Tính bền vững: Dấu chân carbon của công nghệ năng lượng mặt trời

Tháng Hai 02 07:30 2025

Quang điện (PV – photovoltaic) đóng vai trò thiết yếu trong quá trình khử carbon của ngành năng lượng: Theo hiệp hội năng lượng mặt trời châu Âu (European solar association SolarPower Europe), trong suốt vòng đời hoạt động, PV thải ra lượng khí nhà kính ít hơn 96% so với các nhà máy điện chạy bằng than và ít hơn 93% so với các nhà máy điện chạy bằng khí đốt. Một nghiên cứu của Viện Hệ thống Năng lượng Mặt trời Fraunhofer – ISE (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems) cho thấy năng lượng mặt trời đã tiết kiệm được 60 triệu tấn CO2 tương đương từ năm 2005 đến năm 2023.
(1) Dấu chân carbon: đo lường mức phát thải khí nhà kính (GHG) được tạo ra trong vòng đời của hàng hóa và dịch vụ: từ khâu thu mua nguyên vật liệu, tiền xử lý, sản xuất, phân phối, lưu kho cho đến giai đoạn sử dụng và hết hạn sử dụng. 

Nhưng ngay cả năng lượng mặt trời cũng không phải hoàn toàn không phát thải, với việc sản xuất mô-đun quang điện là tác nhân lớn nhất gây ra khí thải nhà kính. Ngành công này cùng với các chính phủ đang nỗ lực giảm tỷ lệ này.

Theo hiệp hội SolarPower Europe, một terawatt được lắp đặt trên thế giới mỗi năm kể từ năm 2028: Năng lượng mặt trời tiếp tục phát triển mạnh. Với tốc độ tăng trưởng như vậy, có nhiều cách tiếp cận khác nhau để biến PV thành một ngành công nghiệp bền vững.

Các biện pháp chính trị cho sự bền vững
Chính phủ có thể giúp cải thiện vị thế thị trường của công nghệ năng lượng mặt trời được sản xuất với lượng khí thải carbon thấp, còn được gọi là công nghệ năng lượng mặt trời carbon thấp, bằng các điều khoản ưu đãi. Tại Pháp và Hàn Quốc, các cuộc đấu thầu công khai yêu cầu báo cáo về dấu chân carbon của các mô-đun và những mô-đun có xếp hạng tốt sẽ được thưởng điểm và tiền cao hơn. Các nhà lập pháp châu Âu đang xây dựng các thông số kỹ thuật thúc đẩy công nghệ năng lượng bền vững, chẳng hạn như chỉ thị về thiết kế sinh thái (ecodesign) và nhãn năng lượng (energy label directives) cho các mô-đun, bộ biến tần và hệ thống quang điện.

Polysilicon (2) và phôi: Các giai đoạn sản xuất cần nhiều năng lượng
Sản xuất công nghệ năng lượng mặt trời là nguồn phát thải PV chính, với các mô-đun PV và vật liệu cần thiết cho quá trình sản xuất chiếm phần lớn nhất. Đặc biệt, sản xuất polysilicon, bước đầu tiên trong chuỗi giá trị gia tăng PV, là một quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng và do đó phát thải cao (chiếm 40 đến 50% tổng mức tiêu thụ năng lượng của chuỗi giá trị). Bước thứ hai, bao gồm kéo hoặc đúc thỏi, tiêu thụ rất nhiều năng lượng (chiếm 15 đến 20% tổng mức tiêu thụ năng lượng của chuỗi giá trị).
(2) Polysilicon: hay silicon đa tinh thể, còn được gọi là poly-Si hay mc-Si, là một dạng silicon đa tinh thể có độ tinh khiết cao, được sử dụng làm nguyên liệu thô cho ngành công nghiệp điện tử và điện mặt trời.

Giảm lượng khí thải carbon của các mô-đun quang điện
Có một số biện pháp khác nhau có thể giúp giảm lượng khí thải carbon của các mô-đun PV. Một trong số đó là tiết kiệm năng lượng – bằng cách tối ưu hóa công nghệ sản xuất, cải thiện quy trình, tái chế vật liệu nội bộ hoặc bằng cách thu hồi năng lượng. Một nền tảng khác là sử dụng năng lượng carbon thấp trong quy trình sản xuất. Nhiều nhà sản xuất lớn, bao gồm LONGi Solar, Jinko Solar và First Solar đã cam kết sử dụng 100% năng lượng tái tạo trong quá trình sản xuất. Điều quan trọng tiếp theo là cần giảm tỷ lệ vật liệu phát thải nhiều trong các mô-đun – chẳng hạn như nhôm, kính và polysilicon – càng nhiều càng tốt.

Mặc dù lượng khí thải từ sản xuất PV cao hơn nhiều, nhưng lượng khí thải từ vận chuyển công nghệ năng lượng mặt trời cũng có thể được giảm bằng cách sử dụng phương tiện vận chuyển phát thải thấp và xây dựng các địa điểm sản xuất gần hơn với các trung tâm tiêu thụ. Do đó, châu Âu sẽ được hưởng lợi từ việc thiết lập sản xuất PV trên lục địa này.

Tỷ lệ tái chế tăng thúc đẩy quá trình thu hồi các vật liệu tiêu tốn nhiều năng lượng – khiến nền kinh tế tuần hoàn trở nên thiết yếu để giảm lượng khí thải carbon của ngành công nghiệp PV. Những tiến bộ trong công nghệ năng lượng mặt trời cũng tạo ra sự khác biệt lớn: Các mô-đun và bộ biến tần hiệu quả hơn với tuổi thọ dài hơn giúp giảm lượng khí thải bằng cách sản xuất nhiều điện hơn với ít mô-đun hơn và giảm thiểu nhu cầu về công nghệ năng lượng mặt trời. Những tiến bộ công nghệ trong hai thập kỷ qua đã làm giảm đáng kể độ dày của wafer (3) từ 400 micron (μm) xuống còn 170–180 μm.
(3) Tấm wafer: vật liệu mang pin mặt trời.

Việc giảm lượng khí thải carbon của các mô-đun và thành phần PV cũng như các chương trình khuyến khích công cộng cho công nghệ năng lượng mặt trời bền vững sẽ là một trong nhiều chủ đề về tính bền vững trong ngành PV tại Hội nghị thượng đỉnh Năng lượng mặt trời bền vững Châu Âu (Sustainable Solar Europe Summit).

Để xem các tin bài khác về “Năng lượng mặt trời”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Intersolar

Bình luận hay chia sẻ thông tin