Tiểu luận môn học hóa môi trường nhiên liệu hóa thạch

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP.HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG

TIỂU LUẬN MÔN HỌC HÓA MÔI TRƯỜNG
TIỂU LUẬN MÔN HỌC HÓA MÔI TRƯỜNG
NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH
NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH
TP. Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 5 năm 2014
Nhóm : 4
Lớp : 12CMT
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
DANH SÁCH NHÓM VÀ PHÂN CÔNG VIỆC:
STT Họ tên MSSV Công việc
1 Võ Thị Dấu 1222028 Tìm và tổng hợp tài liệu
2 Trần Thế Đạt 1222037 Dịch bài
3 Hồ Hoàng Khang 1222084 Tìm và tổng hợp tài liệu
4 Trần Thị Mỹ Linh 1222106 Làm pp và báo cáo
5 Nguyễn Huy Nhã 1222148 Báo cáo
6 Nguyễn Thị Tuyết Nhân 1222152 Tìm tài liệu và tổng hợp
7 Huỳnh Thị Minh Phương 1222177 Làm pp và báo cáo
8 Nguyễn Tấn Quốc 1222188 Dịch bài
9 Lê Thị Thu Trang 1222256 Tìm và tổng hợp tài liệu
10 Nguyễn Huỳnh Thiện 1222217 Vắng
Trang 2/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
MỤC LỤC:
1.T ng quan v v n đ n ng l ng và nhiên li u hóa th chổ ề ấ ề ă ượ ệ ạ 5
2.Các lo i nhiên li u hóa th ch và tác đ ng môi tr ng trong quá trình khai thác, ch bi n và sạ ệ ạ ộ ườ ế ế ử
d ng chúngụ 6
2.1.Than đá (coal) 6
2.1.1 Th nào là than đá?ế 6

2.1.2. Ngu n g c và quá trình hình thành than đáồ ố 6
2.1.3 Thành ph n c a than đáầ ủ 7
2.1.4 Tr l ng than đá trên th gi iữ ượ ế ớ 7
2.1.5 Vai trò c a than đáủ 7
2.1.6 Tác đ ng môi tr ng c a vi c s d ng than đáộ ườ ủ ệ ử ụ 8
2.2. D u m (petroleum)ầ ỏ 9
2.2.1 Th nào là d u m ?ế ầ ỏ 9
2.2.2 Ngu n g c và quá trình hình thành d u mồ ố ầ ỏ 9
2.2.3 Thành ph n c a d u mầ ủ ầ ỏ 10
2.2.4 Tr l ng và nhu c u d u mữ ượ ầ ầ ỏ 10
2.2.5 Vai trò c a d u mủ ầ ỏ 11
2.2.6 Tác đ ng môi tr ng trong quá trình khai thác, ch bi n và s d ng d u m và cácộ ườ ế ế ử ụ ầ ỏ
s n ph m t d u mả ẩ ừ ầ ỏ 12
2.3 Khí thiên nhiên 13
2.3.1 Khí thiên nhiên là gì? 13
2.3.2 Ngu n g c và quá trình hình thànhồ ố 13
2.3.3 Thành ph n c a khí thiên nhiênầ ủ 14
2.3.4 Tr l ng và nhu c uữ ượ ầ 14
2.3.5 Vai trò c a khí thiên nhiênủ 15
Trang 3/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
2.3.6 Tác đ ng môi tr ng c a khí thiên nhiênộ ườ ủ 15
3.Nh ng bi n pháp gi m thi u ô nhi m _ Nh ng ngu n n ng l ng m iữ ệ ả ể ễ ữ ồ ă ượ ớ 16
3.1 Áp d ng nh ng k thu t m i đ t ng hi u su t s d ngụ ữ ỹ ậ ớ ể ă ệ ấ ử ụ 16
3.1.1 Than đá 16
3.2 N ng l ng xanh.ă ượ 17
3.2.2 N ng l ng gió.ă ượ 19
3.2.3 N ng l ng m t tr i.ă ượ ặ ờ 21
3.2.4Nhiên li u sinh h c (biofuel) ệ ọ 23

