Năng lượng mặt trời ở Châu Phi – Tiềm năng và thách thức

Tiềm năng năng lượng mặt trời ở châu phi

Sa mạc Sahara và nói chung là Bắc Phi, là một trong những nguồn năng lượng chưa được khai thác lớn nhất thế giới. Năng lượng mặt trời chiếu xuống bề mặt sa mạc này có tiềm năng cung cấp năng lượng cho toàn thế giới, một tấm pin năng lượng mặt trời duy nhất được đặt ở đây – ở Algeria, có khả năng tạo ra lượng điện gấp 3 lần so với tấm pin tương tự nhưng được đặt ở Đức.

Từng là bất lợi về địa lý, cái nắng như thiêu đốt của những vùng đất hoang vắng này giờ đây có thể mang đến sự bùng nổ kinh tế cho các quốc gia nghèo khó trong lịch sử này. Một tấm pin năng lượng mặt trời trong hệ thống trang trại năng lượng mặt trời đặt tại đây có kích thước 1 mét vuông, trung bình sẽ tạo ra được 5 đến 7 kWh mỗi ngày. Tăng lên 1 km vuông chúng ta tạo ra được đến 5 – 7 GWh mỗi ngày. Và nếu tăng con số đó lên 1000km vuông ta sẽ tạo ra 5 -7 TWh mỗi ngày. Đủ để đáp ứng gần 100% nhu cầu năng lượng của Châu Âu. Nhân với 10, hệ thống này sẽ tạo ra 50 – 70 TWh mỗi ngày. Đủ để cung cấp năng lượng cho toàn bộ thế giới.

Đây là một con số thống kê ấn tượng. Và chắn hẳn rằng nhiều người cũng có thể nhìn ra được điều này. Một thế giới mới hoàn toàn sử dụng năng lượng từ mặt trời. Các kế hoạch thậm chí đã được vạch ra để biến những điều đó trở thành hiện thực. Tất cả đều dựa trên tính toán và điều kiện lý tưởng. Và bất cứ phép tính nào khi đưa vào thực tế cũng phải gặp những trở ngại. Mọi kế hoạch biến ước mơ này trở thành hiện thực thực tế đã thất bại.

Vận chuyển điện mặt trời ra khỏi những vùng xa xôi này là thách thức đầu tiên.

Hiện tại chỉ có 2 đường truyền tải điện Bắc Phi với Châu Âu. Cả hai đều nằm giữa Ma Rốc & Tây Ban Nha. Hai kết nối 700 MW, một hoàn thành vào năm 1998. Đường dây thứ 2 hoàn thành vào năm 2006 . Đường dây thứ ba dự kiến sẽ được hoàn thành vào khoảng trước năm 2030 với tổng cộng 2100 MW.

Nếu chúng ta muốn vận chuyển đủ điện để cung cấp năng lượng cho Châu Âu, bỏ qua tổn thất vận chuyển và các vấn đề về lưu trữ, chúng ta cần thêm 592 đến 831 đường truyền tải để truyền tải trong tổng số 700MW này.

Công thức tính như sau:

• Lượng điện trung bình tạo ra cần cung cấp cho toàn bộ Châu Âu: 5 – 7 TWH
• Thời gian sử dụng điện trung bình: 12 giờ/ ngày
• Công suất mỗi đường truyền : 700 MW

Đây không chỉ là những sợi cáp đơn giản mà chúng ta đặt giữa các nước. Chúng là những cơ sở hạ tầng vô cùng phức tạp và đắt đỏ. Hệ thống truyền tải thứ 3 đặt vào lưới điện của Ma Rốc và Tây Ban Nha ước tính trị giá hơn 150 triệu đô la. Một khoản đầu tư khổng lồ sẽ khiến cả 2 quốc gia thu được 1 nửa lợi nhuận. 592 hệ thống truyền tải nữa trong số các hệ thống này sẽ có giá ở mức tối thiểu là 8,9 tỷ đô la. Con số này được tính theo công thức: số hệ thống cần nhân với số tiền bỏ ra cho 1 hệ thống: 150 triệu đô x 592.

Nhưng những hệ thống này là con đường ngắn nhất đến Châu Âu từ Bắc Phi. Chúng sẽ là loại rẻ nhất để xây dựng. Để xây dựng 1 mạng lưới liên kết thực tế, chúng ta cần những đường kết nối dài hơn nữa để kết nối Tunisia với Sicily, Algeria với Sardinia với Bắc Ý, Libya đến Crete đi đến Hy Lạp và Thổ Nhĩ Kỳ và với phần còn lại của Trung Đông. Tất cả chỉ để xây dựng đủ các mạng lưới nội bộ Châu Âu. Nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc năng lượng mặt trời đi về phía Bắc. Trong khi điện Gió thì được mua bán và đi về phía Nam.

Kế hoạch khai thác năng lượng mặt trời ở Châu Phi này sẽ mất hàng tỷ đô để hoàn thành. Tuy nhiên, ngay cả với những vấn đề này, các nhà lãnh đạo Châu Âu đã vạch ra kế hoạch kết nối Bắc Phi & Trung Đông với Châu ÂU. Họ tin rằng chi phí đó hoàn toàn có thể chấp nhận được.

Desertec, dự án “Năng lượng sạch từ sa mạc” với mức quỹ đầu tư trị giá 480 tỉ đô. Dự án này do các công ty năng lượng mặt trời Đức đứng đầu. Nhằm đầu tư vào cơ sở hạ tầng phát điện và truyền tải trên khắp Bắc Phi và Trung Đông. Chỉ riêng 55 tỷ tập trung vào việc tăng khả năng truyền tải điện qua Địa Trung Hải. Khoản đầu tư này sẽ tập trung vào cả việc truyền tải dòng điện xoay chiều điện áp cao qua các khoảng cách ngắn hơn. Như từ Ma Rốc đến Tây Ban Nha và dòng điện một chiều điện áp cao trên khoảng cách xa hơn. Tuy nhiên, có một khoảng cách giới hạn mà việc truyền tải dòng điện xoay chiều điện áp cao không có ý nghĩa.

Nếu chúng ta vẽ biểu đồ tổn thất truyền tải trên mỗi km đối với truyền dẫn xoay chiều (AC) và một chiều (DC), nó sẽ giống như sau: với DC mất ít điện năng hơn trên 1 km. Tuy nhiên, để chuyển điện xoay chiều thành điện một chiều cho các cáp truyền tải đường dài này. Chúng ta cần các máy biến áp và bộ chuyển đổi đắt tiền.

Nêú thay vào đó, chúng ta lập biểu đồ chi phí so với khoảng cách. Chúng ta có thể thấy các đường DC và AC cắt nhau trong khoảng 500 đến 800km. Đây chính là điểm mà DC sẽ tiết kiệm chi phí hơn.

Vì vậy các đường truyền tải kết nối trực tiếp Ma Rốc với Tây Ban Nha, chỉ kéo dài 28km. Điều này không có ý nghĩa đối với dòng điện một chiều điện áp cao.
Trong khi các đường dây dài hơn nối Tunisia với Ý là đường dây 1 chiều điện áp cao. Hao hụt trên đường truyền Cao thế DC là khoảng 3% trên 1000km. Và thủ đô của Đức chỉ cách Tunisia 1800km. Việc truyền tải điện với số đầu tư lớn như thế này vẫn hoàn toàn khả thi. Công nghệ hiện đại và những tính toán của con người sẽ biến những điều không thể thành có thể.

Dự án Desertec – bài toàn năng lượng mặt trời ở Châu Phi.

Xem phần tiếp theo tại đây!