Nang Luong Khong Tai Tao Va Nang Luong Tai Tao

Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo

CHƯƠNG 2: NĂNG LƯƠNG KHÔNG TÁI TẠO VÀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TÓM TẮT:

NL Hóa Thạch(dầu mỏ, khí dốt, than đá) NL Không Tái Tạo

NL Hạt Nhân(Uranium) NL Sinh Học

Năng Lượng

NL Mặt Trời NL Tái Tạo

NL Gió NL Thủy Triều NL Địa Nhiệt NL Thủy Điện NL Hydro

A , NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO Trên 85% năng lượng sử dụng trên thế giới là từ nguồn cung cấp không tái tạo. Nguồn năng lượng được coi là không tái tạo nếu chúng không thể được bổ sung (làm lại) trong một thời gian ngắn.Hầu hết các quốc gia phát triển phụ thuộc vào nguồn năng lượng không tái tạo như các nhiên liệu hóa thạch (than, dầu) và điện hạt nhân. I, Các Dạng Năng Lượng Không Tái Tạo Năng lượng không tái tạo được chia thành 2 loại là năng lượng hóa thạch và năng lượng hạt nhân.

1, Năng Lượng Hóa Thạch • Nhiên liệu hóa thạch là các loại nhiên liệu được tạo thành bởi quá trình phân hủy kị khí của các sinh vật chết bị chôn vùi cách đây hơn 300 triệu năm. Các nguyên liệu này chứa hàm lượng cacbon và hydrocacbon cao. • Ba loại chính của nhiên liệu hóa thạch là than đá, dầu mỏ và khí tự nhiên

1


Hai nguồn khác ít được sử dụng các nhiên liệu hóa thạch là đá phiến dầu và cát hắc ín. 2, Năng lượng Hạt Nhân • Năng lượng hạt nhân là một loại công nghệ hạt nhân được thiết kế để tách năng lượng hữu ích từ hạt nhân nguyên tử thông qua các lò phản ứng hạt nhân có kiểm soát. • Phương pháp duy nhất được sử dụng hiện nay là phân hạch hạt nhân, mặc dù các phương pháp khác có thể bao gồm tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ. • Tất cả các lò phản ứng với nhiều kích thước và mục đích sử dụng khác nhau đều dùng nước được nung nóng để tạo ra hơi nước và sau đó được chuyển thành cơ năng để phát điện hoặc tạo lực đẩy. • Theo tính toán năng lượng giải phóng ra từ 1g U235 tương đương với năng lượng do đốt 1 tấn than đá. Năng lượng nguyên tử có những ưu điểm gì? • Đặc trưng thứ nhất của năng lượng nguyên tử là nguồn năng lượng sạch, không phát thải CO2, SOx, NOx gây ô nhiễm không khí. • Các nước cung cấp Uranium, nhiên liệu cho điện nguyên tử chủ yếu là Canada, Australia đều là những nước có tình hình chính trị ổn định và có thể cung cấp ổn định. • Hơn nữa, vì Uranium có thể phát điện chỉ với một lượng rất nhỏ so với dầu nên có ưu điểm là dễ vận chuyển và bảo quản. Ví dụ, để vận hành nhà máy điện công suất 1000 MW trong vòng một năm thì phải cần tới hơn một triệu tấn dầu, trong khi đó đối với nhiên liệu Uranium thì chỉ cần vài chục tấn. • Trong các nhà máy điện nguyên tử, khi nạp nhiên liệu vào lò phản ứng là có thể liên tục phát điện trong vòng 1 năm mà không cần phải thay thế nhiên liệu. • Lượng chất thải phóng xạ phát sinh trong nhà máy điện nguyên tử rất ít so với lượng chất thải công nghiệp thông thường, do vậy có thể quản lý được một cách chặt chẽ, cất giữ và bảo quản an toàn. Nhược điểm • các nhà máy điện hạt nhân hiện nay là nguồn gây nguy hiểm lớn về môi trường do chất thải phóng xạ, khí, rắn, lỏng và các sự cố nhà máy • Nếu không có phản ứng và kiểm soát tốt, hạt nhân phân hạch có thể đi ra ngoài tầm kiểm soát, như ở Chernobyl năm 1986 gây nổ và chất phóng xạ sau đó có thể thoát ra môi trường •

