NHUNG VAN DE CHUNG VE SU DUNG NANG LUONG TIET KIEM - HIEU QUA

Theo Nghị định số 102/2003/NĐ-CP của chính phủ về sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả thì năng lượng được hiểu là "dạng vật chất có khả năng sinh công, bao gồm nguồn năng lượng sơ cấp

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN

TRƯỜNG THPT NGÔ TRÍ HÒA

Trong Từ điển tiếng Việt và Từ điển vật lý phổ thông , năng lượng được định nghĩa là

"đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của một vật"

Theo Nghị định số 102/2003/NĐ-CP của chính phủ về sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả thì năng lượng được hiểu là "dạng vật chất có khả năng sinh công, bao gồm nguồn năng lượng sơ cấp: than, dầu, khí đốt và nguồn năng lượng thứ cấp là nhiệt năng, điện năng được sinh

ra thông qua quá trình chuyển hoá năng lượng sơ cấp"

Như vậy, tuỳ mục đích khác nhau, khái niệm năng lượng được định nghĩa có tính chất khái quát khác nhau Trong tài liệu này, với mục tiêu phổ cập việc giáo dục HS phổ thông về sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả phù hợp với thực tiễn lao động sản xuất và cuộc sống, chúng ta sẽ sử dụng thường xuyên khái niệm năng lượng như nêu trong Nghị định 102/2003/NĐ-CP

1.2 Các dạng năng lượng

Việc phân loại các dạng năng lượng là rất đa dạng, phụ thuộc vào các mục đích khác nhau Dưới đây chỉ đưa ra một số cách phân loại thường được sử dụng

1.2.1 Phân loại theo vật lý - kỹ thuật

Với đối tượng HS THPT, các em đã được làm quen với các dạng năng lượng qua chương trình vật lý phổ thông như:

- Năng lượng hạt nhân (năng lượng nguyên tử)

1.2.2 Phân loại theo nguồn gốc năng lượng

- Năng lượng vật chất chuyển hoá toàn phần gồm năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch (hay nhiên liệu thiên nhiên) như: than bùn, than nâu, than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và năng lượng

từ nhiên liệu nguyên tử

- Năng lượng tái sinh (hay năng lượng tái tạo) là nguồn năng lượng có thể được hồi phục theo chu trình biến đổi của thiên nhiên, mà theo quan niệm của con người là vô hạn Các dạng năng lượng này bao gồm: năng lượng mặt trời, năng lượng của gió, thế năng của nước, năng lượng sóng biển, năng lượng thuỷ triều, năng lượng địa nhiệt

- Năng lượng không tái sinh là nguồn năng lượng không hồi phục khi khai thác và sử dụng Các nguồn năng lượng không tái sinh gồm: than nâu, than đá, than bùn, dầu lửa, khí tự nhiên,

- Năng lượng sinh khối (biomass): sinh ra do đốt trực tiếp hoặc chuyển đổi nhiệt hóa học, chuyển đổi nhiệt sinh hóa các vật liệu có nguồn gốc hữu cơ (trừ than, dầu mỏ…) Nguồn năng lượng sinh khối dạng rắn gồm có gỗ, củi, các phụ phẩm nông nghiệp như trấu, rơm rạ, cây ngô,

bã mía, các loại vỏ, thân cây thảo mộc; năng lượng sinh khối dạng lỏng như nhiên liệu sinh học (biofuel), dạng khí như biogas

- Năng lượng cơ bắp: Sức cơ bắp của người, trâu, bò, ngựa, voi…

1.2.3 Phân loại theo dòng biến đổi năng lượng

Theo quá trình từ khai thác, biến đổi, truyền tải và sử dụng năng lượng, người ta chia ra các dạng năng lượng sau:

- Năng lượng sơ cấp là các nguồn năng lượng có sẵn trong thiên nhiên như than, dầu, khí

tự nhiên, năng lượng nguyên tử, thuỷ năng, củi gỗ

- Năng lượng thứ cấp là nguồn năng lượng đã được biến đổi từ những dạng năng lượng khác Ví dụ: điện năng, hơi nước của các lò hơi, sản phẩm cracking dầu mỏ

- Năng lượng cuối cùng là năng lượng sau khâu truyền tải, vận chuyển được cấp tới nơi tiêu thụ, người sử dụng

- Năng lượng hữu ích là năng lượng cuối cùng được sử dụng sau khi bỏ qua các tổn thất

của thiết bị sử dụng năng lượng

1.3 Sự bảo toàn và chuyển hoá năng lượng

Để có cái nhìn khái quát về sự ảnh hưởng lẫn nhau của các quá trình biến đổi năng lượng trong tự nhiên cũng như trong kỹ thuật, việc nắm vững qui luật của sự chuyển hóa năng lượng có

ý nghĩa rất quan trọng Nắm vững qui luật của sự chuyển hóa năng lượng sẽ giúp ta giải quyết các vấn đề kỹ thuật liên quan tới việc sử dụng năng lượng

Năng lượng có thể chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác, song trong một hệ kín năng lượng của hệ có giá trị không đổi

Trong tự nhiên cũng như trong kĩ thuật có rất nhiều hiện tượng ở đó diễn ra các quá trình chuyển hoá năng lượng như:

Trong các quá trình trên, năng lượng được bảo toàn Nếu hệ là kín thì năng lượng tổng cộng của hệ là hằng số; năng lượng có thể chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc phân bố lại giữa các phần của hệ Nếu hệ không kín thì độ tăng (hay giảm) của năng lượng của hệ đúng bằng

độ giảm (hay tăng) năng lượng của môi trường bên ngoài Do vậy, sự bảo toàn và chuyển hoá năng lượng có thể mô tả bằng một định luật chung là định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng

Trong kỹ thuật, người ta thường vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

để phân tích các quá trình sử dụng năng lượng từ đó tìm ra phương thức sử dụng năng lượng sao cho có hiệu quả nhất

1.4 Vai trò của năng lượng đối với con người

1.4.1 Tình hình sử dụng năng lượng trong sản xuất và đời sống

Năng lượng có vai trò sống còn đối với cuộc sống con người, nó quyết định sự tồn tại, phát triển và chất lượng cuộc sống của con người Vai trò của năng lượng thể hiện cụ thể qua việc con người sử dụng năng lượng cho các hoạt động sản xuất, đi lại, xây dựng và đời sống hàng ngày Ngày nay, có thể thấy rất rõ các vấn đề khủng hoảng năng lượng thường có tác động rất lớn tới kinh tế và xã hội của các nước trên thế giới Do vậy nhiều nước đã đưa vấn đề năng lượng thành quốc sách, đặt thành vấn đề " an ninh năng lượng" đối với sự phát triển của quốc gia

Dưới đây là một vài số liệu về tình hình sử dụng năng lượng trên thế giới cũng như ở Việt Nam :

