Tài nguyên năng lượng - Con người và môi trường | Trường Đại học Khánh Hòa

Báo cáo Seminar – Nhóm 6 – Lớp 63.NTTS-2 CHỦ ĐỀ:
TÀI NGUYÊN NĂNG LƯỢNG – ENERGY RESOURCES
A_Thành viên thực hiện: Hồ Trần Anh Tú - 62133357 Lưu Quốc Trung - 63135930 Cao Xuân Huy - 61130379
Hoàng Trọng Tuấn Anh - 61132911 Trần Quốc Kiên - 61133819 Đoàn Văn Nhân - 61131974
Nguyễn Thùy Kim Ngân - 62133981
Thập Nữ Thanh Thuý - 63133202
Thập Nữ Thúy Thanh - 63132581 B_Nội dung: Lời mở đầu:
Tình trạng ô nhiễm càng tăng ảnh hưởng lớn đến đa dạng sinh học, làm mất đi sự cần bằng
của hệ sinh thái. Đồng thời gây ra biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính, mất mỹ quan đô thị,
ảnh hưởng sự phát triển kinh tế,…Biểu hiện cho thấy môi trường đang bị ô nhiễm:Hiệu ứng
nhà kính;Thủy triều đỏ;Trái đất dần nóng lên;Băng tan ở hai cực;Đất liền bị xâm nhập;Mưa
nắng thất thường, xuất hiện nhiều thiên tai, lũ lụt, sạt lở đất;Con người nhiều bệnh tật;Vi
khuẩn biến đổi, sâu bệnh hại phát triển, khó điều trị;
Chính vì thế Hôm nay nhóm 6 chúng em xin trình bày về nội dung chính là tài nguyên năng lượng. c biệt củ ượng i,thủy đi mới), ), nguyên
h(than đá, khí than, dầu mỏ, khí thiên nhiên, quặng urani
và các tài nguyên năng lượng khác không có khả năng tái tạo)
II. Tài nguyên năng lượng
1. Năng lượng mặt trời:
1.1 Định nghĩa năng lượng mặt trời:
Năng lượng mặt trời là bức xạ ánh sáng và nhiệt từ mặt trời được con người khai thác
và lưu trữ và chuyển đổi thành điện năng thông qua tấm pin năng lượng mặt trời. Đây là
nguồn năng lượng gần như vô tận.
1.2 Nhu cầu khai thác và sử dụng:
- Đây là nguồn năng lượng tái tạo và vô tận: Chúng ta không thể sử dụng hết năng
lượng mặt trời, không như một số nguồn năng lượng hóa thạch khác. Nguồn năng lượng này
được dự đoán có thể cung cấp cho chúng ta trong ít nhất trong 5 tỷ năm nên có thể được sử
dụng lâu dài với điều kiện là có ánh sáng mặt trời.
- Ứng dụng đa dạng: có thể tạo ra điện (quang điện) hoặc nhiệt (nhiệt mặt trời),sử dụng
để sản xuất điện ở những khu vực không có lưới điện, để chưng cất nước ở những vùng có
nguồn cung cấp nước sạch hạn chế và cung cấp năng lượng cho các vệ tinh trong không gian.
- Hiện nay phát triển công nghệ trong ngành điện mặt trời không ngừng phát triển và
những cải tiến sẽ ngày càng mạnh mẽ hơn trong tương lai. Chúng ta có thể làm tăng hiệu quả
của những tấm pin mặt trời lên gấp 2 hay 3 lần nhờ có những đổi mới trong vật lý lượng tử và công nghệ nano.
1.3 Tiềm năng năng lượng mặt trời về mặt lợi ích
- Thứ nhất là nguồn năng lượng sạch, không phát thải khí nhà kính và các chất
thải khác. Đặc điểm này ưu thế đặc biệt, nhờ đó có thể góp phần giải quyết vấn đề
đang rất thời sự hiện nay trên phạm vi toàn cầu là vấn đề biến đổi khí hậu, vấn đề
đang đe dọa sự tồn vong của nhân loại.
- Thứ hai là lắp đặt, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng đơn giản và chi phí thấp. Vì
không có công nghệ nguồn điện nào xây dựng đơn giản, nhanh chóng như công
nghệ nguồn điện mặt trời. Thời gian xây dựng chỉ tính theo tháng.
- Thứ ba là giá điện mặt trời đã giảm thấp và vẫn còn tiếp tục giảm sâu hơn
nữa. Dự báo đến năm 2035, giá điện mặt trời thương mại sẽ vào khoảng 5,4
cent/kWh, còn giá ĐMT áp mái chỉ còn khoảng 3 cent/kWh.
