Lưới điện vệ tinh: Giải pháp truyền năng lượng toàn cầu dễ dàng giống như truyền dữ liệu
Tuy nhiên, theo những người đưa ra phát kiến này, vấn đề lớn nhất hiện không phải là công nghệ hay thậm chí là kinh tế mà đó là vấn đề về nhận thức của công chúng.
Công ty Emrod của New Zealand cho biết họ có công nghệ cho phép truyền năng lượng không dây hiệu quả từ quỹ đạo. Họ đang đề xuất xây dựng một ma trận năng lượng không dây toàn cầu, hệ thống sẽ phát ngay lập tức năng lượng tái tạo qua vệ tinh giữa hai điểm bất kỳ trên Trái đất.
Emrod vừa trình diễn công nghệ truyền tia điện không dây của mình với Airbus và Cơ quan Vũ trụ Châu Âu ( ESA) như một phần trong nỗ lực của ESA nhằm hướng tới cái gọi là “năng lượng mặt trời dựa trên không gian”. Đây là khái niệm thu thập năng lượng mặt trời ngoài vũ trụ và phân phối nó đến Trái Đất.
Ý tưởng về năng lượng mặt trời dựa trên không gian (Space-based solar power hay gọi tắt là SBSP) không phải là mới. Nhưng vấn đề của nó luôn là kích thước, bởi bạn sẽ cần máy phát và máy thu có đường kính khoảng 2 km để chuyển một vài gigawatt năng lượng xuống Trái đất từ quỹ đạo địa tĩnh cách đó khoảng 36.000 km. Xây dựng một hệ thống thu có kích thước như vậy trên Trái đất sẽ là một thách thức lớn. Còn xây dựng một thứ như vậy trong không gian gần như là điều không thể, với công nghệ hiện tại của con người.
Emrod cho biết chùm năng lượng trường gần của nó có thể hoàn thành công việc hiệu quả hơn nhiều so với các công nghệ cạnh tranh khác. Nhưng người sáng lập Emrod, Greg Kushnir, còn cho rằng có một cách rẻ hơn và dễ dàng hơn nhiều để đáp ứng nhu cầu năng lượng tái tạo của Châu Âu và rộng hơn nữa là toàn cầu. Đó là giải pháp thiết lập một ma trận năng lượng không dây toàn cầu, hệ thống có khả năng phát tia điện ngay lập tức xung quanh hành tinh, bằng cách sử dụng các vệ tinh quỹ đạo thấp hơn.
Năm 2016, một ý tưởng về siêu lưới điện toàn cầu đã được đề xuất, hoạt động dựa trên một mạng lưới hàng chục nghìn km đường dây điện siêu cao áp cả trên mặt đất lẫn dưới đáy biển. Còn khái niệm “Ma trận Năng lượng Toàn cầu” của Emrod sẽ cần ít cơ sở hạ tầng hơn, hoặc ít nhất là thay thế chúng bằng những hệ thống trên quỹ đạo. Và sau đó, nếu bạn xây dựng một hệ thống tấm năng lượng mặt trời khổng lồ trên sa mạc Sahara ở Libya, thì ngay khi mặt trời giữa trưa tạo ra công suất cực đại cho hệ thống, bạn có thể truyền năng lượng đó tới tận Thượng Hải khi mặt trời bắt đầu lặn.
Một mạng lưới năng lượng không dây toàn cầu, hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, sẽ giải phóng năng lượng tái tạo ở quy mô phi thường.
Công ty này đã triển khai thử nghiệm các mẫu thiết kế nhỏ, đó là các nguyên mẫu ăng ten thu và phát hình vuông có đường kính 1,92 m. Trong cuộc trình diễn của ESA, thiết bị này đã gửi một số năng lượng sạch từ bên này sang bên kia của nhà kho để máy bay Airbus có khoảng cách 36 mét.
