Tại sao không che phủ những khu đỗ xe xấu xí bằng các tấm pin năng lượng mặt trời?

Một phản kháng đối với các trang trại năng lượng mặt trời quy mô công nghiệp đang nổi lên. Ít nhất 75 dự án năng lượng mặt trời lớn đã bị  từ chối trên khắp Hoa Kỳ trong năm ngoái, so với  19 trong năm 2021. Và giữa tháng 1 năm 2021 và tháng 7 năm 2022, giấy phép xây dựng cho 23 trang trại năng lượng mặt trời mới đã  bị từ chối trên khắp Anh, Xứ Wales và Scotland, trong khi chỉ có bốn dự án bị từ chối từ năm 2017 đến 2020—đại diện cho tỷ lệ từ chối cao nhất trong năm năm. Việc giảm carbon, đến một mức độ nào đó, có nguy cơ bị nghẽn chặt bởi các đối địch trong quá trình lập kế hoạch. Người ta thường xuyên  không muốn có trang trại năng lượng mặt trời ngay trong khuôn viên nhà họ.

Tuy nhiên, Pháp có vẻ đã có giải pháp: biến những bãi đỗ xe của mình thành các trang trại năng lượng mặt trời trên toàn quốc. Thượng viện Pháp đã thông qua  một dự luật yêu cầu những bãi đỗ xe mới và đã có hơn 80 chỗ phải được che phủ ít nhất một nửa bằng mái che được lắp đặt trên những chỗ đỗ xe. Giả sử dự luật được thi hành vào cuối năm nay, các bãi đỗ xe có hơn 400 chỗ phải tuân thủ vào năm 2026; những bãi nhỏ có từ 80 đến 400 chỗ sẽ được thêm thời gian đến năm 2028.

Bởi vì chúng phổ biến và chiếm diện tích lớn, các bãi đỗ xe là ứng viên lý tưởng để làm đôi nhiệm vụ như các mảng pin năng lượng mặt trời. Nhưng đó chỉ là một phần của lợi ích tiềm năng. Nó cũng hợp lý về mặt thẩm mỹ và logistically nữa—bãi đỗ xe hàng loạt thường nằm ngay gần các khu vực đô thị tiêu thụ năng lượng và khó mà làm cho một bãi nhựa rộng lớn thêm xấu đi được nữa. Đó là một “giải pháp không đau đầu để cung cấp điện sạch mà không lãng phí không gian,” theo lời của Joshua Pearce, giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Western Ontario.

Các tấm pin năng lượng mặt trời cần một lượng không gian lớn để tạo ra điện có ý nghĩa, vì vậy chiến lược phổ biến cho đến nay là phải phân tán lượng lớn tấm pin mặt trời trên các khu vực ít dân cư, chưa phát triển. Đất ở đó rẻ hơn, có ít người dân địa phương ở gần để phản đối, và các tấm pin trong những thiết lập như vậy dễ quản lý hơn. Tuy nhiên, có một chi phí: Các trang trại năng lượng mặt trời nông thôn làm đông đúc các mục sử dụng đất khác nhau, bao gồm cả nông nghiệp, và có thể gây ảnh hưởng có hại đối với hệ sinh thái địa phương. Dự án Năng lượng mặt trời Aratina trên diện tích 2.300 mẫu Anh đang được xây dựng gần Boron, California, ví dụ, sẽ  phá hủy 4.276 cây Joshua phương Tây trong quá trình xây dựng.

Truyền điện từ điện sinh nông thôn đến các khu vực đô thị cũng đòi hỏi cơ sở hạ tầng cáp, điều này là đắt tiền, xấu xí và không hiệu quả. Ngay cả trong các lưới điện được bảo quản đúng cách, năng lượng bị mất khi truyền điện qua những quãng đường xa, và mất mát này tăng lên khi nhiệt độ tăng. “Với biến đổi khí hậu, bạn đang nhìn vào việc lãng phí điện,” Pearce nói.

