Năng lượng mới 1

Lý thuyết
Câu 1: Trình bày vai trị của các nguồn năng lượng tái tạo?
Trả lời: Năng lượng tái tạo hay năng lượng tái sinh là năng lượng từ những
nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn như năng lượng mặt
trời, gió, mưa, thủy triều, sóng và địa nhiệt.[1]. Nguyên tắc cơ bản của việc sử
dụng năng lượng tái sinh là tách một phần năng lượng từ các quy trình diễn biến
liên tục trong mơi trường và đưa vào trong các sử dụng kỹ thuật. Các quy trình
này thường được thúc đẩy đặc biệt là từ Mặt Trời. Năng lượng tái tạo thay thế
các nguồn nhiên liệu truyền thống trong 4 lĩnh vực gồm: phát điện, đun nước
nóng, nhiên liệu động cơ, và hệ thống điện độc lập nông thôn.
Tất cả những nguồn năng lượng tái tạo đều cần thiết, nhưng chỉ có nguồn năng
lượng tái tạo mới có thể giúp nhân loại đáp ứng được những vấn đề trọng yếu
về môi trường, kinh tế, xã hội như sau:
a) Về môi trường
 Giảm lượng ô nhiễm khí thải từ các nguồn năng lượng truyền thống.
 Giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do việc gia tăng dân số và phát
triển xã hội ở các quốc gia trên thế giới.
 Công nghệ cho các loại NLTT là các loại công nghệ sạch và các
nguyên liệu sử dụng đã có sẵn trong thiên nhiên và khơng tạo ra ơ
nhiễm mơi trường như mặt trời, gió, sóng biển…hoặc các phế phẩm
hay phế thải khác được sử dụng lại góp phần giải quyết vấn đề ơ
nhiễm mơi trường.
 Sẽ mang lại nhiều lợi ích về sinh thái. So sánh với các nguồn năng
lượng khác thì năng lượng tái tạo có nhiều ưu điểm hơn vì làm giảm
tác hại đến môi trường.
 Sử dụng NLTT lâu dài và rộng rãi có thể cải thiện được tình trạng khí
hậu của trái đất về lâu dài. Chống hiệu ứng nhà kính tác nhân làm biến
đổi khí hậu trên thế giới.
b) Về kinh tế, xã hội:
 Phát triển bền vững về kinh tế xã hội đem lại nhiều công ăn việc
làm. Thị trường toàn cầu thế giới về các loại nhiên liệu tái tạo đã

phát triển nhanh chóng và tạo hàng triệu cơng ăn việc làm. Hiện
nay đã có khoảng 2,5tr cơng nhân làm trong lĩnh vực NLTT trên
thế giới và con số này đang không ngừng gia tăng.


 Doanh thu cao.
 Tăng cường sự linh hoạt của hệ thống năng lượng khi nhu cầu
năng lượng thay đổi.
 Giảm sự phụ thuộc đầu tư vào nhập khẩu nhiên liệu.
c) Về tương lai:
 Đây là nguồn năng lượng dành cho tương lai vì nguồn ngun liệu
khơng bao giờ cạn kiệt.
 Cân bằng sử dụng năng lượng hoá thạch, tiết kiệm chúng cho các
công việc khác và cho tương lai.
 Đa dạng hoá cung cấp năng lượng cho nhiệt, nhiên liệu và điện.
 Góp phần vào giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng trên thế giới
nhất là khi nguồn năng lượng hoá thạch đang cạn kiệt.
d) Về an ninh quốc gia:
 Hạn chế mức xả chất thải phóng xạ và sự lan rộng vũ khí nguyên
tử.
 Tránh sự khủng khoảng về dầu, khí, hạt nhân có thể gây ra chiến
tranh và sẽ khơng cịn những cuộc khủng hoảng năng lượng ở trên
thế giới như đã xảy ra vào những năm của thập niên 70.
Tóm lại: Năng lượng tái tạo là an toàn cho chúng ta, để đảm bảo sinh tồn cho nhân
loại thì tìm nguồn năng lượng thay thế cho năng lượng hố thạch ( dầu mỏ, than
đá) thì chúng ta phait tích cực thay thế bằng các nguồn năng lượng tái tạo như mặt
trời, sóng, gió… để đảm bảo sự phát triển ổn định của nhân loại trong tương lai.
Câu 2: Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của pin quang điện?
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của pin quang điện

Hoạt động:
 Ánh sáng có bước sóng thích hợp rọi vào điện cực dương + (trong
suốt) vào lớp bán dẫn loai p.
 Tại lớp p, xảy ra hiện tượng quang điện trong tạo thành lỗ trống và
electron quang điện.
 Điện trường lớp tiếp xúc p - n đẩy lỗ trống về lớp p và đẩy e về lớp n.
 Lớp kim loại mỏng nhiễm điện dương.
 Phần đế tiếp xúc với lớp n nhiễm điện âm trở thành cực âm.
 Nếu ta nối hai cực vào hai phần bán dẫn loại n và p sẽ đo được một
hiệu điện thế. Giá trị hiệu điện thế này phụ thuộc vào bản chất của chất
làm bán dẫn và tạp chấp được hấp phụ . Với Si ( B;P) thì giá trị này ở
khoảng 0,6V
Câu 3: Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của tuabin gió?

- Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của tuabin gió
a) Cấu tạo:


 Anemometer: Ɓộ đo lường tốc độ gió và truyền dữ liệu tốc độ gió tới Ƅộ
điểu khiển.
 Blades: Ϲánh quạt. Gió thổi qua các cánh quạt và là nguуên nhân làm cho ên nhân làm cho
các cánh quạt chuyển động và quɑy.
 Brake: Ɓộ hãm (phanh). Dùng để dừng rotor trong tình trạng khẩn cấρ bằng
điện, bằng sức nước hoặc bằng động cơ.
 Controller: Ɓộ điều khiển. Bộ điều khiển sẽ khởi động động cơ ở tốc độ gió
khoảng 8 đến 14 dặm/giờ tương ứng với 12km/h đến 22km/h và tắc động cơ
khoảng 65 dặm/giờ tương đương với 104 km/h Ƅởi vì các máy phát này có
thể phát nóng.
 Gear box: Hộρ số. Bánh răng được nối với trục có tốc độ thấρ với trục có

tốc độ cao và tăng tốc độ quɑy từ 30 đến 60 vòng/ phút lên 1200 đến 1500
vòng/ρhút, tốc độ quay là yêu cầu của hầu hết các máуên nhân làm cho phát điện sản xuất ra
điện. Bộ bánh răng nàуên nhân làm cho rất đắt tiền, nó là một phần của Ƅộ động cơ và tuabin
gió.
 Generator: Máуên nhân làm cho phát. Phát ra điện.
 High - speed shaft: Ƭrục truyền động của máy phát ở tốc độ cɑo.
 Low - speed shaft: Ƭrục quay tốc độ thấp.
 Nacelle: Vỏ. Ɓao gồm rotor và vỏ bọc ngoài, toàn Ƅộ được dặt trên đỉnh trụ
và bao gồm các ρhần: gear box, low and high – speed shɑfts, generator,
controller, and brɑke. Vỏ bọc ngoài dùng bảo vệ các thành ρhần bên trong










vỏ. Một số vỏ phải đủ rộng để một kỹ thuật viên có thể đứng Ƅên trong
trong khi làm việc.
Pitch: Ɓước răng. Cánh được xoay hoặc làm nghiêng một ít để giữ cho rotor
quɑy trong gió khơng q cao hay quá thấρ để tạo ra điện.
Rotor: Ɓao gồm các cánh quạt và trục.
Tower: Ƭrụ đỡ Nacelle. Được làm bằng thép hình trụ hoặc thɑnh dằn bằng
thép. Bởi vì tốc độ gió tăng lên nếu trụ càng cɑo, trụ đỡ cao hơn để thu được
năng lượng gió nhiều hơn và ρhát ra điện nhiều hơn.
Wind vane: Để xử lý hướng gió và liên lạc với “уaw drive” để định hướng уên nhân làm cho aw drive” để định hướng
tuabin gió.

Yaw drive: Ɗùng để giữ cho rotor luôn luôn hướng về hướng gió chính khi
có sự thɑy đổi hướng gió.
Yaw motor: Động cơ cung cấρ cho “уaw drive” để định hướng yaw drive” định được hướng gió.
b) Nguyên lý hoạt động:

 Các tuabin gió hoạt động theomột nguyên lý rất đơn giản. Năng lượng của
gió làm cho 2 hoặc 3 cánh quạt quay quanh 1 rotor. Mà rotor được nối với
trục chính và trục chính sẽ truyền động làm quay trục quay máy phát để tạo
ra điện.
 Các tuabin gió được đặt trên trụ cao để thuhầu hết năng lượng gió. Ở tốc độ
30 mét trên mặt đất thì các tuabin gió thuận lợi: Tốc độ nhanh hơn và ít bị
các luồng gió bất thường.
 Các tuabin gió có thể sử dụng cung cấp điện cho nhà cửa hoặc xây dựng,
chúng có thể nối tới một mạng điện để phân phối mạng điện ra rộng hơn.
 Nhìn từ phía ngồi vào một xưởng năng lượng gió thấy được một nhóm các
tuabin làm việc và tạo ra điện nhờ các đường dây tiện ích như thế nào?Điện
được truyền qua dây dẫn phân phối từ các nhà, các cơ sở kinh doanh, các
trường học
Câu 4: Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của nhà máy điện địa
nhiệt?
- Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của nhà máy điện địa nhiệt


 Trong sơ đồ trực tiếp, hơi nóng thổi trực tiếp và tuốc bin, làm quay máy phát
để sinh ra điện. Đây là kiểu nhà máy điện địa nhiệt lâu đời nhất, lần đầu tiên
được xây dựng ở Italia năm 1904 và vẫn hoạt động cho đến nay.
 Trong sơ đồ gián tiếp, hơi nước địa nhiệt được làm tăng độ nóng lên trên
182OC. Hơi nước được dồn vào buồng bay hơi để giảm áp lực, do vậy một
phần dung dịch được biến thành hơi nước. Hơi nước sẽ làm quay tuốc bin.
Nếu trong bình chứa cịn dư chất lỏng, nó có thể được đưa vào bình bay hơi

