Tạo đà cho thời khắc then chốt

Tận dụng chất thải carbon ở quy mô lớn, đánh giá mức độ tin cậy của công chúng đối với trí tuệ nhân tạo (AI) và các trung tâm dữ liệu, cùng việc xây dựng bộ công cụ lượng tử cho các ứng dụng trọng yếu là những chủ đề được các chuyên gia năng lượng thảo luận tại hội nghị nghiên cứu thường niên của Sáng kiến Năng lượng MIT (MITEI), diễn ra trong hai ngày 22 và 23/9. Phát biểu khai mạc hội nghị với chủ đề “Chuyển dịch năng lượng tại thời điểm then chốt”, bà Paula Hammond, Giáo sư Viện và Trưởng Khoa Kỹ thuật thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), nhấn mạnh tính chất phức tạp của quá trình chuyển dịch năng lượng đòi hỏi “một cách tiếp cận thực sự liên ngành và mang tầm quốc tế”. Hơn 200 đại biểu đã tham dự hội nghị thường niên Energizing@MIT của MITEI theo cả hình thức trực tiếp và trực tuyến, bao gồm các giảng viên, nhà khoa học, nhà nghiên cứu, đại diện các tập đoàn năng lượng toàn cầu, các tổ chức phi lợi nhuận và các cơ sở học thuật. Bà Hammond nhận định, sự phát triển nhanh chóng của AI và các trung tâm dữ liệu đặt ra thách thức ngày càng lớn cho quá trình chuyển dịch năng lượng. Bối cảnh này đòi hỏi “các nhà nghiên cứu có khả năng theo đuổi các câu hỏi nền tảng về vật liệu, hóa học và hệ thống năng lượng; các kỹ sư có năng lực thiết kế công nghệ mới và xác định khả năng vận hành ở quy mô lớn; cùng các chuyên gia kinh tế, chính sách, hành vi con người và xã hội học giúp làm rõ cách thức các công nghệ này tương tác với cộng đồng và thế giới chung quanh”. Từ các diễn giả chính, thành viên tọa đàm, các nhà đổi mới sáng tạo nhận tài trợ ban đầu đến các doanh nhân khởi nghiệp, hội nghị quy tụ nhiều đại diện tiêu biểu trong tất cả các lĩnh vực nêu trên. Triển khai các công nghệ hiện hữu Ông Eric Toone, Giám đốc kỹ thuật kiêm Giám đốc điều hành tại Breakthrough Energy, đã định hình chương trình nghị sự của ngày làm việc thứ nhất bằng bài phát biểu đề dẫn với những đánh giá thẳng thắn. “Nếu năng lượng đồng nghĩa với thịnh vượng, thì ít nhất ở thời điểm hiện tại, thịnh vượng cũng đồng nghĩa với phát thải”, ông phát biểu trước hội nghị. Dù vậy, ông Toone vẫn bày tỏ sự lạc quan khi dẫn chứng các dự án do Breakthrough Energy tài trợ, từ pin sắt - không khí đến cửa sổ kính cách nhiệt chân không, có khả năng giảm phát thải carbon trong sản xuất năng lượng. “Chúng ta hoàn toàn có thể phát triển các công nghệ mới cung cấp cùng một dịch vụ tương đương, nhưng với mức phát thải carbon bằng không”, ông khẳng định. Hội nghị đã cụ thể hóa nhận định của ông Toone khi bao quát toàn bộ tiến trình giảm phát thải carbon — từ việc triển khai các giải pháp hiện có đến việc khám phá những tiềm năng trong tương lai. Ông John Parsons, Phó Giám đốc nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Chính sách Năng lượng và Môi trường thuộc MIT, cho biết hiện có “những dự án đang được triển khai trên thực tế, các doanh nghiệp đang khởi công xây dựng và đưa nguồn điện vào lưới để cung cấp công suất ngay lúc này hoặc trong tương lai rất gần”. Ông Parsons là người điều phối phiên thảo luận về sự phục hưng của năng lượng phân hạch hạt nhân. Các điểm nhấn đáng chú ý bao gồm dự án phục hồi Tổ máy số 1 của Nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island do Trung tâm Năng lượng Sạch Crane thực hiện, dự kiến tái khởi động vào giữa năm 2027; nỗ lực của Tập đoàn Điện lực Pháp (EDF) nhằm gia hạn vận hành và hiện đại hóa hệ thống 57 lò phản ứng hạt nhân của Pháp, thích ứng với các tác động của biến đổi khí hậu; cùng việc GE Vernova phát triển công nghệ lò phản ứng nước nhẹ hoàn thiện, với một nhà máy mới đang được xây dựng tại Ontario. Tận dụng carbon mở ra