CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG

1
GIÁO DỤC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG
TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ TRONG MÔN
CÔNG NGHỆ Ở TRƯỜNG THCS
2
1.1. Năng lượng
Nghị định số 102/2003/NĐ-CP "dạng vật chất có khả năng sinh công, bao gồm
nguồn năng lượng sơ cấp: than, dầu, khí đốt và nguồn năng lượng thứ cấp là
nhiệt năng, điện năng được sinh ra thông qua quá trình chuyển hoá năng
lượng sơ cấp“.
(Trong tài liệu này, với mục tiêu phổ cập giáo dục học sinh phổ thông về sử dụng
năng lượng TK&HQ phù hợp với thực tiễn lao động sản xuất và cuộc sống, chúng
ta sẽ sử dụng thường xuyên khái niệm năng lượng theo NĐ 102/2003/NĐ-CP)
PHẦN THỨ NHẤT
NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG
I. NĂNG LƯỢNG VÀ VAI TRÒ CỦA NĂNG LƯỢNG ĐỐI VỚI CON NGƯỜI
3
1.2. Các dạng năng lượng
1.2.1. Phân loại theo kỹ thuật
- Cơ năng;
- Nội năng;
- Điện năng;
- Quang năng;
- Hoá năng;
- Năng lượng hạt nhân (năng lượng nguyên tử).
4
1.2.2. Phân loại theo nguồn gốc năng lượng
- Năng lượng vật chất chuyển hoá toàn phần
gồm năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch (hay nhiên liệu thiên nhiên) như than bùn, than
nâu, than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và năng lượng từ nhiên liệu nguyên tử.
-

Năng lượng tái sinh (hay năng lượng tái tạo)
Là nguồn năng lượng có thể được hồi phục theo chu trình biến đổi của thiên nhiên, mà
theo quan niệm của con người là vô hạn. Các dạng năng lượng này gồm: năng lượng
mặt trời, năng lượng của gió, thế năng của nước, năng lượng sóng biển, năng lượng
thuỷ triều, năng lượng địa nhiệt.
-
Năng lượng không tái sinh là nguồn năng lượng không hồi phục khi khai
thác và sử dụng. Gồm: than nâu, than đá, than bùn, dầu lửa, khí tự nhiên,..
-
Năng lượng sinh khối (biomass): sinh ra do đốt trực tiếp hoặc chuyển đổi nhiệt hóa
học, chuyển đổi nhiệt sinh hóa các vật liệu có nguồn gốc hữu cơ (trừ than, dầu mỏ…).
Nguồn năng lượng sinh khối dạng rắn gồm có gỗ, củi, các phụ phẩm nông nghiệp như
trấu, rơm rạ, cây ngô, bã mía, các loại vỏ, thân cây thảo mộc; năng lượng sinh khối
dạng lỏng như nhiên liệu sinh học (biofuel), dạng khí như biogas.
- Năng lượng cơ bắp:
Sức cơ bắp của người, trâu, bò, ngựa, voi…
5
1.2.3. Phân loại theo dòng biến đổi năng lượng
Theo quá trình từ khai thác, biến đổi, truyền tải và SD năng lượng người
ta chia ra các dạng năng lượng như sau:
-
Năng lượng sơ cấp
Là các nguồn năng lượng có sẵn trong thiên nhiên như than, dầu thô, khí
tự nhiên, năng lượng nguyên tử, thuỷ năng, củi gỗ.
-
Năng lượng thứ cấp
là nguồn năng lượng đã được biến đổi từ những dạng năng lượng khác
như điện năng, hơi nước của các lò hơi, sản phẩm cracking dầu mỏ.
-
Năng lượng cuối cùng

