Mặt trời cho trái đất ánh sáng và nhiệt năng. “Nhiệt năng” là tên gọi chung cho mọi loại năng lượng xuất phát từ sức nóng. Xin tạm dùng chữ “nhiệt năng” ngắn gọn thay cho “năng lượng [từ] mặt trời” (solar power) trong bài viết ngắn này.
Nhiệt năng không phải là một khám phá mới lạ nhưng chỉ phát triển rầm rộ từ chục năm nay. Từ năm 2008, cả trăm ngàn cư dân Huê Kỳ đã sử dụng các bảng thu nhiệt (solar panels) tại nhà riêng, phần lớn vì muốn bảo vệ môi sinh và cũng vì những món tiền “lại quả” giúp tiết giảm chi phí như trang bị bảng thu nhiệt, pin trữ năng lượng … khi khởi sự dùng nhiệt năng. Chương trình đầu tư của Solar Energy Technologies Office (SETO) từ chính phủ liên bang đã khiến giá cả liên quan đến nhiệt năng mỗi ngày mỗi giảm.
Hấp dẫn như thế nên bá tánh bắt đầu dùng nhiệt năng nhiều hơn. Tuy nhiên, trước khi bắt đầu, bộ Năng Lượng Huê Kỳ đã trình bày một số chi tiết cần thiết để giúp người tiêu thụ quyết định qua sự hiểu biết.
Hai kỹ thuật chính để thu nhiệt từ mặt trời và biến sức nóng ấy thành năng lượng. Phổ thông nhất là Photovoltaics, hay PV. Đây là các bảng thu nhiệt mà ta thấy trên các cánh đồng trống hoặc trên mái nhà. Khi mặt trời chiếu trên bảng thu nhiệt, photons [từ ánh nắng] tạo ra điện trường qua các lớp màng [của bảng thu nhiệt] và thành điện năng. Kỹ thuật thu nhiệt thứ nhì có tên Concentrating solar power hay CSP; chỉ sử dụng tại các trạm biến điện lớn, power plant. CSP dùng gương để phản chiếu và cô đọng ánh nắng vào các thụ thể rồi chuyển thành điện năng.
Riêng với tư gia, bảng thu nhiệt thích nghi với mọi khí hậu nhưng đôi khi vẫn không thích hợp với nóc nhà vì mái đã cũ hoặc bị bóng cây che khuất chưa kể những yếu tố khác như kích thước, hình thể và độ dốc của mái nhà. Nói giản dị, hiệu năng của bảng thu nhiệt cao nhất khi mái nhà nằm ở hướng nam với độ dốc 15-40 độ.
The National Renewable Energy Laboratory (NREL) sử dụng đơn vị đo lường PVWatts để ước đoán trị giá của nhiệt năng bao gồm mức năng lượng [từ ánh nắng] và phí tổn trang bị hệ thống nhiệt năng; từ vật liệu đến nhân công. Chỉ số này giúp người tiêu thụ so sánh giá cả giữa nhiệt năng và điện lực qua thời gian. Điện lực do công ty tư nhân cung cấp và tính tiền hằng tháng trong khi nhiệt năng đến từ mặt trời [không tốn tiền] sau khi ta đầu tư một món tiền lớn để trang bị (tiếng Việt ngày nay gọi là “lắp ráp”?). Tiền điện tùy thuộc vào mức tiêu thụ của mỗi nóc gia (giá điện năng thay đổi theo địa phương) trong khi phí tổn trang bị nhiệt năng tùy thuộc vào các yếu tố như hệ thống thu nhiệt lớn /nhỏ; [hệ thống] này mua đứt hoặc thuê mướn; sản xuất bao nhiêu nhiệt năng (thu nhận bao nhiêu ánh nắng).
Hiện nay, giá nhiệt năng tương đương với giá điện năng và giá cả trang bị hệ thống thu nhiệt đang giảm từ từ vì thị trường sản xuất và trang bị nhiệt năng mỗi ngày một nhiều chưa kể việc giấy phép xin dễ dàng hơn; nhờ có sự cạnh tranh nên giá xuống thấp hơn, dễ cáng đáng hơn cho người tiêu thụ.
