Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo

Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo
CHƯƠNG 2: NĂNG LƯƠNG KHÔNG TÁI TẠO VÀ
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TÓM TẮT:
A , NĂNG LƯỢNG KHÔNG TÁI TẠO
Trên 85% năng lượng sử dụng trên thế giới là từ nguồn cung cấp không tái tạo. Nguồn
năng lượng được coi là không tái tạo nếu chúng không thể được bổ sung (làm lại) trong
một thời gian ngắn.Hầu hết các quốc gia phát triển phụ thuộc vào nguồn năng lượng
không tái tạo như các nhiên liệu hóa thạch (than, dầu) và điện hạt nhân.
I, Các Dạng Năng Lượng Không Tái Tạo
Năng lượng không tái tạo được chia thành 2 loại là năng lượng hóa thạch và năng
lượng hạt nhân.
1, Năng Lượng Hóa Thạch
• Nhiên liệu hóa thạch là các loại nhiên liệu được tạo thành bởi quá trình phân
hủy kị khí của các sinh vật chết bị chôn vùi cách đây hơn 300 triệu năm. Các
nguyên liệu này chứa hàm lượng cacbon và hydrocacbon cao.
• Ba loại chính của nhiên liệu hóa thạch là than đá, dầu mỏ và khí tự nhiên
1
Năng
Lượng
NL
Không
Tái Tạo
NL Hóa Thạch(dầu mỏ, khí dốt, than đá)
NL Hạt Nhân(Uranium)
NL
Tái Tạo
NL Sinh Học
NL Mặt Trời
NL Gió
NL Thủy Triều

NL Địa Nhiệt
NL Thủy Điện
NL Hydro
Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo
• Hai nguồn khác ít được sử dụng các nhiên liệu hóa thạch là đá phiến dầu và
cát hắc ín.
2, Năng lượng Hạt Nhân
• Năng lượng hạt nhân là một loại công nghệ hạt nhân được thiết kế để tách năng
lượng hữu ích từ hạt nhân nguyên tử thông qua các lò phản ứng hạt nhân có kiểm
soát.
• Phương pháp duy nhất được sử dụng hiện nay là phân hạch hạt nhân, mặc dù các
phương pháp khác có thể bao gồm tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ.
• Tất cả các lò phản ứng với nhiều kích thước và mục đích sử dụng khác nhau đều
dùng nước được nung nóng để tạo ra hơi nước và sau đó được chuyển thành cơ
năng để phát điện hoặc tạo lực đẩy.
• Theo tính toán năng lượng giải phóng ra từ 1g U235 tương đương với năng lượng
do đốt 1 tấn than đá.
Năng lượng nguyên tử có những ưu điểm gì?
• Đặc trưng thứ nhất của năng lượng nguyên tử là nguồn năng lượng sạch, không
phát thải CO2, SOx, NOx gây ô nhiễm không khí.
• Các nước cung cấp Uranium, nhiên liệu cho điện nguyên tử chủ yếu là Canada,
Australia đều là những nước có tình hình chính trị ổn định và có thể cung cấp ổn
định.
• Hơn nữa, vì Uranium có thể phát điện chỉ với một lượng rất nhỏ so với dầu nên có
ưu điểm là dễ vận chuyển và bảo quản. Ví dụ, để vận hành nhà máy điện công
suất 1000 MW trong vòng một năm thì phải cần tới hơn một triệu tấn dầu, trong
khi đó đối với nhiên liệu Uranium thì chỉ cần vài chục tấn.
• Trong các nhà máy điện nguyên tử, khi nạp nhiên liệu vào lò phản ứng là có thể
liên tục phát điện trong vòng 1 năm mà không cần phải thay thế nhiên liệu.
• Lượng chất thải phóng xạ phát sinh trong nhà máy điện nguyên tử rất ít so với

