CHỦ đề báo cáo NĂNG LƯỢNG tái tạo

Tuy nhiên,các nguồn tài nguyên năng lượng truyền thống đang dần trởnên khan hiếm, trở thành mối quan tâm của mọi quốc gia,nhất là trong bối cảnh triển khai các hành động ứng phó vớitác đ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

CHỦ ĐỀ BÁO CÁONĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

Giảng viên hướng dẫn : Vũ Thị Thao Sinh viên thực hiện

Mã sinh viên

1

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com

MỤC LỤC

1.Lời mở đầu 4

2 Khái niệm về năng lượng, năng lượng tái tạo 5

2.1 Năng lượng là gì ? 5

2.2 Năng lượng tái tạo là gì ? 5

3 Tính kịp thời của năng lượng tái tạo 6

4 Các dạng năng lượng tái tạo 7

4.1 Các dạng thường thấy 7

4.1.1 Năng lượng mặt trời 7

4.1.2 Năng lượng gió 8

4.1.3 Năng lượng địa nhiệt 10

4.1.4 Năng lượng thủy điện 10

4.1.5 Năng lượng thủy triều 11

4.2 Các dạng năng lượng sinh học tái tạo 11

4.2.1 Nhiên liệu Etanol 12

4.2.2 Nhiên liệu Metanol 13

4.2.3 Nhiên liệu Butanol 13

4.2.4 Dầu diesel sinh học 14

4.3 Nhiên liệu sinh khối rắn 15

4.3.1 Khái niệm 15

4.3.2 Chất bã của sinh khối đã qua xử lý 16

4.3.5 Các loại bã thải khác 18

5 Ưu nhược điểm của năng lượng tái tạo 19

5.1 Ưu điểm 19

5.2 Nhược điểm 20

6. Xu hướng đầu tư vào năng lượng tái tạo trên thế giới và triển vọng năng lượng tái tạo ở Việt Nam 21

7 Kết luận 24

8 Tài liệu tham khảo 25

3

1 Lời mở đầu.

Năng lượng được xem là nhân tố quan trọng để đáp ứngnhu cầu tăng trưởng của nền kinh tế và dân sinh Tuy nhiên,các nguồn tài nguyên năng lượng truyền thống đang dần trởnên khan hiếm, trở thành mối quan tâm của mọi quốc gia,nhất là trong bối cảnh triển khai các hành động ứng phó vớitác động của biến đổi khí hậu đòi hỏi phải đa dạng các nguồnnăng lượng, sao cho vừa đảm bảo an ninh năng lượng, vừahạn chế được các chất thải gây hiệu ứng nhà kính, bảo vệ môitrường Nguồn năng lượng thay thế đã được minh chứng hiệuquả, đó là năng lượng tái tạo

Phát triển năng lượng tái tạo là giải pháp hiệu quả nhằmđảm bảo an ninh năng lượng và giải quyết các vấn đề môitrường, biến đổi khí hậu mang tính toàn cầu, đem lại những

cơ hội mới cho các ngành, lĩnh vực quan trọng khác

Năng lượng tái tạo đang được sử dụng tại một số quốc gia

và tổ chức quốc tế Theo đó, tùy thuộc vào từng bối cảnh lãnhthổ cụ thể sẽ ưu tiên lựa chọn phương thức đo lường phù hợp

để xác định việc làm trực tiếp, gián tiếp phát sinh Kết quả dựbáo mang tính khách quan, kịp thời sẽ là cơ sở khoa học cầnthiết cho các chiến lược phát triển lãnh thổ và ngành nghềkhác

4

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com

2 Khái niệm về năng lượng, năng lượng tái tạo.

2.2 Năng lượng tái tạo là gì ?

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 như năng lượng mặt trời, gió, mưa, thủy triều, sóng vàđịa nhiệt Năng lượng tái tạo, thường được gọi là năng lượngsạch, là nguồn năng lượng tự nhiên liên tục được bổ sung, tái

sử dụng vô hạn, là nguồn năng lượng rất lớn, nhiều đến Nănglượng tái tạo hay năng lượng tái sinh là năng lượng từ nhữngnguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạnnhư năng lượng mặt trời, gió, mưa, thủy triều, sóng và địanhiệt Năng lượng tái tạo, thường được gọi là năng lượngsạch, là nguồn năng lượng tự nhiên liên tục được bổ sung, tái

sử dụng vô hạn, là nguồn năng lượng rất lớn, nhiều đến mứckhông thể cạn kiệt Ví dụ: ánh sáng Mặt trời hoặc gió chính là

nguồn năng lượng tái tạo, chúng có sẵn và sản sinh liên tục, mang lại nhiều lợi ích, ứng dụng thực tế.

