Năng lượng từ gió và mặt trời có thể cung cấp hầu hết nhu cầu năng lượng của thế giới

Nghiên cứu do các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Irvine dẫn đầu và được công bố gần đây trên tạp chí Nature Communications lập luận rằng hầu hết nhu cầu điện hiện nay ở các quốc gia công nghiệp phát triển tiên tiến có thể được đáp ứng bằng sự kết hợp giữa năng lượng gió và năng lượng mặt trời.

Các tác giả của báo cáo, bao gồm từ Đại học Thanh Hoa của Trung Quốc, Viện Khoa học Carnegie và Caltech, không phủ nhận nhu cầu thiết yếu đối với một loạt các công nghệ lưu trữ và cân bằng lưới điện khác.

Báo cáo cũng nhấn mạnh rằng các hệ thống dựa trên năng lượng tái tạo đáng tin cậy có thể thực hiện một lượng lớn công việc nặng nhọc cần thiết để thay thế các công nghệ sản xuất dựa trên nhiên liệu hóa thạch trước đây khi thế giới cam kết chuyển đổi nhanh chóng sang các nguồn cung cấp điện không phát thải ròng (net-zero).

Năng lượng từ gió và mặt trời có thể cung cấp hầu hết nhu cầu năng lượng của thế giới

Nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu nhu cầu năng lượng hàng giờ trong 39 năm từ 42 quốc gia lớn và nhận thấy rằng việc chuyển đổi hoàn toàn sang các nguồn điện bền vững có thể dễ dàng hơn đối với các quốc gia lớn hơn, vĩ độ thấp hơn, có thể dựa vào khả năng cung cấp điện mặt trời trong suốt cả năm.

Tuy nhiên, các quốc gia nhỏ hơn ở vĩ độ cao hơn sẽ gặp khó khăn hơn trong việc đáp ứng nhu cầu điện của họ với các nguồn năng lượng gió và mặt trời - và nghiên cứu đã chỉ ra Đức là một ví dụ về điều này, bao gồm cả kinh nghiệm gần đây của nước này về gió "doldrums", khi các nguồn năng lượng khác phải được sử dụng hỗn hợp.

Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy rằng các lưới điện chiếm ưu thế bởi năng lượng gió có khả năng đáp ứng các yêu cầu về điện ở các quốc gia được nghiên cứu trung bình từ 72 đến 91% thời gian, ngay cả khi không có bộ lưu trữ năng lượng.

Và với việc bổ sung thêm 12 giờ trong khả năng lưu trữ năng lượng, các hệ thống năng lượng mặt trời sẽ trở nên tối ưu và có thể đáp ứng nhu cầu trong khoảng từ 83 đến 94% thời gian.

“Năng lượng gió và mặt trời có thể đáp ứng hơn 80% nhu cầu ở nhiều nơi mà không có lượng dự trữ lớn hoặc công suất phát điện dư thừa, đó là điểm mấu chốt”, đồng tác giả Steve Davis, giáo sư khoa học hệ thống Trái đất của UCI cho biết.

“Nhưng tùy thuộc vào quốc gia, có thể có nhiều khoảng thời gian kéo dài nhiều ngày trong năm khi một số nhu cầu sẽ cần được đáp ứng bằng việc lưu trữ năng lượng và các nguồn năng lượng không hóa thạch khác trong một tương lai không carbon”.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng một hệ thống điện gió và năng lượng mặt trời có thể cung cấp khoảng 85% tổng nhu cầu điện của Hoa Kỳ, và lượng điện đó cũng có thể được tăng lên thông qua việc xây dựng quá công suất, bổ sung pin, các phương pháp lưu trữ khác và kết nối với các đối tác quốc gia trên lục địa Bắc Mỹ.