Nghiên cứu tiềm năng nguồn hiện trạng công nghiệp và đề xuất các giải pháp phát triển năng lượng tái tạo ở việt nam
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.4 MB, 128 trang )
..
..
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------------------------------
CAO ĐỨC LƯỢNG
ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TIỀM NĂNG NGUỒN,HIỆN TRẠNG
CÔNG NGHIỆP VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Ở VIỆT NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH: KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. PHẠM HOÀNG LƯƠNG
HÀ NỘI - 2010
LUẬN VĂN CAO HỌC
MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Chương 1: Giới thiệu chung
1
1.1.Cơ sở của đề tài
1
1.2.Mục tiêu của đề tài
1
1.3.Phạm vi của đề tài
2
1.4.Trình tự của đề tài
2
Chương 2: Giới thiệu chung về các loại hình năng lượng tái tạo và tình hình ứng
dụng của chúng trên thế giới
3
2.1. Tình hình năng lượng trên thế giới
3
2.1.1.Nhu cầu nguồn năng lượng trên thế giới
3
2.1.2.Tình hình ứng dụng năng lượng tái tạo trên thế giới
5
2.2.Giới thiệu về các loại hình năng lượng tái tạo phổ biến
12
2.2.1.Năng lượng sinh khối
12
2.2.2.Năng lượng mặt trời
20
2.2.3.Năng lượng địa nhiệt
28
2.2.4.Năng lượng gió
35
2.3.Tình hình phát triển của một số loại hình năng lượng tái tạo
40
2.3.1.Năng lượng tái tạo sử dụng để cấp điện
40
2.3.2.Năng lượng tái tạo sử dụng để cấp nhiệt
44
Cao Đức Lượng – Cao học nhiệt C810
LUẬN VĂN CAO HỌC
2.3.3.Nhiên liệu sinh khối
2.4. Đầu tư vào năng lượng tái tạo
45
47
Chương 3: Tình hình ứng dụng và những rào cản với sự phát triển năng lượng tái
tạo ở Việt Nam
48
3.1.Tình hình phát triển của ngành năng lượng Việt Nam
48
3.1.1.Hiện trạng năng lượng ở Việt Nam
48
3.1.2.Mục tiêu phát triển năng lượng ở Việt Nam
51
3.2.Tình hình phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam
53
3.2.1.Tiềm năng năng lượng tái tạo ở Việt Nam
54
3.2.2.Hiện trạng ngành năng lượng tái tạo của Việt Nam
61
3.2.3.Mục tiêu phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam
70
3.2.4.Những rào cản cho phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam
74
3.2.5. Giải pháp thúc đẩy phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam
78
Chương 4: Kết luận và đề xuất
87
4.1.Kết luận
87
4.2.Đề xuất
87
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Tình hình năng lượng thế giới đến năm 2030
89
Phụ lục 2: Sản xuất điện năng trên thế giới đến năm 2030
92
Phụ lục 3: Công suất lắp đặt của các nhà máy điện đến năm 2030
93
Phụ lục 4: Lượng phát thải CO2 trên thế giới đến năm 2030
94
Cao Đức Lượng – Cao học nhiệt C810
LUẬN VĂN CAO HỌC
Phụ lục 5: Giá cả một số ứng dụng năng lượng tái tạo cơ bản
95
Phụ lục 6: Số giờ năng trung bình một ngày ở các thành phố lớn
98
Phụ lục 7: Năng lượng bức xạ trung bình trên một đơn vị diện tích tính
trong một ngày tại một số thành phố
99
Phụ lục 8: Một số vùng có tiềm năng phát triển năng lượng địa nhiệt ở
Việt Nam
100
Phụ lục 9: Tiềm năng phát triển năng lượng địa nhiệt ở một số vùng trên cả
nước
101
Phụ lục 10: Tốc độ gió trung bình tại một số vùng có tiềm năng phát triển năng
lượng gió ở Việt Nam
104
Phụ lục 11: Tiềm năng thủy điện nhỏ ở Việt Nam
105
Phụ lục 12: Tiềm năng năng lượng đại dương ở Việt Nam
107
Phụ lục 13:Tổng tiềm năng thực tế của các công nghệ năng lượng tái tạo ở các
nước ASEAN6 tới năm 2020
108
Phụ lục 14: Các dự án phong điện chuẩn bị đưa vào hoạt động ở Việt Nam 110
Phụ lục 15: Tình hình năng lượng và các chính sách năng lượng tái tạo của Thái
Lan
112
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Cao Đức Lượng – Cao học nhiệt C810
123
LUẬN VĂN CAO HỌC
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.Cơ sở của đề tài
Năng lượng đang là một trong những vấn đề nóng bỏng của thế giới ngày nay. Khi mà
những nguồn cung cấp năng lượng truyền thống như: than, dầu mỏ, khí đốt đang được
khai thác gần như đã tới giới hạn thì việc tìm kiếm những nguồn năng lượng khác thay
thế đang là một yêu cầu bắt buộc với mọi quốc gia.
Khơng nằm ngồi xu thế này, bên cạnh việc tiếp tục khai thác những nguồn nhiên liệu
truyền thống Việt Nam cũng đang đi những bước đầu tiên để áp dụng các công nghệ
năng lượng tái tạo vào trong cuôc sống. Phát triển các nguồn năng lượng tái tạo có thể
mang lại rất nhiều lợi ích cho Việt Nam, bên cạnh việc đảm bảo an ninh năng lượng,
tránh sự phụ thuộc vào các nguồn nguyên liệu nhập khẩu, tận dụng được những nguồn
tài ngun cịn bỏ ngỏ trong nước thì năng lượng tái tạo cũng là một giải pháp hữu hiệu
cho những vấn đề môi trường mà các nhà máy điện truyền thống đang gặp phải.
