Những động lực chính thúc đẩy sự tăng trưởng của năng lượng mặt trời là gì?

Biến đổi khí hậu là một thảm họa ngày càng hiện hữu. Nó xuất hiện như lũ lụt lớn di dời hàng triệu người và giết chết hàng ngàn người ở Pakistan hoặc cháy rừng kinh hoàng tàn phá đất đai và nhà cửa ở Úc, gây thêm thiệt hại cho tầng ôzôn. Ngoài ra, nó có thể là hạn hán nghiêm trọng làm khô cạn các con sông lớn và các vùng nước từ Hoa Kỳ đến Trung Quốc. Thật không may, biến đổi khí hậu đi kèm với con người phải chịu cảnh đói kém và mất nước, mất đi các loài động vật và môi trường sống, và mất đi đất nông nghiệp– điều này có nghĩa là ít thức ăn hơn cho dân số toàn cầu. Vậy, câu hỏi lớn là: biến đổi khí hậu có thúc đẩy sự phát triển của năng lượng mặt trời không? Hãy đọc để tìm hiểu.

Mục lục
Tác động của khí thải nhà kính
Năng lượng mặt trời là gì và tại sao năng lượng mặt trời lại phát triển nhanh như vậy?
Động lực chính thúc đẩy sự tăng trưởng của năng lượng mặt trời là gì?
Một số trở ngại đối với sự phát triển của năng lượng mặt trời là gì?
Kết luận

Tác động của khí thải nhà kính

Một tác nhân chính gây ra khí thải nhà kính (GHG) dẫn đến biến đổi khí hậu là việc tạo ra năng lượng thông qua nhiên liệu hóa thạch. Và hầu hết trong số 100 công ty chịu trách nhiệm về 71% lượng khí thải GHG đến từ ngành nhiên liệu hóa thạch. Do đó, tầm quan trọng của việc chuyển sang các nguồn năng lượng tái tạo không thể bị cường điệu hóa.

Một số kiểu thời tiết thất thường như lũ lụt, động đất và hỏa hoạn ảnh hưởng đến nhiều hệ thống năng lượng tái tạo. Năm 2020, 87% lượng điện được tạo ra trên toàn cầu, bao gồm hạt nhân, nhiệt điện và thủy điện, phụ thuộc trực tiếp vào nguồn nước. Vì vậy, nó gây ra vấn đề cho ngành. Nhưng năng lượng mặt trời là một hệ thống năng lượng tái tạo lớn nổi bật với khả năng tạo ra điện mà không cần nước và trong điều kiện thay đổi.

Năng lượng mặt trời là gì và tại sao năng lượng mặt trời lại phát triển nhanh như vậy?

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo lấy ánh sáng mặt trời tự nhiên và chuyển đổi thành năng lượng thông qua các tấm pin hoặc gương tập trung bức xạ mặt trời. Năng lượng này có thể được lưu trữ trong pin hoặc bộ lưu trữ nhiệt.

Như đã đề cập, năng lượng mặt trời là một trong số ít năng lượng tái tạo không phụ thuộc vào nước. Ngoài ra, các tấm pin được sử dụng trong hệ thống năng lượng mặt trời có giá cả phải chăng, dễ lắp đặt và có nhiều kích cỡ khác nhau. Do đó, các tấm pin mặt trời có thể dễ dàng lắp đặt trên nhiều bề mặt khác nhau, từ nhà ở và trang trại đến xe cắm trại. Ngoài ra, chúng nhỏ hơn và rẻ hơn tua-bin gió. Hơn nữa, chúng hoạt động êm, dễ thích nghi và hoạt động mọi lúc (miễn là có chút nắng).

Do đó, không có gì ngạc nhiên khi năng lượng mặt trời đang chứng kiến ​​sự đầu tư và tăng trưởng mạnh mẽ. Năm 2020, ngành công nghiệp năng lượng mặt trời đã tăng trưởng 43% tại Hoa Kỳ. Năm 2021, ngành công nghiệp này đã tăng trưởng 23% trên toàn cầu và năm 2022 đã có 36% tăng trưởng theo năm tính đến tháng 2 so với hai tháng đầu năm trước.

