Nhiên liệu hóa thạch, cụ thể là dầu thô, khí đốt tự nhiên và than đá, là nguồn năng lượng số một thế giới. Mặc dù là một nguồn không thể tái tạo, nhưng vẫn có nhu cầu cao đối với nhiên liệu hóa thạch do khả năng chi trả và độ tin cậy của chúng. Từ sưởi ấm và chiếu sáng nhà cửa cho đến phương tiện nhiên liệu, nhiên liệu hóa thạch đóng một vai trò không thể thiếu trong sản xuất năng lượng và nền kinh tế toàn cầu.
Ngay cả với những bước tiến lớn được thực hiện trong đổi mới công nghệ, năng lượng bền vững đã thất bại trong việc chiếm đoạt nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Để khuyến khích việc sử dụng năng lượng tái tạo, các chính phủ đã đánh thuế tín dụng đối với năng lượng mặt trời và năng lượng gió, cho đến gần đây, đắt hơn nhiều so với hiện trạng. Tuy nhiên, do sản xuất tăng, trợ cấp của chính phủ và gây lo ngại về môi trường, chi phí sản xuất năng lượng mặt trời và gió đã giảm. Trên thực tế, một số thị trường tạo ra năng lượng tái tạo rẻ hơn so với nhiên liệu hóa thạch. Trong khi năng lượng gió chủ yếu được sử dụng cho các phương tiện thương mại, như trang trại gió, năng lượng mặt trời có cả mục đích thương mại và dân dụng.
Nhiên liệu hóa thạch
Mặc dù một ngày chính xác rất khó xác định, nhiều ước tính cho thấy nhiên liệu hóa thạch sẽ cạn kiệt trong vòng 100 năm tới. Trong khi các nguồn than, khí đốt tự nhiên và dầu thô tiếp tục xấu đi, tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch thì không. Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ báo cáo rằng sản xuất và tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch đã tăng lên 70 triệu và 80 triệu đơn vị nhiệt Anh (BTU) trong năm 2014 từ 62 triệu và 77 triệu BTU tương ứng vào năm 2012. Điều này thể hiện mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch tăng 3% so với khoảng thời gian hai năm.
Trong số tất cả các nguồn năng lượng, nhiên liệu hóa thạch chiếm ưu thế cả năng lượng tái tạo và năng lượng hạt nhân. Trong năm 2014, nhiên liệu hóa thạch chiếm hơn 80% năng lượng tiêu thụ trong khi năng lượng tái tạo chỉ chiếm 10%. Không chỉ là nhiên liệu hóa thạch không thể tái tạo, chúng còn là một nguyên nhân của các tác động môi trường bất lợi khác nhau. Đốt cháy nhiên liệu hóa thạch là nhà sản xuất hàng đầu của CO2 nhân tạo, đã đóng góp đáng kể vào sự thay đổi khí hậu. Những tác động đáng chú ý bao gồm sự nóng lên toàn cầu, băng tan ở Bắc Cực, mực nước biển dâng cao và năng suất cây trồng kém.
Trong khi Mỹ chi hơn 1 nghìn tỷ đô la hàng năm cho nhiên liệu hóa thạch, thì những tác động có hại từ việc đốt chúng vẫn tiếp tục tích lũy chi phí kinh tế. Năm 2009, ước tính chi phí cho việc đốt nhiên liệu hóa thạch ở Mỹ là 120 tỷ đô la một năm cho chi phí y tế chủ yếu là do ô nhiễm không khí. Nghiên cứu cho thấy ô nhiễm không khí ở châu Âu tạo ra chi phí kinh tế là 1, 6 nghìn tỷ đô la mỗi năm vì bệnh tật và tử vong. Kết hợp chi tiêu cho nhiên liệu hóa thạch, chi phí chăm sóc sức khỏe và suy thoái môi trường, ước tính chi phí thực sự của nhiên liệu hóa thạch là 5, 3 nghìn tỷ đô la mỗi năm trên toàn cầu.
Năng lượng mặt trời
Mặc dù năng lượng tái tạo chiếm một phần nhỏ trong tổng năng lượng tiêu thụ, Mỹ là nước tiêu thụ năng lượng tái tạo hàng đầu. Tuy nhiên, mặc dù sự gia tăng của năng lượng mặt trời có sẵn trong 10 năm qua, năng lượng mặt trời vẫn chỉ chiếm 0, 4% tổng năng lượng sử dụng trong năng lượng mặt trời Hoa Kỳ cũng theo dõi thủy điện, sinh khối và gió theo các nguồn năng lượng tái tạo ưa thích, chiếm 4 % tổng mức tiêu thụ tái tạo của Mỹ.
Hiện tại, chỉ có hai loại công nghệ năng lượng mặt trời tồn tại có khả năng chuyển đổi năng lượng của mặt trời thành nguồn năng lượng: nhiệt mặt trời và quang điện. Bộ thu nhiệt mặt trời hấp thụ bức xạ của mặt trời để sưởi ấm nhà hoặc nước. Các thiết bị quang điện sử dụng ánh sáng mặt trời để thay thế hoặc bổ sung điện được cung cấp trên lưới điện.