Hiện nay Việt Nam cũng đã đưa ra một vài những chính sách nhằm thúc đẩy năng
lượng tái tạo phát triển như: chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam
đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2050; chiến lược phát triển ngành điện Việt Nam giai
đoạn 2004 – 2010, định hướng đến 2020; đề án phát triên nhiên liệu sinh học đến năm
2015, tầm nhìn đến năm 2025; Dự thảo Nghị đinh về khuyến khích, hỗ trợ phát triển
năng lượng tái tạo … nhưng những chính sách nêu ra trong các bản chiến lược này còn
nhiều hạn chế và chưa được cập nhật. Chính vì vậy việc thực hiện một đề tài nghiên
cứu về tiềm năng, hiện trạng công nghệ và các đề xuất chính sách phát triển năng
lượng tái tạo ở Việt Nam tác giả hi vọng có thể giúp khắc phục phần nào những hạn
chế mà Việt Nam đang gặp phải trong lĩnh vực năng lượng tái tạo.
1.2.Mục tiêu của đề tài
Những mục tiêu chính của đề tài gồm:
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
1
LUẬN VĂN CAO HỌC
Nghiên cứu hiện trạng nguồn tái tạo và một số loại hình năng lượng tái tạo phổ
biến trên thế giới.
Nghiên cứu cập nhật tiềm năng nguồn và hiện trạng ứng dụng một số loại hình
năng lượng tái tạo của Việt Nam.
Nhận dạng các rào cản đối với việc phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam và
đề xuất các giải pháp.
1.3.Phạm vi của đề tài
Đề tài tập trung vào việc nghiên cứu với 4 loại hình năng lượng tái tạo phổ biến là:
Năng lượng sinh khối, năng lượng mặt trời, năng lượng gió và năng lượng địa nhiệt.
1.4.Trình tự của đề tài
Cấu trúc của đề tài bao gồm 4 chương:
Chương 1: Giới thiệu chung.
Chương 2: Giới thiệu về một số loại hình năng lượng tái tạo trên thế giới, hiện
trạng và tiềm năng phát triển của chúng.
Chương 3: Năng lượng tái tạo ở Việt Nam: hiện trạng, rào cản về đề xuất các
giải pháp.
Chương 4: Kết luận và đề xuất.
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
2
LUẬN VĂN CAO HỌC
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC LOẠI HÌNH NĂNG
LƯỢNG TÁI TẠO VÀ TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG TRÊN
THẾ GIỚI
2.1. Tình hình năng lượng trên thế giới
2.1.1 Nhu cầu nguồn năng lượng trên thế giới
Theo World Energy Outlook 2008 tốc độ tăng trưởng năng lượng thế giới trong giai
đoạn từ năm 2006 – 2030 trung bình khoảng 1,6%, thấp hơn tốc độ tăng trưởng trong
giai đoạn 1980 – 2006 là 1,9%, với từng loại hình nhiên liệu khác nhau có tốc độ tăng
trưởng khác nhau.
Bảng 2.1: Nhu cầu năng lượng thế giới giai đoạn 2006 – 2030 (Mtoe) [1]
Loại nhiên liệu
1980
2000
2006
2015
2030
Than đá
1.788
2.295
3.053
4.023
4.908
Dầu mỏ
3.107
3.649
4.029
4.525
5.109
Khí thiên nhiên
1.235
2.088
2.407
2.903
3.670
Năng lượng nguyên tử
186
675
728
817
901
Thủy điện
148
225
261
321
414
Năng lượng sinh khối và rác thải
748
1.045
1.186
1.375
1.662
55
66
158
350
10.034
11.730
14.121
17.014
Các loại hình năng lượng tái tạo 12
khác (mặt trời, gió, địa nhiệt …)
Tổng
7.223
Theo đó trong giai đoạn 2006 - 2030 nhu cầu sử dụng của than tăng trung bình 2% một
năm, tỉ phần của chúng trong tổng nhu cầu năng lượng thế giới cũng tăng từ 26% trong
năm 2006 lên 29% vào năm 2030. Phần lớn sự gia tăng này xuất phát từ ngành điện.
Theo dự đoán trong giai đoạn này Trung Quốc và Ấn Độ là những nước có tốc độ tăng
nhanh nhất đóng góp 85% vào sự gia tăng nhu cầu than trên thế giới.
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
3
LUẬN VĂN CAO HỌC
Dầu mỏ vẫn là nhiên liệu chiếm ưu thế trong các nguồn năng lượng sơ cấp, nhưng thị
phần của nó giảm xuống 30% vào năm 2030, trong khi năm 2006 chúng chiếm 34%
tổng nhu cầu nhiên liệu.
Nhu cầu nhiên liệu khí tăng trung bình 1,8%/năm trong giai đoạn này và theo dự báo
chúng sẽ chiếm 22% tổng nhu cầu năng lượng thế giới năm 2030.
Tỉ phần đóng góp của năng lượng nguyên tử nói chung có xu hướng giảm, từ việc
chiếm 6% nhu cầu năng lượng thế giới hiện nay, tới năm 2030 tỉ lệ này giảm xuống
còn 5%. Sản lượng điện sản xuất từ năng lượng nguyên tử có xu hưởng tăng ở tất cả
các vùng (trừ châu Âu) trong đó tăng mạnh nhất là ở Châu Á. Tuy nhiên trong điều
kiện chống biến đổi khí hậu những thay đổi về chính sách của các quốc gia có thể làm
tỉ phần năng lượng nguyên tử tăng cao hơn so với dự đoán.
Thủy điện từ lâu đã là một trong những nguồn năng lượng chính của thế giới và nó vẫn
giữ được vai trị của mình trong giai đoạn 2006 - 2030. Việc sản xuất năng lượng từ
nguồn thủy điện có tốc độ tăng trung bình 1,9%/năm, tuy nhiên so với các nguồn năng
lượng khác tỉ lệ của chúng giảm 2% trong giai đoạn này xuống còn 14% trong năm
2030.
Sử dụng năng lượng từ nguồn nhiên liệu sinh khối và chất thải có tốc độ tăng trưởng
trung bình 1,4%/năm. Trong đó việc phát triển nhiên liệu sinh khối như một nguồn
nhiên liệu sinh học, sản xuất điện tăng lên nhanh chóng, trong khi sử dụng sinh khối
theo phương thức truyền thống (trong bếp nấu ăn) hiệu quả thấp tại các nước kém và
đang phát triển lại giảm. Sử dụng nhiên liệu sinh khối và chất thải để phát điện có tốc
độ tăng tới 5,4%/năm.
