Chạy đua với thời gian tìm công nghệ năng lượng sạch

Khi các quốc gia chuyển dần khỏi nhiên liệu hóa thạch, các công ty Nhật Bản cũng đang tập trung phát triển và cải tiến công nghệ cho nhiên liệu sạch hơn. Một trong những công ty như vậy là Toshiba, họ đang phát triển và cải tiến các tế bào quang điện perovskite do một nhà khoa học Nhật Bản tạo ra vào năm 2009.

Pin mặt trời perovskite thu nhận ánh sáng mặt trời và đủ mỏng và trong suốt để phủ lên máy móc và các đồ vật như xe điện, máy bán hàng tự động, điện thoại thông minh, quần áo và rèm cửa. Loại pin mặt trời mới này có thể thay thế các tế bào silicon tinh thể hiện có đang thống trị thị trường quang điện ngày nay.

Trong thập kỷ qua, Toshiba đã cố gắng tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng của pin mặt trời perovskite lên 14,1%, cao nhất trên thế giới. Con số này chỉ hơn 20% so với các tấm pin mặt trời thông thường.

Nếu pin mặt trời perovskite trở nên rẻ hơn, chúng có thể là một công nghệ quan trọng đối với nền kinh tế không có carbon. Kenji Todori, chuyên gia cao cấp của Toshiba cho biết: “Chúng tôi có thể lắp đặt pin mặt trời ở bất cứ đâu".

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford cho biết, nếu quy trình sản xuất tế bào perovskite có thể được tinh chỉnh hơn nữa, giá điện trung bình được tạo ra theo cách này có thể giảm xuống khoảng 2 xu mỗi kilowatt-giờ. Nếu điều này thành hiện thực, tế bào perovskite sẽ là một trong những nguồn năng lượng tái tạo rẻ nhất.

Nhưng người tạo ra tế bào perovskite, Tsutomu Miyasaka, giáo sư tại Đại học Toin của Yokohama và là ứng cử viên giải Nobel hóa học, không lạc quan về tương lai của nghiên cứu Nhật Bản trong lĩnh vực này.

Ông nói: “Ở Trung Quốc, có ít nhất 10.000 nhà nghiên cứu chuyên về công nghệ này, gấp hơn 10 lần con số ở Nhật Bản. Mặc dù đi đầu trong nhiều thập kỷ trước trong phát triển năng lượng mặt trời, các nhà sản xuất Nhật Bản hiện đã thua các đối thủ nước ngoài".

Nhưng Nhật Bản hiện có một trọng tâm khác - sức mạnh thủy triều. Là một hòn đảo, đây là nguồn cung cấp năng lượng dồi dào cho Nhật Bản. Tại quần đảo Goto ở phía tây đất nước, nơi có dòng chảy nhanh và mạnh, Bộ Môi trường Nhật Bản và nhà sản xuất năng lượng tái tạo Kyuden Mirai Energy đang thử nghiệm hệ thống phát điện bằng thủy triều đầu tiên của Nhật Bản.

Trật tự năng lượng thế giới sẽ được định hình lại

Masakatsu Terasaki, một giám đốc điều hành của Kyuden Mirai Energy, cho biết thủy triều có thể dự đoán được, không giống như gió và ánh sáng mặt trời, vì vậy chúng có thể được tin tưởng để duy trì sản xuất lượng điện ổn định mà không bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết. Người ta ước tính rằng Nhật Bản có thể tạo ra năng lượng từ thủy triều, tương đương với số lượng mà 20 lò phản ứng hạt nhân có thể tạo ra.

Khi các quốc gia nỗ lực đạt được mức không phát thải, đầu tư toàn cầu vào lĩnh vực điện được dự báo sẽ tăng lên 2,2 nghìn tỷ USD vào năm 2030, gấp ba lần so với con số của năm 2019. Tổng thống đắc cử Mỹ Joe Biden, người sẽ tuyên thệ nhậm chức vào ngày 20 tháng 1, cam kết đạt được ngành điện không carbon vào năm 2035.

Trên khắp thế giới, ngành công nghiệp ô tô cũng đang tập trung phát triển ô tô điện, do động cơ đốt trong ngày càng lỗi thời. Một số quốc gia đã cam kết cấm bán xe chạy xăng, trong đó Vương quốc Anh đặt năm 2030 là khung thời gian mục tiêu.

Để bắt kịp với sự phát triển toàn cầu, Nhật Bản cần phải gác lại cuộc tranh luận về việc liệu năng lượng tái tạo, hiện đang đắt hơn, có cản trở tăng trưởng kinh tế hay không. Nhiên liệu hóa thạch sẽ chỉ chiếm 20% mức tiêu thụ năng lượng chính của thế giới vào năm 2050, giảm so với mức 85% vào năm 2018, theo dự báo của BP.

Như vậy, Nhật Bản nên tiến lên bằng cách tìm cách làm cho năng lượng tái tạo rẻ hơn. Đầu tiên, nước này có thể học hỏi từ Đức, nước đã cố gắng tăng tỷ trọng năng lượng tái tạo trong nguồn cung cấp điện hàng năm của mình lên 5 điểm phần trăm với chi phí trung bình hàng năm chỉ là 2,9 tỷ đô la.

Ngược lại, Nhật Bản đã phải chi 1,8 nghìn tỷ yên (17,5 tỷ USD) mỗi năm cho việc mở rộng thị trường tương tự. Trong khi dân số khoảng 126 triệu người của Nhật Bản lớn hơn nhiều so với 83 triệu người của Đức, vẫn còn dư địa để phát triển năng lượng tái tạo rẻ hơn.

Nhật Bản cũng nên lưu ý rằng năng lượng có thể quyết định vận mệnh của một quốc gia. Sự sụt giảm mạnh của giá dầu thô bắt đầu từ năm 1986 là một trong những yếu tố khiến Liên Xô sụp đổ. Trữ lượng dầu mỏ ở Tây Siberia được phát hiện vào những năm 1960 đã thúc đẩy nền kinh tế Liên Xô trong nhiều thập kỷ. Tuy nhiên, giá dầu lao dốc đã làm suy giảm nguồn thu từ dầu mỏ của nước này, dẫn đến việc gia tăng nợ các nước phương Tây.

Trung Đông cũng được hưởng lợi từ trữ lượng dầu dồi dào của mình, nguồn cung cấp thu nhập hàng năm 600 tỷ USD cho các nước trong Tổ chức Các nước Xuất khẩu Dầu mỏ. Việc kiểm soát nguồn cung thế giới của nó cũng khiến nền kinh tế toàn cầu dễ bị tổn thương bởi các cuộc xung đột ở Vịnh Ba Tư.

Khi Kỷ nguyên Dầu mỏ bắt đầu kết thúc, trật tự năng lượng thế giới sẽ được định hình lại. Sự đổi mới trong công nghệ năng lượng sẽ quyết định kẻ thắng người thua trong kỷ nguyên năng lượng xanh mới.