TÀI NGUYÊN NĂNG LƯỢNG CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

Để hiểu rõ hơn về tài nguyên năng lượng và chiến lược phát triển tài nguyên năng lượng ở thế giới và Việt Nam như thế nào tôi xin trình bày trong bài tiểu luận khoa học môi trường với nh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI

HỌC SƯ PHẠM

MÔI TRƯỜNG

VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG

ĐẾN CHẤT LƯỢNG CUỘC SỐNG CON NGƯỜI

ĐỀ TÀI: TÀI NGUYÊN NĂNG LƯỢNG - CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN

NĂNG LƯỢNG THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

A TÀI NGUYÊN NĂNG LƯỢNG 3

I Tình hình sử dụng năng lượng thế giới và Việt Nam 3

1 Bạn biết gì về năng lượng? 3

2 Chuyện gì đang xảy ra với năng lượng chúng ta đang sử dụng? 4

3 Những ảnh hưởng của việc khai thác quá mức tài nguyên năng lượng 7

4 Giải pháp cấp thiết hiện nay 9

II Tài nguyên năng lượng 11

1 Năng lượng không tái tạo 11

2 Năng lượng tái tạo 19

B CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG- NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 32

I Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo trên thế giới 32

II Chiến lược phát triển năng lượng mới ở Việt Nam 35

C TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 tỷ trọng các loại hình sản xuất điện năng trong hệ thống điện Việt

Nam( nguồn Trung tâm Điều độ Hệ thống diện Quốc gia, 2012)

Hình 2 Dự báo trữ lượng dầu mỏ, khí đốt, than đá của thế giới và Việt

Nam ( nguồn: BP, 2014)

Hình 3 Nhu cầu năng lượng thế giới( nguồn: Cơ quan Năng lượng Quốc

tế( IEA), 2012)

Hình 4 Các lĩnh vực sử dụng năng lượng của Việt Nam giai đọa 2010-2030

Hình 5 Lượng khí thải CO2 của các nước trên thế giới

Hình 6 Khối lượng khí thải của các nước EU, Mỹ, Nga, Trung Quốc so với

Hình 9 Biểu đồ cơ cấu sản xuất năng lượng Việt Nam 2010 (%)

ĐẶT VẤN ĐỀ

Chủ đề an ninh năng lượng không còn mới lạ đối với chúng ta vì nhu cầu sử dụng điện, gas, xăng dầu hàng ngày của mỗi người Năng lượng là điện từ thắp bóng đèn, là gas đun nấu và xăng chạy xe hàng ngày và cả thức ăn Đây là số liệu

dự báo về dự trữ năng lượng cho Việt Nam đến cuối năm 2013 theo BP*, những con số này thực sự đáng lo ngại cho an ninh của Việt Nam:

Than đá: còn lại 150 triệu tấn, ít hơn 0.05% trữ lượng thế giới, nếu giữ nguyên tốc

độ khai thác thì còn kéo dài được 4 năm (hiện tại Việt Nam đã phải nhập than đá để

duy trì các nhà máy trong hệ thống cũ)

Dầu thô: còn lại 4.4 tỷ thùng dầu, chiếm 0.3% trữ lượng dầu thế giới, nếu giữ

nguyên tốc độ khai thác thì còn kéo dài được 34.5 năm

Khí thiên nhiên: còn lại 0.6 nghìn tỷ mét khối, chiếm 0.3% trữ lượng thế giới, nếu

giữ nguyên tốc độ khai thác thì còn kéo dài được 63.3 năm

* Nguồn: economics/statistical-review-of-world-energy.html

http://www.bp.com/en/global/corporate/about-bp/energy-Những con số thật là đáng báo động và đáng sợ và chúng ta hẳn không muốn đến chỉ khoảng 20 năm nữa nhứng chịu cảnh khủng hoảng không có điện và gas và không có xăng chạy xe cũng như con cháu mình chịu cảnh đó Thực tế chúng ta không phải đợi vài chục năm nữa, rõ ràng Việt Nam đang phải nhập khẩu than đá từ Trung Quốc, Úc

Nếu chúng ta nghĩ một đời người ngắn ngủi và không phải lo xa cho vài chục năm nữa? Hay là thế giới cứ để thị trường năng lượng từ các nguồn than đá, dầu

mỏ, hóa thạch và nguyên tử khủng hoảng và tự nó chết và đương nhiên con người phải dùng đến năng lượng tái tạo?

