Điện mặt trời Ivanpah

 

Nhà máy điện mặt trời Ivanpah lớn nhất thế giới hiện nay, ở cách Las Vegas 40 dặm về phía Tây-Nam, nằm trong lãnh thổ California trên một lòng hồ cạn chỉ có  nước vào những năm mưa rất nhiều, bên cạnh xa lộ liên bang 15 khoảng giữa đèo Mountain Pass và thị trấn Primm ở biên giới Nevada.Nhà máy điện Ivanpah dùng tới  350,000 tấm gương kích thước 7x10 feet, trải trên một diện tích 5 dặm vuông, điều khiển tự động bằng computer để lúc nào cũng phản chiếu ánh nắng mặt trời về ba lò hơi nước đặt trên ba cây tháp cao 460 feet. Chi phí xây dựng toàn bộ công trình này  là $2.2 tỷ trong thời gian ba năm, và mới được khánh thành ngày 13/2/2014Nhà máy được xây dựng bởi BrightSource Energy, công ty liên doanh Hoa Kỳ - Israel trụ sở tại Oakland, CA., và Bechtel, công ty xây dựng lớn hàng thứ 5 ở Hoa Kỳ, trụ sở tại San Francisco, CA. Một phần vốn đầu tư do bộ Năng Lượng Hoa Kỳ cho vay trong khuôn khổ chương trình khuyến khích phát triển khai thác những nguồn năng lượng sạch của chính quyền Mỹ.
Hoa Kỳ đang chuyển dần từ chỗ dùng năng lượng phụ thuộc vào than đá trong quá khứ tới sử dụng dầu lửa, khí đốt, nguyên tử lực rồi đến các nguồn năng lượng sạch hơn như gió, ánh sáng mặt trời. Mặc dầu cho đến bây giờ điện phát sinh từ năng lượng mặt trời mới chỉ chiếm khoảng 1% điện năng, nhưng hệ thống nhiệt điện Ivanpah được xem như bước khởi đầu đầy triển vọng cho một thời đại mới.

Tuy vậy theo một nghiên cứu của bộ Năng Lượng năm 2011, thì phí tổn xây dựng và điều hành suốt thời gian hoạt động được của một nhà máy nhiệt điện dùng năng lượng mặt trời đắt hơn nhà máy nhiệt điện dùng than đá hay khí đốt. Trung bình một nhà máy đốt than tốn $100 để sản xuất ra điện lượng 1 triệu megawatt-giờ, trong khi nhà máy nhiệt điện dùng năng lượng mặt trời phải tốn tới $261. 

a

Nhà máy nhiệt điện dùng năng lượng mặt trời Ivanpah, với ba cây tháp để đun nước thành hơi, nhìn từ xa lộ I-15 về hướng Bắc. (Hình: AP/BrightSource Energy)

Từ California đến Las Vegas bằng đường bộ có thể nhìn thấy một công trình vĩ đại  nhất trên thế giới hiện nay về sử dụng năng lượng sạch, đó là nhà máy nhiệt điện dùng năng lượng mặt trời ở Ivanpah trong vùng sa mạc Mojave. 

Khác với cách sử dụng quen thuộc bằng những tấm bảng gồm nhiều đơn vị tế bào quang điện “photovoltaic” chuyển thẳng năng lượng mặt trời thành giòng điện một chiều, Ivanpah là một nhà máy nhiệt điện. Sức nóng của ánh sáng mặt trời biến nước trong những ống đưa từ chân tháp lên thành hơi và hơi nước được chuyển xuống làm quay các turbin như ở các nhà máy phát điện thông thường.

Công suất thiết kế của hệ thống phát điện Ivanpah là 400 megawatts, bằng 1/5 công suất của nhà máy thủy điện đập Hoover và Lake Mead, gần Las Vegas, hay nhà máy thủy điện Hòa Bình, Việt Nam. Tất nhiên Ivanpah chỉ hoạt động được ban ngày, nhưng khu thung lũng này là nơi có nắng quanh năm, và năng lượng mặt trời thu được điều hòa không bị giới hạn của nguồn nước như các nhà máy thủy điện. Hệ thống điện mặt trời Ivanpah giúp giảm bớt 400,000 tấn khí thải carbon dioxide mỗi năm vì sự thay thế cho các nhà máy nhiệt điện dùng than đá hay khí đốt.

Kỹ thuật ở Ivanpah được dùng lần đầu tiên trên thế giới, và những dự án khác lớn hơn sẽ được thực hiện. Năm 2012 chính quyền liên bang đã quy định 17 “khu vực khai thác năng lượng mặt trời”, với diện tích tổng cộng 450 dặm vuông, tại những vùng đất hoang ở 6 tiểu bang – California, Nevada, Arizona, Utah, Colorado, New Meico - không có trở ngại cho các sinh hoạt hoặc ảnh hưởng đến môi trường. 

Theo dữ kiện của bộ Năng Lượng, kỹ nghệ điện mặt trời sử dụng hơn 140,000 nhân công làm việc trong 6,100 công ty, và mức nhân dụng tăng gần 20% kể từ mùa thu năm 2012.

Thung lũng Ivanpah được chọn vì có nhiều nắng quanh năm và cũng vì gần những đường giây tải điện sẵn có. Nhưng cũng đã và sẽ còn có những rắc rối lâu dài liên quan đến vấn đề môi trường.
Tổ chức bảo vệ môi trường Western Watershed Project (Dự án đường phân thủy miền Tây Hoa Kỳ) tiếp tục kiện các cơ quan liên bang đã cho phép thực hiện dự án Ivanpah. Những lý do được nêu ra bao gồm từ ảnh hưởng về an toàn giao thông tới tác hại về môi trường và các sinh vật trong khu vực.

Ánh nắng mặt trời từ hệ thống gương phản chiếu tập trung lên 3 ngọn tháp tạo nên ánh sáng rất chói chan có thể ảnh hưởng đến những người lái xe trên xa lộ 15. Các viên chức nhà máy nhiệt điện Ivanpah đã khuyến cáo mọi người không nên nhìn lâu vào các ngọn tháp để tránh hại mắt.

Một số chim ở sa mạc bị thu hút bởi ánh sáng bay lạc hướng và chết vì sức nóng khi đến gần các tháp. Khu vực thung lũng Ivanpah cũng là nơi sinh sống của một loài rùa sa mạc thuộc vào loại sinh vật quý hiếm gần tuyệt chủng. Công ty BrigghtSource Energy phải dựng hàng rào bao quanh để ngăn các con rùa bò vào trong khu vực đặt các gương phản chiếu. Nhưng sau đó nhận thấy biện pháp này không đủ hiệu quả, đã phải đổi kế hoạch và di chuyển rùa đến những nơi khác trong sa mạc Mojave. Tuy vậy giới bảo vệ môi trường cho rằng chúng có thể chết vì điều kiện sống thay đổi. Mặc dầu những tranh cãi không dứt như vậy, Ủy Ban Năng Lượng California lạc quan nhận định về những thành quả của nhà máy nhiệt điện Ivanpah, nói rằng: Dù cho nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời có thể có những tác động đáng kể đến môi trường, thì lợi ích của dự án này đem lại vẫn là cao hơn
Đầu tư vào nhà máy điện mặt trời đối với các nước đang phát triển rất khó khăn do vốn đầu tư cao :Trung bình một nhà máy đốt than tốn $100 để sản xuất ra điện lượng 1 triệu megawatt-giờ, trong khi nhà máy nhiệt điện dùng năng lượng mặt trời phải tốn tới 
$261" (giá tình theo thị trường Mỹ )