II, Năng Lượng Hóa thạch gây Ô Nhiễm môi Trường Nhiên liệu hoá thạch như dầu, than, khí tự nhiên khi đốt cháy sẽ thải ra điôxít cácbon (CO2), ôxít sunphua (SOx), ôxít nitơ (NOx). Những khí này là nguyên nhân dẫn đến một số hậu quả to lớn đối với môi trường sống và ảnh hưởng trực tiếp đối với con người. 1, Sự Ấm Lên Toàn Cầu • Khi nồng độ của CO2 trong không khí tăng lên thì nhiệt độ Trái đất sẽ tăng lên, khi đó sẽ xuất hiện những khu vực khí hậu bị thay đổi. Có nguy cơ thực vật bị ảnh hưởng, sản xuất nông nghiệp bị tác động làm giảm sản lượng, còn các vùng đất khô cằn sẽ dần dần bị sa mạc hoá. Hơn nữa, có một tai hoạ nữa là các khối băng ở Nam và Bắc cực sẽ tan ra và nhấn chìm lục địa.

2


•

Người ta dự đoán rằng nếu nhân loại cứ tiếp tục đốt các nhiên liệu hoá thạch như thế này và khí CO2 vẫn tiếp tục tăng lên thì sau 100 năm, nhiệt độ trung bình của Trái đất sẽ tăng lên 2 độ và gây ảnh hưởng rất lớn đối với Trái đất. 2, Mưa Axit Ngoài ra, ôxít sunphua (SOx), ôxít nitơ (NOx) là nguyên nhân tạo ra hiện tượng mưa axít gây ra những tác hại to lớn đối với động thực vật trên Trái đất mưa axít làm thiêu trụi các cánh rừng, tiêu diệt các sinh vật trong ao hồ và gây tác hại to lớn cho sản xuất nông nghiệp

Biến động hàm lượng điôxít cacbon trong thời gian 400.000 năm gần đây cho thấy sự gia tăng của nó kể từ khi bắt đầu cách mạng công nghiệp. 3, ô Nhiễm do Khai thác, vận Chuyển,… • • •

Nhiên liệu hóa thạch cũng chứa các chất phóng xạ chủ yếu như urani và thori, chúng được phóng thích vào khí quyển. Năm 2000, có khoảng 12.000 tấn thori và 5.000 tấn urani đã bị thải ra từ việc đốt than. Bốt than cũng tạo ra một lượng lớn xỉ và tro bay Một vấn đề môi trường gắn với việc sử dụng dầu là tác động của việc khoan dầu. Sự cố tràn dầu liên quan đến giàn khoan giết chết các sinh vật biển và chim.

Việc khai thác, xử lý và phân phối nhiên liệu hóa thạch cũng gây ra các mối quan tâm về môi trường. • Khai thác than đá bằng phương pháp lộ thiên tạo nên lượng đất đá thải lớn, ô nhiễm bụi, ô nhiễm nước, mất rừng. Khai thác than bằng phương pháp

3


• •

hầm lò hiện nay làm mất 50% trữ lượng, gây lún đất, ô nhiễm nước, tiêu hao gỗ chống lò và gây các tai nạn hầm lò. Khai thác dầu trên thềm lục địa gây lún đất, ô nhiễm dầu đối với đất, không khí, nước. Khai thác trên biển gây ô nhiễm biển (50% lượng dầu ô nhiễm trên biển gây ra là do khai thác trên biển). Việc vận chuyển than cần sử dụng các đầu máy xe lửa chạy bằng động cơ diesel, trong khi đó dầu thô thì được vận chuyển bằng các tàu dầu (có nhiều khoang chứa), các hoạt động này đòi hỏi phải đốt nhiên liệu hóa thạch truyền thống.

III, Sự Cạn Kiệt Của Năng Lượng Không Tái Tạo Các ví dụ so sánh tương đối: • 1 lít xăng tương đương 23,5 tấn vật chất hữu cơ cổ lắng đọng trên đáy biển. • Tổng nhiên liệu hóa thạch sử dụng trong năm 1997 tương đương khối lượng thực vật hóa thạch phát triển trong 422 năm trên bề mặt Trái Đất và các đại dương cổ. Cho đến nay, con người đã sử dụng một lượng rất lớn nhiên liệu hoá thạch như than đá và dầu để đẩy mạnh quá trình phát triển kinh tế và hiện đang phải phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hoá thạch, chiếm khoảng 80% nguồn cung cấp năng lượng sơ cấp.