3 Tính kịp thời của năng lượng tái tạo .

Từ xưa đến nay, nguồn nguyên liệu hóa thạch được coi

là nguồn năng lượng truyền thống, được sử dụng từ rất lâu

về trước Trong thập kỷ qua, Việt Nam đã nổi lên như một trong những nền kinh tế phát triển nhanh nhất thế giới.

Sử dụng nhiên liệu hóa thạch, vốn là nguồn năng lượng chủ đạo và quan trọng đối với tăng trưởng kinh tế, đang tăng lên đáng kể Không nghi ngờ gì nữa, dự báo về nhu cầu nhiên liệu hóa thạch là cần thiết để hiểu rõ hơn về nhu cầu năng lượng, nhiên liệu pha trộn, và chiến lược phát triển của Việt Nam.

Nhiều tờ báo đã cung cấp triển vọng về nhu cầu than, dầu

và khí đốt trong Việt Nam đến năm 2050 Dự báo dựa trên các kết quả đã hiệu chỉnh từ một mô hình kết hợp (kết hợp một Phiên bản GTAP‐ R dành cho tài nguyên và mô phỏng vi

mô phương pháp tiếp cận) và cơ sở dữ liệu năng lượng Dưới đường cơ sở kịch bản (kinh doanh như thường lệ), từ năm 2018 đến năm 2050, nhu cầu về than, các sản phẩm dầu và khí đốt dự kiến sẽ tăng gấp 2,47 lần, gấp 2,14 lần và gấp 1,67 lần, tương ứng Lượng phát thải cũng được dự báo

sẽ tăng lên Vì

nhiên liệu hóa thạch là nguồn cacbon chiếm ưu thế phát thải

ở Việt Nam, nó theo sau, trong tương lai, một chiến lược kếthợp nhiên liệu hiệu quả khuyến khích phát triển năng lượngtái tạo và sử dụng năng lượng hiệu quả là điều cần thiết

Để giảm thiểu việc phát thải gây hiệu ứng nhà kính, pháttriển và sử dụng năng lượng tái tạo là vô cùng cần thiết vàcấp bách ngay lúc này để bảo vệ môi trường, bảo vệ Trái Đất

4 Các dạng năng lượng tái tạo.

4 1 Các dạng thường thấy.

4 1.1 Năng lượng mặt trời.

Năng lượng Mặt Trời: là năng lượng của dòng bức xạ điện

từ xuất phát từ Mặt Trời đến Trái Đất Chúng ta có thể trực tiếpthu lấy năng lượng này thông qua hiệu ứng quang điện, chuyển

năng lượng các photon của Mặt Trời thành điện năng, nhưtrong pin Mặt Trời Trong tự nhiên có quá trình quang hợpđược cho là đã từng dự trữ năng lượng Mặt Trời cung cấpnăng lượng cho mọi hoạt động sinh học tự nhiên Trongtương lai, quá trình này có thể giúp tạo ra nguồn năng lượngtái tạo ở nhiên liệu sinh học, như các nhiên liệu lỏng

7

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com

Hình 1 Sản lượng pin/mô đun pMT của thế giới giai đoạn 2005-2019

4.1.2 Năng lượng gió.

Là động năng của không khí di chuyển trong bầu khíquyển Trái Đất, là một hình thức gián tiếp của năng lượngMặt Trời Năng lượng gió được con người khai thác từ cáctuốc bin gió Trong số 20 thị trường lớn nhất trên thế giới, chỉriêng châu Âu đã có 13 nước với Đức là nước dẫn đầu vềcông suất của các nhà máy dùng năng lượng gió với khoảngcách xa so với các nước còn lại

Hình 2: Tua bin gió

Ngoài các loại tua bin gió truyền thống thì hiện nay còn các loại năng lượng gió khác như cây điện gió, diều điện gió

