(TIỂU LUẬN) 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 với tác

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

CHỦ ĐỀ BÁO CÁO

NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

Giảng viên hướng dẫn : Vũ Thị Thao

Sinh viên thực hiện : Bùi Đức Mạnh

Mã sinh viên : 21021005

HÀ NỘI ngày 13/06/2022

MỤC LỤC

1

2

.Lời mở đầu 4

Khái niệm về năng lượng, năng lượng tái tạo 5

2 2 1 Năng lượng là gì ? 5

.2 Năng lượng tái tạo là gì ? 5

3 4 Tính kịp thời của năng lượng tái tạo 6

Các dạng năng lượng tái tạo 7

4.1 Các dạng thường thấy 7

4 4 4 4 4 1.1 Năng lượng mặt trời 7

.1.2 Năng lượng gió 8

.1.3 Năng lượng địa nhiệt 10

.1.4 Năng lượng thủy điện 10

.1.5 Năng lượng thủy triều 11

4 4 2 Các dạng năng lượng sinh học tái tạo 11

4 4 4 4 2.1 Nhiên liệu Etanol 12

.2.2 Nhiên liệu Metanol 13

.2.3 Nhiên liệu Butanol 13

.2.4 Dầu diesel sinh học 14

.3 Nhiên liệu sinh khối rắn 15

4 4 4 3.1 Khái niệm 15

.3.2 Chất bã của sinh khối đã qua xử lý 16

.3.3 Bã nông nghiệp 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

.2 Nhược điểm 20

5 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 8 Kết luận 24

Tài liệu tham khảo 25

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 với tácđộng của biến đổi khí hậu đòi hỏi phải đa dạng các nguồn nănglượng, sao cho vừa đảm bảo an ninh năng lượng, vừa hạn chếđược các chất thải gây hiệu ứng nhà kính, bảo vệ môi trường.Nguồn năng lượng thay thế đã được minh chứng hiệu quả, 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 cơhội 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 nghề khác

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

2.1 Năng lượng là gì ?

Về cơ bản, năng lượng được hiểu là khả năng làm biến đổi

về trạng thái hoặc thực hiện công năng, tác dụng lên một hệvật chất Tất cả mọi hoạt động xung quanh chúng ta có thể diễn

ra là nhờ năng lượng, mỗi đối tượng lại sử dụng một loại khácnhau

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 lượng sạch,

là nguồn năng lượng tự nhiên liên tục được bổ sung, tái sửdụng 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 lànguồn năng lượng truyền thống, được sử dụng từ rất lâu vềtrước Trong thập kỷ qua, Việt Nam đã nổi lên như một trongnhững nền kinh tế phát triển nhanh nhất thế giới Sử dụngnhiên liệu hóa thạch, vốn là nguồn năng lượng chủ đạo và quantrọng 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 liệupha 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 cáckết quả đã hiệu chỉnh từ một mô hình kết hợp (kết hợp mộtPhiên bản GTAP‐ R dành cho tài nguyên và mô phỏng vi môphương pháp tiếp cận) và cơ sở dữ liệu năng lượng Dướiđường cơ sở kịch bản (kinh doanh như thường lệ), từ năm 2018đến 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 ởViệt Nam, nó theo sau, trong tương lai, một chiến lược kết hợpnhiên liệu hiệu quả khuyến khích phát triển năng lượng tái 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 và cấpbách ngay lúc này để bảo vệ môi trường, bảo vệ Trái Đất

.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, chuyểnnăng 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 cấp nănglượng cho mọi hoạt động sinh học tự nhiên Trong tương lai,quá trình này có thể giúp tạo ra nguồn năng lượng tái tạo ởnhiên liệu sinh học, như các nhiên liệu lỏng

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 khí

quyển 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 cácloại năng lượng gió khác như cây điện gió, diều điện gió

Hình 3: Cây điện gió

Hình 4: Diều điện gió

4.1.3 Năng lượng địa nhiệt.

Là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lòng Trái Đất,

do hoạt 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

10 GW 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 nay conngười 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 điện củathế giới Na Uy sản xuất toàn bộl ượng điện của mình bằng sứcnước, trong khi Iceland sản xuất tới 83% nhu cầu củahọ(2004), Áo sản xuất 67% số điện quốc gia bằng sức nước(hơn 70% nhu cầu của họ) Canada là nước sản xuất điện từnăng lượng nước lớn nhất thế giới và lượng điện này chiếmhơn 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.

