Tài nguyên khoáng sản năng lượng

Tài nguyên khoáng sản năng lượng Khoáng sản là những khoáng chất có nguồn gốc vô cơ, hữu cơ được tích tụ dưới dạng đơn chất hay...

TÀI NGUYÊN KHOÁNG SẢN VÀ NĂNG LƯỢNG

TÀI NGUYÊN KHOÁNG SẢN

MINERAL RESOURCES

TÀI NGUYÊN KHOÁNG SẢN

KHOÁNG SẢN

1 KHÁI NIỆM

cơ được tích tụ dưới dạng đơn chất hay hợp chất mà con người có thể khai thác để sử dụng trong các lĩnh vực kinh tế

và đời sống

2 VAI TRÒ

 Khoáng sản là nguồn tài nguyên cực kì quan trọng trong sự phát triển của loài người: cung cấp nguyên liệu tự nhiên, nhiên liệu cho hoạt động của nhân loại

 Đảm bảo cho sự phát triển nhanh về kinh tế xã hội quốc gia

KHOÁNG SẢN

3 PHÂN LOẠI

Theo chức năng sử dụng khoáng sản

được phân chia thành 3 loại:

Khoáng sản kim loại: Fe, Zn…

Khoáng sản phi kim loại: C, P…

Khoáng sản cháy: Dầu mỏ, Than

đá, Khí đốt

4 PHÂN BỐ

Khoáng sản được phân bố rải rác, hoặc tập trung thành

những khu vực nhất định hình thành các điểm khoáng

hoặc các mỏ, thân khoáng sản

Khai thác quặng Titan ở Quảng Nam

Phân bố một số khoáng sản trên thế giới và ở Việt nam

Tên

khoáng

sản

Trữ lượng, phân bố Khai thác Trữ lượng, phân bố Khai thác

Sắt (Fe) LiênXô:110 tỉ tấn400 tỉ tấn (1969) 701tr tấn (1969) Thạch Khê:544 tr tấnQuỹ Xạ (Lào Cai)

Mangan

(Mn) Liên Xô: 2,4 tỉ tấn3,3 tỉ tấn 17,8 tr tấn

4,7 tr tấn Tốc Tát (Cao Bằng), Làng Bái, Yên Cư Crôm (Cr)

(FeCr2O4) Châu Phi, Nam Roderia1.450 tr tấn 4,57 tr tấn (1969) Cổ Định(Thanh Hóa):21 tr tấn 16.299 tấn (1964)

Niken(Ni) Tan Caledoni, Canada, 100 tr tấn

Cuba, Liên Xô

640.000 tấn (1971) Thanh Hóa (Núi Nưa)

Coban(Co

)

1 tr tấn (các nước tư bản

và đang phát triển) Zaia&Zambia: 500.000 tấn

26-35 nghìn tấn(1980s) Zaia, Zambia, Canada, Mĩ

Mỏ Cu-Ni ở Bản Xang

(Sơn La)

Thiếc (Sn) 7,1 tr tấn (1972) chủ yếu các nước Đông Nam Á 185.000 tấn Quỳ Hợp, Đà Lạt, Pia Oắc, Tam Đảo 1902-1945:32.417 tấn

tinh quặng.

Tên

khoáng

sản

Trữ lượng, phân bố Khai thác Trữ lượng, phân bố Khai thác

Thiếc (Sn) 7,1 tr tấn (1972) chủ yếu các nước Đông Nam Á 185.000 tấn Quỳ Hợp, Đà Lạt, Pia Oắc, Tam Đảo 1902-1945:32.417 tấn

tinh quặng.

Đồng (Cu) tấn), Chi Lê (42 triệu tấn), Zaia 200 tr tấn, chủ yếu ở Mĩ (35 tr

(19 triệu tấn), Zămbia (26 tr tấn)

Các nước tư bản:5016000 tấn (1971).