-Thứ tư, Đối với V
iệt nam vị trí địa lí đã ưu ái cho Việt Nam một nguồn năng lượng tái
tạo vô cùng lớn, đặc biệt là năng lượng mặt trời. Việt Nam nằm trong khu vực có cường độ
bức xạ mặt trời tương đối cao. Trong đó, nhiều nhất phải kể đến thành phố Hồ Chí Minh,
tiếp đến là các vùng Tây Bắc (Lai Châu, Sơn La, Lào Cai) và vùng Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh)…
1.4 Ưu điểm và nhược điểm của năng lượng mặt trời Ưu điểm:
- Nguồn năng lượng tái tạo.
- Điện mặt trời sạch về sinh thái.
- Giảm hóa đơn tiền điện.
- Tăng giá trị và thẩm mỹ cho công trình.
- Hiệu quả cao chi phí bảo trì thấp. - Phát triển công nghệ.
- Chi phí bảo trì và vận hành thấp hơn
- Năng lượng mặt trời ít gây mất điện hơn
Nhược điểm: - Phụ thuộc thời tiết.
- Sử dụng nhiều diện tích không gian.
2. Năng lượng thủy điện:
2.1.Định nghĩa năng lượng thủy điện:
Thủy điện là nguồn điện có được từ năng lượng nước. Đa số năng lượng thủy điện có
được từ thế năng của nước được tích tại các đập nước làm quay một tuốc bin nước và máy phát điện.
2.2 Nhu cầu khai thác và sử dụng năng lượng thủy điện:
Ngoài chức năng trữ nước để sử dụng cho việc sản xuất điện, các đập thủy điện còn
có thể phục vụ cho các mục đích khác như cung cấp nước ngọt tiêu dùng và các hoạt động
trong công nghiệp, hỗ trợ công tác tưới tiêu, góp phần kiểm soát lũ lụt, và khai triển một số
các hoạt động du lịch, giải trí.
2.3 Ưu và nhược điểm *Ưu điểm
- Nguồn tài nguyên này đến từ nước mưa
- Các công trình thủy điện có thời gian sử dụng lâu dài
- Là nguồn năng lượng có tính bền vững khi giúp giảm phát thải khí nhà kính
- Tính linh động cao: Nguồn thủy điện có thể đáp ứng nhu cầu thời gian cao điểm bằng
cách sử dụng linh hoạt nước trong các hồ chứa
- Các hồ chứa đặc biệt hữu ích để kiểm soát dòng chảy của các con sông để ngăn chặn lũ lụt nguy hiểm
- Chi phí vận hành thấp so với chi phí lắp đặt
- Các nhà máy linh hoạt này là nguồn bổ sung và dự phòng cần thiết cho các công nghệ
phát điện tái tạo gián đoạn khác như năng lượng mặt trời quang điện và năng lượng gió.
- Với khu vực các nhà máy thủy điện, có rất nhiều cơ hội để phát triển các hoạt động giải
trí ngoài trời: chèo thuyền, câu cá, trượt nước, bơi, câu cá, chèo thuyền, trượt nước,… hay
các hoạt động văn hóa và giáo dục, leo đồi, cắm trại,… *Nhược điểm
- Chi phí đầu tư cao, phụ thuộc thủy văn (lượng mưa)
- Gây ngập lụt đất và môi trường sống của động vật hoang dã, mất hoặc thay đổi môi trường sống của cá
- Gây ra những quan ngại về độ an toàn của đập thủy điện:
- Người dân sống dọc theo các khu vực trũng thấp thường gặp nguy cơ lũ lụt vì các khu
vực này có thể bị cuốn trôi khi nước được xả hết sức từ đập
- Làm thay đổi chất lượng nước hồ chứa và suối
- Làm thay đổi cảnh quan thiên nhiên
- Làm cạn kiệt dòng chảy, từ đó xảy ra xâm thực, ảnh hưởng lớn đến đời sống sản xuất
và sinh hoạt do nước biển dâng cao
- Khiến nhiều bờ sông suy yếu và sụt đáy sông do ngăn dòng trầm tích chảy xuống hạ lưu
2.4 Tiềm năng và đặc điểm thủy điện Việt Nam:
- Việt Nam có khoảng ba ngàn con sông, phân bố khắp đất nước. Tổng lượng nước mặt
hàng năm khoảng 830 - 860 tỷ m3.Tiềm năng kinh tế - kỹ thuật - môi trường về thuỷ điện
Việt Nam được đánh giá khoảng 100 tỷ kWh.