Sản xuất năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo khác như: gió, mặt trời, địa nhiệt,
thủy triều và năng lượng sóng, có tốc độ tăng nhanh nhất lên tới 7,2%/năm trong giai
đoạn này. Và tỉ lệ đóng góp của các nguồn năng lượng tái tạo (trừ nhiên liệu sinh khối
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
4
LUẬN VĂN CAO HỌC
và rác thải) trong tổng nguồn năng lượng tăng từ 1% trong năm 2006 lên tới 4% năm
2030.
Qua những dự báo này có thể thấy năng lượng tái tạo đang ngày càng thể hiện được vai
trò quan trọng của chúng trong tổng thể nguồn năng lượng trên thế giới, và việc ứng
dụng các loại hình năng lượng tái tạo để thay thế năng lượng hóa thạch truyền thống là
một nhu cầu tất yếu và không thể tránh khỏi. Dự đoán nhu cầu năng lượng thế giới năm
2030 xem thêm phần phụ lục 1.
2.1.2. Tình hình ứng dụng năng lượng tái tạo trên thế giới
Việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo có xu hướng tăng nhanh trong giai đoạn
hiện nay do giá cả các loại nhiên liệu hóa thạch đang tăng cao và vần đề ơ nhiễm môi
trường đang ngày càng trở nên phức tạp. Tỉ phần đóng góp của các nguồn năng lượng
tái tạo trong tổng năng lượng thế giới có xu hướng tăng từ 7% năm 2006 lên 10% năm
2030 [1].
2.1.2.1. Sử dụng năng lượng tái tạo trong sản xuất điện
Sự phát triển khoa học cơng nghệ làm cho chi phí đầu tư, chi phí sản xuất năng lượng
tái tạo ngày càng giảm bên cạnh những chính sách hỗ trợ kịp thời của chính phủ làm
cho năng lượng tái tạo có những bước phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây.
Theo dự kiến tổng lượng điện năng sản xuất từ năng lượng tái tạo tăng từ 3 470 TWh
trong năm 2006 tới 4 970 TWh năm 2015 và 7705 TWh năm 2030. Trước năm 2015,
điện năng sản xuất từ năng lượng tái tạo (bao gồm cả thủy điện) dự kiến sẽ vượt qua
khí trở thành nguồn cung cấp điện năng lớn thứ hai sau than, tăng từ 18% trong năm
2006 lên 20% vào năm 2015 và 23% vào năm 2030. Trong đó sự gia tăng đáng kể nhất
tới từ những nước OECD (các nước thuộc Tổ chức Hợp tác và Phát triển kinh tế, hiện
bao gồm 30 nước), nơi điện tái tạo chiếm tới 26% tổng nhu cầu điện năng.
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
5
LUẬN VĂN CAO HỌC
Hình 2.1 : Dự báo tỉ phần điện tái tạo trên thế giới trong giai đoạn 2006 – 2030 tại các
khu vực khác nhau trên thế giới [1]
Trong các nguồn điện tái tạo thì thủy điện chiếm tỉ trọng lớn nhất nhưng các dạng năng
lượng tái tạo khác ngồi thủy điện đang có tốc độ tăng trưởng rất nhanh, nhanh hơn
nhiều so với thủy điện.
Trong giai đoạn từ nay tới năm 2015 việc sản xuất điện từ năng lượng tái tạo vẫn chủ
yếu là từ nguồn năng lượng thủy điện và năng lượng gió ven biển. Trong giai đoạn sau,
cùng với năng lượng từ thủy điện và năng lượng gió ven biển thì việc sản xuất điện
năng từ nhiên liệu sinh khối và năng lượng gió lục địa cũng có những bước phát triển
mạnh mẽ. Trong khi đó năng lượng mặt trời cũng là một nguồn năng lượng tiềm năng
được sử dụng để sản xuất điện ở nhiều quốc gia. Dự đoán sản xuất điện năng năm 2030
tham khảo thêm phụ lục 2,3.
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
6
LUẬN VĂN CAO HỌC
Hình 2.2 : Dự báo lượng điện năng sản xuất ra từ các nguồn năng lượng tái tạo khác
nhau trong giai đoạn 2006 – 2030 (TWh) [1]
Có được sự tăng trưởng này một phần do giá cả các loại nhiên liệu truyền thống đang
ngày một tăng cao bên cạnh đó là những tiến bộ khoa học kĩ thuật làm cho chi phí sản
xuất của năng lượng tái tạo cũng ngày một giảm.
Hình 2.3 : Dự đốn chi phí sản xuất của các loại hình năng lượng tái tạo trong giai
đoạn 2006 – 2030 (USD/MWh)[1]
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
7
LUẬN VĂN CAO HỌC
Có thể thấy chi phí sản xuất điện năng với mỗi loại hình năng lượng tái tạo nằm trong
khoảng rộng do chúng còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công nghệ, điều kiện nguồn
nhiên liệu, vị trí địa lí… Như năng lượng gió, chi phí sản xuất tại New Zealand có thể
chỉ là 30 – 40 USD/MWh tại những vùng ven biển có tốc độ gió lên tới hơn 10m/s khi
đó năng lượng gió hồn tồn có thể cạnh tranh với thủy điện và nhiệt điện sử dụng khí
thiên nhiên mà khơng cần các chính sách trợ giá. Còn tại Đức và Đan Mạch với tốc độ
gió chỉ khoảng 7m/s với cùng một loại tuabin gió, sản lượng điện sản xuất ra chỉ bằng
một nửa tại New Zealand nên cần phải có những chính sách hỗ trợ về giá để năng
lượng gió có thể cạnh tranh được với những loại hình năng lượng khác.
Chi phí đầu tư cũng là một yếu tố nữa ảnh hưởng lớn tới sự phát triển của điên tái tạo.