2.T ng k tổ ế 25
3.Tài li u tham kh o.ệ ả 26
Trang 4/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
1. Tổng quan về vấn đề năng lượng và nhiên liệu hóa thạch
Lịch sử đã chứng minh, năng lượng có vai trò quyết định đến sự phát triển của
xã hội loài người. Quốc gia nào giàu có về năng lượng và tự chủ được năng lượng,
quốc gia đó sẽ có điều kiện rất lợi để phát triển kinh tế.
Nguồn năng lượng hóa thạch là nguồn năng lượng quan trọng nhất cho đến hiện
nay, cung cấp trên 80% năng lượng sơ cấp của thế giới. Năm 2005, trừ các sinh khối
truyền thống, nhiên liệu hóa thạch được sử dụng nhiều nhất là dầu mỏ (35%), than đá
(25%), khí thiên nhiên (21%).
Tuy nhiên, trữ lượng của các nguồn nhiên liệu hóa thạch là có hạn. Và vấn đề
an ninh năng lượng thế giới đang bị đe dọa khi chúng ta đang phải đối diện với nguy
cơ cạn kiệt nguồn nhiên liệu này trong tương lai không xa.
Nhiên liệu hóa thạch (fossil fuel) là tên gọi chung cho những nhiên liệu có
nguồn gốc hóa thạch nằm ở trong lớp vỏ Trái Đất, gồm những hợp chất có tỉ lệ các
nguyên tố C/H trong phân tử khác nhau, từ giá trị thấp như methan (CH4) ở thể khí
đến dầu mỏ ở thể lỏng và cuối cùng là đến những khoáng vật hầu như chỉ chứa carbon
là than antracit. Được tạo thành bởi quá trình phân hủy kỵ khí của các sinh vật chết bị
chôn vùi trong lòng đất dưới áp suất và nhiệt độ cao, qua thời gian lâu dài có thể đến
hàng trăm triệu năm. Nhiên liệu hóa t
hạch là nguồn tài nguyên không tái tạo được.
Trang 5/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
2. Các loại nhiên liệu hóa thạch và tác động môi trường trong quá trình khai
thác, chế biến và sử dụng chúng
2.1.Than đá (coal)
2.1.1 Thế nào là than đá?
Than đá là một loại nhiên liệu hóa

thạch, được hình thành ở các hệ sinh thái đầm lầy,
nơi xác thực vật được nước và bùn lưu giữ không
bị oxi hóa và phân hủy bởi sinh
vật (biodegradation).
( />%C4%91%C3%A1)
Hình 2.1: Than đá

2.1.2. Nguồn gốc và quá trình hình thành than đá
- Nguồn gốc: than đá có nguồn gốc từ thực vật.
- Quá trình hình thành:
Hình 2.2: Quá trình hình thành than và sơ đồ cấp than
(Nguồn: />Cách đây hàng trăm triệu năm, các khu rừng rậm trên Trái Đất bị chôn vùi.
Được bùn và nước bao phủ, cây không bị phân hủy sinh học và oxy hóa. Với điều kiện
nhiệt độ và áp suất cao làm cho thân cây bị cacbon hóa và tạo thành than đá.
Tóm tắt quá trình: chất hữu cơ (thực vật) => peat (than bùn) => lignite (than
nâu)=> sub-bituminous (than mỡ non) => bituminuos (than mỡ) => than anthracite.
Trong đó, than anthracite là than cứng nhất và có hàm lượng carbon cao nhất.
Trang 6/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
2.1.3 Thành phần của than đá
Trong than đá, nguyên tố carbon chiếm phần lớn. Hiện nay, người ta đã tìn thấy
76 nguyên tố có mặt trong than, chủ yếu là các nguyên tố C, H, O, N, S. Các nguyên tố
có hàm lượng ít hơn là: Fe, Si, Mg, Ca, Mn, P, K, . Ngoài ra, còn có các nguyên tố ở
dạng vết: selenium, thủy ngân, arsen, cadmium,
Trong quá trình hình thành than, một số nguyên tố kết hợp với nhau tạo thành
khoảng 120 loại khoáng vật, như khoáng thạch anh, khoáng đất sét, pyrite (FeS
2
),
calcite,
2.1.4 Trữ lượng than đá trên thế giới

Bảng 2.1: Trữ lượng than trên thế giới
(World energy Council 2010, BP Statistical Review, 2011)
Châu lục Trữ lượng, triệu tấn Tỉ lệ, % Tỉ sô R/P, năm
Bắc Mỹ 245 088 28,5 231
Trung và Nam Mỹ 12 508 1,5 148
Châu Âu và Á – Âu 304 604 35,4 257
Trung Đông và châu Phi 32 895 3,8 127
Châu Á – Thái Bình Dương 265 843 30,9 57
Toàn cầu 860 938 100 118
( Nguồn: Năng lượng xanh _ Ngô Đăng Nghĩa, trang 38)
Trữ lượng than đá hiện nay trên thế giới ước tính khoảng 860 triệu tấn và có
mặt trên 100 quốc gia, nhiều nhất là Hoa Kì (22%), tiếp đến là Nga và Trung Quốc.
Tỉ số trữ lượng trên sản lượng, R/P ( Reserved-to-production ratio) cho ta biết
thời gian khai thác còn lại của nguồn lợi đó nếu tiếp tục khai thác chúng với tốc độ
hiện tại. Như vậy, con người chỉ có thể khác thác than trong vòng hơn một thế kỉ nữa
(118 năm).
Tổng lượng tiêu thụ than trên thế giới khoảng 6,75 tỉ tấn vào năm 2006 và ước
tình tăng đến 9,98 tỉ tấn vào năm 2030.
Theo Hội đồng Năng lượng quốc tế WEC năm 2010, sản lượng than của Việt
Nam là 150 triệu tấn (chủ yếu là than antraxit), thấp hơn rất nhiều so với các báo cáo
trước đó. Như vậy, với các dự án nhà máy nhiệt điện than hiện nay thì đến năm 2020
nước ta sẽ phải nhập khẩu than để đảm bảo nhu cầu tiêu thụ trong nước.
2.1.5 Vai trò của than đá
Than đá được sử dụng rất phổ biến trong đời sống và sản xuất. Trước đây, than
dùng làm nhiên liệu cho máy hơi nước, đầu máy xe lửa và sưởi ấm. than đá được sử
dụng phổ biến khi động cơ máy hơi nước ra đời.
Ngày nay, than đá chủ yếu dùng làm nhiên liệu để sản xuất điện, luyện kim, và
các ngành công nghiệp khác. Khoảng 40% năng lượng điện trên thế giới được sản xuất
từ than đá. Ngoài ra, chúng còn được ứng dụng rộng rãi trong ngành hóa học như:
dược phẩm, chất dẻo, sợi nhân tạo, phân bón,… Ngoài ra, do có tính chất hấp phụ các

