Năng lượng: theo lý thuyết tương đối của Albert Einstein là một thước đo khác của lượng vật chất được xác định theo công thức liên quan đến khối lượng toàn phần E = mc². Nó là khối lượng nhân với một hằng số có đơn vị là vận tốc bình phương, nên đơn vị đo năng lượng trong hệ đo lường quốc tế là kg (m/s)².
Khái niệm: Hiểu theo nghĩa thông thường, năng lượng là khả năng làm thay đổi trạng thái hoặc thực hiện công năng lên một hệ vật chất.
Năng lượng là khái niệm quan trọng trong vật lý, dù không cơ bản như khối lượng. Lịch sử của khái niệm này bắt đầu từ cơ học cổ điển, đến điện từ học, rồi trải qua cuộc cách mạng về việc đồng nhất với khái niệm nhiệt lượng trong nhiệt động lực học và đến giờ là quan niệm hiện đại của thuyết tương đối và thuyết lượng tử.
Bảo toàn năng lượng
Do tổng khối lượng toàn phần của một hệ vật lý kín là bảo toàn (không thay đổi theo thời gian), theo định nghĩa, tổng năng lượng của hệ vật lý kín cũng bảo toàn. Xem thêm bảo toàn khối lượng.
Cách phân loại
1.Công năng: Công cơ học, gọi tắt là công, là năng lượng được thực hiện khi có một lực tác dụng lên vật thể làm vật thể và điểm đặt của lực chuyển dời. Công cơ học thu nhận bởi vật thể được chuyển hóa thành sự thay đổi công năng của vật thể, khi nội năng của vật thể này không đổi.
Công được xác định bởi tích vô hướng của véctơ lực và véctơ đường đi: A=F.s ở đây
- A là công, trong SI tính theo J.
- F là véc-tơ lực không biến đổi trên quãng đường di chuyển, trong SI tính theo N
- s là véc-tơ quãng đường thẳng mà vật đã di chuyển, trong SI tính theo m
- "." là nhân vô hướng
Khi quãng đường cong và/hoặc lực biến thiên trên đường đi, công được tính theo tích phân đường với
- A là công
- C là đường cong mà vật đã đi
- là véc-tơ lực
- là véc-tơ vị trí
- "." là nhân vô hướng
Trong SI, đơn vị đo của công là đơn vị đo năng lượng Jule, viết tắt là "J" (1J = 1N x 1m).
2. Động năng hay năng lượng chuyển động (thường được ký hiệu Eđ hay T) là năng lượng một vật có được nhờ chuyển động định hướng của nó.
3. Thế năng là trường thế vô hướng của trường véctơ lực bảo toàn. Cũng như mọi trường thế vô hướng, thế năng có giá trị tùy theo quy ước thế năng của điểm lấy mốc. Đôi khi, khái niệm hiệu thế năng thường được dùng khi so sánh thế năng giữa hai điểm, hoặc nói về thế năng của một điểm khi lấy điểm kia là mốc có thế năng bằng 0.
Với mọi trường véctơ lực bảo toàn, tích phân đường của véctơ lực E từ vị trí r0 đến r:
đều có giá trị không phụ thuộc vào đường đi cụ thể từ r0 đến r.
Như vậy tại mỗi điểm r đều có thể đặt giá trị gọi là thế năng:
với φ(r0) là giá trị thế năng quy ước ở mốc r0.
Vì lực nhân quãng đường là công cơ học, tức năng lượng, thế năng là một dạng năng lượng. Trong hệ đo lường quốc tế, thế năng được đo bằng Jule (viết tắt là J).
4. Nhiệt năng, hay còn gọi tắt là nhiệt, là một dạng năng lượng dự trữ trong vật chất nhờ vào chuyển động nhiệt hỗn loạn của các hạt cấu tạo nên vật chất.
Trong vật chất , các phân tử cấu tạo nên vật chuyển động hỗn loạn không ngừng, do đó chúng có động năng. Động năng này có thể chia làm động năng chuyển động của khối tâm của phân tử, cộng với động năng trong dao động của các nguyên tử cấu tạo nên phân tử quanh khối tâm chung, và động năng quay của phân tử quanh khối tâm. Tổng các động năng này của các phân tử chính là nhiệt năng của vật.
Nhiệt năng có quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ. Nhiệt độ của vật càng cao thì các phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh và nhiệt năng của vật càng lớn. Nhiệt năng có thể được trao đổi giữa các vật hay hệ thống do sự khác biệt về nhiệt độ.
Nhiệt năng có thể được tạo ra hoặc thay đổi, bằng cách chuyển hóa giữa năng lượng có hướng (thế năng, động năng định hướng trên tầm vĩ mô) và năng lượng hỗn loạn, qua các quá trình vĩ mô như thực hiện công năng lên vật hoặc trao đổi nhiệt vĩ mô vào vật hoặc các quá trình vi mô như các phản ứng hóa học (như sự cháy), phản ứng hạt nhân (như phản ứng tổng hợp hạt nhân bên trong Mặt Trời), sự ma sát giữa các electron với mạng tinh thể (trong bếp điện) hay ma sát cơ học. Nhiệt có thể được trao đổi qua các quá trình bức xạ, dẫn nhiệt hay đối lưu. Lượng nhiệt năng dự trữ hay chuyển tải trên các vật còn gọi là nhiệt lượng và thường được ký hiệu trong các tính toán bằng chữ Q.
5. Nội năng: Trong vật lý học, đặc biệt là trong nhiệt động lực học, nội năng của một vật hay một hệ vật lý là tổng động năng của chuyển động hỗn loạn bởi các nguyên tử hay phân tử chứa trong vật (bao gồm động năng tịnh tiến, động năng quay và động năng dao động) và tổng thế năng trong các liên kết phân tử, tính trong hệ quy chiếu gắn với khối tâm của vật hay hệ vật lý. Nói nôm na, nó là năng lượng chứa bên trong các vật hay hệ vật lý, để phân biệt với động năng của chuyển động vĩ mô của vật, hay thế năng của toàn vật trong một trường lực bên ngoài.
Trong nhiệt động lực học, nội năng là một hàm trạng thái của hệ thống nhiệt. Trong SI, nội năng có đơn vị đo giống năng lượng, J.
LỊCH SỬ NĂNG LƯỢNG
Bùi Thị Khánh Chi
Năng lượng là gì?
Năng lượng là một trong những phần cơ bản của địa cầu giúp cho nhân loại sống và tồn tại. Ngay từ thưở kim cổ, con người đã biết tận dụng những điều diệu kỳ từ năng lượng để duy trì cuộc sống thường nhật. Họ sử dụng nhiệt năng (lửa) từ củi để nấu ăn, sưởi ấm, và xua đuổi thú dữ trong rừng. Năng lượng mặt trời tạo ánh sáng, làm khô quần áo, giúp cây cối phát triển... Thực vật lại là thức ăn hàng ngày của một số loài thú. Và năng lượng trong cây trở thành năng lượng của động vật. Cứ như thế, năng lượng được truyền từ mắt xích này sang mắt xích khác thông qua chuỗi thức ăn. Cơ thể con người chuyển dạng năng lượng từ thức ăn thành năng lượng của cơ thể để thực hiện những họat động hàng ngày. Tóm lại, mọi hoạt động diễn ra chung quanh chúng ta chính là sự nối kết năng lượng từ dạng này sang dạng khác.
Vậy năng lượng là gì? Câu trả lời đơn giản nhất cho định nghĩa chính là “năng lượng tạo ra những biến đổi”. Hãy thử để ý cuộc sống xung quanh bạn xem, nhờ đâu mà xe có thể chạy được, tại sao con thuyền có thể lướt được ngòai khơi và vì đâu mà chúng ta lớn lên? Theo các nhà khoa học, năng lượng là khả năng sinh ra công của một dạng vật chất trong tự nhiên.
Ngày nay, xã hội phát triển tạo ra một nhu cầu nguồn năng lượng đáng kể cho các hoạt động và sản xuất. Một quốc gia khó tiếp cận với các nguồn năng lượng sẽ là cản trở lớn đối với nền phát triển công nghiệp và kinh tế của chính nước đó.
Dân số tăng nhanh, nhu cầu dùng năng lượng ngày càng cao trong khi nguồn năng lượng trở nên khan hiếm, làm tăng vọt giá mua nhiên liệu. Trong bối cảnh giá dầu thế giới đang leo cao, nền công nghiệp ở nhiều nước bị tác động mạnh mẽ và kéo theo các ảnh hưởng về an ninh chính trị. Vì vậy, gần đây một số nước đã đề xuất những biện pháp nhằm giảm bớt nhu cầu dùng năng lượng như Thủ tướng Nhật Koizumi quyết định sẽ không khoác áo vest và đeo càvạt để tiết kiệm nhiên liệu năng lượng cho quốc gia, hay chính phủ Philippines cũng ra quyết định để công chức đi làm 4 ngày mỗi tuần, thay vì 5 ngày, nhằm tiết kiệm năng lượng và chính phủ các nước trên thế giới đang tích cực thúc đẩy quá trình nghiên cứu nhằm tìm ra nhiên liệu thay thế, đồng thời kêu gọi bảo vệ các nguồn năng lượng sẵn có...
Chính vì thế nghiên cứu học về năng lượng trở nên vô cùng bức thiết. Chỉ bởi vì, mọi việc diễn ra hằng ngày chung quanh chúng ta đều cần đến nguồn năng lượng để thực hiện.
Đứng về khía cạnh kinh tế, năng lượng lại là một trong những đề tài nóng bỏng nhất. Hiện nay, trên nhiều diễn đàn những cuộc tranh luận kéo dài cũng vì chung quanh việc tìm kiếm một nguồn năng lượng “tốt nhất” trên các mặt khả năng sẵn có, chi phí khai thác, hiệu quả sử dụng, an toàn và có tính cạnh tranh. Bên cạnh lĩnh vực thương mại, hậu quả môi trường nóng lên tòan cầu, mưa axít và các ảnh hưởng của chất thải phóng xạ cũng đã được đem lên bàn cân xem xét trong các chính sách về năng lượng. Có thể nói đó là một công cuộc tìm kiếm đầy khó khăn, thử thách, tốn nhiều thời gian và tiền bạc.
Bởi vì thế, hiểu về năng lượng không chỉ đơn thuần chỉ là nguồn phát sinh mà còn có cả những nhược điểm, hạn chế… vàcả những hậu quả môi trường do chính nó gây ra trong quá trình sử dụng.