Hình 2.4 : Dự đốn chi phí đầu tư cho các loại hình năng lượng tái tạo trong giai đoạn
2006 – 2030 (USD/kW)[1]
Qua biểu đồ ta có thể thấy chi phí đầu tư cho sản xuất điện năng của tất cả các loại hình
năng lượng tái tạo đều giảm, đặc biệt là năng lượng mặt trời, điều này mở ra một cơ hội
phát triển rất lớn cho năng lượng tái tạo trong tương lai. Tham khảo thêm bảng giá các
loại hình năng lượng tái tạo trong phần phụ lục 5.
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
8
LUẬN VĂN CAO HỌC
2.1.2.2. Sử dụng năng lượng tái tạo trong cung cấp nhiệt
Năm 2006 các nguồn năng lượng tái tạo cung cấp khoảng 300Mtoe nhiệt, bao gồm cả
nhiệt tạo ra từ quá trình cháy các loại nhiên liệu sinh khối truyền thống và nhiệt tạo ra
trong quá trình sử dụng nhiên liệu sinh khối để sản xuất điện. Nhiệt sinh khối, nhiệt
mặt trời và địa nhiệt là những nguồn cung cấp chủ yếu, chúng chiếm khoảng 6% tổng
nhu cầu nhiệt của thế giới. Theo dự đoán năng lượng tái tạo sử dụng để cung cấp nhiệt
sẽ đạt 516 Mtoe năm 2030, chiếm 7% tổng nhu cầu nhiệt của toàn thế giới, sự gia tăng
này chủ yếu đến từ các hệ thống cấp nhiệt sử dụng nhiên liệu sinh khối và các hệ thống
nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời đang ngày càng được sử dụng phổ biến hơn
trong các cơ sở công nghiệp và dân dụng.
Lượng nhiên liệu sinh khối sử dụng để cung cấp nhiệt trong các cơ sở công nghiệp năm
2006 tương đương 293 Mtoe, theo dự báo sẽ tăng lên 453Mtoe vào năm 2030. Sự gia
tăng mạnh nhất đến từ nhóm các nước OECD với việc gia tăng các cơ sở công nghiệp
sử dụng nhiên liệu sinh khối trong các công nghệ đồng phát cung cấp đồng thời cả điện
và nhiệt. Cịn trong nhóm nước ngồi OECD thì việc sử dụng nhiên liệu sinh khối cho
mục đích cấp nhiệt dự tính cũng tăng từ 164 Mtoe năm 2006 lên 241 Mtoe năm 2030.
Một nguồn năng lượng tái tạo nữa cũng có ứng dụng lớn trong việc cấp nhiệt là hệ
thống cấp nhiệt sử dụng năng lượng mặt trời. Trong nhóm các nước OECD nhiệt mặt
trời chiếm tới 20% tổng nhu cầu cấp nhiệt cho các cơ sở dân cư. Trong nhóm các nước
này hơn 90% các hệ thống cấp nhiệt sử dụng năng lượng mặt trời được lắp đặt tại các
khu dân cư, và được trông đợi sẽ phổ biến hơn nữa trong tương lai. Hiện chúng cung
cấp khoảng 7,6 Mtoe năng lượng nhiệt chủ yếu là cho các bể bơi nước nóng và gia
nhiệt cho các không gian dùng nhiệt. Trên phạm vi thế giới, Trung Quốc chiếm khoảng
60% công suất lắp đặt của hệ thống gia nhiệt sử dụng năng lượng mặt trời và hấp thụ
lượng nhiệt tương đương 3Mtoe vào năm 2006. Dự kiến việc sử dụng các bộ thu năng
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
9
LUẬN VĂN CAO HỌC
lượng mặt trời để gia nhiệt cho nước và các khơng gian dùng nhiệt trên tồn thế giới sẽ
tăng lên 45Mtoe vào năm 2030, và mở rộng ra khắp các vùng trên toàn thế giới.
Nhiệt địa nhiệt được sử dụng trực tiếp trên toàn thế giới vào năm 2005 ước tính đạt 3
Mtoe. Mĩ, Thụy Điển, Trung Quốc, Thổ Nhĩ Kì và Iceland là những quốc gia đi đầu
trong việc ứng dụng năng lượng địa nhiệt vào cho các mục đích cấp nhiệt. Trong đó
Iceland nguồn địa nhiệt chiếm tới 45% tổng nhu cầu nhiệt của các tòa nhà. Dự báo tới
năm 2030 năng lượng địa nhiệt sử dụng cho mục đích cấp nhiệt sẽ tăng lên 18Mtoe
trên tồn thế giới.
Chi phí của các cơng nghệ sử dụng năng lượng tái tạo cho mục đích cấp nhiệt rất khác
nhau tùy thuộc vào vùng lãnh thổ, đặc điểm nguồn năng lượng tái tạo ở từng nơi và
quy mô áp dụng … Tại những nơi mà các nguồn năng lượng tái tạo dồi dào và các
nguồn năng lượng truyền thống quá đắt đỏ thì với sự trợ giúp bằng chính sách của các
chính phủ các hệ thống cấp nhiệt sử dụng năng lượng tái tạo hồn tồn có khả năng
cạnh tranh với các hệ thống cấp nhiệt khác sử dụng các nguồn nhiên liệu hóa thạch
truyền thống hay sử dụng điện năng.
2.1.2.3. Nhiên liệu sinh học
Tổng nhu cầu nhiên liệu sinh học (nhiên liệu dùng trong giao thông được tạo ra từ
nhiên liệu sinh khối) toàn thế giới đạt 24,4 Mtoe năm 2006, trong khi năm 2000 chỉ là
10,3 Mtoe và năm 1990 là 6 Mtoe. Nhiên liệu sinh khối thay thế khoảng 1,5% tổng nhu
cầu nhiên liệu giành cho giao thơng năm 2006, trong đó Bắc Mĩ là nơi tiêu thu nhiên
liệu sinh khối lớn nhất, tiếp theo là Mĩ La Tinh và Châu Âu; nước có tốc độ phát triển
năng lượng sinh học lớn nhất hiện nay là Mĩ. Tốc độ tăng trưởng của nhiên liệu sinh
khối đạt 23% năm trong giai đoạn 2000 – 2006, và năm 2004 Mĩ vượt Brazil trở thành
nước tiêu thụ nhiên liệu sinh học lớn nhất thế giới.
