PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG các năng lượng trong thiên nhiên

Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh
Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin


PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG
Nộp đồ án lần I
Use Case Diagram, Use Case Description và Activity Diagram
(version

GVHD: ThS. Nguyễn Đặng Kim
Khánh
SVTH: Nhóm 05
1 Nguyễn Ngọc Hân
2 Ma Ngân Giang
3 Trần Trung Tín

1|Page

TP. HCM – 16/04/2013


Mục lục

2|Page


Sơ Lược Về Năng Lượng
Năng lượng là khả năng làm việc
Năng lượng có nhiều hình thức khác nhau:
1.
2.

3.
4.
5.
6.
7.

Nhiệt (nhiệt).
Ánh sáng (bức xạ).
Chuyển động (động).
Điện.
Hóa học.
Năng lượng hạt nhân.
Hấp dẫn.

Các nguồn năng lượng có thể được phân loại thành:
1.

Năng lượng tái tạo.
a.
b.
c.
d.

Năng lượng mặt trời từ mặt trời, có thể được chuyển thành điện và nhiệt.
Gió.
Năng lượng địa nhiệt từ nhiệt trong lịng đất.
Sinh khối từ các nhà máy, trong đó bao gồm củi từ cây, sản xuất ethanol từ ngô và
dầu diesel sinh học từ dầu thực vật.
e. Thủy điện từ hydroturbines tại một đập.
2.

Năng lượng không tái tạo.

Hầu hết là năng lượng từ các nguồn năng lượng không thể tái tạo, trong đó bao
gồm các nhiên liệu hóa thạch - dầu mỏ, khí tự nhiên và than. Chúng được gọi là nhiên
liệu hóa thạch, vì chúng được hình thành qua hàng triệu và hàng triệu năm do tác động
của nhiệt từ lõi và áp lực từ đất đá trên phần cịn lại (hoặc "hóa thạch") của thực vật đã
chết và các sinh vật như tảo cát vi của Trái đất.
Hầu hết các xăng được sử dụng trong xe ô tô và xe máy và các nhiên liệu diesel
được sử dụng trong xe tải được làm từ dầu mỏ, một nguồn tài ngun khơng thể tái tạo.
Khí thiên nhiên, được sử dụng để sưởi ấm, quần áo khô và nấu thức ăn, là không thể tái
tạo. Các propan rằng nhiên liệu lị nướng ngồi trời được làm từ dầu và khí tự nhiên, cả
hai khơng thể tái tạo.
Ngồi ra cịn một năng lượng mới: Khí ga hydrat _ “đóng vai trò như một cầu nối
tới nguồn năng lượng trong tương lai cho tới tận khi các nguồn năng lượng sạch hơn như
hidrô và năng lượng mặt trời, được phát hiện nhiều hơn” theotác giả nghiên cứu tiến sĩ
Tim Collett, nhà nghiên cứu sinh học tại Denver, bang Colo.

3|Page


A. Năng lượng mặt trời
I.

Khái quát
Mặt Trời là nguồn năng lượng lớn nhất mà con người có thể tận dụng được: sạch,
mạnh mẽ, dồi dào, đáng tin cậy, gần như vơ tận, và có ở khắp nơi dù ít hay nhiều.
Năng lượng mặt trời, bức xạ ánh sáng và nhiệt từ Mặt trời, đã được khai thác bởi
con người từ thời cổ đại bằng cách sử dụng một loạt các công nghệ phát triển hơn bao giờ
hết. Bức xạ mặt trời, cùng với tài nguyên thứ cấp của năng lượng mặt trời như sức gió và

sức sóng, sức nước và sinh khối, làm thành hầu hết năng lượng tái tạo có sẵn trên Trái
Đất. Chỉ có một phần rất nhỏ của năng lượng mặt trời có sẵn được sử dụng.
Việc thu giữ năng lượng Mặt Trời (NLMT) gần như không có ảnh hưởng tiêu cực
gì đến mơi trường. Việc sử dụng NLMT khơng thải ra khí và nước độc hại, do đó khơng
góp phần vào vấn đề ơ nhiễm mơi trường và hiệu ứng nhà kính.
II.

Lịch sử hình thành và phát triển
Thế kỉ III TCN, Archimedes đã sử dụng những tấm gương để phản chiếu bức xạ
Mặt Trời và bảo vệ Syracuse từ cuộc xâm lược của người La Mã.
Năm 1839, Alexande-Edmund Becquerel, một nhà vật lí thực nghiệm trẻ ở Pháp
phát hiện ra hiệu ứng quang điện.
Năm 1873, W. Smith, làm việc tại Anh, phát hiện ra tính quang dẫn của Selenium,
đưa đến việc phát minh ra pin quang dẫn.
Năm 1946, Russell Ohl được xem là người tạo ra pin năng lượng Mặt trời đầu
tiên.
Máy nước nóng năng lượng mặt trời thương mại bắt đầu xuất hiện tại Hoa Kỳ
trong những năm 1890. Các hệ thống này được tăng cường sử dụng cho đến khi những
năm 1920 nhưng đã dần dần bị thay thế bằng nhiên liệu sưởi ấm rẻ hơn và đáng tin cậy
hơn.
III.

Nguồn năng lượng mặt trời
Mặt Trời là một khối cầu có đường kính khống 1,4 triệu km với thành phần gồm
các khí có nhiệt độ rất cao. Nhiệt độ bên trong Mặt Trời đạt đến gần 15 triệu độ, với áp
suất gấp 70 tỷ lần áp suất khí quyển của Trái Đất. Đây là điều kiện lý tưởng cho các phản
ứng phân hạch của các nguyên tử hydro. Bức xạ gamma từ các phản ứng phân hạch này,
trong qua trình được truyền từ tâm Mặt Trời ra ngoài, tương tác với các nguyên tố khác
bên trong Mặt Trời và chuyển thành bức xạ có mức năng lượng thấp hơn, chủ yếu là ánh
4|Page

sáng và phần nhiệt của phổ năng lượng. Bức xạ điện từ này, với phổ năng lượng trải dài
từ cực tím đến hồng ngoại, phát ra khơng gian ở mọi hướng khác nhau. Quá trình bức xạ
của Mặt Trời diễn ra từ 5 tỷ năm nay, và sẽ còn tiếp tục trong vài tỷ năm nữa.
Trái Đất nhận được 174 petawatts (PW) của bức xạ mặt trời đến (sự phơi nắng) ở
phía trên khơng khí. Khoảng 30% được phản xạ trở lại khơng gian trong khi phần cịn lại
được hấp thụ bởi các đám mây, đại dương và vùng đất. phổ của ánh sáng năng lượng mặt
trời ở bề mặt của Trái Đất là chủ yếu lây lan qua nhìn thấy được và cận hồng ngoại phạm
vi với một vai nhỏ trong các cận tử ngoại.
IV.