1.2. Các nguồn năng lượng
Vậy năng lượng đến từ đâu? Có nhiều nguồn năng lượng mà nhân loại có thể sử dụng bao gồm
- Năng lượng điện
- Năng lượng sinh khối
- Năng lượng địa nhiệt
- Năng lượng nhiên liệu hóa thạch(dầu, than đá, khí thiên nhiên)
- Năng lượng thủy và đại dương
- Năng lượng hạt nhân
- Năng lượng mặt trời
- Năng lượng gió
- Năng lượng vận tải/chuyên chở
1.2.1 Các dạng năng lượng
Năng lượng tồn tại ở nhiều dạng như ánh sáng, nhiệt, âm và chuyển động. Tuy nhiên, năng lượng được chia thành 2 dạng chính: động năng và thế năng.
+ Điện năng là sự chuyển động của các lọai điện tích. Mọi vật được tạo ra từ những phần tử rất nhỏ gọi là nguyên tử. Nguyên tử lại được tạo nên từ những phần tử nhỏ hơn gọi là electron, proton và nơtron. Khi có lực tác động, sẽ làm các electron chuyển động. Sét là một ví dụ của năng lượng điện.
+ Năng lượng bức xạ là năng lượng điện từ theo chiều sóng ngang. Năng lượng bức xạ bao gồm ánh sáng thấy được, tia X quang, tia gama và sóng vô tuyến. Năng lượng mặt trời là một ví dụ của năng lượng bức xạ.
+ Nhiệt năng là loại năng lượng bên trong vật chất – là dao động và chuyển động của các nguyên tử, phân tử bên trong vật chất. năng lượng địa nhiệt là một ví dụ của nhiệt năng.
+ Năng lượng chuyển động (Motion Energy) là sự chuyển động của đối tượng hay vật chất từ nơi này đến nơi khác. Đối tượng hay vật chất chuyển động khi có lực tác động tuân theo định luật chuyển động của Newton. Gió là một ví dụ của năng lượng chuyển động.
+ Âm thanh là sự chuyển động của năng lượng thông qua vật chất theo sóng chiều dọc. Âm thanh được tạo ra khi có lực làm cho đối tượng hoặc vật chất dao động.
b) Thế năng là loại năng lượng tích trữ và năng lượng vị thế như năng lượng trọng trường (gravitational energy):
+ Hóa năng là loại năng lượng tích trữ trong các liên kết hóa học giữa các nguyên tử hay phân tử. Nó chính là năng lượng giữ các phần tử lại với nhau. Năng lượng sinh khối, dầu, khí thiên nhiên là hóa năng.
+ Cơ năng là loại năng lượng tích trữ trong đối tượng khi có lực tác động. Nén lò xo hoặc kéo dãn dây cao su là ví dụ về cơ năng.
+ Năng lượng hạt nhân là loại năng lượng tích trữ trong hạt nhân nguyên tử - là năng lượng giữ các hạt nhân lại với nhau. Năng lượng có thể được phóng thích khi tổng hợp hạt nhân hay phân hạch. Các nhà máy năng lượng hạt nhân phân hạch hạt nhân của nguyên tử uranium hay gọi là quá trình phân hạch (fission). Mặt trời tổng hợp các hạt nhân của nguyên tử hydro hay còn gọi là quá trình nhiệt hạch (fusion).
+ Năng lượng trọng trường là năng lượng vị thế. Khối đá nằm trên đỉnh đồi tích trữ loại năng lượng trọng trường tiềm tàng. Thủy năng (nước trong hồ bên cạnh đập) là một ví dụ của năng lượng trọng trường tiềm tàng.
1.2.2. Các nguồn năng lượng
Hiện nay, có rất nhiều nguồn năng lượng đang được sử dụng. Các nguồn năng lượng được phân ra thành 2 loại: năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo.
Than đá, dầu, khí thiên nhiên và uranium là những nguồn năng lượng không tái tạo được bởi vì sản lượng của nó có giới hạn (xem hình 1). Ví dụ dầu không thể hình thành trong một khỏang thời gian ngắn mà phải mất hàng triệu năm mới được hình thành từ xác các loại động thực vật biển.
Trong khi đó, năng lượng sinh khối, địa nhiệt, thủy năng, năng lượng mặt trời và năng lượng gió là năng lượng tái tạo được bởi vì chúng có thể hồi phục trong thời gian ngắn.
Tuy nhiên, điều mà chúng ta quan tâm không phải đó là nguồn năng lượng đến từ đâu mà chính là chúng ta có được bao nhiêu năng lượng khi khai thác nguồn đó. Hãy tưởng tượng xem, nguồn nhiên liệu hóa thạch nằm dưới lòng đất và rất khó để nói chính xác được trữ lượng của nó: nói chung, nguồn tài nguyên dự đóan biến đổi tùy thuộc vào tốc độ sử dụng. Dầu thô trong những thập kỷ gần đây càng ngày càng tăng giá do trữ lượng giảm, trong khi đó than đá và uranium thì phải đợi hàng trăm năm mới hình thành. Đó là những nguồn năng lượng có giới hạn.
1.2.3. Đơn vị của năng lượng
Để tưởng nhớ đến công ơn của nhà khoa học James Prescott Joule, Joule (J) được lấy làm là đơn vị của năng lượng trong hệ thống đo lường (International System of Units).
1.3. Những cột mốc lịch sử
Năng lượng có lịch sửtương đối dài. Từ thời thượng cổ, nguồn năng lượng ban đầu được con người khai thác và sử dụng là củi. Con người tạo ra lửa từ củi để nấu ăn, sưởi ấm và xua đuổi thú dữ. Có thể nói, lửa đã khai phá nền văn minh đầu tiên của nhân loại (xem hình 1.1).
Hình 1.1: Diễn tiến lịch sử phát triển các nguồn năng lượng
1.000.000 B.C | - Củi được sử dụng như nguồn năng lượng đầu tiên |
3000 B.C. | -Sử dụng sức một số lòai động vật (ngựa/la/lừa) để thồ hàng hóa. - Bắt đầu sử dụng đá dầu để làm chất keo trong kiến trúc xây dựng, trám thành tàu, trải đường và tinh luyện dầu thô để thắp đèn và sưởi ấm. |
1100 B.C. | - Than đá bắt đầu được sử dụng |
200 B.C. | - Người Trung Quốc sử dụng khí thiên nhiên làm bay hơi nước từ nước biển để tạo muối. |
250 - 400 A.D. | - Người La Mã cổ đại chế tạo thành công cối xay thủy lực 16 bánh với công suất trên 40 mã lực . |
800-1500 A.D. | - Năng lượng gió được sử dụng trong hàng hải |
874 A.D. | - Bắt đầu sử dụng năng lượng địa nhiệt để sưởi ấm |
1800-1826 | -Chế tạo thành công pin. -Thiết bị sử dụng năng lượng đầu tiên ở Mỹ -Phát hiện mối liện hệ giữa điện và từ trường -Faraday chế tạo động cơ môtô đầu tiên -Công bố định luật Ohms. |
1830-1839 | -Michael Faraday chế tạo máy phát điện từ -Chế tạo tế bào nhiên liệu đầu tiên. |
1840-1865 | - Bánh xe khổng lồ đường kính 72foot chạy bằng sức nước có công suất 572 ngựa, đặt tại vùng đảo Mann. - Gia đình Edwin L. Drake dò tìm giếng dầu đầu tiên tại Titusville, Pennsylvania. - Maxwell mở ra một kỷ nguyên mới cho chuyên ngành vật lý bằng lý thuyết toán của điện từ trường. Maxwell đã hợp nhất lý thuyết từ trường, điện và ánh sáng. |
1870-1880 | - Công bố patent sáng chế tuabin khí. - Chế tạo động cơ đốt cháy đầu tiên sử dụng cồn và dầu hỏa. - Xây dựng nhà máy điện đầu tiên sử dụng máy phát chổi và ánh sáng huỳnh quang tại San Francisco. |
1881-1887 | - Thomas Edison xây dựng nhà mát phát điện đầu tiên ở Anh năm 1881. -Xây dựng nhà mát phát điện đầu tiên ở Mỹ. Trong 2 tháng đầu tiên sau khi nhà máy họat động, 1300 bóng đèn được tiêu thụ và khoảng 11000 bóng được tiêu dùng trong 1 năm. Ánh sáng của bóng đèn gấp hàng trăm lần ánh sáng nến, đó là lý do khiến nhiều người chuyển sang dùng điện. - Nhà máy thủy điện đầu tiên ra đời (Wisconsin). - Phát minh máy biến thế. - Phát minh máy tua bin hơi. - Stanley cải tiến máy biến thế và phát minh hệ thống dòng điện xoay chiều. - Teslaphát minh động cơ điện cảm ứng có từ trường, ứng dụng trong chế tạo thiết bị động cơ và giúp chuyển đổi dòng điện xoay chiều trở nên kinh tế hơn. - Phát minh điện tử. |
1898-1988 | Tái sử dụng năng lượng từ đốt rác ở New York vừa làm giảm khối lượng rác và tái sử dụng năng lượng thông qua quá trình nhiệt. |
1900s-1950 | Cối xay gió bơm nước và phát điện ở vùng xa dân cư cộng đồng. |
1900-1910 | - Thành lập trạm tua bin đầu tiên trên thế giới (Chicago). - Nhà máy thủy điện Shawinigan lắp đặt máy phát có công suất lớn nhất (5,000 Watts) và đường dây cao thế lớn nhất và dài nhất trên thế (136 Km and 50 Kilovolts) kéo dài đến Montreal. - Chế tạo máy phát tuabin hơi 5 megawatt - Điện địa nhiệt bắt đầu được thương mại hóa ở Italy. -Chế tạo máy hút bụi điện đầu tiên -Xuất xưởng máy giặt điện đầu tiên - Xe hơi model T của hãng Henry Ford sử dụng kết hợp 2 loại nhiên liệu sử dụng là ethan và xăng - Một trong những sự kiện vĩ đại trong thế kỷ 20 chính là công bố phát minh học thuyết tương đối của Einstein E=mc2. Einstein đã tạo ra một kỷ nguyên mới cho nền vật lý học thông qua hợp nhất khối lượng, năng lượng, từ trường, điện từ và ánh sáng. Phát minh của Einstein kéo theo các ngành năng lượng hạt nhân, vũ khí hạt nhân, y học hạt nhân và vật lý thiên văn ra đời. |
