Chấm dứt than đá: Cuộc chuyển đổi đầy thử thách tại sa mạc California
19/06/25
 |
| Trong 50 năm qua, hoạt động của Searles Valley được cung cấp bởi hai nhà máy điện than. |
Mỏ khoáng Searles Valley và bài toán năng lượng phức tạp
Giữa vùng sa mạc khô cằn phía nam Thung lũng Chết – nơi nóng nhất hành tinh – hai nhà máy than nhỏ đã hoạt động suốt hơn 50 năm qua. Chúng cung cấp nhiệt và điện cho nhà máy khai thác và chế biến khoáng sản Searles Valley Minerals, tọa lạc tại thị trấn Trona, bang California. Đây là nơi sản xuất các nguyên liệu đầu vào quan trọng cho ngành công nghiệp như lưỡi turbine gió, tấm pin mặt trời, thuốc trừ sâu và nhiều sản phẩm khác.
Trong bối cảnh California theo đuổi mục tiêu loại bỏ nhiên liệu hóa thạch nhằm giảm thiểu biến đổi khí hậu, một trong hai nhà máy than tại Searles Valley sẽ bị đóng cửa trong vòng hai năm tới. Nhà máy này sẽ được thay thế bằng hệ thống năng lượng nhiệt mặt trời – một công nghệ còn khá lạ lẫm tại Mỹ. Tuy nhiên, nhà máy than còn lại có thể vẫn tiếp tục hoạt động trong nhiều năm nữa, bởi Searles cần một nguồn năng lượng liên tục, có khả năng cung cấp nhiệt để duy trì các thiết bị vận hành bằng hơi nước.
“Đây chính là điều khiến chúng tôi đau đầu,” ông Dennis Cruise, Chủ tịch Searles Valley Minerals cho biết. “Chúng tôi đã cân nhắc mọi phương án, nhưng thật sự là một thách thức lớn.”
Nhu cầu nhiệt trong công nghiệp và rào cản phi kỹ thuật
Trong sản xuất công nghiệp, nhiệt độ cao là yếu tố then chốt để chế tạo hàng loạt sản phẩm. Từ lâu, các doanh nghiệp đã dựa vào than đá, khí đốt tự nhiên và các nhiên liệu hóa thạch khác để đáp ứng yêu cầu này. Dù nhiều start-up và viện nghiên cứu đang tìm kiếm các giải pháp tạo nhiệt không phát thải carbon, nhưng các công nghệ này hiện vẫn đắt đỏ, khó tiếp cận hoặc chưa đủ sức tạo ra mức nhiệt yêu cầu.
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), khoảng 50% năng lượng tiêu thụ toàn cầu được dùng cho nhu cầu nhiệt – bao gồm cả sưởi ấm cho con người. Nửa còn lại là cho điện năng và giao thông vận tải.
Công ty GlassPoint – một start-up cung cấp giải pháp nhiệt công nghiệp từ năng lượng mặt trời – đang kỳ vọng sẽ góp phần giải bài toán này. Giám đốc điều hành Rod MacGregor cho biết: “Toàn cầu, phần lớn năng lượng công nghiệp là nhiệt. Nhưng điều này lại là ‘con voi trong phòng’ – một vấn đề lớn nhưng ít ai bàn đến.”
Tại Trona, GlassPoint sẽ triển khai hệ thống gương hội tụ ánh nắng để tạo ra nhiệt – thay thế một nhà máy than. Tuy nhiên, hệ thống này cần diện tích lên tới 500 mẫu Anh, trong khi nhà máy than hiện chỉ chiếm khoảng 2 mẫu.
Mặc dù Trona có lợi thế nắng nóng và đất đai rộng lớn, Searles vẫn chưa thể đóng cửa cả hai nhà máy. “Thay thế hoàn toàn các thiết bị điện và xử lý hiện tại bằng công nghệ không phát thải là điều quá tốn kém,” ông Cruise nói.
Tình hình sử dụng than tại Mỹ và áp lực từ chính sách
Mỹ đang dần loại bỏ than khỏi ngành điện. Sau nhiều thập kỷ chiếm hơn một nửa sản lượng điện quốc gia, đến năm 2024, tỷ trọng điện từ than chỉ còn khoảng 15%. Điều này một phần nhờ vào điện gió, điện mặt trời và khí đốt tự nhiên rẻ hơn, cũng như sự vận động mạnh mẽ từ các tổ chức môi trường như Sierra Club.
