Tài liệu Sử dụng năng lượng tiết kiệm ppt

Sử dụng năng lượng tiết kiệm
PGS. Lê Văn Doanh Trường ĐHBK Hà nội
Năng lượng là vấn đề sống còn đối với toàn nhân loại. Ở Việt Nam, Chính
ph
ủ đã thông qua Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng
tiết kiệm và hiệu quả. Để cung cấp thông tin cho bạn đọc về vấn đề này
chúng tôi xin gi
ới thiệu bài viết xung quanh chủ đề sử dụng năng lượng tiết
kiệm và hiệu quả.
Lịch sử phát triển
của công nghệ
năng lượng
Để tồn tại và phát
tri
ển từ xa xưa loài
người đ
ã biết sử
dụng các dạng năng
lượng khác nhau.
Theo đà phát triển
của lịch sử con
người đ
ã phát hiện
và sử dụng nhiều
dạng năng lượng
khác nhau. Năng
lượng là động lực cho mọi hoạt động vật chất v
à tinh thần của con người.
Trình độ sản xuất phát triển ngày càng cao càng tiêu tốn nhiều năng lượng
và tạo ra thách thức to lớn đối với môi trường.
Ngày nay năng lượng c

àng trở nên vấn đề cấp bách có tính chất sống còn đối
với nhân loại bởi vì một mặt nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt,
mặt khác sự phát triển của sản xuất đặt ra những vấn đề hết sức cấp bách về
yêu cầu năng lượng và có nguy cơ hủy hoại môi trường. Để phát triển bền
vững con người phải sử dụng năng lượng một cách tiết kiệm và hiệu quả
đồng thời phải nghi
ên cứu phát triển các nguồn năng lượng mới có tính chất
tái tạo và thân thiện với môi trường.
Nguồn năng lượng từ gió đang được khai thác rộng rãi
Những vấn đề chung về năng lượng
Các dạng nguồn năng lượng
Năng lượng được hiểu l
à một dạng vật chất ứng với một quá trình nào đó có
thể sinh công. Năng lượng cũng được hiểu như khả năng sinh công hoặc
sinh nhiệt.
Người ta thường phân loại năng lượng theo dạng vật chất như thể rắn (than,
củi…), thể lỏng (dầu mỏ và các sản phẩm dầu), thể khí (khí đốt và các sản
phẩm khí).
Theo dòng biến đổi năng lượng phân thành năng lượng sơ cấp và năng lượng
thứ cấp. Năng lượng sơ cấp là năng lượng khai thác trực tiếp từ nguồn chưa
qua công đoạn xử lý. Năng lượng thứ cấp đ
ã qua một vài quá trình biến đổi
như điện năng, khí hóa than…Theo khả năng tái sinh năng lượng được chia
thành năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, thủy
năng. Các dạng năng lượng hóa thạch như than, dầu mỏ, khí đốt không có
khả năng tái sinh.
Hiệu suất biến đổi năng lượng
Các quá trình sản xuất sử dụng năng lượng trong đó năng lượng đầu vào
được biến đổi thành một hoặc nhiều dạng năng lượng khác nhau tại đầu ra.
Từ khâu khai thác đầu tiên đến khâu sử dụng cuối cùng năng lượng phải trải

qua những quá trình biến đổi nối tiếp nhau, từ dạng này sang dạng khác.
Theo định luật bảo toàn năng lượng th
ì tổng năng lượng luôn không đổi.
Cân bằng năng lượng
Cân bằng năng lượng là quá trình mô tả và lượng hóa sự biến đổi năng
lượng từ khâu sản xuất năng lượng sơ cấp, các quá tr
ình biến đổi trung gian
đến khâu năng lượng cuối c
ùng của một quốc gia, một ngành, một doanh
nghiệp hay một dây chuyền sản xuất, của mỗi thiết bị đảm bảo tính cân bằng
giữa năng lượng đầu vào và năng lượng đầu ra trong một khoảng thời gian
cho trước.
Để đảm bảo cân bằng năng lượng th
ì năng lượng đầu vào phải bằng năng
lượng đầu ra, trong đó năng lượng đầu ra bằng năng lượng hữ
u ích cộng với
năng lượng tổn thất.
Đối với mỗi doanh nghiệp năng lượng đầu v
ào gồm than, dầu, khí đốt và
điện năng phải bằng năng lượng cho từng khu vực sản xuất cộng với năng
lượng tổn hao. Cân bằng năng lượng phải l
à mối quan tâm hàng đầu của
từng doanh nghiệp.
Tình hình khai thác và sử dụng năng lượng trên thế giới
Tổn
g
quan
v
ề
năng