lượng chất thải công nghiệp thông thường, do vậy có thể quản lý được một cách
chặt chẽ, cất giữ và bảo quản an toàn.
Nhược điểm
• các nhà máy điện hạt nhân hiện nay là nguồn gây nguy hiểm lớn về môi trường do
chất thải phóng xạ, khí, rắn, lỏng và các sự cố nhà máy
• Nếu không có phản ứng và kiểm soát tốt, hạt nhân phân hạch có thể đi ra ngoài
tầm kiểm soát, như ở Chernobyl năm 1986 gây nổ và chất phóng xạ sau đó có thể
thoát ra môi trường
II, Năng Lượng Hóa thạch gây Ô Nhiễm môi Trường
Nhiên liệu hoá thạch như dầu, than, khí tự nhiên khi đốt cháy sẽ thải ra điôxít cácbon
(CO2), ôxít sunphua (SOx), ôxít nitơ (NOx). Những khí này là nguyên nhân dẫn đến một
số hậu quả to lớn đối với môi trường sống và ảnh hưởng trực tiếp đối với con người. 1,
Sự Ấm Lên Toàn Cầu
• Khi nồng độ của CO2 trong không khí tăng lên thì nhiệt độ Trái đất sẽ tăng lên,
khi đó sẽ xuất hiện những khu vực khí hậu bị thay đổi. Có nguy cơ thực vật bị ảnh
hưởng, sản xuất nông nghiệp bị tác động làm giảm sản lượng, còn các vùng đất
khô cằn sẽ dần dần bị sa mạc hoá.
Hơn nữa, có một tai hoạ nữa là các khối băng ở Nam và Bắc cực sẽ tan ra và nhấn
chìm lục địa.
2
Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo
• Người ta dự đoán rằng nếu nhân loại cứ tiếp tục đốt các nhiên liệu hoá thạch như
thế này và khí CO2 vẫn tiếp tục tăng lên thì sau 100 năm, nhiệt độ trung bình của
Trái đất sẽ tăng lên 2 độ và gây ảnh hưởng rất lớn đối với Trái đất.
2, Mưa Axit
Ngoài ra, ôxít sunphua (SOx), ôxít nitơ (NOx) là nguyên nhân tạo ra hiện tượng mưa axít
gây ra những tác hại to lớn đối với động thực vật trên Trái đất mưa axít làm thiêu trụi các
cánh rừng, tiêu diệt các sinh vật trong ao hồ và gây tác hại to lớn cho sản xuất nông
nghiệp
Biến động hàm lượng điôxít cacbon trong thời gian 400.000 năm gần đây cho thấy

sự gia tăng của nó kể từ khi bắt đầu cách mạng công nghiệp.
3, ô Nhiễm do Khai thác, vận Chuyển,…
• Nhiên liệu hóa thạch cũng chứa các chất phóng xạ chủ yếu như urani và
thori, chúng được phóng thích vào khí quyển. Năm 2000, có khoảng 12.000
tấn thori và 5.000 tấn urani đã bị thải ra từ việc đốt than.
• Bốt than cũng tạo ra một lượng lớn xỉ và tro bay
• Một vấn đề môi trường gắn với việc sử dụng dầu là tác động của việc khoan
dầu. Sự cố tràn dầu liên quan đến giàn khoan giết chết các sinh vật biển và
chim.
Việc khai thác, xử lý và phân phối nhiên liệu hóa thạch cũng gây ra các mối quan
tâm về môi trường.
• Khai thác than đá bằng phương pháp lộ thiên tạo nên lượng đất đá thải lớn,
ô nhiễm bụi, ô nhiễm nước, mất rừng. Khai thác than bằng phương pháp
3
Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo
hầm lò hiện nay làm mất 50% trữ lượng, gây lún đất, ô nhiễm nước, tiêu hao
gỗ chống lò và gây các tai nạn hầm lò.
• Khai thác dầu trên thềm lục địa gây lún đất, ô nhiễm dầu đối với đất, không
khí, nước. Khai thác trên biển gây ô nhiễm biển (50% lượng dầu ô nhiễm
trên biển gây ra là do khai thác trên biển).
• Việc vận chuyển than cần sử dụng các đầu máy xe lửa chạy bằng động cơ
diesel, trong khi đó dầu thô thì được vận chuyển bằng các tàu dầu (có nhiều
khoang chứa), các hoạt động này đòi hỏi phải đốt nhiên liệu hóa thạch truyền
thống.
III, Sự Cạn Kiệt Của Năng Lượng Không Tái Tạo
Các ví dụ so sánh tương đối:
• 1 lít xăng tương đương 23,5 tấn vật chất hữu cơ cổ lắng đọng trên đáy biển.
• Tổng nhiên liệu hóa thạch sử dụng trong năm 1997 tương đương khối lượng thực
vật hóa thạch phát triển trong 422 năm trên bề mặt Trái Đất và các đại dương cổ.
Cho đến nay, con người đã sử dụng một lượng rất lớn nhiên liệu hoá thạch như