Mỏ Chợ Điền (Bắc Cạn):

495.425 tấn quặng

Thủy

ngân(Hg) (1971): 500.000 tấn; 1/2 thuộc Tây Ban Nha 10.000 tấn(1971) : Mỏ Thần Sa (tỉnh Thái Nguyên): 258,48 tấn

Vàng( Ag) (1983): 62.000 tấn.Chủ yếu ở Nam Phi. 1000 tấn/năm. Mỏ Pác Lạng (Bắc Thái): 137 tấn Mỏ Bồng Liêu

(Quảng Nam): 192,5 tấn 1 tấn/năm

Bể Apatit Lào Cai: 811 triệu tấn Sông Phát, sông Bo: >50 triệu tấn; Quặng Photphorit: Lạng Sơn, Nghệ

An…

 Gây ô nhiễm không khí

 Gây bồi lấp vùng hạ lưu

Khai thác quặng sắt

Mỏ sắt ở trại cau

KHOÁNG SẢN

6 Nguyên tắc khai thác và sử dụng:

 Sử dụng hợp lý và tiết kiệm

 Tìm các nguồn thay thế

TÀI NGUYÊN NĂNG LƯỢNG

ENERGY RESOURCES

Giới thiệu

Mức tiêu thụ năng lượng

Các dạng năng lượng chính

Mặt trời, Gió, Thuỷ triều, Địa nhiệt,…

Tiêu thụ năng lượng sơ cấp trên thế giới, 1994

Source: BP Statistical Review of World Energy, 1995

Giới thiệu

(Quadrillion=10 15 (triệu tỷ)

Giới thiệu

 Abbr BTU or Btu (British thermal unit)

The quantity of heat required to raise the temperature of one pound of water from 60° to 61°F at a constant pressure of one atmosphere.

One BTU is the energy required to raise 1 pound of water by 1 degree Fahrenheit.

 One Btu is approximately equivalent to the following: 251.9 calories; 778.26 pounds; 1055 joules; 107.5 kilogram-meters; 0.0002928 kilowatt-hours A pound (0.454 kilogram) of good coal when burned should yield 14,000 to 15,000 Btu; a pound of gasoline or other fuel oil, approximately 19,000 Btu.

foot- Barrel of oil equivalent (BOE)

Industrial unit of energy, equal to 5.8 million British thermal units (BTU) or about 6.12 billion joules

 Quadrillion

The noun has 2 meanings:

- (in Britain and Germany) the number that is represented as a one followed by 24 zeros

- (in the United States and France) the number that is represented as a one

followed by 15 zeros

Quadrillion ~ 1.055 EJ ~ 10 15 Btu

Source of Energy Use: Past, Present and in the Future?Giới thiệu

Tổng quan về năng lượng hóa thạch

Do nguồn năng hoá thạch mới còn tiếp tục được phát hiện nên tổng năng lượng hoá thạch có thể sẽ lớn hơn 38.000 EJ Tuy nhiên số liệu này có thể dùng để ước lượng khả năng cung cấp năng lượng trong tương lai:

 Giả sử rằng nhu cầu sử dụng năng lượng hoá thạch trong tương lai vẫn giữ ở mức như năm 1995 (327.3 EJ/năm) thì nguồn năng lượng hoá thạch đã biết cho đến 1/1/1996 sẽ bị cạn kiệt vào năm 2111.

 Giả sử tốc độ tiêu thụ năng lượng hoá thạch trong tương lai tăng tuyến tính như trong giai đoạn 1973 - 1995, tính từ năm 1995, thì nguồn năng lượng hoá thạch trên thế giới sẽ cạn kiệt vào năm 2074 Nếu lấy trữ lượng đã biết đến 1/1/1996

Ước lượng này chỉ mang tính tương đối vì thực tế tốc độ tiêu thụ năng lượng trong tương lai phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố không phụ thuộc vào mức sử

dụng trong quá khứ Tuy nhiên, điều chắc chắn là dự trữ năng lượng hoá thạch trên Trái đất là có hạn do vậy nếu cứ sử dụng như hiện nay thì sự cạn kiện

chúng là trong tương lai rất gần (tất nhiên là không thể biết chính xác) Nó có thể chỉ là đời con cháu chúng ta, thậm chí ngay trong thời gian chúng ta đang sống Nếu điều đó xảy ra chúng ta cần thiết phải chuyển sang sử dụng các

nguồn năng lượng khác

Năng lượng hoá thạch

Sản xuất năng lượng hàng năm trên thế giới trong giai đoạn 1973 -

1995 đường thẳng chỉ tương quan giữa mức sản xuất theo thời gian

Data are from the U.S Dept of Energy 1996 Annual Energy Review

Năng lượng hoá thạch

Tỷ lệ phần trăm khai thác dầu mỏ, khí đốt và than đá của 8 vùng năng lượng trên thế giới so với tổng sản lượng thế giới

Data from Energy Information Administration, 1994.

