Nếu khai thác được một phần nhỏ từ những nguồn năng lượng vô tận này thì chúng ta có thể giải quyết được bài toán năng lượng trong một thời gian dài.
Xã hội nhân loại đang ngày càng phát triển với tốc độ chóng mặt, vì thế nhu cầu về cuộc sống của con người cũng ngày càng gia tăng. Đồng nghĩa với đó con người phải gia tăng cường độ khai thác các nguồn tài nguyên thiên nhiên dùng cho sản xuất nhưng chúng đâu phải vô hạn cho con người cứ thế khai thác mãi được. Nhu cầu của con người ngày gia tăng nhưng nguồn các nguồn tài nguyên thì có hạn, chúng đang dần cạn kiệt theo thời gian.
Nếu cứ theo tiến độ như vậy thì trong vài thập kỷ tới đây nhưng nguồn năng lượng hóa thạch trên Trái Đất sẽ cạn kiệt hàn toàn và con người sẽ chẳng còn gì để khai thác hết.
Không những vậy, việc khai thác các tài nguyên hóa thạch trên diện rộng như vậy ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường vì nó phá hủy và làm ô nhiễm cảnh quan môi trường tự nhiên, đặc biệt là khai thác than. Việc xây dựng hầm mỏ lộ thiên hay trong lòng đất là nguyên nhân gây ra xói mòn đất đai và cái chết của lớp thực vật trên bề mặt. Ở những nơi không có cây cối, sự xói mòn sẽ kéo dài từ 50 – 60 năm sau khi khai mỏ.
Vì thế, con người bắt đầu đi tìm những nguồn năng lượng khác, rẻ tiền hơn và đặc biệt là không gây ô nhiễm môi trường để thay thế. Và hiện nay một số nguồn năng lượng tự nhiên ở ngay xung quanh chúng ta với trữ lượng vô tận đang được khai thác khá triệt để và sẽ thay thế hoàn toàn năng lượng hóa thạch trong tương lai.
Dưới đây là 6 nguồn năng lượng vô hạn giúp con người giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng trong tương lai:
1. Năng lượng Mặt Trời
Thông thường chúng ta chỉ sử dụng ánh sáng Mặt Trời vào việc làm khô quần áo, làm khô thực phẩm nhưng ít ai biết rằng Mặt Trời còn là một nguồn năng lượng sạch và dồi dào có thể giúp chúng ta rất nhiều.
Nếu lượng quang năng trên bề mặt Trái Đất mỗi giờ được chuyển hóa thành điện năng thì nó còn nhiều hơn lượng điện được sử dụng cho tất cả các hoạt động của con người trong 1 năm. Điều này chẳng phải tiện lợi rất nhiều so với việc chúng ta sử dụng điện được sản xuất từ than đá hay sức đẩy của nước hay sao.
Nếu chúng ta có thể phủ kín những tấm pin năng lượng Mặt Trời trên một khu vực có diện tích tương đương bang New York, Mỹ thì lượng điện sản sinh ra có thể cung cấp đủ cho cả thế giới. Lượng điện năng dồi dào này có thể cung cấp năng lượng cho nhiều hoạt động sống của con người cũng như các hoạt động sản xuất.
Năng lượng mặt trời có những ưu điểm như: Sạch, chi phí nhiên liệu và bảo dưỡng thấp, an toàn cho người sử dụng… Đồng thời, phát triển ngành công nghiệp sản xuất pin mặt trời sẽ góp phần thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch, giảm phát khí thải nhà kính, bảo vệ môi trường.
2. Năng lượng gió
Từ thời xa xưa, con người đã biết dùng năng lượng gió để di chuyển thuyền buồm hay khinh khí cầu, ngoài ra năng lượng gió còn được sử dụng để tạo công cơ học nhờ vào các cối xay gió.
Ngày nay, năng lượng gió đã được con người áp dụng vào việc sản xuất điện năng và đem lại hiệu quả tuyệt vời. Ý tưởng dùng năng lượng gió để sản xuất điện hình thành ngay sau các phát minh ra điện và máy phát điện. Lúc đầu nguyên tắc của cối xay gió chỉ được biến đổi nhỏ và thay vì là chuyển đổi động năng của gió thành năng lượng cơ học thì dùng máy phát điện để sản xuất năng lượng điện. Khi bộ môn cơ học dòng chảy tiếp tục phát triển thì các thiết bị xây dựng và hình dáng của các cánh quạt cũng được chế tạo đặc biệt hơn ( còn gọi là các cối xay gió hay tua bị gió.
Với sự phát triển của công nghệ, các tua bin gió được xây dưng trên diện rộng với bước tiến nhảy vọt, 1 tua bin gió có thể cung cấp điện năng cho 700 hộ gia đình. Từ sự tiện ích này, người ta có thể xây dựng cả một nhà máy chạy năng lượng gió để tạo ra điện năng để cung cấp cho cả 1 khu vực nhất định hay thậm chí cả một quốc gia.
3. Năng lượng sóng biển
Đây là một nguồn năng lượng vô tận và liên tục trong tự nhiên, từ hơn 100 năm trước đây, con người đã dùng sóng biển để phát điện.