than đá và dầu để đẩy mạnh quá trình phát triển kinh tế và hiện đang phải phụ thuộc vào
nguồn nhiên liệu hoá thạch, chiếm khoảng 80% nguồn cung cấp năng lượng sơ cấp.
*) Các Mức Cấp Và Lưu Lượng
Mức cấp nguồn năng lượng chủ yếu là lượng dự trữ trong lòng đất. Lưu lượng là sản
lượng khai thác. Phần quan trọng nhất của nguồn năng lượng chủ yếu là nguồn năng
lượng hóa thạch gốc cacbon. Dầu mỏ, than và khí chiếm 79,6% sản lượng năng lượng
chủ yếu trong năm 2002 (hay 34,9 + 23,5 + 21,2 tấn dầu quy đổi).
Mức cấp (dự trữ đã xác định)
• Dầu mỏ: 1.184 đến 1.342 tỉ
[13]
thùng (ước tính giai đoạn 2007-2009)
• Khí: 6.254-6.436 nghìn tỉ ft³ (177 - 182 nghìn tỉ m³)
[13]
hay 1.138-1.171 tỉ thùng
dầu quy đổi (BBOE) giai đoạn 2007-2009 (hệ số 0,182)
• Than: 997,748 tỉ tấn Mỹ hay 904,957 tỉ tấn
[14]
hay 997.748 * 0,907186 * 4,879 =
4.416 BBOE (2005)
Lưu lượng (sản lượng tiêu thụ hàng năm) năm 2007
• Dầu mỏ: 85,896 triệu thùng/ngày
[15]
• Khí: 104,425 nghìn tỉ ft³ (2,957 nghìn tỉ m³)
[16]
* 0,182 = 19 BBOE
• Than: 6,743 tỉ tấn Mỹ
[17]
* 0,907186 * 4,879 = 29,85 BBOE
Số năm khai thác còn lại với lượng dự trữ tối đa được xác định (Oil & Gas Journal,
World Oil)

• Dầu mỏ: 1.342 tỉ thùng dự trữ / (85,896 triệu thùng nhu cầu một ngày * 365 ngày)
= 43 năm
4
Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo
• Khí: 1.171 BBOE / 19 BBOE = 60 năm
• Than: 4.416 BBOE / 29,85 BBOE = 148 năm
Cách tính trên áp dụng cho sản lượng khai thác ở mức độ không đổi cho các năm sau và
tất cả lượng dự trữ đã được xác định có thể được thu hồi hết. Nhưng trong thực tế, lượng
tiêu thụ từ ba nguồn cung cấp này đã và đang tăng lên hàng năm thậm chí là tăng rất
nhanh và thực tế là đường cong sản lượng khai thác theo hình chuông (giống đường phân
phối chuẩn). Vào một vài thời điểm, sản lượng khai thác các tài nguyên này trong một
khu vực, quốc gia hoặc trên thế giới sẽ đạt đến giá trị cực đại và sau đó sẽ giảm cho đến
khi xuống đến điểm mà tại đó việc khai thác sẽ không còn đem lại lợi nhuận hoặc không
thể khai thác được nữa. Quy luật này được Hubbert nêu ra trong học thuyết đỉnh điểm
Hubbert về vấn đề dầu khí. Lưu ý rằng các ước tính lượng dự trữ đã xác định không bao
gồm lượng dự trữ chiến lược. Dự trữ chiến lược trên toàn cầu là hơn 4,1 tỷ thùng nữa.
Các điểm nêu ở trên nhấn mạnh đến sự cân bằng năng lượng toàn cầu. Cũng thông qua đó
có thể hiểu được tỉ lệ dự trữ phục vụ cho tiêu thụ hàng năm (R/C) theo khu vực và quốc
gia. Ví dụ, chính sách năng lượng của Vương quốc Anh nêu rằng tỷ lệ R/C của châu Âu
là 3,0, là một con số rất thấp so với chuẩn của thế giới. Điều này cho thấy rằng đây là khu
vực có thể bị tổn thương về năng lượng. Các nguồn nhiên liệu thay thế đặc biệt là chủ đề
tranh luận bức xúc trên toàn cầu.
Lượng dầu mỏ giảm dần 'trong vòng 20 năm nữa'
Sản lượng khai thác dầu mỏ trên thế giới có thể bắt đầu cạn kiệt trong 20 năm tới,
khiến loài người sử dụng cả những dạng nhiên liệu hóa thạch gây ô nhiễm hơn dầu,
một nghiên cứu của Anh cho dự đoán.
Những ống dẫn dầu thô ở Ảrập Xêút. Ảnh: alibaba.com.
5
Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo
Trong nhiều thập kỷ qua giới chuyên gia luôn tranh cãi về việc sản lượng dầu mà

