Nghiên cứu phân tích các nguồn năng lượng tái tạo trên thế giới | Bài tập tiểu luận học phần Phương pháp học tập và nghiên cứu khoa học | Trường Đại học Phenikaa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA ⸎⸎⸎⸎⸎ Tiểu luận Môn học
Phương pháp nghiên cứu khoa học
Đề tài nghiên cứu: Nghiên cứu phân tích các nguồn năng
lượng tái tạo trên thế giới HÀ NỘI, 2024 I. Giới thiệu
1) Lý do nghiên cứu
- Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu và nhu cầu cấp thiết về bảo vệ môi
trường, năng lượng tái tạo trở thành một chủ đề được quan tâm đặc biệt. Nguồn
năng lượng tái tạo không chỉ giảm thiểu lượng khí thải carbon mà còn đóng góp vào
sự phát triển bền vững của các quốc gia. Việc nghiên cứu và phân tích các nguồn
năng lượng tái tạo trên thế giới giúp hiểu rõ hơn về tiềm năng, thách thức và cơ hội
mà các nguồn năng lượng này mang lại.
2) Trình bày vấn đề nghiên cứu -
Vấn đề nghiên cứu của đề tài này là phân tích các nguồn năng lượng tái tạo
trên thế giới, bao gồm năng lượng mặt trời, gió, thủy điện, sinh khối và năng lượng
địa nhiệt. Nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá hiệu quả, tiềm năng phát triển và
những thách thức gặp phải trong việc triển khai các nguồn năng lượng này. 3) Mục
tiêu nghiên cứu và câu hỏi nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu: -
Đánh giá tình hình hiện tại của các nguồn năng lượng tái tạo trên thế giới.
Phân tích tiềm năng và thách thức của từng loại năng lượng tái tạo. -
Đưa ra các đề xuất nhằm tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng tái tạo. -
Câu hỏi nghiên cứu: Tình hình hiện tại của các nguồn năng lượng tái tạo trên
thế giới như thế nào? Tiềm năng phát triển của từng loại năng lượng tái tạo ra sao?
Những thách thức chính trong việc triển khai năng lượng tái tạo là gì? Làm thế nào
để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng tái tạo?
4) Định nghĩa các khái niệm quan trọng của đề tài - Năng lượng tái tạo: Các
nguồn năng lượng có thể tái tạo tự nhiên theo thời gian như năng lượng mặt trời,
gió, thủy điện, sinh khối và địa nhiệt. -
Biến đổi khí hậu: Sự thay đổi của khí hậu toàn cầu do tác động của con người
và các yếu tố tự nhiên. -
Phát triển bền vững: Sự phát triển đáp ứng nhu cầu hiện tại mà không làm tổn
hại đến khả năng của các thế hệ tương lai trong việc đáp ứng nhu cầu của họ.
II. Tổng quan về Cơ sở lý luận
1) Tình trạng hiện tại của chủ đề nghiên cứu (Trong và ngoài nước)
- Năng lượng tái tạo đã phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây, với
nhiều quốc gia đầu tư lớn vào các công nghệ này. Ở các nước phát triển, năng lượng
tái tạo đã trở thành một phần quan trọng trong cơ cấu năng lượng quốc gia. Ở các
nước đang phát triển, mặc dù có nhiều tiềm năng, việc triển khai còn gặp nhiều khó
khăn do hạn chế về công nghệ và tài chính.
2) Mối liên hệ giữa cơ sở lý luận và vấn đề nghiên cứu
- Cơ sở lý luận cung cấp nền tảng để hiểu rõ về các yếu tố ảnh hưởng đến việc
phát triển năng lượng tái tạo, từ các yếu tố kỹ thuật, kinh tế đến các chính sách và
quy định pháp lý. Nó cũng giúp xác định các thách thức và cơ hội trong việc ứng dụng
năng lượng tái tạo trên quy mô toàn cầu.
3) Các tác giả chính trong lĩnh vực và vấn đề tranh luận
- Mark Z. Jacobson: Chuyên gia về năng lượng tái tạo, tranh luận về khả năng
chuyển đổi hoàn toàn sang năng lượng tái tạo. Vaclav Smil: Nhà nghiên cứu về năng
lượng và môi trường, tranh luận về tính thực tế và hiệu quả kinh tế của năng lượng tái tạo.