Hình 3: Cây điện gió

9TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com

Hình 4: Diều điện gió

4.1.3 Năng lượng địa nhiệt.

Là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lòng Trái Đất, dohoạt động phân hủy phóng xạ của các khoáng vật, từ nănglượng Mặt Trời được hấp thụ tại bề mặt Trái Đất Năng lượngđịa nhiệt đã được dùng để phát điện Đến năm 2007 có khoảng

10GW công suất điện địa nhiệt được lắp đặt trên thế giới, cung cấp 0,3% nhu cầu điện toàn cầu

Khai thác năng lượng địa nhiệt có hiệu quả về kinh tế, cókhả năng thực hiện và than thiện với môi trường Hiện naycon người đã khai thác tiềm năng của năng lượng này rất tốt

4.1.4 Năng lượng thủy điện.

Là nguồn điện có được từ năng lượng nước Thuỷ điện lànguồn năng lượng tái tạo Thuỷ điện chiếm 20%lượng điệncủa thế giới Na Uy sản xuất toàn bộl ượng điện của mìnhbằng sức nước, trong khi Iceland sản xuất tới 83% nhu cầucủa họ(2004), Áo sản xuất 67% số điện quốc gia bằng sứcnước (hơn 70% nhu cầu của họ) Canada là nước sản xuấtđiện từ năng lượng nước lớn nhất thế giới và lượng điện nàychiếm hơn 70% tổng sản lượng điện sản xuất của họ.

Hình 5 : Thủy điện

4.1.5 Năng lượng thủy triều.

Sự nâng lên hạ xuống của nước biển có thể làm chuyểnđộng các máy phát điện trong các nhà máy thủy triều

4.2 Các dạng năng lượng sinh học tái tạo.

11

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com

4.2.1 Nhiên liệu Etanol.

Là một loại rượu được làm bằng quá trình lên men, chủyếu là từ carbohydrates được sản xuất từ đường hoặc tinh bộtcác loại cây trồng như ngô, mía, cao lương Ethanol có thểđược sử dụng làm nhiênliệu cho các loại phương tiện ở dạngnguyên chất, nhưng nó thường được sử dụng như là chất phụgia cho xăng để tăng chỉ số octan và cải thiện lượng khí thảixe

Năm 2010, sản lượng nhiên liệu sinh học trên toàn thếgiới đạt 105 tỷ lít (28 tỷ gallon Mỹ), tăng 17% so với năm

2009 và nhiên liệu sinh học cung cấp 2,7% nhiên liệu cho vậntải đường bộ của thế giới.Hoa Kỳ và Brazil là những nướcsản xuất đứng hàng đầu thế giới, cùng nhau chiếm khoảng90% sản lượng toàn cầu Nhà sản xuất diesel sinh học lớnnhất thế giới là Liên minh Châu Âu, chiếm khoảng 53% tổngsản lượng diesel sinh học trọng năm 2010 Việc sản xuấtnhiên liệu sinh học cũng dẫn đến một ngành công nghiệp ô tôphát triển rực rỡ, nơi mà đến năm2010, 79% tổng số ô tôđược sản xuất ở Brazilđược sản xuất bằng hệ thống nhiên liệuhỗn hợp gồm cồn sinh học và xăng

Hình 6: Nhiên liệu etanol

4.2.2 Nhiên liệu Metanol.

Là loại nhiên liệu đã được sản xuất từ lâu.Trong tương laingười ta hy vọng loại nhiên liệu này sẽ được sản xuất tận dụngnguyên liệu từ sinh khối như METHANOL sinh học Phương

án này khả thi về mặt kỹ thuật Việc sản xuất methanol là một

sự thay thế cho việc sản xuất hydro như trước đây

4.2.3 Nhiên liệu Butanol.

Là loại nhiên liệu được hình thành bởi sự lên men ABE(acetone, butanol, ethanol) và các thay đổi thử nghiệm của quytrình cho thấy khả năng cao năng lượng thuần với butanol làsản phẩm lỏng duy nhất Butanol sẽ tạo ra năng lượng nhiều

13TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com

hơn và được quả quyết rằng có thể bị đốt cháy “thẳng” trongcác động cơ xăng hiện tại và ít bị ăn mòn và ít tan trong nướchơn ethanol.

