Trong thời gian gần đây, thế giới đã chứng kiến những bước tiến đáng chú ý trong lĩnh vực năng lượng sóng. Đây là một giải pháp tiềm năng cho nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của chúng ta, đồng thời có thể giải quyết một số mối lo ngại cấp bách về môi trường.

Đáng chú ý, gã khổng lồ năng lượng ENI của Ý đã công bố bộ chuyển đổi năng lượng sóng biển quán tính mang tính đột phá, trong khi Trung Quốc giới thiệu thiết bị năng lượng sóng nổi ‘Nankun’ (Nam Côn) khổng lồ, thu hút sự chú ý của toàn cầu đến nguồn năng lượng ít được đề cập nhưng đầy hứa hẹn này.

Bài viết này đi sâu vào thế giới năng lượng sóng biển, khám phá xem nó là gì, những đóng góp tiềm năng của nó cho sự bền vững và ngành công nghiệp xanh, cũng như những mối quan tâm và thách thức đi kèm với sự phát triển của nó.

Năng lượng sóng là gì?

Năng lượng sóng là nguồn năng lượng sạch và tái tạo được khai thác từ sự chuyển động không ngừng của sóng biển. Không giống như một số nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng sóng bắt nguồn từ sự tương tác của gió với bề mặt đại dương, tạo ra một dao động sóng nhịp nhàng trên biển. Để thu được năng lượng này, các thiết bị chuyên dụng được gọi là bộ chuyển đổi năng lượng sóng (WEC) được đặt ở vị trí được tính toán kỹ. Những cỗ máy hiện đại này được thiết kế để di chuyển hài hòa với sự lên xuống của sóng, chuyển đổi động năng này thành năng lượng cơ học hoặc thủy lực một cách hiệu quả.

Các nhà nghiên cứu WEC cung cấp nhiều thiết kế đa dạng, mỗi thiết kế đều phù hợp với điều kiện đại dương và yếu tố kỹ thuật cụ thể. Ví dụ, bộ chuyển đổi năng lượng sóng biển quán tính của ENI có dạng một bệ nổi nhấp nhô theo nhịp sóng. Trong thiết bị này, con quay hồi chuyển và các bộ phận phức tạp khác khai thác lực quán tính do chuyển động của sóng tạo ra. Khi bộ chuyển đổi dao động theo sóng, các con quay hồi chuyển có trọng lượng lớn bên trong nó, theo quán tính chống lại chuyển động này. Trở lực này dẫn đến việc tạo ra năng lượng cơ học, sau đó được chuyển đổi thành năng lượng điện thông qua hệ thống máy phát điện tích hợp.

Tiềm năng to lớn của năng lượng sóng

Tiềm năng của năng lượng sóng thật đáng kinh ngạc, mang đến một giải pháp mang tính biến đổi cho bối cảnh khát năng lượng của chúng ta. Về mặt lý thuyết, sóng dọc bờ biển Vương quốc Anh ước tính trữ năng lượng ở mức đáng kinh ngạc là 2,64 nghìn tỉ kilowatt giờ. Lượng điện này tương đương với khoảng 2/3 tổng lượng điện được tạo ra ở Mỹ vào năm 2021, cho thấy nguồn tài nguyên to lớn chưa được khai thác nằm dưới bề mặt đại dương. 

Hơn nữa, một trong những lợi thế đặc biệt của năng lượng sóng nằm ở khả năng ổn định của nó. Không giống như các nguồn tái tạo khác như gió và mặt trời, vốn chịu sự thay đổi thất thường khi điều kiện thời tiết thay đổi, sóng biển di chuyển theo các mô hình nhất quán và có thể dự đoán được. Độ tin cậy này chuyển thành nguồn điện ổn định và bền vững - những yếu tố quan trọng cho sự ổn định của lưới điện và quy hoạch năng lượng.

Mối quan tâm và thách thức

Mặc dù năng lượng sóng là một hướng đi đầy hứa hẹn cho việc sản xuất năng lượng sạch và tái tạo, nhưng nó không phải là không có những lo ngại và hạn chế tiềm ẩn.

Một trong những mối quan tâm chính liên quan đến tác động của nó đối với sinh vật biển. Sự hiện diện của các thiết bị năng lượng sóng có thể phá vỡ môi trường sống và sinh thái biển theo nhiều cách khác nhau, gây xáo trộn cho các loài động vật có vú ở biển. Những động vật này không thể phát hiện các thiết bị thông qua tín hiệu âm thanh nên có thể vô tình va chạm với chúng hoặc vướng vào dây cáp bên dưới. Ngoài ra, sự hiện diện đơn thuần của các cấu trúc này có thể thúc đẩy sự thay đổi trong mô hình di cư và hành vi của sinh vật biển khi chúng tìm cách tránh những khu vực “rắc rối”.