Ngoài ra, bộ Năng Lượng Huê Kỳ khuyến khích cư dân sử dụng các món mang nhãn hiệu “EnergyStar”, dùng ít năng lượng hơn so với các món gia dụng đã cũ. Như máy giặt cũ dùng nhiều nước hơn, tiêu thụ nhiều năng lượng hơn để giặt giũ so với các loại máy giặt đời mới.
Nhiệt năng mỗi ngày một phổ thông nên được bá tánh dùng nhiều hơn. Đây là một kỹ nghệ tương đối mới, đang phát triển nên còn ít nhiều trở ngại, khó khăn cho cả người bán lẫn kẻ mua về mặt kỹ thuật cũng như luật lệ.
Khó khăn nhưng không có nghĩa là “không thể” nhất là khi nhiệt năng từ mặt trời, gió và nước là những nguồn năng lượng từ đất trời, không gây ô nhiễm môi sinh như than, dầu và xăng dù những nguồn nhiệt năng cần nhiều đất trống. Theo bài phân tích của Bloomberg News, trại nhiệt năng cần khoảng đất rộng gấp 140 lần để tạo ra lượng nhiệt năng tương đương với một trạm khí thiên nhiên. Và như thế nên ta cần tận dụng mọi khoảng đất trống cho bảng thu nhiệt.
Từ Âu sang Mỹ, các bảng thu nhiệt đang xuất hiện khắp nơi. Như tại Pháp, luật pháp sẽ đòi chủ nhân của các sân đậu xe đặt bảng thu nhiệt, ít nhất là 50% diện tích của sân đậu xe ấy. Chính phủ Pháp ước đoán rằng với các sân đậu xe hiện hành, họ có thể thu về khoảng 11 gigawatts (GW) từ ánh nắng để góp chung với lượng điện năng sử dụng trong nước.
Tại Huê Kỳ, theo Pew Research, 90% cư dân ủng hộ việc sử dụng nhiệt năng và chính phủ đang tính toán chương trình xây cất các trung tâm thu nhiệt rộng lớn đủ để thu góp khoảng 760 – 1,000 GW nhiệt năng thay thế cho điện lực vào năm 2035 (?). Dù ủng hộ nhiệt năng nhưng cư dân Huê Kỳ vẫn băn khoăn và chống đối việc sử dụng đất nông trại, rừng núi và thắng cảnh thiên thiên để đặt bảng thu nhiệt!?
Nguồn đất đai khác có thể sử dụng là các sân đậu xe bao quanh những thành phố lớn tại Huê Kỳ, kế sách này không gặp những chống đối từ cư dân, sân đậu xe vừa che chở xe cộ vừa tạo nhiệt năng qua các bảng thu nhiệt. Nhất cử lưỡng tiện. Không lạ là bảng thu nhiệt bắt đầu xuất hiện trong một số sân đậu xe của các công ty bán sỉ Target, Walmart tại California và Arizona. Chỗ đậu xe có mái được gọi là “carport”. Theo tổ chức chuyên việc phân tích năng lượng Wood Mackenzie, khoảng 2-3 GW nhiệt năng đã thu góp được từ các carport kể trên, đủ để sử dụng cho cộng đồng chung quanh.
Trong bài tường trình năm 2019 của cơ quan U.S. Geological Survey, diện tích các bãi đậu xe trên lãnh thổ Huê Kỳ chiếm khoảng 0.47% (khoảng 13,778 dặm vuông), đủ để đặt bảng thu nhiệt với mức nhiệt năng sản xuất [ước tính] là 3,376 GW, một con số khổng lồ! [Để so sánh, tổng số năng lượng sử dụng tại Huê Kỳ năm 2021 là 1,144 GW]. Cư dân tha hồ sử dụng!?
Các tổ chức nghiên cứu về năng lượng khác cũng đưa ra những con số dù thấp hơn về nhiệt năng qua bảng thu nhiệt tại các sân đậu xe trên đất Huê Kỳ. Tạm hiểu là chỉ dùng sân đậu xe, ta có thể thu góp nhiệt năng dư thừa [trên mức cần thiết] mà không cần phá rừng, hủy hoại thiên nhiên!