lượn
g thế
giới
Các
ngu
ồ
n
năng
lượn
g
hóa
th
ạc
h
hình
thàn
h t
ừ
Năng lượng mặt trời, một dạng năng lượng sạch
rất lâu trong quá trình biến đổi địa chất của vỏ trái đất gồm có:
Dầu khí:
Dầu thô và khí tự nhiên được hình thành do các chất hữu cơ bị nén và đốt
nóng yếm khí trong quá trình biến đổi địa chất của vỏ trái đất.
Dầu mỏ được khai thác từ xa xưa. Người
Babilon đ
ã biết sử dụng asphalt để xây tường tháp vườn treo Babilon. Năm
347 trước công nguyên người Trung Hoa đ
ã khai thác giếng dầu. Năm 1857
Rumani đ
ã khai thác dầu thương mại ở Brend phía bắc Bucaret. Năm 1861 ở

Bacu (Azecbaidan) nhà máy lọc dầu được xây dựng, khi đó Bacu sản xuất
90 % sản lượng dầu thế giới. Năm 1859 ở gần
Titusville, Pensylvania Hoa Kỳ đã hình thành công nghiệp chế biến dầu, các
mỏ dầu được khai thác tại Texas, Oklahoma. Năm 1973 và 1979 do chiến
tranh Trung Đông đ
ã xảy ra cuộc khủng hoảng năng lượng đẩy giá dầu lên
t
ới 35 USD/1 thùng. Ngày 11-7-2008 giá dầu thô đột ngột tăng đến 147
USD/1 thùng.
S
ản lượng dầu thô toàn thế giới năm 2007 là 84 triệu thùng/1 ngày, khí đốt
là 14,4 triệu m/1 ngày.
Than đá là nhiên liệu hóa thạch được hình thành từ thực vật với nước và
bùn trong quá trình ki
ến tạo vỏ trái đất, bị ôxi hóa và phân hủy vi sinh ở môi
trường hiếm khí tạo n
ên có thành phần chủ yếu là cacbon. Người Trung Hoa
đã biết sử dụng than trước đây 10.000 năm ở thời Đồ đá mới. Cách mạng
công nghiệp lần thứ nhất với máy hơi nước ra đời ở nước Anh đã thúc đ ẩy
ngành than phát triển.
Hàng năm thế giới ti
êu thụ khoảng 6,19 tỷ tấn than. Trung Quốc là nước sản
xuất than hàng đầu với 2,38 tỷ tấn năm 2006 trong đó 68,7 % dùng cho sản
xuất điện chiếm 38% sản lượng than toàn cầu. Hoa Kỳ tiêu thụ 1,053 tỷ tấn
than, 90% dùng cho sản xuất điện.
Dầu và khí trên thế giới có thể đáp ứng nhu cầu toàn cầu trong khoảng tương
ứng 45 năm và 65 năm nữa. Than có thể đáp ứng nhu cầu trong khoảng 200
năm và là dạng nhi
ên liệu chủ yếu cho sản xuất điện.
Khí đốt l

à nguồn nhiên liệu được ưa thích vì hiệu quả sử dụng cao và ít môi
nhi
ễm
Giá than tăng đột ngột từ 30 USD/1 tấn năm 2000 lên đến 150 USD/1tấn
ngày 26-9-2008 và 31-10-2008 đã giảm còn 111 USD/1tấn. Xăng chế từ
than có giá chỉ khoảng
25-35 USD/ 1thùng. Về mặt năng lượng để sản xuất 1 kWh cần 0,5 kg than.
Tình hình sản xuất điện trên thế giới
Tình hình sản xuất điện trên thế giới năm 2005/, được biểu diễn trên biểu đồ
hình 1.4. Trong tổng số 16.100 TWh thì thủy điện chiếm 15,5%, điện
nguyên tử chiếm 14%, năng lượng tái tạo (không kể thủy điện truyền thống)
chiếm 3,1% còn lại là nhiệt điện than và dầu khí.
Tình hình khai thác và sử dụng năng lượng ở
Việt Nam
Tổng quan về năng lượng Việt Nam
Tiềm năng về năng lượng của Việt Nam khá
phong phú. Các kịch bản phát triển kinh tế:
Trong triển vọng từ nay đến 2020 dựa vào phân
tích tình hình kinh t
ế trong nước cũng như trên
thế giới các chuyên gia kinh tế và năng lượng kết
hợp với dự báo sơ bộ mới nhất của Viện chiến
lược phát triển Bộ Kế hoạch và Đầu tư cho thấy
nền kinh tế Việt Nam có xu hướng tăng trưởng
tốt. Tuy nhiên do cuộc tổng khủng hoảng kinh tế
thế giới diễn ra từ cuối năm 2008 tình hình có
th
ể diễn biến theo xu hướng phát triển chậm hơn.
Để phục vụ phát triển kinh tế ngành năng lượng Việt Nam tăng trưởng với
tốc độ cao trong giai đoạn gần đây trong tất cả các lĩnh vực: khảo sát thăm