Ứng dụng của mặt trời

1. Nhiệt mặt trời
Dựa trên hiệu ứng nhà kính (nhiệt độ thấp) và công nghệ nhiệt Mặt Trời hội tụ
(nhiệt độ cao).
Cơng nghệ nhiệt mặt trời có thể được sử dụng cho đun nước nóng, sưởi ấm khơng
gian, làm mát khơng gian và q trình sinh nhiệt
a. Nước nóng:
Hệ thống nước nóng: năng lượng mặt trời sử dụng ánh sáng mặt trời để làm nóng
nước. Đến năm 2007, tổng cơng suất lắp đặt của các hệ thống nước nóng năng lượng mặt
trời là khoảng 154 GW.
b. Hệ thống làm mát, sưởi ấm và thơng gió:
Nhiệt khối là vật liệu bất kỳ có thể được sử dụng để lưu trữ nhiệt nóng từ Mặt trời
trong trường hợp của năng lượng mặt trời. Các vật liệu nhiệt khối phổ biến bao gồm đá,
xi măng và nước. Chúng đã được sử dụng trong lịch sử ở vùng khí hậu khơ hạn và khu
vực ơn đới ấm để giữ mát các tòa nhà bằng cách hấp thụ năng lượng mặt trời vào ban
ngày và bức xạ nhiệt đã lưu trữ để khơng khí mát vào ban đêm. Tuy nhiên, chúng cũng có
thể được sử dụng trong khu vực ơn đới lạnh để duy trì sự ấm áp. Rụng lá cây và thực vật

đã được phát huy như một phương tiện để kiểm soát năng lượng mặt trời sưởi ấm và làm
mát.
c. Xử lý nước:
Chưng cất năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để làm cho mặn hoặc nước lợ
uống được.
Khử trùng nước năng lượng mặt trời (SODIS) liên quan đến việc phơi sáng các
chai nhựa polyethylene terephthalate (PET) đổ đầy nước dưới ánh sáng mặt trời trong vài
giờ. Thời gian phơi sáng khác nhau tùy thuộc vào thời tiết và khí hậu.
5|Page


Năng lượng mặt trời có thể được sử dụng trong một ao nước ổn định để điều trị
nước thải mà khơng có hóa chất hoặc điện. Một lợi thế mơi trường thêm rằng tảo phát
triển trong ao như vậy và tiêu thụ carbon dioxide trong quang hợp, mặc dù tảo có thể sản
xuất hóa chất độc hại làm cho các nước không sử dụng được.
d. Nấu ăn:
Bếp năng lượng mặt trời sử dụng ánh sáng mặt trời để nấu nướng, làm khơ và khử
trùng. Chúng có thể được nhóm lại thành ba loại lớn: bếp hộp, bếp tấm và bếp phản xạ..
Các bếp này đạt đến nhiệt độ 315° C và cao hơn nhưng yêu cầu ánh sáng trực tiếp để hoạt
động đúng và phải được thay đổi vị trí để theo dõi Mặt trời
Bát năng lượng mặt trời là một công nghệ tập trung sử dụng các bếp năng lượng
mặt trời tại Auroville, Pondicherry, Ấn Độ.

2. Điện mặt trời
Điện mặt trời là việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện, hoặc trực tiếp bằng
cách sử dụng quang điện (PV), hoặc gián tiếp bằng cách sử dụng điện mặt trời tập trung
(CSP). Hệ thống CSP sử dụng ống kính, gương và các hệ thống theo dõi để tập trung một
khu vực rộng lớn của ánh sáng mặt trời vào một chùm nhỏ. PV chuyển đổi ánh sáng
thành dòng điện bằng cách sử dụng hiệu ứng quang điện.
Các nhà máy CSP thương mại được phát triển đầu tiên vào những năm 1980, và

lắp đặt CSP SEGS 354 MW là nhà máy điện mặt trời lớn nhất trên thế giới và nằm ở sa
mạc Mojave của California. Các nhà máy CSP lớn khác bao gồm Nhà máy điện mặt trời

6|Page


Solnova (150 MW) và Nhà máy điện mặt trời Andasol (100 MW), cả hai ở Tây Ban Nha.
Nhà máy quang điện Sarnia Canada là nhà máy quang điện lớn nhất thế giới.
a Điện mặt trời tập trung.
Các hệ thống điện mặt trời tập trung (CSP) sử dụng ống kính, gương và các hệ
thống theo dõi để tập trung một khu vực rộng lớn của ánh sáng mặt trời vào một chùm
nhỏ. Nhiệt tập trung sau đó được sử dụng như một nguồn năng lượng cho một nhà máy
điện thông thường. Một loạt các công nghệ tập trung tồn tại, phát triển nhất là máng
parabol tập trung phản xạ tuyến tính Fresnel, đĩa Stirling và các tháp điện mặt trời.
b Pin mặt trời.
Pin mặt trời, hay tế bào quang điện (PV), tế bào năng lượng mặt trời là một thiết bị
chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện bằng cách sử dụng hiệu ứng quang điện.
Các tấm pin Mặt Trời chuyển đổi trực tiếp ánh sáng thành điện năng, như thường
được thấy trong các máy tính cầm tay hay đồng hồ đeo tay. Chúng được làm từ các vật
liệu bán dẫn tương tự như trong các con bộ điện tử trong máy tính. Một khi ánh sáng Mặt
Trời được hấp thụ bởi các vật liệu này, năng lượng Mặt Trời sẽ đánh bật các hạt điện tích
(electron) năng lượng thấp trong nguyên tử của vật liệu bán dẫn, cho phép các hạt tích
điện này di chuyển trong vật liệu và tạo thành điện. Quá trình chuyển đổi photon thành
điện này này gọi là hiệu ứng quang điện.
Các pin Mặt Trời thông thường được lắp thành một modun khoảng 40 phiến pin, và
10 modun sẽ được lắp gộp lại thành chuỗi Quang điện có thể dài vài mét. Các chuỗi Pin
Mặt Trời dạng phẳng này được lắp ở một góc cố định hướng về phía Nam, hoặc được lắp
trên một hệ thống hiệu chỉnh hướng nắng để luôn bắt được nắng theo sự thay đổi quĩ đạo
của nắng Mặt Trời.
V.

Thành tựu
Năm 1974, các máy bay không người lái AstroFlight Sunrise thực hiện chuyến bay
năng lượng mặt trời đầu tiên.
Ngày 29 tháng tư 1979, Solar Riser thực hiện chuyến bay đầu tiên bằng năng
lượng mặt trời, hồn tồn được kiểm sốt, máy bay mang theo con người, đạt độ cao 40
foot (12 m).
Năm 1980, Gossamer Penguin thực hiện các chuyến bay thử nghiệm đầu tiên chỉ
sử dụng pin quang điện. Điều này đã được nhanh chóng theo sau bởi Solar Challenger
vượt qua eo biển Anh trong tháng 7 năm 1981.

7|Page


Năm 1990 Eric Scott Raymond trong 21 bước nhảy đã bay từ California đến Bắc
Carolina bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời
Máy bay chạy bằng năng lượng Mặt Trời lớn nhất thực hiện chuyến bay quốc tế
đầu tiên. Solar Impulse, máy bay chạy bằng năng lượng Mặt Trời lớn nhất thế giới của
Thụy Sỹ, đã thực hiện thành công chuyến bay quốc tế đầu tiên hồi tháng 5/2011 trên
quãng đường dài 630km từ Thụy Sỹ sang Brussels, Bỉ trong khoảng 13 giờ.
Ngày 23/5,2013, chiếc máy bay chạy bằng năng lượng Mặt Trời có người lái đầu
tiên Solar Impulse đã thiết lập kỷ lục mới về khoảng cách bay với việc hoàn thành chặng
đường dài 1.541km.
Xe máy chạy bằng năng lượng
mặt trời là sản phẩm của hãng
SunRed đoạt giải Nhất về Công
nghệ sáng tạo tại Triển lãm xe hơi
ở Barcelona (Tây Ban Nha)

VI.