Tôi xin được trích dẫn một vài câu nói của ông Hermann Scheer:

“ việc chúng ta bị phụ thuộc vào tài nguyên hóa thạch cũng giống như tự đốt nhà mình vậy, và bình cứu hỏa trong tay chính là năng lượng tái tạo” ( Hermann Scheer- chủ tịch Hội đồng Năng lượng Tái tạo Thế giới)

trong cuốn Tuyên Ngôn Mặt Trời (The Solar Manifesto) Hermann Scheer có

viết : “Để có thể thảo luận về năng lượng như một vấn đề riêng rẽ là một ảo tưởng đầu óc Phát thải CO2 không phải là vấn đề duy nhất của nhiên liệu hóa thạch Ô

nhiễm phóng xạ không phải là vấn đề duy nhất của năng lượng hạt nhân Nhiều mối nguy hiểm khác được tạo ra bởi việc sử dụng năng lượng hạt nhân và hóa thạch: từ các đô thị ô nhiễm tới sự xói mòn đất ở vùng nông thôn; từ ô nhiễm nước tới sa mạc hóa; từ di cư hàng loạt tới các khu định cư quá tải và việc suy giảm an toàn cá nhân lẫn an ninh quốc gia Do hệ thống năng lượng hiện tại là gốc rễ của các vấn đề này, năng lượng tái tạo là giải pháp cho chúng”

Để hiểu rõ hơn về tài nguyên năng lượng và chiến lược phát triển tài nguyên năng lượng ở thế giới và Việt Nam như thế nào tôi xin trình bày trong bài tiểu luận khoa học môi trường với những nội dung sau đây:

- Phần 1: Tài nguyên năng lượng ( tìm hiểu sơ lược về tài nguyên năng lượng,đưa ra khái niệm, nguồn gốc, lợi ích, ảnh hưởng tới môi trường và các số liệuthống kê và hình ảnh về các loại tài nguyên năng lượng trên thế giới)

- phần 2: chiến lược phát triển năng lượng thế giới và Việt Nam

Bài tiểu luận được thực hiện lần đầu không tránh khỏi những hạn chế vàthiếu sót, tôi mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của giảng viên bộ môn và các cán bộ chấm thi để bài tiểu luận được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

A TÀI NGUYÊN NĂNG LƯỢNG

I Tình hình sử dụng năng lượng thế giới và Việt Nam

“Có điều quan trọng này hãy nhớ rằng chúng ta là năng lượng Einstein đã dạy chúng ta điều đó Năng lượng không tạo ra cũng không mất đi, nó chỉ chuyển

từ dạng này sang dạng khác”

–Rhonda Byrne–

Mọi hoạt động hàng ngày của con người đều dùng đến năng lượng Để đun nấu, chúng ta dùng củi, than, khí đốt hoặc điện để nấu nướng Để đi lại, chúng ta dùng xăng, dầu hay điện để chạy xe cộ Để sản xuất và sinh hoạt , các cá nhân hoặc

tổ chức phải dùng điện để thắp sáng, chạy máy móc…

Năng lượng chính là sức mạnh vật lý hay tinh thần giúp chúng ta làm được bất cứ việc gì ở đây, năng lượng vật lí được hiểu một cách đơn giản là khả năng làm thay đổi trạng thái hoặc di chuyển một vật Năng lượng bao gồm nhiên liệu, điện năng, nhiệt năng thu được trức tiếp hoặc thông qua chế biến từ các nguồn tài nguyên năng lượng không tái tạo điện năng ( thường gọi tắt là điện) là một dạng năng lượng thứ cấp được chuyển đổi, được chuyển đổi từ các nguồn năng lượng sơ cấp như than đá, khí đốt, dòng nước, gió, mặt trời

Về nguồn gốc, năng lượng có thể chia ra làm hai loại: năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo

• Năng lượng không tái tạo: là các nguồn năng lượng phải mất một thời gian

dài để hình thành Hầu hết các nguồn năng lượng không tái tạo là nhiên liệu hóa thạch than, dầu mỏ, khí tự nhiên) được hình thành nhờ sự phân hủy xác động thực vật qua hàng triệu năm Năng lượng hạt nhân( sinh ra từ quặng phóng xạ uranium) cũng là năng lượng không tái tạo vì trữ lượng uranium

trên trái đất là hữu hạn

• Năng lượng tái tạo: là các nguồn năng lượng được tạo ra và bổ sung trong

một thời gian ngắn Chúng có thể không bao giờ cạn kiệt trong vòng vài tỉ

năm nữa Một số nguồn năng lượng tái tạo: từ mặt trời( quang điện), từ nước( thủy điện), từ gió( phong điện), từ các dòng nước nóng và magma trong lòng đất( địa nhiệt), từ thủy triều và ngay cả từ chất thải chăn nuôi và

trồng trọt( như biogas)

Việt Nam và thế giơi đang đứng trước nguy cơ không đảm bảo về an ninh năng lượng khi mà nhu cầu tăng nhanh và những nguồn cung truyền thống đang cạn kiệt dần với tốc độ nhanh chóng Bên cạnh đó, việc sản xuất và sử dụng nhiên liệu

hóa thạch( NLHT) tạo ra tác động tiêu cực đến sức khỏe, môi trường và xã hội An

ninh năng lượng là sự đảm bảo năng lượng luôn có sẵn, đầy đủ, dưới nhiều dạng khác nhau, sạch và rẻ

