Tiểu luận học phần vật lý 3 năng lượng tái tạo và Ứng dụng

Tiểu luận này sẽ tập trung tìm hiểu về khái niệm, lợi ích, thực trạng phát triển cũng như tiềm năng ứng dụng của năng lượng tái tạo trong cuộc sống hiện đại.. 1.2 M c tiêu nghiên c u ụ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN VẬT LÝ -o0o -

TÓM TẮT

Trong bối cảnh thế giới đang đối mặt với những thách thức nghiêm trọng từ biến đổi khí hậu và cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, năng lượng tái tạo nổi lên như một giải pháp quan trọng và cấp thiết Đây không chỉ là nguồn năng lượng sạch, bền vững mà còn góp phần giảm thiểu phát thải khí nhà kính, bảo vệ môi trường và đảm bảo an ninh năng lượng

Tiểu luận này sẽ tập trung tìm hiểu về khái niệm, lợi ích, thực trạng phát triển cũng như tiềm năng ứng dụng của năng lượng tái tạo trong cuộc sống hiện đại Qua đó, chúng ta sẽ nhận thức rõ hơn về vai trò của năng lượng tái tạo trongviệc xây dựng một tương lai xanh, bền vững cho nhân loại

Nhóm thực hiện: Nhóm 5

TÓM TẮT 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

1.3 Phương pháp nghiên cứu và phân công nhiệm vụ 1

CHƯƠNG 2 KHÁI NIỆM NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG 3

1 Khái niệm năng lượng tái tạo 3

2 Các dạng năng lượng tái tạo 3

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN, NGUYÊN TẮC, ỨNG DỤNG, ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 4

1 Năng Lượng gió 4

1.1 Khái niệm năng lượng gió 4

1.2 Lợi ích của năng lượng gió 4

1.2.1 Một nguồn năng lượng sạch 4

1.2.2 Khả năng tái tạo và bền vững 5

1.2.3 Tạo việc làm và cung cấp kinh tế 5

1.2.4 Tiềm năng tại Việt Nam 5

1.3 Thách thức trong việc phát triển năng lượng gió 5

1.3.1 Chi phí đầu tư ban đầu cao 5

1.3.2 Cơ chế chính sách chưa đồng bộ 5

1.3.3 Tác động đến cảnh quan và cộng đồng 5

1.4 Triển vọng của năng lượng gió tại Việt Nam 6

1.4.1 Lớp phủ chính của cam và các hỗ trợ chính sách 6

1.4.2 Sự tham gia của các nhà tư vấn quốc tế 6

1.4.3 Phát triển hạ tầng và công nghệ lưu trữ 6

1.4.4 Tiềm năng bên ngoài khơi 6

2 Năng lượng địa nhiệt 7

2.1 Khái niệm năng lượng địa nhiệt 7

2.2 Lợi ích của năng lượng địa nhiệt 7

2.2.1 Một nguồn năng lượng sạch 7

2.2.2 Tiềm năng Bền vững và dài hạn 8

2.2.3 Giảm sự phụ thuộc vào nguồn thạch hóa hóa 8

2.2.4 Thúc đẩy phát triển kinh tế 8

2.3 Thách thức trong phát triển năng lượng địa nhiệt 8

2.3.1 Chi phí đầu tư ban đầu cao 8

2.3.2 Công nghệ khai thác phức tạp 8

2.3.3 Tác động đến địa phương môi trường 8

2.3.4 Thông tin và hỗ trợ chính sách cơ sở 9

2.4 Triển vọng phát triển của năng lượng địa nhiệt tại Việt Nam 9

2.4.1 Tiềm năng lượng đại nhiệt tại Việt Nam 9

2.4.2 Chính sách phát triển năng lượng tái tạo 9

2.4.4 Các công thức và cơ sở trong tương lai 9

3 Năng lượng thủy điện 10

3.2 Nguyên tắc 10

3.3 Ứng dụng 11

3.4 Ưu điểm 11

3.5 Nhược điểm 12

4 Năng lượng Hydrogen 13

4.1 Tổng quan 13

4.2 Nguyên tắc 13

4.3 Ứng dụng 14

4.4 Ưu điểm 14

4.5 Nhược điểm 15

4.6 Tình hình ứng dụng tại Việt Nam 15

5 Năng lượng sinh khối 15

5.1 Tổng quan 15

5.2 Nguyên tắc 16

5.3 Ứng dụng 16

5.4 Ưu và nhược điểm 16

5.5 Tình hình ứng dụng tại Việt Nam 17

CHƯƠNG 4 TẦM QUAN TRỌNG CỦA NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO, XU HƯỚNG ĐẦU TƯ VÀ THÁCH THỨC CỦA NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 18