Nhưng với sự hậu thuẫn của công ty năng lượng NZ Powerco, nó đã được chứng minh có khả năng hoạt động tương tự ở độ cao ít nhất 200 mét ngoài trời và công ty cho biết nó đã sẵn sàng để triển khai thương mại trên những khoảng cách xa hơn.
Trong lịch sử, một mạng lưới năng lượng không dây toàn cầu đã được Nikola Tesla đề xuất vào khoảng một thế kỷ trước. Nhưng ý tưởng này đã bị chủ của ngân hàng JP Morgan phủ nhận bằng một câu hỏi: “Nếu ai đó có thể sử dụng điện, chúng tôi đặt đồng hồ đo ở đâu?”.
Nhưng với công nghệ ngày nay, câu hỏi đã có vô vàng cách để giải quyết một cách đơn giản và chính xác.
Emrod đã trình diễn công nghệ truyền tia điện không dây của mình cho Cơ quan Vũ trụ Châu Âu tại một sự kiện của Airbus ở Đức.
Video đang HOT
“Công nghệ đã ở đây”, Kushnir nói. “Nó đã được phát triển, nó đang bắt đầu được triển khai. Trong vài tháng qua, có vẻ như ngành công nghiệp đã bắt kịp với tầm nhìn của chúng tôi và bắt đầu chi ngân sách và đội ngũ vào việc này. Nhưng chúng tôi có một khởi đầu thuận lợi, chúng tôi đã bắt đầu điều này trước những người khác ba năm.”
“Vấn đề là, tất cả các đội khác xem tia điện như một hệ thống thông tin liên lạc trường xa. Và với các hệ thống trường xa, bạn thường mất đi 15-20% năng lượng. Và khi chùm tia bắt đầu phân kỳ, bạn sẽ cần một ăng-ten khổng lồ ở bất cứ nơi nào bạn muốn năng lượng. Vì vậy, chi phí/lợi ích của những nghiên cứu này luôn trông không thực tế”, ông nói tiếp.
“Chúng tôi không làm việc với hệ thống trường xa, mà sử dụng hệ thống trường gần. Nhân tiện, gần và xa không có quá nhiều khác biệt khi nói về việc tập trung chùm tia và thu nó ở giai đoạn nào. Chúng tôi tạo ra một chùm tia chuẩn trực với một mảng phân kỳ. Nó di chuyển khá giống như trong một sợi dây ảo, được xác định rất rõ ràng, không có thất thoát. Và chúng tôi thu nó ở trường gần, hoặc vùng Fresnel theo cách nói chính xác hơn. Trong lần trình diễn cách đây vài ngày, chúng tôi đã chứng minh hiệu quả thu thập chùm tia trên 95%. Chúng tôi biết cách đưa hiệu suất vào khoảng 99%. Ngoài ra, chúng tôi có thể làm cho ăng-ten của mình nhỏ hơn nhiều.”
Tất nhiên, để “Ma trận Năng lượng Toàn cầu” hoạt động, chúng ta sẽ cần một loạt các cấu trúc được xây dựng trong không gian. Các mảng ăng ten vệ tinh này sẽ hoạt động ít nhiều giống như thấu kính, thu lấy một chùm năng lượng từ mặt đất, bẻ cong và tái tập trung để gửi nó đến một điểm khác, hoặc bắn thẳng trở lại mặt đất hoặc bắn qua một vệ tinh khác. Mặc dù những thứ này có thể nhỏ hơn mức kỳ vọng trước đây, nhưng chúng vẫn sẽ khá lớn. Kích thước sẽ phụ thuộc vào khoảng cách, và khoảng cách sẽ ảnh hưởng đến số lượng vệ tinh bạn cần trong chùm vệ tinh của mình và đây sẽ chỉ là một vài yếu tố trong một phương trình phức tạp về tính khả thi và vấn đề chi phí – lợi ích.
Emrod cho biết, truyền tải điện không dây có thể chuyển năng lượng nhanh như dữ liệu viễn thông trong mạng vệ tinh toàn cầu.