Thế giới hiện đang phụ thuộc rất nhiều vào nhiên liệu hóa thạch Năm

2013, dầu mỏ, than đá và khí đốt cung cấp tới 87% tổng năng lượng tiêu thụ trên toàn cầu Còn ở Việt Nam, tỷ trọng các loại hình sản xuất điện sử dụng nhiên liệu

hóa thạch chiếm gần một nửa trong hệ thống điện quốc gia( xem hình 1)

Hình 1: tỷ trọng các loại hình sản xuất điện năng trong hệ thống điện Việt Nam( nguồn Trung tâm Điều độ Hệ thống diện Quốc gia, 2012)

Tuy nhiên, những nguồn năng lượng truyền thống này đang dần cạn kiệt Trên

thế giới, với tốc độ khai thác và tiêu thụ như hiện nay, ước tính trữ lượng dầu mỏ

chỉ còn đủ dùng cho 53 năm, khí thiên nhiên còn khoảng 55 năm và than đá còn 113 năm Tại Việt Nam, nếu giữ nguyên tốc độ khai thác như hiện nay thì dầu mỏ chỉ

còn 34 năm, khí thiên nhiên còn 63 năm và đặc biệt là tham đá chỉ còn4năm ( xem

Nhu cầu năng lượng đang không ngừng tăng lên trên thế giới và tại Việt Nam Cùng với quá trình tăng dân số, đô thị hóa và phát triển kinh tế, nhu cầu sử

dụng năng lượng đã gia tăng mạnh mẽ trong những năm vừa qua Trên thế giới, dự

báo trong vòng 25 năm( 2010- 2035) nhu cầu năng lượng sẽ tăng lên 1,35 lần ( xem

hình 3) Còn ở Việt Nam, riêng về điện năng, nhu cầu sẽ tăng lên 7- 8 lần trong

vòng 20 năm( từ 100 tỉ kWh năm 2010 đến 695- 834 tỉ kWh vào năm 2030) ( xem

hình 4).

Hình 3 Nhu cầu năng lượng thế giới( nguồn: Cơ quan Năng lượng Quốc tế( IEA), 2012)

Hình 4 Các lĩnh vực sử dụng năng lượng của Việt Nam giai đọa 2010-2030( nguồn: MPI, UND nghiên cứu, định hướng các mục tiêu giảm thải khí gây hiệu ứng nhà kính trong năng

lượng và phát triển Việt Nam giai đoạn 2010-2030)

Tình trạng cung không đủ cầu đe dọa an ninh năng lượng tại nhiều khu vực trên thế giới, trong đó có Việt Nam Nguồn than nước không còn đủ cho sản

xuất điện; ước tính cần nhập khẩu khoảng 10- 20 triệu tấn vào năm 2020, 30-32 triệu tấn vào năm 2025 và khoảng 50-65 triệu tấn vào năm 2030 Như vậy Việt Nam

sẽ bị phụ thuộc vào nguồn cung cấp nhiên liệu của nước ngoài Trong khi đó, giá nhiên liệu trên thị trường quốc tế liên tục biến động bởi tình hình kinh tế, chính trị, công nghệ hệ quả là vấn đề an ninh năng lượng quốc gia sẽ không còn được đảm bảo

lượng

Bên cạnh đó, việc khai thác và sử dụng các loại NLHT, đặc biệt là than đang

tác động nghiêm trọng đến môi trường và xã hội than làm ô nhiễm bầu không

khí chúng ta đang hít thở, nguồn nước chúng ta đang dùng và đất chúng ta đang sống Quá trình khai thác và tiêu thụ tan thải vào môi trường một lượng lớn khí

CO2, NO2, SO2, và các hạt bụi phân tử ( PM 2,5), thủy ngân, nhiều kim loại nặng(

chì, cadium, asen ) và các chất độc hại khác Việc này không chỉ làm ô nhiễm môi trường mà còn tác động nghiêm trọng tới hệ sinh thái và sức khỏe con người

Lượng khí thải Carbon Dioxide trên toàn cầu gây ra do quá trình sử dụng năng lượng: Tổng quan năng lượng năm 2004 (IEO2004) đã dự đoán về sự

phát sinh khí thải CO2 có liên quan tới năng lượng mà như đã nêu trên chủ yếu là khí thải carbon dioxide do con người gây ra trên toàn cầu Căn cứ vào những kz vọng về tăng trưởng kinh tế khu vực và sự lệ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch, trong IEO2004 đã cho thấy sự thải khí carbon dioxide trên toàn cầu sẽ tăng

nhanh hơn rất nhiều trong cùng một chu kz so với những năm 1990

Hình5 Lượng khí thải CO2 của các nước trên thế giới

Các chất NOx và SOx thải vào khí quyển là thành phần chính gây ra mưa acid, phá hoại mùa màng và làm hỏng các công trình xây dựng Nước thải từ những

mỏ than chứa acid và các chất gây ô nhiễm đất, từ đó làm ô nhiễm sông hồ, tác động tới hệ thủy sinh Khai thác than bằng phương pháp lộ thiên còn xóa sổ haonf toàn thảm thực vật và lớp đất mặt, gia tăng xói mòn đất và làm mất đi nơi trú ngụ của nhiều sinh vật khai thác than bằng phương pháp hầm lò còn gây lún đất, ô nhiễm nước và nguy cơ xảy ra tai nạn hầm lò

