CHỦ ĐỀ BÁO CÁO NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ CHỦ ĐỀ BÁO CÁO NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Giảng viên hướng dẫn : Vũ Thị Thao Sinh viên thực : Bùi Đức Mạnh Mã sinh viên : 21021005 HÀ NỘI ngày 13/06/2022 MỤC LỤC 1.Lời mở đầu Khái niệm lượng, lượng tái tạo 2.1 Năng lượng ? 2.2 Năng lượng tái tạo ? Tính kịp thời lượng tái tạo Các dạng lượng tái tạo 4.1 Các dạng thường thấy 4.1.1 Năng lượng mặt trời 4.1.2 Năng lượng gió 4.1.3 Năng lượng địa nhiệt 10 4.1.4 Năng lượng thủy điện 10 4.1.5 Năng lượng thủy triều 11 4.2 Các dạng lượng sinh học tái tạo 11 4.2.1 Nhiên liệu Etanol 12 4.2.2 Nhiên liệu Metanol 13 4.2.3 Nhiên liệu Butanol 13 4.2.4 Dầu diesel sinh học 14 4.3 Nhiên liệu sinh khối rắn 15 4.3.1 Khái niệm 15 4.3.2 Chất bã sinh khối qua xử lý 16 4.3.3 Bã nông nghiệp 16 4.3.4 Chất thải từ gia súc 18 4.3.5 Các loại bã thải khác 18 Ưu nhược điểm lượng tái tạo 19 5.1 Ưu điểm 19 5.2 Nhược điểm 20 Xu hướng đầu tư vào lượng tái tạo giới triển vọng lượng tái tạo Việt Nam 21 Kết luận 24 Tài liệu tham khảo 25 Lời mở đầu Năng lượng xem nhân tố quan trọng để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng kinh tế dân sinh Tuy nhiên, nguồn tài nguyên lượng truyền thống dần trở nên khan hiếm, trở thành mối quan tâm quốc gia, bối cảnh triển khai hành động ứng phó với tác động biến đổi khí hậu địi hỏi phải đa dạng nguồn lượng, cho vừa đảm bảo an ninh lượng, vừa hạn chế chất thải gây hiệu ứng nhà kính, bảo vệ môi trường Nguồn lượng thay minh chứng hiệu quả, lượng tái tạo Phát triển lượng tái tạo giải pháp hiệu nhằm đảm bảo an ninh lượng giải vấn đề mơi trường, biến đổi khí hậu mang tính tồn cầu, đem lại hội cho ngành, lĩnh vực quan trọng khác Năng lượng tái tạo sử dụng số quốc gia tổ chức quốc tế Theo đó, tùy thuộc vào bối cảnh lãnh thổ cụ thể ưu tiên lựa chọn phương thức đo lường phù hợp để xác định việc làm trực tiếp, gián tiếp phát sinh Kết dự báo mang tính khách quan, kịp thời sở khoa học cần thiết cho chiến lược phát triển lãnh thổ ngành nghề khác Khái niệm lượng, lượng tái tạo 2.1 Năng lượng ? Về bản, lượng hiểu khả làm biến đổi trạng thái thực công năng, tác dụng lên hệ vật chất Tất hoạt động xung quanh diễn nhờ lượng, đối tượng lại sử dụng loại khác 2.2 Năng lượng tái tạo ? Năng lượng tái tạo hay lượng tái sinh lượng từ nguồn liên tục mà theo chuẩn mực người vô hạn lượng mặt trời, gió, mưa, thủy triều, sóng địa nhiệt Năng lượng tái tạo, thường gọi lượng sạch, nguồn lượng tự nhiên liên tục bổ sung, tái sử dụng vô hạn, nguồn lượng lớn, nhiều đến Năng lượng tái tạo hay lượng tái sinh lượng từ nguồn liên tục mà theo chuẩn mực người vơ hạn lượng mặt trời, gió, mưa, thủy triều, sóng địa nhiệt Năng lượng tái tạo, thường gọi lượng sạch, nguồn lượng tự nhiên liên tục bổ sung, tái sử dụng vô hạn, nguồn lượng lớn, nhiều đến mức khơng thể cạn kiệt Ví dụ: ánh sáng Mặt trời gió nguồn lượng tái tạo, chúng có sẵn sản sinh liên tục, mang lại nhiều lợi ích, ứng dụng thực tế Tính kịp thời lượng tái tạo Từ xưa đến nay, nguồn nguyên liệu hóa thạch coi nguồn lượng truyền thống, sử dụng từ lâu trước Trong thập kỷ qua, Việt Nam lên kinh tế phát triển nhanh giới Sử dụng nhiên