Ví dụ, nếu một ăng-ten được đặt trên quỹ đạo cách mặt đất 400-500 km, nó cần phải có cùng kích thước với cấu trúc 108 m của Trạm vũ trụ quốc tế, quay quanh cùng độ cao. Nó tất nhiên sẽ ít phức tạp và tốn kém hơn nhiều so với hệ thống trị giá hàng trăm tỷ USD đó, nhưng nó vẫn yêu cầu một quá trình lắp ráp trong không gian, và đây sẽ là một thách thức không nhỏ.
Emrod đang xem xét một đề xuất khác sẽ đặt vệ tinh ở những quỹ đạo thấp hơn, cách mặt đất gần 100 km. Khi đó, những vệ tinh chỉ cần có chiều ngang 30-40 m và do đó sẽ rẻ hơn nhiều để chế tạo và phóng lên. Nhưng chúng sẽ không truyền năng lượng đi xa khắp địa cầu, và chúng sẽ di chuyển nhanh và gần Trái đất đến mức sẽ có ma sát không khí đáng kể, và đó lại là một bài toán khác. Kushnir cho biết công ty đang nói chuyện với một số công ty hàng không vũ trụ, hy vọng sẽ có hệ thống thử nghiệm đầu tiên trên quỹ đạo trong vòng 3 năm tới.
Tuy nhiên, theo ông, vấn đề lớn nhất ở giai đoạn này không phải là công nghệ hay thậm chí là kinh tế. Mà đó là vấn đề nhận thức của công chúng.
“Vì một số lý do”, ông nói, “có một khoảng cách nhận thức đối với mọi người. Không có vấn đề gì khi họ tin rằng có thể nhấc điện thoại – sử dụng sóng điện từ được gửi qua vệ tinh – để liên lạc với mọi người trên khắp thế giới và gửi thông tin. Nhưng thật khó để mọi người chấp nhận việc có thể làm điều tương tự với năng lượng, dù về mặt vật lý, nó không khác biệt lắm.”
Theo ông, công ty sẽ cần làm nhiều điều để chứng minh công nghệ của mình, trước khi một vài hệ thống đầu tiên được triển khai thương mại.
Nguyên mẫu hệ thống thu phát năng lượng ở hiện tại của Emrod: một mảng vuông kích thước 1,92 mét.
Kushnir cho biết công ty ông cũng đang ở giai đoạn đầu của quá trình phát triển một loại “da năng lượng”, thứ có thể biến toàn bộ thân máy bay thành một dải ăng-ten góc rộng có khả năng nhận năng lượng trong suốt chuyến bay, từ các máy phát trên không gian hoặc trên đất liền. Một điều như vậy hoàn toàn có thể bỏ qua các vấn đề lưu trữ năng lượng đang khiến các hãng hàng không bị hãm lại, tất nhiên đó là nếu Emrod có thể chứng minh với các nhà chức trách hàng không rằng nó an toàn.
Vấn đề quan trọng khác mà Kushnir lo lắng là tình hình chính trị toàn cầu. Bởi ông cho rằng đây sẽ là cơ sở hạ tầng năng lượng cấp độ tiếp theo, và nó sẽ sớm được chính trị hóa cao độ, giống như GPS, điện toán lượng tử hoặc bất kỳ công nghệ đột phá nào khác.
The Merge sẽ thay đổi Ethereum như thế nào
Sau bản cập nhật The Merge ngày 15/9, chuỗi khối Ethereum chuyển sang một hình thức xác thực giao dịch khác, tiết kiệm năng lượng và phần cứng tính toán hơn.
Khác với các hệ thống tiền tệ truyền thống, chuỗi khối tiền mã hóa không có một bên trung gian như ngân hàng lưu giữ và xác thực tất cả các giao dịch. Vậy khi xảy ra giao dịch, làm thế nào để đảm bảo các Bitcoin hay Ether trong giao dịch đó chưa từng bị sử dụng trước đây trong một giao dịch khác?