Còn việc khai thác dầu khí đang tạo ra nhiều vấn đề về môi trường như

ô nhiễm dầu với đất, không khí và nước, rò rỉ giếng khoan, dầu loang, đắm tàu và các sự cố tràn dầu, nguy cơ lún đất khi khai thác trên thềm lục địa Ô nhiễm dầu gây tác hại nghiêm trọng và lâu dài đến hệ sinh thái, làm gián đoạn và ảnh hưởng tới các hoạt động đánh bắt hải sản, du lịch năm 2013, vụ loang dầu ở Quy Nhơn, Bình

Định đã làm ô nhiễm biển với hơn 50 tấn váng dầu lẫn trong cát được thu gom và làm chết cá của nhiều hộ nuôi trồng thủy sản trong khu vực

Ở nhiều nơi, việc quản lý kém tài nguyên như than đá, dầu, khí còn là nguyên nhân của nghèo đói tham nhũng và xung đột

Như vậy, đứng trước những nguy cơ không đảm bảo an ninh năng lượng và các tác động môi trường, xã hội và khí hậu của NLHT chúng ta cần tìm đến những biện pháp bền vững hơn

4.1 Nghị định thư Kyoto về khí hậu

Nhu cầu về năng lượng và cùng với nó là lượng khí thải CO2 và các khí khác

mà ta thường gọi chung là “khí nhà kính” đã và đang tăng lên trong suốt 50 năm qua Sự tăng lên của lượng khí nhà kính này sẽ làm cho khí hậu toàn cầu ấm lên và kéo theo nhiều vấn đề khác liên quan Hội nghị của Liên Hợp Quốc về Sự thay đổi Khí hậu (UNFCCC) họp tại Kyoto tháng 12 năm 1997 đã đưa ra một thỏa thuận chung về khí hậu nhằm ngăn ngừa việc biến đổi khí hậu, gọi tắt là Nghị định thư Kyoto

Theo đó, chậm nhất là vào năm 2012, 38 nước phải cắt giảm ít nhất là 5% lượng khí thải với năm 1990, riêng Mỹ phải giảm 7% vì nước này chỉ chiếm 6% dân số Thế giới, nhưng nền sản xuất khổng lồ của họ lại gây ra 25% tổng lượng khí thải toàn cầu

Để đạt được mục tiêu cắt giảm khí nhà kính như đã đề ra, các nước trong Annex I có thể tiến hành việc giám sát sự giảm lượng khí thải trong nước hay

“phương thức linh hoạt”giữa các nước Nghị định thư Kyoto về khí hậu sử dụng 3

cơ chế linh hoạt “flexible mechanisms”để giúp cho các nước đạt được chỉ tiêu cắt giảm khí nhà kính bằng một phương thức có hiệu quả thương mại nhất

Hình6 Khối lượng khí thải của các nước EU, Mỹ, Nga, Trung Quốc so với toàn thế giới

Mục tiêu của Kyoto 1997 đó là làm giảm các khí thải độc hại như CO2, methane, nitrous oxide, hydrofluorocarbons, perfluorocarbons và sulfur hexafluoride Hiện nay thì lượng khí CO2 vẫn chiếm thành phần chủ yếu trong các loại khí nhà kính ở hầu hết các nước Annex I,tiếp theo sau đó là methane và nitrous oxide

Nghị định thư Kyoto sẽ có hiệu lực sau 90 ngày kể từ khi có ít nhất 55 nước trong đó bao gồm cả các nước nằm trong Annex I,tạo ra tổng cộng 55% lượng khí nhà kính toàn cầu năm 1990, đặt bút phê chuẩn Đến cuối năm 2003, 119 nước trên Thế giới và Liên minh Châu Âu đã thông qua Hiệp định, bao gồm cả Canada, Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Mexico, New Zealand và Nam Triều Tiên 31 nước trong Annex I,thải ra 44,2% tổng lượng khí nhà kính năm 1990, đã đặt bút ký vào bản Hiệp ước Theo nguồn tin ngày 28/7/2005 của BBC, Mỹ cùng 5 nước Châu Á- Thái Bình Dương đang dự thảo một Hiệp ước về khí hậu mới để cạnh tranh với Kyoto 1997, trong đó sẽ có mục chuyển giao công nghệ từ những nước công nghiệp sang những nước đang phát triển, nhưng các chi tiết của dự thảo này vẫn còn đang được giữ kín