thế giới khai thác đã đạt mức cực đại hay chưa. Nhiều công ty dầu mỏ nói rằng vẫn
còn nhiều mỏ dầu chưa được khám phá nên sản lượng dầu chưa đạt đỉnh. Dự đoán
của họ nhận được sự ủng hộ của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA). Cơ quan này
cho rằng sản lượng dầu chỉ đạt mức cao nhất sau năm 2030.
Để kiểm tra mức độ chính xác trong dự đoán của IEA, chính phủ Anh quyết định
tài trợ cho một nghiên cứu về trữ lượng dầu của Hội đồng Nghiên cứu Năng lượng
Anh. Các nhà khoa học trong cơ quan này đã xem lại 500 nghiên cứu về dầu trên
khắp thế giới để đánh giá những khó khăn trong việc tiếp cận các mỏ dầu mới và
nhu cầu dầu của loài người trong tương lai. Kết quả cho thấy dầu sẽ bắt đầu cạn
kiệt trước năm 2030. Thậm chí sản lượng có thể tụt dốc sớm hơn (trước năm 2020)
nếu nhu cầu tăng và việc tiếp cận các mỏ dầu không dễ dàng như dự đoán.
“Theo quan điểm của chúng tôi, những dự báo về khả năng dầu bắt đầu cạn kiệt sau
năm 2030 thể hiện sự lạc quan quá mức của một số người. Trong bối cảnh thế giới
đang quá phụ thuộc vào dầu như hiện nay, thời điểm cạn kiệt sẽ đến sớm hơn. Ngay
cả khi sản lượng dầu bắt đầu giảm sau năm 2030 thì các nước vẫn không đủ thời
gian để phát triển những dạng năng lượng thay thế dầu”, Steve Sorrell, trưởng
nhóm nghiên cứu, phát biểu.
Tiến sĩ Robert Gross – giám đốc bộ phận Công nghệ và Đánh giá chính sách của Hội
đồng Nghiên cứu Năng lượng Anh, cho rằng ngay sau khi sản lượng dầu bắt đầu
giảm, giá của nó sẽ tăng vọt. Tình trạng đó gây nên tác động lớn đối với các ngành
công nghiệp và nền kinh tế trên khắp toàn cầu.
“Thời đại của dầu mỏ giá rẻ và dễ khai thác sắp qua. Tất nhiên thời điểm chấm dứt
sẽ đến từ từ, chứ không ập đến đột ngột. Loài người cần hiểu rằng chúng ta sắp
bước sang một kỷ nguyên mà trong đó dầu ngày càng trở nên đắt và khó khai thác
hơn”, Gross tuyên bố.
Gross dự đoán tình trạng sụt giảm sản lượng dầu sẽ thúc đẩy các chính phủ đầu tư
vào những loại phương tiện cơ giới sử dụng năng lượng hiệu quả (như ô tô điện) và
các dạng năng lượng tái sinh (như gió, ánh sáng mặt trời). Người dân cũng sẽ tìm
mọi cách để tiết kiệm năng lượng tại nhà và nơi làm việc.
Tuy nhiên, vị tiến sĩ cảnh báo rằng một nguy cơ khác có thể xảy ra.

