còn có các trích dẫn cho bốn bài báo: Frederick H. Morse và Melvin K. Simmons, 1976. Simmons, 1981; Raymond Drucker và Pascal De Laquil III, 1996; và Channing Arndt và cộng sự, 2019. Tôi là Adam Levy, và điều này đã được nhiều người biết đến.
Adam Levy là một nhà vật lý khí quyển, người đã nhận ra rằng họ thích nói về khoa học hơn là nghiên cứu khoa học. Họ đã dành hơn ba năm để tổ chức Nature Podcast và nghiên cứu bề rộng khoa học về biến đổi khí hậu. Twitter: @ClimateAdam
Bài báo năm 1976 này đã xem xét các phương pháp sử dụng năng lượng mặt trời khác nhau và đánh giá hiện trạng của các phương pháp hiện có. Nó cũng thảo luận về tính khả thi về mặt kinh tế của các công nghệ liên quan và đưa ra góc nhìn về triển vọng của năng lượng mặt trời trong thời đại này.
Năm 1981, sự phát triển nhanh chóng của nửa thập kỷ đầu dần suy yếu. Nó phác thảo tiềm năng to lớn của công nghệ năng lượng mặt trời và chỉ ra sự quan tâm cao của công chúng, nhưng vẫn giữ nguyên dự đoán, chỉ ra các rào cản chính sách và thị trường cản trở việc áp dụng rộng rãi năng lượng mặt trời.
Báo cáo hồi cứu năm 1996 này đề cập đến tình trạng thương mại của công nghệ quang điện và nhiệt mặt trời, đồng thời tìm thấy những tiến bộ công nghệ sâu rộng, cũng như những trở ngại kinh tế và chính sách công tiếp tục ngăn cản năng lượng mặt trời trở thành xu hướng chủ đạo.
Năm 2019, chúng ta sẽ xem xét việc chi phí giảm và các chính sách môi trường gia tăng đã thay đổi cục diện năng lượng như thế nào. Nhiều khu vực ở các nước đang phát triển có thể sử dụng trực tiếp các công nghệ năng lượng tiên tiến, hiệu quả và rẻ tiền, trong đó có năng lượng mặt trời và năng lượng gió.
Cảm ơn bạn đã quan tâm đến việc đăng lại! HTML đã được định dạng trước để tuân thủ các nguyên tắc của chúng tôi, bao gồm: ghi chú tác giả và Tạp chí có thể biết; giữ lại tất cả các siêu liên kết; bao gồm liên kết chuẩn tới bài viết gốc trong siêu dữ liệu bài viết. Nội dung (bao gồm cả tiêu đề) của bài viết không được phép chỉnh sửa nếu không có sự cho phép trước của nhân viên 'Tạp chí Kiến thức'. Hình ảnh và hình minh họa không được bao gồm trong giấy phép này. Vui lòng xem hướng dẫn đầy đủ của chúng tôi để biết thêm thông tin.
PODCAST: Loại năng lượng tái tạo này từng là năng lượng xa xỉ và mang tính tương lai. Bây giờ nó đã trở thành một loại năng lượng rẻ tiền và hiệu quả với ánh sáng rực rỡ. Tuy nhiên, nó vẫn còn gây tranh cãi vì nhiều lý do khác nhau.
Loại năng lượng tái tạo này từng là loại năng lượng xa xỉ và mang tính tương lai, nhưng giờ đây nó đã trở thành loại năng lượng rẻ tiền và hiệu quả, tỏa sáng. Tuy nhiên, nó vẫn còn gây tranh cãi vì nhiều lý do khác nhau.
Chào mừng bạn đến với podcast đã biết. Những hạn chế của kiến thức đã biết là gì? Thời gian trôi qua, suy nghĩ của chúng ta về các vấn đề khoa học và công nghệ lớn sẽ phát triển như thế nào? Tham gia chuyến tham quan bằng âm thanh trên 'Tạp chí Tri thức' trong 'Đánh giá thường niên', chúng tôi đã khám phá nhiều vấn đề khác nhau như sự tồn tại của lỗ đen và cách chế tạo một trái tim nhân tạo đầy bất ngờ trong suốt quá trình.
