Công nghệ khai thác năng lượng thủy triều gặp nhiều thách thức khi mở rộng quy mô. Ảnh minh họa: Getty Images
Trang Oil Price đưa tin là một phần trong kế hoạch năng lượng tái tạo nhằm giải quyết biến đổi khí hậu, chính phủ Mỹ đang đầu tư rất nhiều vào tương lai của ngành năng lượng thủy triều. Trong khi đó, châu Âu cũng đang tài trợ cho việc phát triển công nghệ năng lượng thủy triều nhằm thúc đẩy ngành năng lượng tái tạo. Giai đoạn tài trợ ban đầu cho nghiên cứu này được cho là sẽ đóng góp vào việc triển khai các dự án năng lượng thủy triều trên toàn thế giới trong vòng một thập kỷ tới.
Năng lượng thủy triều được tạo ra theo ba cách chính. Đầu tiên là các đập thủy triều có cấu trúc giống như một con đập nhô ra biển để tạo thành một vùng lưu vực thủy triều. Các cửa cống trên đập kiểm soát mực nước và tốc độ dòng chảy, cho phép khu vực này lấp đầy khi thủy triều lên và đổ vào hệ thống tuabin điện để sản xuất năng lượng.
Thứ hai là tuabin thủy triều, sử dụng các cánh quạt để quay một rôtơ cung cấp năng lượng cho máy phát điện. Chúng có thể được lắp đặt dưới đáy biển trong vùng nước thủy triều mạnh, nhưng điều này đòi hỏi thiết bị đó phải làm việc trong điều kiện khó khăn. Thứ ba là hàng rào thủy triều, sử dụng các tuabin trục đứng gắn trên hàng rào hoặc dưới đáy biển để nước đi qua tuabin và tạo ra điện.
Bộ Năng lượng Mỹ tuyên bố sẽ cung cấp 35 triệu USD để phát triển của các hệ thống năng lượng thủy triều và sông ngòi theo Luật Cơ sở hạ tầng lưỡng đảng. Bộ Năng lượng Mỹ đã tìm ra tiềm năng để phát triển sản xuất năng lượng thủy triều và năng lượng dòng chảy, mà phần lớn hiện được chưa phát triển. Khoản tài trợ sẽ được phát hành vào năm 2023, trở thành khoản đầu tư lớn nhất vào công nghệ năng lượng thủy triều và sông ngòi tại Mỹ.
Ngành công nghiệp mới này đòi hỏi quá trình nghiên cứu và phát triển sâu rộng hơn trước khi phát triển thành các dự án quy mô lớn. Tuy nhiên, Bộ Năng lượng Mỹ lạc quan rằng thủy triều và dòng chảy của sông ngòi sẽ cung cấp nguồn năng lượng xanh dồi dào cho đất nước này.
Tuabin thủy triều nặng 680 tấn và được mệnh danh là mạnh nhất thế giới nằm ở ngoài khơi Scotland. Ảnh: AFP
Nhận thức về tiềm năng phát triển điện thủy triều đã không ngừng tăng lên trong những năm gần đây, với hàng loạt dự án đáng chú ý được thành lập trên khắp Mỹ, Canada, Anh và Ấn Độ. Tháng 7/2021, tuabin thủy triều mạnh nhất thế giới đã đi vào hoạt động ở vùng biển Vương quốc Anh, thu hút sự chú ý của ngành năng lượng toàn cầu. Năm nay, một cơ sở thử nghiệm cánh tuabin khác trị giá 5,18 triệu USD đã đi vào hoạt động.
Bất chấp sự lạc quan về nguồn vốn, Bộ Năng lượng Mỹ đã chỉ ra một số thách thức cản trở việc triển khai quy mô rộng của các dự án năng lượng thủy triều và sông ngòi cho đến này. Theo đó, ngành công nghiệp năng lượng dòng chảy và thủy triều của Mỹ đòi hỏi nguồn vốn dài hạn và đáng kể để chuyển từ các thiết bị thử nghiệm một lần sang thiết lập một cơ sở thương mại.
Ngoài ra, yếu tố phức tạp của việc lắp đặt các thiết bị và quy trình điều hướng, kết hợp với việc thiếu kết nối với lưới điện địa phương, đã được chứng minh là những rào cản lâu dài đối với việc nâng cao năng lượng dòng chảy của sông và thủy triều.
Tượng tự Mỹ, Liên minh châu Âu (EU) cũng đang thúc đẩy các dự án điện thủy triều riêng. Theo Ocean Energy Europe, vào năm 2021, châu Âu đã lắp đặt được 2 MW công suất dòng thủy triều, tăng mạnh với 260 kW vào năm 2020. Nguồn năng lượng sóng được lắp đặt là 681 kW, đánh dấu mức tăng gấp ba lần.
Đây là một đóng góp đáng kể vào 1,38 MW năng lượng sóng và 3,12 MW công suất dòng thủy triều được lắp đặt trên toàn thế giới. Tuy nhiên, con số này vẫn thấp hơn đáng kể so với các dạng năng lượng tái tạo khác, với việc châu Âu lắp đặt 17,5 GW năng lượng gió và 25,9 GW công suất điện mặt trời mới vào năm 2021.
Trong tháng 10/2022, châu Âu đã công bố tài trợ 19,3 triệu USD cho các dự án năng lượng sóng quy mô lớn. Nhóm WEDUSEA gồm 14 đối tác trong giới nghiên cứu và công nghiệp, được tài trợ bởi Innovate UK và Horizon Europe, sẽ dẫn đầu dự án này trong vòng 4 năm. Ở giai đoạn này, WEDUSEA sẽ tập trung vào thiết kế thiết bị OE35 công suất 1 MW. Đây là thiết bị do OceanEnergy phát triển và được mô tả là thiết bị năng lượng sóng nổi có công suất lớn nhất thế giới.
Trung tâm Năng lượng Biển châu Âu (EMEC) hy vọng sẽ tạo ra một lộ trình triển khai công nghệ cho một trang trại thử nghiệm 20 MW. Giám đốc dự án tại EMEC, ông Myles Heward giải thích các đổi mới trong chương trình này nhằm mục đích cải thiện hiệu quả, độ tin cậy, khả năng mở rộng và tính bền vững của công nghệ năng lượng sóng.
Nguồn tài chính lớn trong nghiên cứu và phát triển công nghệ năng lượng thủy triều và sông ngòi sẽ giúp các dự án năng lượng tái tạo này được triển khai trên diện rộng ở cả Mỹ và châu Âu. Giai đoạn tài trợ ban đầu sẽ đặt nền tảng cần thiết để thiết lập các dự án điện thủy triều toàn thế giới trong thập kỷ tới, góp phần vào quá trình chuyển đổi rộng rãi hơn từ nhiên liệu hóa thạch sang các nguồn năng lượng xanh.