- Là một trong những nguồn năng lượng hiệu quả nhất trên thế giới. Xem xét rằng điện
mặt trời chỉ đạt hiệu suất tối đa 30-36%, điện gió chỉ hiệu quả 25-45% và điện than chỉ đạt
hiệu suất 33-40%. Tất cả các phương pháp này đều nhạt nhòa so với năng lượng thủy điện,
có hiệu quả chuyển đổi nước thành điện lên đến 90%..
- Tuy nhiên, hai phần ba nguồn nước trên lưu vực sông của Việt Nam xuất phát từ nước
ngoài (trong đó, phần được sinh ra trên đất Việt Nam chiếm 38,5%, phần từ nước ngoài chảy
vào Việt Nam chiếm khoảng 61,5%). Gần đây, các nước thượng nguồn đã và đang xây dựng
nhiều công trình thủy điện, nhiều công trình chuyển, lấy nước, gây tình trạng nguồn nước
chảy vào Việt Nam ngày càng giảm và làm tăng sự phụ thuộc.
- Thượng nguồn sông Mê Kông, Trung Quốc đã có kế hoạch xây dựng 75 thủy điện với
tổng công suất lắp đặt 22.000 MW, trong đó 2 công trình có điều tiết lớn khoảng 38 tỷ m3
(Thủy điện Tiểu Loan 4.200 MW, Nọa Chất Độ 5.500 MW). Còn vùng lưu vực sông Mê
Kông thuộc Lào, Thái Lan, Campuchia đã có quy hoạch 11 công trình thủy điện trên dòng
sông chính. Hiện Lào đã xây dựng một số công trình trên các sông nhánh, đang xây dựng
thủy điện Xayaburi và chuẩn bị xây Donsahong
3.Năng lượng nhiệt điện: 3.1 Định nghĩa:
- Năng lượng nhiệt điện là năng lượng bên trong của các hạt trong cơ thể và có thể được
phát hiện trong quá trình tăng hoặc giảm nhiệt.
- Năng lượng nhiệt điện, còn được gọi là năng lượng nhiệt, là năng lượng được tạo ra từ
nhiệt. Một nhà máy nhiệt điện thông thường tạo ra năng lượng điện từ nhiệt được tạo ra từ
quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch như than, dầu và khí tự nhiên. .
3.2 Ưu và nhược điểm:
- Ưu: Chi phí của chúng rẻ hơn nhiều so với việc tạo ra năng lượng một cách lớn. Ngoài
ra, nhờ các công nghệ mới như nhà máy nhiệt điện chu trình kết hợp khí tự nhiên, hiệu quả
có thể đạt được hơn 50% so với nhà máy thông thường.
-Nhược: Khí thải tạo ra hiệu ứng nhà kính và mưa axit vào khí quyển Khí thải nhiệt và
hơi nước có thể làm thay đổi vi khí hậu cục bộ Các nhà máy nhiệt điện chu trình mở ảnh
hưởng đến hệ sinh thái sông nếu chúng đổ trực tiếp nước nóng do chất thải từ nhà máy
Nguồn năng lượng có thể bị cạn kiệt, vì nó là hữu hạn và không bền vững.
3.3 Tiềm năng và Nhu cầu khai thác nhiệt điện Việt Nam:
Hiện tại, nhiệt điện than có mặt ở 77 nước. Công suất nhiệt điện than thế giới đã tăng
gần gấp đôi trong giai đoạn 2000÷2017, từ 1.063GW lên đến 1.995GW. 3 nước có tổng công
suất nhiệt điện than lớn nhất thế giới là Trung Quốc: 935GW, Hoa Kỳ: 279GW và Ấn Độ:
215GW; tiếp theo là: LB Đức: 50GW, Nhật Bản: 44,5GW, Nam Phi: 41,3GW, Hàn Quốc:
38GW, Ba Lan: 29GW và Indonesia: 28,6GW. Như vậy, tổng công suất nhiệt điện than của
Việt Nam hiện nay mới chỉ bằng 1,02% tổng công suất điện than thế giới năm 2017.
Các nước trên thế giới, cũng như Việt Nam trong thời kỳ đầu phát triển các nhà máy
nhiệt điện than đều sử dụng công nghệ cũ, công suất tổ máy thấp, chỉ dùng lò hơi với thông
số hơi dưới tới hạn và cận tới hạn, do đó, các chỉ số về ô nhiễm môi trường như: tro xỉ, CO2,
NO2, SOx còn cao. Dần dần công nghệ phát triển, việc lắp đặt lọc bụi tĩnh điện để khắc phục
tình trạng khói bụi (ngăn tới 99,8% bụi thải ra) và đưa vào công nghệ lò hơi siêu tới hạn,
cùng với việc lắp đặt các thiết bị khử SO2, NOx đã hạn chế được khá nhiều các khói bụi, tro
xỉ và các chất độc hại.