4) Phác thảo khung xương của phần cơ sở lý luận
- Lý thuyết về năng lượng tái tạo.
- Các yếu tố kỹ thuật và kinh tế ảnh hưởng đến năng lượng tái tạo.
- Chính sách và quy định pháp lý liên quan đến năng lượng tái tạo.
- Thách thức và cơ hội trong việc phát triển năng lượng tái tạo.
5) Các giả thuyết -
Năng lượng tái tạo có tiềm năng thay thế các nguồn năng lượng truyền thống trong tương lai gần. -
Các quốc gia phát triển sẽ dẫn đầu trong việc triển khai công nghệ năng lượng tái tạo. -
Sự phát triển của năng lượng tái tạo phụ thuộc mạnh mẽ vào các chính sách hỗ trợ từ chính phủ.
III. Phương pháp nghiên cứu/ Thiết kế nghiên cứu
1) Phương pháp nghiên cứu được sử dụng: định tính, định lượng
- Phương pháp định tính: Phỏng vấn chuyên gia, phân tích dữ liệu.
- Phương pháp định lượng: Phân tích số liệu thống kê, khảo sát.
2) Mô hình nghiên cứu
- Mô hình nghiên cứu sẽ bao gồm việc thu thập và phân tích dữ liệu từ các
nguồn thứ cấp (báo cáo, nghiên cứu trước) và dữ liệu sơ cấp (khảo sát, phỏng vấn).
3) Định nghĩa tất cả các biến trong nghiên cứu
Biến độc lập: Các loại năng lượng tái tạo (mặt trời, gió, thủy điện, sinh khối, địa nhiệt).
Biến phụ thuộc: Hiệu quả kinh tế, lượng khí thải giảm, tỷ lệ sử dụng năng lượng tái tạo.
4) Độ tin cậy và tính khả thi của tất cả các công cụ
- Các công cụ nghiên cứu như phần mềm phân tích thống kê (SPSS, R) và
phương pháp phỏng vấn được lựa chọn vì độ tin cậy và khả năng áp dụng thực tế cao.
5) Đối tượng của nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu bao gồm các chuyên gia trong lĩnh vực năng lượng, các
tổ chức nghiên cứu, và các quốc gia có chiến lược phát triển năng lượng tái tạo.
6) Mẫu nghiên cứu
- Mẫu nghiên cứu sẽ bao gồm 50 chuyên gia từ các quốc gia phát triển và đang
phát triển, cùng với dữ liệu từ các báo cáo năng lượng quốc tế.
7) Kế hoạch thu thập dữ liệu
- Phỏng vấn chuyên gia: Thực hiện qua điện thoại hoặc trực tiếp.
- Khảo sát: Gửi qua email hoặc thực hiện trực tuyến.
- Phân tích tài liệu: Thu thập và phân tích các báo cáo và nghiên cứuliên quan.
IV. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
1. Tình hình hiện tại của các nguồn năng lượng tái tạo trên thế giới -
Năng lượng mặt trời: Dữ liệu từ Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế
(IRENA) cho thấy năng lượng mặt trời đang phát triển mạnh mẽ với tổng công suất
lắp đặt toàn cầu đạt khoảng 480 GW vào cuối năm 2023.
Ví dụ, Trung Quốc là nước dẫn đầu thế giới với hơn 200 GW công suất mặt trời lắp
đặt, chiếm hơn 40% tổng công suất toàn cầu. -
Năng lượng gió: Theo Báo cáo Năng lượng Gió Toàn cầu 2023 của
Global Wind Energy Council (GWEC), tổng công suất lắp đặt của năng lượng gió đã
vượt qua 800 GW, với các quốc gia như Mỹ, Đức, và Trung Quốc đứng đầu trong việc triển khai.
Ví dụ, Mỹ có khoảng 135 GW công suất lắp đặt năng lượng gió, chiếm hơn 17% tổng công suất toàn cầu. -
Thủy điện: Báo cáo của International Hydropower Association (IHA)
năm 2023 cho biết tổng công suất thủy điện toàn cầu đã đạt gần 1,300 GW.
Ví dụ, Brazil là một trong những quốc gia có công suất thủy điện lớn nhất với khoảng
110 GW, đóng góp khoảng 8% vào tổng công suất toàn cầu. -
Sinh khối: Theo IRENA, tổng công suất sinh khối toàn cầu đạt khoảng 120 GW vào cuối năm 2023.