1 Tầm quan trọng của năng lượng tái tạo 18

2 Xu hướng đầu tư vào năng lượng tái tạo và thách thức 19

TÀI LIỆU THAM KHẢO 21

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN1.1 Lý do chọn đề tài

Trong bối cảnh toàn cầu hóa, các vấn đề về biến đổi khí hậu, ô nhiễm môitrường và cạn kiệt nguồn năng lượng hóa thạch đang trở thành mối quan tâmhàng đầu của nhân loại Năng lượng tái tạo, với các đặc điểm nổi bật như thânthiện với môi trường, không gây phát thải khí nhà kính và khả năng tái tạo bềnvững, được xem là giải pháp tối ưu để đối phó với những thách thức này

Việt Nam, với điều kiện tự nhiên phong phú như ánh nắng dồi dào, tiềmnăng gió lớn và hệ thống sông ngòi đa dạng, có cơ hội rất lớn để khai thác nănglượng tái tạo Tuy nhiên, việc ứng dụng và phát triển các nguồn năng lượng nàyvẫn còn gặp nhiều hạn chế do thiếu hụt công nghệ, nguồn lực và chính sách phùhợp Do đó, đề tài nghiên cứu về năng lượng tái tạo không chỉ có ý nghĩa lýthuyết mà còn mang lại giá trị thực tiễn, góp phần thúc đẩy sự phát triển bềnvững tại Việt Nam

1.2 M c tiêu nghiên c u ụ ứ

Mục tiêu chính: Tìm hiểu các loại hình năng lượng tái tạo và đánh giá tiềmnăng phát triển của chúng tại Việt Nam

Mục tiêu cụ thể:

 Phân tích lợi ích và thách thức khi sử dụng năng lượng tái tạo

 Nghiên cứu thực trạng ứng dụng năng lượng tái tạo tại Việt Nam vàtrên thế giới

 Đề xuất các giải pháp thúc đẩy ứng dụng năng lượng tái tạo trongtương lai

1.3 Phương pháp nghiên cứu và phân công nhiệm vụ

Phương pháp nghiên cứu:

 Phương pháp tài liệu: Tổng hợp, phân tích và đánh giá các nghiên cứu, báocáo, tài liệu khoa học liên quan đến năng lượng tái tạo

 Phương pháp phân tích định tính: So sánh, đối chiếu các mô hình ứng dụngnăng lượng tái tạo tại Việt Nam và quốc tế

 Phương pháp thực địa (nếu có): Khảo sát tại các khu vực có sử dụng nănglượng tái tạo để đánh giá hiệu quả thực tiễn.

Phân công nhiệm vụ:

 Nghiên cứu lý thuyết: Thu thập tài liệu, phân tích các khái niệm cơbản về năng lượng tái tạo

 Thực trạng và tiềm năng tại Việt Nam: Điều tra và thu thập thông tinthực tế về các dự án năng lượng tái tạo

 Đề xuất giải pháp: Tổng hợp kết quả nghiên cứu để đưa ra kiến nghịphù hợp

CHƯƠNG 2 KHÁI NIỆM NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ CÁC

DẠNG NĂNG LƯỢNG

1 Khái niệm năng lượng tái tạo

Khái niệm về năng lượng tái tạo (năng lượng tái sinh):  là năng lượng từnhững nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn Vô hạn cóhai nghĩa: Hoặc là năng lượng tồn tại nhiều đến mức mà không thể trở nêncạn kiệt vì sự sử dụng của con người như năng lượng mặt trời, gió, mưa, thủytriều, sóng và địa nhiệt…, hoặc là năng lượng tự tái tạo trong thời gian ngắn

và liên tục như năng lượng sinh khối… trong các quy trình còn diễn tiếntrong một thời gian dài trên Trái Đất

