Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo chính có tiềm năng đáp ứng nhiều thách thức mà thế giới đang phải đối mặt. Có nhiều lý do để phát huy thị phần của mình trên thị trường năng lượng. Nguồn năng lượng này ngày càng được ưa chuộng vì nó đa năng, mang lại nhiều lợi ích cho con người và môi trường.
Tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường
Theo Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, lượng ánh sáng mặt trời mà trái đất nhận được trong một giờ nhiều hơn tổng năng lượng mà toàn thế giới sử dụng trong cả năm! Năm 2015, năng lượng mặt trời là ngành năng lượng tăng trưởng nhanh nhất với mức tăng 33% theo Bloomberg. Những lợi thế về môi trường là động lực chính trong việc thúc đẩy năng lượng mặt trời.
Năng lượng mặt trời sạch và an toàn
Năng lượng mặt trời là giải pháp thay thế an toàn có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch hiện tại như than và khí đốt để sản xuất điện gây ô nhiễm không khí, nước và đất. Quỹ Bảo vệ Thiên nhiên Thế giới, còn gọi là Quỹ Động vật hoang dã Thế giới (WWF), lưu ý rằng việc sản xuất điện từ nhiên liệu hóa thạch gây ô nhiễm không khí dẫn đến mưa axit, diện tích rừng bị tàn phá và sản xuất nông nghiệp bị ảnh hưởng dẫn đến thiệt hại hàng tỷ USD trên toàn thế giới. Fracking ở Hoa Kỳ sử dụng hàng nghìn lít nước trộn với hóa chất để chiết xuất, làm ô nhiễm nguồn nước được sử dụng cùng với các vùng nước gần đó và còn gây ra động đất. Năng lượng hạt nhân gây ô nhiễm nước, đất và gây ra thảm họa môi trường. Việc sử dụng năng lượng mặt trời sẽ loại bỏ những hậu quả không an toàn, ô uế này khi sử dụng nhiên liệu hóa thạch thông thường.
Ngăn chặn sự phá hủy môi trường sống
Những khu rừng nguyên sinh bị phá hủy để khai thác nguyên liệu thô như nhiên liệu hóa thạch hoặc hạt nhân. Cây cối liên tục loại bỏ và sử dụng carbon dioxide từ không khí để làm thức ăn, và lượng carbon này sau đó được lưu trữ trong cây. Khi rừng bị chặt để khai thác nguyên liệu thô cho năng lượng thông thường, bể chứa carbon lớn này sẽ biến mất và cũng làm tăng biến đổi khí hậu. Theo WWF, “8 trong số 10 loài động vật trên cạn” sống trong rừng và việc mất môi trường sống sẽ làm giảm quần thể của chúng. Chuyển sang sử dụng năng lượng mặt trời là điều quan trọng để giữ nguyên môi trường sống này cho các loài động vật sống ở đó cũng như tiếp tục giữ cho không khí trong lành.
Chống biến đổi khí hậu
Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA), lượng phát thải khí nhà kính năm 2017 thấp hơn 13% so với mức năm 2005. Trên thực tế, lượng khí thải đã giảm 0,5% từ năm 2016 đến năm 2017. Khí thải được cho là nguyên nhân làm tăng nhiệt độ toàn cầu và những thay đổi về kiểu thời tiết dẫn đến một loạt tác động. Sóng nhiệt và sự gia tăng côn trùng lây lan dịch bệnh gây ra các vấn đề sức khỏe, đặc biệt là trẻ em và người già.
Biến đổi khí hậu đã dẫn đến sự gia tăng lũ lụt và bão do các kiểu thời tiết bị xáo trộn. Nồng độ carbon dioxide cao hơn đang làm cho đại dương có tính axit và giết chết sinh vật biển, như san hô. Biến đổi khí hậu gây ra sự tuyệt chủng của các loài từ rừng cận Bắc Cực đến rừng nhiệt đới Amazon. Nhiệt độ cao hơn làm tan băng ở các vùng cực, làm giảm môi trường sống của động vật hoang dã và cũng làm tăng mực nước biển. Điều này dẫn đến tình trạng nhấn chìm và mất đất dọc bờ biển, khiến người dân phải di dời. Lượng mưa bất thường hoặc hạn hán ngày càng gia tăng ảnh hưởng đến nông nghiệp và sinh kế của các bộ phận xã hội yếu thế hơn trên toàn cầu.