Ví dụ, Thụy Điển có khoảng 10 GW công suất sinh khối, chiếm hơn 8% tổng công suất toàn cầu. -
Địa nhiệt: Dữ liệu từ International Geothermal Association (IGA) cho
biết tổng công suất địa nhiệt toàn cầu đã đạt khoảng 15 GW.
Ví dụ, Indonesia có công suất địa nhiệt khoảng 2.3 GW, chiếm khoảng 15% tổng công
suất địa nhiệt toàn cầu.
2. Phân tích tiềm năng và thách thức của từng loại năng lượng tái tạo -
Năng lượng mặt trời: Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch được
nhiều người biết đến nhất. Đối với nguồn năng lượng này, chúng ta có thể khai
thác nhờ các công nghệ hiện đại như sưởi ấm, quang điện, quang hợp nhân tạo,...
+) Tiềm năng: Công nghệ ngày càng tiên tiến, giá thành giảm mạnh, đặc biệt ở các
vùng có bức xạ mặt trời cao.
+) Thách thức: Phụ thuộc vào thời tiết và chu kỳ ngày đêm, cần đầu tư lớn vào lưu trữ năng lượng.
Ví dụ: Nghiên cứu của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) cho thấy, chi phí sản xuất
điện từ năng lượng mặt trời đã giảm hơn 80% trong thập kỷ qua, làm cho nó trở
thành một lựa chọn khả thi cho nhiều quốc gia. -
Năng lượng gió: Giống như năng lượng mặt trời, năng lượng gió cũng
ngày một phổ biến và có vai trò quan trọng trong tương lai. Nguồn năng
lượng này được tạo ra nhờ sức gió thông qua các tuabin gió. Trong đó,
các tuabin gió thường có quy mô lớn và có công suất từ 600 kW đến 9
MW. Khi tốc độ gió tăng sẽ làm sản lượng điện tăng lên và đạt công suất tối đa cho tuabin
+) Tiềm năng: Lượng gió ổn định ở nhiều vùng, công nghệ turbine gió đang được cải tiến.
+) Thách thức: Ảnh hưởng đến cảnh quan và đời sống động vật hoang dã, cần đầu tư
lớn cho cơ sở hạ tầng.
Ví dụ: Một nghiên cứu của Đại học Stanford chỉ ra rằng, nếu triển khai đầy đủ, năng
lượng gió có thể cung cấp đủ điện cho toàn thế giới. -
Thủy điện: Thủy điện cũng là một nguồn năng lượng sạch hoàn toàn
và đang được sử dụng phổ biến ở nhiều quốc gia. Nguồn năng lượng này
sẽ hoạt động dựa vào sức nước trong các dòng chảy có tốc độ nhanh để
thiết lập tuabin máy phát điện. Tuy nhiên, các công trình thủy điện, đập
thủy điện lại không được xem là năng lượng tái tạo.
Lý do đưa ra là vì chúng làm ảnh hưởng đến dòng chảy của các con sông,
làm ảnh hưởng đến con người và các sinh vật sống trong khu vực đó.
Đồng thời, nếu không được kiểm soát cẩn thận chúng còn có thể gây ra
những tác động nghiêm trọng đến môi trường.
+) Tiềm năng: Nguồn năng lượng bền vững và ổn định, có khả năng lưu trữ nước và điều tiết lũ.
+) Thách thức: Tác động lớn đến môi trường và hệ sinh thái sông ngòi, chi phí xây dựng ban đầu cao.
Ví dụ: Dự án đập Itaipu giữa Brazil và Paraguay là một minh chứng cho thấy thủy điện
có thể cung cấp một lượng lớn điện năng ổn định, chiếm khoảng 75% tổng sản lượng điện của Paraguay. -
Sinh khối: Năng lượng sinh học hay còn được gọi là năng lượng sinh
khối và có nguồn gốc từ động vật hay thực vật. Nguồn năng lượng này
được tạo ra và có thể sử dụng trực tiếp hay gián tiếp nhờ vào quá trình đốt
cháy để tạo ra nhiệt. Tuy nhiên, hiện nay việc đốt sinh khối có nguồn gốc
từ thực vật đã tạo ra lượng khí CO2 lớn và gây ảnh hưởng tiêu cực đến
môi trường. Do đó, năng lượng sinh học dần không còn được xem là
nguồn năng lượng sạch hoàn toàn như trước nữa.