Là năng lượng sau khâu truyền tải, vận chuyển được cấp tới nơi tiêu thụ,
người sử dụng.
-
Năng lượng hữu ích
là năng lượng cuối cùng được sử dụng sau khi bỏ qua các tổn thất của
thiết bị sử dụng năng lượng.
6
1.3. Sự bảo toàn và chuyển hoá năng lượng
Năng lượng có thể chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác, song trong
một hệ kín năng lượng của hệ có giá trị không đổi.
Trong tự nhiên cũng như trong kĩ thuật có rất nhiều hiện tượng ở đó diễn
ra các quá trình chuyển hoá năng lượng như:
+ Chuyển hoá cơ năng thành nhiệt năng
+ Sự chuyển hoá cơ năng thành điện năng
+ Sự chuyển hoá quang năng thành điện năng
+ Sự chuyển hoá điện năng thành các dạng năng lượng khác
(như: điện năng thành cơ năng; nhiệt năng thành hoá năng...)
Trong các quá trình trên, năng lượng được bảo toàn. Nếu hệ là kín thì năng lượng tổng cộng của hệ
là hằng số; năng lượng có thể chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc phân bố lại giữa các phần
của hệ.
7
1.4. Vai trò của năng lượng đối với con người
1.4.1. Tình hình sử dụng NL trong sản xuất và đời sống
NL có vai trò sống còn đối với cuộc sống con người, nó quyết định
sự tồn tại, phát triển và chất lượng cuộc sống của con người.
+ con người sử dụng NL cho các hoạt động sản xuất, đi lại, xây
dựng và đời sống hàng ngày.
+ khủng hoảng NL thường có tác động rất lớn tới kinh tế và xã hội
của các nước trên thế giới.
+vấn đề NL thành quốc sách, đặt thành vấn đề " an ninh năng

lượng" đối với sự phát triển của quốc gia.
8
Vai trò của năng lượng đối với con người
Theo số liệu của cơ quan năng lượng quốc tế (IEA), tiêu thụ năng lượng
trên thế giới cho các lĩnh vực sản xuất và tiện nghi nhà ở như sau:

Công nghiệp, giao thông vận tải cũng như lĩnh vực tiện nghi nhà ở chiếm
phần lớn tiêu thụ năng lượng (mỗi lĩnh vực khoảng 25%); thương mại và
dịch vụ công cộng khoảng 10%; nông lâm và ngư nghiệp khoảng 3%; sử
dụng khác khoảng 12% .

Trong lĩnh vực giao thông vận tải: tiêu thụ khoảng 60% năng lượng dầu đã
được chế biến.

Trong ngành sản xuất điện năng, sử dụng các nguồn năng lượng để sản
xuất điện năng như sau: nhiên liệu hoá thạch chiếm 64%, năng lượng hạt
nhân: 17%, thuỷ điện: 18%, năng lượng tái tạo: 1% điện năng toàn cầu.
9
Vai trò của năng lượng đối với con người
Việt Nam:

sản lượng điện thương phẩm cuối năm 2007 là 66,8 tỷ kWh, tăng
2,5 lần so với năm 2000 (26,6 tỷ kWh) [2], trong đó thủy điện khoảng
64 %, than nhiệt điện khoảng 34%, ... ); tiêu thụ trong lĩnh vực sản
xuất công nghiệp và xây dựng chiến 46,97%, lĩnh vực quản lý - tiêu
dùng- dân cư 47,14%.

Năng lượng dùng cho tiện nghi nhà ở có ba mục đích:
nấu thức ăn; đun nước nóng sinh hoạt và điều hoà không khí; chạy
các thiết bị cơ điện nội thất, chiếu sáng, thiết bị điện tử,…