4.2 Giải pháp làm giảm ô nhiễm khi sử dụng năng lượng

Nitrogen oxide sinh ra trong quá trình đốt cháy ở nhiệt độ cao như trong quá trình vận hành xe hơi, máy móc và các nhà máy phát điện Để giảm lượng khí độc hại sinh ra trong quá trình vận tải, một số nước áp dụng công nghệ cao để tạo ra những loại máy móc hay ô tô đạt tiêu chuẩn cũng như hạn chế hàm lượng sulfurtrong xăng, dầu để đảm bảo hạn chế đến mức tối đa lượng khí thải Hầu hết các nước ở châu Phi, Liên Xô cũ, Trung Đông và Mỹ Latin là vẫn còn dùng xăng pha chì còn các nước khác, hiện nay đã chuyển sang dùng xăng không pha chì Những nước vẫn còn dùng nhiên liệu pha chì thì xăng pha chì là nguyên nhân chủ yếu chiếm 90% khí thải có chì ở khu vực đô thị

Thủy ngân là chất tích tụ bền vững trong cơ thể theo thời gian Cá kiếm, cá hồi, các loài chim ăn cá và hải cẩu là những loài vật chịu ảnh hưởng nhiều nhất của việc tích tụ thủy ngân Mặc dầu thủy ngân có mặt cả ở trên đất liền cũng như ở ngoài biển nhưng nó thường tập trung nhiều nhất trong hệ sinh thái biển Chất thải chứa thủy ngân sinh ra trong quá trình sử dụng năng lượng đang trở thành mối quan tâm đặc biệt ở các nước công nghiệp Và như vậy, để tóm tắt lại những gì mà tôi vừa trình bày chi tiết ở trên, các vấn đề ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu có thể được giải quyết phần nào nếu như chúng ta lưu ý đến mấy vấn đề sau trong quá trình sử dụng năng lượng:

• Cố gắng không sử dụng xăng dầu pha chì

• Kiểm soát và điều khiển lượng chất thải thủy ngân sinh ra trong quá trình sử dụng năng lượng

• Xây dựng quy chế kiểm sóat các khí thải, sao cho hạn chế tới mức tối đa các khí thải độc hại

II Tài nguyên năng lượng

1.1 Năng lượng hóa thạch

Nhiên liệu hóa thạch là các loại nhiên liệu được tạo thành bởi quá trình phân hủy kỵ khí của các sinh vật chết bị chôn vùi cách đây hơn 300 triệu năm Các nguyên liệu này chứa hàm lượng cacbon và hydrocacbon cao

• Than đá: Than đá có nguồn gốc sinh hóa từ quá trình trầm tích thực vật

trong những đầm lầy cổ cách đây hàng trăm triệu năm Khi các lớp trầm tích

bị chôn vùi, do sự gia tăng nhiệt độ, áp suất, cộng với điều kiện thiếu oxy nên thực vật (thực vật chứa một lượng lớn cellulose, hợp chất chứa C, O, H) chỉ bị phân hủy một phần nào Dần dần, hydro và oxy tách ra dưới dạng khí,

để lại khối chất giàu cacbon là than

Than là dạng nhiên liệu hóa thạch có trữ lượng phong phú nhất, được tìm thấy chủ yếu ở Bắc Bán Cầu Các mỏ than lớn nhất hiện nay nằm ở Mĩ, Nga, Trung Quốc và Ấn Độ Các mỏ tương đối lớn ở Canada, Đức, Balan, Nam Phi, Úc, Mông Cổ, Brazil Trữ lượng than ở Mĩ chiếm khoảng 23,6% của cả thế giới

• Dầu và khí thiên nhiên: có nguồn gốc từ các trầm tích biển giàu xác bã

động thực vật cách đây khoảng 200 triệu năm Các trầm tích hữu cơ ở điều kiện chôn vùi thiếu oxy, dưới nhiệt độ 50-250 độ C, áp suất ở độ sâu 2-7 km theo thời gian tạo nên hỗn hợp hydrocacbob là dầu và khí (ở dãy nhiệt độ cao hơn và độ sâu sâu hơn dầu)