để tăng thêm công suất.
 Trong sơ đồ hỗn hợp, sử dụng nước nóng có nhiệt độ thấp hơn 200OC, là
nguồn nước nóng dồi dào nhất trong đa số các vùng địa nhiệt. Nước nóng
địa nhiệt và chất lỏng thứ cấp có nhiệt độ sôi thấp hơn được đưa qua buồng
trao đổi nhiệt. Nhiệt năng của nước địa nhiệt làm chất lỏng thứ cấp bốc hơi
và hơi nước sẽ làm quay tuốc bin. Bởi vì đây là hệ thống khép kín nên khơng
hề có chất thải vào khí quyển. Nước nóng có nhiệt độ vừa phải là nguồn địa
nhiệt thơng dụng có tiềm năng dồi dào nhất. Do đó đa số các nhà máy điện
địa nhiệt trong tương lai sẽ hoạt động theo nguyên lý này.

Câu 5: Hãy so sánh ba loại năng lượng đại dương, thủy chiều và nhiệt
đại dương?
Hãy so sánh ba loại năng lượng đại dương, thủy triều và nhiệt đại dương
a) thuỷ triều:


-Thủy triều sinh ra do sức hút của mặt trăng, mặt trời lên quả đất, trong đó
ảnh hưởng của mặt trăng tới thủy triều lớn hơn. Có hai lần triều cao và thấp
trong một ngày cách nhau 12 giờ 50 phút là vòng quay biểu kiến của Mặt
trăng quanh trái đất
-Năng lượng thủy triều phụ thuộc vào nhiều yếu tố
Độ chênh lệch mức nước
Thời gian có thủy triều trong 1 ngày
Nên có ít nơi trên TG có thể đáp ứng được tốt các yếu tố
-Mặc dù nguồn cung cấp rất ổn định, dồi dào, nhưng chuyển đổi nó thành
điện thì không phải là dễ.
-Là một nguồn phát điện tin cậy.
-Khi đã xây xong và đi vào vận hành thì tốn rất ít chi phí.
-Là nguồn năng lượng sạch, tái tạo.
-Vấn đề đặt ra đối với năng bao gồm chi phí đầu tư xây dựng nhà máy

điện khá cao và tác động của nó đến mơi trường
b) Nhiệt đại dương:
• Nguồn năng lượng tái tạo lớn nhất trên trái đất là bức xạ mặt trời:170000
TW~250 tỉ thùng dầu
• Tuy nhiên, tận dụng nó là rất khó khăn vì phân tán rộng và không đồng đều
-Khoảng 2/3 bề mặt trái đất được bao phủ bởi lớp nước đại dưong sâu hàng
kilomet. Điều này tạo nên một trữ lượng khổng lồ nguồn nhiệt năng.. Một
động cơ sẽ lấy nhiệt từ lớp trên đại dương, chuyển thành cơng có ích rồi
bơm nó xuống lớp sâu dưới đáy.
-Nhiệt đại dương được khai thác thông qua hệ thơng OTEC
-OTEC là hệ thống sử dụng chu trình Rankine, dựa vào sự chênh lệch nhiệt
độ của nước biển sâu với nhiệt độ thấp và nước biển lớp bề mặt với nhiệt độ
cao hơn tối thiểu là 25’C để làm quay động cơ nhiệt, từ đó phát điện.
-Sử dụng Tuabin áp suất thấp.
 Các ưu điểm hấp dẫn của OTEC là:
(1) Không sinh ra ô nhiễm, không sinh ra CO2.
(2) Sử dụng nguồn năng lượng gần như vô tận của mặt trời đã chuyển
thành nhiệt năng trên bề mặt đại dương.

c) Sóng đại dương:


 Sóng đại dương sinh ra do gió, gió gây ra bởi mặt trời (chuyển
động của các khối khí do chênh lệch nhiệt độ v.v..). Giống như
các dạng dòng nước chảy khác, năng lượng sóng có khả năng làm
quay tuabin phát điện.. Trạm phát điện từ sóng dùng một kỹ thuật
đơn giản. Thiết bị bằng bêtơng rỗng được đặt chìm vào trong một
máng rãnh ngồi khơi để "bắt" sóng. Mỗi khi một cơn sóng mới đi
vào khoang (khoảng 10 giây/lần), nước dâng lên trong khoang đẩy
khơng khí đi vào lỗ thốt có đạt một tuabin, làm quay tuabin chạy