Tái tạo: được hiểu là khôi phục, làm đầy lại Dùng để chỉ đến các chu kỳtái tạo mà đối với con người là ngắn đi rất nhiều (ví dụ như khí sinh học sovới năng lượng hóa thạch Chu kỳ tái tạo của chúng có thời gian tương ứngvới thời gian chúng được sử dụng

Nguyên tắc của việc sử dụng năng lượng tái tạo là tách một phần nănglượng từ các quy trình diễn biến liên tục trong môi trường và đưa vào trongcác sử dụng kỹ thuật Có khoảng 16% lượng tiêu thụ điện toàn cầu từ cácnguồn năng lượng tái tạo

2 Các dạng năng lượng tái tạo

Năng lượng được phân chia thành nhiều loại và phần lớn là các nănglượng đều có khả năng phục hồi Có các loại năng lương như sau:

• Năng lượng mặt trời

• Năng lượng gió

• Năng lượng địa nhiệt

• Năng lượng thủy điện

• Năng lượng hydrogen

• Năng lượng sinh khối

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN, NGUYÊN TẮC, ỨNG DỤNG, ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

1 Năng Lượng gió

Trong những thập kỷ gần đây, các biến đổi khí hậu và môi trường môitrường đã trở thành những vấn đề toàn cầu Yêu cầu vấn đề quyết định Sự phụthuộc vào năng lượng hóa thạch không chỉ làm cạn kiệt tài nguyên mà còn gây

ra hậu quả nghiêm trọng cho khí hậu và sinh thái Trong bối cảnh đó, nănglượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng gió, nổi lên như một giải pháp khả thi, vừathân thiện với môi trường vừa mang tính kinh tế lâu dài Tại Việt Nam, vớiđường bờ biển dài và tiềm năng gió lớn, lượng gió đang dần trở thành một phầnquan trọng trong chiến lược năng lượng quốc gia Bài luận tiểu này sẽ phân tíchvai trò trò chuyện, lợi ích, công thức và phát triển năng lượng gió trên thế giớicũng như tại Việt Nam

1.1.Khái niệm năng lượng gió.

Năng lượng gió là loại năng lượng được tạo ra từ công việc chuyển đổi nănglượng của gió thành điện Quá trình này được thực hiện thông qua tua bin gió,nơi cánh quạt quay làm sức gió gió, từ đó tạo ra cơ năng và cuối cùng chuyểnđổi thành điện thông qua máy phát điện

Có hai hình thức phổ biến để khai thác năng lượng gió:

 Gió trên đất liền: Các tua bin được đặt ở những vùng có tốc độ gió ổn

định, như vùng đồng bằng hoặc đồi núi thấp

 Gió ngoài khơi: Các trang trại gió được đặt trên biển, nơi có lượng gió

mạnh và ổn định hơn so với trên đất liền

1.2 Lợi ích của năng lượng gió.

1.2.1 Một nguồn năng lượng sạch

Năng lượng gió không tạo ra khí thải nhà kính hay các chất gây ô nhiễmnhiễm trùng trong quá trình vận hành Đây là một trong những giải pháp tối ưu

để giảm thiểu tác động của hậu khí biến đổi, góp phần bảo vệ môi trường và hệthống tự nhiên sinh thái

1.2.2 Khả năng tái tạo và bền vững

Gió là nguồn tài nguyên vô hạn, không bị cạn kiệt theo thời gian Khác vớinhiên liệu hóa thạch, năng lượng gió có thể cung cấp một cách ổn định và bềnvững trong tương lai

1.2.3 Tạo việc làm và cung cấp kinh tế

Ngành công nghiệp năng lượng gió đóng góp vào việc tạo ra hàng triệu côngviệc, từ sản xuất và gắn tua bin đến bảo trì và biểu tượng hành động Đồng thời,việc đầu tiên sử dụng năng lượng gió giúp giảm sự phụ thuộc vào năng lượngnhập khẩu, tăng cường năng lượng quốc gia