chất độc, than còn được sử dụng để chế tạo mặt nạ phòng độc, lọc nước,…
Trang 7/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
2.1.6 Tác động môi trường của việc sử dụng than đá
Quá trình khai thác và chế biến than có ảnh hưởng rất lớn đối với hệ sinh thái
và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng đặc biệt là nguồn nước.
Việc đốt than gây ra rất nhiều tác động xấu đến môi trường. Sản phẩm của quá
trình đốt than rất phức tạp, bao gồm phần rắn và phần bay hơi (chủ yếu là CO2). VD:
Khoáng pyrite (FeS
2
) khi cháy tách ra thành lưu huỳnh và sắt, sắt kết hợp với oxygen
thành oxide sắt nằm ở phần rắn, còn lưu huỳnh khi kết hợp với oxygen thành SO
x
bay
vào khí quyển.Một số nguyên tố như selenium, thủy ngân, cũng bay hơi theo sản
phẩm cháy. Ngoài ra, còn có một lượng tro bụi cũng bay vào khí quyển.
Khi dùng than làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, mỗi kg than khi đốt cháy,
ta thu được khoảng 2 kWh điện, với hiệu suất suất rất thấp khoảng 30 - 40%. Về mặt
môi trường, mỗi kg than thương mại (có hàm lượng carbon ít nhất 70%), sinh ra 2,93
kg khí carbonic. Như vậy, mỗi kWh điện sản xuất ra tương ứng với sự phát thải 1,47
kg khí carbonic. Điều này chứng tỏ than đá là nguồn thải khí CO
2
lớn nhất, là nguyên
nhân hàng đầu gây nên hiện tượng nóng lên toàn cầu.
Ngoài ra, khi than bị đốt cháy sẽ sinh ra hàm lượng lớn khí SOx, NOx, là
nguyên nhân gây mưa acid.
Hình 2.3: Quá trình hình
thành mưa acid
( />Lect.pdf)
- Tro bụi từ quá trình đốt than cũng là nguồn gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng

Trang 8/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
Hình 2.4: Ô nhiễm không khí do đốt than ở Trung Quốc
( />pha-moi-truong-lon-nhat.aspx)
2.2. Dầu mỏ (petroleum)
2.2.1 Thế nào là dầu mỏ?
Dầu mỏ là hỗn hợp các hydrocarbon với phân tử lượng
khác nhau cùng với các hợp chất hữu cơ khác.
Là một chất lỏng sánh đặc, có màu nâu hoặc ngã lục.


Hình 2.5: Dầu thô Việt Nam
2.2.2 Nguồn gốc và quá trình hình thành dầu mỏ
Hình 2.6: Quá trình hình thành dầu mỏ
Trang 9/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
( />Có nhiều giả thuyết được đưa ra để giải thích sự hình thành dầu mỏ, nhưng giả
thuyết phổ biến và được đông đảo các nhà khoa học đồng thuận là thuyết sinh vật học
(thuyết nguồn gốc hữu cơ).
Theo lý thuyết này, dầu mỏ được tạo thành từ các vật liệu còn sót lại sau quá
trình phân rã xác các động vật và tảo biển nhỏ thời tiền sử trong các đại dương, dần
dần lắng đọng tạo nên một lớp vật chất hữu cơ. Lớp vật chất hữu cơ này bị chôn sâu
dưới lớp trầm tích dày trải qua hàng chục, hàng trăm triệu năm dưới tác dụng của nhiệt
độ và áp suất được chuyển hóa thành các hydrocarbon, là tiền thân của dầu.
Dầu được sinh ra rải rác trong các lớp đá trầm tích, nhưng phải tìm nơi "trú ẩn"
bằng cách "di cư" qua các tầng đá. Chúng xâm nhập lên phía trên thông qua các lớp đá
ngay sát đó cho tới khi chúng bị rơi vào "bẫy dầu" bên dưới những tảng đá không thể
ngấm qua. Bẫy dầu là những khối đá rỗng xốp, dầu có thể vào được mà không ra được
do có tầng đá chắn hoặc nút muối. Sự tập trung dầu bên trong một bẫy dầu hình thành
nên một giếng dầu, từ đó dầu lỏng có thể được khai thác bằng cách khoan và bơm.

