Dùng nhựa đường để sản xuất năng lượng

Nếu bạn từng một lần bị bỏng cả chân khi đi trên những con đường nóng rực thì có thể bạn sẽ nhận thấy nhựa đường có khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời. Một công ty của Hà Lan đang tận dụng đặc tính này thu nhiệt từ những con đường và bãi đỗ xe để sưởi ấm nhà ở và văn phòng.

Ý tưởng có vẻ khôi hài này được công ty xây dựng dân dụng Ooms Avenhorn Holding BV ấp ủ từ cách đây 10 năm nhưng trong tình trạng thay đổi khí hậu ngày càng trở nên nghiêm trọng thì mọi người bắt đầu suy nghĩ nghiêm túc về vấn đề này.

Năng lượng mặt trời thu được từ một đoạn đường có phạm vi khoảng 83m và một bãi đỗ xe nhỏ có thể sưởi ấm một tòa nhà chung cư 4 tầng tại một ngôi làng phía bắc Avenhorn. Một khu công nghiệp rộng gần 1,5 km² gần thành phố Hoorn được giữ ấm vào mùa đông nhờ vào sức nóng thu được từ mùa hè thông qua vỉa hè rộng khoảng 0,4 km². Các đường băng của một căn cứ không quân Hà Lan ở phía nam cung cấp nhiệt lượng cho nhà chứa máy bay.

Hệ thống Năng lượng Đường phố này là một trong những cách hơi khác thường mà các nhà khoa học sử dụng để thu nguồn năng lượng mặt trời – một nguồn năng lượng tái sinh vô tận, sẵn có và an toàn – cung cấp cho trái đất nhiều năng lượng trong một giờ hơn lượng mà cả thế giới tiêu thụ trong một năm. Tuy nhiên, hiện nay năng lượng mặt trời chỉ cung cấp 0.04% trong các nguồn năng lượng toàn cầu do giá thành sản xuất cao nhưng năng suất thấp.

(Ảnh: AP/Bas Czerwinski)

Những người ủng hộ nguồn năng lượng mặt trời cho rằng điều này sẽ thay đổi trong vài năm tới.

Những nguồn năng lượng mặt trời khác có nhiều nhược điểm: không phải nơi nào cũng có gió để quay tua-bin; sóng và thủy triều chỉ có ích đối với những vùng bờ biển; thủy điện cần có sông và những con đập khổng lồ; năng lượng sinh học lại chiếm những vùng đất từng chỉ được dùng trong nông nghiệp.

Theo Patrick Mazza, thành viên của nhóm tư vấn Climate Solutions (Những giải pháp môi trường) đặt tại Seattle, Washington: “Mặt trời chiếu sáng ở khắp nơi. So với những nguồn năng lượng khác, năng lượng mặt trời là một bước tiến và đây chính là cái con người đang tìm kiếm.”

Hệ thống nhiệt lượng của công ty Ooms thực chất là sản phẩm phụ của mục tiêu giảm các chi phí bảo dưỡng duy trì đường phố.

Một hệ thống các đường ống nước dẻo được cố định bằng một hệ thống đường dây và được phủ bởi nhựa đường dùng để tăng nhiệt lượng của mặt trời. Khi nước trong các đường ống bị nung nóng, người ta bơm nước sâu vào lòng đất đến các tầng ngậm nước tự nhiên và được duy trì ở mức 30^oC. Nước nóng này có thể được rút đến vài tháng sau để giữ cho bề mặt đường không bị đóng băng vào mùa đông.

Mặc dù điều này sẽ làm tăng gấp đôi chi phí xây dựng, hệ thống có thể tăng tuổi thọ của đường phố và những cây cầu, làm giảm tai nạn do trượt trên bề mặt băng và nhu cầu lát gạch lại bề mặt đường cũng giảm bớt. Nhưng hệ thống cũng có thể dùng để bơm nước lạnh từ các bồn chứa ngầm để làm mát các tòa nhà vào mùa hè.

Lex Van Zaane, giám đốc thương mại của công ty, cho biết: “Chúng tôi phát hiện ra chúng tôi thu được nhiều năng lượng hơn nhu cầu và chúng tôi tham khảo một nhà thầu xây dựng cách xử lý nguồn năng lượng thừa. Câu trả lời chúng tôi nhận được là xây những cao ốc gần nhựa đường và lắp đặt các ông nước nóng dưới sàn nhà.”

Nguồn nước này không đủ nóng nên nó phải được bơm qua một máy làm nóng chạy điện. Phí lắp đặt sẽ gấp đôi hệ thống sưởi bằng gas thông thường nhưng chỉ tốn phân nửa năng lượng cần dùng. Điều này giúp giảm chi phí sưởi hàng tháng và giảm đến 50% lượng khí thải cacbon.

Máy đun nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời đặt trên mái nhà đã xuất hiện ở nhiều quốc gia cách đây nhiều thập niên. Năm 1954, Phòng thí nghiệm Bell tạo ra những pin đầu tiên chuyển đổi ánh mặt trời thành dòng điện. Nhưng chỉ trong những năm gần đây các nhà khoa học mới bắt đầu nâng cao hiệu năng của các pin năng lượng để cải thiện tính kinh tế của nguồn năng lượng này bằng công nghệ hiện đại.

Những công nghệ thử nghiệm bao gồm các phương pháp thu năng lượng mặt trời bằng các gương hoặc thấu kính, các thiết bị truy tìm phương hướng của mặt trời. Những vật liệu mới được dùng để cái tiến pin. Các nhà khoa học đang nghiên cứu khả năng dùng pin điện hóa sử dụng chất lỏng thay vì chất rắn để hấp thụ ánh sáng.

Báo cáo trên tạp chí New Scientist nhận định “Viễn cảnh nhân loại phải dựa vào mặt trời cho các nhu cầu năng lượng của mình ngày càng trở nên đậm nét.”