Welcome to Một Gc Phố - Chc cc Bạn mọi chuyện vui vẻ & như ...
  • Năng Lượng Tương Lai

    TS.Mai Thanh Truyết

    Năng lượng chng ta đang tiu dng xuất pht từ nhiều nguồn khc nhau. Từ thin nhin, cần phải kể đến than đ, than bn, dầu hỏa, v kh thin nhin. Do nhn tạo, c nguồn năng lượng từ thủy điện cn được gọi l than trắng, nguồn nguyn tử năng, v năng lượng từ gi v từ nh sng mặt trời cng cc loại năng lượng ti tạo v năng lượng đến từ thực vật.

    Đối với cc ti nguyn thin nhin thuc nhm thứ nhất, theo ước tnh th khoảng độ 80 năm nữa, cc nguồn năng lượng trn sẽ bị cạn kiệt v con người đ v đang tận dụng tối đa, v với mức độ cấp số nhn nhanh hơn mức ti tạo của thin nhin. Do đ, ngay từ by giờ nếu khng chuẩn bị để nghin cứu hay truy tm những nguồn ti nguyn về năng lượng mới, thế giới sẽ đi dần đến sự tự hủy diệt.

    Đối với nguồn năng lượng đến từ nhm hai, thủy điện đ xuất hiện từ hơn 70 năm trước đy, v đ l nguồn hy vọng cho nhn loại trong một thời gian di. Từ ban đầu v căn cứ theo hướng suy nghĩ của những nh khoa học thời bấy giờ th thủy điện l một nguồn điện năng sạch v ton hảo v khng tạo ra nhiễm mi trường. Do đ, cc đập thủy điện được tiếp nối xy dựng ồ ạt từ cc quốc gia tn tiến cho đến những quốc gia đang pht triển. Nhưng trong khoảng 20 năm trở lại đy, khoa học gia trn thế giới đ nhận định đng đắn thm nạn mi trường do thủy điện gy ra. Đ l:

    1- Thủy điện đ lm đo lộn hon ton hệ sinh thi của một vng rộng lớn chung quanh hồ chứa cũng như ở thượng nguồn v hạ nguồn của đập;

    2- Thủy điện lm giảm thiểu hoặc hủy diệt đa dạng sinh học của ton vng;

    3- Hiệu quả kinh tế của thủy điện hon ton bị đo ngược v chi ph cần thiết để ti tạo lại mi trường thin nhin đ bị đnh mất cao hơn lợi nhuận do việc cung cấp điện năng.

    Hai th dụ điển hnh sau đy minh xc qua trường hợp của hng chuổi đập thiết lập dọc theo sng Colorado (Hoa kỳ) v Hong h (Trung Quốc); v sau hơn vi chục năm khai thc, dng chảy của hai con sng nầy khng cn điểm đến l vịnh Mễ ty cơ v biển Trung hoa nữa. Ở Việt Nam, d mới khai thc đập thủy điện trong khoảng hơn 10 năm nay, nhưng nhiều tc hại đ xảy ra như trường hợp đập Yali đ lm ngập lụt một thnh phố ở Cambodia năm 2000 sau khi được khai thc vo năm thứ hai m thi.

    Tuy nhin đối với cc nước đang pht triển ở chu như Trung Quốc, Thi Lan, Lo, Việt Nam, việc thiết lập cc đập thủy điện mới để giải quyết nhu cầu điện năng cho quốc gia trong hiện tại l một việc lm thiếu một tầm nhn nghim chỉnh cho tương lai. Họ khng rt tỉa được kinh nghiệm của cc quốc gia Ty phương đang trn đ ph vỡ cc đập đ xy dựng ng hầu ti tạo hệ sinh thi của vng, đồng thời cũng khng học hỏi kinh nghiệm về cc tc hại mi trường v khng nghin cứu tc động mi trường trong kế hoạch thiết lập đập.

    Đối với nguồn năng lượng do nguyn tử năng, mức an ton trong vận hnh vẫn l một dấu hỏi lớn v tc hại đến nhn sự v mi trường trong trường hợp tai nạn xảy ra đ lm cho nhiều quốc gia do dự khi quyết định xy dựng thm nh my.. Thm nữa năng lượng nầy thải hồi nhiều thn kh (carbon dioxide) ảnh hưởng đến tầng ozone của bầu kh quyển v nhất l phế thải nguyn tử vẫn cn l một nan đề chưa giải quyết được của nhn loại.