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
10
LUẬN VĂN CAO HỌC
Bảng 2.2: Tiêu thụ nhiên liệu sinh học tại các khu vực trên thế giới (Mtoe) [1]
Khu vực
2006
2015
2030
Tỉ lệ đóng góp giai đoạn
2006 – 2030 (%)
OECD
16,9
49,5
72,5
6,3%
Bắc Mĩ
11,3
32,9
46,8
6,1%
Châu Âu
5,5
15,8
24,7
6,5%
Thái Bình Dương
0,1
0,8
0,9
10,3%
Ngồi OECD
7,5
24,0
46,0
7,9%
Châu Âu/Nga
0.0
1,1
1,5
16,8%
Châu Á
0,8
7,6
17,9
14,0%
Trung Đơng
0,0
0,3
0,8
n/a
Châu Phi
0,0
0,7
1,1
n/a
Mĩ La Tinh
6,6
14,4
24,7
5,6%
Thế giới
24,4
73,5
118,5
6,8%
Hình 2.5: Dự báo sự tăng trưởng của các loại nhiên liệu sinh học giai đoạn 2006 –
2030 [1]
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
11
LUẬN VĂN CAO HỌC
Theo dự đoán, năm 2030 tổng sản lượng nhiên liệu sinh học của thế giới có thể đạt 118
Mtoe thay thế 5% tổng nhu cầu nhiên liệu.
Ethanol hiện chiếm tỉ phần lớn hơn dầu diesel sinh học trong tổng sản lượng nhiên liệu
sinh học sản xuất ra. Tuy nhiên theo dự đốn dầu diesel sinh học có tốc độ phát triển
nhanh hơn nên tỉ phần của ethanol trong tổng lượng nhiên liệu sinh học sẽ giảm từ 83%
năm 2006 xuống còn 79% năm 2030. Mĩ và Brazil là những nước tiêu thụ ethanol lớn
nhất, tuy nhiên khu vực có tốc độ phát triên lớn nhất lại là Châu Á và Châu Âu. Hiện
nhiên liệu sinh học chỉ mới sử dụng trong giao thông đường bộ nhưng Anh, Australia
và Nhật đang có dự định áp dụng trong giao thông đường không và đường thủy.
Thị trường ethanol thương mại hiện nay cũng đang có những bước phát triển nhanh
chóng, với Brazil là quốc gia xuất khẩu ethanol chính của thế giới, chiếm tới 45% tổng
lượng ethanol xuất khẩu của thế giới, và Mĩ là nước nhập khẩu ethanol lớn nhất, ngoài
ra Hà Lan, Đức và Anh là những quốc gia nhập khẩu ethanol lớn nhất của khu vực
Châu Âu.
Dầu diesel sinh học sản xuất từ dầu cọ, xuất khẩu từ Indonesia và Malaysia tới Châu
Âu chiếm một tỉ lệ lớn trong tổng sản lượng diesel thương mại, ngoài ra Mĩ và Brazil
cũng là những nước xuất khẩu dầu diesel sản xuất từ đậu nành khá lớn (chủ yếu là tới
Châu Âu).
2.2. Giới thiệu về các loại hình năng lượng tái tạo phổ biến
2.2.1. Năng lượng sinh khối
2.2.1.1. Nguồn gốc của năng lượng sinh khối
Năng lượng sinh khối là nguồn năng lượng hữu cơ được tạo ra từ cây cối, các sản phẩm
nông nghiệp và chất thải của các loại động thực vật sống khác. Thực chất năng lượng
sinh khối chính là năng lượng mặt trời chứa trong các sinh vật sống. Với thực vật, quá
trình quang hợp của chúng hấp thụ năng lượng mặt trời và CO2 tạo ra cacbohydrates
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
12
LUẬN VĂN CAO HỌC
(đường, tinh bột, cellulose). Cacbohydrates là những hợp chất hữu cơ tạo nên nhiên
liệu sinh khối. Khi thực vật chết q trình phân hủy giải phóng năng lượng chứa trong
các hợp chất cacbohydrates và giải phóng CO2 vào trong môi trường.
Việc sử dụng năng lượng sinh khối theo lí thuyết khơng làm gia tăng lượng CO2 thải ra
mơi trường bởi vì trong q trình phát triển của cây trồng chúng đã lấy CO2 từ môi
trường trong quá trình quang hợp. Nếu lượng nhiên liệu sinh khối mới tạo ra cân bằng
với lượng sinh khối sử dụng thì năng lượng sinh khối là nguồn năng lượng sạch góp
phần làm giảm ô nhiễm môi trường. Thêm nữa việc sử dụng nhiên liệu sinh khối để
sản xuất năng lượng còn giải quyết một cách có hiệu quả các chất thải nông nghiệp, tạo
hiệu quả về môi trường.
2.2.1.2. Đặc điểm của năng lượng sinh khối [2]
Các nguồn năng lượng sinh khối cơ bản:
Nguồn năng lượng sơ cấp từ các quá trình trồng rừng (rừng tự nhiên, rừng
trồng), từ các khu vực đất canh tác nông nghiệp, đất bỏ hoang, các cây trồng,
vườn nhà.
Nguồn sinh khối thứ cấp: từ công nghiệp chế biến gỗ (mùn cưa, mẩu gỗ vụn),
gỗ bỏ từ các cơng trình xây dựng.
Phế thải nơng nghiệp (bã mía, vỏ trấu, vỏ - sọ dừa, lõi ngơ…).
Chất thải động vật nuôi, cày – kéo (phân trâu, bị…).
Đặc tính của năng lượng sinh khối quyết định khả năng sử dụng của nó cho mục đích
năng lượng, đồng thời ảnh hưởng lớn tới việc lựa chọn công nghệ thích hợp.
Một số đặc tính cơ bản của nhiên liệu sinh khối:
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
13
LUẬN VĂN CAO HỌC
Độ ẩm của năng lượng sinh khối thay đổi trong khoảng rộng, phụ thuộc chủ yếu
vào điều kiện canh tác, trồng trọt, thói quen thu hoạch, chế biến nơng sản, điều
kiện khí hậu, chất đất canh tác…
Có thành phần chất bốc cao: theo cơ sở mẫu khơ (khơng có ẩm) chất bốc của gỗ
vụn là 80% (tỉ lệ khối lượng), của mùn cưa là 83%, của vỏ trấu là 63%, của lõi
ngô là 76%...