4.Năng lượng gió: 4.1 Định nghĩa:
Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển Trái Đất.
Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời. Sử dụng năng lượng gió
là một trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất từ môi trường tự nhiên và đã được biết đến từ thời kỳ Cổ đại.
4.2 Ưu điểm và nhược điểm Ưu điểm:
- Năng lượng gió là nguồn năng lượng xanh và không gây ô nhiễm.
- Tiềm năng của nguồn năng lượng này là rất lớn – gấp 20 lần so với những gì toàn bộ con người cần.
- Năng lượng gió có thể tái tạo và không có cách nào chúng ta có thể chạy ra khỏi nó (vì
chúng bắt nguồn từ mặt trời).
- Chúng chỉ chiếm khoảng 2,5% tổng sản lượng điện trên toàn thế giới, nhưng đang phát
triển với tốc độ hứa hẹn 25% mỗi năm (2010). - Chi phí vận hành thấp
- Tiềm năng trong nước tốt: Tua bin gió dân dụng mang lại sự tiết kiệm năng lượng và
bảo vệ chủ nhà khỏi sự cố mất điện. Nhược điểm:
- Gió là một nguồn năng lượng dao động (không liên tục) và không phù hợp để đáp ứng
nhu cầu năng lượng tải cơ sở trừ khi sử dụng một số hình thức lưu trữ năng lượng (ví dụ: pin, bơm thủy lực).
- Việc sản xuất và lắp đặt tua-bin gió đòi hỏi các khoản đầu tư lớn – cả trong các ứng
dụng thương mại và dân dụng.
- Tua bin gió có thể là mối đe dọa đối với động vật hoang dã - Tạo tiếng ồn
4.3.Tiềm năng và đặc điểm năng lượng gió Việt Nam:
- Góp phần bảo vệ môi trường. Gió là nguồn năng lượng tự nhiên và vĩnh cửu nên bạn sẽ
không cần phải sử dụng các loại máy móc để khai thác gây ô nhiễm môi trường.
- Tiết kiệm tiền điện. Do đó là nguồn tài nguyên sẵn có nên bạn không cần tốn chi phí để
sản xuất điện. Nhìn chung, việc xây dựng một tuabin gió vẫn rẻ hơn rất nhiều so với việc
xây dựng một nhà máy nhiệt điện.
- Giảm sự phụ thuộc vào thủy điện. Tạo thêm thu nhập cho người dân. Khi năng lượng
gió phát triển, người dân sẽ có thêm thu nhập từ việc thuê đất để lắp điện tuabin gió. Giúp
người dân sử dụng được lưới điện giá rẻ, tiết kiệm chi phí mà còn có thêm được nguồn thu
nhập thụ động cho bản thân
5.Năng lượng sóng biển: 5.1.Định nghĩa:
- Năng lượng sóng là năng lượng tái tạo có nguồn gốc từ sóng biển. Nó là động năng
của gió tương tác với nước và tạo ra sóng. Năng lượng sóng có thể làm được nhiều việc
hữu ích như phát điện, khử muối trong nước và bơm nước vào các hồ chứa...
- Hầu hết năng lượng được sinh ra bởi trạng thái lên xuống của sóng nước và truyền
vào những vật tiếp xúc trực tiếp với những con sóng.Sóng biển là nguồn tài nguyên dồi
dào và có sức mạnh to lớn trên trái đất. 75% bề mặt trái đất được bao phủ bởi biển và
sóng là tài nguyên duy nhất chưa được khám phá năng lượng Một số hình ảnh về năng lượng sóng biển
5.2 Nhu cầu khai thác và sử dụng:
+ Ở Việt Nam: nước ta có tiềm năng rất lớn về năng lượng sóng biển. Sóng biển tạo ra
nguồn năng lượng vô tận. Các kết quả tính toán cho thấy năng lượng sóng dọc dải ven bờ
của nước ta rất phong phú. Dòng năng lượng trung bình yếu nhất đạt 15kW/m; mạnh nhất
30kW/m. Cụ thể vịnh Hạ Long, Quảng Ninh, vịnh Gành Rái, Bà Rịa - Vũng Tàu hội tụ đủ ba
yếu tố: Mật độ năng lượng GWh/km2; tiềm năng GWh; hiệu suất GWh/km. Đủ điều kiện để
xây dựng nhà máy thủy điện thủy triều. Tuy nhiên, do kinh phí có hạn nên năng lượng thủy
triều vẫn đang là đối tượng nghiên cứu và thí nghiệm trên qui mô nhỏ.
Thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển thành điện năng + Trên thế giới:
Hiện nay các quốc gia ven biển trên thế giới như Mỹ, Đức, Nhật Bản, Thụy Điển,
Đan Mạch, Bồ Đào Nha, Nga, Trung Quốc,… có nhiều nghiên cứu ứng dụng tài nguyên
năng lượng sóng để phát điện năng phục chiếu sáng và hoạt động kinh tế ở các hải đảo và
vùng ven biển. Hiện có khá nhiều công nghệ phát điện từ sóng biển thành công và thương
mại hóa. Nhà máy thương mại từ sóng biển đầu tiên với công suất 30MW được xây dựng ở
Bồ Đào Nha bằng công nghệ hình rắn biển pelamis và 1 nhà máy 100MW đang được xây
dựng tại vương quốc Anh.
Máy phát điện sử dụng năng lượng sóng biển thử nghiệm tại Mỹ
5.3 Phương hướng phát triển nguồn năng lượng sóng biển ở Việt Nam:
Trong bối cảnh chung trên thế giới đang đối mặt với sự cạn kiệt các nguồn năng
lượng hóa thạch như dầu mỏ, khí đốt, than đá,… và cần thiết hơn là phải bảo vệ môi trường
sống để phát triển bền vững. Việc nghiên cứu đánh giá tiềm năng, khả năng và tiến tới khai
thác hiê ‰u quả nguồn năng lượng tái tạo cũng như năng lượng sóng biển là thực sự cần thiết
để đáp ứng được mục tiêu chiến lược phát triển của đất nước.
5.4. Ưu điểm và nhược điểm từ nguồn năng lượng sóng biển: - Ưu điểm:
+ Nguồn năng lượng từ sóng biển vô cùng dồi dào, có thể khai thác cả ngày lẫn
đêm, chúng tương đối nhất quán và có thể dự đoán trước được.
+ Năng lượng sóng thân thiện với môi trường hơn so các nguồn năng lượng xanh
khác, hạn chế xói lở bờ biển, không tạo rào cản hoặc khó khăn cho việc di chuyển của
các loại hải sản và động vật thủy sinh.
+ Năng lượng sóng biển tạo nguồn điện năng dồi dào, giảm sự phụ thuộc của con
người vào nhiên liệu hóa thạch. Nhờ đó góp phần bảo vệ môi trường và sử dụng
nguồn nhiên liệu một cách hiệu quả và tiết kiệm.
- Nhược điểm: Môi trường biển khắc nghiệt với sóng và gió lớn, đòi hỏi máy móc, thiết
bị khai thác năng lượng sóng có độ bền lớn. Công tác nghiên cứu, thử nghiệm các bộ chuyển
đổi năng lượng sóng cũng yêu cầu thiết bị chuyên dụng với chi phí rất cao. 5.5 T
iềm năng khai phá năng lượng từ sóng biển ở nước ta:
- Với chiều dài bờ biển hơn 3.260 km, vùng đặc quyền kinh tế rộng 200 hải lý, Việt Nam
được chương trình nhận định có điều kiện thuận lợi để phát triển năng lượng sóng biển,tuy
nhiên cần cân nhắc lựa chọn và phát triển công nghệ để khai thác tương xứng. Các công
nghệ năng lượng mới từ biển không những giúp giảm phát thải CO2, mà còn đảm bảo sự
phát triển bền vững và an toàn năng lượng trong tương lai.
- Năng lượng sóng biển có thể giúp con người giảm lệ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.
Bên cạnh đó, sóng dễ dự báo, có thể khai thác được liên tục cả ngày, không giống như năng
lượng mặt trời chỉ khai thác được vào ban ngày.
VIDEO VỀ NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN: Công nghệ chuyển năng lượng sóng biển
thành điện - năng lượng thủy triều - YouTube
6 Năng lượng địa nhiệt : 6.1 Định nghĩa:
- Địa Nhiệt là nguồn nhiệt năng có sẵn trong lòng đất. nguồn năng lượng nhiệt này
tập trung ở khoảng vài km dưới bề mặt Trái Đất, phần trên cùng của vỏ Trái Đất. Cùng với
sự tăng nhiệt độ khi đi sâu vào vỏ Trái Đất, nguồn nhiệt lượng liên tục từ lòng đất này được
ước đoán tương đương với với một khoảng năng lượng cỡ 42 triệu MW. Lòng đất thì vẫn
tiếp tục nóng hằng tỷ năm nữa, đảm bảo một nguồn nhiệt năng gần như vô tận. Chính vì vậy
Địa Nhiệt được liệt vào dạng năng lượng tái tạo.