Làm thế nào chúng ta có thể hiểu được tương lai của phát minh? Nếu một công nghệ mới thực sự mới, làm thế nào các nhà nghiên cứu có thể bắt đầu nghiên cứu xem nó sẽ thích ứng như thế nào với thế giới trong vài năm hoặc vài thập kỷ tới? Suy cho cùng, 'Dự đoán là rất khó, đặc biệt là về tương lai.' Câu nói đó đến từ Niels Boll. Có lẽ. Không ai có thể xác nhận.
Chúng tôi biết công nghệ ngày nay trông như thế nào và tình hình sản xuất năng lượng mặt trời có vẻ rất tươi sáng. Năng lượng mặt trời hiện là nguồn năng lượng tái tạo phát triển nhanh nhất. Chỉ riêng năm 2018, gần 100 GW công suất năng lượng mặt trời đã được lắp đặt trên toàn thế giới. Nếu tất cả các tấm pin này hoạt động ở công suất tối đa cùng một lúc thì sẽ quá đủ để đáp ứng mọi nhu cầu điện trung bình ở Canada. Nhưng năng lượng mặt trời không phải lúc nào cũng tăng vọt. Sau vài thập kỷ, năng lượng mặt trời vẫn còn là tương lai. Vậy trước khi chúng ta biết được tương lai của năng lượng mặt trời thì tương lai của năng lượng mặt trời sẽ như thế nào? Sau đó, câu trả lời gây tranh cãi.
không hoàn toàn. Nếu bạn đã đọc số đầu tiên của tạp chí 'Đánh giá thường niên về năng lượng' năm 1976, bạn sẽ tìm thấy một bài báo giàu trí tưởng tượng có tựa đề 'Năng lượng mặt trời'. Tóm tắt của nó bắt đầu bằng câu sau:
Như chúng ta đã biết, nguồn năng lượng vô tận của mặt trời đã được trái đất hấp thụ đủ để góp phần quan trọng vào nhu cầu năng lượng trong tương lai của thế giới.
Cho đến nay, rất quen thuộc. Lượng năng lượng lớn mà trái đất nhận được từ mặt trời vẫn có thể được sử dụng làm phần giới thiệu về năng lượng mặt trời ngày nay. Nhưng sau đó…
…Liệu hiện nay chúng ta có thể thu thập năng lượng mặt trời một cách kinh tế và chuyển đổi nó thành dạng hữu ích cho nhu cầu của chúng ta hay không vẫn chưa chắc chắn và còn gây tranh cãi.
'Không chắc chắn và gây tranh cãi.' Tương lai của công nghệ này có thực sự đáng nghi ngờ không? Đúng. Mặc dù các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ quang điện để chuyển đổi ánh sáng thành điện năng trong 20 năm nhưng việc ứng dụng các phương pháp này vẫn còn tương đối mới. Trong những năm 1950 và 1960, năng lượng mặt trời đã xuất hiện trên nhiều vệ tinh của Mỹ và Liên Xô, trong khi nguồn cung cấp điện truyền thống rất bất tiện. Tuy nhiên, bất chấp những tiến bộ đạt được trong những năm 1970, công nghệ này vẫn được coi là không thực tế đối với các ứng dụng truyền thống.
Kelly Sims Gallagher (Kelly Sims Gallagher): 'Quả thực, vào thời điểm đó, năng lượng mặt trời đã có. Bạn biết đấy, nó được coi là một công nghệ điều khiển từ xa rất tiên tiến.'
Đây là Kelly Sims Gallagher (Kelly Sims Gallagher), anh ấy đã tham gia nghiên cứu hệ thống đổi mới công nghệ năng lượng trong khoảng 20 năm và hiện đang làm việc tại Trường Fletcher của Đại học Tufts ở Massachusetts. Năng lượng mặt trời dường như vẫn 'ngoài tầm với' vào cuối những năm 1970 vì một lý do: chi phí vẫn còn cao: nếu các tấm pin mặt trời hoạt động hết công suất, nó sẽ có giá 20 USD mỗi watt. (Khoảng US$90,2021). Do đó, nếu bạn muốn mua đủ tấm pin mặt trời để cung cấp năng lượng cho một bóng đèn 60 watt, bạn phải bỏ ra số tiền 5.000 USD hiện nay. Nó thực sự gây tranh cãi. Đây là Felix Creutzig của Viện Cộng đồng Toàn cầu và Biến đổi Khí hậu Mercator ở Berlin, người nghiên cứu vai trò của năng lượng mặt trời trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu.