1911-1919 | - Xây dựng thiết bị điều hòa không khí đầu tiên. - Lắp đặt thiết bị kiểm soát ô nhiễm không khí đầu tiên (sử dụng than xỉ). - Chế tạo tủ lạnh điện đầu tiên. - Kết thúc chiến tranh thế giới thứ 1 (11.1918) -Phát triển lý thuyết phân hạch hạt nhân |
1920-1930 | -Thành lập Ủy ban liên bang Năng lượng(Federal Power Commission -FPC) -75% dân số Mỹ sử dụng năng lượng than đá - Xây dựng các thành phần đầu tiên của truyền. - Xây dựng hệ thống đường dẫn khí thiên nhiên 200 dặm đầu tiên từ Louisiana đến Texas. - Ủy ban Thương mại liên bang điều tra các công ty mẹ. - Phát minh động cơ phản lực. - Dầu lửa và dầu bắt đầu thay thế gỗ trong một số ngành thương mại, giai thông và các thiết bị dân dụng. |
1933-1939 | - Mô tả phản ứng dây chuyền hạt nhân. - Hiệp ước Năng lượng liên bang ra đời. - Tổng thống Franklin D. Roosevelt ký văn bản luật quản lý điện khí hóa nông thôn (the Rural Electrification Administration-REA). -Phân hạch nhân tạo hạt nhân uranium - Phát triển máy bay động cơ phản lực đầu tiên. |
1940-1949 | - Xây dựng nhà máy nhiên liệu ethan đầu tiên tại Mỹ. - Thực hiện thành công phản ứng dây chuyền hạt nhân đầu tiên tại Chicago. -Ném bom nguyên tử đầu tiên - Hiệp ước năng lượng nguyên tử quyết định thành lập Ủy Ban Năng lượng nguyên tử Atomic Energy Commission (AEC). |
1950s | - Điện và khí thiên nhiên dần dần thay thế gỗ trong sưởi ấm nhà và các khu thương mại. - 22% dân số Mỹ sử dụng sản phẩm chưng cất từ dầu. - Khoảng trên 1/3 gia đình Mỹ sưởi ấm bằng than đá - Khoảng 25% gia đình Mỹ sử dụng khí thiên nhiên để sưởi ấm - Khoảng 0.6% gia đình Mỹ sử dụng điện để sưởi. - Các ngành công nghiệp sử dụng nhiên liệu chủ yếu từ than đá. Xe lửa và tàu thủy chạy bằng hơi nước vẫn dùng lượng lớn nguồn than đá. - Lò phản ứng thí nghiệm của Ủy ban Năng lượng nguyên tử phát điện đầu tiên từ năng lượng hạt nhân. Anh quốc hòan tất lò phản ứng thương mại đầu tiên tại lâu đài Calder năm 1956. Một năm sau, tàu ngầm hạt nhân của Mỹ ra đời. - Lò phản ứng hạt nhân đầu tiên được thực hiện dưới nước - Đường dây cao thế 345 Kilovolt đầu tiên. - Đơn đặt hàng nhà máy năng lượng hạt nhân đầu tiên. - Xây dựng đường dây dòng điện cao thế một chiều đầu tiên (high voltage direct current-HVDC) (20 megawatts/1900 Kilovolts, 96 Km). - Năm 1954, hiệp ước năng lượng nguyên tử (Atomic Energy Act) công nhận quyền sỡ hửu lò phản ứng hạt nhân. |
1960s | - Hiệp ước Không khí sạch (Clean Air Act) được ký kết. - Ký kết hiệp ước Chính sách Môi trường Quốc gia (National Environmental Policy Act) năm 1969. |
1970s | - Ban hành đạo luật chất lượng nước và môi trường. - Bổ sung và mở rộng vai trò của chính phủ liên bang (the Federal Government) trong kiểm sóat ô nhiễm không khí - Hiệp ước Nước sạch (The Clean Water Act) ra đời năm 1972 nhằm tính đến ảnh hưởng của nước thải từ nhà máy điện và các khu công nghiệp điện. - Lệnh cấm vận dầu lửa của Ả rập được thực hiện để chống lại Mỹ và Hà Lan. - Ban hành hiệp ước “Chính sách và bảo tồn năng lượng”(The Energy Policy and Conservation Act (EPCA)) năm 1975, đạt được một số mục tiêu như thiết lập khu vực dự trữ dầu thô và cải thiện hiệu suất sử dụng nhiên liệu trong động cơxe hơi. -Tai nạn hạt nhân tại Brown’s Ferry và Three Mile Island. |
1980s | - Rò rỉ tại nhà máy hạt nhân Chernobyl (USSR). |
1990s | - Bổ sung yêu cầu kiểm sóat ô nhiễm trong khế ướcKhông Khí sạch (Clean Air Act). - Trữ lượng địa nhiệt trên thế giới ước khoảng trên 6,000 megawatts. - Trên 50% gia đình người Mỹ sử dụng khí thiên nhiên để sưởi ấm và khoảng 29%sử dụng điện. |
2000 | - Chế tạo thành công tế bào nhiên liệu hiệu suất cao. |
10 dự án năng lượng có thể cứu giúp thế giới
(http://www.techradar.com/news/world-of-tech/10-green-projects-that-just-might-save-the-world-591987)- Đối mặt với sự tăng trưởng dân số, thảm họa môi trường và các nhu cầu của cuộc sống về năng lượng ngày càng cao, thế giới cần tìm ra những giải pháp để phát triển bền vững.
Thật may mắn là các kĩ sư có tầm nhìn xa và các quan chức chính phủ đã tham gia các dự án lớn về nặng lượng sạch, và đây là 10 dự án tiêu biểu:
1. Nhà máy năng lượng mặt trời Qaidam Basin 
Dự án này được công bố vào tháng một năm 2009, Qaidam Basin ở phía tây-bắc Trung Quốc sẽ trở thành nhà máy năng lượng mặt trời lớn nhất TG khi nó hoàn thành với năng lượng điện tạo ra khoảng 1GW . Đây chỉ là một con số khiêm tốn so với 90GW điện mà Trung Quốc có được từ nhiệt điện vào năm 2006, tuy nhiên nó cũng là một bước đi đúng hướng của Trung Quốc trong vấn đề năng lượng.
2. Nhà máy năng lượng gió Markbygden (Thụy Điển)
Với 1101 Turbines nằm trong 450 km vuông, trang trại gió Markbygden sẽ là một trong những trang trại gió lớn nhất thế giới khi nó hoàn thành vào năm 2020. Thụy Điển có kế hoạch sản xuất 50% của tất cả các nhu cầu năng lượng của mình sau đó thông qua việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo, và Markbydgen sẽ sản xuất 8% trong số đó.
3. Đập thủy điện Tam Hiệp - Trung Quốc
Đập thủy điện lớn nhất thế giới sẽ hoàn tất trong năm 2011, sản xuất ra 22500MWh điện.
Để hoàn thành đập nước, 1,2 triệu người dân đã bị di chuyển khỏi chỗ ở và các chuyên gia cũng cảnh báo về những thiệt hại về môi trường của việc thay đổi dòng nước cũng như về một trận động đất lớn có thể xảy ra.
Tuy nhiên, Tam Hiệp cũng sẽ loại bỏ một 100 triệu tấn CO2 và 2 triệu tấn SO2/năm sản sinh trong quá trình khai thác nhiệt điện và chắc chắn đất nước Trung Quốc nổi tiếng là khôn ngoan sẽ không ngần ngại trong kế hoạch này.
4. Nhà máy năng lượng mặt trời Acciona Amareleja
Hoàn thành cuối năm ngoái, năng lượng mặt trời này hiện đang là trang trại lớn nhất trên thế giới, sản xuất 93 triệu kWh điện / năm, đủ cho 30.000 hộ gia đình Bồ Đào Nha.
45 MW điện đã đi vào hoạt động bởi công ty Acciona Solar, đây là dự án mới nhất trong chiến lược lâu dài phát triển năng lượng bền vững của Bồ Đào Nha, nơi mà có ít tài nguyên thiên nhiên nhưng lại rất nhiều ánh nắng.
5. Nhà máy năng lượng sóng biển Siadar Wave
Với đặc điểm như là một đảo quốc, Vương quốc Anh có những dự án khai thác sức mạnh từ sóng biển trở thành nguồn năng lượng điện năng và dự án SWEP (Siadar Wave Energy Project ) là một minh chứng tuyệt vời cho điều đó, sự hợp tác giữa chính phủ Scotland với các chuyên gia Wavegen sẽ đem lại 4 MW điện khi nó hoàn thành vào năm 2011
6. Năng lượng địa nhiệt - Geothermal power ở Philippines
Đây là đất nước nổi tiếng với “nhiệt hạch” một tài nguyên thiên nhiên giàu có, tạo ra những gigawatts điện rẻ và bền vững. Nhà máy nhiệt điện của Leyte có thể sản xuất 708MW điện đủ để đáp ứng được 28% nhu cầu của Phi-lip-pin về năng lượng.
7. Nhà máy năng lượng mặt trời Topaz - California
Dự án Topaz sẽ hoàn thành trong năm 2012 đến 2013 với 550MW điện trên 100 dặm về phía bắc Los Angeles và sẽ tạo ra điện năng 3600 khoảng 190.000 gia đình Mỹ
8. Nhà máy điện mặt trời của Tây Ban Nha
Nhà máy điện mặt trời gần Seville, Tây Ban Nhà đã trở thành một trong những nhà máy sản suất năng lượng sạch được nhắc tới nhiều nhất ở Châu Âu.
Nó bao gồm một mảng lớn được ghép bằng 600 tấm thép, chuyển ánh sáng mặt trời chiếu vào một tháp năng lượng cao115m. Nước sẽ bị bốc hơi, làm quay ổ đĩa Turbines và điện năng tạo ra có thể đáp ứng nhu cầu cho 6,000 gia đình sử dụng, mục tiêu cuối cùng của nó là tạo ra nguồn điện năng đủ dùng cho 600.000 gia đình.
9. Dự án năng lượng gió Maglev
Những Turbines sản xuất ra năng lượng điện từ gió đã được đặt tại Trung Quốc, trong một dự án của chính phủ nước này với công ty về công nghệ sản xuất năng lượng gió Maglev của Hoa Kì. Dự kiến mỗi Turbine có thể sản xuất số điện khổng lồ lên tới 2GW.
10. Thành phố năng lượng mặt trời Babcock Ranch
Dự án này hiện vẫn đang chờ phê duyệt, Babcock Ranch là một tổ hợp gồm 19.500 ngôi nhà trong thành phố năng lượng mặt trời, Babcock Ranch có thể sản sinh ra tới 75MW điện.