Phân bố dầu và khí thiên nhiên trên thế giới :Trữ lượng khổng lồ đến 63,2% lượng dầu của cả thế giới tập trung ở Vịnh Ba Tư, nhất là Ảrập Saudi (thành viên số 1 của OPEC :Organization of Petroleum Exporting Countries) Các

mỏ dầu quan trọng còn lại khác nằm ở vịnhư Venezuela, Mehico, Nga, Libi

và Mỹ (Alaska và vịnh Mehico).Gần 1/2 (49%) trữ lượng khí thiên nhiên của thế giới nằm ở 2 nước Nga và Iran Các mỏ khí thiên nhiên quan trọng khác nằm ở Các Tiểu Vương Quốc Arap thống nhất, Arap Saudi, Mỹ và Venezuela

a) Tầm quan trọng

Nhiên liệu hóa thạch có vai trò rất quan trọng bởi vì chúng có thể được dùng làm chất đốt (bị ôxi hóa thành điôxít cacbon và nước) để tạo ra năng lượng Việc

sử dụng than làm nhiên liệu đã diễn ra rất lâu trong lịch sử Than được sử dụng

để nấu chảy quặng kim loại Khai thác dầu mỏ thương mại, phần lớn là sự thay thế cho dầu có nguồn gốc động vật (như dầu cá) để làm chất đốt cho các loại đèn dầu bắt đầu từ thế kỷ 19 Hạn chế và nguyên liệu thay thế

Theo nguyên tắc cung - cầu thì khi lượng cung cấp hydrocacbon giảm thì giá

sẽ tăng Dù vậy, giá càng cao sẽ làm tăng nhu cầu về nguồn cung ứng năng lượng tái tạo thay thế, khi đó các nguồn cung ứng không có giá trị kinh tế trước đây lại trở thành có giá trị để khai thác thương mại Xăng nhân tạo và các nguồn năng lượng tái tạo hiện tại rất tốn kém về công nghệ sản xuất và xử lý so với các nguồn cung cấp dầu mỏ thông thường, nhưng có thể trở thành có giá trị kinh tế trong tương lai gần

Hình 7 Lượng phát thải từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch (Nguồn: Tạp chí PNAS)

b) Tác động đến môi trường

Ở Hoa Kỳ, có hơn 90%

lượng khí nhà kính thải vào

môi trường từ việc đốt nhiên

liệu hóa thạch.[18] Đốt nhiên

liệu hóa thạch cũng tạo ra các

chất ô nhiễm không khí khác

như các ôxít nitơ, điôxít lưu

huỳnh, hợp chất hữu cơ dễ

bay hơi và các kim loại

nặng.Theo Bộ Môi trường

Canada:"Ngành điện là duy

nhất trong số những ngành

công nghiệp trong đóng góp rất lớn của nó vào các phát thải liên quan đến hầu hết các vấn đề về không khí Sản xuất điện thải ra một lượng lớn các ôxít nitơ và điôxít lưu huỳnh tại Canada, tạo ra sương mù và mưa axít và hình thành vật chất hạt mịn Nó là nguồn thải thủy ngân công nghiệp lớn nhất không thể kiểm soát được tại Canada Các nhà máy phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch cũng phát thải vào môi trường điôxít cacbon, một trong những chất tham gia vào quá trình biến đổi khí hậu Thêm vào đó, ngành này có những tác động quan trọng đến nước, môi trường sống và các loài Cụ thể, các đập nước và các đường truyền tải cũng tác động đáng kể đến nước và đa dạng sinh học."

c) Tại việt nam

Tình hình khai thác: Tính đến 1/1/2005 tổng trữ lượng than đã tìm kiếm thăm dò khoảng 6,14 tỷ tấn Mỗi chu kỳ kế hoạch 5 năm tổng sản lượng khai thác than tăng khoảng 1-5 triệu tấn nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế-xã hội của đất nước

Tổng trữ lượng dầu khí có thể đưa vào khai thác ở nước ta khoảng 3,8-4,2 tỷ tấn quy đổi (TOE), trong đó trữ lượng đã được xác định khoảng 60% (1,05 - 1,14 TOE).Khả năng khai thác dầu thô so với năm 2010 dự báo đến năm 2020 sẽ sụt giảm, còn 16-17 triệu tấn/năm Đối với khí đốt, khả năng khai thác sẽ tăng, giai đoạn 2011-2015 sẽ đạt mức từ 10,7 tỷ m3 lên 19 tỷ m3

Hình 8 Biến động hàm lượng điôxít cacbon trong thời gian 400.000 năm gần đây cho thấy sự gia tăng của

nó kể từ khi bắt đầu cách mạng công nghiệp

Kết quả phân tích trữ lượng và tiềm năng dầu khí tính đến 31/12/2004 là 4.300 triệu tấn dầu quy đổi, đã phát hiện 1.208,89 triệu tấn dầu quy đổi chiếm28% tổng tài nguyên dầu khí ViệtNam, trong đó tổng trữ lượng dầu khí có khả năng thươngmại là814,7 triệu tấn dầu qui đổi, chiếm 67% tổng tài nguyên dầu khí đã phát hiện Trữ lượngphát hiện tính cho các mỏ dầu khí gồmtrữ lượng với hệ số thu hồi dầu khí cơ bản và hệ số thu hồi bổ sung do áp dụng công nghệ mới gia tăng thu hồi được tính cho các mỏ đã tuyên bố thương mại, phát triển và đang khai thác được phân bổ như sau: Trữ lượng dầu và condensat khoảng 420 triệu tấn (18 triệu tấn condensat), 394,7tỷ m3 khí trong đó khí đồng hành 69,9 tỷm3 khí không đồng hành 324,8 tỷ

m3

Hìn

h 9 Biể

u đồ

cơ cấu sản xuất năn

g lượ

ng Việt Nam 2010 (%)

