Công nghiệp năng lượng: Nếu 'vạch lá tìm sâu'

Năm 1943, nhà vật lý James Prescott Joule đã làm thí nghiệm và tìm ra định luật bảo toàn năng lượng, phát biểu rằng “năng lượng (hoặc đại lượng tương đương của nó là khối lượng tương đối tính) không thể tự nhiên sinh ra hoặc mất đi”.

Trong toàn vũ trụ, tổng năng lượng không đổi, nó chỉ có thể chuyển từ hệ này sang hệ khác. Người ta không thể “tạo ra” năng lượng, người ta chỉ “chuyển dạng” năng lượng mà thôi.

Định luật bảo toàn năng lượng là một nguyên lý tổng quát cho tất cả các lý thuyết vật lý (cơ học, điện từ học, vật lý hạt nhân, ...).

Chưa từng thấy ngoại lệ của định luật này, tuy rằng đôi khi người ta cũng nghi ngờ nó, nhất là trong các phân rã phóng xạ. Tiên đề Noether cho rằng sự bảo toàn năng lượng có liên quan chặt chẽ tới độ đồng dạng về cấu trúc của không - thời gian.

Mọi cố gắng sản xuất “động cơ vĩnh cửu” cho đến nay được xem là trò hề vĩ đại, nếu thực được điều đó con người sẽ lật đổ định luật bảo toàn năng lượng, hầu hết các vấn đề nhức đầu hiện nay như ô nhiễm môi trường, cạn kiệt tài nguyên, phát triển bền vững… sẽ được giải quyết tận gốc.

Pin năng lượng mặt trời có thể thải ra khí gây hiệu ứng nhà kính gấp 17.200 lần so với khí CO2?

Sở dĩ nhắc lại định luật này là bởi, nó làm tiền đề lý luận tổng quát cho loài người trong tất thảy mọi chuyện, nhưng trực tiếp nhất là ngành công nghiệp năng lượng.

Ứng theo định luật này, mọi nỗ lực tìm kiếm nguồn năng lượng “sạch” là hoàn toàn vô ích. Kết luận có vẻ đột ngột nhưng phù hợp với những gì Joule đã tìm ra cách đây hơn nửa thế kỷ.

Cụ thể, con người làm sao để lấy năng lượng từ tự nhiên mà không để lại tác động cần thiết? Bởi năng lượng mà con người đang sử dụng như điện năng, nhiệt năng, quang năng… được lấy từ thủy triều, lòng đất, gió, mặt trời, nguyên tố phóng xạ,…

Có nghĩa là, không thể tạo ra năng lượng nếu không “ăn cắp” một phần của tự nhiên và sản sinh ra một thứ khác. Hay nói cách khác chiếc quạt đang chạy đang góp phần tiêu diệt một lượng cây cối, sức nước trong tự nhiên chuyển thành.

Dễ thấy hơn, thủy điện thì phá rừng, làm hỏng dòng sông, nhiệt điện làm cạn kiệt nguồn than đá, dầu mỏ, khí đốt, điện nguyên tử phải kích hoạt chu trình phân rã của nguyên tố phóng xạ như uranium, plutonium,…

Chu kỳ tạo ra năng lượng không kết thúc khi đưa vào vận hành thiết bị, tức là năng lượng không mất đi, nó sẽ chuyển qua một dạng khác, có thể gây ô nhiễm môi trường. Thế giới đang nhức đầu giải bài toán này.

Điện năng đang là thực trạng rối rắm ở nước ta. Hiện Việt Nam có khoảng 45.000MW nguồn điện, trong khi đó, đến năm 2025 nhu cầu sẽ là gấp đôi hiện nay, năm 2030 nhu cầu là khoảng 130.000MW. Tại Việt Nam, nguồn điện chính gồm thủy điện và nhiệt điện, trong khi đó nguồn thủy điện chỉ có thể đáp ứng được hơn 30% nhu cầu và cơ bản đã khai thác hết.

Không còn cách nào khác ngoài đa dạng hóa nguồn cung điện năng. Nhiều năm nay năng lượng mặt trời được mặc định là năng lượng “sạch” vì ít gây ô nhiễm môi trường, hoặc ít ra không phá rừng phá sông suối như thủy điện, hay nguy hiểm như điện hạt nhân.

Trong khi nhiều doanh nghiệp tư nhân háo hức khai trương nhà máy sản xuất điện từ tấm pin mặt trời thì một báo cáo từ nhóm ủng hộ hạt nhân Environment Progress (EP) đã cho rằng, pin mặt trời có thể sản sinh ra lượng chất thải độc hại trên mỗi đơn vị điện nhiều hơn cả các lò phản ứng hạt nhân.

Việc xây dựng các tấm năng lượng mặt trời làm tăng mạnh khí nhà kính nitrogen trifluoride (NF3), một loại khí mạnh hơn gấp 17.200 lần so với khí CO2 với tư cách một loại khí nhà kính trong khoảng thời gian 100 năm.

Báo cáo và những trích dẫn ngắn gọn trực diện của EP có thể làm “khó” ngành công nghiệp pin mặt trời và sử dụng chúng để tạo ra điện, khi điện mặt trời được xem là “mốt” ở các quốc gia đang phát triển như Việt Nam.

Liệu rằng, báo cáo này có khuynh hướng chính trị? Khi nhân loại đã thấy rất rõ ràng hậu quả của thủy điện bức tử nhiều vùng đồng bằng màu mỡ nhất thế giới, làm cạn kiệt nguồn lợi thủy sản; thảm họa hạt nhân Chernobyl ngày 24/4/1986 tại Ukraine làm nhiễm xạ độc hại cả vùng đông Liên Xô cũ, Tây Âu và Scandinavi.

Sau 33 năm Chernobyl vẫn chưa thể hồi sinh

Sau đó người ta tính toán được rằng, thảm họa hạt nhân Chernobyl giải phóng lượng phóng xạ gấp 400 lần quả bom nguyên tử ném xuống Hiroshima.

Gần nhất là thảm họa kép do sóng thần là hư hỏng và rò rỉ phóng xạ cực độc ở Fukusima, Nhật Bản. Nhiều quốc gia tiên phong trong điện hạt nhân đã “bỏ của chạy lấy người”.

Nếu nói rằng “khoa học đã có rất nhiều kinh nghiệm để đối phó với chất thải phóng xạ từ các lò phản ứng hạt nhân, nhưng lại có rất ít kinh nghiệm đối phó với chất thải năng lượng mặt trời” thì cũng nên thấy “thảm họa điện hạt nhân là hiện hữu còn mối nguy từ điện mặt trời là mông lung”.

Ở những quốc gia đang phát triển - họ không có nhiều sự lựa chọn, đôi khi phải đánh đổi với tỷ lệ 1:1, chính các nước phát triển đã từng trải qua. Vấn đề còn lại phụ thuộc vào chính sách của mỗi nước.

Lại nói về các “báo cáo khoa học có động cơ chính trị” vốn không hiếm trên thế giới. Ví dụ, nhiều nhà nghiên cứu vật thể bay không xác định (UFO) thập niên 70 và 80 đã chết trong những tình huống được cho là bí ẩn, có người còn bị hạ sát; hoặc những bí mật về công ty hóa chất Monsanto liên quan đến môi trường, giống biến đổi gen bị che dấu hàng chục năm trời…