liệu hóa thạch, vốn nguồn lượng chủ đạo quan trọng tăng trưởng kinh tế, tăng lên đáng kể Khơng nghi ngờ nữa, dự báo nhu cầu nhiên liệu hóa thạch cần thiết để hiểu rõ nhu cầu lượng, nhiên liệu pha trộn, chiến lược phát triển Việt Nam Nhiều tờ báo cung cấp triển vọng nhu cầu than, dầu khí đốt Việt Nam đến năm 2050 Dự báo dựa kết hiệu chỉnh từ mơ hình kết hợp (kết hợp Phiên GTAP‐ R dành cho tài nguyên mô vi mô phương pháp tiếp cận) sở liệu lượng Dưới đường sở kịch (kinh doanh thường lệ), từ năm 2018 đến năm 2050, nhu cầu than, sản phẩm dầu khí đốt dự kiến tăng gấp 2,47 lần, gấp 2,14 lần gấp 1,67 lần, tương ứng Lượng phát thải dự báo tăng lên Vì nhiên liệu hóa thạch nguồn cacbon chiếm ưu phát thải Việt Nam, theo sau, tương lai, chiến lược kết hợp nhiên liệu hiệu khuyến khích phát triển lượng tái tạo sử dụng lượng hiệu điều cần thiết Để giảm thiểu việc phát thải gây hiệu ứng nhà kính, phát triển sử dụng lượng tái tạo vô cần thiết cấp bách lúc để bảo vệ môi trường, bảo vệ Trái Đất Các dạng lượng tái tạo 4.1 Các dạng thường thấy 4.1.1 Năng lượng mặt trời Năng lượng Mặt Trời: lượng dòng xạ điện từ xuất phát từ Mặt Trời đến Trái Đất Chúng ta trực tiếp thu lấy lượng thơng qua hiệu ứng quang điện, chuyển lượng photon Mặt Trời thành điện năng, pin Mặt Trời Trong tự nhiên có q trình quang hợp cho dự trữ lượng Mặt Trời cung cấp lượng cho hoạt động sinh học tự nhiên Trong tương lai, q trình giúp tạo nguồn lượng tái tạo nhiên liệu sinh học, nhiên liệu lỏng Hình Sản lượng pin/mô đun pMT giới giai đoạn 2005-2019 4.1.2 Năng lượng gió Là động khơng khí di chuyển bầu khí Trái Đất, hình thức gián tiếp lượng Mặt Trời Năng lượng gió người khai thác từ tuốc bin gió Trong số 20 thị trường lớn giới, riêng châu Âu có 13 nước với Đức nước dẫn đầu công suất nhà máy dùng lượng gió với khoảng cách xa so với nước lại Hình 2: Tua bin gió Ngồi loại tua bin gió truyền thống cịn loại lượng gió khác điện gió, diều điện gió Hình 3: Cây điện gió Hình 4: Diều điện gió 4.1.3 Năng lượng địa nhiệt Là lượng tách từ nhiệt lòng Trái Đất, hoạt động phân hủy phóng xạ khống vật, từ lượng Mặt Trời hấp thụ bề mặt Trái Đất Năng lượng địa nhiệt dùng để phát điện Đến năm 2007 có khoảng 10 GW cơng suất điện địa nhiệt lắp đặt giới, cung cấp 0,3% nhu cầu điện toàn cầu Khai thác lượng địa nhiệt có hiệu kinh tế, có khả thực than thiện với mơi trường Hiện người khai thác tiềm năng lượng tốt 4.1.4 Năng lượng thủy điện 10 4.2.1 Nhiên liệu Etanol Là loại rượu làm trình lên men, chủ yếu từ carbohydrates sản xuất từ đường tinh bột loại trồng ngơ, mía, cao lương Ethanol sử dụng làm nhiênliệu cho loại phương tiện dạng nguyên chất, thường sử dụng chất phụ gia cho xăng để tăng số octan cải thiện lượng khí thải xe Năm 2010, sản lượng nhiên liệu sinh học tồn giới đạt 105 tỷ lít (28 tỷ gallon Mỹ), tăng 17% so với năm 2009 nhiên liệu sinh học cung cấp 2,7% nhiên liệu cho vận tải đường giới.Hoa Kỳ Brazil nước sản xuất đứng hàng đầu giới, chiếm khoảng 90% sản lượng toàn cầu Nhà sản xuất diesel sinh học lớn giới Liên minh Châu Âu, chiếm khoảng 53% tổng sản lượng diesel sinh học trọng năm 2010 Việc sản xuất nhiên liệu sinh học dẫn đến ngành công nghiệp ô tô phát triển