Năm nay, ngành điện Mỹ dự kiến sẽ loại bỏ khoảng 5% số nhà máy than còn lại. Tuy nhiên, dưới thời Tổng thống Trump, chính phủ liên bang đã ký các sắc lệnh để phục hồi ngành than và yêu cầu một số nhà máy dự kiến đóng cửa phải tiếp tục hoạt động. Dù vậy, các chuyên gia cho rằng những nỗ lực này khó thành công, do năng lượng than không thể cạnh tranh về giá với các nguồn khác.
California đã bắt đầu quá trình loại bỏ than khỏi lưới điện từ 20 năm trước. Tuy nhiên, do lưới điện giữa các bang được kết nối với nhau, điện từ các bang lân cận vẫn có thể “chảy” vào California, bất kể nguồn gốc từ than đá hay khí đốt.
“Kể cả các công ty điện tại California đều đang tiêu thụ điện than,” chuyên gia Bill Powers từ công ty tư vấn Powers Engineering nhận định. “Trong lưới điện miền Tây, có rất nhiều điện không rõ nguồn gốc – và một phần trong số đó là từ than.”
Hiện tại, hai máy phát điện tại Searles Valley là những nhà máy than duy nhất còn vận hành tại California, theo Ủy ban Năng lượng California.
Giải pháp thay thế: Nhiệt mặt trời và những giới hạn
GlassPoint bắt đầu tiếp cận Searles Valley cách đây hai năm để giới thiệu giải pháp nhiệt mặt trời của họ. Công nghệ của GlassPoint không giống các tấm pin năng lượng mặt trời thông thường, mà sử dụng gương hội tụ ánh sáng để tạo nhiệt trực tiếp. Hệ thống này đã giảm giá đáng kể trong hơn một thập kỷ qua, theo Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (IRENA).
Tuy nhiên, năng lượng mặt trời tập trung (concentrated solar power – CSP) vẫn chiếm chưa đầy 1% nguồn năng lượng mặt trời toàn cầu. “Đây là công nghệ còn khá mới và ít người biết đến,” ông Pavel Molchanov – chuyên gia tại Raymond James nhận xét.
CSP có thể tạo ra nhiệt độ cao đủ phục vụ quy trình công nghiệp – điều mà pin mặt trời hay điện gió không thể làm. Dù giá than hiện thấp hơn trước, nhưng CSP mang lại lợi ích dài hạn: nó giúp doanh nghiệp tránh được rủi ro tăng giá than trong tương lai.
Hệ thống của GlassPoint cho phép lưu trữ nhiệt, duy trì vận hành kể cả sau khi mặt trời lặn. Điều này đặc biệt phù hợp với các khu vực khô nóng như miền nam California, Arizona, Nevada, châu Phi, Trung Đông, hay bán đảo Iberia.
“Không thể nói đơn giản rằng: ‘Hãy chuyển mỏ sang nơi khác’,” ông MacGregor nói. “Những nơi như Trona là nơi mà CSP thật sự phát huy hiệu quả.”
Triển vọng dài hạn và sự cần thiết của chuyển đổi
Mặc dù hiện tại chỉ một nhà máy than bị thay thế bằng năng lượng tái tạo, ông Cruise thừa nhận rằng về lâu dài, Searles Valley vẫn sẽ cần tìm giải pháp thay thế hoàn toàn. Ông cho biết quá trình loại bỏ nhà máy than thứ hai có thể mất một đến hai thập kỷ nữa.
“Chúng tôi nghĩ rằng than sẽ tiếp tục là một vấn đề,” ông Cruise nói. “Nguồn cung sẽ ngày càng khó khăn. Chúng tôi cần chuẩn bị để chuyển hướng.”
Dù vẫn tồn tại nhiều rào cản kỹ thuật và tài chính, câu chuyện tại Searles Valley phản ánh một thách thức phổ quát: Việc thay thế hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch trong các quy trình công nghiệp là một bài toán phức tạp, đòi hỏi thời gian, sáng tạo công nghệ và sự hỗ trợ chính sách mạnh mẽ.
shared via nytimes,