Nhà phát triển Kitson của Hoa Kỳ và đối tác cho biết thành phố sẽ cung cấp năng lượng điện cho Nhà nước theo yêu cầu và cư dân của Babcock Ranch sẽ phải tuân thủ một số quy ước đặc biệt về năng lượng tại thành phố này.Bài toán dự án nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận
Chủ trương đầu tư dự án Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận đã được Chính phủ chính thức trình Quốc hội xem xét, thảo luận. Dự kiến tổng số vốn dành cho dự án 11 - 12 tỉ USD.
Nhà máy điện hạt nhân đã được xây dựng ở nhiều nước trên thế giới, song với VN đây còn là lĩnh vực quá mới. Do đó dự án đang được xem xét ở các cấp để có được phương án tối ưu nhất: theo công nghệ nào, những yếu tố cần và đủ là gì?...
Kỳ 1: Lựa chọn công nghệ
TT - Trên thế giới, lò phản ứng hạt nhân cho nhà máy điện đã đến thế hệ thứ tư. Tuy nhiên, báo cáo dự án điện hạt nhân của VN do Bộ Công thương chủ trì đang đề xuất VN sẽ sử dụng lò thế hệ thứ hai và thuộc loại lò phản ứng nước nhẹ. VN chọn công nghệ nào sẽ quyết định mức an toàn và mức đầu tư?
Bốn thế hệ lò
Hiện nay trên thế giới các nhà máy điện hạt nhân đang được vận hành với các lò phản ứng thuộc bốn thế hệ khác nhau. Theo TS Hà Văn Thông, nguyên phó viện trưởng Viện Khoa học và kỹ thuật hạt nhân, người từng được Cơ quan Năng lượng nguyên tử thế giới (IAEA) mời tham gia đề tài “Tính toán thiết kế vật lý neutron cho lò phản ứng FBNR - lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ 4”, dù thuộc thế hệ nào thì lò phản ứng hạt nhân đều sử dụng nguyên lý chuyển tải nhiệt năng thu được từ phản ứng phân hủy hạt nhân.
Trong bốn thế hệ lò phản ứng cho các nhà máy điện, thế hệ lò thứ nhất được sản xuất trong những năm 1950 với công suất nhỏ cơ bản đến nay đã không còn được sử dụng. Lò phản ứng thế hệ thứ hai gồm có nhiều loại, nhưng cơ bản chia ra hai loại công nghệ: làm mát bằng nước nặng và nước nhẹ. Lò nước nặng sẽ sử dụng urani tự nhiên làm nhiên liệu vì nước nặng ít hấp thụ neutron. Lò nước nhẹ là dùng loại nước thường để làm mát, dùng nguyên liệu là các thanh urani đã làm giàu, chứa 3-5% urani 235.
Hiện nay thế hệ lò thứ hai vẫn còn hoạt động ở nhiều nước như Mỹ, Pháp, Nhật, Hàn Quốc, Nga... Tuy nhiên, thế hệ lò này đã có một số sự cố như nóng chảy một phần vùng hoạt ở Nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island năm 1979 (Mỹ), đặc biệt thảm họa phá hủy hoàn toàn nhà máy điện hạt nhân Chernobyl năm 1986 ở Liên Xô đã khiến các nhà khoa học phải cải tiến thiết kế và đưa ra một thế hệ lò mới: thế hệ lò phản ứng thứ ba.
Từ đầu những năm 1990, các lò phản ứng thế hệ thứ ba đã ra đời dựa trên sự cải tiến lò phản ứng thế hệ thứ hai. Thay đổi đáng kể nhất là việc thay hệ thống an toàn tích cực thành hệ thống an toàn thụ động, tức chuyển từ việc thực hiện chức năng bảo vệ an toàn cho lò phản ứng cần có người can thiệp thành tự động bảo vệ mà không cần sự can thiệp của người vận hành.
Tuổi thọ của lò thế hệ thứ ba kéo dài đến 60 năm thay vì 40 năm của thế hệ lò thứ hai. Với những cải tiến như trên, lò thế hệ thứ ba hoạt động khá an toàn. Nhưng theo tính toán, sự cố nóng chảy vùng hoạt vẫn có thể xảy ra cho dù xác suất rất nhỏ. Vì thế, các nhà khoa học công nghệ lại tiếp tục cải tiến lò thế hệ thứ ba thành hai thế hệ thứ 3+ và thế hệ thứ tư.
Đề xuất thế hệ thứ hai và cân nhắc thế hệ thứ ba
| Theo đề án được trình lên Quốc hội, dự kiến Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận, dù chọn công nghệ nào, sẽ được xây dựng để đến năm 2022 có công suất 4.000MW, đến năm 2025 sẽ phát triển thêm để có công suất 8.000MW - gấp bốn lần công suất Nhà máy thủy điện Hòa Bình và gần bằng tổng công suất tất cả nhà máy điện hiện nay của VN (khoảng 13.000MW). Vốn đầu tư riêng Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận dự kiến lên tới 11 tỉ USD. Dự án này nếu được thông qua sẽ giao cho Tập đoàn Điện lực VN triển khai. |
Lò phản ứng thế hệ thứ 3+ chính là lò thế hệ thứ ba được cải tiến rất nhiều về phương diện an toàn. Hệ thống an toàn của chúng là thụ động, hoạt động của chúng dựa vào lực trọng trường mà không phải nhờ vào các lệnh điều khiển. Vốn đầu tư cho các loại lò này không bị đưa lên quá cao so với lò thế hệ thứ 3, do việc cải tiến thiết kế đã giảm một số đường ống, van, bơm và thể tích xây dựng.
Thế hệ lò thứ tư thường có công suất nhỏ được phát triển song song với thế hệ thứ 3+ với mục đích tạo an toàn tuyệt đối, không có khả năng phát triển vũ khí hạt nhân. Thế hệ lò này, theo TS Hà Văn Thông, sẽ giảm thiểu chất thải phóng xạ, thậm chí không cần phải xây bãi chôn chất thải urani cực kỳ tốn kém như các thế hệ lò phản ứng khác do có cấu trúc theo kiểu module.
Thế hệ lò này sẽ không dùng nhiên liệu urani dạng thanh mà dùng dạng bi. Hiện một số lò phản ứng mẫu có đầy đủ tính chất của một lò phản ứng thế hệ thứ tư đã được vận hành ở một số nước, điển hình là Trung Quốc.
Ông Tạ Văn Hường, vụ trưởng Vụ Năng lượng, Bộ Công thương, cho biết theo đề án trình Quốc hội để xin phép đầu tư Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận (đã được thông qua tại hội đồng thẩm định cấp nhà nước) thì VN chỉ sử dụng công nghệ lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ hai và cân nhắc thế hệ thứ ba chứ không dùng công nghệ mới nhất.
Lý do, lò thế hệ thứ hai đã được vận hành nhiều năm, đã được kiểm chứng độ chín muồi về an toàn. Theo ông Hường, ai cũng biết thế hệ thứ tư tốt hơn thế hệ thứ hai nhưng thế hệ thứ tư mới quá nên không có ai trong hội đồng thẩm định đề nghị. Trong khi đó, TS Hà Văn Thông công nhận giá của các thế hệ lò thứ ba, thứ tư đắt nhưng các thế hệ sau không phải làm mới hoàn toàn, chỉ cải tiến những lò từ thế hệ thứ hai lên. Vì vậy, nó không loại trừ những tiên tiến của thế hệ lò cũ, mà chỉ bổ sung các khả năng an toàn và tính năng tốt hơn.
Tính đến nay, theo ông Hường, đã có đến cả chục nước quan tâm đến dự án Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận và sẵn sàng cung cấp thiết bị, trong đó điển hình là các đối tác Nga, Nhật, Pháp, Hàn Quốc và cả Trung Quốc...
Trả lời Tuổi Trẻ, ông Hường cho biết việc chọn công nghệ của nước nào sẽ do Chính phủ quyết định. Tuy nhiên, quan điểm của hội đồng thẩm định là công nghệ đó phải xuất phát từ nước có quan hệ hữu hảo, là đối tác truyền thống, lâu dài với VN vì sau khi xây dựng nhà máy, VN vẫn bắt buộc phải có sự hỗ trợ lâu dài của đối tác, cả về vận hành cũng như cung cấp các thanh nhiên liệu.
“Làm nhà máy điện hạt nhân không chỉ liên quan đến năng lượng quốc gia mà còn ảnh hưởng đến kinh tế xã hội VN nên tiêu chí về quan hệ kinh tế - chính trị lâu dài với nước cung cấp, theo tôi sẽ là một tiêu chí quan trọng để lựa chọn công nghệ”, ông Hường nói.
Nên chọn thế hệ lò thứ ba trở lên
Theo GS Phạm Duy Hiển, nguyên phó viện trưởng Viện Năng lượng nguyên tử quốc gia, việc VN đầu tư để có nhà máy điện hạt nhân vào năm 2020 là cần thiết, tuy nhiên theo báo cáo đầu tư, việc xây hai nhà máy điện hạt nhân để đi vào vận hành từ năm 2020-2025 là tốc độ quá nhanh, chưa hề có tiền lệ trên thế giới.
Với 8.000MW vào năm 2025, VN sẽ đặt chân vào câu lạc bộ 15 nước hàng đầu thế giới về điện hạt nhân. Trong khi đó, nhà máy điện hạt nhân cần công nghệ rất phức tạp, đội ngũ cán bộ chuyên gia trình độ cao, phải đạt đến một trình độ khoa học, công nghệ nhất định. Đến nay mới có hơn 30 nước có nhà máy điện hạt nhân vì nó chứa đựng không ít rủi ro, nhạy cảm. Theo GS Hiển, sẽ có nhiều vấn đề hơn cho VN nếu chúng ta chỉ sở hữu chứ không làm chủ thật sự các nhà máy điện hạt nhân.
| Với một tổ máy 1.000MW ở Ninh Thuận, lượng phóng xạ hằng năm sinh ra do các thanh nhiên liệu đã cháy sẽ lên đến ngót 1 triệu curi. Nếu VN có tám lò thì con số là nhiều - theo GS Phạm Duy Hiển. Trong khi đó, TS Hà Văn Thông cho biết việc xử lý, chôn cất rác thải hạt nhân gần như chắc chắn VN sẽ tự phải làm. Chi phí để xử lý sẽ rất lớn. Đặc biệt, chi phí để xử lý cả nhà máy sau khi đã vận hành 40-60 năm sẽ cực lớn, chỉ kém đầu tư xây dựng mới, nên đây sẽ là khoản chi phí cần tính tới chứ không thể chỉ tính đến chi phí xây dựng. |
Ông Tạ Văn Hường, vụ trưởng Vụ Năng lượng - Bộ Công thương, cho biết hiện việc nghiên cứu và lựa chọn công nghệ chưa rõ nét, nhưng tiêu chí lựa chọn công nghệ của VN có hai điểm căn bản: thứ nhất phải an toàn; thứ hai công nghệ đó phải được các nước khác vận hành nhuần nhuyễn rồi, VN không thể là nơi thử nghiệm công nghệ mới.
