Sahara có thể cung cấp năng lượng cho toàn thế giới nhưng sao chưa ai ‘phủ xanh’ sa mạc này bằng tấm pin mặt trời?

Mỗi ngày, cát ở sa mạc Sahara có thể nóng tới 80 độ C. Theo TEDTalk, sa mạc rộng lớn này nhận khoảng 22 triệu terawatt giờ (TWh) năng lượng từ mặt trời mỗi năm - nhiều gấp 100 lần mức tiêu thụ của con người hàng năm.

Phủ kín sa mạc Sahara bằng pin năng lượng mặt trời được cho là một phương án để giải quyết nhu cầu năng lượng của con người. 

Tiềm năng khổng lồ

Trải dài hơn 9 triệu km2, Sahara hiện nằm ở một trong những khu vực nhận được nhiều ánh sáng mặt trời nhất thế giới. Theo Global Solar Atlas, một tấm pin năng lượng mặt trời đặt tại Algeria có thể tạo ra điện năng nhiều gấp ba lần so với ở châu Âu. 

Theo những ước tính lạc quan nhất, sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời tập trung (CSP), 1 m2 tại Sahara trung bình sẽ tạo ra 5 đến 7 kWh năng lượng mỗi ngày. Với 1.000 km2 - hay 0,011% diện tích Sahara - năng lượng tạo ra sẽ đủ để đáp ứng 100% nhu cầu của châu Âu. Chỉ với 10.000 km2 trang trại điện mặt trời tại Sahara, chúng ta có thể cung cấp toàn bộ nhu cầu năng lượng cho thế giới.

Nếu sử dụng hệ thống tấm pin năng lượng mặt trời, diện tích cần thiết để cấp điện sẽ lớn hơn. Nhưng dù áp dụng phương pháp nào, sa mạc Sahara vẫn thừa khả năng cung cấp toàn bộ nhu cầu năng lượng của con người.

Châu Phi hiện nay sẽ không thể nào sử dụng hết nguồn năng lượng trên và có thể bán cho các quốc gia khác. Khách hàng tiềm năng nhất sẽ là châu Âu - khu vực có khoảng cách địa lý gần, sẵn sàng trả nhiều tiền để tiếp cận nguồn năng lượng xanh, bền vững.

Châu Phi cũng sẽ hưởng lợi nhờ vào nguồn đầu tư và tăng trưởng việc làm tại những dự án năng lượng khổng lồ trên. Tuy nhiên, cho tới nay, giấc mơ biến sa mạc Sahara trở thành một tấm pin vẫn còn nằm trên giấy.

Vô vàn thách thức 

Xây dựng, vận hành

Sahara là một trong những khu vực khô cằn, thưa thớt dân cư và kém phát triển về cơ sở hạ tầng nhất trên thế giới. Do vậy, việc xây dựng bất cứ công trình nào tại sa mạc này cũng sẽ vô cùng tốn kém và khó khăn.

Những hệ thống này cũng sẽ cần đến lượng nước khổng lồ để làm mát và rửa bụi sa mạc. Và rõ ràng việc kiếm nước ngọt tại sạ mạc lớn nhất thế giới sẽ không hề dễ dàng.

Truyền tải

Hiện nay, chỉ có hai đường dây kết nối Bắc Phi với châu Âu, với công suất 700 MW (megawatt). Một đường dây khác dự kiến hoàn thành trước năm 2030, nâng tổng công suất truyền tải lên 2.100 MW.

Tuy nhiên, để truyền tải lượng điện đủ cho nhu cầu của châu Âu, bỏ qua hao phí và vấn đề lưu trữ, chúng ta sẽ cần xây thêm từ 592 đến 831 đường dây 700 MW - với chi phí ước tính cho mỗi đường dây là 150 triệu USD.

Như vậy, cần ít nhất 89 tỷ USD để xây 592 đường dây dẫn kết nối châu Âu và châu Phi. Tất nhiên, đây là ước tính cho quãng đường ngắn nhất, kết nối giữa Ma-rốc (Morocco) và Tây Ban Nha.

Để cấp điện cho toàn châu Âu, chúng ta sẽ phải xây dựng những tuyến cáp điện khác, với chiều dài gấp nhiều lần và chi phí cũng sẽ đắt đỏ hơn nhiều.

Rủi ro địa chính trị

Bất ổn tại Bắc Phi, đặc biệt sau sự kiện Mùa xuân Arab, khiến bất kỳ khoản đầu tư nào vào khu vực này trở nên vô cùng rủi ro.

