Năng lượng sạch không hẳn đã sạch ppt

Năng lượng sạch không hẳn đã sạch
Những chong chóng điện gió hay những tấm thu năng
lượng mặt trời không thải ra khí CO2 khi biến nắng, gió
thành điện. Nhưng việc sản xuất các thiết bị này lại ngốn
nhiều nguyên vật liệu và thải ra nhiều CO2. Việc khai thác
năng lượng từ nắng và gió có vẻ sạch cuối cùng lại không
sạch là vì thế.
Sau những chong chóng điện gió là những nhà máy xi
măng, nhà máy luyện cán thép. Và sau những tấm quang
điện là những nhà máy sản xuất silicon. Những cụm sản
xuất này xả ra CO2 và các chất thải rắn ảnh hưởng đến hệ
hô hấp của dân cư, làm đảo lộn môi trường sinh thái của
sông hồ, và gây ra những tác động tiêu cực khác đối với
con người.
1GW điện gió tốn 125 tấn sắt thép
Việc xây dựng những cơ sở vật chất để lắp đặt các thiết bị
khai thác năng lượng sạch cũng thường phức tạp về thiết
kế, to lớn về kích cỡ và tốn nhiều vật liệu xây dựng. Chẳng
hạn như để xây đập thuỷ điện phục vụ việc sản xuất 1GW
điện thì cần đến 1.240 tấn bê tông. Trong khi đó, để có
được một nhà máy điện hạt nhân công suất 1GW chỉ tốn
560 tấn bê tông. Việc sản xuất sắt thép còn thải ra khí CO2
nhiều hơn việc sản xuất bê tông. Vậy mà để có được 1GW
điện cần đến 125 tấn sắt thép phục vụ cho việc sản xuất
chong chóng, hay 140 tấn sắt thép để xây đập nước, trong
khi để xây dựng một nhà máy điện hạt nhân 1GW chỉ cần
60 tấn sắt thép.
Việc sản xuất silicon dùng cho các tấm quang điện cũng
tiêu tốn nhiều năng lượng cho quá trình nấu chảy vật liệu ở
nhiệt độ cao. Vì vậy, điện mặt trời cuối cùng bị đánh giá là
nguồn năng lượng gián tiếp thải ra nhiều khí CO2 nhất

trong số các nguồn năng lượng tái sinh. Còn một nghiên
cứu từng chỉ ra rằng tại các nước nhiệt đới, những đập nước
có thể thải ra lượng khí mêtan tương đương với một nhà
máy nhiệt điện.


Trong các nguồn năng lượng tái sinh, điện mặt trời gián
tiếp thải ra nhiều khí CO2 nhất. (Ảnh:TL)
Điện nào cũng thải CO2
Mức thải CO2 từ việc khai thác năng lượng sạch để thu
1kWh điện
Điện mặt trời: 60g
Điện gió: 9 – 25g
Thuỷ điện: 8g
Không chỉ phá vỡ cảnh quan thiên nhiên, các chong chóng
điện gió tạo ra tiếng ồn khi quay, và làm chim chóc hoảng
sợ. Tiếng quay vù vù là nhược điểm hầu như không thể
khắc phục của các chong chóng điện gió. Vì vậy, để giải
quyết vấn đề này, các nhà chuyên môn đề nghị đưa chong
chóng điện gió ra lắp đặt trên những giàn nổi ngoài biển.
Những tấm pin mặt trời không gây ra tiếng ồn như điện gió,
không thải ra khí CO2 trực tiếp, nhưng quá trình sản xuất
những tấm pin này lại tạo ra nhiều loại chất thải độc hại,
đặc biệt là những chất thải rắn. Với thuỷ điện, những tác
động đối với môi trường còn lớn hơn. Các đập nước nhấn
chìm các khu vực đa dạng về sinh học, chặn dòng chảy của
phù sa gây bất lợi cho hạ lưu. Hiện tượng tăng nhiệt độ
nước sẽ làm giảm hàm lượng oxy ảnh hưởng đến các loài
cá và khiến nhiều loại tảo độc phát triển mạnh.
Trong khi Pháp có sản lượng điện gió đạt 400MW, điện

mặt trời đạt 26MW, điện địa nhiệt là khoảng 550MW, thì
Đức tự hào là đang khai thác hiệu quả năng lượng sạch với
sản lượng điện gió là 16.000MW, điện mặt trời là 800MW,
điện địa nhiệt là 4.300MW. Nhưng năm 2004 nước Đức
vẫn thải ra đến 10,46 tấn CO2 tính trên đầu người, trong
khi con số này ở Pháp là 6,71 tấn và mức trung bình của
châu Âu là 7,96 tấn. Nguyên nhân là do sản xuất điện ở
Đức dựa vào than đá, trong khi Pháp dựa vào năng lượng
hạt nhân và thuỷ điện. Khai thác năng lượng sạch không
giúp giảm hiệu quả lượng khí thải, nên cuối cùng nước Đức
mới đây đã quyết định quay sang điện hạt nhân.
Thách thức của khoa học kỹ thuật
Rõ ràng, để phát triển năng lượng sạch hiệu quả cần phải có
nhiều phát minh trong việc chế tạo thiết bị chuyển hoá năng
lượng. Một chong chóng đường kính 30m sản xuất khoảng
250kW điện, trong khi một chong chóng 80m sẽ cho
2.500kW. Vì vậy, chong chóng điện gió hiện đang được tập
trung cải tiến để cánh quạt dài hơn. Tuy nhiên, những
chong chóng công suất 5MW hiện có độ cao đến 180m yêu
cầu kỹ thuật gia cố móng rất cao. Giải pháp được công ty
dầu hoả Talisman Energy của Canada thử nghiệm là tạo ra
phần đỡ gồm các ống thép giống như cái giá ba chân. Ông
Alan Mac Askill, giám đốc đề án cho biết: “Kết cấu này
cho phép chúng tôi cố định tốt một cột chong chóng 5MW
ngoài khơi Scotland ở vùng nước sâu chỉ với 1.200 tấn
thép, trong khi kỹ thuật cũ cần tới 1.800 tấn. Chúng tôi hy
vọng có lợi được 20% chi phí”.
Với điện mặt trời, thực tế là các trạm khai thác ở châu Âu
không bao giờ vượt quá 10% công suất, do đó nguồn điện
này đắt hơn nhiệt điện và điện hạt nhân đến khoảng năm

lần. Nhưng việc sản xuất silicon rẻ hơn đang góp phần
giảm giá thành điện mặt trời. Một hướng cải tiến khác là
pha trộn một chất polymer (tức một chất plastic) như PPV
vào trong một dẫn chất của than. Vấn đề là tấm quang điện
từ hỗn hợp này có tuổi thọ ngắn và một hiệu suất hoạt động
đến nay vẫn là vấn đề đang được… bàn cãi!
Vấn đề nổi cộm của thuỷ điện là dung tích hồ chứa. Các
đập nước được trang bị hệ thống điều tiết có thể đưa mực
nước lên cao hơn, như dạng một trạm bơm kết hợp hai mực
nước chênh lệch lại với nhau, được xem như một giải pháp
hoàn hảo để nâng công suất lên đến 90%. Nhưng việc xây
dựng một hệ thống bơm đẩy rất tốn kém và người ta phải
chơi trò mạo hiểm với những khối nước khổng lồ: để có thể
phát 10kWh phải đưa được 43 tấn nước lên cao hơn 100m!
Khai thác năng lượng sạch hiện vẫn còn là một thử thách
đối với khoa học và kỹ thuật.