Những nguồn năng lượng thay thế hữu dụng nhất (P2)

5. Năng lượng bức xạ

 

Nguồn năng lượng từ bức xạ tự nhiên có thể cung cấp năng lượng tương đương điện năng với chỉ 1% chi phí bình thường. Nhà khoa học Nikola Tesla đã luôn tin tưởng rằng năng lượng tồn tại xung quanh chúng ta và có thể được khai thác. Một trong những chiếc điện thoại không dây đầu tiên dựa trên năng lượng bức xạ đã được phát minh bởi ông. Thiết bị này sử dụng các máy phát và máy thu có cộng hưởng được điều chỉnh cùng tần số cho phép giao tiếp giữa chúng. Năm 1916, Tesla đã kể lại một thí nghiệm ông thực hiện năm 1986. Ông nói rằng “Bất cứ khi nào tôi nhận được tác động của một máy phát, một trong những cách đơn giản để phát hiện ra các sóng năng lượng không dây là áp dụng một từ trường để tạo ra dòng điện trong dây dẫn. Khi làm như vậy, âm thanh đã được ghi lại ở tần số thấp. Loại năng lượng này có thể khai thác từ môi trường hoặc chiết xuất từ điện bình thường bằng phương pháp phân đoạn.

4. Năng lượng địa nhiệt

 

Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lòng của Trái đất. Nó có nguồn gốc từ sự hình thành ban đầu của hành tin, từ các hoạt động phân hủy phóng xạ của khoảng vật, năng lượng mặt trời được hấp thụ từ bề mặt trái đất. Để trích xuất nguồn năng lượng này là một điều không khó. Kể từ thời La Mã cổ đại, người ta đã tận dụng nó để nung đồ, tắm … Ở thời nay, nó chủ yếu để tạo ra điện. Đây được coi là nguồn năng lượng hiêu quả, đáng tin cậy và thân thiện với môi trường. Vấn đề duy nhất của nó là sự phụ thuộc vào khu vực địa lý đối với các khu vực gần ranh giới các mảng kiến tạo. Các tiến bộ khoa học kỹ thuật gần đây đã từng bước mở rộng phạm vi và quy mô của nguồn tài nguyên tiềm năng này, đặc biệt là các ứng dụng trực tiếp như sưởi ấm nhà. Các giếng địa nhiệt có khuynh hướng giải phóng khí thải nhà kính bị giữ sâu trong lòng đất nhưng sự phát thải này thấp hơn nhiều so với việc đốt nhiên liệu hóa thạch thông thường.

Nhà máy địa nhiệt lớn nhất trên thế giới được đặt tại California, Hoa Kì. Đến năm 2004, một số quốc gia như Kenya, Philippines, Iceland và Costa Rica đã tạo ra 15% sản lượng điện từ các nguồn năng lượng địa nhiệt. Năng lượng địa nhiệt không cần nhiên liệu nên cũng không mất chi phí cho nhiên liệu, tuy nhiên đầu tư ban đầu lại khá cao. Việc thăm dò tài nguyên ban đầu cũng đem lại rủ ro về mặt tài chính tương đối cao. Tuy nhiên nếu khai thác được thì một nhà máy có thể cung cấp năng lượng cho một thành phố lớn. Hiện nay, năng lượng địa nhiệt đã được tạo ra ở 24 nước trên thế giới và một số vùng tiềm năng đang được đánh giá để phát triển.

3. Năng lượng sinh khối

 

Sinh khối là dạng vật liệu sinh học từ sự sống, hay gần đây là sinh vật sống, đa số là các cây trồng hay vật liệu có nguồn gốc từ thực vật. Được xem là nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng sinh khối có thể dùng trực tiếp, gián tiếp một lần hay chuyển thành dạng năng lượng khác như nhiên liệu sinh học. Sinh khối có thể chuyển thành năng lượng theo ba cách: chuyển đổi nhiệt, chuyển đổi hóa học, và chuyển đổi sinh hóa.Về mặt lịch sử, con người đã khai thác các sản phẩm có nguồn gốc từ năng lượng sinh khối khi họ bắt đầu dùng củi và cỏ khô để nhóm lửa sưởi ấm. Ngày nay, thuật ngữ này có thể hiểu theo hai nghĩa. Nghĩa thứ nhất, sinh khối là vật liệu cây trồng dùng để tạo ra điện năng (dùng turbin hơi hoặc nén khí), hoặc tạo ra nhiệt (thông qua việc đốt trực tiếp). Sinh khối cũng có thể bao gồm các chất thải phân hủy sinh học có thể được đốt cháy thành nhiên liệu. Nguồn sinh khối công nghiệp được được phát triển từ nhiều loại thực vật bao gồm Miscanthus, cỏ, cây gai dầu, ngô, cây dương, cây liễu, cây lúa miến, mía và một số loài cây khác.