Phương pháp lưu trữ năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời vào ban đêm, và lưu trữ năng lượng là một vấn đề quan trọng
bởi vì các hệ thống năng lượng hiện đại thường giả định sẵn có liên tục của năng lượng.
Hệ thống nhiệt khối có thể lưu trữ năng lượng mặt trời dưới dạng nhiệt ở nhiệt độ
trong nước hữu ích cho mỗi ngày hoặc mùa thời. Hệ thống lưu trữ nhiệt thường sử dụng
vật liệu sẵn có với năng lực nhiệt đặc trưng cao như đất, nước và đá. Hệ thống được thiết
kế tốt có thể hạ thấp nhu cầu cao điểm, thay đổi thời gian sử dụng về các giờ ngoài giờ
cao điểm và giảm các yêu cầu sưởi ấm và làm mát tổng thể.
Các vật liệu thay đổi pha như sáp paraffin và Muối Glauber là một phương tiện
lưu trữ nhiệt khác. Những vật liệu này rẻ tiền, sẵn có, và có thể cung cấp nhiệt độ trong
nhà hữu ích (khoảng 64°C).
Năng lượng mặt trời có thể được lưu trữ ở nhiệt độ cao bằng cách sử dụng muối
nóng chảy. Muối là một phương tiện lưu trữ có hiệu quả bởi vì chúng có chi phí thấp, có
8|Page


nhiệt dung riêng cao và có thể cung cấp nhiệt ở nhiệt độ tương thích với các hệ thống
điện thơng thường.
VII.

Một số lợi ích và hạn chế của việc ứng dụng năng lượng mặt trời
Lợi ích mà NLMT đem lại là rất lớn:
- Cung cấp nguồn năng lượng lớn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người.

- Chi phí nhiên liệu bảo dưỡng thấp, an tồn cho người sử dụng, thân thiện với
môi trường.
- Thay thế nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt.
- Sử dụng phổ biến, dễ dàng ở các nước có nguồn bức xạ mặt trời lớn.
Tuy nhiên vẫn còn tồn tại nhiều hạn chế như ở một số nước phát triển nguồn năng

lượng này là nguồn gốc gây ô nhiễm. Tại một số quốc gia này người ta đang sử dụng
acquy chì axit để tích trữ năng lượng từ mặt trời, do đó ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi
trường. Chỉ riêng Trung Quốc và Ấn Độ đã thải ra môi trường hơn 2,4 triệu tấn chì. Cần
phải áp dụng những cơng nghệ hiện đại để lưu trữ nguồn điện năng và phát huy được thế
mạnh của nguồn năng lượng này.
B. Năng lượng sinh học.
I

Tổng quan.
Trong các nguồn năng lượng sạch con người phát hiện và sử dụng thì nguồn năng
lượng sinh học là khá mới mẻ, chỉ được sử dụng gần đây và tương lai là rất hứa hẹn.
Năng lượng sinh học là năng lượng tái tạo sinh ra từ các vật liệu có nguồn gốc
sinh học.Đến năm 2010, tồn cầu có khoảng 35GW điện sinh ra từ năng lượng sinh học,
trong số đó, 7GW do Hoa Kỳ sản xuất.
Năng lượng sinh học hiện đã và đang được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới,
chiếm gần 11% tổng sản lượng tiêu thụ của toàn thế giới (IEA).
Năng lượng sinh học tuy đã được đưa vào sử dụng nhưng vẫn cịn có rất nhiều
tiềm ẩn và cần được nghiên cứu. Cụ thể là nguồn năng lượng sinh khối đã được đưa vào
sử dụng trên thế giới nhưng năng lượng nội nhân vẫn đang là một bí ẩn cần được các nhà
khoa học nghiên cứu.

9|Page


VIII.

Phân loại.
Nguồn năng lượng sinh học bao gồm hai loại: Năng lượng sinh khối và năng
lượng nội nhân.
1 Năng lượng sinh khối.

a Giới thiệu.
Sinh khối là một thuật ngữ có ý nghĩa bao hàm rất rộng dùng để mô tả các vật chất
có nguồn gốc sinh học vốn có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng hoặc do các
thành phần hóa học của nó.Với định nghĩa như vậy, sinh khối bao gồm cây cối tự nhiên,
cây trồng công nghiệp, tảo và các loài thực vật khác, hoặc là những bã nông nghiệp và
lâm nghiệp. Sinh khối cũng bao gồm cả những vật chất được xem nhưng chất thải từ các
xã hội con người như chất thải từ quá trình sản xuất thức ăn nước uống, bùn nước cống,
phân bón, sản phẩm phụ gia (hữu cơ) cơng nghiệp (industrial by-product) và các thành
phần hữu cơ của chất thải sinh hoạt.
Các nguồn sinh khối được chuyển thành các dạng năng lượng khác như điện năng,
nhiệt năng, hơi nước và nhiên liệu qua các phương pháp chuyển hóa như đốt trực tiếp và
turbin hơi, phân hủy yếm khí (anaerobic digestion), đốt kết hợp (co-firing), khí hóa
(gasification) và nhiệt phân (pyrolysis).
Ngồi ra, việc sử dụng sinh khối để tạo năng lượng có tác động tích cực đến mơi
trường.
e. Thành phần và nguồn gốc của sinh khối.
Sinh khối là vật chất hữu cơ, đặc biệt là các chất cellulose hay ligno-cellulosic.
Sinh khối là các vật chất tái tạo, bao gồm cây cối, chất xơ gỗ, chất thải gia súc, chất thải
nông nghiệp, và thành phần giấy của các chất thải rắn đô thị.
Cây dự trữ năng lượng mặt trời trong các tế bào cellulose và lignin (chất gỗ) thơng
qua q trình quang hợp. Cellulose là một chuỗi polymer của các phân tử đường 6carbon. Lignin là chất hồ kết dính các chuỗi cellulose với nhau.
Các nguồn sinh khối trong nước bao gồm các chất dư thừa, chất bã của sinh khối
đã được xử lý. Các chất này gồm có bột giấy, chất thải nông lâm nghiệp, chất thải gỗ
thành thị, chất thải rắn đơ thị, khí ở các hố chơn lấp, chất thải của gia súc, các giống cây
trên cạn và dưới nước được trồng chủ yếu để khai thác năng lượng. Các giống cây này
dược gọi là các giống cây năng lượng. Ở số lượng lớn, nguồn sinh khối được gọi là
nguyên liệu sinh khối. Sử dụng các chất thải thì hiệu quả hơn để chúng tự phân rã, giảm