Theo số liệu của Cơ quan năng lượng quốc tế IEA thì tiêu thụ năng lượng trên thế giới cho các lĩnh vực sản xuất và tiện nghi nhà ở như sau: công nghiệp, giao thông vận tải cũng như lĩnh vực tiện nghi nhà chiếm phần lớn tiêu thụ năng lượng (mỗi lĩnh vực khoảng 25%); thương mại và dịch vụ công cộng khoảng 10%; nông lâm và ngư nghiệp khoảng 3%; sử dụng khác khoảng 12% [1]

- Trong lĩnh vực công nghiệp, các ngành sản xuất có nhu cầu tiêu thụ năng lượng cao như: ngành công nghiệp không sản xuất sản phẩm dầu hay điện; ngành lọc dầu, sản xuất, khai thác than; ngành sản xuất điện năng Các ngành công nghiệp không sản xuất sản phẩm dầu hay điện tiêu tốn nhiều năng lượng nhất, trong đó hơn một nửa là các dạng năng lượng không tái sinh như than, dầu, khí đốt

- Trong lĩnh vực giao thông vận tải, đa số các phương tiện chuyên chở dùng các sản dầu làm nhiên liệu Ngành giao thông vận tải tiêu thụ khoảng 60% năng lượng dầu đã được chế biến Sản phần dầu chiến 95% thị phần năng lượng của ngành giao thông vận tải

- Trong ngành sản xuất điện năng, việc sử dụng các nguồn năng lượng để sản xuất điện năng phân bố như sau: nhiên liệu hoá thạch chiếm 64%, năng lượng hạt nhân: 17%, thuỷ điện: 18%, năng lượng tái tạo: 1% điện năng toàn cầu [1]

Ở Việt Nam, sản lượng điện thương phẩm cuối năm 2007 là 66,8 tỷ kWh, tăng 2,5 lần so với năm 2000 (26,6 tỷ kWh) [2], trong đó thủy điện khoảng 64 %, than nhiệt điện khoảng 34%, ); tiêu thụ trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp và xây dựng chiến 46,97%, lĩnh vực quản lý - tiêu dùng- dân cư 47,14%

- Năng lượng dùng cho tiện nghi nhà ở có ba mục đích: nấu thức ăn; đun nước nóng sinh hoạt và điều hoà không khí; chạy các thiết bị cơ điện nội thất, chiếu sáng, thiết bị điện tử,…

Theo các số liệu thống kê thì tỉ lệ sử dụng các nguồn năng lượng trong lĩnh vực tiện nghi nhà ở như sau: năng lượng tái tạo hơn 40%, sử dụng khí đốt và điện gần bằng nhau (khoảng hơn 20%), năng lượng than và hơi nước nóng chiếm khoảng 7 %, sản phẩm dầu khoảng 10 %, [1]

Nhìn chung có thể thấy tình hình sử dụng năng lượng hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam như sau:

- Nhu cầu năng lượng ngày càng cao do nhu cầu tăng trưởng kinh tế, phát triển các ngành sản xuất công nghiệp, giao thông vận tải và nhu cầu nâng cao chất lượng cuộc sống

- Nguồn năng lượng được sử dụng chủ yếu vẫn là các nguồn năng lượng hoá thạch như than đá, dầu, khí tự nhiên

- Điện năng là dạng năng lượng có nhiều ưu điểm vì nó dễ dàng được chuyển hoá từ các dạng năng lượng khác khi sản xuất điện năng, đồng thời khi sử dụng, nó cũng dễ dàng chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác như cơ năng, nhiệt năng, quang năng,… Vì vậy việc sản xuất và sử dụng điện năng có ý nghĩa rất quan trọng trong chiến lược năng lượng của mỗi quốc gia

1.4.2 Sự cạn kiệt các nguồn năng lượng hoá thạch

Việc gia tăng khai thác và sử dụng các nguồn tài nguyên năng lượng như hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã dẫn đến nguồn tài nguyên năng lượng không tái sinh như than, dầu lửa, khí đốt đang bị cạn kiệt Dân số toàn cầu hiện nay đã hơn 6 tỉ người Muốn duy trì sự

phát triển xã hội cần khai thác được các nguồn tài nguyên lớn, trong đó có tài nguyên năng lượng Tính tới cuối năm 2007, dân số toàn thế giới là 6,625 tỷ người, tiêu thụ lượng năng lượng sơ cấp là 11.099 Mtoe (Mtoe: triệu tấn dầu tương đương), trong đó dầu chiếm 35,61%; khí

tự nhiên: 23,76%; than: 28,63%; năng lượng hạt nhân: 5,60%; thủy điện: 6,39% So với năm

2000, thế giới đã tiêu thụ lượng năng lượng sơ cấp tăng 122,7% và suất tiêu thụ năng lượng sơ cấp bình quân đầu người đã tăng từ 1,5 toe/người (năm 2000) lên 1,675 toe/người (năm 2007) [2] Dự đoán đến năm 2050, dân số thế giới sẽ đạt mức hơn 10 tỷ người, nhu cầu về lượng năng lượng sơ cấp sẽ tương đương hơn 25 tỷ 340 triệu tấn đến 29 tỷ tấn than nguyên chất Điều đó sẽ gây nhiều lo lắng và áp lực cho sự phát triển của xã hội loài người

Tổng lượng tài nguyên Đơteri trên Trái đất dùng cho phản ứng nhiệt hạch là 44.000 tỷ tấn, tương đương với năng lượng của 52 triệu 800 ngàn tỷ tấn than nguyên chất, có thể cung cấp cho nhân loại khoảng 60 tỷ năm Tuy nhiên, việc sử dụng năng lượng nhiệt hạch vẫn còn rất nhiều vấn đề kĩ thuật và an toàn cần phải được giải quyết thì mới có thể đưa dạng năng lượng này vào sử dụng thực tiễn

Trong thập kỷ qua, nhu cầu về năng lượng của châu Á tăng cao hàng năm Trong 10 năm tới, nhu cầu điện sẽ tăng gấp đôi Dự báo vào năm 2025, châu Á sẽ chiếm hơn 50% trong tổng nhu cầu phát triển về điện Điều này sẽ kéo theo sự phát triển của ngành khai thác than ở châu Á

Ví dụ, Trung Quốc có sản lượng than lớn nhất thế giới (khoảng 1,4 tỷ tấn/năm) và ngành điện của Trung Quốc cũng tiêu thụ than lớn nhất (khoảng 80% sản lượng than của Trung Quốc dùng cho nhiệt điện) Ở Việt Nam, trữ lượng than được dự báo như sau: trữ lượng than đang thăm dò ( tiềm năng bể than đồng bằng Bắc Bộ): dự báo từ 37 đến 100 tỷ tấn, tiềm năng trữ lượng than bùn của Việt Nam khoảng 6,0 tỷ tấn [3] Tuy nhiên, theo Bộ công thương đánh giá (8/2007), nguồn năng lượng hoá thạch của Việt Nam đang bị cạn kiệt dần: Than chỉ còn 3,80 tỉ tấn, dầu còn 2,3 tỷ tấn Ước tính chung trên thế giới nguồn dầu mỏ thương mại còn dùng được khoảng 60 năm, khí tự nhiên còn dùng được khoảng 80 năm, than còn dùng được khoảng 150 -