2.2.3 Thành phần của dầu mỏ
Dầu mỏ là hỗn hợp của nhiều hydrocabon: alkan (paraffin), cycloalkan và các
hydrocarbon vòng thơm. Ngoài ra còn có nitrogen, oxygen, lưu huỳnh,… Hàm lượng
carbon (>80%), hydrogen (10 – 14%), lưu huỳnh (0,05 – 6%),….
Các thành phần hóa học của dầu mỏ được chia tách bằng phương pháp chưng
cất phân đoạn.
Hình 2.7: Quá trình chưng cất phân đoạn dầu mỏ
(Năng lượng xanh _ Ngô Đăng Nghĩa, trang 43)
2.2.4 Trữ lượng và nhu cầu dầu mỏ
Bảng 2.2: Trữ lượng xác minh dầu mỏ trên thế giới
(Theo BP Statistical Review of World Energy, June 2010)
Trang 10/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
Châu lục
Trữ
lượng, tỉ
tấn
Tỉ lệ so với
toàn cầu, %
Tỉ số R/P ,
năm
Tỉ lệ sản
lượng so với
toàn cầu, %
Bắc Mỹ 10,3 5,4 14,8 16,6
Nam và Trung Mỹ 34,3 17,3 93,9 8,9
Châu Âu và Á - Âu 19 10,1 21,7 21,8
Trung Đông 101,8 54,4 81,9 30,3
Châu Phi 17,4 9,5 35,8 12,2
Châu Á - Thái Bình Dương 6 3,3 14,8 10,2

Toàn cầu 188,8 100 46,2 100
( Nguồn: Năng lượng xanh _ Ngô Đăng Nghĩa, trang 48)
Theo BP, trữ lượng dầu Việt Nam là 0,6 tỉ tấn, chiếm 0,3% toàn cầu và có tỉ số
R/P là 32,6 năm.
Nhu cầu tiêu thụ dầu mỏ có xu hướng tăng dần, năm 2008 là 88,6 triệu
thùng/ngày, năm 2012 là 89,9 triệu thùng. Nhu cầu lớn nhất là Bắc Mỹ, châu Âu,
Trung Quốc,…
2.2.5 Vai trò của dầu mỏ
Dầu mỏ có vai trò rất quan trọng trong đời sống hiện nay, là loại nhiên liệu hóa
thạch được sử dụng phổ biến nhất.
Dầu mỏ được sử dụng chủ yếu để sản xuất nhiên liệu và cung cấp cho ngành
công nghiệp hóa dầu. Trước đây, dầu mỏ còn được dùng để sản xuất điện.
Những ứng dụng thường gặp của dầu mỏ là: làm nhiên liệu cho các phương tiện
giao thông, nhựa đường, chất dẻo, sợi vải tổng hợp, thuốc (aspirin, ), tấm pin mặt
trời, mỹ phẩm, sáp màu, kẹo cao su,….
Hình 2.8: Một số ứng dụng của dầu mỏ trong đời sống (Nguồn: Internet)
Trang 11/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
2.2.6 Tác động môi trường trong quá trình khai thác, chế biến và sử dụng dầu mỏ
và các sản phẩm từ dầu mỏ
Việc khai thác và vận chuyển dầu tiềm ẩn nhiều nguy cơ như tràn dầu do chìm
tàu, rò rỉ đường ống, gây ô nhiễm nghiêm trọng đến biển và bờ biển, ảnh hường lớn
đến nguồn lợi thủy sản và nguy hại đến sức khỏe con người. Đặc biệt dầu có thể thấm
vào đất gây ô nhiễm nước ngầm.
Hình 2.9: Thảm họa tràn dầu Deepwater Horizon ở vịnh Mexico (2010)
(Nguồn: />mexico-mot-nam-sau-tham-hoa-tran-dau.aspx)
Quá trình đốt cháy nhiên liệu từ dầu mỏ trong các động cơ đốt trong sẽ cho ra
khí CO2, H2O, N2. Tuy nhiên, do động cơ không hoàn hảo, khí thải sẽ chứa nhiều
nhiên liệu chưa cháy là hydrocarbon, sản phẩm của quá trình cháy không hoàn toàn là
CO, sản phẩm của nhiệt độ và áp suất cao trong buồng đốt là các hợp chất chứa N là

NOx, cũng CO2 và hơi nước. Khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính, còn các hợp chất CO,
NOx là các chất khí gây nguy hại cho con người.
+ Tác hại của NOx
Trong tầng đối lưu, dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, NOx có thể phản ứng
tạo thành khi O3 ở gần mặt đất.
NO2 + hv => NO + O
O + O2 + M => O3 + M
Ozone đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thu bức xạ có hại từ mặt trời
nhưng khi ở tầng đối lưu lại chất có hại: là khí nhà kính, ảnh hưởng đến sức khỏe con
người,
Ngoài ra, khí NOx có thể kết hợp với các hợp chất hữu cơ trong không khí tạo
Trang 12/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
ra aldehyde , PAN gây sương mù quang hóa.
NO2 + VOC => products such as PAN
O3 + VOCs => aldehydes and free
radicals
NOx cũng là nguyên nhân gây ra
các trận mưa acid
+ Tác hại của CO
Quá trình đốt cháy không hoàn
hoàn sẽ sinh ra CO
2C18H18 + 17O2 => 16CO +
18H2O
CO có ảnh hưởng rất lớn đối với
sức khỏe con người, làm giảm khả
năng hấp thụ oxy của hồng cầu. Ngoài ra, CO cũng góp phần vào việc tạo khí O3
CO + 2O2 + hv => CO2 + O3
2.3 Khí thiên nhiên
2.3.1 Khí thiên nhiên là gì?

