Cây nhân tạo cung cấp năng lượng và môi trường xanh

Thế giới hiện vẫn phụ thuộc khoảng 80% năng lượng vào nhiên liệu hóa thạch, nguồn phát thải carbon dioxide (CO2), loại khí nhà kính được các nhà khoa học xem là yếu tố chính thúc đẩy biến đổi khí hậu toàn cầu. Khi dân số tăng nhanh, công nghiệp hóa lan rộng, diện tích dành cho cây xanh ngày càng thu hẹp, áp lực tìm kiếm giải pháp năng lượng sạch trở nên cấp thiết hơn. Trong bối cảnh đó, giáo sư địa, vật lý Mỹ Klaus Lackner đề xuất tạo ra những cây tổng hợp, mô phỏng cây tự nhiên bằng hệ thống lọc để hấp thu CO2 trong không khí. Ý tưởng của giáo sư Lackner truyền cảm hứng cho nhiều sáng kiến công nghệ, hướng tới việc kết hợp hình dáng thân thuộc của cây xanh với khả năng sản xuất năng lượng bền vững. So với cây tự nhiên, cây nhân tạo dễ bảo dưỡng hơn, không cần xén tỉa thường xuyên, đồng thời có thể di chuyển đến những vị trí phù hợp với nhu cầu môi trường. Chúng vẫn hoạt động trong nhiều điều kiện thời tiết, không cần nước tưới, chăm sóc hay gieo trồng, nhờ vậy mở ra lựa chọn đáng chú ý cho các khu vực thiếu không gian xanh. Tuy nhiên, ưu điểm công nghệ đi kèm những hạn chế không thể bỏ qua, bởi phần lớn cây nhân tạo được chế tạo từ chất dẻo, thiếu nguyên liệu tự nhiên và khó xử lý sau khi thải bỏ. Việc lắp đặt, vận hành cũng như khả năng chuyển đổi CO2 phụ thuộc nhiều vào công nghệ, trong khi chi phí đầu tư có thể khá cao. Dù vậy, nhiều dự án đang thử nghiệm những cách khai thác gió, ánh sáng mặt trời và nước mưa, mở đường cho viễn cảnh đô thị sạch hơn. Urban Field là thiết kế giàu tính sáng tạo của Anthony DiMari, từng lọt vào vòng chung kết cuộc thi SHIFTboston với hình ảnh một cánh đồng nhỏ gồm nhiều cây nhân tạo. Những thân cây đặc biệt này khai thác năng lượng gió, sau đó dùng nguồn điện thu được để thắp sáng các bóng đèn LED khi màn đêm buông xuống. Dự án biến một không gian tưởng tượng thành điểm giao thoa giữa cảnh quan đô thị, năng lượng tái tạo và hệ thống chiếu sáng phục vụ cộng đồng. Một ý tưởng khác mang tên Cây ánh sáng, do Omar Ivan Huerta Cardoso thiết kế, tập trung vào việc tạo ra những cây đèn đường vận hành bằng năng lượng mặt trời. Các tấm pin mặt trời bao bọc thân cây, cung cấp điện cho những đèn LED bố trí ở phần gốc, giúp công trình vừa chiếu sáng vừa tạo điểm nhấn thị giác. Bên trong thân cây chứa đầy nước, chất lỏng này phân tán ánh sáng và tạo nên những sắc màu rực rỡ trong không gian ban đêm. Cây Mặt trời, thiết kế của Mattew Seibert, kết hợp năng lượng gió với năng lượng mặt trời rồi lưu trữ điện trong bình điện để cung cấp cho hộ gia đình qua hệ thống dây dẫn. Công trình có thể chống chọi với nhiều điều kiện thời tiết, đạt chiều cao từ 15 đến 22m, mức phù hợp để tiếp nhận ánh nắng trực tiếp và sức gió mạnh. Vật liệu chính gồm chất dẻo và thép không gỉ, cho phép cây giữ dáng vẻ hiện đại đồng thời đảm nhiệm chức năng thu năng lượng. Công ty Solar Botanic phát triển một mẫu cây nhân tạo công nghệ cao, có khả năng khai thác đồng thời năng lượng mặt trời, gió và mưa, với mỗi cây chiếm khoảng 6m2 diện tích. Công suất dự kiến đủ cung cấp điện năng cho một căn hộ gia đình, nhờ bộ phận trung tâm mang tên Nanoleaf, tức những lá nhân tạo nano tích hợp pin mặt trời và bộ phận khai thác nhiệt. Không chỉ các lá cây tạo điện, những nhánh cây còn phát sinh năng lượng khi đung đưa trước gió, mô phỏng chuyển động tự nhiên để tăng khả năng thu nhận nguồn lực. Cây Mặt trời của Nissan được thiết kế cho thành phố không khí thải năm 2030, đồng thời giới thiệu tại Triển lãm công nghệ CEATEC 2010. Hệ thống trang bị các tấm panel mặt trời có thể hướng theo ánh nắng, qua đó khai thác nguồn năng lượng tự nhiên với hiệu quả tối đa trong ngày. Bên cạnh đó, Cây Đèn đường nhân tạo của Vinaccia Integral Design hấp thu năng lượng ban ngày để thắp sáng ban đêm, gồm sáu nhánh, mỗi nhánh lắp pin mặt trời tạo ra điện năng sạch 100W.