Về xăng dầu, hiện nay chúng ta vẫn đang phải nhập khẩu Nhà máy lọc dầu Dung Quất đưa vào sử dụng vào năm 2009-2010 cũng mới chỉ cung cấp được khoảng trên 5 triệu tấn xăng, dầu cho giao thông vận tải trong tổng số nhu cầu 15-17 triệu tấn Hàng năm ta vẫn phải nhập

khoảng 10 triệu tấn xăng dầu Đến năm 2020, tiếp tục có 2 nhà máy lọc dầu đi vào hoạt động ta

có khoảng 15-16 triệu tấn xăng dầu trong nhu cầu 30-35 triệu tấn, vẫn phải nhập ít nhất 15 triệu tấn [4]

Mặc dù các số liệu dự báo trên chưa thể hoàn toàn chính xác Việc tiếp tục thăm dò có thể phát hiện thêm các nguồn năng lượng than, dầu, khí mới Tuy nhiên, nhìn về lâu dài, các nguồn năng lượng hoá thạch sớm muộn sẽ cạn kiệt, việc thiếu hụt năng lượng cho nền kinh tế và đời sống là một thách thức thực sự

1.4.3 Ảnh hưởng của việc khai thác và sử dụng năng lượng đến môi trường sinh thái

- Các nguồn năng lượng hoá thạch thường nằm sâu trong lòng đất, vì vậy việc khai thác chúng thường phải xây dựng các hầm lò (như trong khai thác than), tiến hành việc khoan, bơm qui mô lớn (như khai thác dầu khí)

Khai thác than sâu trong lòng đất phải xây dựng các hầm lò, phải chặt cây rừng, bóc lớp đất đá Khai thác lộ thiên phải làm đường cho các phương tiện khai thác, vận chuyển đi lại ở một qui mô lớn, thường dẫn đến các vấn đề về môi trường sinh thái Việc khai thác và vận chuyển dầu mỏ trên biển, hoặc tại các mũi khoan có thể xảy ra các sự cố tràn dầu Việc khai thác các nguồn nhiên liệu hoá thạch có qui mô càng lớn thì ảnh hưởng đến môi trường sinh thái càng lớn nếu các công ty khai thác không quan tâm thực thi các biện pháp bảo vệ môi trường sinh thái Người ta đã chứng kiến sự huỷ hoại môi trường sinh thái, sự sói mòn và lở đất tại những nơi có các mỏ khai thác nói chung, trong đó có khai thác than Những vụ tràn dầu trên biển, trên sông

do các sự cố tràn dầu của các phương tiện vận chuyển hủy hoại môi trường cả một vùng biển rộng lớn

- Việc sử dụng các nguồn năng lượng hoá thạch làm gia tăng hiệu ứng nhà kính là nguyên nhân chủ yếu tác động xấu đến môi trường trên Trái đất ở qui mô lớn

Hiệu ứng nhà kính do Jean Baptiste Joseph Fourier (Pháp) đặt tên, dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sáng mặt trời xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà bằng kính, được hấp thụ và phân tán trở lại thành nhiệt cho bầu không khí bên trong nhà, dẫn đến việc sưởi

ấm toàn bộ không gian bên trong nhà chứ không chỉ ở những chỗ được chiếu sáng

Hiệu ứng này đã được sử dụng trong các nhà kính trồng cây ở nơi khí hậu lạnh.Nó cũng được sử dụng trong kiến trúc, dùng năng lượng mặt trời một cách thụ động để tiết kiệm chất đốt sưởi ấm nhà ở Trong khí quyển cũng xảy ra hiện tượng tương tự gọi là hiệu ứng nhà kính khí quyển Khi các tia bức xạ sóng ngắn (chẳng hạn tia cực tím) từ Mặt trời xuyên qua bầu khí quyển đến mặt đất và được phản xạ trở lại thành các bức xạ nhiệt, một số phân tử trong khí quyển (trong đó chủ yếu là đioxit các bon (C02) và hơi nước) có thể hấp thụ những bức xạ nhiệt này và nhờ đó giữ hơi ấm lại trong bầu khí quyển

Hiệu ứng nhà kính dẫn đến sự biến đổi khí hậu trên Trái Đất và có thể gây ra các hậu quả sau:

+ Các nguồn nước: Chất lượng và số lượng của nước uống, nước cho tưới tiêu, cho kỹ nghệ và các nhà máy điện, các loài thuỷ sản có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi lượng mưa rào lớn, bởi sự tăng khí bốc hơi Mưa bão tăng có thể gây lụt lội thường xuyên hơn

+ Các tài nguyên bờ biển: mực nước biển dâng cao, nhiều vùng đất ven biển bị ngập (dự báo cuối thế kỷ XXI mực nước biển dâng thêm 28 đến 43cm); mưa tăng trong vòng 50-100 năm qua trung bình là: 1,8mm/năm, 12 năm trở lại đây: 3mm/năm

+ Sức khoẻ: số người chết vì nóng có thể tăng Nhiều bệnh tật truyền nhiễm phát sinh Các quá trình chuyển hoá sinh học cũng như hoá học trong cơ thể sống có thể bị mất cân bằng

+ Lâm nghiệp: nạn cháy rừng dễ xảy ra;

+ Năng lượng: nhiệt độ cao sẽ làm tăng nhu cầu làm lạnh, nhu cầu các thiết bị điều hoà, mức tiêu thụ năng lượng sẽ tăng lên đáng kể

Ở Việt Nam, các biểu hiện và hậu quả của sự biến đổi khí hậu Trái đất đã bộc lộ ngày càng rõ: thời biết bất thường, bão lũ và khô hạn thường xuyên hơn, chế độ thời tiết gió mùa bị xáo động bất thường Hiện tượng ngập úng vùng đồng bằng châu thổ mở rộng vào mùa mưa lũ, các dòng sông tăng cường xâm thực ngang gây xụt lở lớn các vùng dân cư tập trung ở hai bờ trên nhiều khu vực từ Bắc chí Nam Về mùa khô hiện tượng phổ biến là nước triều tác động ngày càng sâu về phía trung du, hiện tượng nhiễm mặn ngày càng tiến sâu vào lục địa Ở vùng ven biển, đã thấy rõ hiện tượng úng ngập do thủy triều

- Các nhà máy điện và môi trường sinh thái

Các nhà máy nhiệt điện là nguồn phát thải CO2 chính Cứ 10 tấn CO2 phát tán vào khí quyển Trái Đất thì các nhà máy nhiệt điện chiếm tới 4 tấn

Đứng ở góc độ gây ô nhiễm môi trường sinh thái thì các nhà máy nhiệt điện ngoài việc phát thải CO2, than nhiệt điện còn có nguy cơ thải ra khí thuỷ ngân và một số khí độc khác SO2,

