"Năng lượng mặt trời rẻ quá rồi, chúng ta cần xây thêm càng nhiều càng tốt, nhiều hơn cả sức sử dụng của cả nhân loại cộng lại."
Nhận định đáng ngạc nhiên trên do Marc Perez đề xuất năm 2014, khi anh đang là sinh viên đang theo học bằng tiến sĩ kỹ thuật tại Đại học Columbia; anh Perez bỏ nhiều nỗ lực nhằm thiết kế nên lưới điện rẻ nhất thế giới. Dựa trên dữ liệu vệ tinh thu thập trong suốt một thập kỷ, anh đề xuất một hệ thống lưới điện có khả năng sản xuất lượng năng lượng lớn nhất với chi phí rẻ nhất.
Trang trại năng lượng mặt trời của công ty Iberdrola có trụ sở tại Tây Ban Nha.
Perez nhận định rằng năng lượng thặng dư không phải vấn đề lớn. Không giống các nhà máy năng lượng vận hành bằng nhiên liệu hóa thạch, nhiên liệu tái tạo (như ánh nắng hay luồng gió) sẵn có khắp nơi. Việc bật tắt một tấm pin năng lượng mặt trời đơn giản hơn nhiều việc tắt một tuabin gió, bên cạnh đó việc lãng phí năng lượng tái tạo không để lại nhiều hậu quả.
Trong luận văn tiến sĩ của mình, Perez nêu ra giải pháp: xây dựng càng nhiều cơ sở năng lượng mặt trời càng tốt, đưa lượng điện thặng dư đó vào lưới điện chung sẽ rẻ hơn việc xây dựng thêm các cơ sở lưu trữ. Trên lý thuyết, giá điện có thể giảm đi 75%.
“Giải pháp cần lượng chi phí thấp nhất luôn là xây thừa ra các cơ sở sản xuất năng lượng”, Richard Perez, cha của Marc nhà nghiên cứu lão thành công tác tại Đại học Albany và cũng là đồng tác giả nghiên cứu, nhận định. “Ta sẽ luôn cần cơ sở lưu trữ để cung cấp được điện vào ban đêm. Nhưng ta sẽ cần ít hơn trước”.
Việc chấp nhận ta sẽ sản xuất nhiều năng lượng sạch hơn sức tiêu thụ nghe chừng quá lãng phí, nhất là với những cơ sở đã quá quen với việc tối ưu hóa bằng cách giảm chi phí xuống thấp nhất có thể. Mỗi đồng tiền đổ vào than, khí đốt hay nhiên liệu hạt nhân đều là những gánh nặng kéo nghiêng cán cân chi phí - thành quả.
Năng lượng mặt trời là biến số mới xuất hiện làm mất đẳng thức sản xuất điện vẫn tồn tại bấy lâu. Theo nhận định của công ty nghiên cứu năng lượng Wood Mackenzie, giá thiết bị lắp ráp hệ thống khai thác năng lượng mặt trời giảm sâu tới 90% trong thập kỷ qua. Trong khi đó, chi phí xây dựng nhà máy năng lượng truyền thống tăng 11%.
Có thể so sánh như thế này: cơ sở năng lượng mặt trời là một nhà máy hạt nhân mà chi phí duy trì hoạt động tốn kém nhất là tiền thuê đất.
Trang trại năng lượng mặt trời Villanueva tại Mexico.
Phép toán tính tiền sản xuất năng lượng thay đổi, cơ sở năng lượng mặt trời rẻ hơn xưa ngay cả khi không cần bán điện làm lãi. Giá thành lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời ngày một rẻ đồng nghĩa với việc nền kinh tế năng lượng mặt trời sẽ tiếp tục thịnh vượng.
Năm ngoái, hai cha con nhà Perez đồng thực hiện báo cáo khoa học mới (đã được đăng tải trên tạp chí uy tín Solar Energy) cho thấy nước Mỹ có khả năng vận hành một lưới điện dùng chủ yếu năng lượng mặt trời với sản lượng dồi dào, cung cấp liên tục và giá thành rẻ hơn hiện tại, ngay cả khi sử dụng nguồn tài nguyên hạn chế của gió và ánh nắng.
Tăng quy mô hệ thống lên gấp ba lần, họ sẽ tối ưu được hệ thống ngay cả lúc tối trời và gió lặng.
Tại sao cách thức sản xuất năng lượng này vẫn chưa phổ biến?
“Lối mòn suy nghĩ”, ông Perez nhận định. “Cho tới thời điểm hai năm trước, không ai suy nghĩ rộng ra cả … nhưng nếu tính tới hai năm sau, cách ứng dụng này sẽ trở thành lẽ hiển nhiên”.
Các nhà phát triển dự án năng lượng sạch đã và đang nhận ra cái đúng trong nhận định của hai cha con Perez. Các trang trại mặt trời đang mở rộng quy mô, sản xuất lượng năng lượng nhiều hơn khả năng lưu trữ. Khi nhiên liệu thì miễn phí mà chi phí lắp ráp hệ thống lại rẻ, hiệu năng mà dàn pin mặt trời đem lại sẽ bù lỗ nhanh chóng. Đó là nhận định của Ravi Manghani, trưởng ban nghiên cứu tại Wood Mackenzie.
“Năng lượng mặt trời quá rẻ để đo đạc cho chuẩn xác”, chuyên gian Manghani nói. “Chi phí xuống quá nhanh, và sẽ còn giảm sâu trong thập kỷ tới, đến mức các đơn vị sản xuất năng lượng sạch đang tiếp tục tăng quy mô hệ thống”.
Tuy nhiên, lượng năng lượng thặng dư sẽ không phí hoài mãi mãi đâu. Công nghệ lưu trữ đang tiến hóa dần, pin đang ngày một rẻ hơn. Thậm chí ngành sản xuất năng lượng hydrogen lỏng sẽ tận dụng những giá trị dư thừa để biến thành lợi nhuận.
Hiện tại thì tạm mặc kệ diễn biến các ngành khác đã, ta cứ “đu cái trend” hiện tại: khả năng cao, chi phí lắp đặt hệ thống sẽ chẳng còn là rào cản lớn trong tính toán mở rộng quy mô trang trại năng lượng mặt trời.
Tham khảo Quartz