*) Các Mức Cấp Và Lưu Lượng Mức cấp nguồn năng lượng chủ yếu là lượng dự trữ trong lòng đất. Lưu lượng là sản lượng khai thác. Phần quan trọng nhất của nguồn năng lượng chủ yếu là nguồn năng lượng hóa thạch gốc cacbon. Dầu mỏ, than và khí chiếm 79,6% sản lượng năng lượng chủ yếu trong năm 2002 (hay 34,9 + 23,5 + 21,2 tấn dầu quy đổi). Mức cấp (dự trữ đã xác định) • •

•

Dầu mỏ: 1.184 đến 1.342 tỉ[13]thùng (ước tính giai đoạn 2007-2009) Khí: 6.254-6.436 nghìn tỉ ft³ (177 - 182 nghìn tỉ m³)[13] hay 1.138-1.171 tỉ thùng dầu quy đổi (BBOE) giai đoạn 2007-2009 (hệ số 0,182) Than: 997,748 tỉ tấn Mỹ hay 904,957 tỉ tấn[14] hay 997.748 * 0,907186 * 4,879 = 4.416 BBOE (2005)

Lưu lượng (sản lượng tiêu thụ hàng năm) năm 2007 • • •

Dầu mỏ: 85,896 triệu thùng/ngày[15] Khí: 104,425 nghìn tỉ ft³ (2,957 nghìn tỉ m³)[16] * 0,182 = 19 BBOE Than: 6,743 tỉ tấn Mỹ[17] * 0,907186 * 4,879 = 29,85 BBOE

Số năm khai thác còn lại với lượng dự trữ tối đa được xác định (Oil & Gas Journal, World Oil) •

Dầu mỏ: 1.342 tỉ thùng dự trữ / (85,896 triệu thùng nhu cầu một ngày * 365 ngày) = 43 năm

4


• •

Khí: 1.171 BBOE / 19 BBOE = 60 năm Than: 4.416 BBOE / 29,85 BBOE = 148 năm

Cách tính trên áp dụng cho sản lượng khai thác ở mức độ không đổi cho các năm sau và tất cả lượng dự trữ đã được xác định có thể được thu hồi hết. Nhưng trong thực tế, lượng tiêu thụ từ ba nguồn cung cấp này đã và đang tăng lên hàng năm thậm chí là tăng rất nhanh và thực tế là đường cong sản lượng khai thác theo hình chuông (giống đường phân phối chuẩn). Vào một vài thời điểm, sản lượng khai thác các tài nguyên này trong một khu vực, quốc gia hoặc trên thế giới sẽ đạt đến giá trị cực đại và sau đó sẽ giảm cho đến khi xuống đến điểm mà tại đó việc khai thác sẽ không còn đem lại lợi nhuận hoặc không thể khai thác được nữa. Quy luật này được Hubbert nêu ra trong học thuyết đỉnh điểm Hubbert về vấn đề dầu khí. Lưu ý rằng các ước tính lượng dự trữ đã xác định không bao gồm lượng dự trữ chiến lược. Dự trữ chiến lược trên toàn cầu là hơn 4,1 tỷ thùng nữa. Các điểm nêu ở trên nhấn mạnh đến sự cân bằng năng lượng toàn cầu. Cũng thông qua đó có thể hiểu được tỉ lệ dự trữ phục vụ cho tiêu thụ hàng năm (R/C) theo khu vực và quốc gia. Ví dụ, chính sách năng lượng của Vương quốc Anh nêu rằng tỷ lệ R/C của châu Âu là 3,0, là một con số rất thấp so với chuẩn của thế giới. Điều này cho thấy rằng đây là khu vực có thể bị tổn thương về năng lượng. Các nguồn nhiên liệu thay thế đặc biệt là chủ đề tranh luận bức xúc trên toàn cầu.

Lượng dầu mỏ giảm dần 'trong vòng 20 năm nữa' Sản lượng khai thác dầu mỏ trên thế giới có thể bắt đầu cạn kiêṭ trong 20 năm tới, khiến loài người sử dụng cả những dạng nhiên liêụ hóa thạch gây ô nhiễm hơn dầu, một nghiên cứu của Anh cho dự đoán.