10 | P a g e

mối nguy hại đối với môi trường xung quanh. Dưới đây là các mô tả chi tiết của từng loại
sinh khối:
• Chất bã của sinh khối đã qua xử lý: Các quá trình xử lý sinh khối đều sinh ra các
sản phẩm phụ và các dòng chất thải gọi là chất bã. Khơng phải tất cả các chất bã
đều có thể được sử dụng cho sản xuất điện năng, một số cần phải được bổ sung
với các chất dinh dưỡng hay các nguyên tố hóa học. Tuy nhiên, việc sử dụng các
chất bã là rất đơn giản vì chúng đã được thu thập phân loại qua q trình xử lý.
• Bột giấy và các chất bã trong quá trình sản xuất giấy: Cây cối có các thành phần
như lignin, hemicellulose, và sợi cellulose. Do các tính chất hóa học và vật lý,
lignin dễ dàng chia nhỏ hơn cellulose. Quá trình nghiền nhão làm tách rời và chia
nhỏ các sợi lignin trong cây nhằm suspend các sợi cellulose để tạo ra giấy. Các bột
giấy dư thừa tạo nên chất bã.
• Bã cây rừng (Forestry residues): Các chất thải từ rừng bao gồm củi gỗ từ các quá
trình làm thưa rừng nhằm giảm nguy cơ cháy rừng, sinh khối không được thu
hoạch hoặc di dời ở nơi đốn gỗ cứng và mềm thương mại và các vật liệu dư thừa
trong quá trình quản lý rừng như phát rừng và di dời các cây đã chết. Một trong
những thuận lợi của việc tận dụng bã cây rừng là một phần lớn các bã dạng này
được tạo ra từ các nhà máy giấy hoặc các nhà máy xử lý gỗ, do đó phần lớn nguồn
ngun liệu có thể sửTh dụng ngay được.
• Bã nơng nghiệp (Agricultural residues): Chất thải nông nghiệp là các chất dư thừa
sau các vụ thu hoạch.
• Chất thải từ gia súc (Livestock residues): Chất thải gia súc, như phân trâu, bị, heo
và gà, có thể được chuyển thành gas hoặc đốt trực tiếp nhằm cung cấp nhiệt và sản
xuất năng lượng.
• Các loại bã thải khác:
o Chất thải củi gỗ đô thị: Chất thải củi gỗ là nguồn chất thải lớn nhất ở các
công trường. Chất thải củi gỗ đô thị bao gồm các thân cây, phần thừa cây
đã qua cắt tỉa. Những vật liệu này có thể được thu gom dễ dàng sau các dự
án công trường và cắt tỉa cây, sau đó có thể được chuyển thành phân trộn

hay được dùng để cung cấp nhiên liệu cho các nhà máy năng lượng sinh
học.
o Chất thải rắn đô thị: Chất thải đơ thị có một hàm lượng nhất định của các
vật chất hữu cơ có xuất xứ từ cây, là một nguồn năng lượng tái tạo không
nhỏ.
o Cây trồng năng lượng: Các giống cây năng lượng là các giống cây, cây cỏ
được xử lý bằng công nghệ sinh học để trở thành các giống cây tăng trưởng
11 | P a g e


o
o

o
o

o
o

nhanh, được thu hoạch cho mục đích sản xuất năng lượng. Các giống cây
này có thể được trồng, thu hoạch và thay thế nhanh chóng.
Các giống cây cỏ (thảo mộc) năng lượng: Đây là các giống cây lâu năm
được thu hoạch hằng năm sau 2-3 năm gieo trồng để đạt tới hiệu suất tối đa.
Các giống cây gỗ năng lượng : Các giống cây gỗ có vịng đời ngắn là các
giống cây phát triển nhanh và có thể thu hoạch sau 5-8 năm gieo trồng. Các
giống cây này bao gồm cây dương ghép lai, cây liễu ghép lai, cây thích bạc,
cây bơng gịn đơng phương, cây tần bì xanh, cây óc chó đen, sweetgum và
cây sung.
Các giống cây công nghiệp: Các giống cây này đang được phát triển và
gieo trồng nhằm sản xuất các hóa chất và vật liệu đặc trưng nhất định.

Các giống cây nông nghiệp (Agricultural Crops): Các giống này thường
được dùng để sản xuất nhựa, các chất hóa học và các loại sản phẩm, chúng
thường cung cấp đường, dầu và các chất chiết xuất khác.
Các giống cây dưới nước (Aquatic crops, thủy sinh): Nguồn sinh khối đa
dạng dưới nước bao gồm tảo, tảo bẹ, rong biển, và các loại vi thực vật biển.
Cho đến nay, đã có một số các đồn điền trồng cây năng lượng.Ví dụ tại
Brazil, có khoảng 3 triệu hécta đồn điền eucalyptus sử dụng làm than gỗ.
Tại Trung Quốc đã có chương trình phát triển đồn điều 13,5 triệu hécta cho
nhiên liệu gỗ cho đến 2010. Tại Thụy Điển, 16.000 hecta dương liễu được
trồng để làm nguồn nguyên cho năng lượng ...

Tóm lại: nguyên liệu sinh khối hiện vẫn là nguồn năng lượng tái tạo bền vững và
dồi dào nhất hiện nay trên thế giới. Tiềm năng của năng lượng sinh học mỗi năm là 2.900
EJ, tuy nhiên chỉ có 270 EJ là được xem như có thể khai thác được trên tiêu chuẩn bền
vững và giá cả cạnh tranh. Một điều cần nhấn mạnh ở đây là vấn đề cịn lại khơng phải là
nguồn nguyên liệu, mà là khả năng quản lý và luân chuyển tốt năng lượng tạo ra đến
người sử dụng.
f. Ứng dụng của năng lượng sinh khối.
Sinh khối có thể được xử lý ở nhiều dạng chuyển đổi khác nhau để tạo ra năng
lượng, nhiệt lượng, hơi và nhiên liệu. Hầu hết các quá trình chuyển đổi sinh khối có thể
được chia ra làm hai loại như sau:
o Chuyển đổi nhiệt hóa (thermochemical): bao gồm đốt nhiệt (combustion),
khí hóa và nhiệt phân
o Chuyển đổi sinh hóa (biochemical): bao gồm phân hủy yếm khí (sản phẩm
sinh khối và hỗn hợp methane và CO2) và lên men (sản phẩm ethanol).

12 | P a g e


Một quá trình khác là chiết xuất, chủ yếu là quá trình cơ học, được sử dụng để sản

xuất energy từ sinh khối.
o Sản xuất nhiệt truyền thống.
o Nhiên liệu sinh khối.
o Sản xuất điện từ năng lượng sinh khối.
3. Năng lượng nội nhân
“Trong mỗi chúng ta có một dịng điện sống. Mỗi tế bào chính là một chiếc pin,
nhưng nguồn điện này là quá yếu nên con người không bị điện giật. Đặc biệt ở não bộ,
nơi điều khiển mọi hoạt động của cơ thể con người, số lượng tế bào nhiều và tập trung
hơn bất kì bộ phận nào. Nó là nhà máy phát điện mạnh nhất trong cơ thể”.
“Điện sinh học không chỉ tồn tại trong cơ thể con người mà nó cịn có trong một
số lồi động vật, điển hình là ở cá đuối. Trên lưng cá đuối có sẵn 2 nguồn điện sống, có
thể phát ra nguồn điện mạn đến 720V để săn mồi.” Ngoài ra cịn có cá kình “Cá kình điện
phát ra dịng điện bằng các bản điện, đó là nguồn điện sinh học”.
Mỗi tế bào là một pin điện, khác nhau ở những loài động vật khác nhau và ở mỗi
người khác nhau là khác nhau. Vì thế điện trở trong của mỗi người khồn ai giống ai.