Bitcoin và Ether, hai loại tiền mã hóa lớn nhất, duy trì một sổ cái lưu giữ tất cả giao dịch theo trình tự thời gian thông qua cơ chế "bằng chứng công việc" (Proof-of-Work hay PoW).
Kỳ vọng vào PoS
Người vận hành cơ chế đó là các thợ đào. Khi xuất hiện giao dịch, các thợ đào chạy đua để xác thực, đảm bảo giao dịch này ăn khớp với chuỗi lịch sử giao dịch đã có. Thợ đào phải giải một phép tính cực khó, đòi hỏi rất nhiều phần cứng tính toán (GPU) và năng lượng để chạy phần cứng đó.
Lời giải là "bằng chứng công việc". Thợ đào chiến thắng nhận được phần thưởng là tiền mã hóa mới phát sinh sau giao dịch. Những người thua cuộc đã hao phí năng lượng không để làm gì, và tiếp tục những cuộc đua mới.
Đây là lí do vận hành Ethereum tiêu tốn 113 terawatt giờ mỗi năm - lượng điện năng tiêu thụ tương đương với một quốc gia như Hà Lan, theo Digiconomist. Một giao dịch Ethereum có thể tiêu thụ lượng điện năng bằng một hộ gia đình Mỹ sử dụng trong một tuần. Bitcoin tiêu tốn nhiều năng lượng hơn nữa.
Việc khai thác Ethereum bằng cách sử dụng các tài nguyên tính toán sẽ tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Ảnh: Getty.
Cơ chế PoW không chỉ gây lãng phí điện mà còn tạo ra rác thải điện tử. Theo chu kỳ hơn một năm một lần, các máy chủ chuyên dụng của các thợ đào sẽ trở nên lỗi thời và không thể cạnh tranh với đối thủ, bị thải ra bãi rác và thay mới.
Với bản cập nhật The Merge, Ethereum từ bỏ cơ chế xác thực xa xỉ và lãng phí này để chuyển sang "bằng chứng cổ phần" (Proof-of-Stake hay PoS). Người xác thực không còn là các thợ đào, mà là các "cổ đông" nắm giữ Ether.
Những người muốn làm công việc xác thực, để nhận phần thưởng là Ether phát sinh, phải đặt một số lượng Ether nhất định vào hệ thống. Khi xuất hiện một giao dịch, hệ thống sẽ chọn ngẫu nhiên một trong những người đặt Ether để trở thành người xác thực cho giao dịch đó.
Số ETH đặt vào này chính là "bằng chứng cổ phần", giống như một cách để nói rằng "tôi đang giữ nhiều ETH, tôi có động lực để đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác". Cũng vì thế, càng đặt nhiều ETH, khả năng được chọn làm người xác thực càng cao.
Để trở thành người xác thực, cần đặt vào tối thiểu 32 ETH, tương đương khoảng 45.000 USD (vào ngày 16/9). Một nhóm người dùng có thể hùn vốn với nhau để cùng đặt vào 32 ETH và trở thành người xác thực.
Nếu người đó xác thực một giao dịch hoặc khối không khớp với chuỗi, tất cả ETH họ đặt vào ETH sẽ bị "đốt" - gửi vào một địa chỉ ví không ai truy cập được, giống như bị mất vĩnh viễn.
Tiết kiệm và thân thiện hơn
Lợi ích rõ ràng của cơ chế này so với "bằng chứng công việc" là tiết kiệm năng lượng. Chỉ người xác thực được chọn mới phải làm công việc tính toán xác thực giao dịch; mọi người khác không cần tiêu tốn năng lượng để chạy đua xem ai giải xong trước.
Ethereum hứa hẹn cơ chế này sẽ tiết kiệm 99,9% năng lượng tiêu thụ so với cơ chế cũ.