Những ống dẫn dầu thô ở Ảrập Xêút. Ảnh: alibaba.com.

5


Trong nhiều thập kỷ qua giới chuyên gia luôn tranh cãi về việc sản lượng dầu mà thế giới khai thác đã đạt mức cực đại hay chưa. Nhiều công ty dầu mỏ nói rằng vẫn còn nhiều mỏ dầu chưa được khám phá nên sản lượng dầu chưa đạt đỉnh. Dự đoán của họ nhận được sự ủng hộ của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA). Cơ quan này cho rằng sản lượng dầu chỉ đạt mức cao nhất sau năm 2030. Để kiểm tra mức đô ̣ chính xác trong dự đoán của IEA, chính phủ Anh quyết định tài trợ cho môṭ nghiên cứu về trữ lượng dầu của Hôị đồng Nghiên cứu Năng lượng Anh. Các nhà khoa học trong cơ quan này đã xem lại 500 nghiên cứu về dầu trên khắp thế giới để đánh giá những khó khăn trong viêc̣ tiếp câ ̣n các mỏ dầu mới và nhu cầu dầu của loài người trong tương lai. Kết quả cho thấy dầu sẽ bắt đầu cạn kiêṭ trước năm 2030. Thâ ̣m chí sản lượng có thể tụt dốc sớm hơn (trước năm 2020) nếu nhu cầu tăng và viêc̣ tiếp câ ̣n các mỏ dầu không dễ dàng như dự đoán. “Theo quan điểm của chúng tôi, những dự báo về khả năng dầu bắt đầu cạn kiêṭ sau năm 2030 thể hiêṇ sự lạc quan quá mức của môṭ số người. Trong bối cảnh thế giới đang quá phụ thuôc̣ vào dầu như hiêṇ nay, thời điểm cạn kiêṭ sẽ đến sớm hơn. Ngay cả khi sản lượng dầu bắt đầu giảm sau năm 2030 thì các nước vẫn không đủ thời gian để phát triển những dạng năng lượng thay thế dầu”, Steve Sorrell, trưởng nhóm nghiên cứu, phát biểu. Tiến sĩ Robert Gross – giám đốc bô ̣ phâ ̣n Công nghê ̣và Đánh giá chính sách của Hôị đồng Nghiên cứu Năng lượng Anh, cho rằng ngay sau khi sản lượng dầu bắt đầu giảm, giá của nó sẽ tăng vọt. Tình trạng đó gây nên tác đông ̣ lớn đối với các ngành công nghiêp̣ và nền kinh tế trên khắp toàn cầu. “Thời đại của dầu mỏ giá rẻ và dễ khai thác sắp qua. Tất nhiên thời điểm chấm dứt sẽ đến từ từ, chứ không â ̣p đến đôṭ ngôt.̣ Loài người cần hiểu rằng chúng ta sắp bước sang môṭ kỷ nguyên mà trong đó dầu ngày càng trở nên đắt và khó khai thác hơn”, Gross tuyên bố. Gross dự đoán tình trạng sụt giảm sản lượng dầu sẽ thúc đẩy các chính phủ đầu tư vào những loại phương tiêṇ cơ giới sử dụng năng lượng hiêụ quả (như ô tô điên) ̣ và các dạng năng lượng tái sinh (như gió, ánh sáng mă ̣t trời). Người dân cũng sẽ tìm mọi cách để tiết kiêm ̣ năng lượng tại nhà và nơi làm viêc.̣ Tuy nhiên, vị tiến sĩ cảnh báo rằng môṭ nguy cơ khác có thể xảy ra. “Thay vì phát triển những dạng năng lượng sạch, biết đâu môṭ số nước lại tìm kiếm những nhiên liêụ hóa thạch gây ô nhiễm hơn, chẳ ng hạn như đá phiến dầu. Thực trạng đó sẽ làm tăng lượng khí thải carbon, tăng chi phí tài chính và đẩy nhanh tốc đô ̣ biến đổi khí hâ ̣u”, ông nói. (Đá phiến dầu là một loại đá trầm tích hạt mịn giàu chất hữu cơ và chứa một lượng lớn kerogen. Kerogen đòi hỏi cần phải xử lý nhiều hơn để có thể sử dụng được so với dầu thô, các quá trình xử lý tốn nhiều chi phí so với sử dụng dầu thô cả về mặt tài chính và tác động môi trường)