Năng lượng mặt trời có thể hạn chế biến đổi khí hậu vì nó không tạo ra khí thải carbon. Theo báo cáo của Greenpeace về những lầm tưởng về năng lượng (huyền thoại 5), lượng khí thải carbon của các tấm pin mặt trời có thể được bù đắp trong vòng bốn năm.
Lợi ích kinh tế và xã hội
Vào quý 2 năm 2019, Hoa Kỳ đã có công suất lắp đặt là 69,1 gigawatt (GW) đủ để cung cấp điện cho hơn 13 triệu ngôi nhà, theo báo cáo của Hiệp hội Công nghiệp Năng lượng Mặt trời.
Nguồn điện nhỏ và phi tập trung
Điểm hấp dẫn lớn nhất của năng lượng mặt trời là nó có thể được sản xuất trực tiếp ở quy mô nhỏ bởi người tiêu dùng cuối cùng, trái ngược với các nguồn năng lượng thông thường tập trung lớn do các tập đoàn lớn kiểm soát.
- Năng lượng mặt trời thích hợp để sưởi ấm và phát điện bằng cách sử dụng các tế bào quang điện được lắp đặt trên mái của các tòa nhà riêng lẻ. Theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (EIA), điều này rất hữu ích khi là nguồn điện phi tập trung cho các hộ gia đình và doanh nghiệp thương mại. Theo Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia, việc đun nóng nước bằng năng lượng mặt trời và thiết kế năng lượng mặt trời thụ động của các tòa nhà để làm mát hoặc sưởi ấm không gian là những công nghệ năng lượng mặt trời khác dành cho từng tòa nhà.
- Các hệ thống cỡ trung bình để phát điện cấp cộng đồng cũng đang trở nên phổ biến. Phân tích của Văn phòng Hiệu quả Năng lượng và Năng lượng tái tạo (Energy.gov) cho biết 13 tiểu bang ở Hoa Kỳ đã lắp đặt 100 megawatt (MW) chỉ riêng trong năm 2015 và các đơn vị dân cư đạt 2 gigawatt. Việc lắp đặt năng lượng mặt trời cho cộng đồng công suất 100 MW đã được lắp đặt từ năm 2010-2015. Những cài đặt này rất quan trọng để giúp cộng đồng hoạt động với chi phí thấp hơn cho mọi người.
-
Năng lượng xanh ở nông thôn Ngoài ra, EIA tuyên bố rằng trên quy mô lớn "Các nhà máy nhiệt điện/nhiệt mặt trời tạo ra điện bằng cách tập trung năng lượng mặt trời để làm nóng chất lỏng và tạo ra hơi nước sau đó được sử dụng để cung cấp năng lượng cho máy phát điện".
- Tính chất phi tập trung của năng lượng mặt trời khiến nó trở thành nguồn năng lượng thiết thực và khả thi ở những vùng sâu vùng xa nằm xa lưới điện. Theo Liên minh các nhà khoa học quan tâm, điều này rất quan trọng đối với hoạt động kinh doanh nông nghiệp ở các trang trại vận hành hệ thống tưới tiêu, nhà kính, máy sấy cây trồng và cỏ khô, giúp nông nghiệp không gặp rủi ro.
Nguồn năng lượng rẻ và đáng tin cậy
Sự phát triển công nghệ, chính sách và trợ cấp của chính phủ đã làm giảm chi phí cao của hệ thống năng lượng mặt trời. Giá của các tấm pin mặt trời đã giảm 60% và chi phí của hệ thống điện mặt trời đã giảm 50% theo báo cáo của Energy.gov. Vì vậy, năng lượng mặt trời hiện đang cạnh tranh với các nguồn năng lượng thông thường.
Chi phí vận hành ít hơn và khoản đầu tư ban đầu được lấy lại dẫn đến tiết kiệm chi phí năng lượng sau đó theo Greenpeace. Điều này xảy ra vì đầu vào của năng lượng mặt trời là ánh sáng mặt trời sạch và miễn phí trong khi nhiên liệu hóa thạch được khai thác và vận chuyển trên quãng đường dài theo báo cáo huyền thoại của Greenpeace (huyền thoại 1). Báo cáo của Greenpeace ước tính rằng ở Mỹ, chi phí để giải quyết các vấn đề môi trường do sử dụng "nguồn điện bẩn" gấp đôi hoặc thậm chí gấp ba chi phí điện từ các nguồn thông thường như than. Năng lượng mặt trời rất quan trọng để giúp bù đắp và có khả năng loại bỏ những chi phí bổ sung này.