Động lực chính thúc đẩy sự tăng trưởng của năng lượng mặt trời là gì?

Nhận thức về khí hậu là yếu tố thúc đẩy việc áp dụng hệ thống năng lượng mặt trời tại nhà. Ngoài ra, nhu cầu năng lượng tăng lên khi dân số thế giới tăng và mức sống tăng, cùng với chi phí năng lượng tăng và nhu cầu phải bền vững đối với cả nhà đầu tư và khách hàng, đã thúc đẩy nhiều doanh nghiệp chuyển sang sử dụng năng lượng mặt trời.

Tài trợ năng lượng tái tạo của chính phủ

Trong nỗ lực đạt được mục tiêu năng lượng sạch tại COP27, các chính phủ trên toàn thế giới đang thực hiện các biện pháp để thúc đẩy tăng trưởng trong lĩnh vực này.

Liên minh châu Âu đã phát hành 660 triệu euro giá trị trợ cấp cho việc thúc đẩy năng lượng tái tạo và giảm phát thải CO2. Quỹ EU thế hệ tiếp theo sẽ trợ cấp cho việc lắp đặt tấm pin mặt trời ở hầu hết các ngôi nhà.

Tại Hoa Kỳ, các khoản tài trợ của tiểu bang và các khoản vay lãi suất thấp hiện có để giúp các hộ gia đình có thu nhập thấp chuyển sang hóa đơn năng lượng giảm thông qua năng lượng tái tạo. Một ví dụ điển hình là Khoản tài trợ cải tạo xanh, cung cấp $ 250 triệu cho các hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời tại hộ gia đình. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) sử dụng Chương trình Hỗ trợ Thời tiết hóa (WAP) để giúp đỡ Hộ gia đình 35,000 chuyển đổi sang năng lượng sạch hơn và hiệu quả hơn mỗi năm.

Các khoản tài trợ và cho vay nhằm mục đích thúc đẩy việc lắp đặt điện mặt trời từ hộ gia đình đến doanh nghiệp có thể được tìm thấy trên khắp thế giới:

• Canada: có khoản tài trợ cho những ngôi nhà xanh hơn.
• Ấn Độ: tiết kiệm 40%-50% chi phí lắp đặt điện mặt trời.
• Trung Quốc: 236 triệu đô la được cam kết trợ cấp cho các dự án năng lượng mặt trời vào năm 2022.
• Châu Úc: các ưu đãi giúp hộ gia đình và doanh nghiệp nhỏ lắp đặt hệ thống năng lượng sạch.

Nâng cao hiệu quả và giảm chi phí

Hiệu suất của năng lượng mặt trời đã được cải thiện đáng kể kể từ khi nhà phát minh người Mỹ Charles Fritts tạo ra tấm pin mặt trời đầu tiên vào năm 1883, với hiệu suất chuyển đổi điện chỉ 1%. Do đó, các chính phủ và doanh nghiệp lớn đã tài trợ cho công nghệ này, dẫn đến những cải tiến lớn về hiệu suất chuyển đổi của tấm pin. Ngày nay, các tấm pin mặt trời bao gồm PV, heterojunction, TOPcon, N-type và PERC đều vượt quá hiệu suất chuyển đổi 20%, dự kiến ​​sẽ tăng trong những năm tới lên khoảng 29% bởi 2025.

Ngoài việc tăng hiệu quả, sự phát triển của công nghệ năng lượng mặt trời đã dẫn đến việc giảm chi phí. Ví dụ, chi phí trung bình của một tấm pin mặt trời đã giảm 90% từ năm 2010 đến năm 2020. Ngoài ra, Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (IRENA) dự đoán rằng đến năm 2025, sẽ có thêm 59% giảm chi phí cho điện được tạo ra từ điện mặt trời PV.