Trong lĩnh vực tiện nghi nhà: năng lượng tái tạo hơn 40%, sử dụng
khí đốt và điện gần bằng nhau (khoảng hơn 20%), năng lượng than
và hơi nước nóng chiếm khoảng 7 %, sản phẩm dầu khoảng 10 %,...
10
Vai trò của năng lượng đối với con người
- Nhu cầu năng lượng ngày càng cao do nhu cầu tăng trưởng kinh tế,
phát triển các ngành sản xuất công nghiệp, GTVT và nâng cao chất
lượng cuộc sống.
- Nguồn năng lượng được sử dụng chủ yếu vẫn là các nguồn năng
lượng hoá thạch (than đá, dầu, khí tự nhiên...)
-
Điện năng là dạng năng lượng có nhiều ưu điểm vì nó dễ dàng được
chuyển hoá từ các dạng năng lượng khác khi sản xuất điện năng,
đồng thời khi sử dụng, nó cũng dễ dàng chuyển hoá thành các dạng
năng lượng khác.
-
Sản xuất và sử dụng điện năng có ý nghĩa rất quan trọng trong chiến
lược năng lượng của mỗi quốc gia.
11
1.4.2. Sự cạn kiệt các nguồn năng lượng hoá thạch

Năm 2007, dân số toàn cầu 6,625 tỷ người, tiêu thụ lượng
năng lượng sơ cấp là 11.099 Mtoe (Mtoe: triệu tấn dầu tương
đương), trong đó dầu 35,61%; khí tự nhiên: 23,76%; than:
28,63%; năng lượng hạt nhân: 5,60%; thủy điện: 6,39%.

Dự đoán năm 2050, dân số thế giới 10 tỷ người, nhu cầu về
lượng năng lượng sơ cấp sẽ tương đương hơn 25 tỷ 340 triệu
~ 29 tỷ tấn than nguyên chất.


Ước tính chung trên thế giới nguồn dầu mỏ thương mại còn
dùng được khoảng 60 năm, khí tự nhiên còn dùng được
khoảng 80 năm, than còn dùng được khoảng 150 - 200 năm.
12
Sự cạn kiệt các nguồn năng lượng hoá thạch
Việt Nam
Theo bộ công thương đánh giá (8/2007) nguồn năng lượng hóa
thạch của Việt Nam đang bị cạn kiệt dần:
- Than chỉ còn 3,80 tỉ tấn, dầu còn 2,3 tỷ tấn.
- Dự báo đến năm 2020, sẽ phải nhập ~ 12%-20% NL; đến năm
2050 NL cần phải nhập lên đến 50%-60%, chưa kể điện hạt
nhân.
13
1.4.3. Ảnh hưởng của việc khai thác và sử dụng năng lượng
đến MTST
Tác động đến môi trường sinh thái do:

Khai thác, vận chuyển than, dầu khí,..

sử dụng các nguồn năng lượng hoá thạch làm gia tăng hiệu
ứng nhà kính

Sản xuất điện năng/nhiệt điện,thủy điện,điện hạt nhân,..
14
II. Xu hướng sử dụng năng lượng TK &HQ ở Việt Nam
2.1. Khái niệm tiết kiệm, hiệu quả
“sử dụng NLTK&HQ là sử dụng NL một cách hợp lý, nhằm
giảm mức tiêu thụ NL, giảm chi phí NL cho hoạt động của các
phương tiện, thiết bị sử dụng NL mà vẫn đảm bảo nhu cầu NL

cần thiết cho các quá trình sản xuất, dịch vụ và sinh hoạt”
(nghị định SỐ 102/2003/NĐ-CP)

Giảm chi phí NL trên một đơn vị sản phẩm

Nâng cao hiệu suất sử dụng NL/công nghệ

Sử dụng thiết bị, phương tiện tiêu thụ ít NL

Tính đủ chi phí cho SX điện năng/phí MT
15
2.2 Sự cần thiết phải SD năng lượng TK HQ

Các nguồn tài nguyên năng lượng, đặc biệt là các nguồn
nhiên liệu hoá thạch đang cạn kiệt

Những vấn đề môi trường gây ra do các hoạt động của con
người, trong đó việc khai thác, sử dụng các nguồn năng
lượng, đặc biệt là năng lượng hoá thạch

Sử dụng năng lượng, tiết kiệm và hiệu quả đóng góp vào
việc thực hiện các nguyên tắc phát triển bền vững