“Thay vì phát triển những dạng năng lượng sạch, biết đâu một số nước lại tìm
kiếm những nhiên liệu hóa thạch gây ô nhiễm hơn, chẳng hạn như đá phiến dầu.
Thực trạng đó sẽ làm tăng lượng khí thải carbon, tăng chi phí tài chính và đẩy
nhanh tốc độ biến đổi khí hậu”, ông nói. (Đá phiến dầu là một loại đá trầm tích
hạt mịn giàu chất hữu cơ và chứa một lượng lớn kerogen. Kerogen đòi hỏi cần
phải xử lý nhiều hơn để có thể sử dụng được so với dầu thô, các quá trình xử lý
tốn nhiều chi phí so với sử dụng dầu thô cả về mặt tài chính và tác động môi
trường)
6
Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo
Các công ty dầu mỏ trên thế giới sản xuất khoảng 85 triệu thùng dầu thô mỗi ngày.
Giới chuyên gia ước tính rằng sản lượng dầu sẽ tăng vượt mức 100 triệu thùng/ngày
trước khi giảm xuống.
(nguồn: /> B, Năng lượng tái tạo
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. 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 môi trường
và đưa vào trong các sử dụng kỹ thuật. Các quy trình này thường được thúc đẩy đặc biệt
là từ Mặt Trời.
Khái niệm
Trong cách nói thông thường, năng lượng tái tạo được hiểu là những nguồn năng lượng
hay những phương pháp khai thác năng lượng mà nếu đo bằng các chuẩn mực của con
người thì là vô hạn. Vô hạn có hai nghĩa: Hoặc là năng lượng tồn tại nhiều đến mức mà
không thể trở thành cạn kiệt vì sự sử dụng của con người (thí dụ như năng lượng Mặt
Trời) hoặc là năng lượng tự tái tạo trong thời gian ngắn và liên tục (thí dụ như năng
lượng sinh khối) trong các quy trình còn diễn tiến trong một thời gian dài trên Trái Đất.
Theo ý nghĩa về vật lý, năng lượng không được tái tạo mà trước tiên là do Mặt Trời mang
lại và được biến đổi thành các dạng năng lượng hay các vật mang năng lượng khác nhau.
Tùy theo trường hợp mà năng lượng này được sử dụng ngay tức khắc hay được tạm thời
dự trữ.

Việc sử dụng khái niệm "tái tạo" theo cách nói thông thường là dùng để chỉ đến các chu
kỳ tái tạo mà đối với con người là ngắn đi rất nhiều (thí dụ như khí sinh học so với năng
lượng hóa thạch). Trong cảm giác về thời gian của con người thì Mặt Trời sẽ còn là một
nguồn cung cấp năng lượng trong một thời gian gần như là vô tận. Mặt Trời cũng là
nguồn cung cấp năng lượng liên tục cho nhiều quy trình diễn tiến trong bầu sinh quyển
7
Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo
Trái Đất. Những quy trình này có thể cung cấp năng lượng cho con người và cũng mang
lại những cái gọi là nguyên liệu tái tăng trưởng. Luồng gió thổi, dòng nước chảy và nhiệt
lượng của Mặt Trời đã được con người sử dụng trong quá khứ. Quan trọng nhất trong
thời đại công nghiệp là sức nước nhìn theo phương diện sử dụng kỹ thuật và theo phương
diện phí tổn sinh thái.
Ngược lại với việc sử dụng các quy trình này là việc khai thác các nguồn năng lượng như
than đá hay dầu mỏ, những nguồn năng lượng mà ngày nay được tiêu dùng nhanh hơn là
được tạo ra rất nhiều. Theo ý nghĩa của định nghĩa tồn tại "vô tận" thì phản ứng tổng hợp
hạt nhân (phản ứng nhiệt hạch), khi có thể thực hiện trên bình diện kỹ thuật, và phản ứng
phân rã hạt nhân (phản ứng phân hạch) với các lò phản ứng tái sinh (breeder reactor),
khi năng lượng hao tốn lúc khai thác uranium hay thorium có thể được giữ ở mức thấp,
đều là những nguồn năng lượng tái tạo mặc dù là thường thì chúng không được tính vào
loại năng lượng này.
1, Năng Lượng Mặt Trời
Năng lượng Mặt Trời thu được trên Trái Đất là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất
phát từ Mặt Trời đến Trái Đất. Chúng ta sẽ tiếp tục nhận được dòng năng lượng này cho
đến khi phản ứng hạt nhân trên Mặt Trời hết nhiên liệu, vào khoảng 5 tỷ năm nữa.
Năng lượng mặt trời là năng lượng tập hợp từ tia nắng mặt trời. phổ biến nhất của nó là
tập hợp với các tế bào quang điện hoặc các tế bào năng lượng mặt trời. Sau khi được thu
thập nó có thể được lưu trữ trong pin để sử dụng sau. Năng lượng mặt trời trình bày nhiều
vấn đề mới như: vào một ngày nhiều mây hoặc vào ban đêm không có đủ ánh sáng để tạo
ra điện, hiện tại kiến thức về năng lượng mặt trời còn giới hạn nên ảnh hưởng đến số
lượng năng lượng có thể được thu thập được và điều này làm tăng cao thêm chi phí của