Thành phần cơ bản (C, H, O) của sinh khối theo cơ sở mẫu khô theo tỉ lệ khối
lượng, nằm trong khoảng sau: C là từ 45 đến 50%, H từ 4 đến 6% và O từ 40
đến 45%.
Đặc tính tro của sinh khối: tro chứa nhiều SiO2 (40 – 80% đối với phế thải nơng
nghiệp, tính trên cơ sở mẫu tro khô), Na2O và K2O (20 – 40% đối với phế thải
gỗ, tính trên cơ sở mẫu tro khơ) điều này ảnh hưởng xấu tới quá trình sử dụng
sinh khối để sản xuất năng lượng (nhiệt độ cháy của tro thấp tạo clinker trên bề
mặt ghi đốt, bám bẩn bề mặt gia nhiệt phần đuôi).
Giá trị nhiệt trị cao trong khoảng 17 – 20 MJ/kg (cơ sở mẫu khô).
Khối lượng riêng thấp (150 – 600 kg/m3) và nhiên liệu sinh khối thường có
dạng, cỡ rất khác nhau.
2.2.1.3. Các công nghệ sử dụng năng lượng sinh khối
Ứng dụng nguyên liệu sinh khối để sản xuất nhiên liệu
Không giống như các nguồn năng lượng tái tạo khác, sinh khối có khả năng chuyển
trực tiếp thành nhiên liệu lỏng có thể sử dụng thay cho nhiên liệu hóa thạch trong các
phương tiện giao thơng. Có 2 loại nhiên liệu sinh khối chính là ethanol và biodiesel.
Ethanol là nhiên liệu dạng lỏng, không màu, trong suốt, dễ cháy. Ethanol được sản xuất
từ sinh khối có thành phần cellulose cao (như bắp) qua quá trình lên men. Ethanol được
sử dụng như một nguồn nhiên liệu phụ giúp giảm thiểu khí CO2 và các chất khí phát
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
14
LUẬN VĂN CAO HỌC
thải khác trong q trình lưu thơng của các phương tiện giao thơng. Sử dụng ethanol,
thậm chí với mức hịa trộn thấp (ví dụ E10 : 10% etanol, 90% xăng) cũng có thể giảm ơ
nhiễm mơi trường (E10 sinh ra ít CO, SO2 , CO2 hơn xăng). Tuy nhiên E10 sinh ra
nhiều chất hữu cơ bay hơi và NOx hơn. Ở mức hòa trộn cao hơn (E85, 15% xăng), hay
thậm chí E100 (100% ethanol) nhiên liệu cháy gần như giảm thiểu tất cả các chất ô
nhiễm kể trên. Tuy nhiên Ethanol bay hơi kém hơn xăng nên nó khó khởi động khi trời
lạnh, và vấn đề hiệu suất năng lượng thấp có thể khắc phục nhờ những thiết kế động cơ
thích hợp và sự hịa trộn hợp lí.
Biodiesel được tạo ra nhờ sự kết hợp giữa cồn (thường là methanol) với dầu thực vật,
chất béo động vật, hay mỡ nấu tái chế. Nó có thể sử dụng như một nguồn nhiên liệu bổ
sung giúp giảm thiểu khí phát thải trong giao thơng (thường là 20%) hoặc có thể sử
dụng chúng như một nguồn nhiên liệu tinh khiết thay thế cho xăng dầu.
Ngồi ra cịn có một loại nhiên liệu sinh khối nữa là Methanol. Methanol khơng có
hiệu suất cao như xăng nên chỉ được dùng chủ yếu như tác chất chống đông hoặc được
sử dụng trong quá trình sản xuất một số hóa chất khác. Có rất nhiều cách để chuyển đổi
từ nhiên liệu sinh khối thành methanol, nhưng phương pháp được sử dụng nhiều nhất
là khí hóa. Khí hóa là q trính bay hơi của các nhiên liệu sinh khối ở nhiệt độ cao, sau
đó là loại bỏ các tạp chất từ khói nóng và đưa chúng qua một chất xúc tác để chuyển
chúng thành methanol.
Ứng dụng nhiên liệu sinh khối để sản xuất điện
Các loại ứng dụng năng lượng sinh khối để sản xuất điện chủ yếu bao gồm: cháy trực
tiếp, cháy kết hợp, khí hóa, yếm khí, nhiệt phân.
Phần lớn các nhà máy điện sử dụng năng lượng sinh khối sử dụng hệ thống cháy trực
tiếp. Người ta đốt cháy trực tiếp nhiên liệu sinh khối để cấp nhiệt cho nước. Hơi nước
sinh ra sẽ được đưa vào trong tuabin, làm quay hệ thống tuabin – máy phát tạo ra điện.
Trong một số cơ sở cơng ngiệp, hơi nước tạo ra trong q trình sản xuất điện năng còn
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
15
LUẬN VĂN CAO HỌC
có thể được sử dụng trong các q trình cơng nghệ khác hoặc để gia nhiệt cho các tòa
nhà (các nhà máy nhiệt - điện kết hợp).
Trong công nghệ cháy kết hợp, nhiên liệu sinh khối được sử dụng để đốt kèm với một
loại nhiên liệu hóa thạch khác như một nguồn nhiên liệu bổ sung giúp giảm thiểu lượng
phát thải độc hại, đặc biệt là SO2 .
Hệ thống khí hóa sử dụng nhiệt độ cao và một môi trường nghèo oxi để chuyển nhiên
liệu sinh khối thành hỗn hợp khí cháy (hỗn hợp của H2,CO, và CH4). Loại khí này cung
cấp nhiên liệu cho tuabin khí để sản xuất điện năng.