Felix Creutzig: 'Bốn mươi năm trước, nó rất đắt tiền. Vì vậy, bạn thực sự biết liệu đây có phải là một công nghệ thực sự có quy mô thị trường hay không. Vì vậy, hoàn toàn có thể, 40 năm trước, nó là một công nghệ gây tranh cãi.'
Tuy nhiên, những gì có thể học được từ bài báo năm 1976 này đắt hơn nhiều so với năng lượng mặt trời trong quá khứ. Thứ nhất, động lực phát triển năng lượng mặt trời khác với hiện nay.
Mặc dù bài báo cũ này đề cập đến độ “sạch” của năng lượng mặt trời so với nhiên liệu hóa thạch nhưng nó không mang ý nghĩa biến đổi khí hậu như hiện nay. Mặc dù sự nóng lên toàn cầu đã được nghiên cứu từ những năm 1970, nhưng nó dường như không thu hút được sự chú ý của các nhà nghiên cứu này vì bạn sẽ không tìm thấy nó ở đây.
Như các nhà nghiên cứu đã chỉ ra ngày hôm nay, bài báo chỉ ra rằng có nhiều cách để sử dụng năng lượng mặt trời. Ví dụ, năng lượng có thể được thu giữ bởi một hệ thống chuyển đổi năng lượng thành nhiệt hoặc điện, chẳng hạn như…
Cá nhân tôi hiện nay khi nghĩ đến năng lượng nhiệt đại dương hoặc tua-bin gió, tôi không nhất thiết nghĩ đến 'năng lượng mặt trời'. Nhưng nghiên cứu đã chỉ ra một cách chính xác:
Sự thu thập tự nhiên của năng lượng mặt trời xảy ra trên bề mặt đất và đại dương của trái đất, tạo ra gió và thời tiết.
Ngày nay, chúng ta có thể không mô tả những nguồn năng lượng này là 'năng lượng mặt trời'. Tuy nhiên, chắc chắn rằng chúng có nguồn gốc từ đĩa phát sáng khổng lồ trên bầu trời.
Vậy, bài báo này bắt đầu bằng cách nhắc nhở chúng ta về cuộc tranh cãi về năng lượng mặt trời như thế nào? Vâng, với một giọng lạc quan đáng ngạc nhiên:
Chúng tôi dự đoán rằng trong khoảng thời gian sau năm 2000, năng lượng mặt trời sẽ trở thành một trong những nguồn năng lượng truyền thống nhất được sử dụng ở nhiều khu vực trên thế giới.
Tuyên bố này có thể đã gây ra tranh cãi lớn vào thời điểm đó, nhưng nó không kéo dài được lâu. Chỉ ba năm sau, vào năm 1979, Tổng thống Jimmy Carter đã lắp đặt 32 tấm pin mặt trời trên nóc Nhà Trắng. Carter cũng đưa ra dự đoán cho năm 2000:
Năm 2000, máy nước nóng năng lượng mặt trời phía sau tôi (đang được sử dụng ngày nay) vẫn sẽ cung cấp nguồn năng lượng rẻ và hiệu quả ở đây.
Chính phủ của ông đặt mục tiêu chiếm 20% năng lượng của Mỹ nhờ sản xuất điện mặt trời vào đầu thế kỷ này.
Những diễn biến này đã đặt nền móng cho một trong những tác giả của Bài đánh giá năm 1976 quay lại chủ đề năm 1981. Bài đánh giá này có tựa đề 'Cập nhật công nghệ năng lượng mặt trời-5 năm', cho thấy năng lượng mặt trời đã trở thành niềm vui lớn của con người.
