Khi nhắc đến năng lượng tái tạo, điện mặt trời thường được xem là biểu tượng của một tương lai xanh và bền vững. Thật vậy, trong quá trình vận hành, các tấm pin mặt trời không đốt nhiên liệu, không phát thải khí nhà kính và không tạo ra khói bụi.

Tuy nhiên, dưới góc nhìn khoa học và kỹ thuật, câu hỏi thú vị hơn là:

Điện mặt trời "xanh" đến mức nào nếu xét trên toàn bộ vòng đời của nó?

 Từ cát đến điện năng

Để chế tạo một tấm pin mặt trời, chúng ta cần tinh chế silic từ thạch anh ở nhiệt độ rất cao, sản xuất kính cường lực, nhôm, vật liệu đóng gói và nhiều linh kiện khác. Tất cả các công đoạn này đều tiêu tốn năng lượng và tài nguyên.

Tuy nhiên, sau khi được lắp đặt, một hệ thống điện mặt trời có thể hoạt động liên tục từ 25–30 năm, tạo ra lượng điện sạch lớn hơn nhiều lần năng lượng đã tiêu tốn để sản xuất nó.

 Thách thức về hiệu suất

Pin mặt trời thương mại hiện nay thường chỉ chuyển đổi khoảng 15–22% năng lượng ánh sáng thành điện năng.

Điều đó có nghĩa là để tạo ra nhiều điện hơn, chúng ta cần nhiều tấm pin hơn, nhiều vật liệu hơn và nhiều diện tích lắp đặt hơn.

Chính vì vậy, các nhà khoa học trên thế giới đang phát triển các công nghệ pin mặt trời thế hệ mới như Perovskite hay Tandem Solar Cell với mục tiêu nâng hiệu suất vượt mốc 30%.

Hiệu suất càng cao → càng ít vật liệu → càng ít đất đai → càng thân thiện với môi trường.

 Bài toán tái chế

Một thách thức lớn khác là xử lý các tấm pin khi hết tuổi thọ.

Theo nhiều dự báo quốc tế, đến năm 2050 thế giới có thể phát sinh hàng chục triệu tấn rác thải quang điện. Nếu không được tái chế đúng cách, các vật liệu giá trị như silic, nhôm, đồng, bạc sẽ bị lãng phí, đồng thời gây áp lực lên môi trường.

Đó là lý do công nghệ tái chế pin mặt trời đang trở thành một lĩnh vực nghiên cứu và công nghiệp đầy tiềm năng.

Vậy điện mặt trời có xanh không?

Câu trả lời là: Có.

Không phải vì nó hoàn hảo, mà vì tổng lượng phát thải trong suốt vòng đời thấp hơn rất nhiều so với các nguồn năng lượng hóa thạch truyền thống.

Quan trọng hơn, điện mặt trời đang ngày càng "xanh" hơn nhờ những tiến bộ trong:
 Vật liệu quang điện hiệu suất cao;
 Công nghệ lưu trữ năng lượng;
 Thiết kế hệ thống thông minh;
 Công nghệ tái chế và kinh tế tuần hoàn.

 Và đó cũng chính là những vấn đề mà các kỹ sư năng lượng của tương lai sẽ giải quyết.

Tại Chương trình đào tạo Kỹ thuật năng lượng – Trường Đại học Công nghệ, ĐHQGHN, sinh viên không chỉ học cách sản xuất điện từ mặt trời, gió hay hydrogen, mà còn được tiếp cận các công nghệ năng lượng tiên tiến, hệ thống lưu trữ năng lượng, quản lý năng lượng thông minh và các giải pháp cho mục tiêu Net Zero.
 Học Kỹ thuật năng lượng không chỉ để làm ra điện.
 Đó là học cách xây dựng một tương lai năng lượng bền vững cho Việt Nam và thế giới.