máy phát điện. Khi sóng hạ, nó kéo khơng khí trở lại khoang và
sự chuyển động của khơng khí lại tiếp tục làm quay tuabin.
 Điều cần lưu ý là sự cố ngồi khơi có thể làm hư hỏng thiết bị.
 Mặc dù nguồn năng lượng từ sóng đại dương là rất lớn nhưng cho
đến nay, hiệu suất năng lượng thu được cịn rất thấp nên việc ứng
dụng năng lượng sóng chưa mang tính kinh tế và thực tiễn.
Câu 6: Nêu ưu và nhược điểm của năng lượng gió?
- Nêu ưu và nhược điểm của năng lượng gió
a) Ưu điểm:
 Năng lượng gió là nguồn năng lượng có thể tái tạo. Nếu có sự
nỗ lực lớn hơn để đưa năng lượng gió vào khai thác, sẽ làm
giảm việc sử dụng các nguồn không thể tái tạo được, mà việc
khai thác các nguồn năng lượng này sẽ gây ảnh hưởng xấu đến
thế hệ mai sau.
 Năng lượng gió là lựa chọn một thay thế tuyệt vời cho nhu cầu
năng lượng của chúng ta, bởi nó khơng gây ơ nhiễm trên diện
rộng như các nhiên liệu hóa thạch.
 Một nhà máy điện sử dụng năng lượng gió, bạn chỉ cần một
diện tích nhỏ để xây dựng. Sau khi lắp đặt các tua bin, khu vực
này vẫn có thể được sử dụng cho canh tác hoặc các hoạt động
nơng nghiệp khác.
 Năng lượng gió sẽ trở nên rẻ hơn, do đó sẽ làm giảm được
lượng vốn mà các nước phải bỏ ra để đáp ứng nhu cầu năng
lượng.
b) Nhược điểm:


Nhược điểm lớn nhất năng lượng gió là nó khơng liên tục vì
thế khó có thể đáp ứng đượ nhu cầu sử dụng năng lượng của
người dân.

 Gây ra ô nhiễm tiếng ồn cho các khu vực lân cận.


Câu 7: Nêu các đặc trưng của nguồn năng lượng tái tạo?
- Nêu các đặc trưng của nguồn năng lượng tái tạo
NLTT là năng lượng thu được từ những nguồn liên tục được xem là vô hạn.
- NLTT sử dụng nguồn năng lượng có sẵn trong thiên nhiên và khơng gây ơ
nhiễm mỗi trường.
- NLTT giảm lượng ơ nhiễm và khí thải từ các hệ thống NL truyền thống.
- Sử dụng NLTT sẽ làm giảm hiểu ứng nhà kính.
- Góp phần giải quyết vấn đề năng lượng.
- Giảm bớt sự phụ thuộc vào sử dụng nhiên liệu hóa thạch

Câu 8: Năng lượng sinh khối là gì? Cách khai thác nguồn năng lượng
này như thế nào?
- Năng lượng sinh khối là gì? Cách khai thác chúng như thế nào
a) khái niệm:
Sinh khối là một thuật ngữ có ý nghĩa bao hàm rất rộng dùng để mơ tả
các vật chất có nguồn gốc sinh học vốn có thể được sử dụng như một
nguồn năng lượng hoặc do các thành phần hóa học của nó.
Với định nghĩa như vậy, sinh khối bao gồm cây cối tự nhiên, cây trồng cơng
nghiệp, tảo và các lồi thực vật khác, hoặc là những bã nông nghiệp và lâm nghiệp.
Sinh khối cũng bao gồm cả những vật chất được xem nhưng chất thải từ các xã hội
con người như chất thải từ quá trình sản xuất thức ăn nước uống, bùn/nước cống,
phân bón, sản phẩm phụ gia (hữu cơ) công nghiệp (industrial by-product) và các
thành phần hữu cơ của chất thải sinh hoạt.
Sinh khối cịn có thể được phân chia nhỏ ra thành các thuật ngữ cụ thể hơn, tùy
thuộc vào mục đích sử dụng: tạo nhiệt, sản xuất điện năng hoặc làm nhiên liệu cho
giao thông vận tải.
b) khai thác năng lượng sinh khối:

Cho đến ngày nay, có khá nhiều kỹ thuật chuyển sinh khối thành điện
năng. Các công nghệ phổ biến nhất bao gồm: đốt trực tiếp hoặc tạo hơi
nước thông thường (direct-fired or conventional steam approach), nhiệt
phân (pyrolysis), đốt kết hợp co-firing, khí hóa (biomass gasification),
tiêu yếm khí (anaerobic digestion), sản xuất điện từ khí thải bãi chơn lấp
rác.











a) Cơng nghệ đốt trực tiếp và lò hơi (Direct-fired, Conventional Steam
Boiler)
Đây là 2 phương pháp tạo điện từ sinh khối rất phổ biến và được vận
dụng ở hầu hết các nhà máy điện năng lượng sinh khối. Cả 2 dạng hệ
thống này đều đốt trực tiếp các nguồn nguyên liệu sinh học (bioenergyfeedstock) để tạo hơi nước dùng quay turbin máy phát điện. Hai phương
pháp này được phân biệt ở cấu trúc bên trong buồng đốt hoặc lò nung.
Tại hệ thống đốt trực tiếp, sinh khối được chuyển vào từ đáy buồng đốt
và khơng khí được cung cấp tại đáy bệ lị. Trong khi đó, ở phương pháp
lị hơi thơng thường, draft được chuyển vào lị từ phía bên trên nhưng
sinh khối vẫn được tải xuống phía dưới đáy lị. Các hệ thống đốt trực
tiếp truyền thống là hệ thống pile (sử dụng lò đốt song hành - twochamber combustion chamber) hoặc lị hơi stoker. Khí nóng sau đó được