Thông qua năng lượng mặt trời
Cho đến gần đây, các hệ thống năng lượng mặt trời chỉ có thể truy cập được cho những người giàu có hoặc cuồng tín. Tuy nhiên, do chi phí giảm mạnh, việc tiếp cận phổ cập đến các hệ thống pin mặt trời đang trở thành hiện thực. Đầu những năm 2000, hệ mặt trời trung bình của Mỹ có giá 10 đô la mỗi watt; trong năm 2013, giá mỗi watt chỉ dưới 4 đô la. Do đó, số lượng hệ thống quang điện được lắp đặt ở Mỹ đã tăng mạnh trong các không gian dân cư và thương mại. Trong thập kỷ qua, ước tính sản lượng toàn cầu từ quang điện đã tăng 40% mỗi năm.
Năng lượng mặt trời đã chứng kiến sự gia tăng tiêu thụ toàn cầu khi nhiều quốc gia nhận ra tác hại của việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Sự cạnh tranh ngày càng tăng trong ngành năng lượng mặt trời đã dẫn đến việc giảm mạnh chi phí lắp đặt. Nhiều nền kinh tế lớn nhất, bao gồm Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ và một số quốc gia châu Âu, đã bắt đầu thực hiện năng lượng mặt trời. Trong nỗ lực chống ô nhiễm, Trung Quốc đã thúc đẩy năng lượng tái tạo lớn nhất và lắp đặt nhiều quang điện nhất vào năm 2014. Tương tự, Ấn Độ, nước cũng đang bị ô nhiễm, đang thực hiện kế hoạch mở rộng năng lượng mặt trời trị giá 160 tỷ USD.
Các doanh nghiệp lớn cũng đang đầu tư vào các hệ thống năng lượng mặt trời có thể tái sử dụng. Walmart (WMT), Verizon (VZ) và Apple (AAPL) đang chuyển đổi các cửa hàng, văn phòng và cơ sở sang năng lượng mặt trời. Trong thỏa thuận mua sắm năng lượng mặt trời lớn nhất từ trước đến nay, Apple đã mua 130 megawatt với giá 850 triệu USD từ Năng lượng mặt trời đầu tiên (FSLR) vào tháng Hai.
Mặc dù năng lượng mặt trời tiếp tục chiếm một phần nhỏ trong nguồn cung cấp năng lượng tổng thể, các lĩnh vực dân cư và thương mại đang dần nắm lấy năng lượng tái tạo. Khi giá tiếp tục giảm, dự kiến các hệ thống năng lượng mặt trời sẽ trở nên phổ biến hơn . Ở châu Âu, giá mỗi kilowatt giờ dự kiến sẽ giảm xuống từ 4 đến 6 cent vào năm 2025 và tiếp tục giảm xuống mức thấp nhất là 2 cent vào năm 2050.
Giả sử dự báo là chính xác, quang điện mặt trời sẽ là một trong những nguồn năng lượng rẻ nhất. Với giá giảm, IEA ước tính một cách dè dặt các hệ thống năng lượng mặt trời sẽ cung cấp 5% lượng điện tiêu thụ toàn cầu vào năm 2030, tăng lên 16% vào năm 2050. Để đạt được tầm nhìn này sẽ cần tăng công suất năng lượng mặt trời toàn cầu từ 150 gigawatt vào năm 2014 lên 4600 gigawatt vào năm 2050 Do đó, điều này sẽ tránh được việc phát thải 4 Gt carbon dioxide hàng năm.
Cùng với việc tăng sản xuất năng lượng tái tạo, ngày càng có nhiều cam kết giảm phát thải khí nhà kính từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Nhiều thành phố và quốc gia trên thế giới đã cam kết cắt giảm 80% lượng khí thải nhà kính vào năm 2050, bao gồm cả thành phố New York. Bên cạnh việc cắt giảm khí thải, California đã cam kết sản xuất 33% tổng năng lượng bằng các nguồn tài nguyên tái tạo vào năm 2020.
Các khoản thuế tín dụng
Mặc dù các hệ thống năng lượng mặt trời ngày nay có hiệu quả hơn về chi phí, việc sử dụng dân cư và thương mại vẫn nhận được trợ cấp của chính phủ. Tại Mỹ, Tín dụng Thuế Năng lượng tái tạo giảm trách nhiệm thuế của người sử dụng năng lượng mặt trời. Người nộp thuế có thể yêu cầu khoản tín dụng 30% chi tiêu đủ điều kiện cho các hệ thống phục vụ không gian bị chiếm dụng. Chính phủ Hoa Kỳ áp dụng tín dụng tương tự cho các hệ thống gió và địa nhiệt.
Nhiều quốc gia châu Âu áp dụng chương trình Thức ăn chăn nuôi để tăng sức hấp dẫn của các hệ thống năng lượng tái tạo. Theo chương trình thức ăn chăn nuôi, chủ sở hữu hệ thống năng lượng tái tạo có thể thu tiền từ chính phủ. Chi phí dựa trên mỗi kilowatt-giờ (kWh), với giá cả khác nhau giữa các quốc gia.
Điểm mấu chốt
Phần lớn, cam kết đối với các nguồn tài nguyên tái tạo đã đến từ các cá nhân, doanh nghiệp lớn và quốc gia. Bên cạnh năng lượng mặt trời, các công ty như Google (GOOG) và Amazon (AMZN) đã cam kết sử dụng gió để cung cấp năng lượng cho các cơ sở của công ty. Với các doanh nghiệp lớn, các cá nhân và quốc gia tiếp tục chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo, các tác động môi trường bất lợi từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch có thể được kiểm duyệt.