Khí thiên nhiên là hỗn hợp chất khí cháy được, bao gồm phần lớn là các hydrocarbon.
Khí thiên nhiên có thể nằm chung trong mỏ dầu hay hòa tan một phần trong dầu (khí
đồng hành) hoặc nằm trong một mỏ khí riêng.
2.3.2 Nguồn gốc và quá trình hình thành
- Nguồn gốc: Khí thiên nhiên có nguồn gốc từ dầu mỏ
- Quá trình hình thành: Dầu mỏ ban đầu là hỗn hợp của các hydrocarbon có phân tử
lượng lớn, mạch carbon chứa từ 30 - 40 nguyên tử carbon, khi chìm sâu trong lòng đất
với áp suất lớn và nhiệt độ tăng, các phân tử bị cắt mạch thành các phân tử nhỏ hơn.
Do dó các mỏ dầu nằm càng sâu thì dầu càng ít và khí càng nhiều hơn. Cuối cùng, khi
tất cả dầu bị phân cắt thành các phân tử nhỏ, ta có các mỏ khí hoàn toàn.
Trang 13/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
Hình 2.10: Quá trình hình thành khí thiên nhiên
(Nguồn: />2.3.3 Thành phần của khí thiên nhiên
Mặc dầu methan là thành phần chính, nhưng trong khí thiên nhiên còn có các
hydrocarbon nhẹ khác là ethan, propan, butan, pentan với thành phần giảm dần theo số
C trong phân tử. Khí thiên nhiên cũng chứa những cấu tử không hydrocarbon.
Bảng 2.3: Thành phần điển hình của các khí thiên nhiên
Methan (CH4) 70 - 90%
Ethan (C2H6), Propan (C3H8), Butan
(C4H10), Pentan (C5H12)
Tổng các khí: 0 - 20%
Carbon dioxide (CO2) 0 - 8%
Oxy (O2) 0 - 0,2%
Nitơ (N2) 0 - 5%
Hydro sulfide 0 - 5%
Các khí trơ (Ar, He, Ne, Xe) Vết
(Năng lượng cho thế kỷ 21_Những thách thức và hành động,
Hồ Sĩ Thoảng – Trần Mạnh Trí, trang 47)
2.3.4 Trữ lượng và nhu cầu

Bảng 2.4: Trữ lượng xác minh của khí thiên nhiên trên thế giới
(Theo BP Statistical Review of World Energy, June 2010)
Châu lục
Trữ lượng, ngàn
tỉ mét khối
Tỉ lệ so với
toàn cầu, %
Tỉ số Trữ lượng/ sản
lượng, R/P ratio, năm
Bắc Mỹ 9,9 5,3 12
Nam và Trung Mỹ 7,4 4 45,9
Châu Âu và Á - Âu 63,1 33,7 60,5
Trung Đông 75,8 40,5 >100
Châu Phi 14,7 7,9 70,5
Châu Á - Thái Bình 16,2 8,7 32,8
Trang 14/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
Dương
Toàn cầu 187 100 58,6
2.3.5 Vai trò của khí thiên nhiên
Trước đây, khí đồng hành hay bị đốt bỏ vì không có phương tiện vận chuyển,
tồn trữ hoặc do không có lợi về mặt kinh tế.
Ngày nay, khí thiên nhiên được dùng làm nhiên liệu cho các nhà máy điện,
trong các ngành công nghiệp và trong dân dụng (đun nấu, sưởi ấm,…)
Khí thiên nhiên có thể được vận chuyển bằng đường ống xa hàng ngàn kilômet.
Tuy vậy, trước khi vận chuyển ở áp suất cao, người ta phải tách các khí có phân tử lớn
là propan, butan ra khỏi hỗn hợp khí để tránh ngưng tụ các khí đó trong đường ống,
chỉ còn lại methan và ethan. Các khí tách ra được hóa lỏng được bán dưới dạng lỏng
cũng để làm khí đốt.
2.3.6 Tác động môi trường của khí thiên nhiên

Khi khai thác dầu mỏ, khí đồng hành thường được đốt trực tiếp ngay tại giàn
khoan, gây phát thải khí CO
2
rất trầm trọng và vô ích.
Các sự cố rò rỉ đường ống dẫn khí có thể gây hậu quả nghiêm trọng.
Khí thiên nhiên khi cháy, tạo ra CO
2
gây hiệu ứng nhà kính nhưng so với than
đá và dầu mỏ thì đây là nguồn ít gây ô nhiễm nhất.
Trang 15/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
3. Những biện pháp giảm thiểu ô nhiễm _ Những nguồn năng lượng mới
Biện pháp sơ đẳng nhất là giảm lượng NLHT sử dụng nhưng không làm tổn hại
đến sự phát triển kinh tế của thế giới, bằng cách:
- Áp dụng những kỹ thuật mới để tăng hiệu suất sử dụng
- Sử dụng các nguồn năng lượng mới để thay thế.
3.1 Áp dụng những kỹ thuật mới để tăng hiệu suất sử dụng
3.1.1 Than đá.
 Tăng hiệu suất nhà máy nhiệt điện.
- Công nghệ trong tương lai phải đáp ứng yêu cầu cơ bản là hiệu suất cao,
thân thiện với môi trường và có chi phí đầu tư hợp lý. Hiệu suất cao một mặt làm
giảm tiêu hao nhiên liệu, mặt khác làm giảm lượng phát thải các chất ô nhiễm ra môi
trường. Vấn đề môi trường đang đòi hỏi các nhà máy điện đốt than phải áp dụng các
kỹ thuật và thiết bị hạn chế các chất phát thải độc hại như NOX, SO2, bụi và thu giữ
CO2.
- Hiện nay, phần lớn các nhà máy nhiệt điện đều dùng kỹ thuật than phun
có hiệu suất khoảng 35% đối với các đơn vị mới xây.
- Lò hơi đốt than phun là công nghệ đã rất phát triển và đang là nguồn sản
xuất điện năng chủ yếu trên thế giới. Than được nghiền mịn và được đốt cháy trong
buồng lửa lò hơi. Nhiệt từ quá trình đốt cháy sẽ gia nhiệt cho nước và hơi trong các