1.2 Năng lượng hạt nhân

Năng lượng hạt nhân là một loại công nghệ được thiết kế để tách năng lượnghữu ích từ hạt nhân nguyên tửthông qua các lò phản ứng hạt nhân có kiểm soát Phương pháp duy nhất được sử dụng hiện nay làphân hạch hạt nhân, mặc dù các phương pháp khác có thể bao gồm tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ Tất

cả các lò phản ứng với nhiều kích thước và mục đích sử dụng khác nhau đều dùng nước được nung nóng để tạo ra hơi nước và sau đó được chuyển thành cơ năng để

phátđiện hoặc tạo lực đẩy Năm 2007, 14% lượng điện trên Thế giới được sản xuất

từ năng lượng hạt nhân

a) Nguồn gốc

Phản ứng phân hạch hạt nhân được Enrico Fermi thực hiện hành công vào năm

1934 khi nhóm của ông dùng nơtron bắn phá hạt nhân uranium Năm 1938, các nhà hóa học người Đức làOtto Hahn và Fritz Strassmann, cùng với các nhà vật l{ người

Úc Lise Meitner và Otto Robert Frisch đã thực hiện các thí nghiệm tạo ra các sản phẩm của uranisau khi bị nơtron bắn phá Các nhà khoa học tâm đắc điều này ở một số quốc gia (như Hoa Kỳ, Vương quốc Anh, Pháp, Đức và Liên Xô) đã đề nghị với chính phủ của họ ủng hộ việc nghiên cứu phản ứng phân hạch hạt nhân Điện được sản xuất đầu tiên từ lò phản ứng hạt nhân thực nghiệm EBR-I vào ngày 20 tháng 12 năm 1951 tại Arco, Idaho, với công suất ban đầu đạt khoảng 100 kW (lò phản ứng Arco cũng là lò đầu tiên thí nghiệm về làm lạnh từng phần năm 1955)

31 quốc gia

Hình 10 Công suất lắp đặt và phát điện từ năng lượng hạt nhân, 1980 - 2011 (EIA)

Trên phạm vi toàn cầu, việc hợp tác nghiên cứu quốc tế đang tiếp tục triển khai để nâng cao độ an toàn của việc sản xuất và sử dụng năng lượng hạt nhân như các nhà máy an toàn bị động, sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân, và sử dụng nhiệt của quá trình như trong sản xuất hydro để lọc nước biển, và trong hệ thống sưởi khu vực Trên phạm vi toàn cầu, việc hợp tác nghiên cứu quốc tế đang tiếp tục triển khai

để nâng cao độ an toàn của việc sản xuất và sử dụng năng lượng hạt nhân như các nhà máy an toàn bị động, sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân, và sử dụng nhiệt của quá trình như trong sản xuất hydro để lọc nước biển, và trong hệ thống sưởi khu vực

c) Triển vọng

Một số quốc gia vẫn duy trì hoạt động phát triển năng lượng hạt nhân như Pakistan, Nhật Bản, Trung Quốc, và Ấn Độ, tất cả đều đang phát triển công nghệ nhiệt và nơtron nhanh, Hàn Quốc (Nam Hàn) và Hoa Kz chỉ phát triển công nghệ nhiệt, Nam Phi và Trung Quốcđang phát triển các phiên bản Lò phản ứng modun đáy cuội (PBMR) Một số thành viên của Liên minh châu Âu thuyết phục thúc đẩy các chương trình hạt nhân, trong khi các thành viên khác vẫn tiếp tục cấm sử dụng năng lượng hạt nhân Nhật Bản có một chương trình xây dựng lò hạt nhân còn hoạt

động với một lò phản ứng mới vào mạng lưới năm 2005 Vào đầu thế kỷ 21, năng lượng hạt nhân có một sức hấp dẫn đặc biệt đối với Trung Quốc và Ấn Độ theo công nghệ lò phản ứng breedernhanh vì nguồn năng lượng này giúp họ phát triển kinh tế một cách nhanh chóng

d) Lò phản ứng hạt nhân

Cũng giống như một số trạm năng lượng nhiệt phát điện bằng nhiệt năng từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, các nhà máy năng lượng hạt nhân biến đổi năng lượng giải phóng từ hạt nhân nguyên tử thông qua phản ứng phân hạch Khi một hạt nhân nguyên tử dùng để phân hạch tương đối lớn (thường làurani 235 hoặc plutoni-239) hấp thụ nơtron sẽ tạo ra sự phân hạch nguyên tử Một phần nơtron tự do này sau đó được hấp thụ bởi các nguyên tử phân hạch khác và tiếp tục tạo ra nhiều nơtron hơn Đây là phản ứng tạo ra nơtron theo cấp số nhân Phản ứng dây chuyền hạt nhân này

