Khoa học khí hậu có phải là nguồn năng lượng tái tạo tiếp theo không (Phần đầu)

Khi năng lượng mặt trời, gió và thủy điện mở rộng, các nhà khoa học cho biết việc tích hợp dữ liệu khí hậu và dự báo là chìa khóa để làm cho các hệ thống năng lượng tái tạo mạnh mẽ hơn. 

Cuộc đua hướng tới năng lượng tái tạo đang tăng tốc. Và bất chấp mọi thách thức đang rình rập của cuộc khủng hoảng khí hậu, những dấu hiệu tiến triển rất rõ ràng: Các tấm pin mặt trời đang bắt đầu phủ kín sa mạc, các tua-bin gió rải rác trên bờ biển và các đập thủy điện đang khai thác các con sông hùng mạnh để tạo ra điện mà không gây ô nhiễm carbon khiến nhiên liệu hóa thạch trở thành động lực lớn nhất gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. 

Trên thực tế, dữ liệu mới từ Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (IRENA) cho thấy công suất năng lượng tái tạo toàn cầu đã tăng kỷ lục 585 gigawatt vào năm 2024, chiếm hơn 90 phần trăm tổng công suất mới được bổ sung trên toàn thế giới và là tốc độ tăng trưởng hàng năm nhanh nhất trong hai thập kỷ. 

Tuy nhiên, khi động lực thúc đẩy năng lượng tái tạo ngày càng tăng - được thúc đẩy bởi chi phí giảm và nhu cầu cấp thiết phải loại bỏ dầu, khí đốt và than - các chuyên gia cảnh báo rằng biến đổi khí hậu, chủ yếu là do nhiều thập kỷ đốt nhiên liệu hóa thạch, hiện đang ngày càng định hình và trong một số trường hợp, đe dọa - cách sản xuất năng lượng sạch. 

Xu hướng này trở nên rõ rệt hơn vào năm 2023, được đánh dấu bằng sự biến động làm gián đoạn quá trình sản xuất năng lượng tái tạo trên toàn cầu. Nhiệt độ tăng vọt 1,45°C so với mức trước thời kỳ công nghiệp và sự chuyển đổi từ La Niña sang El Niño đã làm thay đổi lượng mưa, kiểu gió và bức xạ mặt trời.

Hamid Bastani, chuyên gia về khí hậu và năng lượng của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO), đã đưa ra một ví dụ rõ ràng về tác động này. “Tại Sudan và Namibia, sản lượng thủy điện đã giảm hơn 50 phần trăm do lượng mưa thấp bất thường”, ông cho biết trong một cuộc phỏng vấn với UN News.

Tại Sudan, tổng lượng mưa chỉ đạt 100 mm (dưới bốn inch) vào năm 2023 chưa bằng một nửa lượng trung bình dài hạn của quốc gia. “Đây là một quốc gia mà thủy điện chiếm khoảng 60 phần trăm tổng lượng điện. Những sự cắt giảm này có thể có những tác động đáng kể”, ông Bastani giải thích, lưu ý rằng hệ thống điện hỗ trợ cho một dân số lớn và đang tăng nhanh khoảng 48 triệu người. Những thay đổi này không chỉ giới hạn ở thủy điện. Năng lượng gió cũng cho thấy những dấu hiệu căng thẳng trong điều kiện khí hậu thay đổi.

Trung Quốc, quốc gia chiếm 40 phần trăm công suất gió trên bờ toàn cầu, chỉ chứng kiến ​​mức tăng khiêm tốn từ 4 đến 8 phần trăm về sản lượng vào năm 2023, vì các hiện tượng bất thường về gió đã làm gián đoạn quá trình phát điện. Tại Ấn Độ, sản lượng giảm do gió mùa yếu hơn, trong khi một số khu vực ở Châu Phi thậm chí còn chịu tổn thất lớn hơn, với sản lượng gió giảm tới 20 đến 30 phần trăm. Trong khi đó, Nam Mỹ chứng kiến ​​sự thay đổi theo hướng ngược lại. Bầu trời quang đãng và bức xạ mặt trời cao đã thúc đẩy hiệu suất của tấm pin mặt trời, đặc biệt là ở các quốc gia như Brazil, Colombia và Bolivia.