6


Các công ty dầu mỏ trên thế giới sản xuất khoảng 85 triêụ thùng dầu thô mỗi ngày. Giới chuyên gia ước tính rằng sản lượng dầu sẽ tăng vượt mức 100 triêụ thùng/ngày trước khi giảm xuống. (nguồn: http://vnexpress.net/GL/Khoa-hoc/2009/10/3BA1495B/)

B, Năng lượng tái tạo Năng lượng tái tạo hay năng lượng tái sinh là năng lượng từ những nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn. Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng năng lượng tái sinh là tách một phần năng lượng từ các quy trình diễn biến liên tục trong môi trường và đưa vào trong các sử dụng kỹ thuật. Các quy trình này thường được thúc đẩy đặc biệt là từ Mặt Trời.

Khái niệm

Trong cách nói thông thường, năng lượng tái tạo được hiểu là những nguồn năng lượng hay những phương pháp khai thác năng lượng mà nếu đo bằng các chuẩn mực của con người thì là vô hạn. Vô hạn có hai nghĩa: Hoặc là năng lượng tồn tại nhiều đến mức mà không thể trở thành cạn kiệt vì sự sử dụng của con người (thí dụ như năng lượng Mặt Trời) hoặc là năng lượng tự tái tạo trong thời gian ngắn và liên tục (thí dụ như năng lượng sinh khối) trong các quy trình còn diễn tiến trong một thời gian dài trên Trái Đất. Theo ý nghĩa về vật lý, năng lượng không được tái tạo mà trước tiên là do Mặt Trời mang lại và được biến đổi thành các dạng năng lượng hay các vật mang năng lượng khác nhau. Tùy theo trường hợp mà năng lượng này được sử dụng ngay tức khắc hay được tạm thời dự trữ. Việc sử dụng khái niệm "tái tạo" theo cách nói thông thường là dùng để chỉ đến các chu kỳ tái tạo mà đối với con người là ngắn đi rất nhiều (thí dụ như khí sinh học so với năng lượng hóa thạch). Trong cảm giác về thời gian của con người thì Mặt Trời sẽ còn là một nguồn cung cấp năng lượng trong một thời gian gần như là vô tận. Mặt Trời cũng là nguồn cung cấp năng lượng liên tục cho nhiều quy trình diễn tiến trong bầu sinh quyển 7


Trái Đất. Những quy trình này có thể cung cấp năng lượng cho con người và cũng mang lại những cái gọi là nguyên liệu tái tăng trưởng. Luồng gió thổi, dòng nước chảy và nhiệt lượng của Mặt Trời đã được con người sử dụng trong quá khứ. Quan trọng nhất trong thời đại công nghiệp là sức nước nhìn theo phương diện sử dụng kỹ thuật và theo phương diện phí tổn sinh thái. Ngược lại với việc sử dụng các quy trình này là việc khai thác các nguồn năng lượng như than đá hay dầu mỏ, những nguồn năng lượng mà ngày nay được tiêu dùng nhanh hơn là được tạo ra rất nhiều. Theo ý nghĩa của định nghĩa tồn tại "vô tận" thì phản ứng tổng hợp hạt nhân ( phản ứng nhiệt hạch), khi có thể thực hiện trên bình diện kỹ thuật, và phản ứng phân rã hạt nhân ( phản ứng phân hạch) với các lò phản ứng tái sinh (breeder reactor ), khi năng lượng hao tốn lúc khai thác uranium hay thorium có thể được giữ ở mức thấp, đều là những nguồn năng lượng tái tạo mặc dù là thường thì chúng không được tính vào loại năng lượng này.

1, Năng Lượng Mặt Trời Năng lượng Mặt Trời thu được trên Trái Đất là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ Mặt Trời đến Trái Đất. Chúng ta sẽ tiếp tục nhận được dòng năng lượng này cho đến khi phản ứng hạt nhân trên Mặt Trời hết nhiên liệu, vào khoảng 5 tỷ năm nữa. Năng lượng mặt trời là năng lượng tập hợp từ tia nắng mặt trời. phổ biến nhất của nó là tập hợp với các tế bào quang điện hoặc các tế bào năng lượng mặt trời. Sau khi được thu thập nó có thể được lưu trữ trong pin để sử dụng sau. Năng lượng mặt trời trình bày nhiều vấn đề mới như: vào một ngày nhiều mây hoặc vào ban đêm không có đủ ánh sáng để tạo ra điện, hiện tại kiến thức về năng lượng mặt trời còn giới hạn nên ảnh hưởng đến số lượng năng lượng có thể được thu thập được và điều này làm tăng cao thêm chi phí của công nghệ sản xuất điện.