chuyển qua turbine và quay cánh turbine, vận hành rotor máy phát điện.
Khi được sử dụng để đốt trực tiếp, sinh khối phải được hun khô[xi], cắt
thành mảnh vụn, và ép thành bánh than (hay cịn gọi là briquetting[xii]).
Một khi q trình chuẩn bị được hồn tất, sinh khối được đưa vào lị
nung/lị hơi để tạo nhiệt/hơi nước. Nhiệt tạo ra từ quá trình đun, ngồi
việc cung cấp cho turbin máy phát điện, cịn có thể được sử dụng để điều
nhiệt nhà máy và các cơng trình xây dựng khác, tức là để khai thác tối đa
hiệu suất. Nhà máy dạng này còn được gọi là nhà máy liên hợp nhiệtnăng lượng (Combined Heat Power – CHP), tức là tận dụng lẫn nhiệt và
hơi nước để khai thác tối đa tiềm năng năng lượng được tạo ra, tránh
lãng phí năng lượng.
b) Phương pháp đốt liên kết
Đốt liên kết, kết hợp sinh khối với than để tạo năng lượng, có lẽ là
phương pháp sử dụng tích hợp tốt nhất sinh khối vào hệ thống năng
lượng dựa trên nhiên liệu hóa thạch.
Trong q trình đốt liên kết, sinh khối bắt nguồn từ gỗ và cây cỏ (thảo
mộc) như gỗ dương (poplar), liễu (willow), cỏ mềm (switchgrass), có
thể được trộn một phần vào nguyên liệu cho nhà máy than thơng thường.
Trong q trình này, sinh khối có thể chiếm tỷ lệ 1%-15% tổng năng
lượng của nhà máy than[xiii]. Trong các nhà máy dạng này, sinh khối


cũng được đốt trực tiếp trong lò nung, tương tự như than. Phương pháp
đốt liên kết có một lợi thế kinh tế tương đối rõ ràng, do kinh phí đầu tư
chủ yếu chỉ là để trang bị một lò đốt liên kết mới hoặc nâng cấp lò đốt
hiện tại trong nhà máy nhiệt điện chạy bằng than, tức là có chi phí thấp
hơn nhiều so với xây dựng một nhà máy điện sinh khối.
 Công nghệ đốt liên kết đem lại nhiều tác động tích cực đến mơi trường,
bao gồm việc giảm tỷ lệ khí NOx và SOx, khói cơng nghiệp, mưa axít, và
ơ nhiễm tầng ozone. Ngồi ra, việc đốt liên kết sinh khối-than cũng giúp
giảm đáng kể lượng khí thải CO2. Tuy rằng pp đốt liên kết khơng có lợi

thế gì hơn về mặt mơi trường so với các phương pháp "thuần túy sinh
học" khác (vốn giảm tỷ lệ khí thải độc hại xuống đến gần ... zero),
nhưng nó lại có mặt khả thi rất lớn vì kỹ thuật hỗ trợ cho phương pháp
này là tương đối đơn giản và hầu như có sẵn, do đó việc áp dụng có thể
được thực hiện tức thời. Nói cách khác, phương pháp đốt liên kết có thể
được xem là một lựa chọn tuyệt vời cho việc thúc đẩy tiến tới sử dụng
rộng rãi năng lượng hoàn nguyên. Phương pháp đốt liên kết hiện đang
được chú ý quan tâm đặc biệt tại các quốc gia như Đan Mạch, Hà Lan và
Hoa Kỳ.
c) Nhiệt phân
Nhiệt phân là quá trình đốt sinh khối ở nhiệt độ rất cao và sinh khối phân rã
trong mơi trường thiếu khí oxy. Vấn đề trở ngại ở đây là rất khó tạo ra một mơi
trường hồn tồn khơng có oxy. Thơng thường, một lượng nhỏ oxy hóa vẫn diễn ra
và có thể tạo ra một số sản phẩm phụ khơng mong muốn. Ngồi ra, cơng nghệ này
địi hỏi một nguồn thu nhiệt lượng cao và do đó vẫn cịn rất tốn kém. Q trình đốt
sinh khối tạo ra dầu nhiệt ph&acir
***
Nêu ưu và nhược điểm của năng lượng sinh khối.
Ưu điểm 1: Kinh tế-xã hội
Năng lượng sinh khối có thể giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch
đắt đỏ, đang cạn kiệt
Do năng lượng sinh khối có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch sử dụng trong các
phương tiện giao thông và các thiết bị năng lượng và đây còn là loại nhiên liệu bền
vững nên có thể thay cho các nguồn năng lượng hóa thạch đắt đỏ đang bị cạn kiệt.
Năng lượng sinh khối có thể tăng cường an ninh năng lượng quốc gia