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 thế giớiđạt 105 tỷ lít (28 tỷ gallon Mỹ), tăng 17% so với năm 2009 vànhiên liệu sinh học cung cấp 2,7% nhiên liệu cho vận tải đường

bộ của thế giới.Hoa Kỳ và Brazil là những nước sản xuất đứnghàng đầu thế giới, cùng nhau chiếm khoảng 90% sản lượngtoàn cầu Nhà sản xuất diesel sinh học lớn nhất thế giới là Liênminh Châu Âu, chiếm khoảng 53% tổng sản lượng diesel sinhhọc trọng năm 2010 Việc sản xuất nhiên liệu sinh học cũngdẫn đến một ngành công nghiệp ô tô phát triển rực rỡ, nơi màđến năm2010, 79% tổng số ô tô được sản xuất ở Brazilđượcsản xuất bằng hệ thống nhiên liệu hỗn 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

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 ở châu

Âu Nó được sản xuất từ dầu hoặc chất béo đã qua sử dụng và

là một chất lỏng tương tự trong chế phẩm để tạo thành nhưkhoáng thạch diesel Về mặt hóa học, nó bao gồm chủ yếu làcác 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 Dầu dieselsinh học nguyên chất (B100, còn được gọi là dầu diesel sinhhọc dạng “tối giản”) hiện đang giảm lượng khí thải tới 60%

so với diesel thế hệ thứ hai B100 Dầu diesel sinh học có thểđược sử dụng trong bất kỳ động cơ diesel khi trộn với bất kỳdầu diesel dạng khoáng Trong hầu hết các trường hợp, dầudiesel 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 trìhiệu quả động cơ Ở nhiều nước châu Âu, hỗn hợp dầu dieselsinh học 5% được sử dụng rộng rãi

Hình 7 : Dầu diesel sinh học

Sinh khối tạo ra cơ hội cho các địa phương, các khu vực vàcác quốc gia trên toàn thế giới tự bảo đảm cho mình nguồn

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 phẩmphụ và các dòng chất thải gọi là chất bã Các chất bã này cóthể được sử dụng để sản xuất điện năng, tuy nhiên một sốchất bã cần được bổ sung một số chất dinh dưỡng hay cácnguyên tố hóa học

Chất thải nông nghiệp là các chất dư thừa sau vụ thuhoạch Chúng có thể được thu gom với các thiết bị thu hoạchthông thường cùng lúc hoặc sau khi gặt hái Các chất thải nôngnghiệp bao gồm thân và lá bắp, rơm rạ, vỏ trấu… Theo ướctính của WEC tổng công suất toàn cầu từ nhiên liệu từ bã thảinông nghiệp là vào khoảng 4.500 MWe Một trong những giảipháp được ứng dụng và có tiềm năng đầy hứa hẹn là tận dụngcác 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 thuhoạch 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 ngoàiđồng, tiềm năng lớn này hầu hết vẫn đang bị bỏ phí

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, phân giasúc có hàm lượng methane khá cao Các trang trại này dùngphân để sản xuất năng lượng với các cách thức thích hợp nhằmgiảm thiểu các mối nguy hại đối với môi trường và sức khỏecộng đồng Tiềm năng năng lượng toàn cầu từ phân thải đượcước lượng vào khoảng 20 EJ Tuy nhiên, hiện nay việc sử dụngphân để tạo năng lượng ở quy mô lớn vẫn còn là một câu hỏilớn

Hình 10: chất thải gia súc.

Các giống cây năng lượng là các giống cây, cây cỏđược xử lý bằng công nghệ sinh học để trở thành cácgiống cây tăng trưởng nhanh được thu hoạch cho mụcđích sản xuất năng lượng Cây trồng năng lượng có thểđược sản xuất bằng hai cách: a) Các giống cây chuyênbiệt được trồng dành riêng ở những vùng đất đặc biệtdành cho mục đích này; b) Trồng xen kẽ với các câybình thường khác Cả hai cách đòi hỏi phải được quản lýtốt và phải được chứng minh đem lại lợi ích rõ ràng chongười nông dân về mặt hiệu quả sử dụng đất Bao gồm:Các giống cây cỏ (năng lượng); Các giống cây gỗ nănglượng; Các giống cây công nghiệp; Các giống cây nôngnghiệp; các giống cây thủ sinh Tóm lại nguyên liệu đểtạo ra nhiên liệu sinh khối vẫn là nguồn năng lượng táitạo dồi dào nhất hiện nay trên thế giới.

sợ cạn kiệt, có thể sử dụng cho nhiều nhu cầu, và địa điểm khác

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 hoàntoàn vào nguồn năng lượng có tính ổn định kém này

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 MặtTrời, 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 táitạo nhằm tăng khả năng áp dụng công nghệ điện lướithông minh, đồng thời cải thiện hiệu suất và giảm nhanhgiá thành loại năng lượng mới này hơn nữa Các nướcchâu Âu là những hàng đầu thế giới về chuyển đổi nănglượng Tại châu Á, nhiều quốc gia cũng chuyển đổi sang

sử dụng năng lượng sạch, tập trung vào năng lượng táitạo với mong muốn thúc đẩy năng lượng Mặt Trời trênquy mô toàn cầu