2, Năng lượng gió Gió là tài nguyên bao la, sạch, ước tính tiềm ẩn đến 10 triệu tỷ KW. Nếu sử dụng 10% năng lượng gió cũng đủ dùng cho toàn thế giới. Đó là nguồn năng lượng bền vững trong tương lai cho Việt Nam và cho toàn nhân loại. Gió được tạo ra khi sự nóng lên không đều của mặt trời lên trái đất. Dạng năng lượng này muốn thu một cách dễ dàng nhất là khai thác bằng việc xây dựng một tua-bin cối xay gió. Hầu hết năng lượng gió có thể được tìm thấy ở độ cao lớn, nơi tốc độ gió liên tục ít nhất 160 km / h hay 100 dặm / giờ là phổ biến. Trong khi điều này là tốc độ tốt nhất cho tua bin gió thì chỉ cần 20 km / h hoặc mph 12,5 cho việc sử dụng các tua-bin thu được chi phí hiệu quả.

3, Năng Lượng Thủy Điện Thủy điện là năng lượng có nguồn gốc từ nước di chuyển và có thể được chuyển thành năng lượng điện hay năng lượng cơ học

8


Vì nước nặng hơn không khí khoảng 800 lần, thậm chí là một dòng chảy chậm của nước, hoặc nước biển động nhẹ, có thể mang một lượng lớn năng lượng. Có nhiều hình thức năng lượng Thủy Điện: •

•

•

•

Thủy điện năng lượng là một thuật ngữ thường được dành cho quy mô lớn đập thủy điện. Ví dụ như các đập Grand Coulee ở Washington Nhà nước và các đập Akosombo ở Ghana. Micro thủy điện hệ thống là thủy điện cài đặt mà thông thường sản xuất lên đến 100 kW điện. Chúng thường được sử dụng trong nhiều vùng nước như là một khu vực cung cấp điện từ xa (rap). Có rất nhiều các cài đặt trên thế giới, bao gồm cả một số cung cấp khoảng 50 kW trong quần đảo Solomon . thuỷ Damless hệ thống lấy năng lượng động lực từ các con sông và đại dương mà không cần sử dụng một con đập. Đại dương năng lượng mô tả tất cả các công nghệ để khai thác năng lượng từ các đại dương và biển . Điều này bao gồm thủy điện hiện tại , nhiệt đại dương chuyển đổi năng lượng , và năng lượng thủy triều .

4, Địa Nhiệt Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lòng Trái Đất. Năng lượng này có nguồn gốc từ sự hình thành ban đầu của hành tinh, từ hoạt động phân hủy phóng xạ của các khoáng vật, và từ năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt Trái Đất. Chúng đã được sử dụng để nung và tắm kể từ thời La Mã cổ đại, nhưng ngày nay nó được dùng để phát điện. Có khoảng 10 GW công suất điện địa nhiệt được lắp đặt trên thế giới đến năm 2007, cung cấp 0.3% nhu cầu điện toàn cầu. Thêm vào đó, 28 GW công suất nhiệt địa nhiệt trực tiếp được lắp đặt phục vụ cho sưởi, spa, các quá trình công nghiệp, lọc nước biển và nông nghiệp ở một số khu vực. Khai thác năng lượng địa nhiệt có hiệu quả về kinh tế, có khả năng thực hiện và thân thiện với môi trường, nhưng trước đây bị giới hạn về mặt địa lý đối với các khu vực gần các ranh giới kiến tạo mảng. Các tiến bộ khoa học kỹ thuật gần đây đã từng bước mở rộng phạm vi và quy mô của các tài nguyên tiềm năng này, đặc biệt là các ứng dụng trực tiếp như dùng để sưởi trong các hộ gia đình. Các giếng địa nhiệt có khuynh hướng giải phóng khí thải nhà kính bị giữ dưới sâu trong lòng đất, nhưng sự phát thải này thấp hơn nhiều so với phát thải từ đốt nhiên liệu hóa thạch thông thường. Công nghệ này có khả năng giúp giảm thiểu sự nóng lên toàn cầu nếu nó được triển khai rộng rãi. Prince Piero Ginori Conti đã thí nghiệm máy phát điện địa nhiệt vào ngày 4 tháng 7 năm 1904 ở một cách đồng khô ở Larderello, Ý. Một tổ hợp các nhà máy điện địa nhiệt lớn nhất trên thế giới đặt ở các Greyser , một cách đồng địa nhiệt ở California, Hoa Kỳ. Năm 2004, năm quốc gia (El Salvador , Kenya, Philippines, Iceland, và Costa Rica) sản xuất hơn 15% lượng điện của họ từ các nguồn địa nhiệt.