Do vậy, ông Hường cho biết không có ý kiến nào trong hội đồng thẩm định cấp nhà nước đặt ra lựa chọn công nghệ lò mới nhất thế hệ thứ tư. “Với một nước nghèo như VN, việc bỏ ra một số tiền quá lớn chênh lệch giữa thế hệ lò thứ hai và các thế hệ lò khác cần phải cân nhắc kỹ xem có nên không” - ông Hường băn khoăn.
Theo TS Hà Văn Thông - nguyên phó viện trưởng Viện Khoa học và kỹ thuật hạt nhân, người từng được Cơ quan Năng lượng nguyên tử thế giới (IAEA) mời tham gia đề tài “Tính toán thiết kế vật lý neutron cho lò phản ứng FBNR - lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ tư” - việc lựa chọn công nghệ lò thế hệ thứ mấy sẽ quyết định mức độ an toàn về lâu dài của các nhà máy điện hạt nhân.
Ông Thông cho biết dù có độ an toàn cao nhưng thực tế thế hệ lò thứ hai đã được phát triển từ mấy chục năm trước, tính tự động hóa không tối ưu. “Lò thế hệ thứ hai đòi hỏi nhiều thao tác của cán bộ vận hành. Đôi khi khả năng thao tác của con người không kịp thì nguy cơ với nhà máy sẽ lớn hơn”.
Đặc biệt, ông Thông cho biết lò thế hệ thứ hai đã xảy ra hai tai nạn, trong đó có tai nạn thảm khốc tại Nhà máy điện nguyên tử Chernobyl của Liên Xô. Vì vậy, VN nên chọn lò thế hệ thứ ba trở lên. Những thế hệ lò mới này có tính an toàn thụ động (khi xuất hiện hiện tượng có thể dẫn đến mất an toàn, tự nó sẽ có cơ chế hóa giải kịp thời), đủ kiên cố để nhốt các chất phóng xạ không cho thoát ra môi trường khi xảy ra sự cố nóng chảy vùng hoạt và chống chịu được các va đập từ bên ngoài như máy bay rơi, động đất.
Thừa nhận việc đầu tư thế hệ lò thứ ba trở lên sẽ rất đắt nhưng TS Hà Văn Thông cũng nhấn mạnh thế hệ thứ ba đã được nhiều nước vận hành an toàn trong một thời gian dài, đã được khẳng định ưu việt hơn lò thế hệ thứ hai. Từng tham gia nhóm nghiên cứu tính toán thiết kế thế hệ lò phản ứng thứ tư của IAEA, ông Thông cho biết IAEA đã ngỏ lời muốn hỗ trợ VN sở hữu một lò hạt nhân thế hệ thứ tư phục vụ nghiên cứu với công suất khá lớn.
Còn nhiều điều phải cân nhắc, chuẩn bị
Nhấn mạnh việc đã có những sự cố điện hạt nhân lớn xảy ra trên thế giới và đều do con người, cách quản lý gây ra, GS Hiển cho rằng cần phải xem xét lại nhiều vấn đề trước khi quyết định. Cụ thể, cần phải bảo đảm chắc chắn nhiên liệu hạt nhân sẽ được cung cấp kịp thời và xử lý, chôn cất được những thanh nhiên liệu đã cháy với hoạt độ phóng xạ rất cao.
Về nguyên lý, các thế hệ lò phản ứng từ thế hệ 3+ trở xuống đều tạo ra hai loại chất thải phóng xạ: loại có hoạt độ thấp có thể chôn cất lâu dài và loại chất thải hoạt độ cao gồm các thanh nhiên liệu đã cháy. Trong chất thải hoạt độ cao này có các chất siêu urani sống hàng nghìn năm, gây hiểm họa lâu dài nhưng hầu như chưa có phương án giải quyết, nên là lý do khiến nhiều nước chống đối xây nhà máy điện hạt nhân.
Đặc biệt, theo TS Nguyễn Quốc Anh - Cục An toàn bức xạ và hạt nhân, Bộ Khoa học - công nghệ, năng lượng hạt nhân cũng không phải vô tận. Trữ lượng uranium trên thế giới chỉ khoảng 15 triệu tấn, đủ cho 440 lò đang hoạt động trong vài chục năm.
Nếu nhiều nước cùng phát triển điện hạt nhân, số lò tăng lên, giá uranium cũng có thể tăng cao và khủng hoảng uranium có thể còn trầm trọng hơn cả khủng hoảng xăng dầu. Nguyên liệu hạt nhân cũng luôn chịu sự giám sát quốc tế, từ vận chuyển, nhập khẩu, bảo quản, tái xuất... Vì vậy, chỉ cần một sơ suất vi phạm quy định, một nhà máy điện hạt nhân có thể bị cấm cung cấp nhiên liệu và phải dừng hoạt động.
Trong khi đó, theo quy định của Tổ chức Đối tác năng lượng hạt nhân toàn cầu - GNEP, các quốc gia phát triển mới tham gia điện hạt nhân dân sự không được phát triển công nghệ làm giàu hoặc tái chế nhiên liệu nội địa, mà phải nhập từ các nước được phép sản xuất nhiên liệu hạt nhân. Nếu không tham gia tổ chức trên, VN có thể sẽ phải chịu nhiều khó khăn khi muốn tiếp cận nhiên liệu hạt nhân từ nước khác.
Cũng theo TS Nguyễn Quốc Anh, suất đầu tư cho 1kW điện hạt nhân là 2.500-3.000 USD, nếu bắt đầu chi 11-12 tỉ USD làm nhà máy từ năm 2010-2020 thì mỗi năm VN cần đến trên 1 tỉ USD đầu tư. Trong khi Tập đoàn Điện lực VN được giao đầu tư đang khó khăn về vốn, theo ông Quốc Anh, Nhà nước cần tính toán kỹ, tránh tình trạng “quy hoạch treo”, kéo dài thời gian xây dựng gây lãng phí lớn.Sáng 7-11, thảo luận ở tổ về dự án thủy điện Lai Châu và nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận, các đại biểu Quốc hội đều nhất trí về chủ trương phát triển các nguồn điện cho đất nước.
Tuy nhiên, ý kiến các đại biểu lưu ý: trong quá trình triển khai các dự án này cần chú trọng đúng mức yếu tố an toàn, đảm bảo cuộc sống của người dân bị di dời để thực hiện dự án.
Tại phần thảo luận về dự án nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận, đại biểu Nguyễn Đình Liêu (Ninh Thuận) cho rằng Chính phủ cần cung cấp đầy đủ thông tin liên quan đến dự án để đại biểu có cơ sở báo cáo với cử tri.
Nên chọn công nghệ tiên tiến
ĐB Trần Thị Quốc Khánh (Hà Nội) cho rằng vì đây là lần đầu tiên nước ta triển khai một dự án điện hạt nhân, nên cần làm tốt hơn nữa việc thông tin về dự án, không chỉ với cử tri Ninh Thuận mà với cử tri cả nước. Trong khi đó, ĐB Dương Kim Anh (Trà Vinh) cho rằng việc lựa chọn công nghệ có vai trò rất quan trọng vì ngoài mức độ an toàn còn liên quan đến vấn đề nguồn vốn, đào tạo nhân lực.
ĐB Hoàng Ngọc Thái (Ninh Thuận) đưa ra 10 đề xuất, trong đó có việc lập Hội đồng an toàn hạt nhân quốc gia, việc xây dựng nhà máy phải đảm bảo không làm phá vỡ cảnh quan môi trường như khai thác cá, san hô, rùa biển, các loài nhuyễn thể... Các ĐB của tỉnh Ninh Thuận cũng kiến nghị Quốc hội khi ra nghị quyết về dự án Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận phải quy định cụ thể việc lựa chọn công nghệ theo hướng công nghệ hiện đại, tiên tiến.
Tái định cư phải tốt hơn nơi cũ
Đối với dự án thủy điện Lai Châu, ĐB Nguyễn Khắc Nghiên (Phú Thọ) và ĐB Nguyễn Văn Bé (TP.HCM) có chung một lưu ý: khu vực xây dựng thủy điện Lai Châu có cấu tạo địa chất không ổn định, hay xảy ra động đất, lũ quét nên phải tính toán thận trọng về khả năng kháng chấn, phòng lũ. “Chúng ta đưa ra cao trình 295m và mực nước dềnh của hồ thủy điện Lai Châu chỉ cách biên giới 2km, trong tình huống bất thường có ảnh hưởng đến khu vực biên giới hay không? Cái này phải tính” - ông Nghiên đề nghị.
Một vấn đề cũng được sự quan tâm đặc biệt của các ĐB là di dời và bố trí tái định cư, tái sản xuất cho người dân trong vùng dự án. Theo ĐB Triệu Mùi Nái (Hà Giang), vấn đề tái định cư cho đồng bào người dân tộc không chỉ có việc xây nhà ở, hạ tầng giao thông mà phải chú trọng bố trí tái sản xuất hoặc chuyển nghề nghiệp phù hợp.
Dẫn chứng ngay tình trạng chậm giải phóng mặt bằng, chậm bố trí tái định cư của các công trình trọng điểm quốc gia đã triển khai, nhiều ĐB đề nghị đối với hai dự án thủy điện Lai Châu và Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận phải thực hiện trước và đồng bộ di dời, tái bố trí, ổn định cuộc sống cho người dân. ĐB Đàng Thị Mỹ Hương (Ninh Thuận) đề nghị Quốc hội phải ghi thẳng vào trong nghị quyết yêu cầu Chính phủ cam kết cuộc sống của người dân tái định cư được bảo đảm bằng hoặc tốt hơn nơi ở cũ.Cần mua công nghệ tốt
Trao đổi với Tuổi Trẻ về dự án Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận, ông ĐÀO TRỌNG THI (chủ nhiệm Ủy ban Văn hóa - giáo dục, thanh niên, thiếu niên và nhi đồng) nói:
- Có hai loại công nghệ điện hạt nhân, trong đó công nghệ nước nặng vẫn phục vụ mục đích hòa bình nhưng lại có thể sử dụng để sản xuất vũ khí. Còn công nghệ nước nhẹ thì không, thường những nước không quan tâm đến phát triển vũ khí như nước ta thì nên sử dụng nước nhẹ.