một hướng đi khác nhằm giảm thiểu phát thải khí carbon dioxide (CO2). Bà Carolyn Ruppel, Phó Giám đốc khoa học và công nghệ của MITEI, người điều phối phiên thảo luận, cho biết: “Đất liền và đại dương đang hấp thụ một cách thụ động gần 50% lượng khí thải CO2 do con người tạo ra. Mục tiêu đặt ra là tìm kiếm các giải pháp sử dụng lượng khí thải còn lại”. Phiên họp đã giới thiệu các nghiên cứu về hàng loạt công nghệ sản xuất sản phẩm từ nguồn CO2 thu giữ được. Ông Nicola Ferralis, nhà nghiên cứu khoa học tại Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu thuộc MIT Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu (DMSE), đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc ứng dụng chất thải carbon ở quy mô lớn, chẳng hạn như carbon cấu trúc dùng cho phương tiện giao thông và các công trình xây dựng. Ông cho biết: “Chúng ta cần tìm ra các ứng dụng thực sự có thể hấp thụ được nguồn cung xét theo khối lượng”. Ông Admir Masic, Phó Giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Dân dụng và Môi trường cùng DMSE thuộc MIT, đã giới thiệu về các tấm bê-tông tự sưởi ấm được ứng dụng trong điều kiện thực tế tại Sapporo, Nhật Bản, cũng như các loại vật liệu bê-tông mới có khả năng lưu trữ năng lượng. “Tốc độ chuyển đổi sang nền kinh tế năng lượng tái tạo sẽ phụ thuộc rất lớn vào tính khả thi của các giải pháp lưu trữ năng lượng quy mô lớn có thể mở rộng”, ông Masic nhận định. Giáo sư Kripa K. Varanasi thuộc Khoa Kỹ thuật Cơ khí của MIT đang nghiên cứu các phương thức nhằm bảo đảm tính khả thi về mặt kinh tế cho các công nghệ như thu giữ luồng khí thải tại các nhà máy điện. Tại phiên thảo luận dành cho các doanh nghiệp khởi nghiệp có liên kết với MITEI hoặc các công ty thành viên của MITEI, các diễn giả đã chia sẻ về tiến trình thương mại hóa các công nghệ năng lượng mới từ nghiên cứu: ông Alfredo Rivela thuộc Adaion đã phát triển một công cụ AI hỗ trợ các đơn vị điện lực tối ưu hóa việc vận hành lưới điện; ông Eddie Obropta thuộc Raptor Maps huấn luyện thiết bị bay không người lái để kiểm tra các trang trại điện mặt trời; công ty HiBot của ông Michele Guarnieri đã chế tạo robot phát hiện sự cố trên đường dây tải điện; và ông Michael Wang thuộc Lithios đang triển khai thử nghiệm thực địa ứng dụng điện hóa để tách lithium từ nước muối nồng độ thấp. Các diễn giả cùng thống nhất rằng, các dự án khởi nghiệp thành công đều bắt đầu từ một bài toán khách hàng rõ ràng, có thể được người sử dụng trong ngành kiểm chứng và mở ra lộ trình nhân rộng quy mô. Đối với các doanh nghiệp trong ngành, “đổi mới sáng tạo không phải là một phẩm chất doanh nghiệp thông thường”, ông Steve Hellman, Giám đốc quản lý tại Alliance Partners, phát biểu. “Đó là yêu cầu mang tính sống còn”. Nghiên cứu giai đoạn đầu và khoa học cơ bản Hội nghị cũng mang đến nhiều kết quả nghiên cứu sơ khởi đầy triển vọng về các công nghệ và phương pháp tiếp cận nhằm cắt giảm phát thải carbon. Phiên thảo luận về các dự án thuộc Chương trình Quỹ Đổi mới Hạt giống (Seed Innovation Fund Program) của MITEI đã giới thiệu các nhà khoa học MIT đang phân tách và tái chế các nguyên tố đất hiếm; thiết kế các thuật toán xác định những nhà máy điện cần vận hành nhằm đáp ứng nhu cầu phụ tải; cũng như mô hình hóa các tác động của quá trình phát triển và khử carbon đối với các hệ thống con người và tự nhiên. Phiên báo cáo poster đã giới thiệu thế hệ các nhà nghiên cứu năng lượng tiếp theo trong các lĩnh vực như hóa học, kiến trúc, hàng không vũ trụ và khoa học máy tính. Các học viên sau đại học đang phát triển nhiều công nghệ đa dạng phục vụ mục tiêu giảm thiểu carbon và các hệ thống năng lượng mới, điển hình như quy trình điện phân hơi nước