Xây dựng trang trại năng lượng mặt trời nổi để sản xuất nhiên liệu quy mô lớn

Báo cáo khoa học được đăng trên Tạp chí Học viện Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (PNAS) vừa giới thiệu ý tưởng xây dựng các trang trại năng lượng mặt trời sản xuất nhiên liệu với quy mô lớn, vừa phục vụ dân sinh, vừa giảm khai thác các nguồn nhiên liệu hóa thạch gây ô nhiễm môi trường sống.

Theo báo cáo, các trang trại năng lượng này có khả năng biến đổi carbon dioxide (CO2) trong nước biển thành methanol, sử dụng để vận hành các phương tiện giao thông có tải trọng lớn.Trong tương lai, mô hình này sẽ được ứng dụng để xây dựng những nhà máy sản xuất ethanol quy mô lớn trên mặt nước tại các vùng biển lặng sóng và ít gặp bão. Bài viết cũng đề xuất những vị trí “đắc địa” có thể được lựa chọn như, ngoài khơi Nam Mỹ, phía Bắc nước Úc, Vịnh A Rập và các vùng biển Đông Nam Á. Đây là những vùng biển ít có bão, sẽ tránh được những rủi ro gây hư hỏng thiết bị, máy móc.

“Để giảm hậu quả nóng lên trên toàn cầu, cần phải cắt giảm khí thải CO2 phát sinh từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, trong tương lai gần, nhiên liệu lỏng chứa carbon vẫn là phương pháp sản xuất năng lượng quan trọng. Vì vậy, chúng tôi giới thiệu sự kết hợp của những công nghệ có sẵn, sử dụng năng lượng mặt trời để tái chế CO2 thành nhiên liệu lỏng”, báo cáo khoa học viết.

Mô hình đảo năng lượng mặt trời, theo báo cáo khoa học của các nhà nghiên cứu Thụy Sĩ và Na Uy

Các trang trại năng lượng mặt trời nổi được xây dựng giống như các bè nuôi cá. Khoảng 70 trang trại năng lượng sẽ phủ được khoảng 1,3 km2 diện tích mặt biển. Các tấm năng lượng mặt trời tạo ra điện năng, cùng lúc đó, sẽ tiến hành điện phân nước, tách hydro. Số hydro đó sẽ tương tác với CO2 trong nước biển, tạo ra methanol.

Các nhà khoa học cho rằng, ở quy mô đủ lớn, phương pháp này sẽ làm cho việc sản xuất năng lượng tái tạo có thể cạnh tranh được với ngành chế biến nhiên liệu hóa thạch. Theo Andreas Borgshulte - đồng tác giả công trình khoa học này, ý tưởng về các đảo năng lượng mặt trời đã đến với các nhà nghiên cứu khi họ được Chính phủ Na Uy yêu cầu đưa các trang trại nuôi cá ra các đảo ngoài khơi xa. “Vấn đề đặt ra là, làm thế nào để cung cấp điện cho các trang trại đó?” Từ đây, ý tưởng đảo năng lượng mặt trời nổi đã ra đời. 

Hiện tại, họ đang bắt tay vào chế tạo những mẫu đầu tiên, chứng minh tính khả thi cho những ý tưởng nằm trong báo cáo khoa học mới được giới thiệu. Dự kiến, cần đến 3,2 triệu “hòn đảo” nổi mới có thể bù lại được lượng CO2 thải ra từ nhiên liệu hóa thạch.

Theo nhà vật lý học Bruce Patterson (Đại học Zurich, Thụy Sĩ) - một trong những tác giả của công trình nghiên cứu, mỗi trang trại năng lượng mặt trời nổi như trên có thể tạo ra được 15.000 tấn methanol/năm, tương đương với việc cung cấp nhiên liệu cho một máy bay Boeing 737 di chuyển trên quãng đường hơn 2 triệu km. “Chúng tôi muốn tận dụng nhiên liệu cho máy bay, xe tải đường dài, tàu thủy lớn và các hệ thống tàu chạy ray không dùng điện” - ông Patterson cho biết.

Theo các nhà khoa học, ý tưởng này vừa thu được nguồn điện năng từ năng lượng mặt trời, vừa có khả năng lọc CO2 của nước biển và tạo ra methanol phục vụ công nghiệp. Đặc biệt, công nghệ này không cần sử dụng diện tích đất vì được lắp đặt nổi trên mặt biển. 


  • 19/08/2020 11:27
  • Theo Tạp chí Điện lực Chuyên đề Thế giới điện