* Hiện nay Chính phủ đề xuất lựa chọn công nghệ lò nước nhẹ, có thể lựa chọn thế hệ thứ hai trở lên theo nguyên tắc công nghệ hiện đại, an toàn, hiệu quả. Còn Ủy ban Khoa học - công nghệ và môi trường khuyến cáo Chính phủ nên lựa chọn công nghệ thuộc thế hệ lò thứ ba trở lên. Ông nghĩ sao?
- Công nghệ thuộc thế hệ lò thứ ba thời gian phát triển từ đầu những năm 1990 đến nay cũng đã đủ dài để kiểm chứng và đã được khẳng định rồi. Theo tôi được biết, những nước đi mua công nghệ thường chọn công nghệ thế hệ lò thứ ba. Còn những nước sử dụng công nghệ thế hệ lò thứ hai thì đó là công nghệ của họ tự phát triển (không phải đi mua) hoặc đã dùng từ khi công nghệ lò thế hệ thứ ba chưa phổ biến.
* Tầm quan trọng công nghệ là hết sức quan trọng?
- Quan trọng ở đây chính là xác định theo mức độ an toàn hạt nhân. Công nghệ thế hệ lò thứ ba có hệ thống an toàn hạt nhân thụ động, nghĩa là không phụ thuộc hoàn toàn vào yếu tố người vận hành. Các tai nạn xảy ra ở các nhà máy điện hạt nhân trên thế giới cho đến nay chủ yếu liên quan đến sự bất cẩn của người vận hành, chứ không phải liên quan trực tiếp đến chất lượng của công nghệ. Chính vì thế thế giới đã phát triển công nghệ theo hướng hoàn chỉnh hệ thống an toàn hạt nhân thụ động để khắc phục những nguyên nhân xảy ra sự cố. Vì vậy tôi cho rằng nếu lựa chọn công nghệ thuộc thế hệ lò thứ ba trở lên thì tốt hơn.
Dù vậy, trong bất cứ dự án điện hạt nhân nào thì bài toán nhân lực là hết sức quan trọng, phải chú trọng đào tạo nhân lực và đó dĩ nhiên là yếu tố cũng rất quan trọng trong vận hành công nghệ. Tất nhiên công nghệ tốt hơn thì phải mua đắt hơn, nhưng khi cân đối thì phải đặt vấn đề an toàn lên đầu.
Ông ĐẶNG VŨ MINH (chủ nhiệm Ủy ban Khoa học - công nghệ và môi trường của Quốc hội):
4 yếu tố đảm bảo an toàn điện hạt nhân
Vấn đề mà chúng tôi quan tâm hàng đầu ở dự án điện hạt nhân Ninh Thuận là sự an toàn. Muốn giải quyết vấn đề an toàn thì có bốn yếu tố.
Thứ nhất là công tác chuẩn bị. Kinh nghiệm các nước cho thấy cần ít nhất 15 năm chuẩn bị các vấn đề liên quan, từ các văn bản pháp luật về sử dụng năng lượng nguyên tử cho đến tìm hiểu kinh nghiệm các nước, đào tạo cán bộ và lựa chọn địa điểm…
Thứ hai là công nghệ phải hiện đại, sao cho đến năm 2020 khi Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận đi vào hoạt động thì công nghệ mà chúng ta lựa chọn vẫn là công nghệ tiên tiến. Có những công nghệ hôm nay là hiện đại nhưng hơn mười năm nữa chưa chắc đã hiện đại, cho nên ở đây phải có tầm nhìn trước.
Thứ ba là đào tạo cán bộ, công nhân kỹ thuật. Có nắm kỹ công nghệ và nguyên lý hoạt động của nhà máy thì mới điều hành nhà máy an toàn, vì vậy cán bộ sau khi được đào tạo về phải tham gia ngay từ khâu lắp đặt, vận hành thử…
Thứ tư là công tác quản lý vận hành nhà máy, yêu cầu kỷ luật lao động hết sức nghiêm.
Tại các nước, nhà máy điện hạt nhân luôn là một chủ đề tranh cãi nhiều năm. Tại VN, dù mới ở chủ trương nhưng cũng có nhiều ý kiến khác nhau. Đây được xem là những phản biện thực tế để có quyết định đúng đắn.
1. Nuclear Power – Nuclear energy harnesses nuclear power technology to extract energy from the controlled reactions of the atomic nuclei. Up until 2007, nuclear energy accounted for 14% of the world’s energy supply with Japan, France and US producing 56.5% of the world’s nuclear energy supply.
2. Compressed Natural Gas, CNG – The compressed Natural Gas or CNG is the cleaner fossil fuel substitute to crude oil based products as it does not cause greenhouse effect. Natural Gas powered vehicles are now gaining popularity in Europe and elsewhere in the face of rising cost of fuels.
3. Biomass – Biomass is the recyclable source of energy that comes from both living and dead biological matter. The biomass technology is harnessed to power heavy industries using common trash such as wood chips, yard clippings and dead trees.
4. Geothermal Energy – Geothermal energy is the recyclable energy source that is directly extracted from the earth using natural process. The technology can be used to extract the energy required to deliver the residential heating requirement. It can also operate on a large scale to deliver electricity in a large scale through a geothermal power plant.
5. Radiant Energy – This power generation concept can generate the same amount of energy as the ordinary electricity at less than 1% of the generating cost. Switzerland is presently operating about 6 models using the technology of radiant energy.
6. Hydroelectricity – The hydroelectricity draws energy by converting hydropower into electricity. Among all the recyclable sources of energy, the hydroelectricity is the most widely used worldwide.
7. Wind Energy – Wind energy is the form of recyclable source of energy that is harnessed from wind powered turbines and which is converted into electricity.
8. Solar Power – Solar power is the form of recyclable source of energy that harnesses the power of the sun. It is considered as the energy source alternative that holds a lot of potential and is gaining considerable progress with the application of advanced and cutting edge solar power technology.
9. Wave Energy – The wave energy converts the energy that comes from surface waves into usable energy. It is used for power generation, desalination of water and even pumping of water in reservoirs.
10. Tidal Energy – Tidal energy is used as recyclable energy source by harnessing barrage generation process or tidal stream generation process. It is considered eco-friendly and has less impact on the environment.NEW YORK (CNNMoney.com) - Người Mỹ không nổi tiếng cho lắm về những đường lối tiết kiệm năng lượng. Có thể bởi vì họ thiếu hiểu biết về chuyện các đồ dùng sử dụng bao nhiêu năng lượng.
Trong khi thường thường người ta có thể xếp hạng các đồ dùng theo số năng lượng sử dụng - thí dụ máy sấy quần áo sử dụng nhiều năng lượng hơn lò nướng bánh mì (toaster) - họ hơi bị lạc lõng khi cần đo lường số năng lượng tiết kiệm được, theo một cuộc nghiên cứu mới đây của những nhà nghiên cứu tại Ðại Học Columbia và những nơi khác.
Thí dụ: Hầu hết mọi người đều biết rằng một máy điện toán xách tay sử dụng ít năng lượng hơn một máy để bàn. Nhưng ít người biết chiếc máy xách tay chỉ sử dụng một phần ba số năng lượng.
Gần 20% nói rằng tắt đèn là điều lớn nhất mà họ có thể làm để tiết kiệm năng lượng. Trên thực tế, việc tắt đèn chỉ tiết kiệm được một số nhỏ năng lượng so với những thứ như cách nhiệt căn nhà hoặc mua các dụng cụ có hiệu năng cao.
Trắc nghiệm sự hiểu biết của bạn
Người Mỹ có khuynh hướng ước lượng hơi cao về số năng lượng mà các vật dụng nhỏ như đèn và máy điện toán xách tay sử dụng, và ước lượng quá thấp về số năng lượng tiêu thụ bởi những vật dụng lớn như máy rửa chén và máy điều hòa không khí.
Họ cũng có khuynh hướng nói rằng việc cắt bớt hoạt động - không sử dụng đèn, không sử dụng xe hơi - có hiệu quả nhiều hơn so với việc đầu tư vào các vật dụng có hiệu năng cao hơn.
“Ðó là những gì mà họ có thể làm bây giờ, và điều đó dễ thực hiện hơn mà không cần một phí tổn trả trước,” theo lời bà Shahzeen Attari, một trong số các tác giả của cuộc nghiên cứu và là một học giả tại Ðại Học Columbia.
Một điều cũng đáng ngạc nhiên: Cuộc nghiên cứu cho thấy rằng những người nói họ có thực hiện việc tiết kiệm lại có điểm tệ hơn trong cuộc hỏi đáp so với công chúng nói chung.
Cuộc nghiên cứu đã đưa tới vài tranh cãi trong cộng đồng những nhà tranh đấu cho môi trường, với vài người chất vấn các con số mà bà Attari đã sử dụng để xác định những hoạt động nào tiết kiệm nhiều năng lượng hơn.
Là một người quê quán ở Dubai và đã học ngành kỹ sư tại trường đại học, bà Attari nói hiện giờ bà chú trọng vào sự giao nhau giữa ngành kỹ sư và tâm lý như một phương tiện tốt hơn để giúp công chúng lợi dụng những tiến bộ khoa học nhằm giảm bớt việc phóng thải chất khí nhà kính.
Bà nói: “Chúng ta nghiên cứu hệ thống được kế hoạch hóa, nhưng chúng ta không nghiên cứu phương cách mà người dân tương tác với hệ thống đó.” Bà nhấn mạnh rằng cuộc nghiên cứu của bà không có ý đề nghị mọi người ngưng làm những điều như tắt đèn, nhưng cũng nhìn vào những lãnh vực khác để có thể tiết kiệm được năng lượng nhiều hơn.
“Chúng ta cần cả hai, cắt giảm việc sử dụng và sự hữu hiệu về năng lượng,” bà nói. (n.n.)
Về cơ bản, năng lượng được chia làm hai loại, năng lượng chuyển hóa toàn phần (không tái tạo) và năng lượng tái tạo dựa trên đặc tính của nguồn nhiên liệu sinh ra nó.2.1 Năng lượng vật chất chuyển hóa toàn phần
Đây là một dạng năng lượng mà nhiên liệu sinh sản ra nó không có khả năng tái sinh và vĩnh viễn mất đi. Đại diện cho nhóm này bao gồm các dạng năng lượng đến từ nhiên liệu hóa thạch và năng lượng nguyên tử.
