Những nguồn năng lượng sạch của tương lai

1. Chụp và cô lập Carbon

Kỹ thuật chụp và cô lập carbon cho phép xử lý carbon dưới các bể chứa ngầm trong các nhà máy lưu trữ carbon. Kỹ thuật này có thể sẽ thành công sau vài năm tiến hành thử nghiệm và sửa lỗi.

Nhân viên kỹ thuật chứng minh tại các nhà máy điện từ than đá ở một số nước như Australia và Mỹ rất quan tâm đến kỹ thuật này.

Hy vọng rằng, điều này sẽ mang tính khả thi cao như năng lượng từ vật liệu hữu cơ hay năng lượng sinh học từ tảo. Đó là bởi vì nhiên liệu hữu cơ lấy carbon từ bầu khí quyển trước khi chuyển đổi thành nhiên liệu.

2. Năng lượng hạt nhân thế hệ tiếp theo

Ngành công nghiệp năng lượng hạt nhân đã làm việc dựa trên các giải pháp an toàn hơn từ sau khi lò phản ứng hạt nhân ở nhà máy Fukushima gặp sự cố vì thảm họa kép động đất sóng thần ở Nhật Bản vào năm 2011.

Nội dung gồm nhiều việc trong đó bao gồm hàng chục lò phản ứng hạt nhân và thậm chí nhỏ hơn hàng trăm lần và phân phối nhiều hơn. Những kho-kích thước nhà máy hạt nhân cung cấp điện cho nhiều khu vực lân cận chứ không phải là toàn bộ thành phố. Họ đã xây dựng một vài thiết kế mới cho lò phản ứng mô đun có cơ chế an toàn thụ động để làm giảm nguy cơ bị hư hỏng, bức xạ do thiên tai như thảm họa xảy ra ở Nhật vừa qua.

Cũng giống như ngành công nghiệp dầu khí và ga đã phát triển, họ đang có kế hoạch xây dựng nhà máy điện nguyên tử trên biển. Chúng có thể chịu được bão cấp 5. Bên cạnh đó, do các lõi của lò phản ứng sẽ được đặt dưới biển, chúng chìm trong nước, nên trong trường hợp bị mất năng lượng hệ thống sẽ nhanh chóng được làm mát.

3. Phản ứng nhiệt hạch

Nếu như có một nguồn năng lượng sạch kiểu "Chén Thánh" chắc đó phải là phản ứng nhiệt hạch. Nó hứa hẹn cung cấp một nguồn năng lượng vô hạn và không thải ra môi trường các khí độc hại. Bằng cách tìm ra cách bắt chước các phản ứng nguyên tử xảy ra một cách có kiểm soát tại trung tâm hệ mặt trời, các lò phản ứng nhiệt hạch có thể sản xuất ra rất nhiều năng lượng với chi phí môi trường thấp.

Trong khi kỹ thuật này phải mất 30 năm mới hoàn thành, thì từ sớm công ty quốc phòng Lockheed Martin đã bắt đầu bắt tay xâm nhập. Trong tháng 10, các nhà khoa học đã phát triển ra một lò phản ứng nhiệt hạch mini có thể sản xuất đến 100 MW điện. Các nhà khoa học hy vọng rằng trong 5 năm tới bản nguyên mẫu sẽ ra mắt và được bán trong thập kỷ này.

4.Năng lượng gió ở biển

Năng lượng gió sẽ được tăng cường trong vòng 25 năm tới với thiết kế tubin lưới theo kỹ thuật hàng không với mục đích thu được khối năng lượng lớn nhất từ mỗi cơn gió.

Các turbin gió sẽ được xây dựng trên biển. Đan Mạch là nước đi đầu trong kế hoạch này đã sẵn sàng để cho cả thể giới thấy rằng năng lượng gió trên biển hiệu quả đến thế nào. Nguồn năng lượng gió cung cấp đến một phần ba năng lượng của cả đất nước và được kỳ vọng đến năm 2020 sẽ cung cấp một nửa tổng nguồn cầu.