Sản xuất sinh khối là một ngành công nghiệp khá phát triển và đang ngày càng được quan tâm hơn. Hiện nay tại Hoa Kì, năng lượng sinh khối hàng năm sản xuất khoảng 0,5% sản lượng điện. Nhà máy điện New Hope là nhà máy điện sinh khối lớn nhất Bắc Mỹ. Việc phát triển năng lượng sinh khối sẽ giúp giảm sự phụ thuộc vào dầu mỏ trong tương lai.

2. Khí nén tự nhiên

 

Khí đốt nén tự nhiên (CNG) là hỗn hợp chất khí cháy được, bao gồm phần lớn là các hydrocarbon (hợp chất hóa học chứa cacbon và hyđrô). Cùng với than đá, dầu mỏ và các khí khác, khí thiên nhiên là nhiên liệu hóa thạch. Khí thiên nhiên có thể chứa đến 85% mêtan (CH4) và khoảng 10% êtan (C2H6), và cũng có chứa số lượng nhỏ hơn propan (C3H8), butan (C4H10), pentan (C5H12), và các alkan khác. Khí 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. Khí thiên nhiên chứa lượng nhỏ các tạp chất, bao gồm điôxít cacbon (CO2), hyđrô sulfit (H2S), và nitơ (N2). Do các tạp chất này có thể làm giảm nhiệt trị và đặc tính của khí thiên nhiên, chúng thường được tách ra khỏi khí thiên nhiên trong quá trình tinh lọc khí và được sử dụng làm sản phẩm phụ.

Đây được cho là một giải pháp thay thế phần nào nhiên liệu hóa thạch như xăng, dầu diesel. Một lợi ích rất lớn nữa là quá trình đốt cháy khí nén sẽ không thải ra hiệu ứng nhà kính, đó là một lợi thế dành cho môi trường. Loại khí này cũng an toàn hơn rất nhiều các loại nhiên liệu khác trong trường hợp tràn. Ngày nay khí tự niên tường được sử dụng cả cho ô tô động cơ đốt truyền thống đã được chuyển đổi thành xe hai nhiên liệu (xăng và khí nén tự nhiên). Do giá xăng dầu ngày càng tăng nên loại xe này cũng ngày càng được ưa chuộng. Ý là nước có số lượng xe sử dụng khí nén thiên nhiên nhiều nhất trên thế giới, đứng nhì là Canada. Ngoài ra New Zealand cũng là vùng đất của CNG sau những cuộc khủng hoảng giá dầu mỏ.

1.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. Trong năm 2007, có tới 14% sản lượng điện trên thế giới đến từ năng lượng hạt nhân, trong số đó đối với Hoa Kì, Pháp và Nhật Bản là 56,5% sản lượng điện. Trên thế giới hiện nay có khoảng gần 450 lò phản ứng điện hạt nhân hoạt động rải rác trên 31 quốc gia. Trong toàn Liên minh châu Âu, năng lượng hạt nhân cung cấp 30% nhu cầu điện. Chính sách năng lượng hạt nhân có sự khác biệt giữa các quốc gia thuộc Liên minh châu Âu, và một vài quốc gia khác như Úc, Estonia, và Ireland, không có các trạm năng lượng hạt nhân hoạt động. Khi so sánh với các quốc gia khác thì Pháp có nhiều nhà máy điện hạt nhân, tổng cộng là 16 tổ hợp đang sử dụng.

Những người ủng hộ năng lượng hạt nhân cho rằng điện hạt nhân là một nguồn năng lượng bền vững , làm giảm lượng khí thải carbon và tăng cường an ninh năng lượng bằng cách giảm sự phụ thuộc vào dầu mỏ. Họ cũng nhấn mạnh rằng rủi ro có tể giảm hơn nữa nếu sử dụng các công nghệ mới nhất. Tuy nhiên một số nhà phê bình cho rằng điện hạt nhân là nguồn năng lượng nguy hiểm. Tuy nhiên đối với các nước Phương Tây thì nó được nhìn nhận như là một cách khả thi để đạt được sự độc lập năng lượng.