Năng lượng hoá thạch

Tổng nguồn năng lượng hoá thạch dự trữ của các nước (EJ) tính đến 1/1/1996 Các nước thuộc Liên Xô cũ được tính chung như 1 quốc gia

Data are from the U.S DOE World Energy Access Database

Năng lượng hoá thạch

NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO

NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO

1 Than đá

2 Dầu mỏ - Khí đốt

3 Năng lượng hạt nhânNăng lượng hoá thạch

NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO

Khái niệm:

 Than đá (hay than khoáng) là đá có nguồn gốc sinh vật, cháy được và chứa không dưới 50% vật chất hữu cơ.

 Thành phần cơ bản của than: Vật chất hữu cơ (C, H,

O, N và ít S, P), các khoáng chất (Si, Al, Fe, Na, Ca, )

và lượng ẩm.

Than đá

Than là nhiên liêu hoá thạch được hình thành trước hết từ các tàn dư của thực vật Các sản phẩm này hình thành đất than bùn (peat soil) ở các vùng đầm lầy và sau đó bị vùi lấp trong các tầng trầm tích và hình thành than Hầu hết than ở New Zealand được hình thành trong thời gian cuối Creta (Late Cretaceous), 100-65 triệu năm trước đây

Eocene, 57-37 triệu năm hoặc Miocene, 24-5 triệu năm

Có nhiều loại than khác nhau:

- Than non (Lignite): Rất mềm, màu nâu, hàm lượng nước cao

- Than nâu (Sub-bituminous): Mềm, màu nâu

- Chất bitum (Bituminous): Mềm, được sử dụng rất rộng rãi trên toàn cầu

-Anthracite: Cứng, màu đen, bóng, năng lượng cao nhất, Hard, black, shiny, highest energy, gây ô nhiễm thấp

Nhiệt lượng và thành phần cacbon tăng dần từ than bùn đến than

antraxit

Than đá

NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO

Phân bố và trữ lượng :

- Thế giới:

Trữ lượng than đá tập trung ở bắc bán cầu Trữ lượng

than đá thế giới là 23.000 tỷ tấn trong đó khoảng 30% tập trung ở Liên Xô cũ, Hoa Kỳ và Trung Quốc

- Việt Nam:

Trữ lượng được xác định là từ 3 đến 3,5 tỉ tấn, chủ yếu

tập trung ở vùng Quảng Ninh, ngoài ra còn 1 số nơi khác có trữ lượng nhỏ

Than đá

NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO

Tình hình khai thác:

- Thế giới:

Giữa những năm 1970 và 2004, nhu cầu

than đã tăng 110% (trong khi dầu là 49%) Theo IEA, đến 2050 sẽ tăng 3

lần

- Việt Nam:

Hiện nay than được khai thác từ 3 khu

vực: Quảng Ninh (>90% tổng sản lượng), các mỏ than nội địa gồm thuộc tổng công ty than VN, liên hợp gang thép Thái Nguyên và ở các địa phương

Mỏ khai thác than

Than đá

NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO

Tác động đến môi trường:

- Trong khai thác:

Tạo ra axit làm chết các loài động

thực vật, làm tăng độ chua của đất, làm đất đai mất khả năng canh tác;

Gây ô nhiễm không khí: không khí bị lẫn bụi than, đất đá…và các nguy cơ lún, sụt

- Trong sử dụng:

Phát thải nhiều loại khí nhà kính: chủ

yếu là CO2, là các oxit của lưu huỳnh, nitơ… và gây bệnh cho sinh vật

Than đá

Tài nguyên than đá (in EJ) phân bố ở các quốc gia tính đến 1/1/1996 Các nước thuộc Liên Xô cũ được tính như 1 nước