2.1.1 Năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch (Fossil Fuels)
Các nguồn nhiên liệu chính cho nhóm này gồm có than, dầu và khí đốt. Các lọai nhiên liệu này hình thành thông qua sự hóa thạch của động thực vật dưới một thời gian rất dài tính trên hàng triệu năm. Chính vì vậy việc bổ sung cho loại nhiên liệu này gần như là không có, và một ngày nào đó chúng sẽ vĩnh viễn không còn để phục vụ đời sống con người. Ngoài ra, năng lượng đến từ nhiên liệu hóa thạch còn là tác nhân chính trong việc tác hại đến môi trường như làm tăng độ ấm của trái đất thông qua chất thải CO2 phát sinh từ việc đốt than, dầu và khí. Cũng như SO2 là nhân tố chính của những cơn mưa axit được hình thành từ việc đốt than. Nếu không được quan tâm đúng mức từ cơ quan quản lý và chính quyền, môi trường cục bộ địa phương cũng như trên toàn bề mặt của quả đất sẽ bị tàn phá một cách nghiêm trọng và đời sống của con người sẽ bị ảnh hưởng rất lớn.
Tuy nhiên cho đến thời điểm hiện tại, năng lượng đến từ loại nhiên liệu hóa thạch vẫn đóng góp trên 90% năng lượng tiêu thụ trên toàn thế giới thông qua những ứng dụng sưởi ấm, sinh hoạt, vận chuyển và phát điện. Do những đặc tính như dễ khai thác, dể sử dụng, tương đối rẻ cũng như ít nguy hiểm và dễ dàng vận chuyển, xây dựng mô hình tiêu thụ nên lọai nhiên liệu này vẫn được sử dụng nhiều nhất để phục vụ đời sống con người.
2.1.2 Năng lượng từ nhiên liệu nguyên tử(Nuclear Power)
Năng lượng nguyên tử được sản sinh từ Uranium thông qua những quá trình phản ứng chuỗi liên kết. Một lượng nhiệt khổng lồ được sinh ra trong quá trình phân hạch của phân tử Uranium-235 được dùng để đun sôi nước. Hơi nước sinh ra ở nhiệt độ cao tạo thành luồng hơi di chuyển, tác động vào những cánh quạt của turbines để quay máy phát điện. Dòng điện được sản sinh ra và truyền tải đến người tiêu dùng để phục vụ các nhu cầu của đời sống.
Năng luợng nguyên tử có những ưu điểm như nhiên liệu sử dụng tương đối rẻ, không sản sinh ra khói và khí CO2, góp phần làm giảm hiệu ứng nhà kính. Ngoài ra với khả năng sản sinh ra một lượng nhiệt khổng lồ nhưng chỉ tạo nên một lượng chất thải rất nhỏ nên năng lượng nguyên tử cũng được nhiều khoa học gia và chính phủ trên thế giới chú ý đến. Trên hết là khả năng sinh nhiệt của nhiên liệu nguyên tử rất ổn định, gần như là 100%.
Tuy nhiên những ưu điểm của năng lượng đến từ nhiên liệu nguyên tử vẫn chưa đủ để nó được chấp nhận ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày. Lượng khí thải nhỏ nhoi mà nó sinh ra trong và sau quá trình chuyển hóa sang năng lượng hữu ích như điện rất nguy hiểm và có thể tồn tại hàng trăm năm thậm chí hàng ngàn năm. Sau biến cố Three Miles Island tại Mỹ và Chernobyl tại Liên Xô cũ, chính phủ và nhân dân của nhiều nước càng lo ngại về an toàn xã hội trong việc ứng dụng điện nguyên tử. Xử lý chất thải hạt nhân và an toàn vận hành nhà máy điện là hai vấn đề khiến hơn 30 năm qua gần như không một nhà máy điện nguyên tử nào được cấp phép họat động ở các nước tiên tiến. Liệu sự cấp bách của vấn đề thiếu hụt năng lượng trên tòan thể giới và những kỹ thuật hiện đại trong việc ứng dụng an toàn nhiên liệu hạt nhân được nghiên cứu hơn ba thập kỷ qua có đưa được nguồn năng lượng này trở lại phục vụ đời sống con nguời hay không vẫn còn là một dấu hỏi lớn.
2.2 Năng lượng tái tạo (Renewable Energy)
Đây là dạng năng lượng mà nguồn nhiên liệu của nó liên tục được tái sinh từ những quá trình tự nhiên. Mặt trời là một nguồn cung cấp sức nóng, ánh sáng, gió…gần như vô tận cho trái đất chúng ta. Hơi ấm từ lòng đất, nước chảy trên bề mặt quả địa cầu….tất cả là một nguồn nhiên liệu vô cùng tận đang chờ con người sử dụng thích hợp để phục vụ cho đời sống về lâu dài.
2.2.1 Năng lượng Mặt Trời (Solar-Power)
Đây là một dạng năng lượng mà mặt trời cung cấp cho chúng ta từ ngàn xưa. Nhờ ánh sáng của mặt trời mà chúng ta có thể nhìn thấy vạn vật cũng như nhờ sức nóng mà con người bao đời qua có thể phơi khô quần áo, phơi lúa, trồng cây….Cho đến gần đây, sức nóng mặt trời được chú trọng trong việc ứng dụng vào việc chuyển hóa sang nhiệt năng, điện năng phục vụ nhu cầu của cuộc sống. Sức nóng của ánh nắng mặt trời được tập trung lại bằng những thiết bị đặc biệt để đun nóng nước sử dụng trong gia đình hay tạo ra hơi nước để sản xuất điện.
Đây là nguồn năng lượng vô cùng tận và gần như hoàn toàn miễn phí cũng như không sản sinh ra chất thải hủy họai môi trường. Tuy nhiên năng lượng mặt trời vẫn còn đang trong thời kỳ đầu của những ứng dụng vì nó đòi hỏi những đầu tư rất lớn cho thiết bị nhưng lại chỉ chuyển hóa được một lượng rất nhỏ năng lựợng từ mặt trời sang dạng hữu ích. Hơn nữa, năng lượng mặt trời lệ thuộc vào điều kiện tự nhiên, không đủ ổn định để những thiết bị điện và điện tử có thể sử dụng một cách an toàn và hiệu quả.
2.2.2 Năng lượng Gió (Wind-Power)
Sự chuyển động của không khí dưới sự chênh lệch áp suất khí quyển tạo ra gió; nên đây cũng là một nguồn năng lượng vô cùng tận so với đời sống con người. Năng lượng gió đã được dùng để bơm nước và chạy thuyền buồm từ hàng ngàn năng trước. Tuy nhiên gần đây sức gió đang được dùng để đẩy cánh quạt chạy máy phát điện phục vụ đời sống con người.
Với ưu điểm là nguồn năng lượng gió không bao giờ cạn và hoàn toàn miễn phí, những máy quay gió cũng như những cánh đồng máy quay gió đã ra đời. Loại hình này cũng không tạo ra chất thải ô nhiễm môi trường và gần như rất thích hợp cho những khu vực xa đô thị, nơi mà lưới điện quốc gia khó có thể vươn tới. Tuy nhiên, giống như năng lượng mặt trời, loại hình năng lượng này cũng đòi hỏi vốn đầu tư khá cao và lệ thuộc vào tự nhiên. Với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, lọai hình năng lượng này đã xuất hiện nhiều ở những nước công nghiệp cao và hứa hẹn một tiềm năng kinh doanh đầy triển vọng. Hiện tại những nghiên cứu ứng dụng tổng hợp được áp dụng với nguồn năng lượng này nhằm hạn chế khả năng bất ổn định của nó để đưa vào lưới điện chính cũng như dự trữ năng lượng gió dưới một dạng khác đang được tiến hành nhiều nơi, kể cả Việt Nam.
2.2.3 Năng Lượng Thủy Triều (Tidal-Power)
Năng lượng thủy triều ứng dụng dòng thủy triều lên xuống để quay cánh quạt chạy máy phát điện. Đây cũng là một dạng năng lượng có nguồn nhiên liệu vô tận và miễn phí. Loại mô hình này không sản sinh ra chất thải gây hại môi trường và không đòi hỏi sự bảo trì cao. Khác với mô hình năng lượng mặt trời và năng lượng gió, năng lượng thủy triều khá ổn định vì thủy triều trong ngày có thể được dự báo chính xác.
Nhược điểm của lọai năng lượng này là đòi hỏi một lượng đầu tư lớn cho thiết bị và xây dựng và đồng thời làm thay đổi điều kiện tự nhiên của một diện tích rất rộng.Ngoài ra mô hình này chỉ hoạt động được trong thời gian ngắn trong ngày khi có thủy triều lên xuống và cũng rất ít nơi trên thế giới có địa hình thuận lợi để xây dựng nguồn năng lượng này một cách hiệu quả.
2.2.4 Năng Lượng Sức Nước (Hydro-Power)
Nhiều người vẫn cho rằng đây là một dạng năng lượng cổ điển vì nó xuất hiện cùng với con người hàng ngàn năm qua và được ứng dụng rộng rãi cho việc cung cấp điện tiêu dùng bên cạnh các loại hình năng lượng nhiên liệu chuyển hóa hoàn toàn. Nước được lưu trữ lại trong hồ bởi những đập ngăn nước khổng lồ. Khi nước được rơi tự do từ độ cao sẽ tạo một khối năng lượng nhất định tượng ứng với khối lượng của nước và tỷ lệ với lực hút trái đất và độ cao. Khối năng lượng đó sẽ quay cánh quạt của máy phát điện (thế năng của nước lúc này chuyển hóa thành động năng) và tạo ra điện năng để sử dụng.
Đầu tư cho loại hình năng lượng này cũng khá tốn kém nhưng nhiên liệu của nó sử dụng gần như vô tận và ít đòi hỏi bảo trì. Loại hình này cũng không tạo ra chất thải hủy họai môi trường. Điện năng được sinh ra từ mô hình này có tính ổn định cao đồng thời có khả năng tăng và giảm lượng điện tức thì nên được ứng dụng rộng rãi trên thế giới cũng như chiếm một phần quan trọng nhất trong lưới điện Việt Nam ở thời điểm hiện tại.
