Công nghệ thủy điện đập Tam Hiệp sắp lỗi thời

Mở rộng thủy điện tích năng

Trong một thế kỷ, thủy điện đồng nghĩa với những con đập khổng lồ - kỳ tích kỹ thuật cung cấp năng lượng tái tạo nhưng lại di dời các cộng đồng và phá hủy hệ sinh thái.

Tờ New York Times đưa tin, nghiên cứu mới được Global Energy Monitor công bố trong tuần qua cho thấy một sự chuyển đổi đang diễn ra trong các dự án thủy điện - sử dụng cùng đặc tính tương tác hấp dẫn của nước, nhưng thường không xây dựng các đập lớn, truyền thống như đập Hoover ở miền tây nước Mỹ hoặc đập Tam Hiệp ở Trung Quốc. Thay vào đó, công nghệ thủy điện tích năng đang mở rộng nhanh chóng.

Thủy điện tích năng là nhà máy thủy điện kiểu bơm tích lũy, sử dụng điện năng của các nhà máy điện phát non tải trong hệ thống điện vào những giờ thấp điểm để bơm nước từ bể nước thấp lên bể cao. Vào thời điểm nhu cầu tiêu thụ điện năng lớn, nước sẽ được xả từ hồ chứa cao xuống hồ chứa thấp hơn thông qua các tua-bin để phát điện lên lưới.

Thủy điện tích năng không phải là một ý tưởng mới, nhưng đang trải qua thời kỳ phục hưng ở các quốc gia nơi điện gió và điện mặt trời cũng đang phát triển, giúp xoa dịu những lo ngại về sự sụt giảm sản lượng năng lượng tái tạo do yếu tố thời tiết.

Joe Bernardi - người điều hành công cụ theo dõi thủy điện của Global Energy Monitor - cho biết: “Dữ liệu của chúng tôi cho thấy thủy điện tích năng sẽ tăng nhanh hơn nhiều so với các đập thông thường. Xu hướng này rõ rệt nhất ở Trung Quốc, nơi chiếm hơn 80% các dự án được lên kế hoạch trên toàn thế giới”.

Một số hệ thống lớn nhất sản xuất đủ năng lượng để cung cấp cho 2 triệu hộ gia đình trung bình ở Mỹ trong một giờ.

Trong những năm gần đây, Trung Quốc chiếm khoảng một nửa tăng trưởng toàn cầu về năng lượng tái tạo. Theo các tài liệu chính thức, từ nay đến năm 2030, Trung Quốc sẽ bổ sung nhiều công suất điện gió và điện mặt trời hơn mỗi năm so với tổng công suất hiện tại của Đức.

Khi năng lượng tái tạo đóng góp ngày càng nhiều vào lưới điện của Trung Quốc, quốc gia này đang tìm cách đảm bảo rằng những biến động về sản lượng điện gió và điện mặt trời không khiến lưới điện rơi vào tình trạng chao đảo.

Chiến lược thủy điện tích năng của Trung Quốc sẽ không trực tiếp đồng nghĩa với việc giảm sử dụng than. Trung Quốc đã ngừng tài trợ cho các dự án than ở nước ngoài, nhưng năm ngoái, Trung Quốc đã phê duyệt việc xây dựng nhiều nhà máy than ở trong nước hơn bao giờ hết. Và cho đến nay, Trung Quốc là nước sử dụng than lớn nhất thế giới - loại nhiên liệu đặc biệt bẩn.

Nhưng ngay cả khi Trung Quốc tăng gấp đôi lượng than, thì nước này cũng đang giảm tỉ lệ năng lượng tổng thể có được từ than. Trung Quốc hiện dẫn đầu thế giới về năng lượng gió, năng lượng mặt trời và thủy điện.

“Đối với Trung Quốc, thủy điện tích năng là phương án cung cấp dự phòng linh hoạt cho điện gió và điện mặt trời, rẻ hơn so với các lựa chọn khác và có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn” - Liu Hongqiao, nhà tư vấn năng lượng độc lập về năng lượng tái tạo ở Trung Quốc, cho biết.

Thủy điện tích năng cũng rất quan trọng đối với năng lượng tái tạo ở Trung Quốc, bởi lưới điện quốc gia chưa sẵn sàng tiếp nhận 100% năng lượng gió và mặt trời. Một số trong số đó sẽ phải được lưu trữ, nếu không sẽ bị lãng phí - Liu Hongqiao nói.

Cosimo Ries - nhà phân tích tại công ty nghiên cứu Trivium China - cho hay, than ở Trung Quốc sẽ không sớm biến mất, nhưng trong những thập kỉ tới, nó sẽ dần trở thành một nguồn năng lượng linh hoạt và ít hơn so với thủy điện tích năng.

Thủy điện không tích nước

Dữ liệu của Global Energy Monitor cho thấy một loại công nghệ thủy điện khác đang trở nên phổ biến, đặc biệt là ở những vùng núi như Nepal. Cái gọi là các công trình đập dâng hay đập thủy điện không tích nước (run-of-river), đúng như tên gọi, nằm trên các con sông, nhưng không tạo ra các hồ chứa khổng lồ đằng sau chúng.

Đập dâng Joseph gần Bridgeport, Washington, Mỹ. Ảnh: Wiki

Không có hồ chứa, việc sản xuất điện phụ thuộc vào dòng chảy theo mùa nhưng ít gây hại cho môi trường hơn và ít xảy ra sự cố thảm khốc hơn ở các khu vực có nhiều hoạt động kiến tạo như dãy Himalaya. Hàng trăm đập dâng đã được xây dựng hoặc đang được triển khai trên khắp thế giới, mặc dù chúng có xu hướng sản xuất lượng điện năng nhỏ hơn.

Sự gián đoạn môi trường không phải là lý do duy nhất khiến các đập thông thường trở nên ít phổ biến hơn. Chúng cũng kém hơn trong việc tiết kiệm nước vì các hồ chứa có diện tích bề mặt lớn để bốc hơi. Và khi được xây dựng trên các con sông xuyên biên giới quốc tế, chúng thường có thể dẫn đến tranh chấp về nước. Trong khi đó, nhiều con sông đơn giản là đã có quá nhiều đập rồi.

Các hồ chứa thủy điện cũng có thể giải phóng lượng khí mê-tan đáng kể - một loại khí nhà kính mạnh - từ các vi khuẩn phát triển mạnh trong những môi trường này và khi thảm thực vật phân hủy ở các khu vực bị ngập lụt.

Theo tiến sĩ Bridget Deemer - nhà sinh thái học của Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ, các hồ chứa có thể là nguồn phát thải từ 3% đến 7% lượng khí mê-tan do con người gây ra.