Cá đuối điện (trái) và cá kình điện (phải)

Tuy nhiên với một xác suất khơng lớn, chúng ta vẫn có khả năng tìm ra một số
người có trật tự sắp xếp các tế bào một cách đặc biệt, họ có thể phóng điện. Đó là những
trường hợp đặc biệt và chúng ta chỉ có thể nghiên cứu và sử dụng loại năng lượng nội
nhân này thơng qua những cá thể đặc biệt đó.
Thế giới đã phát hiện ra nguồn năng lượng nội nhân này và hiện đang nghiên cứu
nó một cách nghiêm túc như là một môn khoa học.
13 | P a g e


Những người có năng lượng nội nhân giúp ích cho đời:
o Phương pháp phóng điện chữa bệnh của ơng Trần Huy Liệu (đường Xơ Viết Nghệ
Tĩnh, phường 26, quận Bình Thạnh, tp HCM) đã chữa giúp cho ông Nguyễn Văn

Trọn, 67 tuổi, chạy xe ba gác ở bến xe Miền Đơng, p25, Q.Bình Thạnh, ba năm
trước bị chết giấc do kiệt sức khi phụ đám ma nhà hàng xóm. “Ơng chỉ dùng có 15
phút mà tơi mạnh ln tới bây giờ”. Ông Trọn kể lại.
o Thành nếp, cứ 5h30 sáng ở hồ bơi Hàng Không, số 117 Hồng Hà, Tân Bình có
một ơng lão mặc độc chiếc quần bơi, ngồi thiền trên bờ hồ. Ông đang thu năng
lượng, nhiều người quen ơng giải thích như thế. Đã 80 tuổi, ơng Phan Tương, cán
bộ hưu trí ở đường Yên Thế, vẫn khỏe mạnh và minh mẫn. “Nhờ năng lượng sinh
học cả đấy”, ơng bảo.Lấy bản thân làm bằng chứng, ơng nói: “Mấy năm nay tôi
không tốn một đồng mua thuốc. Kỳ lạ hơn, bây giờ tơi có thể trị giúp một số người
thân quen bị bệnh nhức đầu, đau dạ dày, bướu cổ, viêm xoang... Khi tôi tập trung ý
nghĩ đưa năng lượng thu được về bàn tay, phóng ra các đầu ngón tay thì những
người có đẳng cấp về năng lượng sinh học như tôi sẽ cảm nhận được, dù họ đứng
xa 3-4 m”.
IX.

Các tác động về môi trường
Các nhiên liệu sinh học khơng độc hại và có thể được phân hủy dễ dàng.

Các phương tiện vận chuyển thải ra khi CO2, một loại khí góp phần gây ra sự
nóng dần lên toàn cầu.
Điện sinh khối thường được tạo ra thông qua các nhà máy dùng nồi nấu sôi
turbine hơi nước. Tuy nhiên có 3 sự khác biệt: nhiên liệu có thể tái tạo, thành phần sulfur
trong nhiên kiệu sinh khối thấp hơn 0,1% và sinh ra ít chất ơ nhiễm khơng khí. Các lợi
ích khác về mơi trường của điện sinh khối bao gồm:
o
o
o
o
o
o

Giảm lượng khí thải sulfur dioxide.
Giảm lượng khí thải Nitrogen Oxide (NO).
Giảm thải lượng cacbon.
Giảm thiểu các lượng chất thải khác.
Giảm các mùi hôi thối.
Các lợi ích môi trường của các sản phẩm từ sinh khối.

X.

Kết luận.
Năng lượng sinh khối ngày càng thu hút được sự quan tâm của xã hội, đáng kể
nhất là cho đến những năm cuối thế kỷ 20, đầu thế kỷ 21. Đó là nhờ sự kết hợp giữa
những yếu tố như sau:
14 | P a g e


Sự thay đổi một cách nhanh chóng thị trường năng lượng tồn cầu, thúc đẩy bởi
tiến trình tư nhân hóa, deregulation và phân tán (decentralisation).
Xã hội bắt đầu nhận thức một cách rộng rãi hơn vai trò hiện tại và trong tương lai
của năng lượng sinh khối với vai trò như một phương thức chuyển hóa năng lượng
(energy carrier), kết hợp với các dạng nltt khác.
Sự dồi dào, dễ khai thác và tính chất bền vững của năng lượng sinh khối.
Xã hội nhận thức được sự đóng góp của việc khai thác năng lượng sinh khối vào
tiến trình bảo vệ sự cân bằng mơi trường sống và vai trị của nó trong việc điều tiết khí
hậu.
Các cơ hội sẵn có và tiềm năng phát triển thương mại năng lượng sinh khối.
Tiến bộ trong sự hiểu biết về năng lượng sinh khối cũng như sự phát triển trong
các kỹ thuật khai thác chuyển đổi năng lượng sinh khối cũng như các dạng năng lượng tái
tạo khác.

C. Năng lượng hạt nhân (Nuclear Energy).
I

Tổng Quan.
Năng lượng hạt nhân đã giữ vai trò cơ bản trong sự hình thành trái đất và trong
cuộc sống của chúng ta vì nhờ nó mà mặt trời chói sáng. Năm 2007, 14% lượng
điện trên thế giới được sản xuất từ năng lượng hạt nhân. Có hơn 150 tàu chạy bằng năng
lượng hạt nhân và một vài tên lửa đồng vị phóng xạ đã được sản xuất.
Các phản ứng hạt nhân trong các bom hạt nhân sản sinh ra năng lượng gấp hàng
trăm đến hàng triệu lần năng lượng các phản ứng hố học thơng thường. Năng lượng này
lại được giải phóng cùng một lúc, tạo ra lượng nhiệt khổng lồ tiêu hủy tất cả mọi thứ
quanh nó.
XI.

Lịch sử hình thành và phát triển.
GS Frédéric Joliot-Curie, cha đẻ ngành năng lượng hạt nhân, được trao giải Nobel
hóa học (1935) với cơng trình về sự phát xạ nhân tạo.
Phản ứng phân hạch hạt nhân được Enrico Fermi thực hiện hành cơng vào năm
1934 khi nhóm của ơng dùng nơtron bắn phá hạt nhân uranium.
Tại Hoa Kỳ, ra đời lò phản ứng đầu tiên mang tên Chicago Pile-1, đạt được khối
lượng tới hạn vào ngày 2 tháng 12 năm 1942.
15 | P a g e


Trạm năng lượng nguyên tử Shippingport trên Shippingport, Pennsylvania là lò
phản ứng thương mại đầu tiên ở Hoa Kỳ và được vận hành năm 1957.
Ngày 27 tháng 6 năm 1954, nhà máy điện hạt nhân Obninsk của Liên Xô trở thành
nhà máy điện hạt nhân đầu tiên trên thế giới sản xuất điện hịa vào mạng lưới với cơng
suất khơng tải khoảng 5 MW điện.
Năm 1957, cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế được thành lập.

Tổ chức quốc tế về nâng cao độ nhận thức an toàn và sự phát triển chuyên nghiệp
trong vận hành các chức năng liên quan đến hạt nhân được thành lập với tên gọi WANO;
World Association of Nuclear Operators.
Ngược lại, các nước như Ireland, New Zealand và Ba Lan đã cấm các chương
trình hạt nhân trong khi Úc (1978), Thụy Điển (1980) và Ý (1987) (bị ảnh hưởng bởi
Chernobyl) đã thực hiện trưng cầu dân ý bỏ phiếu chống lại năng lượng hạt nhân.
XII.