Sự phụ thuộc vào dầu nhập khẩu có thể khơng những làm suy kiệt dự trữ ngoại tệ
của quốc gia, mà còn tạo ra sự mất ổn định về an ninh năng lượng của quốc gia đó.
Từ khi năng lượng sinh khối được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu bản địa của

nhiều nước châu Á, loại nhiên liệu này có vai trị là nhiên liệu thay thế cho các
nhiên liệu hóa thạch có thể giảm sự phụ thuộc nhập khẩu dầu và tăng cường an
ninh năng lượng quốc gia.
Kỹ thuật và kinh tế năng lượng
Sản xuất và sử dụng năng lượng sinh khối đơn giản hơn so với các dạng nhiên liệu
hyđrô /pin nhiên liệu, LPG. Khi sử dụng Ethanol 20, B20 không cần cải biến động
cơ, sử dụng được cho các loại ơtơ hiện có. Cũng khơng cần thay đổi hệ thống tồn
chứa và phân phối hiện có. năng lượng sinh khối và nhiên liệu khống có thể dùng
lẫn với nhau được.
Công nghệ sản xuất năng lượng sinh khối khơng phức tạp, có thể sản xuất ở quy
mơ nhỏ (hộ gia đình) đến quy mơ lớn. Tiêu hao nhiên liệu, công suất động cơ
tương tự như dùng xăng dầu khống. Nhiều cơng trình nghiên cứu về cân bằng
năng lượng đã cho thấy:
Từ 1 đơn vị năng lượng dầu mỏ sản xuất được 0,87 đơn vị năng lượng xăng, hoặc
2,05 đơn vị năng lượng ethanol. Từ 1 đơn vị năng lượng dầu mỏ (dùng để cày bừa,
trồng trọt, chăm sóc, vận chuyển đến chế biến) sẽ tạo ra 1,2 đơn vị năng lượng
năng lượng sinh khối. Nếu kể thêm các sản phẩm phụ (bã thải, sản phẩm phụ) thì
tạo ra 2-3 đơn vị năng lượng sinh khối. Như vậy, cân bằng năng lượng đầu ra so
với đầu vào là dương. Hiện tại, giá năng lượng sinh khối còn cao do sản xuất nhỏ,
giá nguyên liệu cao. Khi sản xuất quy mô lớn với công nghệ mới sẽ giảm giá
thành. Nếu xăng dầu khơng bù giá thì năng lượng sinh khối có giá thành thấp hơn.
Có thể khẳng định, năng lượng sinh khối sẽ đem đến đa lợi ích.
Năng lượng sinh khối có thể hình thành sự tham gia của các xí nghiệp vừa và
nhỏ
Khác với nhiên liệu dầu và khí, thậm chí là than cần phải xây dựng cơ sở hạ tầng
lớn để khai thác và xử lý, với sự tham gia của các tập đoàn lớn và các công ty đa
quốc gia, việc sản xuất năng lượng sinh khối sẽ khơng địi hỏi đầu tư và xây dựng
các nhà máy xử lý tổng hợp lớn. Vì vậy, đầu tư và quy trình sản xuất năng lượng
sinh khối có thể nằm trong phạm vi quy mô vừa và nhỏ có thể chấp nhận được.
Dựa vào nguyên liệu đầu vào và khả năng đầu ra, công suất của các nhà máy sản

xuất năng lượng sinh khối có thể thiết kế phù hợp với yêu cầu đặc thù. Các hoạt
động sản xuất năng lượng sinh khối dựa vào các nguyên liệu nông nghiệp hoặc các


hệ thống modul có thể được thực hiện để sản xuất năng lượng sinh khối phục vụ
cho tiêu thụ cục bộ của các thiết bị có động cơ tại các trang trại. Đầu tư cho năng
lượng sinh khối có thể mở ra các cơ hội tham gia của các công ty trong nước.
Nâng cao hiệu quả kinh tế nông nghiệp
Ngành kinh tế nơng nghiệp ngồi chức năng cung cấp lương thực thực phẩm,
ngun liệu cơng nghiệp, giờ đây có thêm chức năng cung cấp năng lượng sạch
cho xã hội, đóng góp vào việc giảm thiểu khí nhà kính và khí độc hại. Việc sử
dụng năng lượng sinh khối sẽ tạo điều kiện phát triển nông nghiệp, nhất là ở những
nước dư thừa đất đai (trung du, miền núi) có thể trồng mía, sắn và các cây có dầu.
Đặc biệt, khi phát triển năng lượng sinh khối có thể sử dụng các giống cây có dầu,
chẳng hạn như J. Curcas trồng trên các vùng đất hoang hóa hoặc đang sử dụng kém
hiệu quả, giúp nâng cao hiệu quả sử dụng đất.
Đóng góp vào phát triển kinh tế- xã hội của các cộng đồng địa phương và các
ngành kinh tế đang phát triển
Vai trị của ngành nơng nghiệp trang trại trong dây chuyền sản xuất năng lượng
sinh khối sẽ mở ra cơ hội cho các cộng đồng địa phương kết hợp hoạt động và thu
được các lợi ích nhất định để có thể tạo ra phát triển kinh tế-xã hội. Việc trồng
rừng, kích thích và thu hoạch nhiên liệu đầu vào như cây mía, ngơ, sắn và dầu cọ
địi hỏi phải tăng lực lượng lao động và các công việc thủ công. Việc mở rộng sản
xuất nông nghiệp do tăng nhu cầu các nguyên liệu thô cho sản xuất năng lượng
sinh khối có thể tạo ra việc làm mới và thu nhập nhiều hơn cho nông dân. Tạo cơ
hội việc làm trong sản xuất năng lượng sinh khối là rất lớn. Ví dụ sản xuất năng
lượng sinh khối từ cây cây dầu mè làm nhiên liệu đầu vào được trồng như loại cây
trồng chyên dụng để sản xuất diezel sinh học, một diện tích cây mè 10000 ha có
thể thu được 30 triệu lít dầu diezel sinh học/năm có thể tạo ra 4000 việc làm trực
tiếp.