dàn ống và thiết bị bố trí trong lò hơi. Công nghệ này trong tương lai vẫn sẽ là một lựa
chọn ưu thế cho các nhà máy điện. Hiệu suất phát điện dự kiến khoảng 50-53% vào
năm 2020 và 55% vào năm 2050.
( />Act=5&CatID=32&NewsID=94&tab=)
- Người ta cũng xây dựng ngày càng nhiều các nhà máy siêu tới hạn có nhiệt độ
nồi hơi 600
0
C dười áp suất 280 bar và có hiệu suất lên đến 42%.Ở Đan Mạch, các
nhà máy chạy than siêu tới hạn đã đạt đến hiệu suất 50%, do có hiệu suất sử dụng
năng lượng tăng cao, nhiệt tiêu hao và CO
2
thải ra nhờ đó giảm đi đáng kể.
 Kỹ thuật chuyển than đá sang dạng lỏng.
Áp dụng công nghệ chuyển hoá than thành dạng chất đốt lỏng . Điều này giúp
cho than có thể được tận dụng trở thành lựa chọn thay thế cho dầu vì không có lưu
huỳnh, mật độ hạt thấp và ít oxit nitơ. Chất đốt dạng lỏng chiết xuất từ than có thể sử
dụng trong vận tải, nấu nướng, cung cấp điện văn phòng và trong công nghiệp hoá
chất. Tại Nam Phi, 30% lượng xăng dầu được chế tạo từ nguồn than trong nước. Đối
với các công trình hoá lỏng than, kỹ thuật này là một phương pháp rất hiệu quả trong
việc giải quyết các vấn đề về lượng khí thải CO
2
. Trong trường hợp sử dụng đồng thời
than và khí tự nhiên, kết hợp với than hóa lỏng, khí gây hiệu ứng nhà kính được phát
thải trong toàn bộ quá trình sử dụng có thể thấp hơn 1/5 so với tiêu chuẩn.
( />Trang 16/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
3011.html.)
 Cải tiến thiết bị khử bụi và chất độc.
Những công nghệ nói trên đã được sử dụng một cách hiệu quả tại nhiều quốc
gia để giải quyết những vấn đề phát thải gây ô nhiễm. Tại Hoa Kỳ, việc sử dụng than

đã tăng 77% kể từ năm 1980 trong khi lượng khí thải SO
2
đã giảm đi 40%. Lượng lưu
huỳnh thải ra từ than cũng được giảm thiểu trong quá trình áp dụng các công nghệ đó
hay thông qua các công nghệ phân tách thuỷ ngân như bơm than hoạt tính. Trên thực
tế, việc phát thải lưu huỳnh trong quá trình đốt than có thể được giảm đi 90% bằng các
công nghệ đã có.
3.1.2 Dầu mỏ.
 Nâng cao hiệu suất khai thác dầu mỏ.
Phương pháp bơm CO
2
vào các mỏ dầu khí, cho phép tiếp tục khai thác dầu mỏ
khi các mỏ gần cạn kiệt, đồng thời cũng là cách cất giữ CO
2
. Kỹ thuật này hiện đang
được sử dụng trong khoảng 70 mỏ dầu trên thế giới.
 Giảm tiêu hao năng lượng cho các phương tiện giao thông và bộ lọc khói
hiệu quả.
Các kỹ thuật mới giảm tiêu hao năng lượng cho các phương tiện giao thông như
giảm lượng xăng tiêu hao cho 100 km, thiết kế các dòng xe chạy bằng nhiều loại năng
lượng như: dùng xăng kết hợp dùng năng lượng mặt trời…
Để chống lại hiện tượng ô nhiễm môi trường do khí thải xe cộ gây ra (bụi than,
CO, CO
2
, SO
2
, NO
x
…) người ta đã dùng những bộ lọc ngày càng hiệu quả, thí dụ như
các ống xả có chất xúc tác.