Một hệ thống máy đào ở thành phố Fukui, Nhật Bản. Ảnh: Kotaro Fukuoka/Nikkei Asia.
Một số ý kiến cho rằng The Merge làm cho ETH trở nên gần hơn với các hệ thống tài chính truyền thống, nơi người mua/bán (đồng thời là người xác thực giao dịch trong một hệ thống tiền mã hóa phi tập trung) chỉ cần có tiền tệ của hệ thống đó trong túi.
Các doanh nghiệp truyền thống, vốn không quen thuộc với các hệ thống thiết bị đặc thù và tốn kém của tiền mã hóa trước đây, có thể sẽ nghĩ lại về Ethereum và các đồng tiền mã hóa "bằng chứng cổ phần" nói chung. Nếu như vậy, ngành công nghiệp tiền mã hóa có thể sẽ đón một nhóm người dùng mới.
Mỗi đồng ETH đặt vào làm "bằng chứng cổ phần" được tính lãi, và người xác thực cũng không cần chạy đua vũ trang tính toán với ai cả. Vì vậy có thể coi người xác thực gần giống như người mua cổ phần hoặc trái phiếu ETH trong một thị trường truyền thống, chứ không còn là các thợ đào với năng lực tính toán cực mạnh.
Mặt khác, các thợ đào và các doanh nghiệp đào tiền mã hóa sẽ bị đào thải khỏi cơ chế mới của Ethereum. Họ có thể họ sẽ phải quay sang Bitcoin và các đồng tiền mã hóa khác vẫn dựa trên "bằng chứng công việc".
Một số người ủng hộ Ethereum sử dụng "bằng chứng công việc" tỏ ra khá cực đoan. Theo MIT Technology Review, một thợ đào đã nói rằng anh ta sẽ "hard fork" Ethereum - chia một chuỗi khối thành hai phiên bản không tương thích với nhau, các nút mạng chạy trên phiên bản mới của chuỗi sẽ không nhận ra các giao dịch đang được thực hiện trên phiên bản cũ và ngược lại.
Tuy nhiên, tất cả các nút mạng trên chuỗi khối phải đồng thuận để "hard fork" có thể diễn ra.
Vẫn còn nhiều vấn đề của tiền mã hóa mà The Merge, hay bất kỳ bản cập nhật mang tính kỹ thuật nào, chưa thể chạm đến, chẳng hạn như tính hợp pháp và giá cả biến động. Nhưng nhiều người trong giới đánh giá bản The Merge mang lại một làn gió mới, ít trên trên phương diện môi trường, cho ngành công nghiệp vốn đang tai tiếng.
Công chúng có thể có ấn tượng tốt hơn với ngành tiền điện tử, khi một trong những ông lớn đầu tư thời gian và tiền bạc để xây dựng một hệ sinh thái bền vững hơn. Tính bền vững sẽ là yếu tố quan trọng trong bối cảnh Web3 vẫn là lĩnh vực đang được các quỹ đầu tư mạo hiểm đổ tiền đều đặn tính đến giữa năm nay, ngay cả sau khi Bitcoin trượt giá, theo Fortune.
Thông tin về loại tiền số trong bài viết không phải là lời khuyên đầu tư từ Zing News. Hoạt động đầu tư tiền mã hóa chưa được pháp luật Việt Nam công nhận và bảo vệ. Các loại tiền số luôn tiềm ẩn nhiều rủi ro tài chính.
Trung Quốc xây nhà máy tạo năng lượng nhiệt hạch lớn nhất thế giới Chính phủ Trung Quốc đã phê duyệt dự án xây dựng nhà máy điện xung lớn nhất thế giới, với kế hoạch tạo ra năng lượng nhiệt hạch vào năm 2028. Đứng đầu dự án, giáo sư Peng Xianjue của Học viện Vật lý kỹ thuật Trung Quốc, cho biết: " Lửa nhiệt hạch là viên ngọc quý trên đỉnh cao của khoa...