NOx (nitrogen oxit) vào bầu khí quyển Theo ước tính, hằng năm, công nghệ than nhiệt điện của Hoa Kỳ thải vào không khí 48 tấn thuỷ ngân Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ đã bắt đầu đưa

ra định mức hạn chế lượng thuỷ ngân do công nghệ than nhiệt điện gây ra (38 tấn vào năm 2010, xuống còn 15 tấn vào năm 2018) Để tránh nguy cơ trên, người ta đề xuất: cần giảm thiểu việc sử dụng năng lượng từ than, nếu tiếp tục sử dụng thì cần chuyển đổi công nghệ than nhiệt điện bằng một công nghệ sạch hơn để hạn chế lượng khí thải vào không khí [5]

Hình 2: Khói từ các nhà máy nhiệt điện

Nhà máy thuỷ điện mặc dù không phát thải nhiều khí nhà kính như công nghệ nhiệt

điện, song nó cũng gây ra một số vấn đề môi trường sinh thái Nước sau khi ra khỏi tuabin

thường chứa ít cặn lơ lửng, có thể gây ra tình trạng xối sạch lòng sông và làm sạt lở bờ sông, làm

từ đập có thể cao hơn những nhà máy nhiệt điện thông thường

Các nhà máy điện hạt nhân hiện nay thực tế phổ biến là nhà máy nhiệt điện chuyển đổi nhiệt năng thu được từ phản ứng phân huỷ hạt nhân thành điện năng Đa số các nhà máy này thực hiện phản ứng dây chuyền có điều khiển trong lò phản ứng phân huỷ hạt nhân với nguyên liệu ban đầu là đồng vị U235, sản phẩm thu được sau phản ứng thường là pluton, các nơtron và lượng năng lượng nhiệt lớn Nhiệt lượng này, theo hệ thống làm mát khép kín (để tránh phóng xạ

rò rỉ ra ngoài), qua các máy trao đổi nhiệt, đun sôi nước, tạo ra hơi nước ở áp suất cao làm quay các tuabin hơi nước, quay máy phát điện sinh ra điện năng Công nghệ điện hạt nhân an toàn hiện nay ít gây ô nhiềm môi trường hơn các nhà máy nhiệt điện đốt than hay khí thiên nhiên Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất và sử lí chất thải hạt nhân vẫn chứa đựng các nguy cơ gây ô nhiễm môi trường sinh thái nếu để rò rỉ các chất phóng xạ Sự cố ở nhà máy điện nguyên tử Chernobyl (Ukraina) là một ví dụ

II XU HƯỚNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM, HIỆU QUẢ Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI

2.1 Khái niệm tiết kiệm, hiệu quả

Hình 3: Nhà máy điện hạt nhân

Các ống khói đang nhả ra hơi nước không phóng xạ từ tháp làm nguội

Lò phản ứng hạt nhân được đặt trong các ngôi nhà hình ống tròn

Nghị định số 102/2003/NĐ-CP ngày 03 tháng 9 năm 2003 của Chính phủ về sử dụng NLTK&HQ đã đưa ra sự giải thích như sau: "sử dụng NLTK&HQ là sử dụng năng lượng một cách hợp lý, nhằm giảm mức tiêu thụ năng lượng, giảm chi phí năng lượng cho hoạt động của các phương tiện, thiết bị sử dụng năng lượng mà vẫn đảm bảo nhu cầu năng lượng cần thiết cho các quá trình sản xuất, dịch vụ và sinh hoạt"

Theo Từ điển tiếng Việt (Viện ngôn ngữ học Việt Nam): "Tiết kiệm là sử dụng đúng mức, không phí phạm" Như vậy, tiết kiệm không đồng nghĩa với việc hạn chế sử dụng đến mức ảnh hưởng tới sự phát triển, sức khoẻ và hiệu quả công việc Ví dụ: tiết kiệm điện không có nghĩa là thường xuyên cắt điện một cách không hợp lí, không báo trước dẫn đến đình trệ sản xuất, ảnh hưởng đến công việc có nhu cầu sử dụng điện Nếu tiết kiệm điện mà chỉ bằng giải pháp cắt điện có thể lại dẫn đến sự lãng phí, không tiết kiệm

Cũng theo Từ điển tiếng Việt: "Hiệu quả là kết quả thực của việc làm mang lại" Khái niệm hiệu quả cũng có thể có cách hiểu khác Theo Từ điển Bách khoa Việt Nam: Hiệu quả là

"kết quả mong muốn, cái sinh ra kết quả mà con người chờ đợi và hướng tới” Ý nghĩa của hiệu

quả có nội dung khác nhau ở những lĩnh vực khác nhau như: trong sản xuất, hiệu quả có nghĩa là hiệu suất, là năng suất; Trong kinh doanh, hiệu quả là lãi suất, lợi nhuận, ; Trong xã hội học, một hiện tượng, một sự biến có hiệu quả xã hội tức là có tác dụng tích cực đối với sự phát triển của xã hội, của lĩnh vực đó

Khái niệm hiệu suất trong lĩnh vực biến đổi năng lượng cũng là khái niệm gần với khái niệm hiệu quả Theo Từ điển Bách khoa Việt Nam: Hiệu suất là thông số nói lên tính hiệu quả của một quá trình hoặc một hệ về mặt biến đổi năng lượng, đo bằng tỉ số giữa phần năng lượng hữu ích thu được và phần năng lượng phải cung cấp cho hệ Hiệu suất luôn luôn nhỏ hơn 1

Như vậy ta có thể hiểu: sử dụng NLTK&HQ nghĩa là giảm bớt số năng lượng sử dụng bằng cách loại bỏ việc tiêu thụ năng lượng lãng phí không cần thiết và không đúng cách Điều đó còn có nghĩa là sử dụng năng lượng phù hợp với mục đích sử dụng, không lãng phí, sử dụng những thiết bị ít tiêu hao năng lượng ( ví dụ như tắt thiết bị điện khi không có nhu cầu sử dụng, tắt bớt đèn chiếu sáng không cần thiết, không để thiết bị trong trạng thái chờ)

Sử dụng năng lượng hiệu quả có nghĩa là giảm mức tiêu thụ năng lượng cho cùng một nhu cầu, một công việc hoặc một đơn vị sản phẩm (ví dụ: tắt tivi bằng nút Power sẽ tiết kiệm điện năng hơn là dùng thiết bị điều khiển từ xa; thay thế 1 bóng đèn tròn sợi đốt có công suất 100

W bằng 1 bóng đèn huỳnh quang Compact 20 W mà vẫn đạt độ chiếu sáng như nhau nhưng giảm được 80% điện năng sử dụng, )

Bằng việc tiết kiệm năng lượng, nâng hiệu quả sử dụng năng lượng, các cá nhân, hộ gia đình, tập thể cơ quan, đơn vị doanh nghiệp sẽ tiết kiệm được chi phí, đồng thời góp phần tiết kiệm được tài nguyên của đất nước, bảo vệ môi trường