Xét về góc độ tạo việc làm trực tiếp của các thành viên trong hộ gia đình, cho thấy
tác động của ngành công nghiệp này đối với cộng đồng địa phương là rất to lớn.
Việc tạo ra việc làm mới và các doanh nghiệp có thể tạo ra các hoạt động khác đem
lại các lợi ích kinh tế-xã hội khác nữa cho cộng đồng. Nhiều hoạt động kinh tế xuất
hiện sẽ tạo ra lợi nhuận cho các chủ doanh nghiệp tại địa phương. Cơ sở hạ tầng
hoàn chỉnh có thể tạo ra đường xá mới hoặc được nâng cấp, tạo điều kiện thuận lợi
cho việc vận chuyển các nhiên liệu đầu vào phục vụ cho sản xuất. Kỹ năng làm
việc của nhiều công nhân làm việc trong các dự án được nâng cao, tăng năng lực
của các thành viên trong cộng đồng. Hơn nữa, lợi ích kinh tế mà các cộng đồng


được hưởng có thể lan tỏa và tạo ra các lợi ích xã hội khác nữa, như các dịch vụ
chăm sóc sức khỏe, giáo dục, phúc lợi xã hội và các dịch vụ công cộng…. Nếu
quản lý tốt, sản xuất năng lượng sinh khối có khả năng tạo điều kiện phát triển kinh
tế-xã hội và đặc biệt là đóng góp vào cơng cuộc giảm đói nghèo.
Ưu điểm 2: Lợi ích về mặt môi trường
Việc khám phá ra dầu mỏ đã đánh dấu một bước ngoặt lớn trong lịch sử phát triển
của xã hội lồi người. Tuy nhiên, nó cũng làm phát sinh những vấn đề nan giải
trong quá trình khai thác và sử dụng dầu mỏ gây ra, đáng kể nhất là sự ơ nhiễm
mơi trường do khí thải của q trình đốt cháy nhiên liệu.
Khí thải từ các hoạt động có liên quan đến sản phẩm dầu mỏ và nhiên liệu hóa
thạch chiếm khoảng 70% tổng lượng khí thải trên toàn thế giới. Hằng năm, toàn
thế giới phát thải khoảng 25 tỷ tấn khí độc hại và khí nhà kính. Nồng độ khí CO2 (loại khí nhà kính chủ yếu) tăng trên 30% so với thời kỳ tiền công nghiệp (từ 280
ppm tăng lên 360 ppm), nhiệt độ trái đất tăng 0,2- 0, 40C. Nếu khơng có giải pháp
tích cực, thì đến năm 2050, tác hại của khí độc hại và nồng độ khí nhà kính có thể
tăng lên 400 ppm và sẽ gây ra hậu quả khôn lường về môi trường sống.
Sử dụng năng lượng sinh khối là giảm thiểu ơ nhiễm mơi trường vì ngun liệu sử
dụng để sản xuất năng lượng sinh khối là cồn và dầu mỡ động thực vật, không
chứa các hợp chất thơm, hàm lượng lưu huỳnh cực thấp, không chứa chất độc hại.
Sử dụng năng lượng sinh khối so với xăng dầu giảm khoảng được 70% khí CO2 và

30% khí độc hại, do năng lượng sinh khối chứa một lượng cực nhỏ lưu huỳnh,
chứa 11% oxy, nên cháy sạch hơn. năng lượng sinh khối phân hủy sinh học nhanh,
ít gây ơ nhiễm nguồn nước và đất.
Các cây trồng nông nghiệp và các nguyên liệu sinh khối khác được coi là các
nguyên liệu góp phần làm trung hịa cácbon bởi chu kỳ sống thực tế của nó, thực
vật thu cácbon điơxit thơng qua quá trình quang hợp.Tuy nhiên, các nguyên liệu
đầu vào sử dụng trong quá trình sản xuất năng lượng sinh khối được coi là nguyên
liệu tái tạo và có khả năng làm giảm phát thải khí nhà kính.
Tuy nhiên, cho dù các nhiên liệu đầu vào tự chúng có khả năng trung hịa cácbon,
thì q trình chuyển đổi các vật liệu thơ thành năng lượng sinh khối có thể gây
phát thải cácbon vào khí quyển. Vì vậy, năng lượng sinh khối phải góp phần vào
giảm phát thải các bon, chúng phải được chứng minh giảm thải thực sự khí nhà
kính trong tất cả chu trình sản xuất và sử dụng năng lượng sinh khối.