5, Năng Lượng Thủy Triều 9


Năng lượng thủy triều hay điện thủy triều là lượng điện thu được từ năng lượng chứa trong khối nước chuyển động do thủy triều. Hiện nay một số nơi trên thế giới đã triển khai hệ thống máy phát điện sử dụng năng lượng thuỷ triều. Nguyên lý vận hành

Để thu được năng lượng từ sóng, người ta sử dụng phương pháp dao động cột nước. Sóng chảy vào bờ biển, đẩy mực nước lên trong một phòng rộng được xây dựng bên trong dải đất ven bờ biển, một phần bị chìm dưới mặt nước biển. Khi nước dâng, không khí bên trong phòng bị đẩy ra theo một lỗ trống vào một tua bin. Khi sóng rút đi, mực nước hạ xuống bên trong phòng hút không khí đi qua tua bin theo hướng ngược lại. Tua bin xoay tròn làm quay một máy phát để sản xuất điện. Điểm mấu chốt của hệ thống là việc sử dụng một thiết bị gọi là tua bin, có các cánh quay theo cùng một hướng, bất chấp hướng chuyển động của luồng khí. Máy Limpet hiện được xem là nền tảng tốt nhất để thúc đẩy sự phát triển trong công nghệ khai thác năng lượng từ sóng. Hệ thống Limpet Hệ thống Limpet là một ví dụ điển hình về khai thác dạng năng lượng này. Hệ thống hoạt động theo nguyên lý như sau: 1. Lúc thuỷ triều thấp: chu trình nạp. 2. Thuỷ triều lên cao: chu trình nén. 3. Thuỷ triều xuống thấp: chu trình xả, kết thúc và nạp cho chu kỳ tiếp theo. Sự thay đổi chiều cao cột nước làm quay tua bin tạo ra điện năng, mỗi máy Limpet có thể đạt từ 250 KW đến 500 KW. Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã cố công biến năng lượng sóng thành năng lượng có ích. Nhưng các con sóng quá phân tán, nên rất khó khai thác một cách kinh tế.Hiện nay đã có công ty lắp đặt hệ thống thương mại trên thế giới sản xuất điện trực tiếp từ sóng biển. Chẳng hạn máy Limpet - có thể phát ra 500 kW, đủ cung cấp cho 400 gia đình.

6, Năng Lượng Hydro Hydro là một loại khí có nhiệt cháy cao nhất trong tất cả các loại nhiên liệu trong thiên nhiên, đã được sử dụng làm nhiên liệu phóng các tàu vũ trụ. Đặc điểm quan trọng của hydro là trong phân tử không chứa bất cứ nguyên tố hóa học nào khác, như cacbon (C), lưu huỳnh (S), nitơ (N) nên sản phẩm cháy của chúng chỉ là nước (H2O), được gọi là nhiên liệu sạch lý tưởng.