4.2.4 Dầu diesel sinh học.

Diesel sinh học là nhiên liệu sinh học phổ biến nhất ởchâu Âu Nó được sản xuất từ dầu hoặc chất béo đã qua sửdụng và là một chất lỏng tương tự trong chế phẩm để tạothành như khoáng thạch diesel Về mặt hóa học, nó bao gồmchủ yếu là các axit béo metyl (hoặc etyl) este (FAME)

Nguyên liệu cho dầu diesel sinh học bao gồm mỡ độngvật, dầu thực vật, đậu nành, hạt cải dầu, mè, mù tạt, lanh,hướng dương, dầu cọ, gai, pennycress field và rong Dầudiesel sinh học nguyên chất (B100, còn được gọi là dầu dieselsinh học dạng “tối giản”) hiện đang giảm lượng khí thải tới60% so với diesel thế hệ thứ hai B100 Dầu diesel sinh học cóthể được sử dụng trong bất kỳ động cơ diesel khi trộn với bất

kỳ dầu diesel dạng khoáng Trong hầu hết các trường hợp,dầu diesel sinh học tương thích với động cơ diesel từ năm

1994 trở đi Nhiên liệu này có hiệu quả làm sạch động cơ,giúp duy trì hiệu quả động cơ Ở nhiều nước châu Âu, hỗn

Hình 7 : Dầu diesel sinh học

4.3 Nhiên liệu sinh khối rắn.

Sinh khối tạo ra cơ hội cho các địa phương, các khu vực

và các quốc gia trên toàn thế giới tự bảo đảm cho mình nguồn

15TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com

cung cấp năng lượng một cách độc lập; Đây là một giải phápthay thế cho năng lượng hóa thạch, giúp cải thiện tình hìnhthay đổi khí hậu đang đe dọa Trái Đất; Nó có thể giúp nôngdân địa phương trong lúc gặp khó khăn về vụ mùa thu hoạch

và tạo việc làm tại các vùng nông thôn

Hình 8: Chất bã sinh khối.

4.3.2 Chất bã của sinh khối đã qua xử lý.

Các quá trình xử lý sinh khối đều sinh ra các sản phẩm phụ và các dòng chất thải gọi là chất bã Các chất bã này

có thể được sử dụng để sản xuất điện năng, tuy nhiên một

số chất bã cần được bổ sung một số chất dinh dưỡng hay các nguyên tố hóa học

Chất thải nông nghiệp là các chất dư thừa sau vụ thu hoạch Chúng có thể được thu gom với các thiết bị thu hoạch thông thường cùng lúc hoặc sau khi gặt hái Các chất thải nông nghiệp bao gồm thân và lá bắp, rơm rạ, vỏ trấu… Theo ước tính của WEC tổng công suất toàn cầu từ nhiên liệu từ bã thải nông nghiệp là vào khoảng 4.500 MWe Một trong những giải pháp được ứng dụng và có tiềm năng đầy hứa hẹn là tận dụng các bã thải từ công nghiệp mía đường, xử lý gỗ và làm giấy Các thống

kê cho thấy hơn 300 triệu tấn bã mía và củ cải đường được thải

ra mỗi năm, tập trung hầu hết ở các nhà máy đường Các số liệu của FAO cho thấy khoảng 1.248 tấn mía được thu hoạch vào năm

1997, trong đó là 25% bã mía ép (312 triệu tấn ) Năng lượng của

1 tấn bã mía ép (độ ẩm 50%) là 2,85 GJ/tấn Tuy nhiên, hiện nay phần lớn bị đốt bỏ hoặc để phân rã ngoài đồng, tiềm năng lớn này hầu hết vẫn đang bị bỏ phí.

17

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com

Hình 9: Bã nông nghiệp.

4.3.4 Chất thải từ gia súc .

Chất thải gia súc như phân trâu, bò, heo và gà có thể đượcchuyển thành gas hoạc đốt trực tiếp nhằm cung cấp nhiệt vàsản xuất năng lượng Ở các nước đang phát triển, bánh phânđược sử dụng như nhiên liệu để nấu nướng Hơn nữa, phângia súc có hàm lượng methane khá cao Các trang trại nàydùng phân để sản xuất năng lượng với các cách thức thíchhợp nhằm giảm thiểu các mối nguy hại đối với môi trường vàsức khỏe cộng đồng Tiềm năng năng lượng toàn cầu từ phânthải được ước lượng vào khoảng 20 EJ Tuy nhiên, hiện nayviệc sử dụng phân để tạo năng lượng ở quy mô lớn vẫn còn làmột câu hỏi lớn