rực rỡ, nơi mà đến năm2010, 79% tổng số ô tô sản xuất Brazilđược sản xuất hệ thống nhiên liệu hỗn hợp gồm cồn sinh học xăng 12 Hình 6: Nhiên liệu etanol 4.2.2 Nhiên liệu Metanol Là loại nhiên liệu sản xuất từ lâu.Trong tương lai người ta hy vọng loại nhiên liệu sản xuất tận dụng nguyên liệu từ sinh khối METHANOL sinh học Phương án khả thi mặt kỹ thuật Việc sản xuất methanol thay cho việc sản xuất hydro trước 4.2.3 Nhiên liệu Butanol Là loại nhiên liệu hình thành lên men ABE (acetone, butanol, ethanol) thay đổi thử nghiệm quy trình cho thấy khả cao lượng với butanol sản phẩm lỏng Butanol tạo lượng nhiều 13 bị đốt cháy “thẳng” động xăng bị ăn mịn tan nước ethanol 4.2.4 Dầu diesel sinh học Diesel sinh học nhiên liệu sinh học phổ biến châu Âu Nó sản xuất từ dầu chất béo qua sử dụng chất lỏng tương tự chế phẩm để tạo thành khống thạch diesel Về mặt hóa học, bao gồm chủ yếu axit béo metyl (hoặc etyl) este (FAME) Nguyên liệu cho dầu diesel sinh học bao gồm mỡ động vật, dầu thực vật, đậu nành, hạt cải dầu, mè, mù tạt, lanh, hướng dương, dầu cọ, gai, pennycress field rong Dầu diesel sinh học nguyên chất (B100, gọi dầu diesel sinh học dạng “tối giản”) giảm lượng khí thải tới 60% so với diesel hệ thứ hai B100 Dầu diesel sinh học sử dụng động diesel trộn với dầu diesel dạng khoáng Trong hầu hết trường hợp, dầu diesel sinh học tương thích với động diesel từ năm 1994 trở Nhiên liệu có hiệu làm động cơ, giúp trì hiệu động Ở nhiều nước châu Âu, hỗn hợp dầu diesel sinh học 5% sử dụng rộng rãi 14 Hình : Dầu diesel sinh học 4.3 Nhiên liệu sinh khối rắn 4.3.1 Khái niệm Đây nguồn lượng tái tạo, bảo đảm tốc độ trồng thay thế; Sinh khối phân bố bề mặt Trái Đất đồng so với nguồn lượng định khác (nhiên liệu hóa thạch ), khai thác mà khơng cần địi hỏi đến kỹ thuật phức tạp tốn Sinh khối tạo hội cho địa phương, khu vực quốc gia toàn giới tự bảo đảm cho nguồn 15 cung cấp lượng cách độc lập; Đây giải pháp thay cho lượng hóa thạch, giúp cải thiện tình hình thay đổi khí hậu đe dọa Trái Đất; Nó giúp nơng dân địa phương lúc gặp khó khăn vụ mùa thu hoạch tạo việc làm vùng nơng thơn Hình 8: Chất bã sinh khối 4.3.2 Chất bã sinh khối qua xử lý Các trình xử lý sinh khối sinh sản phẩm phụ dòng chất thải gọi chất bã Các chất bã sử dụng để sản xuất điện năng, nhiên số chất bã cần bổ sung số chất dinh dưỡng hay nguyên tố hóa học 4.3.3 Bã nông nghiệp 16 Chất thải nông nghiệp chất dư thừa sau vụ thu hoạch Chúng thu gom với thiết bị thu hoạch thông thường lúc sau gặt hái Các chất thải nông nghiệp bao gồm thân bắp, rơm rạ, vỏ trấu… Theo ước tính WEC tổng cơng suất tồn cầu từ nhiên liệu từ bã thải nơng nghiệp vào khoảng 4.500 MWe Một giải pháp ứng dụng có tiềm đầy hứa hẹn tận dụng bã thải từ công nghiệp mía đường, xử lý gỗ làm giấy Các thống kê cho thấy 300 triệu bã mía củ cải đường thải năm, tập trung hầu hết nhà máy đường Các số liệu FAO cho thấy khoảng 1.248 mía thu hoạch vào năm 1997, 25% bã mía ép (312 triệu ) Năng lượng bã mía ép (độ ẩm 50%) 2,85 GJ/tấn Tuy nhiên, phần lớn bị đốt bỏ để phân rã đồng, tiềm lớn hầu hết bị bỏ phí 17 Hình 9: Bã nơng nghiệp 4.3.4 Chất thải từ gia súc Chất thải gia súc phân trâu, bị, heo gà chuyển thành gas