Data are from the U.S DOE World Energy Access Database

Than đá

S ản xuất than trên thế giới (Trillion = một tỷ tỷ)

Than đá

Historical Coal Production

Historical Coal Production

NĂNG LUỢNG KHÔNG TÁI TẠO

Định nghĩa:

Dầu mỏ và khí đốt được định nghĩa là

các thành tạo tự nhiên của

NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO

Phân bố:

 Dầu mỏ: Trên thế giới có 3 vạn mỏ dầu

Chủ yếu ở Trung Đông, chiếm 56%

 Khí đốt: 60% trữ lựơng khí đốt ở Nga, Angeria, Iran

Tình hình khai thác sử dụng:

 Nhu cầu dầu mỏ thế giới là 85,37 triệu thùng một ngày tăng

1,5% một năm

 Thời gian sử dụng khí đốt có thể dài hơn 42 - 60 năm,

được coi là nguồn năng lượng tương đối sạch

D ầu mỏ, Khí đốt

NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO

Biện pháp quản lí:

Vì dầu mỏ và khí đốt là

những nguồn tài nguyên

không tái tạo nên mỗi nước

đều có những chính sách sử

dụng riêng của mình, đồng

thời tìm kiếm khai thác

nhưng mỏ dầu - khí đốt mới Dàn khoan dầu của tập đoàn Dầu mỏ

Quốc Gia Hàn Quốc (KNOC)

D ầu mỏ, Khí đốt

Cấu trúc Mỏ dầu khí trong tự nhiên

Giàn khoan khai thác dầu mỏ

D ầu mỏ, Khí đốt

World Oil Production

(barrel=150 litter)

D ầu mỏ, Khí đốt

P5 Oil Production (world) 1930-2050

Khai thác dầu thô trên thế giới

D ầu mỏ, Khí đốt

RANK COUNTRY MILLIONS OF TONNES CONSUMED

Tài nguyên Dầu mỏ và Khí thiên nhiên ở các vùng khác nhau trên thế giới

D ầu mỏ, Khí đốt

Khí thiên nhiên (in EJ) tính đến 1/1/1996 ở các quốc gia Các nước thuộc Liên Xô cũ được tính như 1 quốc gia

Data are from the U.S DOE World Energy Access Database

Tài nguyên khí thiên nhiên phân bố ở các quốc gia

D ầu mỏ, Khí đốt

NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO

Khái niệm:

Là dạng năng lượng được giữ

trong hạt nhân nguyên tử

Năng lượng hạt nhân được giải

phóng trong quá trình phân hủy

hạt nhân các nguyên tố U, Th

hoặc tổng hợp nhiệt hạch từ các

phân hạch Uranium

Năng lượng hạt nhân

NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO

Ưu và nhược điểm:

Ưu điểm: Tận dụng được nguồn năng lượng này sẽ giải quyết

được vấn đề thiếu hụt năng lượng thế giới

Nhược điểm: Chất thải sản xuất, bao gồm: nhiên liệu đã qua sử dụng, chất thải hạt nhân và bức xạ nhiệt và các thảm họa hạt nhân

Tình hình khai thác sử dụng:

Thế giới: Theo số liệu của IAEA, năm 2004, năng lượng hạt nhân

chiếm 6.5% năng lượng thế giới, 15.7% năng lượng điện

Việt Nam: Hiện chúng ta chỉ có Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt, các cơ quan kiểm soát an toàn bức xạ…

Năng lượng hạt nhân

NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO

Bản đồ phân bố nhà máy điện hạt nhân trên thế giớiNăng lượng hạt nhân

NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

Năng lượng tái tạo (Renewable energy)

Năng lượng tái tạo

Renewable Energy: Biomass, Sol ar enegy, Wind, Tidal, Geothermal…

Năng lượng tái tạo

Btu (Bristish thermal units), Quadrillion=Tỷ tỷ

Năng lượng tái tạo

NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

Khái niệm

Năng lượng sinh học là loại năng lượng được có nguồn gốc

sinh học, bao gồm năng lượng sinh khối (biomass energy) và

nhiên liệu sinh học (biofuel).