Thế thì ta còn chần chờ chi nữa mà không bắt tay vào việc đặt bảng thu nhiệt để lấy nhiệt năng? Một số lý do khiến chương trình phát triển nhiệt năng còn bò thủng thẳng, bạn à! Lý do chính là phí tổn; bảng thu nhiệt, pin dự trữ, trạm chuyển năng lượng, đường dây dẫn điện, nhân công và … giấy phép chưa kể các thứ lặt vặt khác.
Không phải chủ nhân của sân đậu xe nào cũng muốn đặt bảng thu nhiệt, chính phủ Huê Kỳ chẳng thể nào bắt ép hay đòi tư nhân phải sử dụng đất đai theo … chính sách, bất kể chính sách ấy có lợi cho xã hội ra sao. Chuyện mua bán, thuê mướn đất sẽ kèm theo một mớ phí tổn nữa. Cho đến khi cư dân dùng nhiều xe điện hơn, cần nhiều các trạm tái nạp năng lượng hơn thì chương trình đặt bảng thu nhiệt tại các sân đậu xe mới nhúc nhích?
Một bãi đậu xe được gắn bảng thu nhiệt. nguồn: reddit.com
Bảng thu nhiệt tại sân đậu xe là chuyện cộng đồng lớn nhỏ, bảng thu nhiệt tại nóc nhà tư nhân là chuyện xem ra dễ dàng hơn? Giá cả “nhẹ nhàng” hơn? Đúng như thế, bạn ạ! Theo tổ chức Wood Mackenzie, phí tổn trang bị để thu góp 1 kilowatt nhiệt năng từ bãi đậu xe [ước tính] là $2,780 so với $1,800–2,000 phí tổn trang bị bảng thu nhiệt trên mái nhà tư nhân. Nghĩa là món tiền đầu tư vào nhiệt năng thu góp từ sân đậu xe khá cao, cần rất nhiều năm để lấy lại vốn đầu tư vào chương trình ấy và tất nhiên là không mấy tay đầu tư chịu làm ăn lâu dài như thế chưa kể tại các vùng đất mưa quanh năm, âm u ít nắng, bảng thu nhiệt không mấy hiệu quả.
Việc đặt bảng thu nhiệt tại nhà riêng cũng đi kèm với một số trở ngại. Với các nóc gia thuê mướn hệ thống nhiệt năng, trả tiền thuê hàng tháng và khi hư hỏng cần sửa chữa thì chỉ gọi công ty chủ nhân, xem ra dễ dàng hơn? Thuê mướn hệ thống thu nhiệt qua công ty tư nhân như Spruce Power (lớn nhất tại Huê Kỳ) cũng có các hệ quả khi dịch vụ sửa chữa, bảo trì không được thi hành đúng thời hạn theo hợp đồng, nhân công bê trễ, ít kinh nghiệm … chưa kể việc chủ nhà chậm trả tiền thuê mướn, bán nhà cho người khác mà quên chuyển giao hợp đồng thuê mướn hệ thống thu nhiệt mặt trời trên mái nhà.
Với những nóc gia tự đặt hệ thống thu nhiệt thì chủ nhà phải đầu tư một món tiền khá lớn và chỉ thu lại “vốn” sau nhiều năm sử dụng nhiệt năng. Bảo trì hệ thống thu nhiệt hằng năm cũng là một món tiền kha khá.
Như mọi loại sản phẩm / dịch vụ, càng nhiều người sử dụng thì hệ thống thu nhiệt sẽ giảm giá và dễ “mua” hơn. Nhiệt năng sẽ trở thành nguồn năng lượng chính trong tương lai.
Nói chung, nhiệt năng là loại năng lượng “sạch” và dễ dàng tái dụng, hết lại có vì mặt trời lên xuống hằng ngày như hơi thở của đời sống. Kỹ nghệ liên quan đến nhiệt năng tương đối phôi thai, loại năng lượng này không mấy quen thuộc với người tiêu thụ nên chưa phổ thông. Cho đến khi chính phủ liên bang và tiểu bang đặt ra luật lệ điều hành, Federal Trade Commission kiểm soát cách làm ăn của các công ty buôn bán cũng như cho thuê hệ thống thu nhiệt thì bá tánh sẽ an tâm mà mua bán, sử dụng nhiệt năng như đang sử dụng điện lực như hiện nay?!
TLL