Nhiên liệu sinh khối bị phân hủy để tạo ra khí (CH4) cũng có thể sử dụng như một
nguồn nhiên liệu. Tại các khu chôn lấp rác người ta thường khoan những hố để rút CH4
được tạo ra từ quá trình phân hủy các chất hữu cơ ra để làm nhiên liệu. Sau đó nhờ hệ
thống đường ống, CH4 này được đưa về tập trung tại một chỗ, đi qua các hệ thống phin
lọc làm sạch trước khi được đưa đi làm nhiên liệu sản xuất điện.
Ngoài biện pháp đốt cháy trực tiếp CH4 trong các buồng đốt để cung cấp hơi nước chạy
máy phát điện hoặc sử dụng cho các mục đích cơng nghiệp khác, CH4 cũng có thể
được sử dụng trong các tế bào nhiên liệu. Các tế bào nhiên liệu làm việc giống như pin
thông thường, chúng sản xuất điện năng bất cứ khi nào chúng có nhiên liệu.
Bên cạnh nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng cũng có thể được tạo ra từ các nhiên liệu sinh
khối thơng qua q trình nhiệt phân. Quá trình nhiệt phân xảy ra khi nhiên liệu sinh
khối được gia nhiệt trong mơi trường khơng có oxi. Nhiên liệu sinh khối sau đó được
chuyển thành một dạng chất lỏng gọi là dầu nhiệt phân, có thể đốt cháy như xăng dầu
thông thường để tạo ra điện năng. Hiện nay các hệ thống dầu nhiệt phân cũng đang dần
được đưa vào thương mại hóa.
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
16
LUẬN VĂN CAO HỌC
Bảng 2.3 :Các công nghệ sử dụng nhiên liệu sinh khối cơ bản [2]
Q trình biến đổi
Cơng nghệ
Nguồn nhiên liệu
Sản phẩm
Nhiệt hóa
Cháy trực tiếp Gỗ, chất thải nơng nghiệp, Nhiệt, hơi, điện
chất thải rắn
Khí hóa
Gỗ, chất thải nơng nghiệp, Nhiên liệu khí
chất thải rắn
Nhiệt phân
Gỗ, chất thải nơng nghiệp, Cốc, nhiên liệu
chất thải rắn
Sản
Sinh hóa
lỏng
xuất Gỗ, chất thải nơng nghiệp, Methanol
methanol
chất thải rắn
Kị khí
Chất thải động vật, nơng Nhiên liệu khí
nghiệp, rác thải, nước thải
…
Sản
xuất Đường, tinh bột, gỗ phế Nhiên liệu khí
Ethanol
Biến đổi hóa học
Dầu
liệu, bột giấy, rơm, cỏ…
Diesel Dầu hạt cải, đậu nành, thực Dầu Diesel
sinh học
vật, chất béo động vật…
2.2.1.4. Ưu và nhược điểm của công nghệ năng lượng sinh khối
Ưu điểm của công nghệ năng lượng sinh khối:
Năng lượng sinh khối có nguồn nhiên liệu vô cùng phong phú: chất thải nông
nghiệp, chăn nuôi, trồng rừng, rác thải …
Với việc phát triển cân bằng năng lượng sinh khối ít gây hiệu ứng nhà kính, hơn
nữa nó cịn là một biện pháp hữu hiệu để giải quyết các vấn đề rác thải nông
nghiệp, chăn nuôi bảo vệ môi trường.
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
17
LUẬN VĂN CAO HỌC
Phát triển năng lượng sinh khối vừa giải quyết được các vấn đề năng lượng cho
quốc gia vừa có thể đảm bảo vấn đề an ninh lương thực thông qua các dự án
nông nghiệp, phát triển nguồn ngun liệu.
Khơng địi hỏi cơng nghệ q cao cả trong sử dụng nhiên liệu sinh khối với mục
đích cấp nhiệt, điện hay sản xuất nhiên liệu sinh học.
Nhược điểm của công nghệ năng lượng sinh khối:
Sử dụng nhiên liệu sinh khối theo công nghệ cũ (cháy trực tiếp) vẫn tạo ra khá
nhiều các chất khí gây ơ nhiễm mơi trường.
Mặc dù có nguồn nhiên liệu phong phú và giá thành rẻ nhưng so với nhiên liệu
than thơng thường chúng vẫn cịn khá đắt đỏ.
Nguồn nhiên liệu khơng ổn định và cần một diện tích rất lớn để cung cấp đủ
nhiên liệu cho một hệ thống sử dụng nhiên liệu sinh khối.
2.2.1.5. Ảnh hưởng của năng lượng sinh khối tới môi trường
Không như các loại nhiên liệu hóa thạch phát thải những khí, chất thải gây ô nhiễm
môi trường. Sử dụng năng lượng sinh khối là một cách hiệu quả để giải quyết vấn đề
này.
Giảm thiểu các chất khí gây hiệu ứng nhà kính: Cacbon dioxide
Carbon dioxide (CO2), methane (CH4), nitrous oxide (N2O) và những chất khí khác
được gọi là các chất khí gây hiệu ứng nhà kính bởi vì chúng có tác dụng ngăn cản sự
thốt nhiệt trong bầu khí quyển của trái đất. Q trình tập trung của CO2 và các chất
khí gây hiệu ứng nhà kính khác trong bầu khí quyển đang ngày càng tăng. Ảnh hưởng
của hiệu ứng nhà kính gây nên cho mơi trường tự nhiên có thể làm tăng nhiệt độ của
trái đất và làm thay đổi môi trường tự nhiên của trái đất.
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
18
LUẬN VĂN CAO HỌC
Cây cối và thực vật hấp thụ CO2 trong bầu khí quyển thơng qua q trình quang hợp và
tạo ra năng lượng sinh khối. Khi các nhiên liệu sinh khối cháy, carbon được đưa trở lại
môi trường ở dạng CO2. Nhờ chu trình này sinh khối khơng làm tăng lượng CO2 có
trong bầu khí quyển trái đất nếu có được phát triển cân bằng.
Giảm chất khí gây hiệu ứng nhà kính: Methane
So với CO2, khả năng gây hiệu ứng nhà kính của CH4 cao gấp 21 lần. Sự phân hủy của
các chất hữu cơ tự nhiên, đặc biệt là trong môi trường ẩm là một nguồn đáng kể để tạo
ra CH4, 60 – 80% lượng phát thải CH4 tạo ra qua các hoạt động của con người. CH4
trong tự nhiên. Do những hoạt động của con người mà lượng CH4 tập trung trong bầu
khí quyển ngày nay đã tăng 6 lần so với năm 1984.