+) Tiềm năng: Sử dụng phế thải nông nghiệp và công nghiệp, giảm lượng rác thải.
+) Thách thức: Phát thải khí nhà kính nếu không được quản lý tốt, cạnh tranh với đất
nông nghiệp. Ví dụ: Nghiên cứu từ Đại học California, Berkeley cho thấy việc sử dụng
sinh khối từ chất thải nông nghiệp có thể cung cấp đủ năng lượng cho một phần lớn
dân số mà không gây ảnh hưởng đến sản xuất lương thực. -
Địa nhiệt: Năng lượng địa nhiệt là loại năng lượng được sinh ra từ sự
hình thành ban đầu của Trái Đất và sự phân rã phóng xạ của các khoáng
chất. Ở những khu vực có độ dốc địa nhiệt đủ cao có thể được dùng để
khai thác và tạo ra điện. Tuy nhiên, công nghệ khai thác loại năng lượng
này hiện nay vẫn còn hạn chế. Đồng thời, các vấn đề về kỹ thuật cũng làm
giảm đi tiện ích của năng lượng địa nhiệt.
+) Tiềm năng: Nguồn năng lượng bền vững và ổn định, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
+) Thách thức: Địa điểm hạn chế, chi phí khoan và xây dựng cao.
Ví dụ: Dự án địa nhiệt tại Thung lũng Geysers ở California đã chứng minh được khả
năng cung cấp điện liên tục và bền vững, cung cấp đủ điện cho khoảng 725,000 ngôi nhà.
3. Những thách thức chính trong việc triển khai năng lượng tái tạo -
Công nghệ và chi phí: Mặc dù chi phí giảm, việc đầu tư ban đầu vẫn là
một thách thức lớn. Các công nghệ lưu trữ năng lượng còn đang trong giai đoạn phát triển. -
Chính sách và quy định: Sự thiếu nhất quán trong chính sách và quy
định ở các quốc gia có thể làm chậm quá trình triển khai. -
Cơ sở hạ tầng: Nhu cầu về cơ sở hạ tầng để tích hợp năng lượng tái tạo
vào lưới điện quốc gia là rất lớn. -
Nhận thức cộng đồng: Cần nâng cao nhận thức và sự chấp nhận của
cộng đồng về lợi ích của năng lượng tái tạo.
4. Làm thế nào để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng tái tạo -
Chính sách hỗ trợ: Các chính phủ cần có chính sách hỗ trợ mạnh mẽ
như trợ giá, miễn thuế và các ưu đãi khác. -
Đầu tư vào R&D: Tăng cường đầu tư vào nghiên cứu và phát triển để
cải thiện hiệu quả và giảm chi phí của các công nghệ năng lượng tái tạo. -
Giáo dục và nâng cao nhận thức: Tăng cường giáo dục và truyền thông
để nâng cao nhận thức của cộng đồng về lợi ích của năng lượng tái tạo. -
Hợp tác quốc tế: Thúc đẩy hợp tác quốc tế trong việc chia sẻ công nghệ
và kinh nghiệm triển khai năng lượng tái tạo.
V. Các kết luận, kiến nghị và hướng phát triển
- Nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng lớn của năng lượng tái tạo trong việc
thay thế các nguồn năng lượng truyền thống và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi
trường. Các kiến nghị bao gồm việc tăng cường hỗ trợ chính sách, đầu tư vào công
nghệ và nâng cao nhận thức cộng đồng. Hướng phát triển tương lai cần tập trung vào
việc giải quyết các thách thức kỹ thuật và thúc đẩy hợp tác quốc tế.
VI. Tài liệu tham khảo
International Renewable Energy Agency (IRENA). (2023). Renewable Energy Statistics 2023.
Global Wind Energy Council (GWEC). (2023). Global Wind Report 2023.
International Hydropower Association (IHA). (2023). Hydropower Status Report 2023.
International Geothermal Association (IGA). (2023). Geothermal Energy Report.
Massachusetts Institute of Technology (MIT). (2023). Solar Energy Report. Stanford
University. (2023). Wind Energy Potential Study.
University of California, Berkeley. (2023). Biomass Energy Study.