1.2.4 Tiềm năng tại Việt Nam

Với hơn 3.000 km đường bờ biển và nhiều khu vực có tốc độ gió trung bình

từ 6-9 m/s, Việt Nam được đánh giá là một trong những quốc gia có tiềm nănglớn để phát triển năng lượng gió, đặc biệt là năng lượng gió khơi dậy Các khuvực như Ninh Thuận, Bình Thuận, Bạc Liêu, Trà Vinh đã và đang trở thànhnhững trung tâm phát triển năng lượng gió của cả nước

1.3 Thách thức trong việc phát triển năng lượng gió.

1.3.1 Chi phí đầu tư ban đầu cao

Xây dựng các trang trại gió, đặc biệt là khơi dậy, Yêu cầu nguồn vốn lớn đểlắp đặt và phát triển cơ sở hạ tầng Tại Việt Nam, nhiều doanh nghiệp doanhnghiệp nhỏ và vừa gặp khó khăn trong việc tiếp theo nguồn vốn dài hạn, làmchậm tốc độ phát triển các dự án năng lượng gió

1.3.2 Cơ chế chính sách chưa đồng bộ

Mặc dù chính phủ Việt Nam đã cấm hành động nhiều chính sách phát triểnnăng lượng tái tạo, nhưng việc thực thi vẫn còn nhiều hạn chế Các thủ tục cấpphép phức tạp, thiếu công cụ hướng dẫn và sự hợp nhất chưa hiệu quả giữa các

cơ sở quản lý là những rào cản lớn

1.3.3 Tác động đến cảnh quan và cộng đồng

Tương tự như ở các quốc gia khác, việc gắn tua bin gió tại Việt Nam cũnggây lo ngại về tác động tới cảnh quan, tiếng ồn và ảnh hưởng đến sinh hoạt củangười dân địa phương

1.3.4 Hạ tầng kỹ thuật và kho lưu trữ chưa được phát triển

Hệ thống truyền tải điện và công nghệ lưu trữ năng lượng tại Việt Nam chưa

đủ mạnh để hỗ trợ phát triển các trang trại gió lớn, đặc biệt là các dự án ngoàikhơi Điều này dẫn đến nguy cơ lãng phí năng lượng khi gió mạnh nhưng không

là một trong những ưu tiên hàng đầu

1.4.2 Sự tham gia của các nhà tư vấn quốc tế

Việt Nam đang thu hút sự quan tâm lớn từ các nhà đầu tư quốc tế vào các dự

án năng lượng gió, đặc biệt là các dự án gió ngoài kích thích mô lớn Những đốitác từ Châu Âu, Nhật Bản, và Hàn Quốc mang đến công nghệ hiện đại và nguồndồi dào

1.4.3 Phát triển hạ tầng và công nghệ lưu trữ

Việt Nam đang từng bước nâng cấp hệ thống truyền tải điện và đầu tư vàocông nghệ lưu trữ năng lượng Điều này không chỉ tăng cường hiệu quả sử dụngnăng lượng gió mà còn giúp tối ưu hoá chi phí và đảm bảo tính ổn định củamạng điện

1.4.4 Tiềm năng bên ngoài khơi

Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, các khu vực biển gần Việt Nam có thể cungcấp hàng trăm GW điện từ năng lượng gió Đây là nguồn lực có thể giúp ViệtNam trở thành một trong những nơi sản xuất năng lượng tái tạo trung tâm củakhu vực Đông Nam Á

KẾT LUẬN

Năng lượng gió không chỉ là một giải pháp tối ưu để hỗ trợ các biến đổi khíhậu mà còn mang lại cơ hội cho sự phát triển kinh tế bền vững của Việt Nam.Tuy vẫn còn nhiều công thức, nhưng với sự cam kết của chính phủ, sự tham gia

của các nhà tư vấn quốc tế đầu tiên và sự phát triển của công nghệ, năng lượnggió sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong chiến lược năng lượng quốc gia.Việt Nam có tiềm năng lớn và quyết tâm hướng tới năng lượng xanh, hoàntoàn có khả năng trở thành một trong những quốc gia dẫn đầu về phát triển nănglượng gió tại khu vực và trên thế giới.