Do đó, khu vực này đã chứng kiến ​​sản lượng điện mặt trời tăng từ bốn đến sáu phần trăm - một sự gia tăng do khí hậu tạo ra, tương đương với khoảng ba terawatt giờ điện bổ sung, đủ để cung cấp điện cho hơn hai triệu ngôi nhà trong một năm với mức tiêu thụ trung bình. “Đây là một ví dụ điển hình về cách biến đổi khí hậu đôi khi có thể tạo ra cơ hội”, Roberta Boscolo, người đứng đầu Văn phòng New York của WMO và trước đây là giám đốc công tác khí hậu và năng lượng của cơ quan này, giải thích. “Ở châu Âu, chúng ta cũng chứng kiến ​​nhiều ngày có bức xạ mặt trời cao hơn, nghĩa là năng lượng mặt trời đang trở nên hiệu quả hơn theo thời gian”.

Bà Boscolo và ông Bastani là một trong những người đóng góp cho nghiên cứu gần đây của WMO-IRENA, nghiên cứu về cách các điều kiện khí hậu vào năm 2023, được hình thành bởi El Niño, hiện tượng nóng lên toàn cầu và các hiện tượng cực đoan trong khu vực, ảnh hưởng đến cả sản xuất năng lượng tái tạo và nhu cầu năng lượng trên toàn thế giới.

Các hệ thống được xây dựng dựa trên sự ổn định, trong một thế giới không hề như vậy

Bà Boscolo, người đã dành nhiều năm làm việc tại các lĩnh vực khoa học khí hậu và chính sách năng lượng, nhanh chóng chỉ ra điểm yếu của cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo. Đập, trang trại năng lượng mặt trời và tua bin gió đều được thiết kế dựa trên các mô hình khí hậu trong quá khứ, khiến chúng dễ bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu.

Lấy thủy điện làm ví dụ. Các đập dựa vào dòng chảy theo mùa có thể dự đoán được, thường được cung cấp bởi tuyết tan hoặc dòng chảy băng hà. Bà cho biết: “Sẽ có sự gia tăng ngắn hạn về thủy điện khi các sông băng tan chảy. Nhưng một khi những sông băng đó biến mất, nước cũng sẽ biến mất. Và điều đó là không thể đảo ngược - ít nhất là theo thang thời gian của con người”.

Mô hình này đã diễn ra ở các khu vực như dãy Andes và dãy Himalaya. Nếu nước tan chảy biến mất, các quốc gia sẽ cần phải thay đổi cách tạo ra năng lượng hoặc phải đối mặt với tình trạng thiếu hụt năng lượng dài hạn. Ví dụ, một báo cáo gần đây của Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP) chỉ ra rằng mực nước biển dâng cao và những cơn bão mạnh hơn gây ra rủi ro ngày càng tăng đối với các cơ sở sản xuất năng lượng, bao gồm các trang trại năng lượng mặt trời nằm gần bờ biển. Tương tự như vậy, các vụ cháy rừng ngày càng dữ dội và thường xuyên cũng có thể phá hủy đường dây điện và làm mất điện toàn bộ khu vực, trong khi nhiệt độ cực cao có thể làm giảm hiệu quả của các tấm pin mặt trời và gây căng thẳng cho cơ sở hạ tầng lưới điện cũng giống như nhu cầu làm mát đạt đỉnh.

Các nhà máy điện hạt nhân cũng có nguy cơ trong bối cảnh biến đổi khí hậu. “Chúng tôi đã chứng kiến ​​các nhà máy điện hạt nhân không thể hoạt động vì thiếu nước... để làm mát”, bà Boscolo cho biết. Khi các đợt nắng nóng trở nên thường xuyên hơn và mực nước sông giảm, một số cơ sở hạt nhân cũ có thể không còn khả thi ở vị trí hiện tại của chúng nữa. “Đây là một vấn đề khác cần được xem xét bằng con mắt khác trong tương lai. Khi chúng ta thiết kế, khi chúng ta xây dựng, khi chúng ta dự kiến ​​cơ sở hạ tầng phát điện, chúng ta thực sự cần phải nghĩ về khí hậu của tương lai sẽ như thế nào, chứ không phải khí hậu của quá khứ”.

Tin ngắn: Tạp chí KTTV

Nguồn: https://news.un.org/en/story/2025/03/1161526