hoạc đốt trực tiếp nhằm cung cấp nhiệt sản xuất lượng Ở nước phát triển, bánh phân sử dụng nhiên liệu để nấu nướng Hơn nữa, phân gia súc có hàm lượng methane cao Các trang trại dùng phân để sản xuất lượng với cách thức thích hợp nhằm giảm thiểu mối nguy hại môi trường sức khỏe cộng đồng Tiềm năng lượng toàn cầu từ phân thải ước lượng vào khoảng 20 EJ Tuy nhiên, việc sử dụng phân để tạo lượng quy mô lớn cịn câu hỏi lớn Hình 10: chất thải gia súc 4.3.5 Các loại bã thải khác 18 Các giống lượng giống cây, cỏ xử lý công nghệ sinh học để trở thành giống tăng trưởng nhanh thu hoạch cho mục đích sản xuất lượng Cây trồng lượng sản xuất hai cách: a) Các giống chuyên biệt trồng dành riêng vùng đất đặc biệt dành cho mục đích này; b) Trồng xen kẽ với bình thường khác Cả hai cách đòi hỏi phải quản lý tốt phải chứng minh đem lại lợi ích rõ ràng cho người nông dân mặt hiệu sử dụng đất Bao gồm: Các giống cỏ (năng lượng); Các giống gỗ lượng; Các giống công nghiệp; Các giống nông nghiệp; giống thủ sinh Tóm lại nguyên liệu để tạo nhiên liệu sinh khối nguồn lượng tái tạo dồi giới Ưu nhược điểm lượng tái tạo 5.1 Ưu điểm Năng lượng tái tạo nguồn lượng sạch, thân thiện với mơi trường, gây nhiễm Nhiều ứng dụng từ nguồn lượng hữu ích giúp tiết kiệm điện cho hộ gia đình, nhà máy, xí nghiệp Đó nguồn lượng lớn khơng sợ cạn kiệt, sử dụng cho nhiều nhu cầu, địa điểm khác 19 Do nguồn lượng từ thiên nhiên phí nhiên liệu chi phí bảo dưỡng thấp Hình 11: Năng lượng giúp bảo vệ môi trường 5.2 Nhược điểm Tại nguồn lượng tái tạo quan tâm phát triển để đáp ứng phần nhu cầu lượng nhân loại? Vì nguồn lượng tái tạo có nhiều “nhược điểm” (so với nguồn lượng truyền thống) Những nhược điểm là: Khơng ổn định: Hầu tất nguồn lượng tái tạo có tính chất này, dễ nhận biết tính chất nguồn lượng gió, lượng Mặt Trời, lượng song biển, lượng thủy triều… khó nhận biết chút nguồn lượng thủy điện Chính vậy, hoạch định sách phát triển lượng quốc gia, khơng thể dựa hồn tồn vào nguồn lượng có tính ổn định 20 Mật độ lượng thấp: Quy mơ, diện tích chiếm đất, phạm vi ảnh hưởng dự án sử dụng lượng tái tạo lớn nhiều so với nguồn lượng truyền thống Trong cơng suất đảm bảo lại nhỏ Kỹ thuật khai thác phức tạp, địi hỏi cơng nghệ cao: Đây đặc điểm ứng với nguồn lượng gió, lượng Mặt Trời, lượng song biển, lượng thủy triều Chi phí vận hành, bảo dưỡng cao: Vì cơng suất tổ máy không cao, sản lượng điện thấp, khu vực lắp máy rộng… phí vận hành tăng cao Xu hướng đầu tư vào lượng tái tạo giới triển vọng lượng tái tạo Việt Nam Nhiều nước giới đẩy mạnh đầu tư vào sở hạ tầng nghiên cứu phát triển lượng tái tạo nhằm tăng khả áp dụng công nghệ điện lưới thông minh, đồng thời cải thiện hiệu suất giảm nhanh giá thành loại lượng Các nước châu Âu hàng đầu giới chuyển đổi lượng Tại châu Á, nhiều quốc gia chuyển đổi sang sử dụng lượng sạch, tập trung vào lượng tái tạo với mong muốn thúc đẩy lượng Mặt Trời quy mơ tồn cầu 21 Ấn Độ phát động chương trình mở rộng lượng tái tạo với mong muốn dự kiến đến năm 2022 sản xuất 175 GW điện từ nguồn lượng Hàn Quốc công bố kế hoạch chi khoảng 110 tỷ USD từ đến năm 2030 để xây dựng thêm nhà máy điện mặt trời điện gió nước nhằm tăng gấp ba lần tỷ lệ điện từ nguồn lượng tái tạo Việt Nam quốc gia vùng nhiệt đới, có nhiều điều kiện để phát triển lượng sinh học Mặt khác, hoạt động sản xuất nông nghiệp hay ngư nghiệp Việt Nam hàng năm tạo nhiều chất thải hữu cơ, định tận dụng, chế biến thành nhiên liệu, nguồn lượng đáng kể Trong năm gần đây, nhà khoa học Việt Nam ý đến loại mang tên khoa học jatropha curcas, tên tiếng Việt “cây cọc rào,cây cọc giậu hay dầu mè”, cịn gọi nơm na “cây diesel'” khả cho dầu 22 Hình 12: Cây cọc rào Ngoài loại này, Việt Nam phát triển loại truyền thống quen thuộc sắn (khoai mì), mía hay trồng trọt loại có củ khác để làm cồn ethanol Một hướng tận dụng phụ phẩm khác thải từ sản xuất nơng ngư nghiệp, xử lý mỡ cá tra cá ba sa để trở thành nguồn nhiên liệu sinh học Việc sản xuất lượng sinh học cho phép hạn chế việc số ngành sản xuất hàng đầu Việt Nam thải môi trường số sản phẩm thừa gây nhiễm, qua việc xử lý tích cực chất thải Công nghệ sinh khối Việt Nam chưa phát triển nhiều, trình thương mại hóa cịn hạn chế, sinh khối sử dụng chủ yếu vùng nông thôn với quy mơ nhỏ chưa có cơng nghệ thích hợp Thêm vào đó, việc ứng dụng cơng nghệ sinh khối quy mơ tồn quốc 23 mà khơng có sách quy hoạch đắn dẫn đến thiếu hụt hỗ trợ mặt tài kỹ thuật cho q trình thương mại hóa Tiềm phát triển lượng tái tạo nói chung sinh khối nói riêng Việt nam quy mơ nhỏ cao Trên thực tế, công nghệ sinh khối quy mơ nhỏ mơ hình thích hợp nhất, đáp ứng nhu cầu lượn vùng nơng thơn, sách phát triển sinh khối giai đoạn chuẩn bị, thiếu hợp tác Bộ quan chức vấn đề Mặt khác, Việt Nam lại quốc gia đánh giá có nhiều tiềm để phát triển nguồn lượng tái tạo, dự tính lượng gió lượng mặt trời cung cấp 2/3 nhu cầu điện toàn hệ thống điện Việt Nam vào năm 2030 Do đó, mục tiêu ưu tiên Việt Nam giai đoạn ưu tiên đẩy mạnh phát triển lượng tái tạo để bảo đảm an ninh lượng Kết luận Năng lượng tái tạo xu hướng phát triển để bổ sung, thay nguồn lượng truyền thống cạn kiệt Tuy nhiên để khả thi trở thành 24 thực tương lai gần không nước giới mà Việt Nam cần phải nghiên cứu tạo nhiều nguồn lượng tái tạo, đồng thời thử nghiệm cách sử dụng quản lý để có hiệu Là sinh viên trường Đại học Công Nghệ - ĐHQGHN, em cố gắng học tập, trau dồi kiến thức, học hỏi thêm nhiều điều lý thú để góp phần cho công xây dựng đất nước bảo vệ môi trường Tài liệu tham khảo -Nguyễn Quang Lộc (1993), Kỹ thuật ép dầu chế biến dầu, mỡ thực phẩm sạch, Nxb Khoa học kỹ thuật -Nguyễn Hồng Thu (2019), Xu hướng đầu tư vào lượng tái tạo nay, Tạp chí Thị trường Tài Tiền tệ, số 19 -Đỗ Văn Chương, Nguyễn Thị Hồng Anh, Năng lượng sinh khối -https://sites.google.com/site/vnggenergy/sinhkhoi -Nguyễn Mạnh Hiến (2019), Năng lượng Việt Nam: Hiện trạng triển vọng phát triển -http://nangluongvietnam.vn/news/vn/nhan-dinh-phan-bienkien-nghi/tong-quan-tiem-nang-vatrien-vong-phat-triennang-luong-tai-tao-viet-nam.html -https://vjol.info.vn/index.php/TC/article/view/66266 -https://vjol.info.vn/index.php/tckhvl/article/view/5958 25 -https://vjol.info.vn/index.php/DL/article/view/59026 https://www.libgen.is/search.php?&req=n%C4%83ng+l%C6 %B0%E1%BB%A3ng+t%C3%A1i+t%E1%BA%A1o&phra se=0&view=simple&column=def&sort=language&sortmode =DESC 26