có thể được kiểm soát bằng cách sử dụng chất hấp thụ nơtron và bộ đều hòa nơtron

để thay đổi tỷ lệ nơtron tham gia vào các phản ứng phân hạch tiếp theo Các lò phản ứng hạt nhân hầu hết có các hệ thống vận hành bằng tay và tự động để tắt phản ứng phân hạch khi phát hiện các điều kiện không an toàn

e) Những sự cố đã xảy ra

Ngày 26 tháng 4 năm 1986, lò phản ứng số 4 của nhà máy điện nguyên tửChernobylphát nổ, gây ra một loạt vụ nổờ các lò phản ứng khác, làm tan chảy lõi

lò phản ứng hạt nhân Đây là sự cố hạt nhân trầm trọng nhất trong lịch sử Do không

có tường chắn nên các đám mây bụi phóng xạ bay lên bầu trời và lan rộng ra nhiều khu vực phía tây Liên bang Xô Viết, một số nướcĐông Âu và Tây Âu, Anh và phía đông Hoa Kz Thảm hoạnày phát ra lượng phóng xạ lớn gấp bốn trăm lần so với quả bom nguyên tử được ném xuốngHiroshima Sau thảm họa, hàng loạt các vấn đề về

ô nhiễm môi trường cũng như về sức khỏe đe dọa người dân

Gần đây nhất, ngày 11 tháng 3, 2011, sau trận thảm họa động đất và sóng thần Sendai 2011, nhà máy điện hạt nhân Fukushima gặp hàng loạt các vấn đề đối với các lò phản ứng và rò rỉ phóng xạ gây ra sự cố nhà máy điện Fukushima I Tình trạng ô nhiễm phóng xạngày càng cao Tuy không có người tửvong tại chỗ, nhưng

nó gây nhiều lo ngại về sức khỏe của con người trong khu vực bị ảnh hưởng sau

này Dự kiến phải mất vài năm để sửa chữa nhà máy và vài tháng để khử sạch phóng xạ

f) Ở Việt Nam

Việt Nam bước vào chương trình Điện hạt nhân trong bối cảnh cơ sở hạ tầng cho việc thực hiện dự án nhà máy điện hạt nhân như nguồn nhân lực, nguồn tài chính…ở trình độ phát triển thấp Theo Bộ trưởng Nguyễn Quân, Việt Nam đã quyết tâm xây dựng các nhà máy điện hạt nhân dân sự vì mục đích hòa bình, an toàn cho con người, môi trường đảm bảo an ninh năng lượng Đến năm 2020, khi tổ máy đầu tiên có công suất 1.000 MW hoạt động thì chỉ đảm bảo 1,6% tồng sản lượng điện quốc gia và đến năm 2030 khi 10 tổ máy đi vào hoạt động với công suất trên 10 nghìn MW thì điện hạt nhân cũng mới chỉ đảm bảo khoảng hơn 6% tổng sản lượng điện quốc gia Như vậy, Việt Nam vẫn phụ thuộc trên 90% sản lượng điện từ các nguồn truyền thống như nhiệt điện, thủy điện và một phần nhỏ từ các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời, sóng biển, năng lượng gió… Các hoạt động như hội thảo, triển lãm giáo dục và đào tạo, trao đổi thông tin và kinh nghiệm về điện hạt nhân với sự hỗ trợ của IAEA và các quốc gia có điện hạt nhân đã được tiến hành Trong năm 2013, sẽ báo cáo khả thi và phê duyệt địa điểm cho nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1 và nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2 và dự kiến sau năm

2015 sẽ khởi công xây dựng

2.1 Năng lượng từ mặt trời

Trái đất nhận được 174 petawatts (PW) từ bức xạmặt trời, khoảng 30% được phản xạ trở lại không gian trong khi phần còn lại được hấp thụ bởi các đám mây, đại dương và vùng đất Bề mặt Trái đất, biển và bầu không khí hấp thụ bức xạ mặt trời, và điều này làm tăng nhiệt độ của chúng Không khí ấm có chứa nước bốc hơi

từ các đại dương tăng lên, gây ra lưu thông khí quyển hoặc đối lưu Tiềm ẩn nhiệt ngưng tụ nước khuếch đại đối lưu, sản xuất các hiện tượng khí quyển như gió, bão

và Ánh sáng mặt trời bị hấp thụ bởi các đại dương và các vùng đất giữbề mặt ở nhiệt độ trung bình là 14 °C Bằng cách quang hợp cây xanh chuyển đổi năng lượng mặt trời vào năng lượng hóa học, trong đó sản xuất thực phẩm, gỗ và sinh khối từ nhiên liệu có nguồn gốc hóa thạch