2.2 Sự cần thiết phải sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả

Sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả ngày nay đang là xu hướng chung của tất cả các quốc gia trên thế giới, từ các quốc gia phát triển đến các quốc gia đang phát triển; các nước có nguồn tài nguyên năng lượng dồi dào cũng như các nước khan hiếm nguồn tài nguyên năng lượng Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả cũng là yêu cầu cấp thiết của mỗi quốc gia

và cũng là một trong các biện pháp quan trọng để góp phần giải quyết các vấn đề toàn cầu hiện nay, trước hết đó là vấn đề môi trường, vấn đề phát triển bền vững Các lý do cụ thể (phải sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả) có thể nêu lên là:

- Các nguồn tài nguyên năng lượng, đặc biệt là các nguồn nhiên liệu hoá thạch như than, dầu mỏ và khí thiên nhiên là có hạn, đang bị khai thác với một tốc độ lớn để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng kinh tế, đang dần bị cạn kiệt;

- Những vấn đề môi trường gây ra do các hoạt động của con người, trong đó việc khai thác, sử dụng các nguồn năng lượng, đặc biệt là năng lượng hoá thạch, đóng góp phần chủ yếu;

- Sử dụng năng lượng, tiết kiệm và hiệu quả đóng góp vào việc thực hiện các nguyên tắc phát triển bền vững của Trái đất cũng như của mỗi quốc gia Phát triển bền vững “là sự phát triển

có thể đáp ứng được nhu cầu hiện tại mà không ảnh hưởng, tổn hại đến những khả năng đáp ứng nhu cầu của các thế hệ tương lai."

Một số nguyên tắc xây dựng "một xã hội hiểu biết" để phát triển bền vững được nêu lên như sau:

- Tôn trọng và quan tâm đến cuộc sống cộng đồng;

- Cải thiện chất lượng của cuộc sống con người;

- Bảo vệ sức sống và tính đa dạng của Trái đất;

- Hạn chế đến mức thấp nhất việc làm suy giảm nguồn tài nguyên không tái tạo;

- Tôn trọng khả năng chịu đựng của Trái đất;

- Thay đổi tập tục và thói quen cá nhân;

- Xây dựng một khối liên minh toàn cầu;

- Để cho các cộng đồng tự quản lí môi trường của mình

2.3 Xu hướng sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả

Trong sản xuất công nghiệp, mức tiêu hao năng lượng để sản xuất ra một đơn vị sản phẩm tại Việt Nam hiện còn quá cao so với nhiều nước trong khu vực Ví dụ, để cùng làm ra một giá trị sản phẩm như nhau, sản xuất công nghiệp của Việt Nam tiêu tốn năng lượng cao gấp 1,5 đến 1,7 lần so với Thái Lan, Malaysia

Chưa tính đến các hậu quả về môi trường, việc tiêu hao năng lượng cao cho một đơn vị sản phẩm, trong bối cảnh hiện nay khi mà giá năng lượng cao, cạnh tranh toàn cầu gay gắt, thì

sức cạnh tranh của hàng Việt Nam sẽ bị hạn chế Tiềm năng tiết kiệm năng lượng trong các ngành công nghiệp Việt Nam như sản xuất xi măng, thép, sành sứ, hàng tiêu dùng còn rất lớn, khoảng 20% (kết quả khảo sát của Bộ Công nghiệp) Nếu tính với mức sử dụng năng lượng thương mại hiện nay (xấp xỉ 19 triệu tấn dầu tương đương), thì số tiền tiết kiệm được có thể tới 13,5 nghìn tỉ đồng mỗi năm Đây là một giá trị không nhỏ, chưa tính đến tiềm năng tiết kiệm trong sinh hoạt và dịch vụ

Các nhà khoa học đã tính toán: Chi phí để tiết kiệm 1 kWh điện rẻ hơn nhiều so với số tiền

bỏ ra để sản xuất 1 kWh điện Ví dụ, ở Thái Lan, người ta đã tính rằng, để có thêm 1 kWh điện do tiết kiệm được bằng việc nâng cao hiệu suất sử dụng phải đầu tư 2 cent, trong khi sản xuất ra 1 kWh điện phải tốn trung bình: 4 - 6 cent Đối với Việt Nam, chế độ tiết kiệm được coi là một quốc sách đối với toàn bộ nền kinh tế quốc dân, từng cơ quan và từng người lao động Trong lĩnh vực tiết kiệm năng lượng Chính phủ Việt Nam có Nghị định số 102/2003/NĐ-CP về sử dụng NLTK&HQ

Trong 25 năm qua, nhu cầu về năng lượng trên thế giới ngày càng tăng Ví dụ, ở châu Á, nhu cầu dầu mỏ tăng 105%; châu Âu tăng 2,5%, Mỹ tăng 20% Nhiều nước trên thế giới buộc phải thực hiện tiết kiệm năng lượng nhằm giảm bớt tác động của việc tăng giá dầu mỏ tới nền kinh tế Tuỳ tình hình ở mỗi quốc gia, người ta thực hiện một số biện pháp khác nhau ở từng lĩnh vực Ví dụ: Chính phủ Pháp dự định hạn chế tốc độ ôtô chạy trên đường cao tốc từ 130km/h xuống 115km/h, đồng thời phát triển chương trình mới về khai thác các nguồn năng lượng

"không truyền thống" Tây Ban Nha đặt mục tiêu giảm tiêu thụ năng lượng 8,5% trong giai đoạn

2005 - 2007, khuyến khích người dân chuyển sang sử dụng các loại xe nhỏ nhằm giảm tiêu hao nhiên liệu Philippine yêu cầu tất cả các cơ quan giảm ít nhất 10% năng lượng tiêu thụ Indonesia cắt giảm trợ giá nhiên liệu, số tiền này ước tính khoảng 6,4 tỷ USD mỗi năm Bên cạnh các giải pháp kỹ thuật, Trung Quốc chú trọng các giải pháp tuyên truyền, phổ biến kiến thức sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả Trung Quốc phát hành cuốn “Cẩm nang” đề cập tới 36 hành vi thường gặp trong cuộc sống và hơn 500 cách thức tiết kiệm năng lượng Theo ước tính của Bộ Khoa học và Công nghệ, nếu toàn dân hưởng ứng chiến dịch này, Trung Quốc sẽ tiết kiệm mỗi năm 70 triệu tấn than và giảm được 200 triệu tấn khí thải

Như vậy, để thực hiện thành công việc sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả, ngoài các giải pháp kĩ thuật như sử dụng công nghệ mới nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, tìm các nguồn năng lượng mới thay thế, các quốc gia đều quam tâm tới gải pháp tuyên truyền giáo dục

để nâng cao ý thức người tiêu dùng về sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả

Khái niệm sử dụng hiệu quả ngồn năng lượng cũng cần được hiểu một cách rộng hơn, nghĩa là không chỉ ở khía cạnh lợi nhuận kinh tế, và phải có cách tiếp cận tổng thể, bao gồm những tác động tích cực của các giải pháp sử dụng năng lượng tới môi trường sinh thái Đó là hiệu quả to lớn và lâu dài mà nhiều nhà đầu tư hiện nay chưa tính đến So sánh sản suất điện

năng từ năng lượng truyền thống (năng lượng hoá thạch) với sản xuất điện từ các năng lượng tái tạo, các nhà đầu tư đều cho rằng, suất đầu tư và giá điện sản xuất từ gió và năng lượng mặt trời khá cao, khó cạnh tranh với điện truyền thống (nhiệt điện và thuỷ điện)

Hiện nay, suất đầu tư cho nhà máy nhiệt điện chạy than xấp xỉ 1 triệu USD/MW; trong khi đó điện gió cao gấp 1,2 - 1,7 lần, điện nguyên tử cao gấp 3 - 3,5 lần so với nhiệt điện; giá thành của điện gió, điện mặt trời đều cao hơn so với thuỷ điện, nhiệt điện Song các nhà khoa học kinh tế cho rằng, khi so sánh các loại năng lượng này, nhiều người đã "bỏ quên" nhiều yếu tố chi phí chưa được tính đủ như: sản xuất điện từ than gây ô nhiễm lớn ảnh hưởng tới sức khoẻ con người và mất nhiều kinh phí để khắc phục ô nhiễm (và chữa bệnh!) Một nhà máy điện từ than công suất 1000 MW, mỗi năm phát thải 6 triệu tấn CO2, 44 ngàn tấn SO2, 22 ngàn tấn NOx

và nửa triệu tấn chất thải rắn Trong khi đó, khi sử dụng năng lượng sạch tái tạo sẽ giảm khí nhà kính Mặt khác, có thể "bán phát thải khí nhà kính" thu về nhiều triệu USD, giảm bớt sự chênh lệch chi phí giữa hai loại năng lượng Trên thực tế, nhiều quốc gia trên thế giới cũng không tính các loại phí "môi trường" vào sản xuất năng lượng Thực tế giá thành sản xuất than và điện hiện nay cao hơn giá bán, nhà nước bao cấp để đảm bảo điện năng cho nhu cầu tiêu dùng xã hội Nếu hạch toán đầy đủ vào giá thành, giá nhiệt điện, thuỷ điện chưa hẳn đã rẻ hơn giá điện sản xuất từ năng lượng tái tạo, từ các dạng năng lượng sạch mới Vì vậy, việc khai thác các ngồn năng lượng tái tạo, các dạng năng lượng sạch mới cần được xem như một xu hướng sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả

2.4 Các biện pháp chung về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

2.4.1 Các biện pháp quản lí

- Xây dựng các văn bản pháp quy về sử dụng NLTK&HQ ( của quốc gia, quốc tế);

- Lựa chọn cơ cấu kinh tế cho hiệu quả cao về sử dụng năng lượng; phát triển hợp lí các ngành tiêu thụ nhiều năng lượng;

- Có chính sách ưu tiên ( thuế, quy hoạch, ) đối với việc phát triển các nguồn năng lượng mới và nguồn năng lượng tái sinh;

- Hợp lí hóa quá trình sản xuất

2.4.2 Các biện pháp tuyên truyền, giáo dục

- Đưa nội dung giáo dục sử dụng NLTK&HQ vào các cấp học;

- Tuyên truyền về sử dụng NLTK&HQ trong gia đình, trường học, cộng đồng;

- Xây dựng nhà trường sử dụng NLTK&HQ

2.4.3 Các biện pháp kĩ thuật

- Giảm tổn thất trong quá trình chuyển đổi năng lượng ( thất thoát khi truyền tải điện, vận chuyển nhiên liệu, ;

- Giảm tổn thất trong quá trình sử dụng năng lượng;

- Sử dụng các thiết bị điều khiển tự động để giảm tiêu thụ năng lượng;

- Đổi mới công nghệ, năng cao hiệu suất máy móc; tăng cường sử dụng thiết bị có hiệu suất sử dụng năng lượng cao;

- Thu hồi năng lượng thải từ các quá trình sản xuất, sinh hoạt và tái sử dụng ;

- Khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng mới thay thế năng lượng hóa thạch;

Các biện pháp trên rất đa dạng và bao quát nhiều lĩnh vực Tuy nhiên với mục tiêu đưa giáo dục sử dụng NLTK&HQ vào nhà trường qua việc giảng dạy các môn học, việc giới thiệu một

số xu hướng khoa học, công nghệ liên quan tới vấn đề sử dụng năng lượng hiện nay là cần thiết Trước hết nó phù hợp với đối tượng HS và với yêu cầu phải tích hợp các nội dung này vào các môn học Nó giúp GV dễ dàng khai thác kiến thức môn học phù hợp với các xu hướng phát triển khoa học công nghệ về năng lượng, và giúp HS biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống

2.5 Các giải pháp công nghệ và kĩ thuật về sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả

2.5.1 Sử dụng các nguồn năng lượng tái sinh ít gây ô nhiễm môi trường

Hiện nay nguồn nguồn năng lượng tái sinh đã có đóng góp đáng kể vào công nghiệp điện năng trên thế giới, đến năm 2007 nó đã chiếm 4% nguồn điện thế giới Các dạng năng lượng tái sinh được sử dụng phổ biến hiện nay là năng lượng sinh học (nhiên liệu sinh học), năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng biển, năng lượng địa nhiệt

- Nhiên liệu sinh học là loại nhiên liệu được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc động, thực vật (sinh học), chủ yếu từ thực vật Các nguồn nhiên liệu sinh học gồm:các chất đốt rắn tái tạo; rác đô thị, phế liệu hữu cơ của nông nghiệp và công nghiệp, phân gia xúc (biogas); những thực vật được trồng để là nguồn năng lượng (các cây lấy dầu, )

Có 3 phương pháp để tăng nguồn năng lượng sinh học: trồng cây có đường: mía, củ cải ngọt, ngũ cốc (lúa, ngô, ); trồng các cây tự nhiên có dầu; rong, hoa hướng dương, cọ dầu, ; trồng riêng những cây phát triển nhanh như: trúc, bạch đàn, cây dương, thông,

Hàng năm sự đóng góp của năng lượng sinh học là khá lớn: 13.300 TWh ở dạng sơ cấp, 11.800 TWh ở dạng khả dụng, chiếm 10% năng lượng sơ cấp và 13% năng lượng khả dụng

Về mặt môi trường, năng lượng sinh học ít gây ô nhiễm môi trường hơn Nếu tính về tổng thể, việc trồng cây và khai thác chúng làm nhiên liệu cân bằng về phát thải CO2 Việc đốt

rác thải đô thị, các phế liệu từ nông nghiệp, công nghiệp, biogas, cũng là một biện pháp phân huỷ chúng để bảo vệ môi trường

- Năng lượng mặt trời (quang năng) thu được trên Trái Đất là năng lượng của dòng bức

xạ điện từ (dòng phôtôn) xuất phát từ Mặt Trời đến Trái Đất Trái Đất nhận được dòng năng lượng này cho đến khi phản ứng hạt nhân trên Mặt Trời hết nhiên liệu, vào khoảng 5 tỷ năm nữa Hiện nay có hai loại phương pháp sử dụng năng lượng mặt trời:

+ Phơi nắng để các vật tiếp thu trực tiếp photon, làm nóng các vật, tức là chuyển thành nhiệt năng (quang năng chuyển thành nhiệt năng): phơi, xấy quần áo, thóc, Ví dụ: Bình đun nước mặt trời, làm sôi nước trong các máy nhiệt điện của tháp mặt trời, máy điều hoà mặt trời, + Sử dụng hiệu ứng quang điện: Ví dụ; Pin mặt trời

Hình 4:Thiết bị đun nóng nhờ năng

lượng Mặt Trời Hình 5: Pin mặt trời

Hình 6: Trạm điện mặt trời gần Seville, Tây Ban Nha

Nguồn năng lượng mặt trời rất lớn, gần như vô tận Lưu lượng quang năng từ Mặt Trời xuống mặt đất là 1.366 W mỗi mét vuông Nhưng vì Mặt Trời chỉ lần lượt chiếu sáng từng phần của Trái Đất và do bị mây che, nên trung bình mỗi mét vuông chỉ nhận được 150 - 500 kWh/m2/ năm tuỳ từng nơi Ngành năng lượng mặt trời đã có bước nhảy vọt trong năm 2007, với công suất tới 100 MW điện mới trên toàn thế giới được đưa vào sử dụng Nhiều thiết bị tiêu thụ ít điện hiện nay có thể sử dụng pin quang điện như: đồng hồ, máy tính xách tay, radio, máy thu hình công suất nhỏ; trạm tín hiệu, rơle viễn thông

- Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển Trái Đất

Năng lượng gió là hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời Sử dụng năng lượng gió là một

trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất từ môi trường tự nhiên và được biết đến từ thời cổ đại

Hình 7: Cối xay gió Hình 8: Tàu buồm

Năng lượng gió là động năng của một khối không khí chuyển động Có thể tính động

năng của nó như sau: Nếu khối lượng khí chuyển động với vận tốc v qua một mặt phẳng hình tròn đặt vuông góc với chiều gió thì khối lượng khí m qua mặt phẳng đó là:

với ρ là tỷ trọng của không khí, V là thể tích khối lượng không khí đi qua mặt cắt ngang hình tròn diện tích A, bán kinh r trong thời gian t Vì thế động năng E (kin) và công suất P của gió là:

Điều đáng chú ý là công suất gió tăng theo lũy thừa 3 của vận tốc gió và vì thế vận tốc gió là một trong những yếu tố quyết định khi muốn sử dụng năng lượng gió Năng lượng gió đã được sử dụng từ xa xưa, thí dụ: tàu buồm, thuyền buồm, khinh khí cầu, cối xay gió, máy bơm nước nhờ sức gió,

Dùng năng lượng gió để sản xuất điện là ý tưởng đã có từ khi phát minh ra máy phát điện

Từ sau cuộc khủng hoảng dầu trong thập niên 1970, nhiều quốc gia đã nghiên cứu và phát triển công nghệ sử dụng năng lượng gió để phát điện Đức, Tây Ban Nha, Mỹ, Đan Mạch, Ấn Độ,… là những quốc gia sử dụng năng lượng gió nhiều nhất trên thế giới (hiện nay khoảng 20 nước) Năm

2007, thế giới đã xây mới các trạm phát điện gió công suất khoảng 20.073 MW điện từ gió, trong đó: Mỹ 5244 MW, Tây Ban Nha 3522 MW, Trung Quốc 3449 MW, Ấn Độ 1730 MW, Đức 1667MW Xếp thứ tự một số quốc gia về công xuất điện gió như sau: Đức (22.247 MW), Mỹ (16.818 MW), Tây Ban Nha (15.145 MW), Ấn Độ (8.000 MW),…

Năng lượng gió được đánh giá là thân thiện nhất với môi trường và ít gây ảnh hưởng xấu đối với xã hội Không phải lo các rủi ro có thể xảy ra như với đập nước Không phải lo nhiều về

di dân và tái định cư vì mất đất canh tác, vì các trạm phát điện gió có thể đặt ở vùng duyên hải hoặc ngoài khơi

Năng lượng gió có nhiều lợi thế để tạo ra nguồn điện năng rẻ Nhưng vấn đề lớn nhất mà các nhà máy điện sử dụng năng lượng gió gặp phải là trong thực tế không phải lúc nào cũng có gió, vì vậy mà nguồn điện sẽ không ổn định Tuy nhiên, người ta khắc phục được nhược điểm trên bằng cách kết nối các nhà máy điện sử dụng năng lượng gió bằng hệ thống đường dây truyền tải Năng lượng gió ở nhiều nơi sẽ bổ trợ cho nhau, tạo ra nguồn điện năng được duy trì

ổn định.Theo nghiên cứu của hai nhà khoa học Mỹ là Cristina Archer và Mark Jacobson, cứ có 3 nhà máy năng lượng gió nối liền trở lên sẽ đảm bảo được việc cung cấp nguồn điện năng liên tục Một điều thuận lợi nữa của giải pháp trên là

Hình 9: Trại điện gió

Horn Rev ở Đan Mạch

và chuyển tới các thành phố bằng hệ thống đường dây duy nhất Hiện nay Mỹ và một vài nước khác đã bắt đầu kết nối các nhà máy điện sử dụng năng lượng gió Những nhà máy này đang được kỳ vọng sẽ trở thành nơi sản xuất nguồn năng lượng rẻ nhất và sạch nhất, giúp giảm đáng

kể nguồn điện năng phải sản xuất từ các nhà máy điện đốt than đá, từ đó giảm phát thải khí nhà kính vào bầu khí quyển Trái đất

Tiềm năng và triển vọng năng lượng gió ở Việt Nam là rất lớn vì nước ta ở khu vực nhiệt đới gió mùa, có bờ biển dài hơn 3000 km Trong chương trình đánh giá về năng lượng cho châu

Á, Ngân hàng thế giới đã có một khảo sát chi tiết về năng lượng gió ở khu vực Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam Theo đánh giá này thì việt Nam có tiềm năng gió lớn nhất (hơn hẳn Thái Lan, Lào, Campuchia) Theo Văn phòng tiết kiệm năng lượng quốc gia, nước ta có khoảng 28.000 km² diện tích có tiềm năng gió được xếp vào từ loại tốt trở lên ( tức là vận tốc trung bình > 7 m/s tại độ cao 65m so với mặt đất) Tiềm năng điện gió của Việt Nam ước đạt 513.360 MW, tức

là bằng hơn 200 lần công suất thiết kế của thuỷ điện Sơn La, hơn 10 lần tổng công suất các nhà máy điện mà ngành điện dự báo đạt được vào năm 2020 Việt Nam hiện đang triển khai một dự

án nhà máy điện gió ở Phương Mai (Bình Định) có công suất 50 MW .[6]