công nghệ sản xuất điện.
2, Năng lượng gió
Gió là tài nguyên bao la, sạch, ước tính tiềm ẩn đến 10 triệu tỷ KW. Nếu sử dụng 10%
năng lượng gió cũng đủ dùng cho toàn thế giới. Đó là nguồn năng lượng bền vững trong
tương lai cho Việt Nam và cho toàn nhân loại.
Gió được tạo ra khi sự nóng lên không đều của mặt trời lên trái đất. Dạng năng lượng này
muốn thu một cách dễ dàng nhất là khai thác bằng việc xây dựng một tua-bin cối xay gió.
Hầu hết năng lượng gió có thể được tìm thấy ở độ cao lớn, nơi tốc độ gió liên tục ít nhất
160 km / h hay 100 dặm / giờ là phổ biến. Trong khi điều này là tốc độ tốt nhất cho tua
bin gió thì chỉ cần 20 km / h hoặc mph 12,5 cho việc sử dụng các tua-bin thu được chi
phí hiệu quả.
3, Năng Lượng Thủy Điện
Thủy điện là năng lượng có nguồn gốc từ nước di chuyển và có thể được chuyển thành
năng lượng điện hay năng lượng cơ học
8
Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo
Vì nước nặng hơn không khí khoảng 800 lần, thậm chí là một dòng chảy chậm của nước,
hoặc nước biển động nhẹ, có thể mang một lượng lớn năng lượng. Có nhiều hình thức
năng lượng Thủy Điện:
• Thủy điện năng lượng là một thuật ngữ thường được dành cho quy mô lớn đập
thủy điện. Ví dụ như các đập Grand Coulee ở Washington Nhà nước và các đập
Akosombo ở Ghana.
• Micro thủy điện hệ thống là thủy điện cài đặt mà thông thường sản xuất lên đến
100 kW điện. Chúng thường được sử dụng trong nhiều vùng nước như là một khu
vực cung cấp điện từ xa (rap). Có rất nhiều các cài đặt trên thế giới, bao gồm cả
một số cung cấp khoảng 50 kW trong quần đảo Solomon .
• thuỷ Damless hệ thống lấy năng lượng động lực từ các con sông và đại dương mà
không cần sử dụng một con đập.
• Đại dương năng lượng mô tả tất cả các công nghệ để khai thác năng lượng từ các
đại dương và biển . Điều này bao gồm thủy điện hiện tại , nhiệt đại dương chuyển

đổi năng lượng , và năng lượng thủy triều .
4, Địa Nhiệt
Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lòng Trái Đất. Năng
lượng này có nguồn gốc từ sự hình thành ban đầu của hành tinh, từ hoạt động phân hủy
phóng xạ của các khoáng vật, và từ năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt Trái Đất.
Chúng đã được sử dụng để nung và tắm kể từ thời La Mã cổ đại, nhưng ngày nay nó
được dùng để phát điện. Có khoảng 10 GW công suất điện địa nhiệt được lắp đặt trên thế
giới đến năm 2007, cung cấp 0.3% nhu cầu điện toàn cầu. Thêm vào đó, 28 GW công
suất nhiệt địa nhiệt trực tiếp được lắp đặt phục vụ cho sưởi, spa, các quá trình công
nghiệp, lọc nước biển và nông nghiệp ở một số khu vực.
Khai thác năng lượng địa nhiệt có hiệu quả về kinh tế, có khả năng thực hiện và thân
thiện với môi trường, nhưng trước đây bị giới hạn về mặt địa lý đối với các khu vực gần
các ranh giới kiến tạo mảng. Các tiến bộ khoa học kỹ thuật gần đây đã từng bước mở
rộng phạm vi và quy mô của các tài nguyên tiềm năng này, đặc biệt là các ứng dụng trực
tiếp như dùng để sưởi trong các hộ gia đình. Các giếng địa nhiệt có khuynh hướng giải
phóng khí thải nhà kính bị giữ dưới sâu trong lòng đất, nhưng sự phát thải này thấp hơn
nhiều so với phát thải từ đốt nhiên liệu hóa thạch thông thường. Công nghệ này có khả
năng giúp giảm thiểu sự nóng lên toàn cầu nếu nó được triển khai rộng rãi.
Prince Piero Ginori Conti đã thí nghiệm máy phát điện địa nhiệt vào ngày 4 tháng 7 năm
1904 ở một cách đồng khô ở Larderello, Ý. Một tổ hợp các nhà máy điện địa nhiệt lớn
nhất trên thế giới đặt ở các Greyser, một cách đồng địa nhiệt ở California, Hoa Kỳ. Năm
2004, năm quốc gia (El Salvador, Kenya, Philippines, Iceland, và Costa Rica) sản xuất
hơn 15% lượng điện của họ từ các nguồn địa nhiệt.
5, Năng Lượng Thủy Triều
9
Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo
Năng lượng thủy triều hay điện thủy triều là lượng điện thu được từ năng lượng chứa
trong khối nước chuyển động do thủy triều. Hiện nay một số nơi trên thế giới đã triển
khai hệ thống máy phát điện sử dụng năng lượng thuỷ triều.
Nguyên lý vận hành