10


Hydro là nguồn nhiên liệu an toàn, không thể gây bất cứ sự cố môi trường nào cho con người, không như nguồn năng lượng hạt nhân từng gây nhiều vụ rò rỉ phóng xạ như đã xảy ra trong nhiều năm gần đây. Hydro - nguồn năng lượng vô tận Hydro được sản xuất từ nước và năng lượng mặt trời, vì vậy hydro thu được còn gọi hydro nhờ năng lượng mặt trời (solar hydrogen). Nước và ánh nắng mặt trời có vô tận và khắp nơi trên hành tinh. Năng lượng mặt trời được thiên nhiên ban cho hào phóng và vĩnh hằng, khoảng 3x1024 J/ngày, tức khoảng 104 lần năng lượng toàn thế giới tiêu thụ hằng năm. Vì vậy, hydro nhờ năng lượng mặt trời là nguồn nhiên liệu vô tận, sử dụng từ thế kỷ này qua thế kỷ khác bảo đảm an toàn năng lượng cho loài người mà không sợ cạn kiệt, không thể có khủng hoảng năng lượng và bảo đảm độc lập về năng lượng cho mỗi quốc gia, không một quốc gia nào độc quyền sở hữu hoặc tranh giành nguồn năng lượng hydro như từng xảy ra với năng lượng hóa thạch.

7, Năng Lượng Sinh Học Nhiên liệu sinh học là một nguồn năng lượng tái tạo mà có nguồn gốc từ sinh vật sống gần đây hay sinh khối. Sinh khối là một nguồn lực quan trọng và một số sản phẩm nông nghiệp được đặc biệt phát triển được sử dụng làm nhiên liệu sinh học. Ngô và đậu nành thường được sử dụng như một nguồn sinh khối. . Sinh khối có thể và đang được sử dụng để sản xuất điện. Hiện nay 15% năng lượng của thế giới được tạo ra từ sinh khối.

Sinh khối các loại Chất rắn

Có nhiều hình thức sinh khối rắn có khả năng sản xuất năng lượng, chẳng hạn như: Gỗ o Rơm rạ và cây sấy khô khác o Loại cây trồng như ngô, lúa, đậu tương bông lạc, và mía o Động vật chất thải như phân gia cầm Chất lỏng Ngoài ra còn có một số hình thức chất lỏng sinh khối có thể được sử dụng làm nhiên liệu: A, Rượu sinh học o

o

o

o

Ethanol được sản xuất từ mía đường đang được sử dụng làm nhiên liệu ô tô ở Brazil. Ethanol được sản xuất từ ngô này đang được sử dụng như một chất phụ gia xăng dầu tại Hoa Kỳ. Methanol, hiện đang được sản xuất từ khí tự nhiên, cũng có thể được sản xuất từ sinh khối Butanol được hình thành bởi ABE lên men (Acetone, Butanol Ethanol) và sửa đổi thử nghiệm của quá trình ABE cho thấy lợi ích của năng lượng butanol ròng có khả năng cao trong sản phẩm lỏng. Butanol có thể được

11


ghi "thẳng" trong động cơ xăng hiện tại (không có sửa đổi để các động cơ hoặc xe), tạo ra nhiều năng lượng hơn và ít ăn mòn và ít tan trong nước hơn so với ethanol, và có thể được phân phối thông qua cơ sở hạ tầng hiện có. B, Sản xuất dầu sinh học hoặc các loại dầu sinh học có thể được sử dụng trong các động cơ diesel: o o o

Dầu thực vật Xử lý chất thải dầu thực vật Diesel sinh học thu được tDầu và khí có thể được sản xuất từ các chất thải khác nhau:

C, Nhiệt depolymerization có thể trích xuất mêtan và dầu tương tự như dầu khí từ chất thải. o o

Khí mê-tan và các loại dầu được chiết xuất từ các giếng bãi rác. Từ mỡ động vật và dầu thực vật đang trực tiếp sử dụng trong các động cơ diesel dầu mỏ.

Chất Khí o

o o

o

Bio-methane được tạo ra bởi sự phân hủy tự nhiên của các bãi chôn lấp rác và cài đặt tương tự. Gỗ khí có thể được trích xuất từ gỗ và được sử dụng trong động cơ xăng. Hydro có thể được sản xuất trong điện phân nước hoặc, ít sinh thái, bởi nứt bất kỳ nhiên liệu hydrocarbon trong một nhà cải cách. Khí hóa, tạo ra khí carbon monoxide.

Cách sử dụng Nơi phổ biến nhất mà sinh khối được sử dụng là trong nấu ăn và sưởi ấm nhà. Đốt gỗ hoặc than củi để sưởi ấm một bếp lò hoặc nung nóng một căn nhà là một thực tế rất phổ biến đối với những người mà đang cố gắng để tạo ra một ngôi nhà năng lượng hiệu quả.

12


13

Nang Luong Khong Tai Tao Va Nang Luong Tai Tao

Recommend Documents