Vì vậy, việc lắp đặt pin năng lượng mặt trời gần các khu vực đô thị có sức hấp dẫn thực sự—nếu bạn có thể làm điều đó mà không gặp phải sự phản đối. Một chiến lược hứa hẹn là tìm kiếm các không gian trong các khu vực đô thị chính chúng ta. Từ mái nhà và đất trống đến các khu công nghiệp và sân bay, có những không gian trong và xung quanh mọi thị trấn và thành phố có thể lý thuyết chứa tấm pin mặt trời. Một nghiên cứu năm 2015  kết luận rằng trong các thành phố của California và các khu vực đã phát triển khác, có đủ tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời để cung cấp điện cho tiểu bang từ ba đến năm lần. Trong khi đó, Đức  đã  giới thiệu  ưu đãi thuế cho bất kỳ người nào sử dụng tấm pin mặt trời trên mái nhà. “Để giải quyết cuộc khủng hoảng khí hậu, chúng ta cần lắp đặt tất cả các tấm pin mặt trời có thể, và một số trong số này cần phải là đa chức năng, có nghĩa là không chỉ sử dụng đất để sản xuất điện,” theo lời của Alex Nathanson, người sáng lập Solar Power for Artists, một studio thiết kế và nền tảng giáo dục về năng lượng mặt trời.

Nhưng khó mà nghĩ đến một khu vực đô thị tốt hơn để sử dụng năng lượng mặt trời hơn là bãi đậu xe. Ngoài việc gây khó chịu cho mắt, chúng thường khá lớn, có nghĩa là chúng có tiềm năng tạo ra năng lượng lớn.

Theo một nghiên cứu năm 2021  do Pearce đồng tác giả, việc lắp đặt tấm pin mặt trời trên bãi đậu xe của 3,751 siêu thị Walmart lan rộng trên khắp Hoa Kỳ có thể tạo ra lượng điện tương đương với khoảng một chục nhà máy điện than. (Ngay cả khi tính đến tính chất thời vụ của năng lượng mặt trời, Pearce tin rằng bạn có thể tắt hoạt động vĩnh viễn hai, có thể là ba nhà máy như vậy ở các khu vực nắng nhiều nếu che phủ những bãi đậu xe Walmart này.) Ở Pháp, chính phủ tin rằng mái che mặt trời có thể tạo ra đến 11 gigawatt năng lượng tái tạo, tương đương với sức mạnh của 10 nhà máy hạt nhân. Đó  là khoảng 8 phần trăm tổng sản lượng điện của đất nước.

Việc lắp đặt mái che mặt trời có thể hữu ích cho người lái xe cũng. Chúng sẽ tạo bóng dáng trong thời tiết nắng ấm, có thể giảm cần thiết sử dụng máy lạnh khi người ta nhảy vào ô tô, trong khi vào mùa đông chúng sẽ cung cấp nơi trú ẩn khỏi mưa và tuyết. Nếu những chiếc xe đậu dưới chúng là xe điện, năng lượng tạo ra cũng có thể được trực tiếp chuyển đến những chiếc xe này. Hiện nay, hầu hết người đi làm đầy đủ thời gian sạc xe điện của họ tại nhà, ngoài giờ làm việc thường lệ. Việc tự do sạc khi mua sắm hoặc khi làm việc có thể cho phép họ tránh giá cao điểm.

Kết nối các xe điện đậu vào các mái che mặt trời có thể thậm chí giúp cân bằng lưới điện. Vì lưới truyền thống không có khả năng lưu trữ năng lượng, năng lượng đưa vào nó phải phù hợp với năng lượng đang được tiêu thụ—quá nhiều năng lượng trên lưới là một vấn đề. Với năng lượng mặt trời, đặc biệt là trong những giờ nắng cao điểm, điều này có nghĩa là sản xuất phải bị tắt. Nhưng nếu bạn có thể lưu trữ năng lượng dư thừa trong pin xe điện tại chỗ, bạn có thể tối ưu hóa tiềm năng của năng lượng mặt trời trong những thời điểm sản xuất đạt đỉnh.