Để thu được năng lượng từ sóng, người ta sử dụng phương pháp dao động cột nước. Sóng
chảy vào bờ biển, đẩy mực nước lên trong một phòng rộng được xây dựng bên trong dải
đất ven bờ biển, một phần bị chìm dưới mặt nước biển. Khi nước dâng, không khí bên
trong phòng bị đẩy ra theo một lỗ trống vào một tua bin. Khi sóng rút đi, mực nước hạ
xuống bên trong phòng hút không khí đi qua tua bin theo hướng ngược lại. Tua bin xoay
tròn làm quay một máy phát để sản xuất điện.
Điểm mấu chốt của hệ thống là việc sử dụng một thiết bị gọi là tua bin, có các cánh quay
theo cùng một hướng, bất chấp hướng chuyển động của luồng khí. Máy Limpet hiện
được xem là nền tảng tốt nhất để thúc đẩy sự phát triển trong công nghệ khai thác năng
lượng từ sóng.
Hệ thống Limpet
Hệ thống Limpet là một ví dụ điển hình về khai thác dạng năng lượng này. Hệ thống hoạt
động theo nguyên lý như sau:
1. Lúc thuỷ triều thấp: chu trình nạp.
2. Thuỷ triều lên cao: chu trình nén.
3. Thuỷ triều xuống thấp: chu trình xả, kết thúc và nạp cho chu kỳ tiếp theo.
Sự thay đổi chiều cao cột nước làm quay tua bin tạo ra điện năng, mỗi máy Limpet có thể
đạt từ 250 KW đến 500 KW. Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã cố công biến
năng lượng sóng thành năng lượng có ích. Nhưng các con sóng quá phân tán, nên rất khó
khai thác một cách kinh tế.Hiện nay đã có công ty lắp đặt hệ thống thương mại trên thế
giới sản xuất điện trực tiếp từ sóng biển.
Chẳng hạn máy Limpet - có thể phát ra 500 kW, đủ cung cấp cho 400 gia đình.
6, Năng Lượng Hydro
Hydro là một loại khí có nhiệt cháy cao nhất trong tất cả các loại nhiên liệu trong thiên
nhiên, đã được sử dụng làm nhiên liệu phóng các tàu vũ trụ. Đặc điểm quan trọng của
hydro là trong phân tử không chứa bất cứ nguyên tố hóa học nào khác, như cacbon (C),
lưu huỳnh (S), nitơ (N) nên sản phẩm cháy của chúng chỉ là nước (H
2
O), được gọi là
nhiên liệu sạch lý tưởng.