Thế hệ việc làm
Hoa Kỳ là nước sản xuất tấm pin mặt trời lớn thứ năm trên thế giới vào năm 2016 và đã tạo ra hàng nghìn việc làm trong nước, theo Guardian. Một báo cáo năm 2016 của Energy.gov cho biết việc làm trong lĩnh vực năng lượng mặt trời đã tăng 123% trong 5 năm kể từ năm 2010. Đến năm 2015 đã có 209.000 người làm việc trong lĩnh vực năng lượng mặt trời. Hầu hết là các doanh nghiệp nhỏ tham gia lắp đặt, tiếp theo là các nhà thiết kế năng lượng mặt trời, nhân viên bán hàng và chuyên gia dịch vụ. Ngành này tăng trưởng nhanh hơn 12% so với thị trường việc làm trung bình của Mỹ, giúp nền kinh tế luôn vận động.
Việc làm trong ngành Năng lượng mặt trời
Năm 2018, nhiên liệu hóa thạch, than đá, dầu mỏ, khí đốt tự nhiên và các loại khí khác đã cung cấp 64% điện năng của Hoa Kỳ. 19% được tạo ra từ năng lượng hạt nhân và khoảng 17% là từ các nguồn năng lượng tái tạo. Những con số này giống như năm 2015. Năm 2018, theo báo cáo của Solar Foundation, ngành năng lượng mặt trời đã tuyển dụng 242.000 công nhân năng lượng mặt trời.
Tăng lực lượng lao động năng lượng mặt trời
Báo cáo Năng lượng và Việc làm Hoa Kỳ (USEER) năm 2017 có khoảng 6,4 triệu người Mỹ trong lĩnh vực Năng lượng Truyền thống và Hiệu quả Năng lượng. Năm 2016, số lượng việc làm tăng gần 5% với 300.000 việc làm mới. Ngành này chiếm 14% số việc làm mới được tạo ra ở Mỹ vào năm 2016. 55% công nhân năng lượng được tuyển dụng trong các ngành này trong khi khoảng 374.000 người làm việc toàn thời gian hoặc bán thời gian trong ngành năng lượng mặt trời. Khoảng 260.000 nhân viên trong số đó làm việc toàn thời gian trong lĩnh vực năng lượng mặt trời. Năm 2016, số lượng công nhân năng lượng mặt trời tăng 25%.
Tài trợ cho Nghiên cứu và Đổi mới
Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) là cơ quan tài trợ chính kể từ năm 1977. Khoản tài trợ hơn 150 triệu đô la đã được đề xuất vào năm 2006 chỉ riêng cho năng lượng mặt trời. Năm 2013, nghiên cứu về năng lượng mặt trời đã nhận được 310 triệu USD và thêm 65 triệu USD vào năm 2016. Mục đích là phát triển công nghệ để cải thiện hiệu suất của các tấm pin mặt trời, phát triển bộ thu và khả năng lưu trữ năng lượng mặt trời mới, đồng thời cắt giảm chi phí sản xuất điện để sản xuất ra nó. giá cả phải chăng hơn cho tất cả mọi người thông qua Sáng kiến SunShot. Đã có những tiến bộ nhanh chóng, chẳng hạn như:
- Nghiên cứu đang cố gắng tìm ra các thiết bị quang điện mới bằng cách giảm việc sử dụng silicon đắt tiền và thử nghiệm các dạng và hình dạng khác nhau của tấm pin, vật liệu dựa trên sinh học và sản xuất năng lượng mặt trời không cần tấm pin, v.v., theo MIT.
- Nâng cao dung lượng pin để lưu trữ năng lượng mặt trời vào những thời điểm dư thừa để sử dụng sau này nhằm tăng hiệu quả và đảm bảo nguồn cung cấp liên tục là một phương án khác đang được khai thác. Pin lithium-ion kết hợp với phần mềm và "siêu tụ điện lai polymer" mới đang được phát triển sẽ giúp giảm chi phí.
Một tương lai đầy nắng
Sản xuất năng lượng từ năng lượng mặt trời đã tăng gấp đôi cứ sau 20 tháng kể từ năm 2010 theo Bloomberg. Đến năm 2050, Greenpeace Energy [R]Evolution dự kiến năng lượng sẽ được sản xuất 100% bằng năng lượng tái tạo, trong đó đóng góp của năng lượng mặt trời sẽ là 32% (trang 11). Tầm quan trọng của năng lượng mặt trời chắc chắn sẽ đóng một vai trò lớn trong việc bảo vệ môi trường, giúp đỡ mọi người về mặt xã hội và kinh tế, đồng thời tạo việc làm và nghiên cứu.