Hơn nữa, các trường điện từ được tạo ra bởi việc lắp đặt năng lượng sóng có thể làm gián đoạn quá trình kiếm ăn và định hướng của các loài sinh vật biển. Ngoài ra, sự tương tác giữa sóng và các thiết bị thu năng lượng có thể dẫn đến thay đổi đặc điểm sóng, ảnh hưởng đến chuyển động trầm tích, hải lưu và cấu trúc tổng thể của con nước.

Điều quan trọng cần lưu ý là sự hiểu biết của chúng ta về những tác động tiềm ẩn này vẫn cần phải đào sâu, chủ yếu vì năng lượng sóng là một lĩnh vực đang được phát triển tích cực. Ngoài ra, các tác động môi trường liên quan đến năng lượng sóng có thể rất khác nhau tùy thuộc vào các yếu tố như kích thước, thành phần vật liệu, đặc tính vận hành và vị trí đặt các thiết bị năng lượng sóng cụ thể.

Những thách thức kinh tế

Ngoài những lo ngại về môi trường, không thể bỏ qua những thách thức kinh tế của năng lượng sóng. Chi phí lắp đặt và bảo trì liên tục cao trong môi trường biển đòi hỏi khắt khe đã đặt ra rào cản đáng kể cho kế hoạch phát triển rộng rãi của nguồn năng lượng này. Việc lắp đặt các thiết bị năng lượng sóng ban đầu đòi hỏi đầu tư vốn đáng kể để thiết kế các hệ thống có khả năng chịu được nước mặn ăn mòn, chịu va đập do sóng mạnh và các điều kiện thời tiết bất lợi đặc trưng của đại dương.

Hơn nữa, việc bảo trì liên tục rất tốn kém do sự hao mòn không ngừng do tiếp xúc với các yếu tố khắc nghiệt của biển. Hoạt động bảo trì trên biển thường đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và nhân viên có tay nghề cao, góp phần tăng thêm gánh nặng chi phí. Điều đáng chú ý, do chi phí lắp đặt và bảo trì, việc tìm kiếm một địa điểm dưới nước phù hợp cho các thiết bị này và neo giữ chúng một cách an toàn có thể đắt gấp hai đến ba lần so với chi phí thực tế của chính thiết bị WEC.

Triển vọng phía trước

Bất chấp những lo ngại chính đáng này, triển vọng về năng lượng sóng như một nguồn năng lượng sạch và tái tạo là không thể phủ nhận. Tiềm năng to lớn của năng lượng sóng về công suất và sự ổn định, nhấn mạnh tầm quan trọng của nó trong việc thúc đẩy các nguồn năng lượng bền vững và đáng tin cậy. Khi công nghệ năng lượng sóng tiếp tục phát triển, việc liên tục nghiên cứu, đổi mới và triển khai có trách nhiệm sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết những mối lo ngại này giúp chúng ta khai thác đầy đủ tiềm năng của năng lượng sóng.

Năng lượng sóng là minh chứng cho cam kết vững chắc của chúng ta đối với các giải pháp năng lượng sạch hơn và xanh hơn, giúp đáp ứng nhu cầu trong khi đảm bảo các chỉ số môi trường. Khi giải quyết được rào cản của lĩnh vực đầy hứa hẹn này, chúng ta sẽ định hình một tương lai năng lượng xanh hơn, sạch hơn và đa dạng hơn cho các thế hệ mai sau.

Theo Báo cáo tiềm năng năng lượng gió, sóng ngoài khơi tại các vùng biển Việt Nam của Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2022, Việt Nam là nước nằm trong vùng gió mùa châu Á mạnh và ổn định nên tiềm năng năng lượng gió được đánh giá là rất dồi dào. Việt Nam có tiềm năng gió trung bình so với các nước trên thế giới nhưng thuộc diện lớn nhất trong khu vực Đông Nam Á với tổng tiềm năng điện gió ước đạt 513.360MW, lớn gấp 200 lần công suất của nhà máy thủy điện Sơn La và hơn 10 lần tổng công suất dự báo của ngành điện Việt Nam năm 2020.

Các vùng biển có khả năng khai thác tiềm năng năng lượng gió tốt nhất là Bình Định đến Ninh Thuận, Bình Thuận đến Cà Mau và một phần vùng biển trung tâm vịnh Bắc Bộ. Đặc biệt, tiềm năng gió đạt ở mức tốt đến rất tốt ở khu vực biển Ninh Thuận đến Bà Rịa-Vũng Tàu với tốc độ gió trung bình năm từ 8 đến 10 m/s, mật độ năng lượng trung bình năm phổ biến từ 600 đến trên 700 W/m2.

Theo Anh Tú (dịch)/1thegioi.vn

Tag: Năng lượng sóng biển năng lượng Điện gió Điện mặt trời