Năng lượng mặt trời và năng lượng gió được Thụy Sĩ lựa chọn là chìa khóa để giảm thiểu tối đa mức khí thải carbon.

Thụy Sĩ là quốc gia phụ thuộc vào nhập khẩu điện từ các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, là những nhà máy có mức độ thải ra lượng khí gây ảnh hưởng mạnh đến hiệu ứng nhà kính.

Vì vậy, một nhóm nhà nghiên cứu từ Đại học Geneva (UNIGE), Phòng thí nghiệm Liên bang Thụy Sĩ về thử nghiệm và nghiên cứu vật liệu (Empa), đang nghiên cứu các kịch bản khác nhau để giảm lượng khí thải carbon của Thụy Sĩ gắn với lượng tiêu thụ điện.

Để đạt được mục tiêu đó, đồng thời đáp ứng nhu cầu điện khí hóa trong tương lai. Nhóm nghiên cứu khuyến nghị bên cạnh việc nhập khẩu điện, nên thực hiện kết hợp các công cụ phát điện trong nước giữa năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Sử dụng tất cả những nguồn cung cấp điện thân thiện mà không cần sử dụng năng lượng hạt nhân. Kịch bản này sẽ cho phép Thụy Sĩ giảm mức đóng góp vào lượng khí thải nhà kính toàn cầu ước tính khoảng 45%. Những kết quả này có thể được tìm thấy trong Energy Policy (chính sách năng lượng) của Thụy Sĩ.

Sự gia tăng của khí nhà kính trong khí quyển là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. Một phần đáng kể các loại khí này là do các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch được sử dụng để sản xuất điện. Người ta ước tính rằng các nhà máy điện này tạo ra một phần tư tổng lượng phát thải khí nhà kính ở châu Âu. Ở Thụy Sĩ, nơi chủ yếu sản xuất điện từ các nhà máy điện hạt nhân và thủy điện, sản lượng này chiếm đến 2% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính trên toàn thế giới.

Đặc biệt, nguồn lợi từ việc bán và xuất khẩu các phần năng lượng được tạo ra sang các nước láng giềng rất hấp dẫn về mặt kinh tế. Thụy Sĩ do đó cũng dựa vào nhập khẩu để đáp ứng nhu cầu của mình, con số nhập khẩu điện của nước này chiếm đến 11% tổng lượng điện tiêu thụ. 

"Chúng tôi đã phát triển bảy kịch bản khác nhau bao gồm năng lượng mặt trời, năng lượng gió và năng lượng thủy điện với các mức độ khác nhau. Tất cả những điều này có và không sử dụng năng lượng hạt nhân khi Thụy Sĩ dự kiến sẽ rút dần khỏi phương thức sản xuất này vào năm 2050".

Elliot Romano - Nhà khoa học cấp cao của Thụy Sĩ

Các nhà nghiên cứu cũng đã tính đến các khả năng tìm nguồn cung cấp từ nước ngoài. Đây vốn dĩ là yếu tố cần thiết để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện cho các hoạt động hằng ngày và sưởi ấm của người dân.

Nguồn điện tự cung sẽ giúp hạn chế nhập khẩu từ bên ngoài

Sau khi xem xét các phương án khác nhau, nhóm nghiên cứu xác định rằng kịch bản tối ưu sẽ là sự kết hợp giữa năng lượng mặt trời và sức gió. Martin Rüdisüli, một nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Hệ thống Năng lượng Đô thị của Empa và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết: Sự kết hợp này là cách hiệu quả nhất để giảm lượng khí thải CO2 của đất nước cũng là giải pháp thay thế tốt nhất thay thế cho năng lượng hạt nhân.

Mô hình dựa trên sản lượng điện gió lớn 12 TWh và sản xuất điện mặt trời là 25 TWh. Để hình dung rõ hơn, trích dẫn số liệu ở Thụy Sĩ, điện mặt trời tạo ra 2,72 TWh và năng lượng gió 0,13 TWh vào năm 2021.

So với giải pháp điện hạt nhân, hỗn hợp sản xuất được đề xuất giảm yêu cầu nhập khẩu từ 16 TWh xuống 13,7 TWh.

Mặt khác, kịch bản này - cũng tính đến nhu cầu điện trong tương lai liên quan đến nhu cầu di chuyển điện và nhiệt của các tòa nhà - sẽ làm tăng lượng khí thải carbon tiêu thụ từ 89g CO2 trên mỗi kWh (năm 2018) lên 131g CO2 trên mỗi kWh trong tương lai. 

Tuy nhiên, việc điện khí hóa toàn bộ những nhu cầu này cuối cùng sẽ làm giảm 45% đóng góp của Thụy Sĩ vào lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính toàn cầu. Các nhà nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các cơ sở lưu trữ hiện tại sẽ chỉ có thể quản lý một phần lượng điện dư thừa vào mùa hè, do công suất lớn của các nhà máy quang điện đang hoạt động vào thời điểm đó.

Dữ liệu chính xác chưa từng có

Elliot Romano giải thích: "Cho đến nay, nghiên cứu về dấu chân sản xuất điện dựa trên giá trị tiêu thụ trung bình, đặc biệt là giá trị hàng năm. Điểm mạnh của nghiên cứu của chúng tôi nằm ở việc sử dụng các giá trị theo giờ và do đó chính xác hơn nhiều". 

Những lợi ích trực tiếp nhưng cũng như gián tiếp của hoạt động sản xuất này cũng được tích hợp. "Chúng tôi đã tính đến những lợi ích mà phương pháp này tạo ra, ví dụ, do sản xuất bê tông được sử dụng trong xây dựng nhà máy điện. Do đó, phương pháp này cho phép chúng tôi thực hiện phân tích toàn diện về vòng đời của sản xuất điện", Elliot cho hay.

Từ những kết quả mà nhóm nghiên cứu đã làm việc để tạo ra cùng dữ liệu có tính chính xác cao, cung cấp các hướng dẫn cụ thể cho chiến lược năng lượng năm 2050 của Thụy Sĩ. Nó cũng mở ra con đường cho các nghiên cứu khoa học mới, đóng góp vào sự tiến bộ trong ngành công nghệ năng lượng thân thiện trên toàn thế giới.