Phát thải CO2 tăng kỷ lục, ô nhiễm không khí, nước biển dâng và các thảm họa thiên nhiên, lũ lụt với tần suất và cường độ ngày càng tăng. Các sự cố thảm họa (như lũ lụt) trước đây xảy ra khoảng 1000 năm một lần thì nay đã tăng lên khoảng 100 năm một lần…Thực tế này đòi hỏi giải pháp, hành động khí hậu kịp thời, cấp thiết cho một tương lai bền vững với những giải pháp phát triển xanh, giảm phát thải, chuyển dịch năng lượng công bằng, phát triển năng lượng tái tạo, năng lượng mới…

Những cảnh báo được các chuyên gia, nhà khoa học quốc tế đưa ra tại tọa đàm “Khoa học và Đổi mới sáng tạo vì tương lai bền vững” diễn ra chiều 4/12 trong khuôn khổ Tuần lễ Khoa học và Công nghệ VinFuture 2025. Các chuyên gia đã nhấn mạnh vai trò của đổi mới sáng tạo, giới thiệu những tiến bộ nghiên cứu, công nghệ và chính sách trong bảo đảm an ninh khí hậu, kiến tạo tương lai xanh, bền vững cho hành tinh.

TOÀN CẦU ĐỐI MẶT VỚI THÁCH THỨC THIÊN TAI, BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Trái đất đang bước vào thời kỳ biến đổi chưa từng có, khi năm 2024 được ghi nhận là năm nóng nhất trong lịch sử quan trắc khí hậu, cùng nồng độ CO₂ trong khí quyển vượt 424 phần triệu - mức cao nhất trong hàng triệu năm. Băng tan ở hai cực, cháy rừng lan rộng và nguồn nước ngọt suy giảm nhanh chóng, cho thấy biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường là thách thức sinh tồn của nhân loại.

Báo cáo của Liên Hợp Quốc tại COP28 cảnh báo: Thế giới đang trượt xa khỏi mục tiêu giữ mức tăng nhiệt độ dưới 1,5°C so với thời kỳ tiền công nghiệp.

Nhìn nhận về những thách thức môi trường, khí hậu hiện nay, TS. Filippo Giorgi, Trung tâm Vật lý lý thuyết quốc tế Abdus Salam (Ý) chỉ rõ, toàn cầu đang đối mặt với các vấn đề môi trường nghiêm trọng như ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu, thảm họa thiên tai, bão lũ…

Ô nhiễm không khí là tác nhân đứng thứ ba gây ra ca tử vong sớm trên thế giới. Bên cạnh đó, là vấn đề rác thải, nóng lên toàn cầu (tăng hơn 1.25 độ C), phát thải CO2 tăng kỷ lục, mực nước biển dâng và các thảm họa thiên nhiên (lũ lụt) với tần suất và cường độ ngày càng tăng.

“Các sự cố thảm họa thiên tai, lũ lụt nếu như trước đây xảy ra khoảng 1.000 năm một lần thì nay tần suất đã tăng lên khoảng 100 năm một lần”, TS. Filippo Giorgi nói.

Sau kỷ băng hà, yếu tố khí hậu ổn định trong 5.000 năm cho phép loài người canh tác và phát triển. Tuy nhiên đến nay, khí hậu biến đổi rất nhanh. Theo chuyên gia, cường độ và quy mô tăng lên, cộng với tần suất thường xuyên hơn, gây ra hậu quả lớn hơn tới kinh tế, đời sống xã hội…

Chia sẻ điều này, GS. Daniel Kammen, Đại học Johns Hopkins và Đại học California, Berkeley (Hoa Kỳ) nhấn mạnh rằng các hiện tượng thời tiết cực đoan như nắng nóng kỷ lục vào tháng 5, cháy rừng ở Canada và chất lượng không khí tồi tệ ở New York… là những lời nhắc nhở rõ ràng về tác động của biến đổi khí hậu.