Ứng dụng.
Năng lượng do phản ứng phân hạch hạt nhân sản sinh ra dùng trong nhà máy điện
hạt nhân và vũ khí hạt nhân.
Lượng năng lượng tự do chứa trong nhiên liệu hạt nhân lớn gấp hàng triệu lần
lượng năng lượng tự do có trong một khối lượng nhiên liệu hố học tương đương như là
dầu hoả, làm cho năng lượng hạt nhân trở thành một nguồn năng lượng rất hấp dẫn, tuy
nhiên, các chất thải hạt nhân thì có mức phóng xạ rất cao và tồn tại rất lâu, hàng thiên
niên kỷ. Đi kèm với chất lượng rất hấp dẫn trên của các nguồn năng lượng hạt nhân là sự
tích tụ chất thải hạt nhân và nguy cơ huỷ diệt rộng lớn của nó hiện là vấn đề chính trịgây
nhiều tranh cãi về vũ khí hạt nhân.
Hiện nay, nghiên cứu về tính khả thi của phương pháp tổng hợp hạt nhân như một
nguồn cung cấp năng lượng thực tiễn đang được thực hiện với hi vọng khống chế được
tốc độ cũng như lượng nhiệt của phản ứng. Với các vật liệu được biết đến ngày nay thì
khơng có vật liệu nào chịu được nhiệt độ quá cao của phản ứng - do đó, hiện tại phản ứng
nhiệt hạch được thực hiện một cách khơng khống chế nên gây lãng phí năng lượng.( Đó
chính là việc chế tạo bom hydro (bom khinh khí) mà sức phá hủy của nó cịn ghê gớm
hơn nhiều so với bom nguyên tử (bom A : atom bomb). Bom A được dùng làm mồi, tạo ra
nhiệt độ lớn để cho phản ứng tổng hợp xảy ra và nhân lên đáng kể trong bom H).
Một số nghiên cứu hướng đến việc sử dụng chùm laser hội tụ để nhắm vào nhiên
liệu hạt nhân, ép chúng ở nhiệt độ rất cao để gây ra phản ứng, thay vì sử dụng nhiệt lượng
tỏa ra từ khối uranium phân hạch như phương pháp truyền thống. Ngoài ra, người ta cũng
16 | P a g e

có thể dùng từ trường ngồi khống chế các hạt nhân, đảm bảo chúng khơng va chạm vào
thành bình chứa chúng, giữ cho phản ứng được thực hiện trong điều kiện ít tốn.
XIII.

Ảnh hưởng của bức xạ hạt nhân.
Một trong những tác động nguy hiểm nhất của bức xạ ion hóa là sự thiệt hại mà nó
gây ra cho ADN trong nhân tế bào.
o Nếu xảy ra trong các tế bào sinh sản thì sự đột biến đó có thể truyền qua thế hệ kế
tiếp, gây ra khuyết tật hay các bệnh di truyền .
o Nếu xảy ra trong tế bào bình thường, chúng có thể làm thay đổi chức năng của
những tế bào này , gây hại cho sức khỏe và tăng cao nguy cơ bệnh ung thư.
o Tiếp xúc với dộ phóng xạ cao có thể gây những nguy hiểm nghiêm trọng cho cơ
thể, liên qua đến nhiều bệnh lý như đau khớp xương, suy nhược thần kinh, giảm
tuổi thọ, thậm chí tử vong.
D. Năng lượng gió
I

Tổng quan
Năng lượng gió là một nguồn năng lượng quan trọng và có tiềm năng rất lớn. Đây
là dạng năng lượng sạch, phong phú và là nguồn cung cấp năng lượng gần như vơ tận.
Các lợi thế chính của năng lượng gió:
o Sạch, khơng gây ơ nhiễm: năng lượng gió khơng thải khí và suy kiệt theo thời
gian.
o Tăng cường phát triển kinh tế địa phương: các nơng trại gió có khả năng nâng cao
thu nhập của chủ đất qua các hình thức cho thuê đất để phát triển trại gió, đưa tới
việc tăng lợi tức từ thuế cho cộng đồng địa phương.
o Đa dạng về hình thức và qui mơ.
o Ổn định giá năng lượng

o Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu, góp phần giữ vốn đầu tư nội địa và
hạn chế sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp ngun liệu từ nước ngồi.
o Giảm thiểu tỷ lệ khí nhà kính của năng lượng gió.
o Điện gió cũng đang thu hút dần dần sự chú ý của các nước đang phát triển do nó
có thể được khai triển tương đối nhanh chóng ở những khu vực đang có nhu cầu
cấp bách về điện năng.
XIV.

Nguồn Năng Lượng Gió
Năng lượng gió, như hầu hết các nguồn năng lượng khác trên Trái Đất, xuất phát
từ Mặt Trời
17 | P a g e


Nguời ta thường phân biệt 3 loại gió chính:
o Gió geostrophic (hay cịn gọi là gió tồn cầu: global wind).
o Gió bề mặt (surface wind)
o Gió địa phương (gió biển, gió bờ ...).
XV.

Tác động về mơi trường

1 Các mặt thuận lợi
So với hầu hết các dạng năng lượng truyền thống, những thuận lợi mà năng lượng
gió đem lại cho mơi trường là rất rõ ràng. Năng lượng gió có thể góp phần thay thế các
nhà máy điện vận hành bằng nhiên liệu hóa thạch, từ đó giúp cải thiện chất lượng khơng
khí tại địa phương, giảm bớt các hiện tượng ô nhiễm như mưa acid, giảm thiểu khí thải
hiệu ứng nhà kính.
Năng lượng gió cũng được xem là có hiệu suất năng lượng cao.
Việc phát triển điện gió cịn có thể cải thiện thu nhập của chủ nông trại thêm từ

tiền thuê đất.
4. Các mặt bất lợi
Đối với điện gió, các tác động về tiếng ồn, vị trí cảnh quan và giới hữu sinh (đời
sống tự nhiên), nguồn nhiễu sóng truyền thanh và truyền hình là các mối lo ngại chủ yếu
về môi trường.
XVI.

Kết luận
"Hướng tới mục tiêu năng lượng gió đáp ứng 12% nhu cầu điện tồn cầu cho đến
năm 2020." Đây là thông cáo đưa ra trong báo cáo "Wind Force 12" vừa được Hiệp Hội
Năng Lượng Gió Châu Âu (EWEA) công bố vào mùa hè 2005 vừa qua.
Kinh tế, phát triển công nghệ và bảo vệ môi trường.
E. Năng lượng địa nhiệt.
I

Tổng quan
Địa Nhiệt là nguồn nhiệt năng có sẵn trong lịng đất. Cụ thể hơn, nguồn năng
lượng nhiệt này tập trung ở khoảng vài km dưới bề mặt Trái Đất, phần trên cùng của vỏ
Trái Đất. Cùng với sự tăng nhiệt độ khi đi sâu vào vỏ Trái Đất, nguồn nhiệt lượng liên tục
từ lòng đất này được ước đoán tương đương với với một khoảng năng lượng cỡ 42 triệu
MW. Lịng đất thì vẫn tiếp tục nóng hằng tỷ năm nữa, đảm bảo một nguồn nhiệt năng gần
như vơ tận. Chính vì vậy Địa Nhiệt được liệt vào dạng năng lượng tái tạo.
18 | P a g e


Địa nhiệt là dạng năng lượng sạch và bền vững. So với các dạng năng lượng tái
tạo khác như gió, thủy điện hay điện mặt trời, địa nhiệt không phụ thuộc vào các yếu tố
thời tiết và khí hậu. Do đó địa nhiệt cũng có hệ số cơng suất rất cao, nguồn địa nhiệt luôn
sẵn sàng 24h/ngày, 7 ngày trong tuần.
1 Nguồn Năng Lượng Địa Nhiệt