    Trong nhm nầy chỉ cn lại năng lượng đến từ gi v nh sng mặt trời l tương đối an ton cho chng ta. Ngoi ra, trong cuộc chiến đấu cho sinh tồn của nhn loại cần phải kể thm ngoi năng lượng gi, cn c việc truy tm nguồn thay thế cho dầu kh, đ l nguồn ha chất methanol, ethanol v cc chất phế thải gia cư v kỹ nghệ.

    Đ l cc nguồn năng lượng sạch vừa giải quyết v thay thế cc nguồn năng lượng thin nhin sắp bị cạn kiệt, v nhất l bảo vệ mi trường thin nhin đồng thời giải quyết một phần no nhiễm mi trường do con người tạo ra.


    Vo ngy 7/12/04, Viện Năng Lượng v Ngn hng Pht triển Chu vừa tổ chức một hội thảo quốc tế tại H Nội về pht triển năng lượng ti tạo v lm giảm thiểu thải hồi kh nh knh cng hạn chế sự hm nng ton cầu. Chnh hai nguyn nhn vừa kể l trọng tm của tất cả những cuộc nghin cứu về tnh trạng khan hiếm nguồn nguyn liệu dầu th trn thế giới.

    Hiện tại, con người ty thuộc vo cc nguồn ti nguyn thin nhin như than đ , dầu hỏa v cc kh đốt để tạo ra năng lượng. Cc loại năng lượng vừa kể trn ảnh hưởng rất nhiều ln hiệu ứng nh knh v hiện tượng hm nng ton cầu qua việc pht thải kh carbonic (CO2) vo khng kh, tc nhn chnh của hiện tượng hm nng ton cầu. Do đ, gần 30 năm qua, con người cố gắng truy tm những nguồn năng lượng khc trong đ nguyn liu được sử dụng l những nguồn năng lượng thin nhin như gi, nh sng mặt trời, thủy triều v sng biển v.v....Ngoi ra phế thải từ cc sản xuất kỹ nghệ, phế thải gia cư, thậm ch đến phế thải của người v th vật cũng c thể biến cải thnh năng lượng được. V cc loại năng lượng vừa kể trn c tn chung l năng lượng ti tạo.

    Ngoi ra nguồn năng lượng sinh khối (biomass) cũng l một nguồn năng lượng ti tạo quan trọng sử dụng từ cc hợp chất hữu cơ trong cy cỏ, bi rc, ph sản hữu cơ trong cng nghiệp, thậm ch đến kh thải methane từ cc bi rc.


















    Những nguồn năng lượng vừa kể trn kh phức tạp v cũng kh quan trọng, v sẽ l một trong những nguồn năng lượng chnh trong tương lai. Chng sẽ thay thế cc nguồn ti nguyn thin nhin trong việc sản xuất năng lượng nhất l điện năng. C ba lợi điểm tăng cường thm tầm quan trọng của nguồn năng lượng nầy l:

    Về Mi trường: Cng nghệ cho cc loại năng lượng ti tạo l cng nghệ sạch v nguyn liệu sử dụng hoặc đ c sẳn trong thin nhin v khng tạo ra nhiễm như mặt trời, gi, sng biển v.v...; hoặc l những ph phẩm hay phế thải từ cc cng nghệ khc thay v cần phải xử l, nay được sử dụng lại, do đ, cng nghệ ti tạo nầy đương nhin tiếp tay vo việc giải quyết nhiễm mi trường;

    Về tương lai: Đy l một loại năng lượng dnh cho cc thế hệ chu, chắc của chng ta v nguồn nguyn liệu khng bao giờ bị cạn kiệt;

    Về an ninh quốc gia: V khng cn ty thuộc vo cc nguồn nguyn liệu cổ điển, đối với một quốc gia, một khi đ đẩy mạnh cng nghệ năng lượng ti tạo, th mức an ninh quốc phng được bảo đảm thm v khng cn ty thuộc vo lượng năng lượng cần phải nhập cảng từ cc quốc gia khc.. V trong tương lai, sẽ khng c những cuộc khủng hoảng năng lượng trn thế giới như đ xảy ra vo thập nin 70.

    Song hnh với việc truy tm những nguồn năng lượng sạch v năng lượng ti tạo, nhn loại cần phải nng cao hiệu năng trong vịc dng cc loại năng lượng nầy. Chnh việc nầy cũng l một việc lm cần thiết trước nguy cơ của sự hm nng ton cầu. V đy cũng l một yếu tố quan trọng trong sự pht triển quốc gia. Từ năm 1970 đến 2000, mức sử dụng năng lượng ở Hoa Kỳ đ tăng 45%, trong lc đ tổng sản lượng quốc gia tăng 160%. Hay ni một cch khc, lượng năng lượng dng cho một Mỹ kim giảm 44% từ năm 70 đến 90. Hay cũng c thể ni, nền kinh tế quốc gia Hoa Kỳ đ dng t năng lượng hơn để pht triển v giảm thiểu nhiễm.