2 Năng lượng địa nhiệt.

Năng lượng đại nhiệt (hay còn gọi là năng lượng nhiệt độ cao từ han đất) làmột trong những lựa chọn khả thi nhất trong số các nguồn năng lượng tái tạo.Việc sử dụng năng lượng đại nhiệt không chỉ giúp giảm thiểu khí phát thải củanhà kính mà còn cung cấp một nguồn năng lượng bền vững cho các quốc giađang phát triển Bài luận tiểu này sẽ phân tích tiềm năng, lợi ích, công thức vàtriển vọng năng lượng đại nhiệt, đặc biệt là trong bối cảnh Việt Nam

2.1 Khái niệm năng lượng địa nhiệt.

Năng lượng đại nhiệt là loại năng lượng được khai thác từ nhiệt độ cao trongđất Nguồn năng lượng này có thể được khai thác thác thông qua các phươngpháp như khoan sâu vào đất để lấy nhiệt, hoặc thông qua các hệ thống làm nóngnước bổ tạo để ra hơi nước, sau đó chuyển hóa thành năng năng thông qua cáctua bin

Các nguồn năng lượng đại nhiệt có thể được phân thành hai loại chính:

 Năng lượng địa nhiệt khô: Là loại năng lượng có thể khai thác thác từ

magma mỏm đá hoặc đá nóng

 Năng lượng địa nhiệt ẩm: Là loại năng lượng được khai thác từ nước

nóng dưới đất, giúp tạo ra hơi nước hoặc nhiệt để sản xuất điện

2.2 Lợi ích của năng lượng địa nhiệt.

2.2.1 Một nguồn năng lượng sạch

Năng lượng đại nhiệt được xem là nguồn năng lượng sạch vì quá trình khaithác và sử dụng không phát khí thải nhà kính hay các chất độc ô nhiễm khác.Đây là yếu tố quan trọng giúp giảm thiểu tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu

và bảo vệ môi trường

2.2.2 Tiềm năng Bền vững và dài hạn

Khác với các nguồn năng lượng hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí tựnhiên, năng lượng đại nhiệt có thể tái tạo một cách tự nhiên và liên tục, bởi nhiệttrong đất không bao giờ cạn kiệt trong quá trình khai thác Điều này giúp nănglượng đại nhiệt trở thành nguồn năng lượng vững chắc và ổn định cho tương lai

2.2.3 Giảm sự phụ thuộc vào nguồn thạch hóa hóa

Việc phát triển năng lượng đại nhiệt giúp các quốc gia giảm bớt sự phụthuộc vào các nguồn năng lượng nhập khẩu, đảm bảo năng lượng và giảm chiphí năng lượng cho nền kinh tế

2.2.4 Thúc đẩy phát triển kinh tế

Ngành công nghiệp năng lượng đại nhiệt có thể tạo ra nhiều cơ hội làm việc,

từ nghiên cứu, khai thác thác, xây dựng các nhà máy, đến bảo trì và vận hành.Điều này góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế, đặc biệt là ở những khu vựcchưa phát triển

2.3 Thách thức trong phát triển năng lượng địa nhiệt.

2.3.1 Chi phí đầu tư ban đầu cao

Dù năng lượng đại nhiệt mang lại nhiều lợi ích nhưng chi phí đầu tư ban đầucho các dự án khai thác năng lượng địa nhiệt khá lớn Điều này bao gồm chi phíkhoan sâu vào đất, xây dựng các tầng hạ tầng, lắp đặt hệ thống nhà máy và tuabin, và phát triển công nghệ hiện đại

2.3.2 Công nghệ khai thác phức tạp

Mặc dù công nghệ khai thác năng lượng đại nhiệt đã có những tiến bộ đáng

kể, nhưng việc khoan và khai thác nhiệt từ sâu dưới đất vẫn đòi hỏi các kỹ thuật

và thiết bị đặc biệt, màu đỏ Rủi ro về kỹ thuật trong quá trình khoan và bảo trì

hệ thống khai thác thác là một công thức lớn

2.3.3 Tác động đến địa phương môi trường

Việc khai thác năng lượng đại nhiệt có thể gây ra những tác động tiêu cựcđến môi trường địa phương, như việc thay đổi nhiệt độ đất, thay đổi ứng dụngđịa chất và tiềm ẩn nguy cơ gây động đất Tuy nhiên, các công nghệ khai thácthác hiện đại đang dần dần cải thiện khả năng giảm thiểu những tác động này