- Năng lượng biển (hải năng) được sử dụng ở hai dạng:

+ Lợi dụng sự chênh lệch nhiệt độ trong nước biển: nhiệt độ nước ở trên mặt biển thường cao và ở sâu dưới đáy biển nhiệt độ thấp hơn Chênh lệch này có thể lên tới 500C ở những vùng nhiệt đới Lợi dụng sự chênh lệch nhiệt độ này có thể sản xuất điện năng Mỹ đã có một nhà máy điện dùng nhiệt lượng của biển tại Hawai

+ Lợi dụng năng lượng thuỷ triều: khi thuỷ triều lên, nước đổ vào vịnh và khi thuỷ triều xuống thì nước trong vịnh chảy ra ngoài khơi Hai lần mỗi ngày, ở cửa vịnh sẽ có một luồng nước chảy vào vịnh rồi chảy ngược ra khơi Nếu xây một đập ở cửa vịnh và lắp đặt một tuabin chạy hai chiều thì có thể sản xuất điện Vịnh dùng làm hồ tích năng

Việt Nam có bờ biển dài, lại ở vùng nhiệt đới nên tiềm năng năng lượng biển của Việt Nam sẽ là rất lớn

- Năng lượng từ lòng đất (địa năng): nhiệt độ Trái Đất tăng 100C mỗi lần xuống sâu dưới mặt đất 20m đến 30m Các nhà khoa học cho rằng: nguồn gốc của nhiệt độ này là do những hạt nhân Uranium, Thorium và Potassium tự phân hạch và do những lớp địa chất vận động, ma sát với nhau Ma sát làm tăng nhiệt độ các lớp địa chất Những khối Plasma từ trung tâm Trái Đất lên tới gần mặt đất thường phun ra khỏi lòng đất thành núi lửa cùng làm tăng nhiệt độ của các lớp đất Người ta có thể bơm nước vào lòng đất để lấy ra nước nóng dùng làm năng lượng Năng lượng này thường được dùng vào các mục đích sau:

+ Dưới 1000C thì dùng để cung cấp nước nóng cho tiện nghi nhà ở, trung tâm thương mại và dịch vụ công cộng;

+ Trên 1000C đến dưới 2000C thì dùng cho công nghiệp;

+ Trên 2000C thì có thể dùng để sản xuất điện

Một số nước trên thế giới đã sử dụng thành công địa năng để sản xuất điện năng, điển hình là Iceland Theo Hiệp hội Địa nhiệt, hiện đang có 24 quốc gia khai thác địa nhiệt để sản xuất điện năng Năm 2003 điện địa nhiệt đã đạt 57.000 GWh Mỹ đi đầu về sản xuất điện địa nhiệt, chiếm 32% công suất điện địa nhiệt toàn thế giới

2.5.2 Các giải pháp nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng

Trong khi vẫn sử dụng chủ yếu các dạng năng lượng truyền thống như hiện nay thì trong quá trình sử dụng năng lượng ở các lĩnh vực sản xuất và đời sống cần áp dụng các giải pháp kĩ thuật và công nghệ mới nhằm giảm nhu cầu về năng lượng mà vẫn đảm bảo sự phát triển của sản xuất và xã hội

Một số xu hướng kĩ thuật và công nghệ này đang được nhiều nước, trong đó có Việt Nam thực thi Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam có ba lĩnh vực sử dụng năng lượng nhiều

Hình 10: Mô hình hệ thống

tuabin hai rotor trên biển

Các kỹ sư năng lượng Anh vừa công bố chiếc

tuabin vận hành bằng dòng hải lưu đầu tiên trên

thế giới, cách bờ biển Denvo ở tây nam nước

này 1,5 km Chiếc tuabin trị giá 3 triệu bảng, với

một rotor (2 cánh) dài 11 mét, có khả năng tạo ra

300 kW điện và sẽ là đối thủ của những loại hình

phát điện khác trong tương lai

(Nguồn: VnExpress.vn)

nhất là: giao thông vận tải, công nghiệp, tiện nghi nhà ở (chúng chiếm khoảng ¾ tổng năng lượng khả dụng)

2.5.2.1 Ngành giao thông vân tải

- Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng

Để nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng, trong ngành giao thông vận tải có thể thực hiện ba phương pháp:

+ Giảm trọng lượng của phương tiện chuyên chở: Khi giảm trọng lượng của phương tiện chuyên chở thì sẽ cần ít năng lượng hơn, do đó có thể chở thêm hành khách, hàng hoá Để làm việc này, người ta chế tạo các động cơ bằng hợp kim nhôm, rầm dọc tầu thuỷ bằng sợi cácbon,

vỏ tàu thuỷ bằng hỗn hợp nhôm,…

+ Vận hành động cơ một cách tối ưu: Cải tiến các động cơ đốt trong để nâng cao hiệu suất của chúng đồng thời phát thải ít CO2 và những khí gây hiệu ứng nhà kính khác Kĩ thuật lái

xe, điều khiển các phương tiện giao thông cũng được tập huấn cho người sử dụng

Nghiên cứu sản suất và đưa vào sử dụng phổ biến các loại ôtô động cơ lai (hybrid) giữa động cơ đốt trong và động cơ điện Loại xe này sẽ dùng nhiên liệu hữu hiệu hơn vì hai lý do: động cơ đốt trong nạp điện vào một bình ắcqui đệm không liên kết với vận tốc của xe Nhờ vậy,

có thể điều chỉnh để cho hiệu suất năng lượng tối ưu và giảm ô nhiễm môi trường Động cơ điện tiêu thụ điện khi xe chạy: khi xe giảm tốc độ thì động cơ trở thành một máy phát điện nạp điện

Hiện nay đã có nhiều kiểu ôtô lai tạp động cơ trong đó có loại ôtô dùng động cơ đốt trong khi xe cần chạy nhanh và dùng động cơ điện khi chạy chậm trong đô thị Hầu hết các đầu máy xe lửa hiện nay là loại lai tạp động cơ diesel - điện

Các phương tiện chuyên chở như ôtô vận tải đường dài, máy bay, tầu biển được trang bị máy tính điện tử điều khiển vận hành của phương tiện nhằm giảm tiêu thụ nhiên liệu

+ Giảm ma sát giữa phương tiện chuyên chở và môi trường di chuyển, ma sát giữa các bộ phận chuyển động của phương tiện Khi chuyển động, mọi phương tiện đều chịu ma sát của không khí Cụ thể của thân phương tiện với không khí Phương tiện đường bộ có thêm ma sát giữa bánh xe và mặt đường, phương tiện đường thuỷ có ma sát giữa vỏ tàu và nước, phương tiện máy bay là ma sát giữa thân máy bay và không khí Với việc thiết kế nhờ máy tính điện tử thì hình dáng của các phương tiện được tối ưu hoá nhằm giảm ma sát và lực cản khí động học Nghiên cứu chế tạo lốp xe, loại nhựa tráng mặt đường sao cho lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường là tối ưu

- Chuyển sang sử dụng những dạng năng lượng khác