3.1.3 Khí đốt.
Các kỹ thuật sử dụng khí đốt thiên nhiên trong nhà máy nhiệt điện cũng có
những bước cải tiến lớn trong những năm gần đây, đặc biệt là trong thiết kế các loại
turbine khí. Các loại turbine khí trong các nhà máy nhiệt điện, ngoài tác dụng phủ
đỉnh, còn có thể phối hợp với các turbine hơi nước trong các chu trình hỗn hợp để tận
dụng ết nhiệt thải ra thường rất lớn. các turbine có cánh làm lạnh bằng không khí đã
đạt hiệu suất trên 50% (turbine Siemens củ nhiệt điện Phú Mỹ 3 đạt hiệu suất 52%).
Turbine có cánh làm lạnh bằng hơi nước hiệu suất lên đến 60%.
3.2 Năng lượng xanh.
 Khái niệm năng lượng xanh để chỉ năng lượng được sinh ra từ các nguồn năng
lượng thân thiện với môi trường hơn là các nguồn năng lượng hóa thạch. Năng
lượng xanh bao gồm các nguồn năng tái tạo như: năng lượng mặt trời, năng
lượng gió, thủy năng, địa nhiệt, nhiên liệu sinh học. Trước đây năng lượng hạt
nhân được xem là năng lượng xanh do không phát thải CO
2
nhưng chất thải
hạt nhân và các tai nạn thảm khốc của một số nhà máy điện hạt nhân đã làm cho
Trang 17/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
các nhà hoạt động môi trường phản đối nguồn năng
lượng này.
 Năng lượng do tất cả các nguồn năng lượng mới cung
cấp trong năm 2010 tương đương với trên 150 triệu tân
dầu, con so này có ý nghĩa lớn vì nó chiếm 20% năng
lượng toàn cầu, ý nghĩa lớn lao thứ 2 vì là nó giúp giảm
phát thải khí CO
2
vào khí quyển góp phần tích cực trong
việc giảm hiện tượng ấm lên toàn cầu.
3.2.1 Thủy năng

 Được xếp vào nhóm năng lươngj tái tạo, năng lượng từ sức nước lại có lịch sử
lâu đời. Các bánh xe nước đã được dùng lấy nước từ thời cổ đại và hiện vẫn còn
dùng tại một số dân tộc miền núi. Các nhà máy thủy điện không tiêu tốn nhiên
liệu, không phát thải khí CO
2
, không có chất phế thải như năng lượng hạt nhân,
nguồn năng lượng chủ yếu của một số nước như Na Uy với trên 90% điện năng
từ thủy triều.
 Đứng thứ 2 sau nhiệt điện (65%) với 20% điện năng cung cấp cho toàn cầu.
Ngoài ra điện thủy triều là một hướng đi mới cho thủy năng.
 Một số công trình nhà
máy điện từ thủy năng :
Thủy điện Sơn La.
• Công suất 2.400MW.
• Thủy điện lớn nhất Đông Nam Á.
Máy điện thủy triều Sihwa, Hàn Quốc.
Trang 18/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
• Công suất 544 triệu kW, trở thành nhà máy điện thủy triều lớn nhất thế giới.
• Cung cấp điện cho 500 nghìn hộ gia đình trong khu vực.
3.2.2 Năng lượng gió.
Từ lâu con người đã biết tận dụng năng lượng để vận hành tàu buồm, chạy cối xay gió.
Máy
xay bột bằng gió phổ biến từ thời cổ Máy bơm dùng sức nước.

/>Ngày nay năng lượng gió chủ yếu dùng để phát điện.
Trang 19/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
Turbine gió của nhà máy điện gió.
/>name=News&file=article&sid=342670

- Điện gió có giá thành rẻ hơn so với điện từ năng lượng hóa thạch, năng lượng
hạt nhân và không tiêu tốn bất kỳ nhiên liệu nào, nó không cần nguồn nguồn
nước làm mát như các nhà máy nhiệt điện khác. Việc vận hành và bảo dưỡng
rất ít và không gây các sự cố nghiêm trọng như lò hơi hay lò phản ứng nhiệt
hạch, không tốn nhiều diện tích, vùng đất đặt các turbine vẫn sử dụng để canh
tác,công nghệ điện gió đơn giản và hiệu quả hơn các nguồn năng lượng xanh
khác.
- Riêng việc giảm phát thải CO
2
, ước tính trung bình khi dùng điện gió, mỗi
MWh giảm được 600 kg khí CO
2
thải vào khí quyển. Như năm 2010, lượng khí
thải giảm được là 243 triệu tấn.
- Nhà máy điện gió Bạc Liêu.
 Công suất 16MW.
 Đưa vào hoạt động 9/2012.
Trang 20/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
( />tai-tao/nha-may-dien-gio-tren-bien-dau-tien-o-viet-nam-chuan-bi-phat-dien.html).
3.2.3 Năng lượng mặt trời.
- Năng lượng mặt trời làm nguồn năng lượng lớn nhất và dài hạn nhất mà con người
có được trong tự nhiên. Nguồn năng lượng mặt trời mà Trái đất nhận được từ mặt trời
trong mỗi phút bằng năng lượng mà toàn thế giới sử dụng suốt một năm.
- Các kỹ thuật sử dụng năng lượng mặt trời.
 Kỹ thuật chuyển đổi năng lượng mặt trời thành nhiệt:
Kỹ thuật được áp dụng rộng rãi nhất do cấu tạo đơn giản, dễ vận hành, chi phí thấp và
có nhiều quy mô khác nhau từ dân dụng cho đên thương mại.
- Sử dụng năng lượng mặt trời cho bình nước nóng:
( http://thanhphohochiminh city.jaovat.com/he-

thong-may-nuoc-nong-su- dung-nang-luong-
mat-troi-quy-mo-gia-dinh-va-quy-mo-cong-nghiep-iid-39335009).
- Sấy nông sản.
Trang 21/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
Nhiệt độ bên trong nhà kính này sẽ vào khoảng 60 độ C trong khi nhiệt độ bên ngoài
trời có nắng vào khoảng 30 độ C, đây là loại nhà kính để phơi cá của Ngư dân
/>3803.html
Một kiểu nhà kính gọn nhẹ, có đầy đủ hệ thống thông thoáng, không khí đi vào
từ bên dưới, qua 3 cái máng lấy không khí nhưng không cho nước mưa đi vào, không
khí bị nung nóng bởi hiệu ứng nhà kính, bốc lên cao, đi xuyên qua vật cần phơi và
mang hơi nước bay ra ngoài qua hình thức thiết kế hở bên trên mái. Đây là một trong
những kiểu thiết kế đơn giản nhưng hiệu quả rất cao.
- Đun nấu.
Làng Bình Kỳ 2, P.Hòa Quý, Q.Ngũ Hành Sơn (Đà Nẵng) có 300 hộ dân nhưng
gần 200 hộ đã được sử dụng bếp và hệ thống đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời.
Chị Nguyễn Thị Bé dùng bếp năng lượng mặt
trời để đun nước sôi hằng ngày
/>troi.html#ad-image-0.
 Kỹ thuật chuyển năng lượng mặt trời thành điện.
- Pin quang điện chuyển đổi phôtn thành điện: sử dụng các chất bán dẫn với các
tiếp giáp có khả năng giải phóng electron tự do khi bị chiếu sáng, nó cho phép
chuyển đổi trực tiếp các hạt photon ánh sáng sang dòng điện.
- Công nghệ nhiệt điện mặt trời: các bộ phận thu năng lượng tải nhiệt về bình
chứa qua bộ phận trao đổi nhiệt để đun nóng nước từ nồi hơi, nước được đun
nóng trở thành hơi quá nhiệt và áp suất cao làm quay turbine.
Nhà máy điện Gemasolar gần Seville, miền nam Tây Ban Nha.
Trang 22/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
Công suất: 20MW, Cung cấp năng lượng cho 27500 hộ gia đình (tương đương

năng lượng 89000 tấn than nâu hay 217000 thùng dầu), giảm phát thải 30000
tấn CO
2.

/>nang-luong-mat-troi-phat-dien.aspx
3.2.4Nhiên liệu sinh học (biofuel)
- Hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc:
• Sinh học: nhiên liệu chế xuất từ chất béo của động thực vật, ngũ cốc.
• Chất thải trong nông nghiệp.
• Sản phẩm thải trong công nghiệp.
- Khai thác dầu từ vi tảo
Không làm tăng giá nông sản. Sản xuất dầu từ tảo có hiệu quả gấp hàng trăm lần so
với làm từ thực vật trên cạn
Trang 23/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
/>- Các nhóm chính
 Diesel sinh học (Biodiesel).
• Sản xuất từ dầu thực vật, mỡ động vật,
• Tự phân hủy sinh học, ít gây hiệu ứng nhà kính.
 Xăng sinh học (Biogasoline).
• Sử dụng ethanol pha trộn vào xăng
 Khí sinh học (Biogas).
• khí hữu cơ gồm methane và các đồng đẳng khác
Năm 2010.
- Sản xuất nhiên liệu sinh học đạt 105 tỷ lít, tăng 17% so với năm 2009.
- Cung cấp 2,7% nhiên liệu cho đường giao thông.
Từ ngày 1/12/2015 xăng E5 được sản xuất, phối chế, kinh doanh để sử dụng cho
phương tiện cơ giới đường bộ tiêu thụ trên toàn quốc.
/>tieu-thu-xang-e5-tren-toan-quoc/284/708
 Nguồn nhiên liệu của tương lai- thay thế nguồn nhiên liệu truyền thống:

• Nguồn năng lượng tái tạo.
• Thân thiện với môi trường, giảm khí thải nhà kính.
• Nguồn nguyên liệu sẵn có, tận dụng phế phẩm.
Tuy nhiên khả năng sản xuất và quy mô chưa cao, tùy thuộc vào mùa vụ.
Trang 24/26
Ti u lu n môn h c Hóa Môi tr ngể ậ ọ ườ Nhóm 4 - 12CMT
2. Tổng kết
Nhiên liệu hóa thạch đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống con người.
Tuy nhiên, đây là nguồn năng lượng có hạn và quá trình sử dụng chúng cũng gây ra
những tác động to lớn đến môi trường.
Để hóa giải mối đe dọa sự tồn tại của hành tinh và cuộc sống của loài người,
buộc chúng ta phải có những biện pháp tiết kiệm nguồn năng lượng này cũng như tìm
ra những nguồn năng lượng thay thế trong tương lai.
Trang 25/26