Nguồn địa nhiệt liên quan mật thiết đến cấu trúc nhiệt độ của Trái Đất và chu trình
đối lưu nhiệt trong lịng Trái Đất.
Có 5 dạng nguồn địa nhiệt :bồn trũng thủy địa nhiệt (hydrothermal reservoirs),
năng lượng trái đất (earth energy), nước muối địa áp (geopressureed brine), đá khơ nóng
(dry hot rock) và magma.
2 Các ứng dụng của Địa Nhiệt
Địa nhiệt có 3 ứng dụng chính như sau:
o Sản xuất điện năng: người ta có thể khoan các giếng xuống các bể địa nhiệt để hút
hơi nước hoặc nước nóng cho việc vận hành turbine trên mặt đất, một cách trực
tiếp hoặc gián tiếp.
o Sử dụng trực tiếp: nguồn nước nóng gần bề mặt Trái Đất có thể được sử dụng trực
tiếp như nhiệt lượng. Một số ứng dụng trực tiếp của địa nhiệt là: hệ thống suởi,
nhà kính, sấy thóc, làm ấm nước ở các trại nuôi cá, hoặc một số các ứng dụng
trong công nghiệp như tiệt trùng sữa.
o Bơm địa nhiệt: hay còn được biết như bơm nhiệt từ lòng đất (ground-source heat
pump), là một kỹ thuật năng lượng mới có hiệu suất cao và ngày càng được sử
dụng rộng rãi trong các hộ gia đình cũng như trong cơng sở. Kỹ thuật này ứng
dụng trong việc điều hòa nhiệt độ và cung cấp nước nóng.
5. Các vấn đề mơi trường khác
a Sử dụng nguồn nước
Các nhà máy nhiệt điện thường cần 5 gallons nước ngọt/MWh. Các nhà máy dạng
binary air-cooled không sử dụng nước ngọt. Như vậy lượng nước ngọt dùng làm nguội
turbine là rất nhỏ so với các nhà máy nhiệt điện khác, ví dụ như 361 gallons/MWh cho
các nhà máy điện đốt than.
g. Chất lượng nước
Các chất lỏng sử dụng trong quá trình sản xuất điện được bơm xuống trở lại bể địa
nhiệt thơng qua các giếng khoan có thành dày để tránh làm ô nhiễm nguồn nước ngầm.
19 | P a g e

h. Sụp lún.
Sự sụp lún từ từ của đất có thể gây ra bởi sử giảm áp của bể địa nhiệt. Để khắc
phục hiện tượng này, người ta sử dụng kỹ thuật injection để cân bằng áp suất trong bể.
i. Động đất cảm ứng
Các hoạt động bơm hút và injection trong q trình vận hành của nhà máy nhiệt
điện có thể gây ra các chấn động có cường độ rất nhỏ, hay còn gọi là vi chấn
(microearthquake).
j. Thay đổi cảnh quan
Rất nhiều các nguồn địa nhiệt chưa được khai thác có độ sâu khá lơn và khơng có
biểu hiện trực tiếp trên bề mặt. Các biểu hiện bề mặt, tuy có vai trị lớn trong việc xác
định vị trí của nguồn địa nhiệt, thường không được sử dụng trong quá trình xây dựng phát
triển các nhà máy địa nhiệt.
6. Ảnh hường về mơi trường
Ơ nhiễm mơi trường: Các nhà máy điện địa nhiệt thỏa mãn các yêu cầu khắc khe
về tác động mơi trường và thải ra rất ít các khí hiệu ứng nhà kính. Các nhà máy điện địa
nhiệt chỉ thải ra một phần rất nhỏ các khí CO2, NO2 và Sulfur, chỉ bằng 1/50 luợng khí
thải từ các nhà máy nhiệt điện. Các cột khói thường thấy bốc lên từ các nhà máy nhiệt
điện thật ra chỉ là hơi nước thải.
Độ tin cậy: các nhà máy điện địa nhiệt có độ tin cậy rất cao và có thể hoạt động
24/24. Hầu hết các nhà máy địa nhiệt hoạt động 95% thời gian.
7. Kết luận
Địa nhiệt, một nguồn năng lượng gần như vơ tận, đã có một lịch sử khai thác
thương mại hơn 70 năm, và từ 4 thập kỷ qua công suất khai thác địa nhiệt trong sản xuất
điện và sử dụng trực tiếp đã đạt hàng trăm MW. Cho đến năm 2000, địa nhiệt đã được sử
dụng trên 58 quốc gia trên thế giới với sản lượng điện là 49 TWh/năm và sản lượng sử
dụng trực tiếp là 51 TWh/năm.
Như vậy, địa nhiệt, với nguồn năng lượng dồi dào và kỹ thuật khai thác đã và đang
phát triển hiệu quả, có thể đóng góp một phần rất quan trọng trong việc giảm thiểu lượng
khí thải hiệu ứng nhà kính. Việc đẩy mạnh phát triển và tăng tính cạnh tranh của địa nhiệt
trong thời gian hiện nay tất yếu địi hỏi sự hỗ trợ tích cực từ phía chính phủ các quốc gia

trên thế giới.
Tại Việt Nam, địa nhiệt hiện đang trong giai đoạn nghiên cứu phát triển, với các
khai triển nhà máy địa nhiệt điện đầu tiên tại Hội Văn (Bình Định). Trong các phương án
20 | P a g e


phụ tải cơ sở và phụ tải cao trong khuôn khổ kế hoạch phát triển nguồn điện giai đoạn từ
nay đến 2020, tổng công suất lắp đặt địa nhiệt điện ở Việt Nam được ước tính là 100
MW, chiểm 0,3% tổng cơng suất lắp đặt chung.
F. Nhiên liệu hóa thạch
I Tổng quan
Nhiên liệu hóa thạch là các loại nhiên liệu được tạo thành bởi q trình phân hủy
kỵ khí của các sinh vật chết bị chôn vùi cách đây hơn 300 triệu năm.
Học thuyết phát sinh sinh vật được Georg Agricola đưa ra đầu tiên vào năm 1556
và sau đó là Mikhail Lomonosov vào thế kỷ 18.
Cơ quan thông tin năng lượng Hoa Kỳ (EIA) ước tính năm 2006 rằng nguồn năng
lượng nguyên thủy bao gồm 36,8% dầu mỏ, than 26,6%, khí thiên nhiên 22,9%, chiếm
86% nhiên liệu nguyên thủy sản xuất trên thế giới. Các nguồn nhiên liệu không hóa thạch
bao gồm thủy điện 6,3%, năng lượng hạt nhân 6,0%, và năng lượng địa nhiệt, năng lượng
mặt trời, năng lượng gió, nhiên liệu gỗ, tái chế chất thải chiếm 0,9%. Tiêu thụ năng lượng
trên thế giới tăng mỗi năm khoảng 2,3%.
Việc đốt nhiên liệu hóa thạch tạo ra khoảng 21,3 tỉ tấn carbon dioxide hàng năm,
lượng cacbon dioxit sẽ tăng 10,65 tỉ tấn mỗi năm trong khí quyển (một tấn cacbon tương
đương 44/12 hay 3,7 tấn cacbon đioxit).
XVII.

Sự quan trọng
Nhiên liệu hóa thạch có vai trị rất quan trọng bởi vì chúng có thể được dùng làm
chất đốt để tạo ra năng lượng. Việc sử dụng than làm nhiên liệu đã diễn ra rất lâu trong
lịch sử.

