Năng lượng chúng ta nhận được từ điện gió, điện mặt trời, thủy điện, điện địa nhiệt, là nguồn năng lượng tái tạo, không lo ngại bị cạn kiệt như nguồn năng lượng không thể tái tạo (than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên). Bên cạnh đó, việc sản xuất và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo, còn có mục tiêu là hạn chế lượng khí CO2 thải ra, tiết kiệm chi phí và cung cấp năng lượng hiệu quả.
Đánh giá hiệu quả của năng lượng tái tạo như thế nào?
Hiệu quả năng lượng có thể hiểu đơn giản là lượng năng lượng tiềm năng trở thành điện năng.
Hiệu quả của một nguồn năng lượng, chủ yếu phụ thuộc vào chi phí nhiên liệu sản xuất, chi phí liên quan đến quá trình sản xuất và chi phí khắc phục thiệt hại đối với môi trường. Đây là những chi phí dễ thấy nhất. Các yếu tố tiềm ẩn khác có thể kể như mức độ hiệu quả của mỗi năng lượng tái tạo có thể được chuyển đổi thành điện năng. Ví dụ: thủy điện chịu ảnh hưởng của hạn hán, điện mặt trời chịu ảnh hưởng của thời tiết,…
Để so sánh hiệu quả năng lượng của các nguồn năng lượng tái tạo khác nhau, điều cần thiết là làm thế nào để đo lường mức độ hiệu quả của năng lượng tái tạo?
Có nhiều yếu tố có thể tác động đến hiệu quả của từng nguồn năng lượng. Khi đo lường hiệu quả sử dụng năng lượng, chúng ta phải xem xét lượng năng lượng có thể chuyển hóa thành điện năng và mức độ làm sạch môi trường cần thiết.
Chi phí điện năng quy dẫn (Levelized Cost of Electricity - LCOE) là một công cụ hữu ích trong việc đánh giá và so sánh phương pháp sản xuất các nguồn năng lượng tái tạo. LCOE là thước đo chi phí phát điện thuần trung bình của một nhà máy phát điện trong suốt vòng đời của nó. Nó được sử dụng để lập kế hoạch đầu tư và so sánh các phương pháp sản xuất điện khác nhau trên cơ sở nhất quán. LCOE cũng cân nhắc đến hiệu quả của nguồn năng lượng được thay thế. Việc tính toán LCOE còn có liên quan đến khái niệm đánh giá giá trị hiện tại ròng của dự án.
Nguồn năng lượng tái tạo nào hiệu quả nhất?
Năng lượng gió đứng đầu các nguồn năng lượng tái tạo với mức cung cấp 1.164% giá trị năng lượng ban đầu (năng lượng đầu vào ban đầu). Địa nhiệt cung cấp 514% giá trị năng lượng ban đầu, thủy điện 317%, năng lượng mặt trời 207% và năng lượng sinh khối với mức hiệu suất thấp là 52% giá trị năng lượng ban đầu.
Dù năng lượng sinh khối có mức hiệu suất thấp nhưng vẫn cao hơn nhiều so với các nguồn năng lượng không thể tái tạo như than đá hoặc khí đốt tự nhiên. Khi tính đến thiệt hại về môi trường, khó khai thác và nguồn cung hữu hạn, than đá đạt điểm thấp nhất trong tất cả các nguồn năng lượng. Hiệu quả của than chỉ là 29% giá trị năng lượng ban đầu của nó.
Năng lượng gió được xem là có ưu điểm hơn cả để khai thác năng lượng tái tạo. Trụ tuabin gió có thể được đặt ở những khu vực trống trải mà trên diện tích đó cũng được kết hợp để sản xuất nông nghiệp, nên chúng mang lại sự linh hoạt. Trụ tuabin gió cũng có thể đặt dọc các khu vực ven biển, nơi dễ dàng đón các luồng gió lớn.
Năng lượng gió còn có khả năng chống chịu hạn hán. Ở những khu vực dễ bị hạn hán, điều này rất quan trọng vì một dãy tuabin gió có thể tạo ra hiệu quả khác biệt giữa năng lượng miễn phí, bền vững và năng lượng đắt tiền, không thể tái tạo. Bản thân tuabin gió khi hoạt động không liên quan đến nước và không cần bất kỳ nhiên liệu nào để hoạt động.
Năng lượng tái tạo có phải lúc cũng hiệu quả?
Thật dễ dàng để cho rằng vì tốt hơn cho môi trường nên các nguồn năng lượng tái tạo lúc nào cũng hiệu quả hơn, nhưng điều đó có thể không phải lúc nào cũng đúng. Điều này phụ thuộc vào nguồn năng lượng cụ thể mà chúng ta xem xét, cũng như thời điểm và địa điểm sử dụng năng lượng đó.
Ví dụ, năng lượng mặt trời có thể cực kỳ hiệu quả ở một số vùng của Hoa Kỳ, đặc biệt là những khu vực tiếp xúc với thời gian ban ngày dài với mức nhiệt cao. Các tấm pin mặt trời cũng hoạt động hiệu quả nhất trong những tháng mùa hè. Nhưng ở các quốc gia như Na Uy và Iceland, nơi có thể chỉ có ít nhất hai giờ ánh sáng ban ngày hằng ngày vào những thời điểm nhất định trong năm, các tấm pin mặt trời có thể không phải là nguồn năng lượng hiệu quả nhất. Và khi nói đến các quốc gia không giáp biển, họ không có lựa chọn để lập các trang trại điện gió ngoài khơi...
Tuy nhiên, nhìn chung, năng lượng tái tạo hiệu quả hơn nhiều năng lượng không tái tạo, do thực tế đơn giản là nó không phải khai thác từ Trái đất và tốn kém chi phí vận chuyển đi nơi khác để sử dụng như than đá, dầu mỏ. Chưa kể, thỉnh thoảng xảy ra sự cố tràn dầu gây tổn hại hệ sinh thái. Rõ ràng, đó là cách tạo ra năng lượng kém hiệu quả hơn nhiều so với các tấm pin mặt trời.