Nếu Hoa Kỳ lựa chọn hệ thống năng lượng của mình bằng một cuộc trưng cầu dân ý thì chắc chắn năng lượng mặt trời sẽ dễ dàng giành chiến thắng. Công chúng Mỹ thậm chí còn tin rằng 20 năm nữa, năng lượng mặt trời sẽ đáp ứng đủ nhanh hầu hết nhu cầu năng lượng của nước Mỹ. Quan điểm này có liên quan chặt chẽ đến sự phát triển của công nghệ năng lượng mặt trời và thậm chí ít người tin rằng nó đáng tin cậy.
Trong trường hợp này, các chuyên gia hoàn toàn đúng, bởi vì Hoa Kỳ đang đạt được tiến bộ chậm chạp trong việc loại bỏ cơ sở hạ tầng sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Gần 40 năm sau, năng lượng mặt trời vẫn chỉ đáp ứng được khoảng 1% nhu cầu năng lượng của nước Mỹ. Nhưng điều này không có nghĩa là tác giả đầy bi quan.
Tuy nhiên, tầm quan trọng của sự đóng góp cuối cùng của năng lượng mặt trời vẫn còn là điều không thể nghi ngờ. Trong 5 năm qua, việc phát triển các công nghệ này phải là một cam kết lâu dài, lâu dài và là một khởi đầu nhanh chóng.
Vậy điều gì đã xảy ra tiếp theo? Vâng, những cam kết dài hạn thực sự là những cam kết ngắn hạn hơn. Năm năm sau, vào năm 1986, Reagan phá hủy những gì ông cho là nghiên cứu không có kết quả về năng lượng tái tạo. Và các tấm pin mặt trời trên nóc Nhà Trắng không có nhiệm vụ cung cấp nhiệt cho thế kỷ mới. Đến năm 1986, những thứ này cũng biến mất.
Trong thập kỷ tiếp theo, cam kết phát triển và triển khai năng lượng mặt trời tiếp tục xuất hiện trên khắp thế giới. Năm 1996 (20 năm sau khi bài báo đầu tiên được xuất bản), chúng tôi đã phát hiện ra những nhận xét mới về năng lượng mặt trời. Đánh giá năng lượng hàng năm giờ đây đã trở thành đánh giá thường niên về năng lượng và môi trường. Tiêu đề của bài đánh giá này là 'Thúc đẩy thương mại hóa hệ thống năng lượng mặt trời.' Chỉ tiêu đề đó cho thấy vấn đề tiềm năng mặt trời đã thay đổi. Thực sự đã có tiến bộ:
Từ năm 1976 đến năm 1992, giá mô-đun quang điện giảm gấp 10 lần do sản lượng tích lũy tăng 1.000 lần.
Sự đổi mới cũng đã cải thiện hiệu quả của các tấm pin mặt trời và giảm chi phí sản xuất. Nhưng năng lượng mặt trời vẫn còn lâu mới có thể thương lượng được.
Được tính ở mức giá mô-đun từ 4,00 USD đến 4,50 USD mỗi watt, chi phí hệ thống gấp khoảng hai lần so với chi phí sau và hệ thống quang điện vẫn còn tương đối đắt đối với các ứng dụng kết nối lưới.
Xem xét những con số này, vào năm 1996, tương lai của năng lượng mặt trời vẫn chưa thuận buồm xuôi gió. Mặc dù người ta đã dự đoán trong bài bình luận cách đây hai thập kỷ rằng năng lượng mặt trời có thể là một trong những nguồn năng lượng thông thường trên thế giới, nhưng tham vọng của bài viết này thậm chí còn lớn hơn. Ví dụ: đối với một khu vực như Địa Trung Hải…
Vào thời điểm đó, thật khó để thấy năng lượng mặt trời có thể cạnh tranh với các nguồn năng lượng khác như thế nào nếu không có trợ cấp đáng kể. Tuy nhiên, tài liệu cũng khuyến nghị nên loại bỏ trợ cấp cho nhiên liệu hóa thạch, một động thái vẫn đang được nhiều tổ chức môi trường kêu gọi. Tác giả cho rằng điều này sẽ…
Ngày nay, động lực xóa bỏ trợ giá nhiên liệu hóa thạch lại hoàn toàn trái ngược. Chúng tôi biết rằng chúng tôi có đủ nhiên liệu hóa thạch để duy trì nó trong nhiều thập kỷ tới. Đây lại là Kelly mà chúng ta đã nghe trước đó:
Kelly Sims Gallagher (Kelly Sims Gallagher): 'Đó là thời kỳ đỉnh cao của dầu mỏ và ý tưởng rằng chúng ta sắp cạn kiệt dầu. Đó là trước cuộc cách mạng khí đá phiến.'