10
Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo
Hydro là nguồn nhiên liệu an toàn, không thể gây bất cứ sự cố môi trường nào cho con
người, không như nguồn năng lượng hạt nhân từng gây nhiều vụ rò rỉ phóng xạ như đã
xảy ra trong nhiều năm gần đây.
Hydro - nguồn năng lượng vô tận
Hydro được sản xuất từ nước và năng lượng mặt trời, vì vậy hydro thu được còn gọi
hydro nhờ năng lượng mặt trời (solar hydrogen). Nước và ánh nắng mặt trời có vô tận và
khắp nơi trên hành tinh. Năng lượng mặt trời được thiên nhiên ban cho hào phóng và
vĩnh hằng, khoảng 3x1024 J/ngày, tức khoảng 104 lần năng lượng toàn thế giới tiêu thụ
hằng năm. Vì vậy, hydro nhờ năng lượng mặt trời là nguồn nhiên liệu vô tận, sử dụng từ
thế kỷ này qua thế kỷ khác bảo đảm an toàn năng lượng cho loài người mà không sợ cạn
kiệt, không thể có khủng hoảng năng lượng và bảo đảm độc lập về năng lượng cho mỗi
quốc gia, không một quốc gia nào độc quyền sở hữu hoặc tranh giành nguồn năng lượng
hydro như từng xảy ra với năng lượng hóa thạch.
7, Năng Lượng Sinh Học
Nhiên liệu sinh học là một nguồn năng lượng tái tạo mà có nguồn gốc từ sinh vật sống
gần đây hay sinh khối. Sinh khối là một nguồn lực quan trọng và một số sản phẩm nông
nghiệp được đặc biệt phát triển được sử dụng làm nhiên liệu sinh học. Ngô và đậu nành
thường được sử dụng như một nguồn sinh khối. . Sinh khối có thể và đang được sử dụng
để sản xuất điện. Hiện nay 15% năng lượng của thế giới được tạo ra từ sinh khối.
Sinh khối các loại
Chất rắn
Có nhiều hình thức sinh khối rắn có khả năng sản xuất năng lượng, chẳng hạn như:
o Gỗ
o Rơm rạ và cây sấy khô khác
o Loại cây trồng như ngô, lúa, đậu tương bông lạc, và mía
o Động vật chất thải như phân gia cầm
Chất lỏng
Ngoài ra còn có một số hình thức chất lỏng sinh khối có thể được sử dụng làm nhiên liệu:

A, Rượu sinh học
o Ethanol được sản xuất từ mía đường đang được sử dụng làm nhiên liệu ô
tô ở Brazil. Ethanol được sản xuất từ ngô này đang được sử dụng như một
chất phụ gia xăng dầu tại Hoa Kỳ.
o Methanol, hiện đang được sản xuất từ khí tự nhiên, cũng có thể được sản
xuất từ sinh khối
o Butanol được hình thành bởi ABE lên men (Acetone, Butanol Ethanol) và
sửa đổi thử nghiệm của quá trình ABE cho thấy lợi ích của năng lượng
butanol ròng có khả năng cao trong sản phẩm lỏng. Butanol có thể được
11
Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo
ghi "thẳng" trong động cơ xăng hiện tại (không có sửa đổi để các động cơ
hoặc xe), tạo ra nhiều năng lượng hơn và ít ăn mòn và ít tan trong nước
hơn so với ethanol, và có thể được phân phối thông qua cơ sở hạ tầng hiện
có.
B, Sản xuất dầu sinh học hoặc các loại dầu sinh học có thể được sử dụng trong các động
cơ diesel:
o Dầu thực vật
o Xử lý chất thải dầu thực vật
o Diesel sinh học thu được tDầu và khí có thể được sản xuất từ các chất thải khác
nhau:
C, Nhiệt depolymerization có thể trích xuất mêtan và dầu tương tự như dầu khí từ chất
thải.
o Khí mê-tan và các loại dầu được chiết xuất từ các giếng bãi rác.
o Từ mỡ động vật và dầu thực vật đang trực tiếp sử dụng trong các động cơ diesel
dầu mỏ.
Chất Khí
o Bio-methane được tạo ra bởi sự phân hủy tự nhiên của các bãi chôn lấp rác và cài
đặt tương tự.
o Gỗ khí có thể được trích xuất từ gỗ và được sử dụng trong động cơ xăng.

o Hydro có thể được sản xuất trong điện phân nước hoặc, ít sinh thái, bởi nứt bất kỳ
nhiên liệu hydrocarbon trong một nhà cải cách.
o Khí hóa, tạo ra khí carbon monoxide.
Cách sử dụng
Nơi phổ biến nhất mà sinh khối được sử dụng là trong nấu ăn và sưởi ấm nhà.
Đốt gỗ hoặc than củi để sưởi ấm một bếp lò hoặc nung nóng một căn nhà là một thực tế
rất phổ biến đối với những người mà đang cố gắng để tạo ra một ngôi nhà năng lượng
hiệu quả.
12
Chương 2: Năng Lượng Không Tái Tạo và năng Lượng Tái Tạo

13