Khi Helleik L. Syse bắt đầu xem xét mức tiêu thụ của trang trại cá Teistholmen ngoài khơi của Stavanger, anh đã sớm nhận thấy rằng ngành công nghiệp này đã tiêu thụ nhiều năng lượng hơn là người ta nghĩ.
Một trang trại nuôi cá quy mô trung bình có lượng khí CO2 phát thải tương đương với 70 chiếc ô tô cá nhân hàng năm.
Syse giải thích: năng lượng cần nhiều như thế là để phục vụ cho cá ăn, hàng tấn thức ăn viên được vận chuyển bằng ống mềm, sử dụng khí nén để đưa ra các lồng nuôi ngoài biển.
Hiện nay, khoảng một nửa số trang trại nuôi cá dọc theo bờ biển Na Uy sử dụng máy phát điện bằng diesel. Số còn lại thì sử dụng điện lưới thông qua cáp biển.
Tăng trưởng đồng nghĩa với các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn
Ngành nuôi trồng thủy sản đang phát triển nhanh. Các trang trại lớn hơn có xu hướng vươn ra ngoài biển xa. Phó giáo sư Siri Kalvig ở Trường Đại học Stanvanger (UiS) nói: “Trong tương lai, các trang trại sẽ được đặt ở ngoài khơi. Chúng sẽ tiêu thụ nhiều năng lượng hơn và việc kết nối chúng với điện lưới ở trên bờ sẽ là thách thức lớn”.
Siri Kalvig nói tiếp: “Có một khả năng, đó là để cho ngành công nghiệp nuôi trồng thủy sản sử dụng những giải pháp năng lượng tái tạo ngoài hệ thống điện lưới, ví dụ những hệ thống tự cung cấp năng lượng như trại nuôi cá ngoài biển”.
Nguồn năng lượng dồi dào
Sử dụng dữ liệu từ một trang trại nuôi cá biển ở Na Uy và thông tin có giá trị được cung cấp từ công ty Gwind (công ty chuyên cung cấp các giải pháp năng lượng cho hải đăng và các trang trại nuôi cá dọc bờ biển Na Uy do bà Siri Kalvig là một trong những người đứng đầu), Syse đã áp dụng các công cụ giả định năng lượng cho các phân tích của anh.
Syse cho biết: “Thuận lợi của việc sử dụng công cụ như vậy là bạn có thể thử nghiệm kết hợp hàng triệu cách để tìm ra hệ thống sản xuất năng lượng tối ưu cho mỗi trang trại riêng biệt”.
Đề tài thạc sĩ của Syse đưa ra ba cách khác nhau để cung cấp điện cho một trang trại nuôi cá: hệ thống sử dụng diesel đơn thuần, hệ thống năng lượng kết hợp và hệ thống hoàn toàn sử dụng năng lượng tái tạo.
Syse thấy rằng các hệ thống diesel hiện đang được sử dụng có chi phí cao và có lượng khí thải lớn. Một trang trại nuôi cá điển hình phát thải khí CO2 vào khoảng 120.000 kg/năm, cộng với các loại khí khác và các hạt bồ hóng.
“Hầu hết 500 trang trại nuôi cá ở Na Uy đều chạy máy phát điện bằng diesel, phát thải một lượng khí đáng kể”, Syse giải thích.
Không có lợi khi sử dụng 100% năng lượng tái tạo
Ban đầu, Syse nghiên cứu về khả năng cung cấp 100% năng lượng có thể tái tạo cho một trại nuôi cá. Các nguồn năng lượng tiềm năng khác cũng được đánh giá, bao gồm năng lượng sóng biển, thủy triều, gió và năng lượng mặt trời.
Syse thấy rằng kết hợp giữa tuốc-bin gió, tấm pin năng lượng mặt trời (PV) và ắc-quy là giải pháp hữu hiệu nhất trên thị trường hiện nay.
Để một trại nuôi cá hoạt động bằng 100% năng lượng tái tạo, cần quá nhiều tuốc-bin gió, tấm pin năng lượng mặt trời (PV) và ắc-quy để đảm bảo vận hành liên tục. Chỉ có như vậy thì hệ thống mới an toàn khi có ít nắng và gió. Tuy nhiên, điều này dẫn đến chi phí rất cao nếu họ muốn bỏ hoàn toàn máy phát điện chạy bằng diesel, do đó không có lợi cho họ trong tình hình hiện nay.
Tốt nhất là một giải pháp kết hợp
Hệ thống cung cấp điện có chi phí thấp nhất là hệ thống kết hợp năng lượng mặt trời, gió, ắc-quy với máy phát điện chạy bằng diesel để dự phòng.
“Năng lượng có thể tái tạo (như mặt trời và gió) phụ thuộc vào tình trạng gió và thời tiết. Một trang trại nuôi cá cần phải có nguồn cung cấp năng lượng ổn định. Nếu chúng ta dùng năng lượng tái tạo và dành máy phát điện diesel để dự phòng thì không cần phải có quá nhiều tuốc-bin gió và tấm năng lượng mặt trời. Điều này làm cho chi phí thấp hơn và chúng ta cũng đạt được mối quan tâm về giảm phát thải khí CO2”, Syse kết luận.
Syse ước tính, bằng cách sử dụng tuốc-bin gió và tấm năng lượng mặt trời, có thêm máy phát điện dự phòng, các trang trại có thể giảm 50% khí CO2 phát thải, và một trang trại nuôi cá điển hình cũng sẽ cắt giảm 16% chi phí.
“Bằng cách chuyển đổi sang sản xuất diesel sinh học hoặc khí sinh học bền vững để tạo năng lượng, trang trại nuôi cá có thể cắt giảm việc sử dụng các loại năng lượng hóa thạch”, Syse nói.
Thị trường năng lượng gió ở Na Uy
Syse nói: “Điều quan trọng đối với tôi, UiS và Gwind là giải pháp này có thể đem lại lợi ích kinh tế cho khách hàng hiện nay mà không phải là lúc nào đó trong tương lai. Chúng ta có thể cắt giảm khí phát thải đáng kể mà không phải tốn thêm chi phí. Lưu ý, các hệ thống (sản xuất năng lượng) kết hợp dường như là một giải pháp rất tốt cho việc loại bỏ dầu diesel đối với khách hàng hiện nay”.
Phó giáo sư Kalvig tin rằng thị trường cho các giải pháp năng lượng xanh trong ngành thủy sản sẽ phát triển và dự kiến một điểm khởi đầu của Na Uy về các giải pháp sáng tạo trong sử dụng năng lượng gió ngoài khơi và năng lượng mặt trời trên biển.
Anh Chi (Theo ScienceNordic)