Bên cạnh đó, năng lượng sinh khối khi thải vào đất bị phân hủy sinh học cao gấp 4
lần so với nhiên liệu dầu mỏ và do đó giảm được rất nhiều tình trạng ơ nhiễm đất
và nước ngầm.
Vì vậy, việc sử dụng năng lượng sinh khối giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường,
giảm thiểu khí nhà kính giúp ngăn chặn vấn đề biến đổi khí hậu tồn cầu.
Ưu điểm 3: Nhiên liệu sinh học và vấn đề phát triển bền vững
Nguyên tắc của chiến lược phát triển bền vững
Giảm nhu cầu năng lượng hoàn nguyên và ưu tiên giảm nhu cầu dầu thơ và sản
phẩm dầu vì:
 Dầu thơ đã được thanh lọc thành sản phẩm dầu thỏa mãn gần một nửa nhu
cầu năng lượng có khả năng sử dụng
 Có nhiều áp dụng cơng nghiệp bắt buộc phải tiêu thụ dầu thô hay sản phẩm
dầu làm nguyên liệu
 Dầu thô là nguồn năng lượng cơ bản trong tương lai sẽ cạn trước nhất.
Chú trọng đồng đều đến phát triển bền vững của ba ngành giao thông vận tải, cơng

nghiệp và tiện nghi nhà ở vì mỗi ngành đó chia nhau gần đồng đều ba phần tư tổng
lượng năng lượng khả dụng và những ngành khác chia nhau phần tư còn lại.
Các tác động áp dụng chiến lược phát triển bền vững
 Gia tăng hiệu suất năng lượng để giảm nhu cầu về năng lượng và giảm
lượng khí có hiệu ứng nhà kính thải ra khí quản.
 Chuyển sang một nguồn năng lượng khác dồi dào, tái tạo, ô nhiễm ít hơn để
dành nguồn năng lượng đang dùng cho những cơng nghệ bắt buộc phải dùng
đến năng lượng đó.
 Chuyển sang những công nghệ khác đạt một hay cả hai hiệu quả trên.
Phát triển nhiên liệu sinh học hiệu quả bền vững
Phát triển nhiên liệu sinh học góp phần cân đối nhiên liệu, giảm lượng xăng dầu
nhập, cải thiện cán cân thương mại, nâng cao hiệu quả kinh tế nông nghiệp theo
hướng phát triển bền vững do việc thúc đẩy tăng năng suất các loại nguyên liệu
mới thân thiện với môi trường.


Sử dụng nhiên liệu sinh học khá thuận tiện, đơn giản, hạn chế thấp nhất chi phí
thay thế hay cải biến động cơ, giá thành thường thấp hơn các loại sản phẩm năng
lượng từ nguồn nguyên liệu hóa thạch khác nên có tính hiệu quả kinh tế
Ngun liệu làm nhiên liệu sinh học rất đa dạng bao gồm nguyên liệu chứa đường
(mía, củ cải đường, cao lương ngọt…), chứa tinh bột (ngô, sắn, cao lương), chứa
dầu (mỡ động thực vật, tảo, bèo dâu kể cả dầu đã qua sử dụng), chứa cellulose (phế
liệu nông lâm nghiệp…) và những nguyên liệu khác chứa lipit và hydratcacbon.
Nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu sinh học ưu tiên lựa chọn với tiêu chí khơng
dùng làm lương thực thực phẩm, có năng suất và hiệu suất chuyển hóa nhiên liệu
cao, có tiềm năng trồng trên đất nghèo dinh dưỡng và ao hồ hoang hóa. Đặc biệt,
loại nguyên liệu này phải có giá thành thấp như là các phế liệu nông lâm nghiệp và
công nghiệp chế biến. Đồng thời, phát triển nhiên liệu sinh học để đảm bảo an ninh
năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính.
Nhược điểm của năng lượng sinh khối

 Một ít gây khó khăn cho các nước có nhiệt độ vào mùa trong năm. Tuy
nhiên nếu sử dụng luân phiên với các nguồn năng lượng khác thì sẽ tiết kiệm
rất nhiều.
 Chi phí sản suất cao. Do đó làm cho giá thành khá cao. Nhưng với sự leo
thang giá cả nhiêu liệu như hiện nay thì vấn đề này khơng cịn là rào cản
nữa.
 Chi phí đầu tư cao, và năng suất có thể thấp hơn khi sử dụng các công nghệ
khác. Tuy nhiên về mặt phát triển lâu dài thì hồn tồn khả thi.
 Chỉ phù hợp với các nước phát triển khi đời sống đã được nâng cao.

Câu 9: Nêu ưu và nhược điểm của năng lượng mặt trời?

Câu 10: Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của trạm thủy điện nhỏ?
- Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của trạm thủy điện nhỏ
a) Cấu tạo:


b) Nguyên lý:
 Nguyên lý đơn giản nhất của tất cả các dạng thủy điện từ lớn đến nhỏ đều
giống nhau:
 – Dưới tác dụng của trọng lực, nước đổ từ trên cao xuống thấp (thế năng)
sẽ làm quay các lưỡi turbin.
 – Các lưỡi turbin này được kết nối với một bộ máy phát điện
– Điện tạo ra từ các turbin quay được đưa qua trạm biến thế và kết
nối vào mạng lưới phân phối điện
Dạng phần bài tập
Thiết kế hệ pin quang điện nối lưới/độc lập cho 1 hộ dân có yêu cầu sử dụng như
sau:
– 1 tủ lạnh 75W chạy liên tục
– 1 Bình lọc 24W nước chạy liên tục

– 1 Điều hòa nhiệt độ 1KW(4h/ngày)