Trước nửa sau thế kỷ 18, đốt gỗ hoặc than bùn để cung cấp nhiệt dân dụng. Việc
sử dụng nhiêu liệu hóa thạch ở phạm vi rộng, thì nhiên liệu đầu tiên là than, theo sau là
dầu hỏa để vận hành các động cơ hơi nước, và là đóng góp rất lớn cho cuộc cách mạng
cơng nghiệp. Vào cùng thời gian đó, khí đốt sử dụng khí thiên nhiên hoặc khí than cũng
được sử dụng rộng rãi. Việc phát minh ra động cơ đốt trong và lắp đặt nó trong ơ tơ và xe
tải đã làm tăng cao nhu cầu sử dụng xăng và dầu diesel, cả hai loại này đầu là sản phẩm
chưng cất từ nhiên liệu hóa thạch. Các hình thức vận tải khác như đường sắt và hàng
khơng cũng địi hỏi sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Các nguồn tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch
khác như nhà máy điện và cơng nghiệp hóa dầu. Hắc ín là sản phẩm cịn lại sau khi chiết
tách dầu, cũng được dùng làm vật liệu trải đường.
21 | P a g e


XVIII.

Các nguồn nhiên liệu chính

1 Than đá (Coal)
Than là một chất đá như màu đen cứng. Nó được tạo thành từ carbon, hydro, oxy,
nitơ và các khoản khác nhau của lưu huỳnh.
Than đá có nguồn gốc sinh hóa từ quá trình trầm tích thực vật trong những đầm
lầy cổ cách đây hàng trăm triệu năm.
Phân bố than trên thế giới : Than là dạng nhiên liệu hóa thạch có trữ lượng phong
phú nhất, được tìm thấy chủ yếu ở Bắc Bán Cầu. Các mỏ than lớn nhất hiện nay nằm ở
Mĩ, Nga, Trung Quốc và Ấn Độ. Các mỏ tương đối lớn ở Canada, Đức, Balan, Nam Phi,
Úc, Mông Cổ, Brazil...Trữ lượng than ở Mĩ chiếm khoảng 23,6% của cả thế giới.
8. Dầu và khí thiên nhiên.
Dầu và khí thiên nhiên có nguồn gốc từ các trầm tích biển giàu xác bã động thực
vật cách đây khoảng 200 triệu năm.
a Dầu mỏ (oil)

Dầu mỏ hay dầu thô là một chất lỏng sánh đặc màu nâu hoặc ngả lục. Dầu thô tồn
tại trong các lớp đất đá tại một số nơi trong vỏ Trái Đất. Dầu mỏ là một hỗn hợp hóa chất
hữu cơ ở thể lỏng đậm đặc.
Do nhẹ hơn nước nên dầu xuất hiện lộ thiên ở nhiều nơi, vì thế lồi người đã tìm
thấy dầu hằng ngàn năm TCN.
Mỏ dầu lớn nhất thế giới hiện đang thuộc về khu lòng chảo Piceance và Uinta
(Mỹ) với khoảng 1.525 tỉ thùng và 1.320 tỉ thùng được phát hiện vào năm 1912.
k. Khí thiên nhiên
Khí thiên nhiên, hỗn hợp chất khí cháy được, bao gồm phần lớn là các
hydrocarbon (hợp chất hóa học chứa cacbon và hyđrơKhí thiên nhiên, thường tìm thấy
cùng với các mỏ dầu ở trong vỏ Trái Đất, được khai thác và tinh lọc thành nhiên liệu
cung cấp cho khoảng 25% nguồn cung năng lượng thế giới.
l. Các vấn đề mơi trường của dầu mỏ và khí thiên nhiên
Dầu và khí thiên nhiên đều thải CO2 vào khơng khí, góp phần vào hiệu ứng nhà
kính cũng như mưa axit
Dầu mỏ bị tràn ra biển gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đời sống sinh vật biển.

22 | P a g e


Các chất khí thải từ những động cơ xe ơtơ cịn gây ra các khói quang hóa Ơ nhiễm
khói quang hóa hạn chế tầm nhìn. Chúng làm cay mắt, đau đầu, mệt mỏi, gây ho và các
bệnh khác về phổi.
Một số vấn đề khác liên quan đến quá trình khai thác, vận chuyển dầu là các sự cố
như tràn dầu do đắm tàu, rị rỉ giếng khoan.Ơ nhiễm dầu gây tác hại nghiêm trọng đến
môi trường
9. Đá phiến dầu và cát chứa dầu
a Đá phiến dầu
Đá phiến dầu là một đá trầm tích giàu chất hữu cơ thuộc nhóm nhiên liệu sapropel
(trầm tích giàu chất hữu cơ, màu tối, có tỷ lệ hợp chất hữu cơ vượt quá 2% trọng lượng).

Con người đã sử dụng đá phiến dầu để làm nhiên liệu từ thời tiền sử.
Đá phiến dầu có thể sử dụng để làm nhiên liệu chạy các nhà máy nhiệt điện, đốt nó
(giống như đốt than) để làm quay các tuốc bin hơi nước; một vài nhà máy kiểu này sử
dụng nhiệt để sưởi khu vực nhà dân và trung tâm thương mại..
Đá phiến dầu cũng có thể dùng để xản suất sợi cacbon chuyên dụng, cacbon hấp
phụ, cacbon đen, phenol, nhựa, keo, các chất thuộc da, mát tít, bitum đường, xi măng,
gạch, đá khối dùng trang trí và trong xây dựng, chất bổ sung vào đất, phân bón, sợi cách
nhiệt (cách âm), thủy tinh, dược phẩm.
m. Cát chứa dầu
Cát dầu là một loại tích tụ của bitumen. Loại cát này có mặt một cách tự nhiên ở
dạng hỗn hợp của cát hoặc sét, nước và là một dạng của dầu mỏ có độ nhớt và tỷ trọng rất
lớn. Chúng được tìm thấy với trữ lượng lớn ở một số quốc gia trên thế giới, trong đó trữ
lượng lớn nhất được tìm thấy ở Canada, Venezuela.
Trữ lượng cát dầu mới chỉ được xem là một phần của trữ lượng dầu thế giới trong
những năm gần đây, khi mà giá dầu tăng cao và công nghệ mới cho phép khai thác loại
sản phẩm này có thể sinh lợi
10. Băng cháy
Mêtan hyđrat hay còn gọi là nước đá cháy hay băng cháy là một dạng mê tan bị
mắc kẹt trong một cấu trúc tinh thể nước, tạo thành một chất rắn tựa như băng.
Xuất hiện ở khu vực ngoài hệ mặt trời nơi có nhiệt độ thấp và nước đá là phổ
biến.Trầm tích ở đáy đại dương của trái đất. Lõi băng sâu ở nam cực.
23 | P a g e


11. Năng lượng đen (tối)
Các nhà nghiên cứu USGS đã ước tính 85,4 tỷ tỷ khối khí tự nhiên có thể chiết
xuất từ khí hydrat tại vùng Bắc Alaska, đủ để sưởi ấm hơn 100 triệu ngơi nhà trong vịng
hơn một thập kỷ.
Ngày 12/3/2013Nhật Bản đã trở thành quốc gia đầu tiên trên thế giới thành công
trong việc chiết xuất khí mê-tan từ Băng cháy’ - nguồn ‘vàng trắng” hiện nay.

Có hơn 90 quốc gia trên thế giới có trữ lượng băng cháy. Các nước có trữ lượng
băng cháy lớn nhất là Canada, Nga, Mỹ, Ấn Độ, Nhật Bản, Trung Quốc
Năng lượng tối, cũng như vật chất tối, vẫn là điều khó hiểu nhất trong lĩnh vực vật
lý: Đó là một cái gì chúng ta có thể phát hiện nhưng không hiểu được.

24 | P a g e