GS. Daniel Kammen cũng chỉ ra sự chênh lệch lớn và rõ rệt về trách nhiệm trong khủng hoảng khí hậu giữa các nhóm thu nhập khác nhau trên toàn cầu. Theo đó, trong giai đoạn từ năm 1990 đến 2015, một nửa dân số thế giới (người nghèo) đóng góp rất ít vào lượng khí thải gây ra sự nóng lên toàn cầu (khoảng 7%), trong khi nhóm giàu nhất chiếm thiểu số (khoảng 1%), lại đóng góp tới 15%.

NHỮNG ĐỘT PHÁ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG MỚI, VẬT LIỆU XANH, NĂNG LƯỢNG SẠCH, GIẢM PHÁT THẢI

Các chuyên gia dự báo thiên tai sẽ xảy ra nhiều hơn và mạnh hơn. Do đó, các quốc gia như Việt Nam cần tìm cách thích ứng và có những quy hoạch trước cho tương lai.

Để đạt hiệu quả về một môi trường bền vững, TS. Filippo Giorgi cho rằng cần nhiều “mảnh ghép” như sử dụng hiệu quả năng lượng, giảm ô nhiễm, phát triển năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, “chúng ta phải tăng tốc hành động, bởi có nhiều vấn đề đang tiến triển chậm như phát thải nhà kính”.

“Con đường duy nhất chúng ta có thể đi đó là phát triển bền vững, thực thi các chính sách để thúc đẩy đổi mới sáng tạo vào khoa học, giữ cho trái đất bền vững cho thế hệ tương lai”. Theo chuyên gia, chỉ những đổi mới công nghệ đột phá cùng hành động tập thể mạnh mẽ mới có thể đưa chúng ta trở lại quỹ đạo phát triển an toàn.

Khoa học và công nghệ đang mở ra hướng đi mới- từ vật liệu xanh, năng lượng sạch, kinh tế tuần hoàn đến lưu trữ carbon và phục hồi hệ sinh thái nhằm kiến tạo mô hình phát triển hài hòa giữa tăng trưởng và bảo tồn.

Các nhà khoa học đều cho rằng để giải quyết bài toán phát triển năng lượng mới, giải quyết bài toán ô nhiễm, các quốc gia cần có bước đi mạnh mẽ, đồng thời cần sự hợp tác giữa các quốc gia, hiện thực hóa các giải pháp, sản phẩm giảm tác động tới môi trường.

Nhấn mạnh vấn đề đổi mới sáng tạo cho chuyển dịch năng lượng công bằng cũng như tầm quan trọng của năng lượng tái tạo, GS. Daniel Kammen chỉ ra rằng "Định luật Swanson" trong ngành năng lượng mặt trời, cho thấy sự giảm chi phí đáng kể của điện mặt trời theo thời gian.

Chuyên gia này cho hay chi phí điện mặt trời giảm 10% mỗi năm. Chi phí lắp đặt điện mặt trời đã giảm từ khoảng 5,00 USD/kWh vào năm 1978 xuống dưới 0,20 USD/kWh vào năm 2015. Sự giảm chi phí này đã đưa điện mặt trời cạnh tranh với giá bán buôn điện than và giá bán lẻ khí đốt tự nhiên.

Việc xây dựng một nhà máy năng lượng tái tạo mới hiện nay cũng rẻ hơn so với vận hành một nhà máy nhiên liệu hóa thạch hiện có. Chi phí điện năng trung bình đối với năng lượng mặt trời quang điện đã giảm đáng kể từ khoảng 380 USD/MWh vào năm 2009 xuống dưới 100 USD/MWh vào năm 2016.

Năng lượng gió ngoài khơi và năng lượng mặt trời đã trở thành lựa chọn phát điện rẻ nhất vào năm 2016, với LCOE trung bình khoảng 50 USD/MWh.