Tình hình sử dụng

 Một số nước nhiệt đới (Thái Lan, Indonesia ) đang nghiên cứu các loại thực vật lấy dầu hoặc sản xuất xăng sinh học Ở các nước kinh tế phát triển chú trọng vào việc sản xuất điện từ sinh khối

 Ở Việt Nam, NLSK chiếm tỷ lệ lớn, tới trên một nửa Về khí

sinh học thì mới chỉ phát triển ở quy mô hộ gia đình

Năng lượng sinh học

NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

Solid biomass

khốiNăng lượng sinh học

Wood chips: one of the primary sources for biofuels production

BioFuels' Patented Closed-loop System

DIFFERENT TYPES OF BIOFUELS

The following products come under the term ‘biofuels for transport’, provided that they are used as fuels or a fuel component for the operation of vehicle combustion engines:

 Biodiesel: a methyl-ester produced from vegetableor

animal oil, of diesel quality.

 Biodimethylether: dimethylether produced from

to natural gas quality.

 Biohydrogen: hydrogen produced from biomass, and/or from the biodegradable fraction of waste.

DIFFERENT TYPES OF BIOFUELS

 Biomethanol: methanol produced from biomass.

 Bio-ETBE (ethyl-tertio-butyl-ether): ETBE produced on the basis of bioethanol The percentage by volume of bio- ETBE that is calculated as biofuel is 47%.

 Bio-MTBE (methyl-tertio-butyl-ether) : a fuel produced

on the basis of biomethanol The percentage by volume

of bio-MTBE that is calculated as biofuel is 36%.

 DME (di-methyl-ether) : is one of the most appropriate biofuels for power generation including heavy duty

trucks.

 Pure vegetable oil : oil produced from oil plants through pressing, extraction or comparable procedures, crude or refined but chemically unmodified.

 Synthetic biofuels : synthetic hydrocarbons or mixtures

of synthetic hydrocarbons which have been produced

from biomass.

Biomass can be converted directly into liquid

biofuels for use in our vehicles The two most common types of biofuels are ethanol and biodiesel

Ethanol is also available as an alternative fuel E-85 is an alternative fuel blend containing 83% ethanol in the summer and 70% ethanol

in the winter Flexible fuel vehicles (FFVs) have corrosion-resistant fuel systems and other modest modifications to accommodate either E-85 or regular gasoline The largest U.S automobile manufacturers each offer several models as flexible fuel vehicles at little or no

additional cost Currently, there are more than 200 E-85 fueling

stations in 30 states for flexible fuel vehicles

Biodiesel is made primarily from soybean oil Its use is currently relatively small, but its benefits to air quality are quite dramatic A recently enacted subsidy should greatly stimulate use

Biodiesel is typically blended at 20% with petroleum diesel This fuel blend is called B-20 B-20 is used

chiefly by vehicle fleets, which get credit for using

alternative fuel vehicles without having to purchase

new vehicles B-20 is also available to individual

consumers with diesel vehicles There are nearly 180 B-20 fueling stations in about two-thirds of the states.

Ethanol chiết

xuất từ ngô

Cánh đồng ngô để sản xuất ethanol tại Nam Phi

Cây, cỏ, rơm rạ…là nguồn nguyên liệu để sản xuất các nhiên liệu thay thế

Năng lượng sinh học

The Power in Plants Pumping ethanol

from corn in 1933

 Plants store solar energy through photosynthesis in cellulose and lignin cells This biomass energy stored in plants and trees can be converted into liquid fuels such as ethanol, methanol, and biodiesel In fact, Henry Ford originally planned for his

cars to run on ethanol The challenge in releasing biomass

energy lies in efficient conversion—creating more energy than the input required to produce it

 DNA sequence information will enable the functional analysis

of plant genetics and microbes capable of degrading lignin and cellulose for efficient conversion of biomass to fuels These

advancements could reduce U.S dependency on gasoline

produced from imported oil while reducing atmospheric carbon dioxide emissions to counter climate change With DNA

sequence used to enhance crop and ethanol yields, bioenergy crop production from only 39 million acres could replace all projected 2020 oil imports from the Persian Gulf that are used for gasoline production

The Power in Plants