dò, khai thác nguồn, truyền tải phân phối, xuất, nhập khẩu năng lượng.
Tuy nhiên vẫn tồn tại nhiều vấn đề yếu kém trong ngành năng lượng là:
• Năng lực sản xuất còn thấp, còn tồn tại nhiều công nghệ cũ, lạc hậu, hiệu
suất sử dụng thấp.
• Gây ô nhiễm môi trường.
• Hiệu quả kinh doanh của ngành thấp.
• Giá năng lượng cố định không thích hợp.
• Đầu tư cho ngành năng lượng c
òn thấp so với yêu cầu, thủ tục đầu tư rườm
rà.
S
ản xuất than tăng từ 7,82 triệu tấn năm 1995 lên 45,84 triệu tấn năm 2006
với tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm là 17,4%, xuất khẩu than tăng
23,9%. Từ năm 2007 chính phủ hạn chế xuất khẩu than nên sản xuất than
năm 2008 có xu hướng giảm.
Tác động của việc sử dụng năng lượng đến môi trường
Năng lượng hóa thạch gây ô nhiễm môi trường. Quá tr
ình cháy của nhiên
li
ệu hóa thạch tạo nên điôxit cácbon CO2 và mêtan CH2 cả hai là chất khí
gây hiệu ứng nhà kính là nguyên nhân thay đổi khí hậu và làm nóng toàn
c
ầu. Theo thống kê trong số các chất khí gây hiệu ứng nhà kính CO2 chiếm
54%, metan 12%, Ozon 7%. Bức xạ từ mặt trời một phần bị phản xạ bởi bầu
khí quyển nhưng đa số bị bề mặt trái đất hấp thụ làm mặt đất bị nóng lên.
M
ột số bức xạ hồng ngoại qua lớp không khí và một số bị các phân tử khí
gây hi
ệu ứng nhà kính, chủ yếu là CO2 bức xạ lại theo mọi hướng Kết quả
là bề mặt trái đất và lớp không khí tầm thấp bị đốt nóng nhiều hơn. Đây

chính là hiệu ứng nhà kính gây phát nóng toàn cầu.
Năng lượng mặt trời, một dạng năng lượng sạch
Từ thế kỷ XIX đến nay do sự phát triển của công nghiệp và sự phá rừng
nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất tăng 0,5-10C, mức nước biển tăng
101-253 mm.
Than là loại nhiên liệu phát thải CO2 nhiều nhất. Trung bình 1 kg than phát
th
ải 1,83 kg CO2. Như vậy các nhà máy nhiệt điện than trên thế giới hàng
năm tạo nên 3,7 tỷ tấn cacbon đioxit (CO2), 10000 tấn sunfua đioxit (SO2)
nguyên nhân chính gây mưa axit, 10200 tấn NOx.
• Xăng phát thải 2,22 kg CO2/lít nhiên liệu.
• Dầu điêzen phát thải 2,68 kg CO2/lít nhiên liệu.
• Khí hóa lỏng phát thải 1,66 kg CO2/lít nhiên liệu.
Các nguồn năng lượng hoá thạch phát thải tro bụi chứa thủy ngân, uranium,
thorium, asen và các kim loại nặng khác là nguyên nhân gây ung thư và các
bệnh hô hấp. Ngoài ra việc sử dụng năng lượng còn gây ô nhiễm môi trường
nước thải, gây tiếng ồn.
Ở Việt Nam theo số liệu của Tổng cục Khí tượng thủy văn trong vòng 50
năm qua nhiệt độ trung bình tăng 0,70C, mực nước biển tăng 20 cm, nhiều
khu vực bị khô hạn trong khi đó thiên tai lụt lội với cường độ ngày càng
tăng.