Các giống cây năng lượng là các giống cây, cây cỏ được

xử lý bằng công nghệ sinh học để trở thành các giống câytăng trưởng nhanh được thu hoạch cho mục đích sản xuấtnăng lượng Cây trồng năng lượng có thể được sản xuất bằnghai cách: a) Các giống cây chuyên biệt được trồng dành riêng

ở những vùng đất đặc biệt dành cho mục đích này; b) Trồngxen kẽ với các cây bình thường khác Cả hai cách đòi hỏiphải được quản lý tốt và phải được chứng minh đem lại lợiích rõ ràng cho người nông dân về mặt hiệu quả sử dụng đất.Bao gồm: Các giống cây cỏ (năng lượng); Các giống cây gỗnăng lượng; Các giống cây công nghiệp; Các giống cây nôngnghiệp; các giống cây thủ sinh Tóm lại nguyên liệu để tạo ranhiên liệu sinh khối vẫn là nguồn năng lượng tái tạo dồi dàonhất hiện nay trên thế giới

5 Ưu nhược điểm của năng lượng tái tạo.

5 1 Ưu điểm.

Năng lượng tái tạo là nguồn năng lượng sạch, thân thiện với môi trường, ít gây ô nhiễm Nhiều ứng dụng từ nguồn năng lượng này rất hữu ích giúp tiết kiệm điện năng cho các hộ gia đình, nhà máy, xí nghiệp Đó là nguồn năng lượng lớn không sợ cạn kiệt, có thể sử dụng cho nhiều nhu cầu, và địa điểm khác

19

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com

nhau Do nó là nguồn năng lượng từ thiên nhiên nên chi phínhiên liệu và chi phí bảo dưỡng thấp.

Hình 11: Năng lượng sạch giúp bảo vệ môi trường.

5.2 Nhược điểm.

Tại sao các nguồn năng lượng tái tạo mới được quan tâmphát triển để đáp ứng phần nào nhu cầu năng lượng của nhânloại? Vì các nguồn năng lượng tái tạo cũng có quá nhiều

“nhược điểm” (so với các nguồn năng lượng truyền thống).Những nhược điểm đó là:

Không ổn định: Hầu như tất cả các nguồn năng lượng tái

tạo đều có tính chất này, rất dễ nhận biết tính chất này củanguồn năng lượng gió, năng lượng Mặt Trời, năng lượng songbiển, năng lượng thủy triều… và khó nhận biết hơn một chút

ở nguồn năng lượng thủy điện Chính vì vậy, khi hoạch địnhchính sách phát triển năng lượng quốc gia, không thể dựa

Mật độ năng lượng thấp: Quy mô, diện tích chiếm đất,

phạm vi ảnh hưởng của các dự án sử dụng năng lượng tái tạobao giờ cũng lớn hơn nhiều so với các nguồn năng lượngtruyền thống Trong khi đó công suất đảm bảo lại nhỏ

Kỹ thuật khai thác phức tạp, đòi hỏi công nghệ cao:

Đây là đặc điểm ứng với nguồn năng lượng gió, năng lượng Mặt Trời, năng lượng song biển, năng lượng thủy triều

Chi phí vận hành, bảo dưỡng cao: Vì công suất của tổ

máy không cao, sản lượng điện thấp, khu vực lắp máy rộng…nên chi phí vận hành tăng cao

6 Xu hướng đầu tư vào năng lượng tái tạo trên thế giới

và triển vọng năng lượng tái tạo ở Việt Nam.

Nhiều nước trên thế giới đang đẩy mạnh đầu tư vào cơ sở

hạ tầng và nghiên cứu và phát triển năng lượng tái tạo nhằmtăng khả năng áp dụng công nghệ điện lưới thông minh, đồngthời cải thiện hiệu suất và giảm nhanh giá thành loại nănglượng mới này hơn nữa Các nước châu Âu là những hàngđầu thế giới về chuyển đổi năng lượng Tại châu Á, nhiềuquốc gia cũng chuyển đổi sang sử dụng năng lượng sạch, tậptrung vào năng lượng tái tạo với mong muốn thúc đẩy nănglượng Mặt Trời trên quy mô toàn cầu

21

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com