“Một xu hướng rõ ràng là năng lượng tái tạo đang nhanh chóng trở nên cạnh tranh hơn về mặt kinh tế so với các nguồn năng lượng truyền thống, ngay cả khi không có trợ cấp”, GS. Daniel Kammen nói.

Ví dụ điển hình từ California cho thấy việc đạt được các mục tiêu năng lượng sạch là hoàn toàn khả thi và có thể vượt tiến độ. California đã đạt mục tiêu 33% năng lượng sạch cho năm 2020 sớm 4 năm (vào năm 2016) và mục tiêu 60% cho năm 2030 sớm 5 năm (vào năm 2025). 35% doanh thu từ năng lượng sạch được tái đầu tư vào các dự án ở các vùng khó khăn, tạo việc làm và thúc đẩy sự phát triển đồng đều.

Tuy nhiên, việc triển khai năng lượng sạch đòi hỏi sự tích hợp tốt hơn giữa các phương tiện (xe điện), nhu cầu sạc và lưới điện thông minh (lưới điện mini).

Chuyên gia này cho rằng để thúc đẩy chuyển đổi năng lượng sạch, cần khai thác tiềm năng đặc thù của từng địa phương, tận dụng các cơ hội kinh tế biển, kinh tế xanh phương.

NHIÊN LIỆU HÀNG KHÔNG BỀN VỮNG TỪ ÁNH SÁNG MẶT TRỜI VÀ KHÔNG KHÍ

Là Giáo sư xuất sắc Bloomberg về năng lượng và công lý Khí hậu tại Đại học Johns Hopkins, nghiên cứu của GS. Daniel Kammen tập trung vào đổi mới năng lượng, khử carbon, tiếp cận năng lượng và công lý khí hậu, với các dự án về khử carbon hệ thống điện toàn cầu, điện hóa cơ sở y tế tại châu Phi, khoa học vật liệu cho nền kinh tế ít carbon và dữ liệu lớn trong giao thông sạch.

Với những nghiên cứu tiên phong trong ứng dụng khoa học nhiệt và hóa học để phát triển công nghệ năng lượng mặt trời, bao gồm sản xuất nhiên liệu mặt trời, thu giữ và tái sử dụng CO₂, lưu trữ năng lượng và xây dựng hệ thống năng lượng trung hòa carbon, GS. Aldo Steinfeld, ETH Zurich (Thụy Sĩ) đã chia sẻ kết quả nghiên cứu tạo ra nhiên liệu, năng lượng mới đột phá- nhiên liệu hàng không bền vững (Sustainable Aviation Fuel- SAF) sử dụng công nghệ tiên tiến, trong đó nguồn năng lượng chính là ánh sáng mặt trời và nguyên liệu đầu vào là không khí.

Theo GS. Aldo Steinfeld, “hàng không là ngành khó nhất để giảm carbon”. SAF là nhiên liệu hàng không bền vững, sử dụng ánh sáng mặt trời và không khí. Cụ thể, để tạo ra nguồn nhiên liệu mới này, nhóm nghiên cứu trích xuất nước và CO2 từ không khí, thu CO2; còn năng lượng mặt trời tách nước tạo hydro. Sau đó trộn hydro với CO thành khí tổng hợp, chế biến và hóa lỏng thành nhiên liệu phản lực tổng hợp.

Với nguồn nhiên liệu mới này sẽ giúp ngành hàng không phát triển xanh, giảm phát thải, trung hòa carbon, giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Nghiên cứu của GS. Aldo Steinfeld tiên phong trong ứng dụng khoa học nhiệt và hóa học để phát triển công nghệ năng lượng mặt trời, bao gồm sản xuất nhiên liệu từ mặt trời, thu giữ và tái sử dụng CO₂, lưu trữ năng lượng và xây dựng hệ thống năng lượng trung hòa carbon.

Từ các công trình nghiên cứu, hai công ty spin-off đã ra đời: Climeworks (thu giữ CO₂ từ không khí) và Synhelion (sản xuất nhiên liệu từ năng lượng mặt trời).