Đường bộ năng lượng: Kỳ vọng và thực tế

Đường năng lượng Wattway (Pháp)

Tháng 12/2016, tại ngôi làng nhỏ Touroure-au-Perche, thuộc vùng Normandy (Pháp) con đường năng lượng mặt trời mang tên Wattway với chi phí lên tới khoảng 5 triệu euro (khoảng 5,2 triệu USD) đã chính thức khai thông. Colas - công ty xây dựng con đường cho biết, Wattway có diện tích khoảng 2.800 m2, được lát những tấm pin có chứa một lớp vật liệu silicon mịn để chịu được trọng tải của các xe lưu thông.

Bộ trưởng Sinh thái Pháp Segolene Royal lúc đó cho biết, con đường sẽ được chạy thử nghiệm trong khoảng 2 năm để đánh giá hiệu quả hoạt động. Hằng ngày sẽ có khoảng 2.000 lượt xe lưu thông qua con đường và dự kiến nó có sản lượng điện 150.000 kilowatt, có thể cung cấp đủ điện cho hệ thống đèn đường của cả ngôi làng với hơn 3.400 cư dân.

Wattway được xem là dự án mang tính cách mạng về năng lượng tái tạo với rất nhiều kỳ vọng

Hai năm sau, con đường được xây dựng bởi tham vọng của Bộ trưởng Segolene là sẽ phủ kín 1.000 km đường cao tốc của Pháp bằng các tấm pin năng lượng mặt trời, nhằm tận dụng nguồn năng lượng tái tạo gần như vô tận này đã khiến những người đặt quá nhiều kỳ vọng lên nó “vỡ mộng”.

Con đường chỉ có thể tạo ra một nửa sản lượng điện so với dự kiến, vì các kỹ sư đã không tính đến các tác động khác chẳng hạn như những chiếc lá rụng. Với mỗi năm sử dụng, khả năng sản xuất điện của đường Wattway lại giảm nhanh chóng.

Chất lượng con đường cũng hư hại khá nhanh, thậm chí không thể sửa chữa do mức thiệt hại quá lớn. Con đường còn tạo ra tiếng ồn lớn hơn bình thường khi xe chạy ở tốc độ cao nên các xe lưu thông qua đây phải giảm tốc độ tối đa xuống mức thấp nhất là 70 km/h.

Vậy là con đường Wattway đắt gấp 360 lần so với đường nhựa thông thường (tính trên mỗi mét vuông) đã không có bất cứ hy vọng nào cho việc có thể bù đắp được khoản đầu tư “khủng” ban đầu.

Đường Solaroad (Hà Lan)

Con đường Wattway thất bại khi không thể chịu được tải trọng lưu thông quá lớn, vậy nếu đường năng lượng mặt trời dành cho những loại phương tiện nhẹ nhàng hơn thì sao? Câu trả lời nằm ở con đường Solaroad ở thị trấn Krommenie của Hà Lan.

Mỗi kilowatt điện mà Solaroad tạo ra đắt gấp 173 lần so với chi phí của một kilowatt điện trung bình truyền thống

Solaroad được mở vào năm 2014 với chi phí đầu tư 3,7 triệu USD, có khả năng sản xuất nguồn năng lượng sạch cho các hộ gia đình, các doanh nghiệp xung quanh và chỉ dành cho người đi xe đạp. Dự án này cũng chỉ dài khoảng 72 mét và được tạo ra nhằm mục đích là kiểm tra tính khả thi của hệ thống.

Tuy nhiên, Solaroad cũng đã đối mặt với các vấn đề tương tự như Wattway của Pháp. Một số vị trí bị vỡ chỉ trong năm đầu tiên vận hành và lớp phủ trên cùng đã phải thay thế ngay trong năm thứ hai. Năm 2015, Solaroad chỉ sản xuất được 9.600 kilowatt điện, đủ để cung cấp cho 3 ngôi nhà trung bình Hà Lan.

Dù sao, ở một mức độ không quá kỳ vọng, nó đã vượt qua được Wattway, chỉ có điều mỗi kilowatt điện mà Solaroad tạo ra đắt gấp 173 lần so với chi phí của một kilowatt điện trung bình truyền thống ở Hà Lan.

Cao tốc Tế Nam (Trung Quốc)

Bất chấp thất bại của các nước tiên phong, năm 2017 Trung Quốc đã đặt dấu ấn mới trong lĩnh vực năng lượng tái tạo khi thử nghiệm đường cao tốc năng lượng mặt trời tại tỉnh Tế Nam với tuyên bố con đường sẽ có thể tạo ra 1 triệu kilowatt điện mỗi năm, có thể cung cấp điện cho 800 ngôi nhà nơi đây.

Cao tốc Jinan (Tế Nam) kéo dài 1 km với những pin năng lượng lát dưới mặt đường có tổng diện tích khoảng 6.000 m2. So với hai con đường nói trên, Jinan có thêm hệ thống tự làm tan tuyết và đèn giao thông trên đường với nguồn điện tự cung.

Jinan là con đường năng lượng mặt trời dài nhất thế giới

Nhưng chỉ vỏn vẹn 5 ngày sau thông đường, Jinan cũng đi theo vết xe đổ của Wattway, khi một phần đường bị hư hỏng không thể sửa chữa. Và đến nay, Jinan đã tạo ra bao nhiêu năng lượng thực sự vẫn là một ẩn số với công chúng. Tuy nhiên, với tốc độ hỏng hóc như vậy, hiệu quả của con đường không còn cần phải bàn cãi.

Thử thách và kỳ vọng

Thực tế đã cho thấy, ứng dụng pin mặt trời vào những con đường là việc không hề dễ dàng nếu như không muốn nói là một bài toán cực kỳ phức tạp. Các tế bào quang điện mỏng mảnh khi lát dưới mặt đường phải chịu rất nhiều thử thách. Chúng cần sự ổn định và phải có lớp bảo vệ thật tốt, lớp bảo vệ này lại có thể khiến tiếng xe cộ đi lại ồn hơn hoặc/và giảm hiệu suất chuyển đổi quang điện, các vật liệu tối ưu cho con đường cũng sẽ đắt đỏ.

Tính hiệu quả của những con đường mặt trời còn đang bỏ ngỏ

Chưa kể, những ảnh hưởng khác tác động đến việc thu năng lượng như bóng râm, bụi, rác thải và các vật thể lạ khác cũng có thể làm tắc nghẽn khả năng tiếp nhận ánh nắng của pin năng lượng mặt trời. Bên cạnh đó, vấn đề chính trong việc xây dựng các con đường mặt trời là chi phí quá lớn.

Chính vì tính hiệu quả đang còn là bỏ ngỏ nên các con đường mặt trời khác cho đến nay chưa được xây dựng. Tuy nhiên, năng lượng tái tạo hiện đã, đang và sẽ tiếp tục là những nguồn năng lượng của tương lai, đối với ngành giao thông cũng sẽ không là ngoại lệ. Với mục tiêu tận dụng triệt để nguồn năng lượng thiên nhiên ban tặng cho loài người và bảo vệ trái đất bền vững nhất cùng với sức sáng tạo của con người, chúng ta vẫn có quyền trông đợi vào sự hiện diện của con đường năng lượng trong tương lai.