    C nhiều loại năng lượng ti tạo điển hnh như: năng lượng sinh khối (biomass) hay cn gọi l năng lượng vi sinh (biogas), năng lượng địa nhiệt (geothermal energy), năng lượng hydro, v năng lượng đại dương, năng lượng gi, năng lượng mặt trời, v.v

    Về năng lượng sinh khối, đy l một loại năng lượng ti tạo đặc biệt v loại năng lượng nầy c thể sản xuất trực tiếp ra kh đốt, xăng dầu cho cc hệ thống giao thng như xe cộ, xe lưả, thậm ch nguyn liệu cho my bay. C hai loại năng lượng sinh khối l rượu ethanol v dầu diesel sinh học (biodiesel).

    Ethanol hay rượu cồn l do sự ln men của cc loại chứa carbohydrat cao như tinh bột, đường v cc sợi cellulose thực vật. Ethanol l ha chất cần thiết để pha trộn vo xăng chạy xe để lm giảm thiểu lượng carbon monoxide (CO) thải hồi vo khng kh. Hiện tại lượng rượu c thể trộn lẫn vo xăng ln đến 85% thể tch. Cn diesel sinh học l do sự pha trộn giữa rượu v dầu thực vật hay động vật. Hổn hợp nầy c thể lm giảm 20% kh CO so với việc sử dụng diesel cổ điển.

    Qu trnh chuyển đổi từ năng lượng sinh khối qua địn năng gồm 2 quy trnh khc nhau như:

    Đốt trực tiếp, biến thnh kh đốt, qua sự tiu ha yếm kh (anaerobic digestion);
    Sự khử nước, sự đốt cng với một nguyn liệu khc (co-firing).

    Tuy nhin hầu hết cc nh my điện từ biomass trn thế giới đều p dụng phương php đốt trực tiếp. Cn năng lương sinh khối từ cc phế thải động vật sản xuất ra hơi nng sau khi đốt v hơi nng sẽ chạy qua một turbine v my pht điện để biến cải thnh điện năng.

    Năng lượng từ sức nng của địa cầu hay địa nhiệt đ được nghin cứu qua nhiều cng nghệ khai triển loại năng lượng nầy để biến thnh điện năng, hoặc dng để sưởi nng cc quy trnh cng nghệ cần nhiệt độ cao. Đy cũng l một loại năng lượng ti tạo từ thin nhin. Hoa Kỳ đang thử nghiệm loại năng lượng nầy ở Nevada, v đ c nhiều kết quả rất khch lệ.

    Năng lượng hydrogen đ được ch như sau: Hydrogen l một nguyn tố chiếm tỷ lệ cao nhất so với tất cả cc nguyn tố khc trn địa cầu. Nhưng hydrogen khng hiện diện dưới dạng nguyn tử hay phn tử m dưới dạng hợp chất với cc nguyn tố khc như nước gồm c hai hydrogen v một oxygen. Do đ, một khi hydrogen được tch rời, sẽ biến thnh một nguồn cung cấp nhiệt năng rất lớn v l một loại năng lượng sạch.

    Hydrogen c thể tch rời qua sự điện giải nước (H2O). Trong thin nhin, một số rong ru v vi khuẩn, qua sự tiếp hợp của nh sng mặt trời c thể phng thch ra hydrogen. Đy l một loại năng lượng khng lm nhiễm khng kh. Cơ quan quốc gia Nghin cứu khng gian Hoa kỳ từ năm 1970 đ sử dụng hydrogen lm nguyn liệu chnh cho cc hỏa tiển chuyn chở cc tu vũ trụ vo khng gian.

    Sau cng, đại dương cũng l một loại năng lượng ti lập v c thể sản xuất ra hai loại năng lượng: nhiệt năng từ sức nng của mặt trời, v cơ năng từ thủy triều v sng biển. Đại dương bao bọc hơn 70% diện tch địa cầu, do đ đy l một nguồn tiếp nhận nh sng mặt trời quan trọng nhất. Sức nng của mặt trời lm ấm nước mặt của đại dương, v độ ấm nầy cao gấp nhiều lần hơn độ ấm của dng nước biển dưới su. Sự khc biệt nhiệt độ giữa hai luồng nước biển nầy sẽ tạo ra nhiệt năng. Từ đ nhiệt năng c được sẽ biến cải thnh điện năng theo ba cng nghệ khc nhau: cng nghệ chu kỳ kn, cng nghệ chu kỳ hở, v cng nghệ hỗn hợp. Nguyn l của chu kỳ kn l lm bốc hơi nước biển ở nhiệt độ thấp qua sự hiện diện của ammoniac. Cn chu kỳ hở l lm nước biển bốc hơi dưới p suất thấp. Chu kỳ hỗn hợp l sự phối hợp của hai phương php trn. Hơi nước biển sẽ đi qua một turbine v biến thnh điện năng.