Thay vì bỏ hàng chục, hàng trăm tỷ USD vào sa mạc Sahara, các quốc gia như Đức đang xây dựng hệ thống trang trại điện mặt trời trong nước. Vào năm 2022, năng lượng mặt trời đã chiếm 11% sản lượng điện của Đức. Đến năm 2030, Đức kỳ vọng 25% điện năng sẽ đến từ năng lượng mặt trời.

Sau cuộc khủng hoảng năng lượng vào năm 2022, châu Âu đã học được bài học đắt giá vì phụ thuộc quá lớn vào nhiên liệu của Nga. Brussels sẽ khó mà lặp lại sai lầm trên và đặt an ninh năng lượng của mình vào trong tay những quốc gia khác, đặc biệt khi các nước này ở một trong những khu vực bất ổn nhất trên thế giới.

Thảm họa môi trường

Làm Trái đất nóng hơn

Việc đặt pin mặt trời khắp Sahara còn có thể gây ra thảm họa môi trường khủng khiếp. Trước hết, các tấm pin năng lượng mặt trời chỉ chuyển khoảng 15% ánh sáng mặt trời thành điện năng, phần còn lại bị phản xạ ra môi trường hoặc chuyển thành nhiệt năng, ảnh hưởng tới khí hậu. 

Cát trắng tại sa mạc có tỷ lệ phản chiếu cao hơn so với tấm pin năng lượng. Hay nói cách khác, cát khó bị nóng lên hơn các tấm pin. Một nghiên cứu năm 2018 tiết lộ rằng quy mô trang trại năng lượng mặt trời đạt 20% diện tích Sahara sẽ tạo ra một vòng lặp.

Nhiệt phát ra từ các tấm pin mặt trời tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa đất liền và đại dương xung quanh, làm giảm áp suất không khí bề mặt và khiến không khí ẩm tăng lên và ngưng tụ thành mưa.

Lượng mưa nhiều hơn sẽ thúc đẩy thực vật phát triển, khiến sa mạc ngày càng phản xạ ít ánh sáng và làm mưa nhiều lên. Kết quả là, các tấm pin năng lượng mặt trời có thể biến sa mạc Sahara trở lại màu xanh như 5.000 năm trước đây, The Conversation dẫn một nghiên cứu năm 2018 cho hay.

Sahara có thể hưởng lợi, nhưng những tác động đến môi trường toàn cầu khi Sahara không còn cát trắng sẽ vô cùng khủng khiếp.

Theo hai nhà nghiên cứu Zhengyao Lu và Benjamin Smith, việc bao phủ 20% Sahara bằng các trang trại điện mặt trời sẽ làm tăng nhiệt độ cục bộ trong sa mạc thêm 1,5 độ C. Nếu tỷ lệ che phủ 50%, nhiệt độ sẽ tăng 2,5 độ C.

Sự nóng lên này cuối cùng lan rộng khắp toàn cầu do khí quyển và chuyển động của đại dương, làm tăng nhiệt độ trung bình của thế giới thêm 0,16 độ C đối với tỷ lệ bao phủ 20% và 0,39 độ C đối với mức độ bao phủ 50%. 

Amazon thiếu nước, chất dinh dưỡng

Theo nghiên cứu trên, nguồn nhiệt khổng lồ từ Sahara sẽ sắp đặt lại quá trình lưu thông không khí trong khí quyển và đại dương toàn cầu, ảnh hưởng đến hình thái mưa trên khắp thế giới. 

Khu vực Amazon ở bên kia Đại Tây Dương sẽ nhận được ít mưa hơn do không còn hơi ẩm từ đại dương. Trong khi đó, Sahara sẽ nhận lại đa số nước mưa. Các cơn bão nhiệt đới cũng có thể sẽ thường xuyên hơn sẽ tấn công bờ biển Bắc Mỹ và Đông Á.

Ngoài ra, bụi từ Sahara cũng là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho Amazon và Đại Tây Dương. Theo NASA, mỗi năm, rừng Amazon nhận được 22.000 tấn phốt pho từ bụi của Sahara, giúp bù đắp lượng dinh dưỡng bị mất đi do mưa và lũ lụt.

Khi Sahara bị che phủ bởi pin năng lượng mặt trời, lượng bụi này có thể sẽ không thể bay tới Amazon, khiến cây cối của “lá phổi của Trái Đất” không có đủ dinh dưỡng.