Giờ đây, chúng ta hiểu rằng nhiên liệu hóa thạch dồi dào đến mức nếu chúng ta đốt hết nhiên liệu hóa thạch, các khu vực rộng lớn trên trái đất sẽ trở nên quá nóng và ngay cả quá trình trao đổi chất của con người cũng không thể đối phó được. Năm 1996, báo cáo thứ hai của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu được công bố gần đây, cung cấp bằng chứng cho thấy nhân loại đang làm thay đổi khí hậu toàn cầu. Nhưng ngay cả ở thời điểm này, hiện tượng nóng lên toàn cầu không phải là động lực chính để xem xét lại năng lượng mặt trời. Trên thực tế, vấn đề biến đổi khí hậu duy nhất được đề cập trong nghiên cứu năm 1996 này là để chỉ ra rằng Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu đòi hỏi sự hợp tác quốc tế trên quy mô lớn. Vào thời điểm đó, mọi người có vẻ rất lạc quan về kiểu hợp tác này.
Chà, 21 năm đã trôi qua kể từ thiên niên kỷ này. Với việc Vương quốc Anh rời Liên minh châu Âu và mối quan hệ đầy sóng gió giữa Mỹ và Thỏa thuận khí hậu Paris, thế giới phương Tây dường như đã rời xa khái niệm hợp tác toàn cầu. Nhưng câu chuyện về mặt trời tích cực hơn nhiều. Trong thập kỷ qua, việc sử dụng năng lượng mặt trời đã tăng vọt, nhiều lần phá vỡ dự báo tăng trưởng của Cơ quan Năng lượng Quốc tế. Các chính phủ trên thế giới đã xây dựng các chính sách khuyến khích năng lượng mặt trời và các nhà sản xuất Trung Quốc đã bắt đầu khám phá các phương pháp mới để sản xuất hàng loạt tấm pin với chi phí thấp.
Và chi phí đã trở nên thấp đáng ngạc nhiên. Ngày nay, giá của một số tấm pin mặt trời chỉ còn 30 cent/watt, rẻ hơn khoảng 300 lần so với những tấm pin mặt trời “gây tranh cãi” năm 1976. Trên thực tế, năng lượng mặt trời quá rẻ, và Cơ quan Năng lượng Quốc tế mới đây đã thông báo rằng nó là loại điện rẻ nhất trong lịch sử. Kết quả là nó đang nhanh chóng được triển khai trên toàn cầu. Theo đánh giá năm 2019 có tựa đề 'Nhanh hơn bạn nghĩ: Năng lượng tái tạo và các nước đang phát triển',…
Felix Creutzig: 'Tôi nghĩ đây là một câu chuyện hay. Bây giờ, nó là một công nghệ có thể tạo ra điện ở quy mô công nghiệp, đó là một điều đáng kinh ngạc.'
Kelly Sims Gallagher (Kelly Sims Gallagher): 'Nhiều người rất bi quan về năng lượng gió và mặt trời, họ đã sai. Vì vậy, tôi nghĩ chúng ta phải tự tin vào bản thân để đạt được tiến bộ đáng kể về công nghệ.'
Còn năng lượng mặt trời tiếp theo thì sao? Để đạt được các mục tiêu khí hậu được thế giới công nhận, lượng phát thải khí nhà kính cần phải giảm xuống giá trị ròng bằng 0 càng nhanh càng tốt trên quy mô toàn cầu. Lý tưởng nhất là sau giữa thế kỷ này. Không còn nghi ngờ gì nữa, năng lượng mặt trời có thể đóng một vai trò trong quá trình chuyển đổi này, nhưng vẫn chưa rõ vai trò của nó sẽ đến mức nào.