“Trong suốt ngày, chúng có thể lưu trữ năng lượng,” Nathanson nói về các xe điện đậu. “Trong những thời điểm tiêu thụ công suất cao, vào khoảng buổi tối sớm, chúng có thể đưa năng lượng trở lại lưới điện.” Việc sử dụng nhiều thiết bị độc lập này phối hợp với lưới — và đảm bảo không ai thiếu năng lượng — sẽ đòi hỏi một lượng đáng kể của tự động hóa thông minh. Điều này cũng sẽ cần trang thiết bị sạc hai chiều, hiện tại chưa phổ biến rộng rãi. Nhưng tiềm năng để làm thông minh hơn với năng lượng mặt trời đang có.

Tuy nhiên, không phải mọi bãi đậu xe đều có thể biến thành một nhà máy điện. Ở một số nơi, có thể có quá nhiều bóng, có lẽ do có các tòa nhà cao gần đó. Ở các quốc gia về phía bắc của quả đất, nơi mặt trời nằm thấp trên chân trời, bóng dài sẽ là vấn đề lớn, đặc biệt là vào mùa đông. Trong các bãi đậu xe khác, các tấm pin có thể phản xạ ánh sáng mặt trời vào các tòa nhà gần đó hoặc, tồi tệ hơn, vào đường, cảnh báo từ Dylan Ryan, giảng viên kỹ thuật cơ khí và năng lượng tại Đại học Edinburgh Napier ở Scotland. “Chúng ta có đang ném ánh sáng mặt trời vào mắt những người làm việc qua đường không?”

Tuy nhiên, điều lo ngại lớn nhất là chi phí: Lắp đặt một tấm pin mặt trời trên một chỗ đậu xe tốn một số lần so với việc lắp đặt nó trên mặt đất hoặc trên mái nhà vì cần xây dựng cấu trúc hỗ trợ. (Những chi phí này có thể lớn hơn ở, ví dụ, Vương quốc Anh hơn ở Nam Âu, vì bãi đậu xe ở đó không có mái che mặt trời từ trước.) Một trong những câu hỏi còn dang dở về đề xuất của Pháp là làm thế nào các nhà điều hành bãi đậu xe sẽ trả chi phí cho những cài đặt này. Nếu không có sự trợ cấp, Pearce nói, khó có thể tưởng tượng nhiều nhà điều hành sẽ lắp đặt những tấm mái che mặt trời không bắt buộc, do đòi hỏi đầu tư lớn.

Tất nhiên, những người điều hành bãi đậu xe có thể hồi hoàn đầu tư ban đầu bằng cách tính phí cho khách hàng sạc xe điện của họ, hoặc họ có thể sử dụng điện cho doanh nghiệp của họ trong bãi đậu xe. Hoặc điện cũng có thể chỉ đơn giản được bán lại lưới. “Cho dù bạn chỉ đang bán điện cho lưới, hay bạn chỉ đang sử dụng điện trong doanh nghiệp của bạn, bạn sẽ trả ít tiền cho điện năng tổng cộng,” Pearce nói.

Không có nghĩa là các trang trại năng lượng mặt trời chỉ thuộc về khu vực thành thị. Nhưng có lợi ích rõ ràng khi có nhiều năng lượng mặt trời được tạo ra gần nơi người ta sống — và có một nhu cầu rõ ràng để tìm ra một cách để làm điều này mà không bị chướng ngại bởi Nimbyism. Sử dụng bãi đậu xe cho các trang trại năng lượng mặt trời vượt qua vấn đề này, và trên những cơ sở này, đạo luật của Pháp là một bước tiến lớn, mặc dù có tính quyết liệt, đúng hướng. “Bạn đang tận dụng những bất động sản thực sự miễn phí,” Ryan nói.