Năng lượng bền vững là loại năng lượng được tiêu thụ với tỷ lệ không đáng kể so với nguồn cung của nó và với những ảnh hưởng phụ có thể quản lý được, đặc biệt là những ảnh hưởng về môi trường. Một định nghĩa phổ biến khác, năng lượng bền vững là một hệ thống năng lượng phục vụ nhu cầu của hiện tại mà không làm hại tới việc đáp ứng nhu cầu của các thế hệ tương lai. Nguyên tắc chủ đạo cho sự bền vững này chính là phát triển bền vững, bao gồm bốn lĩnh vực kết nối lẫn nhau: sinh thái, kinh tế, chính trị và văn hóa. Trong thế kỷ XXI, việc sử dụng năng lượng được định hướng theo phương thức bền vững. Cho tới nay, các nguồn năng lượng chính cho hoạt động của con người là nhiên liệu hóa thạch và khoáng sản, nguồn hạt nhân và thủy điện. Do đó, việc khai thác và sử dụng các nguồn nguyên nhiên liệu không tái tạo này rất có hại cho môi trường gây suy giảm tầng ôzôn, phá hủy sinh quyển và địa quyển và tàn phá sinh thái. Do đó, việc sản xuất năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch và khoáng sản, nguồn hạt nhân và thủy điện đã ô nhiễm và gây tác động môi trường kể từ cuộc cách mạng công nghiệp vào thế kỷ XVIII. Khoảng 80% CO2 khí thải trên thế giới có nguồn gốc từ việc sản xuất các nguồn năng lượng này.

Các nguồn nguyên nhiên liệu để sản xuất năng lượng sạch là từ các nguồn năng lượng tái tạo như Mặt trời, gió, địa nhiệt, đại dương nhiệt và thủy triều hoặc ứng dụng công nghệ vi sinh vật để tạo ra nhiên liệu sinh học. Chính nhờ việc sản xuất này đã tạo ra cơ hội để phát triển tương lai năng lượng bền vững và đảm bảo cho an toàn năng lượng của các nước. Tuy nhiên, quá trình sản xuất năng lượng sạch từ các nguồn nguyên nhiên liệu thay thế này vẫn còn nhiều hạn chế như chi phí cao và ít nhiều tác động tới môi trường nên các quá trình này không hoàn toàn phù hợp cho các nước. Việc sản xuất và tiêu thụ năng lượng là những nhân tố chính gây ra biến đổi khí hậu, phát thải tới 35% lượng khí gây hiệu ứng nhà kính trong 2014. Trong đó, sản xuất điện và nhiệt đóng góp 31% lượng phát thải khí nhà kính, giao thông vận tải đóng góp 15%, sản xuất và xây dựng đóng góp 12%. Thêm 5% được giải phóng thông qua các quy trình liên quan đến sản xuất nhiên liệu hóa thạch và 8% từ nhiều hình thức đốt cháy nhiên liệu khác. Ở các nước đang phát triển, hơn 2,5 tỷ người hiện đang dùng bếp truyền thống và đốt sinh khối hoặc than để sưởi ấm và nấu ăn. Việc làm này có thể gây ô nhiễm không khí cục bộ và làm tăng nguy cơ hỏa hoạn, dẫn đến ước tính khoảng 4,3 triệu người chết hàng năm.

Với tốc độ tiêu thụ năng lượng hiện tại thì nguồn năng lượng truyền thống của thế giới được dự báo sẽ nhanh chóng bị cạn kiệt. Theo dự báo, đến năm 2035 tiêu thụ năng lượng toàn cầu sẽ tăng 53%, và các doanh nghiệp khắp nơi trên thế giới đang không ngừng nghiên cứu tìm nguồn năng lượng sạch. Cũng theo báo cáo của APEC, nếu không giảm cường độ sử dụng, nhu cầu năng lượng trong khu vực sẽ tăng tương đương với tăng trưởng kinh tế, tức là khoảng 225% cho đến năm 2035. Bên cạnh đó, hiện nay thói quen sử dụng nhiên liệu hóa thạch đã làm tăng các mối quan tâm về môi trường. Việc đốt nhiên liệu hóa thạch tạo ra khoảng 21,3 tỉ tấn CO2 hàng năm. Cacbon đioxit là một trong những khí nhà kính làm tang lực phóng xạ và góp phần vào sự nóng lên toàn cầu, làm cho nhiệt độ trung bình bề mặt của Trái Đất tăng. Thế giới đang hướng tới sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo là một trong những cách giúp giải quyết vấn đề tăng nhu cầu năng lượng.

Như đã đề cập ở trên, năng lượng không tái tạo bao gồm nhiên liệu hóa thạch và khoáng sản, nguồn hạt nhân,… Năng lượng tái tạo là năng lượng được sản xuất từ những nguồn vô hạn như Mặt trời, gió, địa nhiệt, đại dương nhiệt và thủy triều hoặc ứng dụng công nghệ vi sinh vật để tạo ra nhiên liệu sinh học. Cho tới năm 2014, có khoảng 16% lượng tiêu thụ điện toàn cầu từ các nguồn năng lượng tái tạo. Việc đưa vào sử dụng năng lượng tái tạo nhanh và hiệu quả có ý nghĩa quan trọng trong an ninh năng lượng, giảm thiểu phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính và có lợi ích về kinh tế. Bên cạnh đó, trong quá trình sản xuất năng lượng sạch, người ta đã chú trọng tới việc tạo ra các công nghệ để thu giữ CO2 thải ra từ các nguồn phát thải lớn như nhà máy xi măng hoặc nhà máy điện, vận chuyển nó đến nơi lưu trữ và tái tạo nguồn CO2 này để chúng không đi vào khí quyển; phương pháp thường dùng ở đây là đưa nguồn CO2 xuống dưới lòng đất. Đây là phương án tiềm năng để giảm thiểu nguyên nhân gây nóng lên toàn cầu và axit hóa đại dương.

Tài liệu tham khảo

1. Afgan, H., Gobaisi A., Carvalho G., Cumo M., Sustainable energy development. Renew. Sustain. Ener. Rev., 2(3): 235-286, 1998.
2. Chu S., Majumdar A. Opportunities and challenges for a sustainable energy future. Nature, 488: 294-303, 2012.
3. Jacobson Z., Delucchi A., A path to sustainable energy by 2030. Sci. American, 301(5): 58-65, 2009.
4. Serrano E., Rus G., Garcia-Martinez J., Nanotechnology for sustainable energy. Renew. Sustain. Ener. Rev., 13(9): 2373-2384, 2009.