Vậy tương lai của năng lượng mặt trời là gì? Vì vậy, liệu năng lượng mặt trời có thực sự thoát khỏi cái bóng của nhiên liệu hóa thạch hay không sẽ phụ thuộc vào việc chính phủ có tiếp tục thúc đẩy đổi mới bằng cách khuyến khích năng lượng mặt trời hay không. Không biết thế giới sẽ làm gì, câu trả lời vẫn còn gây tranh cãi.
Felix Creutzig (Felix Creutzig): 'Đến năm 2050, việc sản xuất điện quang điện sẽ cung cấp 5% hoặc 10% năng lượng sơ cấp, hoặc 40% hoặc 50%, vẫn còn gây tranh cãi. Có rất nhiều sự khác biệt giữa những con số này. Khoảng cách lớn. Cách tốt nhất là làm điều này. Chúng ta không thể đoán trước được, nhưng chúng ta có thể tự mình thay đổi quỹ đạo.'
Cho dù bạn lấy podcast ở đâu, hãy đảm bảo đăng ký Knowable. Bởi vì trong tập tiếp theo, chúng ta ôn lại sự hiểu biết của mình về trí nhớ.
'Vào thời điểm đó, có rất nhiều vấn đề, rất nhiều lý thuyết và không có nhiều thử nghiệm về những lý thuyết này.'
Đừng bỏ lỡ tập đó, nó sẽ được phát hành vào ngày mai. Nếu bạn thích khám phá hành trình rực rỡ của mặt trời, hãy nhớ để lại cho chúng tôi bài đánh giá về ứng dụng podcast yêu thích của bạn. Nó có thể giúp nhiều người hơn nghe thấy công việc của chúng tôi. Nếu bạn có bất kỳ phản hồi nào về chương trình, vui lòng gửi email đến podcast@knowablemagazine.org.
Podcast được sản xuất bởi Tạp chí Kiến thức của Đánh giá Thường niên, một sự kiện tin tức nhằm mục đích giúp tất cả mọi người có thể tiếp cận được kiến thức khoa học. Thông qua cách kể chuyện khôn ngoan và khoa học hợp lý, Knowable hướng tới việc xây dựng sự hiểu biết và niềm đam mê với thế giới xung quanh. Các tạp chí nổi tiếng đều miễn phí và sẽ luôn như vậy. Để biết thêm thông tin, vui lòng truy cập Knowablemagazine.org
Trong tập này, bạn đã nghe những lá thư từ Felix Creutzig và Kelly Sims Gallagher. Ngoài ra còn có các trích dẫn cho bốn bài báo: Frederick H. Morse và Melvin K. Simmons, 1976. Simmons, 1981; Raymond Drucker và Pascal De Laquil III, 1996; và Channing Arndt và cộng sự, 2019. Tôi là Adam Levy, và điều này đã được nhiều người biết đến.
Hãy xem 'Đặt lại'-chuỗi bài đang diễn ra khám phá cách thế giới ứng phó với đại dịch vi-rút corona, hậu quả của nó và con đường phía trước.
Adam Levy là một nhà vật lý khí quyển, người đã nhận ra rằng họ thích nói về khoa học hơn là nghiên cứu khoa học. Họ đã dành hơn ba năm để tổ chức Nature Podcast và nghiên cứu bề rộng khoa học về biến đổi khí hậu. Twitter: @ClimateAdam
Bài viết này ban đầu được đăng trên 'Tạp chí Tri thức', tác phẩm báo chí độc lập của 'Tạp chí của năm.' Đăng ký nhận bản tin.
'Tạp chí Nổi tiếng' xuất phát từ 'Đánh giá thường niên', một nhà xuất bản phi lợi nhuận chuyên tổng hợp và tích hợp kiến thức để thúc đẩy tiến bộ khoa học và phúc lợi xã hội.
