Khi thế giới đang tìm cách hạn chế biến đổi khí hậu và giảm phát thải nhiên liệu hóa thạch, một số công ty tập trung vào một nguồn năng lượng tương đối chưa được khai thác nhưng rất lớn và dồi dào - sóng thủy triều.

Ở bên kia Đại Tây Dương, hai công ty đang nỗ lực khai thác các dòng hải lưu theo những cách khác nhau để tạo ra năng lượng sạch đáng tin cậy.

Ngoài khơi Scotland, Orbital Marine Power vận hành cái được gọi là "turbine thủy triều mạnh nhất trên thế giới." Turbine có kích thước tương đương một chiếc máy bay chở khách và thậm chí trông cũng tương tự, với bệ trung tâm nổi trên mặt nước và hai cánh kéo dài xuống hai bên. Ở đầu của mỗi cánh, cách bề mặt khoảng 60 feet, là những cánh quạt lớn chuyển động theo sóng.

“Bản thân năng lượng của các dòng thủy triều rất quen thuộc với mọi người, đó là động năng, vì vậy nó không quá khác biệt với thứ gì đó như gió. Công nghệ tạo ra năng lượng không quá khác so với turbine gió," theo Andrew Scott, Giám đốc điều hành của Orbital.

Nhưng có một số điểm khác biệt chính so với năng lượng gió, chủ yếu là sóng dễ dự đoán hơn nhiều so với gió. Sự lên xuống và dòng chảy của thủy triều hiếm khi khác biệt đáng kể và có thể được tính thời gian chính xác hơn nhiều.

"Ta có thể dự đoán trước những chuyển động đó hàng năm và hàng thập kỷ", ông Scott nói. "Nhưng cũng từ góc độ định hướng, chúng chỉ thực sự đến từ hai hướng và gần như 180 độ", ông nói thêm, không như các turbine gió phải tính đến gió từ nhiều hướng khác nhau cùng một lúc.

Theo ông Scott, sóng thủy triều cũng có khả năng tạo ra nhiều năng lượng hơn gió.

“Nước biển đậm đặc gấp 800 lần gió. Vì vậy, tốc độ dòng chảy chậm hơn rất nhiều, nhưng chúng tạo ra nhiều năng lượng hơn."

Tuabin Orbital, được kết nối với lưới điện ở Orkney của Scotland, có thể sản xuất tới hai megawatt - đủ cung cấp điện cho 2,000 ngôi nhà mỗi năm - theo công ty.

Ông Scott thừa nhận công nghệ này vẫn chưa hoàn toàn chính thống và vẫn còn một số thách thức trong đó có chi phí cao của công nghệ, nhưng độ tin cậy và tiềm năng của năng lượng thủy triều có thể khiến thủy triều trở thành một công cụ hữu ích trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu.

“Ngày càng rõ ràng rằng ... sẽ không dễ dàng giải quyết được vận chuyển biến đổi khí hậu.”

'Có thể cung cấp điện 24/7'

Cách các turbines của Orbital khoảng 3,000 dặm, Verdant Power đang sử dụng công nghệ tương tự để sản xuất điện gần Đảo Roosevelt ở Sông Đông của Thành phố New York. Dù chưa có mặt trên thị trường nhưng các turbine của Verdant là một phần của dự án thử nghiệm giúp cung cấp điện cho lưới điện của New York. Nhưng thay vì nổi gần mặt nước, chúng được gắn trên một khung được hạ xuống đáy sông.

"Cách tốt nhất để hình dung công nghệ của Verdant Power là nghĩ về những tuabin gió dưới nước", người sáng lập công ty, Trey Taylor, nói. Ông giải thích, các dòng chảy của sông có xu hướng mang lại những lợi thế tương tự cho việc tạo ra năng lượng như các dòng hải lưu (dù sông Đông cũng được kết nối với Đại Tây Dương).

Ông nói: “Điều tuyệt vời về các con sông và hệ thống của chúng tôi là có thể cung cấp điện 24/7." Không phải gió hay năng lượng mặt trời, nhưng gió không phải lúc nào cũng thổi và mặt trời không phải lúc nào cũng chiếu sáng. Nhưng dòng chảy của sông, tùy thuộc vào con sông, có thể là 24/7."

Trong suốt tám tháng, Verdant đã sản xuất đủ điện để cung cấp cho khoảng 60 ngôi nhà – dù theo ông Taylor, một nhà máy điện hoàn chỉnh xây dựng theo công nghệ của họ có thể sản xuất đủ điện cho 6,000 ngôi nhà. Và theo ước tính của ông, khả năng toàn cầu về năng lượng thủy triều là rất lớn.

Ông nói: “Tiềm năng là 250 gigawatt trên khắp thế giới, đủ để cung cấp năng lượng cho 250 triệu ngôi nhà trong một năm. Còn rất nhiều dư địa và chúng tôi thực sự hy vọng các đối thủ cạnh tranh của mình cũng thành công, vì lợi ích của ngành."

Một công nghệ đắt tiền

Trở ngại lớn nhất để đạt được mục tiêu đó ở thời điểm hiện tại là việc thiết lập và mở rộng quy mô hệ thống điện thủy triều tốn kém như thế nào.

“Sản xuất điện từ sóng biển không phải là thách thức, thách thức là làm điều đó một cách hiệu quả về chi phí mà mọi người sẵn sàng chi để cạnh tranh với ... các nguồn năng lượng khác. “Chi phí tăng thêm cho việc ra ngoài biển và triển khai hoạt động trong đại dương ... điều đó rất tốn kém, theo Jesse Roberts, Trưởng nhóm Phân tích Môi trường tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia trực thuộc chính phủ Hoa Kỳ. Theo số liệu năm 2019 từ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, dự án năng lượng thủy triều thương mại trung bình có chi phí lên tới $280/megawatt giờ. Theo cơ quan này, năng lượng gió hiện có giá khoảng $20 /megawatt giờ và là "một trong những nguồn năng lượng có giá thấp nhất hiện nay."

Ông Roberts ước tính năng lượng thủy triều đang đi sau năng lượng gió hai hoặc ba thập kỷ về mức độ áp dụng và quy mô.

Chi phí và thách thức của việc hoạt động dưới nước là điều mà cả ông Scott và ông Taylor đều thừa nhận.

"Mặt trời và gió ở trên mặt đất. Thật dễ dàng để làm việc với những thứ ta có thể nhìn thấy," ông Taylor nói. "Chúng ta lại ở dưới nước, và có lẽ đưa một tên lửa lên mặt trăng sẽ dễ hơn đưa những tên lửa này hoạt động dưới nước."

Nhưng mục tiêu của năng lượng thủy triều không phải là quá khó để cạnh tranh với hai nguồn gió và mặt trời.

“Thành quả dễ dàng của năng lượng mặt trời và gió khá rõ ràng. Nhưng liệu chúng có phải là giải pháp duy nhất không? Có chỗ cho những giải pháp khác không? Tôi nghĩ khi nguồn năng lượng có ở đó và ta có thể phát triển các công nghệ có thể khai thác chúng, điều đó hoàn toàn có thể,” ông nói.