- Nguồn nhiệt lượng này được chuyển lên mặt đất qua dạng hơi hoặc nước nóng khi
nước chảy qua đất đá nóng. Nhiệt lượng thường được sử dụng trực tiếp, ví dụ như hệ thống
điều hòa nhiệt độ (bơm địa nhiệt), hoặc chuyển thành điện năng (nhà máy nhiệt điện).
6.2 Cấu trúc nguồn năng lượng địa nhiệt:
Nguồn địa nhiệt liên quan mật thiết đến cấu trúc nhiệt độ của Trái Đất và chu trình đối
lưu nhiệt trong lòng Trái Đất. Nhiệt độ của Trái Đất tăng dần theo độ sâu và đạt
đến4.200oC tại tâm (Hình 6).
Hình 6. Cấu trúc nhiệt độ sơ giản của Trái Đất.
Hình 6.2 Các dạng biểu diễn của nguồn địa nhiệt thường quan sát được trên mặt đất
như: lỗ/khe núi lửa, suối nước nóng, bót bùn và 1 số dạng khác 6.3 Ứng dụng :
- Sản xuất điện năng người ta có thể khoan các giếng xuống các bể địa nhiệt để hút
hơi nước hoặc nước nóng cho việc vận hành turbine trên mặt đất, một cách trực tiếp hoặc gián tiếp.
- Sử dụng trực tiếp: nguồn nước nóng gần bề mặt Trái Đất có thể được sử dụng trực
tiếp như nhiệt lượng. Một số ứng dụng trực tiếp của địa nhiệt là: hệ thống suởi, nhà kính, sấy
thóc, làm ấm nước ở các trại nuôi cá, hoặc một số các ứng dụng trong công nghiệp như tiệt trùng sữa.
- Bơm địa nhiệt: hay còn được biết như bơm nhiệt từ lòng đất (ground-source heat
pump), là một kỹ thuật năng lượng mới có hiệu suất cao và ngày càng được sử dụng rộng rãi
trong các hộ gia đình cũng như trong công sở. Kỹ thuật này ứng dụng trong việc điều hòa
nhiệt độ và cung cấp nước nóng. Thuận lợi lớn nhất của nó là khả năng tập trung nhiệt từ tự
nhiên (lòng đất) hơn là tạo nhiệt từ việc đốt các nhiên liệu hóa thạch gây ô nhiễm môi trường.
6.4 Nhu cầu khai thác và sử dụng:
- Ông William Glassly – một nhà khoa học về trái đất của Trường đại học
California và chuyên gia về năng lượng địa nhiệt – nói rằng trái đất là một cỗ máy
sinh nhiệt. Ở độ sâu khoảng 30 km trở xuống thì ở bất cứ chỗ nào đều có đủ nhiệt để
sản xuất điện cung cấp cho toàn thế giới.
- Con người đã khai thác năng lượng địa nhiệt từ hàng chục nghìn năm trước,
ví dụ như để nấu ăn, tắm rửa. Thời Đế chế La Mã, cách đây khoảng 2.000 năm,
người ta đã dẫn nước từ các suối nước nóng về các nhà tắm công cộng hoặc làm bể
dưới sàn nhà để sưởi ấm nhà. Hình 6.3 Hình 6.4
Hình 6.3. Nhà máy điện địa nhiệt Svartsengi ở Iceland.
Hình 6.4. “Thwe Blue Lagoon” – một spa nổi tiếng ở Iceland sử dụng nguồn nước nóng thiên nhiên - Trên thế giới:
Hình 6.5. Trữ lượng điện địa nhiệt toàn cầu
Đường đỏ là trữ lượng lắp đặt; đường xanh là sản lượng thực tế
Điện địa nhiệt được sản xuất tại 24 quốc gia trên Thế giới bao gồm Hoa Kz,
Iceland, Ý, Đức, Thổ Nhĩ Kz, Pháp,Hà Lan, Litva,New Zealand, Mexico, El
Salvador,Nicaragua, Costa Rica,Nga, Philippines, Indonesia, Trung Quốc,Nhật Bản
và Saint Kitts và Nevis. Trong năm 2005, các hợp đồng được ký kết để nâng công
suất phát điện thêm 0.5 GW ở Hoa Kz, trong khi cũng có các nhà máy đang trong
giai đoạn xây dựng ở 11 quốc gia khác. Một số vị trí tiềm năng đã và đang được khai
thác hoặc được đánh giá ở Nam Úc ở độ sâu vài km. Nếu tính cả việc sử dụng trực
tiếp, năng lượng địa nhiệt được sử dụng trên 70 quốc gia.
7 Năng lượng sinh học( năng lượng mới):
7.1 Định nghĩa năng lượng sinh học:
+ Năng lượng sinh học thường được gọi là năng lượng sinh khối, đề cập
đến một loại năng lượng tái tạo thu được từ quá trình xử lý vật chất được hình
thành thông qua một quá trình cơ học hoặc sinh học.