    Về loại năng lượng thủy triều v sng biển, Hoa Kỳ đ chọn một địa điểm ở Rhode Island l Port Judith lm th điểm thử nghiệm với chi ph l 1 triệu Mỹ kim. Th điểm nầy đ cung cấp 700 KW khi bắt đầu hoạt động vo năm 2006.

    Đứng trước những dự kiến về một cuộc khủng hoảng năng lượng trong tương lai, cc quốc gia trn thế giới đang chạy đua với thời gian để truy tm những loại năng lượng ti tạo mới, hầu thỏa mản tiến trnh ton cầu ha qua Nghị định thư Kyoto 1997 về nhiễm khng kh v hiệu ứng nh knh. Anh Quốc đ dự kiến đầu tư 100 triệu Mỹ kim cho nghin cứu năng lượng đại dương v hy vọng loại năng lượng nầy c thể cung ứng 10% tổng số năng lượng xử dụng cho ton quốc trong năm 2010, v ln đến 15% cho năm 2015.

    C thể đy l một dự phng tương lai rất tiến bộ về năng lượng của Anh Quốc chăng? Cu trả lời c thể được giải đp trong vi năm nữa khi cc dữ kiện khoa học được thu thập đầy đủ. V nếu dự phng nầy thnh cng th nhn loại đ thực hiện được một cuộc cch mạng lớn về năng lượng cho ton cầu.

    Kết luận

    Trn đy l những suy nghĩ đ được khơi mo để đng gp vo: 1- Việc hạn chế hiệu ứng lồng kn, v sự hm nng ton cầu theo tinh thần của Nghị định thư Kyoto 1997; 2- Giải quyết nhiễm mi trường do việc gia tăng dn số v pht triển x hội của cc quốc gia trn thế giới; 3- V nhất l để bổ tc vo sự thiếu hụt năng lượng trn thế giới trong tương lai khi cc nguồn năng lượng trong thin nhin sắp bị cạn kiệt.

    Cc quốc gia trn thế giới hiện đang đứng trước 3 vấn nạn chnh: - Nhu cầu năng lượng để pht triển kinh tề v cn bằng mức gia tăng dn số; - Nhu cầu gia tăng phc lợi của người dn; -V nhu cần giải quyết nhiễm mi trường qua việc gia tăng pht triển.

    Đối với cc quốc gia c trnh độ pht triển v kỹ thuật cao, ba nhu cầu trn đ được giải quyết v họ đang đi dần đến những cng nghệ sạch trong pht triển cộng thm viễn kiến lớn hướng về tương lai để thay thế một số nguồn năng lượng khng cn thch hợp trong việc bảo vệ mi trường.

    Đối với cc quốc gia đang pht triển trong đ c Việt Nam, hiện đang phải tập trung vo nhu cầu đầu tin, nghĩa l cần phải gia tăng pht triển để vừa giải quyết nạn gia tăng dn số vừa cố gắng thu ngắn cch biệt giu ngho so với cc nước đ pht triển; do đ họ khng c điều kiện hay khng cố gắng tạo điều kiện để thực hiện hai nhu cầu sau. V l do đ, triển vọng hội nhập vo cuộc chơi ton cầu ha của thế giới vẫn cn xa vời. V v hnh chung, chnh cc quốc gia đang pht triển đ hướng dẫn đất nước họ vo con đường bế tắc do việc pht triển khng đồng bộ, v tổ chức, thiếu kế hoạch đng đắn v di hạn gy ra, trong đ việc xem thường cng cuộc bảo vệ mi trường l một trong những nguyn nhn chnh yếu.

    Tương lai của mỗi quốc gia đều nằm trong tầm tay của những người nắm quyền bnh, v chỉ c họ với tầm nhn xa v thng thong mới c khả năng đưa đất nước cất cnh đi ln. Xin đừng l dậm chn tại chỗ, thụ động mong chờ viện trợ đến từ bn ngoi, cũng như tận tnh hủy hoại đất nước như đ xảy trong qu khứ v hiện tại.