Tuy nhiên như đã nói trên, nhược điểm của lọai mô hình năng lượng này là đầu tư ban đầu khá cao. Đồng thời việc xây đập ngăn nước thay đổi rất lớn đền môi trường sinh thái của thượng nguồn và hạ nguồn. Loại mô hình này thường mang theo một số tác dụng phụ như điều tiết nước và chống lũ nhưng chính bản thân nó cũng tiềm ẩn những ảnh hưởng tiêu cực đến việc điều tiết nước và gây lũ không cần thiết nếu không được thiết kế hợp lý. Ngoài ra, sự thiếu hụt điện năng trên toàn cầu đã đẩy mạnh việc xây dựng nhà máy thủy điện trong những năm qua khiến nguồn nước có thể sử dụng bắt đầu trở nên khan hiếm. Nếu không có những biện pháp thích hợp để cải thiện thì những ưu điểm của mô hình này sẽ trở thành những tác nhân gây ảnh hưởng xấu đến xã hội.
2.2.5 Năng Lượng từ Sóng Biển (Wave-Power)
Gió thổi trên mặt biển tạo ra những cơn sóng không ngừng. Đây là một nguồn năng lượng dồi dào nhưng lại trải rộng nên khó gom tựu chúng lại để chuyển đổi sang năng lượng hữu ích.Đây cũng là môt dạng năng lượng vô cùng tận, không tạo chất thải, không đòi hỏi bảo trì cao và hoàn toàn miễn phí. Tuy nhiên sóng biển gần như không thể dự đoán nên sự lệ thuộc của loại mô hình này vào tự nhiên quá lớn. Ngoài ra không phải nơi nào cũng thích hợp xây dựng mô hình năng lượng này cũng như tiếng ồn của nó sẽ rất cao chứ không như tiếng ồn êm dịu của sóng biển mà các nhà thơ vẫn thường ví von.
2.2.6 Năng Lượng từ Lòng Đất (Geothermal-Power)
Năng lượng đến từ lòng đất đã xuất hiện lâu đời qua các trạng thái như núi lửa, hồ nước nóng, suối nước nóng…Trên lý thuyết cứ vào sâu trong lòng đất 36 mét thì sẽ tăng thêm 1 độ C và nhiệt độ tại tâm trái đất có thể lên đến 6000 độ C. Nước được bơm xuống khu vực có nhiệt độ cao và luồng hơi nước đi lên từ lòng đất sẽ đóng góp vào quá trình chuyển hóa năng lượng từ nhiệt sang điện năng để sử dụng hoặc được sử dụng trực tiếp nguồn nhiệt đó.Đây là dạng tài nguyên hồi phục được nhưng chậm, do quá trình tự nhiên tái tạo chúng cần thời gian dài. Vì thế, nếu khai thác quá mức có thể dẫn đến không phục hồi được nữa.
Loại mô hình này không chiếm diện tích rộng nên ít ảnh hưởng đến sinh thái. Tuy nhiên, việc tìm địa điểm thích hợp cho mô hình này không dễ, đòi hỏi kỹ thuật thăm dò và công nghệ cao do các dòng nhiệt phân bố không đều, những vùng dòng nhiệt cao thường trẻ về địa chất, đang có hoạt động kiến tạo và núi lửa. Thành phần trung bình của sự phát xạ địa nhiệt gồm 95% hơi nước, 5% cacbonic, Hydrosulfur, Mêtan, vài loại khí hiếm, Hg, As... vì thế sự hòa tan các nguyên tố khoáng trong nước địa nhiệt có thể tạo nên kết tủa trong hệ thống thiết bị, làm giảm hiệu suất sử dụng nhanh chóng và tăng chi phí. Bên cạnh đó, tiếng ồn phát sinh và sự sụt lún vùng đất xung quanh do khai thác địa nhiệt cũng là hai vấn đề đáng chú ý.
2.2.7 Năng Lượng từ Sinh Khối (Biomass Energy)
Sinh khối là các phế phẩm từ nông nghiệp (rơm rạ, bã mía, vỏ, xơ bắp v..v..), phế phẩm lâm nghiệp (lá khô, vụn gỗ v.v...), giấy vụn, mêtan từ các bãi chôn lấp, trạm xử lý nước thải, phân từ các trại chăn nuôi gia súc và gia cầm. Nhiên liệu sinh khối có thể ở dạng rắn, lỏng, khí... được đốt để phóng thích năng lượng. Sinh khối, đặc biệt là gỗ, than gỗ (charcoal) cung cấp phần năng lượng đáng kể trên thế giới. Ít nhất một nửa dân số thế giới dựa trên nguồn năng lượng chính từ sinh khối. Con người đã sử dụng chúng để sưởi ấm và nấu ăn cách đây hàng ngàn năm. Hiện nay, gỗ vẫn được sử dụng làm nhiên liệu phổ biến ở các nước đang phát triển. Sinh khối cũng có thể chuyển thành dạng nhiên liệu lỏng như mêtanol, êtanol dùng trong các động cơ đốt trong; hay thành dạng khí sinh học (biogas) ứng dụng cho nhu cầu năng lượng ở quy mô gia đình.Đây là một nguồn năng lượng khá hấp dẫn với nhiều ích lợi to lớn cho môi trường và kinh tế xã hội, nhất là về mặt phát triển nông thôn. Năng lượng sinh khối không những tái sinh được mà nó còn tận dụng chất thải làm nhiên liệu. Do đó nó vừa làm giảm lượng rác vừa biến chất thải thành sản phẩm hữu ích.
Đốt sinh khối cũng thải ra CO2 nhưng mức lưu huỳnh và tro thấp hơn đáng kể so với việc đốt than đá. Ta cũng có thể cân bằng lượng CO2 thải vào khí quyển nhờ trồng cây xanh hấp thụ chúng. Vì vậy, sinh khối lại được tái tạo thay thế cho sinh khối đã sử dụng nên cuối cùng không làm tăng CO2 trong khí quyển. Như vậy, phát triển năng lượng sinh khối làm giảm sự thay đổi khí hậu bất lợi, giảm hiện tượng mưa axit, giảm sức ép về bãi chôn lấp v.v…
Tuy nhiên, ta cần lưu ý rằng, nếu tăng cường sử dụng gỗ như một nguồn nhiên liệu sinh khối thì sẽ gây những tác động tiêu cực đến môi trường. Khai thác gỗ dẫn đến phá rừng, xói mòn đất, sa mạc hóa và những hậu quả nghiêm trọng khác. Năng lượng sinh khối có nhiều dạng, và những ích lợi kể trên chủ yếu tập trung vào những dạng sinh khối mang tính tái sinh, tận dụng từ phế thải nông lâm nghiệp.
2.3 Các dạng năng lượng khác
Ngoài hai loại năng lượng được sinh ra từ nhiên liệu trong quá trình chuyển đổi năng lượng thì còn có những dạng năng lượng khác cũng đang xuất hiện trong cuộc sống hàng ngày thông qua những quá trình lưu trữ năng lượng dưới các hình thái khác nhau như thủy điện tích năng (Pumped Storage Reservervoirs), khí Hydro (Hydrogen), Pin Nhiên Liệu (Fuel Cell).
2.3.1Thủy Điện Tích Năng (Pumped Storage Reservoirs) Do đặc tính của qui trình sản xuất và tiêu thụ điện thường không đồng nhất nên lượng điện sản xuất vào giờ cao điểm thường không đủ cho nhu cầu sử dụng, nhưng lượng điện sản xuất trong giờ thấp điểm lại dư thừa. Nếu có thể mang điện năng giờ thấp điểm bù đắp cho giờ cao điểm thì không những tránh được sự lãng phí mà còn giúp nhu cầu sử dụng trong giờ cao điểm được đầy đủ hơn. Thủy năng tích điện là một lọai mô hình kỹ thuật không trực tiếp sản sinh ra điện năng từ nhiên liệu mà tích tụ năng lượng khi dư thừa để sử dụng khi cần thiết.Đây là một trong những phương pháp san tải mà các công ty điện hay sử dụng. Thông thường thì nước được bơm lên một hồ cao vào giờ thấp điểm, khi năng lượng dư thừa. Điện năng được tích tụ và trả về dưới dạng trọng lực để quay máy phát điện khi cần thiết.Lợi điểm của mô hình này là không gây ô nhiễm môi trường vì không sinh chất thải hay khí thải. Để xây dựng mô hình này không đòi hỏi diện tích quá lớn nhưng lại có khả năng tương tác vào lưới điện rất ổn và mau chóng. Tuy nhiên đầu tư cho mô hình này khá tốn kém và theo định luật cơ bản của năng lượng, sự tổn hao trong việc tích tụ và chuyển đổi ở đây là không thể tránh khỏi. Tuy nhiên lợi dụng đặc tính cần thiết của lưới điện và sự chênh lệnh giá điện giữa các thời điểm trong ngày, xây dựng lọai mô hình này là một diều cần thíết cũng như hiệu quả kinh tế và kỷ thuật cao. Ngoài ra mô hình năng lượng này dễ dàng kết hợp với những mô hình khác cũng như dễ ứng dụng công nghệ để nâng cao hiệu quả kinh tế và kỹ thuật.
2.3.2 Năng Lượng từ Khí Hydro và Pin Nhiên Liệu (Hydrogen and Fuel Cell) Nguyên tố Hydro gần như có mặt khắp mọi nơi xung quanh cuộc sống chúng ta.Bản thân con người và cỏ cây cũng chứa một lượng lớn nguyên tố này điển hình ở dạng nước. Khí hydro (hydrogen) là một nhiên liệu sạch, nó cháy tạo ra nước và nhiệt, không có SO2, CO hay CO2 và sinh ra một số nitơ oxit nhưng với lượng rất nhỏ. Hydrogen có thể cung cấp năng lượng cho vận chuyển (dưới dạng các ôtô chạy điện dùng Hydrogen) cũng như sưởi ấm nhà ở và phát điện.
Đồng thời với nghiên cứu của những nhà sản xuất xe hơi, IEEE cũng dẫn đầu trong nghiên cứu ứng dụng những kỷ thuật tổng hợp để nhằm mục đích đưa hydrogen và pin nhiên liệu vào trong đời sống. Những mô hình sử dụng điện năng để điện phân nước cũng như tạo ra khí hydro ở nhiều trạng thái có thể tích trữ và sử dụng khi cần thiết cũng đang được đẩy mạnh. Sự kết hợp giữa năng lượng tái tạo vào việc sản xuất và lưu trữ khí hydro đang hứa hẹn những thành công lớn. Trần Vạn Thọ
Liên kết hữu dụng:
BBC Indepth programme on Energy: Fuelling the future:
http://news.bbc.co.uk/1/hi/in_depth/sci_tech/2006/energy/default.stm
Cảm ơn tác giả đã chia sẻ thông tin bài viết chuyên sâu rất hay.
ReplyDelete----------------------
Mr.Nam
CHUYÊN MÁY ĐO KHOẢNG CÁCH LASER CẦM TAY TANTRUNGNAM