Khả năng thích ứng

Các tấm pin mặt trời đầu tiên không chỉ có hiệu suất thấp và đắt tiền mà còn là những mảnh rắn chắc, nặng và không linh hoạt, không phù hợp để sử dụng. Ngày nay, các tấm pin mặt trời được làm từ nhiều vật liệu khác nhau, cho phép lắp đặt trên nhiều bề mặt—từ các tấm pin mặt trời tiêu chuẩn được lắp trên mái nhà đến các tấm pin mặt trời linh hoạt trên cánh buồm của thuyền buồm.

Vật liệu tấm pin mặt trời cũng có màu sắc khác nhau. Do đó, các bề mặt trong suốt, chẳng hạn như cửa sổ, giờ đây cũng có thể là tấm pin mặt trời. Điều này mở ra một chiều hướng hoàn toàn mới, cho phép các tòa nhà chọc trời ốp kính trên khắp thế giới tạo ra năng lượng sạch và có chuẩn mực của nhà kính nông nghiệp.

Tấm pin mặt trời không chỉ đa dạng về độ linh hoạt và màu sắc mà còn về kích thước, cho phép khả năng thích ứng cao hơn. Do đó, có một thị trường lớn cho tấm pin mặt trời trong ngành sản phẩm ngoài trời và xe cắm trại, với tấm pin mặt trời được lắp đặt trên tất cả các loại xe cắm trại và ba lô để cung cấp năng lượng cho điện thoại và máy tính xách tay khi đi bộ đường dài.

Một số trở ngại đối với sự phát triển của năng lượng mặt trời là gì?

Mặc dù ngành công nghiệp năng lượng mặt trời đang phát triển mạnh mẽ, vẫn còn một số yếu tố kìm hãm nó. Ví dụ, các tấm pin mặt trời đòi hỏi diện tích đất lớn. Ngoài ra, các thiết bị này hoạt động tốt hơn khi có ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, những thách thức này đang được giải quyết bằng các đơn vị lưu trữ pin hiệu quả và nông nghiệp năng lượng mặt trời– nơi kết hợp canh tác truyền thống với canh tác năng lượng mặt trời trên cùng một diện tích đất.

Một vấn đề lớn hơn một chút đang được cải thiện nhưng vẫn còn một chặng đường dài phía trước là hiệu suất của tấm pin mặt trời. Các loại pin mặt trời mới đang được phát triển trên toàn thế giới, tuy nhiên, tỷ lệ hiệu suất 20% có nghĩa là 80% tia mặt trời chiếu vào tấm pin bị lãng phí. Ngoài ra, mặc dù tấm pin mặt trời tạo ra năng lượng sạch, một số thành phần của chúng không thể tái tạo. Khi đầu tư và nghiên cứu trong lĩnh vực này tăng lên, hiệu suất của tấm pin mặt trời sẽ được cải thiện và các vật liệu tái tạo, không độc hại sẽ được sử dụng trong quá trình sản xuất chúng.

Kết luận

Ngành công nghiệp năng lượng mặt trời đã chứng kiến ​​sự tăng trưởng mạnh mẽ trong thập kỷ qua, không chỉ về việc áp dụng mà còn về những tiến bộ công nghệ. Với COP27 và hiện tại khủng hoảng năng lượngsẽ có áp lực ngày càng tăng để đạt được mức trung hòa carbon và các chính phủ trên toàn cầu sẽ đầu tư nhiều hơn vào công nghệ này.

Không còn nghi ngờ gì nữa, sự phát triển của năng lượng mặt trời vẫn còn một chặng đường dài trước khi giảm lượng khí thải nhà kính xuống mức thấp nhất. Nhưng vẫn còn hy vọng khi các tấm pin mặt trời được tài trợ và áp dụng nhiều hơn hàng năm để thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế xanh.