Việc sử dụng CH4 tạo ra từ nguyên liệu sinh khối để tạo ra năng lượng sẽ góp phần làm
giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi trường từ nguồn CH4 tạo ra do q trình phân hủy tự
nhiên. Thêm vào đó việc tạo ra năng lượng từ nguồn CH4 này để thay thế cho nguyên
liệu hóa thạch sẽ làm giảm lượng phát thải CO2 từ các nhà máy điện thông thường.
Bảo vệ nguồn nước
Chất thải vật nuôi tạo ra tại trại chăn nuôi đặt ra một nguy cơ lớn về ô nhiễm nguồn đất
bề mặt và nước ngầm. Vi sinh vật như brucella, salmonella và coliform trong phân có
thể truyền bệnh cho người và động vật. Sử dụng phân vật nuôi để sản xuất năng lượng
góp phần giảm ơ nhiễm mơi trường, giảm nguy cơ lây lan các loại dịch bệnh từ phân
gia súc và nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm.
Giảm tải cho các bãi rác
Sử dụng chất thải để sản xuất nhiên liệu sẽ làm giảm lượng chất thải cho các bãi rác,
đang ngày càng trở nên quá tải, do thể tích cịn lại của chất thải sau q trình cháy chỉ
chiếm nhỏ hơn 1% so với thể tích của chúng trước q trình đốt cháy. Ngồi ra, lượng
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
19
LUẬN VĂN CAO HỌC
tro sau q trình cháy này cịn có thể được sử dụng để bổ sung khống chất góp phần
cải tạo đất.
Giảm thiểu ơ nhiễm khơng khí
Trong q trình cháy nhiên liệu sinh khối sinh ra những chất khí gây ơ nhiễm mơi
trường. Nhưng khi q trình cháy diễn ra trong các lị hơi chun dụng, có q trình
kiểm sốt khói thì lượng phát thải của chúng nhỏ hơn rất nhiều so với các quá trình
cháy tự nhiên. Ngồi ra việc sử dụng nhiên liệu sinh khối cịn góp phần làm giảm nguy
cơ cháy rừng.
2.2.2. Năng lượng mặt trời
2.2.2.1. Nguồn gốc của năng lượng mặt trời
Mặt trời là một khối khí hình cầu có nhiệt độ rất cao, đường kính khoảng 1,39x106 km,
cách trái đất khoảng 1,5x108 km, khối lượng khoảng 2x1030 kg. Năng lượng mặt trời là
nguồn năng lượng bức xạ từ mặt trời chiếu tới trái đất. Trong vòng một giây mặt trời
tạo ra nguồn năng lượng lớn hơn tổng tất cả năng lượng mà loại người sử dụng từ trước
tới nay, do đó tiềm năng của năng lượng mặt trời là rất lớn.
Bề mặt mặt trời có nhiệt độ rất cao khoảng 57620K, tuy nhiên nhiệt độ thực tế ở bên
trong mặt trời lên tới 8x106 - 40x106K . Thực tế có thể coi mặt trời như một lò phản
ứng, một loạt các phản ứng kết hợp diễn ra liên tục và tạo ra năng lượng dưới dạng bức
xạ mặt trời. Phản ứng kết hợp quan trọng nhất là quá trình hydro (4 protons) kết hợp
với nhau để tạo thành heli, khối lượng của hạt nhân heli mới tạo ra nhỏ hơn khối lượng
của 4 proton, phần khối lượng bị mất trong phản ứng biến đổi thành năng lượng. Bức
xạ mặt trời mất thời gian khoảng 8 phút để di chuyển quãng đường 93 triệu dặm tới trái
đất với tốc độ khoảng 186000 dặm/giây, bằng vận tốc ánh sáng.
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
20
LUẬN VĂN CAO HỌC
23,5 o
22/3
22/12
Mặt trời
22/7
22/9
Hình 2.6. Quá trình chuyển động của trái đất quanh mặt trời
Trái đất là một khối cầu có đường kính trung bình khoảng 12700km. Trái đất quay
quanh trục của nó (một vịng mất 24h) và đồng thời quay vòng quanh mặt trời (một
vòng mất 364 ¼ ngày). Trái đất quay quanh mặt trời theo một quỹ đạo hình trịn , mặt
trời nằm lệch một chút so với tâm của quỹ đạo tròn. Vào ngày 1/1 hàng năm, trái đất
gần mặt trời nhất, trong khi khoảng 1/7 hàng năm trái đất xa mặt trời nhất. Trục quay
của trái đất nghiêng 26,50 so với mặt phẳng quay của trái đất xung quanh mặt trời.
Khoảng cách từ tâm trái đất tới tâm mặt trời thay đổi trong khoảng 1,5x1011 m ±1,7%.
Chỉ một lượng rất nhỏ khoảng 1 phần 2 tỉ năng lượng bức xạ thoát khỏi mặt trời tới
được trái đất, nhưng phần năng lượng cũng là rất lớn. Chỉ với lượng năng lượng mặt
trời chiếu xuống nước Mĩ trong một ngày có khả năng cung cấp đủ năng lượng tiêu
dùng cho quốc gia này trong vòng một năm rưỡi. Khi trái đất ở vị trí cách mặt trời
khoảng 1,5x1011 m năng lượng mà trái đất nhận được trong một đơn vị thời gian, trên
một đơn vị diện tích bề mặt trái đất tính theo hướng vng góc với bức xạ mặt trời sẽ
là 1353 W/m2 và được gọi là hằng số mặt trời.
2.2.2.2. Đặc điểm của năng lượng mặt trời [2]
Năng lượng bức xạ mặt trời nhận được tại bề mặt trái đất thay đổi phụ thuộc vào:
Sự tán xạ trong khí quyển của các phân tử khơng khí, hơi nước và bụi.
CAO ĐỨC LƯỢNG – CAO HỌC NHIỆT C810
21