+ Nói chung, năng lượng sinh học được tạo ra với chất thải của các chất cấu
thành của các sinh vật sống. Năng lượng này có thể được khai thác bằng cách
chuyển đổi chất thải thành các chất khác hoặc trực tiếp bằng cách đốt hoặc phương pháp khác.
7.2 Ưu và nhược điểm:
*Ưu điểm của việc sử dụng năng lượng nhiên liệu sinh học.
- Đây là một loại năng lượng tái tạo và được sản xuất tại địa phương. Điều này
giúp giải quyết chi phí vận chuyển và lưu kho, ngoài việc giảm lượng khí thải vào khí quyển.
- Nó giúp chúng ta giảm sự phụ thuộc của con người vào dầu mỏ hoặc một loại
nhiên liệu hóa thạch khác, sự tồn tại của nhiên liệu sinh học sẽ giúp ích cho nền kinh tế,
vì ở những nơi như thế này, giá dầu cứ tiếp tục tăng.
- Ethanol, là một oxygenat trong xăng, cải thiện đáng kể chỉ số octan của nó, giúp
khử độc các thành phố của chúng ta và giảm khí nhà kính, có chỉ số octan là 113 và nó
cháy tốt hơn ở độ nén cao so với xăng. Điều này mang lại nhiều sức mạnh hơn cho động cơ.
*Nhược điểm của việc sử dụng năng lượng nhiên liệu sinh học
- Ethanol cháy nhanh hơn xăng từ 25- 30%. Điều này khiến nó có giá thấp hơn.
- Ở nhiều nước, nhiên liệu sinh học được sản xuất từ cây mía. Khi sản phẩm đã
được thu thập, mía thu hoạch được đốt. Điều này gây ra phát thải khí mê-tan và oxit
nitơ, làm tăng sự nóng lên toàn cầu, vì chúng là hai khí nhà kính do khả năng giữ nhiệt
của chúng. Do đó, những gì chúng ta tiết kiệm được trong khí thải một mặt, chúng ta thải ra mặt khác.
- Phân đạm và thuốc diệt cỏ bị rơi vãi trong quá trình canh tác ngô gây ô nhiễm
nước và đất. Điều này có thể được giải quyết bằng cách sử dụng các hệ thống sản xuất
nông nghiệp hữu cơ hoặc ít nhất là sinh thái. CO2 từ các nhà máy chưng cất cũng có thể
được sử dụng để sản xuất tảo (do đó có thể được sử dụng để sản xuất nhiên liệu sinh học).
8.Năng lượng nguyên tử và hạt nhân
8.1 Định nghĩa năng lượng nguyên tử và hạt nhân:
- Năng lượng nguyên tử là năng lượng được giải phóng trong quá trình biến đổi
hạt nhân bao gồm năng lượng phân hạch, năng lượng nhiệt hạch, năng lượng do phân rã
chất phóng xạ; là năng lượng song điện từ có khả năng ion hóa vật chất và năng lượng các hạt được gia tốc.
8.2 Ưu điểm và nhược điểm của năng lượng nguyên tử và hạt nhân:
- Ưu điểm của điện hạt nhân:
+ Điện hạt nhân thải ra một lượng tương đối thấp khí cacbon điôxít (CO2). Phát thải
khí nhà kính thấp do đó các nhà máy điện hạt nhân chỉ góp phần tương đối bé vào sự nóng lên toàn cầu.
+ Đây là công nghệ sẵn có, không đòi hỏi phải nghiên cứu, phát triển nhiều.
+ Có thể phát được một sản lượng điện cao chỉ với một nhà máy duy nhất
- Nhược điểm của điện hạt nhân:
+ Chất thải phóng xạ vẫn còn là một vấn đề chưa được giải quyết. Chất thải từ năng
lượng hạt nhân cực kỳ nguy hiểm và phải được bảo quản cẩn thận trong hàng ngàn năm
+ Rủi ro cao: Mặc dù có một tiêu chuẩn an toàn cao nói chung, nhưng các tai nạn vẫn
có thể xảy ra. Việc xây dựng một nhà máy với độ an toàn 100% là không thể. Luôn luôn
có một xác suất nhỏ sẽ xảy ra sự cố. Hậu quả của một tai nạn là có sức tàn phá tuyệt đối
tới cả con người lẫn tự nhiên.
+ Nguồn nguyên liệu cho năng lượng hạt nhân là Uranium. Uranium là một nguồn tài
nguyên khan hiếm, dự trữ Uranium ước tính chỉ đủ cho từ 30 đến 60 năm tới tùy thuộc vào nhu cầu thực tế.