Phương pháp tạo ra dòng điện từ sóng biển là dùng máy phát điện đặt nổi trên mặt biển như một máy bơm đặt nằm ngang, pít-tông nối liền với phao, tùy theo sóng biển lên xuống mà pít-tông cũng chuyển động lên xuống và biến động lực của sóng biển thành động lực của không khí bị nén. Không khí bị nén dưới áp suất cao phụt qua miệng phun của tuabin làm cho máy phát điện hoạt động. Khi đó, năng lượng của sóng biển đã chuyển thành điện năng.
Phát điện bằng năng lượng sóng biển không tốn một chút năng lượng nào và không gây ô nhiễm môi trường, do đó nó là một nguồn năng lượng sạch, hy vọng sẽ giúp giải quyết nguy cơ thiếu năng lượng của toàn thế giới.
4. Năng lượng thủy triều
Lực hấp dẫn của Mặt Trăng và Mặt Trời tạo ra các đợt thủy triều lớn, theo ước tính của các nhà khoa học thủy triều trên toàn thế giới có thể tạo ra nguồn năng lượng điện vào khoảng 3 tỷ KW. Nếu chúng ta có thể tận dụng được 0,1% động năng từ thủy triều thì lượng điện tạo ra có thẻ đáp ứng gấp 5 lần nhu cầu sử dụng toàn cầu.
Nguyên lý hoạt động của năng lượng thủy triều dựa sự chênh lệch mức nước triều lên xuống để làm quay động cơ và máy phát điện. Người ta xây đê ngăn nước có nhiều cửa tạo thành một hồ chứa nước và trong đê lắp tổ máy phát điện bánh xe nước. Khi nước triều lên cao bên ngoài một cửa nào đó thì cửa đó mở ra, nước biển chảy vào hồ chứa, dòng nước vào làm quay bánh xe thủy động, kéo theo làm quay máy phát điện để phát điện. Khi nước triều rút xuống thì cửa nói trên đóng lại và cánh cửa khác mở ra, nước từ hồ chứa chảy ra biển và dòng nước lại làm quay máy tải động.
5. Năng lượng dòng chảy
Các dòng chảy lớn trên biển thường chảy theo một hướng tương đối ổn định và có lưu lượng lớn, do đó ẩn chứa một nguồn năng lượng rất lớn. Theo tính toán của các nhà khoa học, tổng năng lượng tiềm năng của dòng chảy biển và đại dương lên đến 5 tỷ KW, nếu chúng ta có một trang trại điện từ dòng chảy dưới biển có diện tích tương đương với Ấn Độ thì có thể sản xuất đủ lượng điện chu nhu cầu sử dụng trên toàn thế giới.
Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều phương án thiết kế phát điện dòng chảy chuyên dụng như phương án tập trung dòng chảy dưới dạng liên kết dòng chảy, dạng máy chân vịt, dạng vòng cung….
6. Năng lượng địa nhiệt
Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lòng Trái Đất, thường nằm sâu dưới lòng những hòn đảo, núi lửa. Chúng có nguồn gốc từ hoạt động phân hủy phóng xạ của các khoáng vật, và từ năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt Trái Đất. Năng lượng địa nhiệt đã được sử dụng để nung và tắm kể từ thời La Mã cổ đại nhưng ngày nay nó được dùng để phát điện.
Nhiệt lượng bên trong lớp vỏ Trái Đất có thể đáp ứng 100.000 lần nhu cầu năng lượng của toàn bộ dân số thế giới.
Có khoảng 10 GW công suất điện địa nhiệt được lắp đặt trên thế giới đến năm 2007, cung cấp 0,3% nhu cầu điện toàn cầu. Thêm vào đó, 28 GW công suất nhiệt địa nhiệt trực tiếp được lắp đặt phục vụ cho sưởi, spa, các quá trình công nghiệp, lọc nước biển và nông nghiệp.
7. Năng lượng sinh học từ rong biển
Theo một báo cáo của Đại học Edinburgh (Anh), rong biển là thực vật có khả năng thích nghi tốt trong điều kiện biến đổi khí hậu cũng như có vai trò quan trọng trong chuỗi thức ăn ở đại dương. Tảo cũng không mất hàng trăm triệu năm để hình thành như dầu mỏ hay than đá và có thể tăng gấp đôi số lượng mỗi giờ mà không cần phải chăm sóc, phân bón hay thậm chí diện tích trồng nhiều.
Mỗi đơn vị diện tích rong biển có thể tạo ra lượng dầu gấp 15 đến 300 lần các loại cây lấy dầu khác (như đậu nành, mía, củ cải, hoa hướng dương…) và con số thậm chí vượt xa nếu nồng độ khí CO2 càng cao.
Theo các nhà nghiên cứu, chỉ cần bao phủ 9% bề mặt các đại dương bằng các cánh đồng rong biển, chúng ta có thể sản xuất ra một lượng nhiên liệu sinh học khổng lồ có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng hiện nay và thay thế nhiên liệu hóa thạch. Hơn nữa, những cánh đồng rong biển còn giúp mở rộng chăn nuôi và sản xuất cá, có thể cung cấp đủ thức ăn cho 10 tỷ người.
Đây rõ ràng là một nguồn năng lượng dồi dào, rẻ tiền và không gây ô nhiễm môi trường, hy vọng có thể nhân rộng trong tương lai.
Sơn Tùng