Dự án trang trại gió Anholt, Đan Mạch với hệ thống sản xuất năng lượng gió trên biển được lắp đặt 111 turbin, hoàn thành vào tháng 9 năm 2013, cung cấp 1,27 GW, cho hơn 1 triệu hộ dân. Do năng lượng gió trên biển mạnh hơn và liên tục hơn so với hệ thống trên bờ nên vấn đề ngắt quãng được giảm trừ rất nhiều. Lượng điện sản xuất ra đều hơn.

5. Địa nhiệt

Trong thập kỷ tới, địa nhiệt được kỳ vọng sẽ trở thành hiện tượng sốt dẻo khi mà các nhà khoa học tìm ra con đường khả thi để khai thác nguồn năng lượng ở sâu bên dưới lớp vỏ Trái Đất.

Nhiều năm qua, các nhà nghiên cứu ở Iceland đã phải đào sâu xuống các ngọn núi lửa để đến được lớp nước cực nóng và khoáng sản macma để lấy được nguồn nhiên liệu có nhiệt cao làm nguyên liệu cho các nhà máy địa nhiệt. Mục đích là để phát triển công nghệ tiên tiến hơn để sản xuất nhiều hơn vào thập kỷ tới.

Nếu như nghiên cứu này mang lại kết quả như ý, nó sẽ sớm đi vào thực tế để khai thác được nhiều hơn nguồn nguyên liệu ở khắp nơi trên thế giới. Khi đó, việc sản xuất sẽ cho năng suất gấp 10 lần lượng địa nhiệt hiện tại. Có thể vào một ngày nào đó trong tương lai sẽ áp dụng việc khai thác ở nhiều biển trên toàn thế giới. Nhiều nhà nghiên cứu ước tính rằng, các nhà máy địa nhiệt có thể khai thác ở mức 1.000 mét dưới đáy biển Juan de Fuca Ridge ngoài khơi bờ biển bang Washington.

6. Công nghệ không gian

Công nghệ năng lượng vũ trụ như thu khí hidro từ Mặt Trăng để tạo ra năng lượng hoặc hấp thu ánh sáng Mặt Trời trực tiếp và gián tiếp từ chùm tia chiếu xuống mặt đất thông qua sóng phát thanh, lò vi sóng ở vành đai Mặt Trời.

Công ty mới thành lập Solaren đã đạt được hợp đồng với California's Pacific Gas and Electric để trở thành nhà cung cấp năng lượng từ không gian kể từ cuối thập kỷ này

Cơ quan hàng không và vũ trụ Mỹ, NASA cũng như Phòng thí nghiệm của hải quân Mỹ đã đầu tư vào công nghệ tiên tiến này trong suốt 25 năm. Việc tiếp tục hồi phục không gian riêng được cho thấy bởi những công ty như công ty SpaceX trong việc cắt giảm mạnh chi phí cho việc vận chuyển hàng hóa vào quĩ đạo để dành cho các dự án không gian mang nhiều tham vọng hơn.

7. Nhiên liệu Mặt Trời

Ý tưởng chuyển đổi ánh sáng mặt trời, nước và khí CO2 thành năng lượng hóa học khả dụng có thể lưu trữ trong thời gian dài như xăng dầu, là mục tiêu mà các nhà khoa học hướng tới.

Nhiên liệu mặt trời bao gồm khí CO2 lấy từ không khí và sự chia tách nguyên tử carbon từ những phân tử. Sau đó, bằng việc lấy nguyên tử hidro từ nước, cả carbon và hidro tạo thành hidrocarbon. Nếu các nhà khoa học tìm ra con đường thực hiện các phản ứng hóa học với chất xúc tác là ánh nắng mặt trời, thì năng lượng mặt trời sẽ được chuyển hóa thành
thành nhiên liệu có thể dự trữ trong khi CO2 sẵn có trong không khí được tái sử dụng thành nhiên liệu sử dụng được.

Các nhà nghiên cứu ở phòng thí nghiệm Nocera của Harvard, nhóm Grossman của Viện MIT và trung tâm nghiên cứu năng lượng hàng đầu của đại học North Carolina đã có những bước tiến lớn trong thập kỷ qua.