+ Các nhà máy điện hạt nhân cũng như chất thải hạt nhân có thể là mục tiêu hàng đầu
của các cuộc tấn công khủng bố. Không có nhà máy điện nguyên tử nào trên thế giới có
thể trụ lại được với một cuộc tấn công tương tự như hôm 9/11 ở New York. Một hành
động khủng bố như vậy có thể đem lại những tác động thảm khốc cho toàn thế giới.
+ Trong quá trình vận hành các nhà máy điện hạt nhân, chúng thải ra một lượng chất
thải phóng xạ, rồi lần lượt có thể được sử dụng cho sản xuất vũ khí hạt nhân. Ngoài ra, bí
quyết tương tự thường được dùng để thiết kế các nhà máy điện hạt nhân có thể dùng để
chế tạo vũ khí hạt nhân ở một mức độ nhất định nào đó (phổ biến vũ khí hạt nhân).
8.3 Vai trò của nguồn năng lượng đó hiện nay
+ Với những đóng góp đáng kể cho công cuộc phát triển bền vững, năng lượng hạt
nhân được coi là động lực của việc thúc đẩy sự phát triển của khoa học và công nghệ.
Hiện nay, công nghệ hạt nhân đang được ứng dụng rộng rãi không chỉ trong ngành công
nghiệp năng lượng mà còn ở nhiều lĩnh vực khác.
+ Việc ứng dụng các công nghệ này trong quá trình sản xuất đã mang đến giải pháp
cho việc đương đầu với những thách thức của quá trình phát triển toàn cầu, như đảm bảo
an ninh năng lượng, môi trường, an toàn thực phẩm hay thúc đẩy sự tiến bộ của nền khoa học.
8.4 Tình hình khai thác và sử dụng năng lượng
+ Do yêu cầu về phục vụ, nâng cao chất lượng cuộc sống và sản xuất, phát triển
kinh tế, không chỉ ở Việt Nam mà cả trên thế giới, nhu cầu sử dụng điện luôn có xu
hướng gia tăng qua mỗi năm: Trong năm 2020 và có thể kéo dài đến 1,2 năm nữa, tác
động mạnh của dịch Covid-19 đã làm đình trệ nhiều hoạt động sản xuất kinh doanh khiến
cho nhu cầu về điện giảm ở hầu hết các quốc gia trên thế giới. Tuy nhiên, các chuyên gia
dự báo nhu cầu này vẫn có xu hướng tăng trở lại trong thời gian tới khi thế giới có thể
khống chế đại dịch, các hoạt động sản xuất kinh doanh quay trở lại trạng thái bình
thường. Trong khi đó, tại Việt Nam cũng như nhiều quốc gia trên thế giới, việc khai thác
các nguồn năng lượng truyền thống để sản xuất điện trong nhiều năm qua đã, đang phải
đối mặt với những cảnh báo về sự cạn kiệt tài nguyên và đặt ra những yêu cầu mới về
loại hình năng lượng thay thế.
+ Trong quá trình sản xuất điện hạt nhân, lượng khí CO2 thải ra tính trên đơn vị 1
kWh điện rất thấp. Theo các chuyên gia năng lượng hạt nhân trên thế giới, các phản ứng
hạt nhân giải phóng một nguồn năng lượng rất lớn chỉ từ một lượng Uranium rất nhỏ. Cụ
thể, năng lượng giải phóng từ 1 gam Uranium được cho là tương đương với việc đốt 1 tấn
dầu và lượng khí thải CO2 trên 1 đơn vị kWh tính cho cả một chu kỳ sản xuất điện hạt
nhân chỉ có 6 gam. Con số phát thải CO2 này ở điện gió (tính cả xây dựng và lắp đặt) là
10 gam/kWh; điện mặt trời (tính cả sản xuất và lắp đặt) là 50 gam/kWh; trong các nhà
máy nhiệt điện khí hiện đại nhất là 400 gam/kWh; nhiệt điện than thải 800 gam CO2 để
sản xuất ra 1 kWh đối với các nhà máy hiện tại, còn với các nhà máy được trang bị ở mức
trung bình, con số lên tới 1.000 gam/kWh. Do đó, các chuyên gia tính toán điện hạt nhân
được cho là nguồn phát điện phù hợp, có tính kinh tế và đặc biệt là thân thiện với môi trường.
9 Năng lượng Hóa thạch(than đá, khí than, dầu mỏ, khí thiên nhiên, quặng
urani và các tài nguyên năng lượng khác không có khả năng tái tạo
- Tình hình ô nhiễm do khai thác hiện nay: nhân
III. Nhu cầu sử dụng năng lượng hiện nay