Tài nguyên khoáng sản và năng lượng potx

atài nguyên khoáng sản trên thế giới tài nguyên khoáng sản đóng vai trò rất quan trọng trong phát triển công nghiệp,kinh tế xã hội của mỗi quốc gia.tài nguyên khoáng sản được chia thành

TÀI NGUYÊN KHOÁNG SẢN VÀ NĂNG LƯỢNG

1.Tài nguyên khoáng sản

"Tài nguyên khoáng sản là tích tụ vật chất dưới dạng hợp chất hoặc đơn chất trong vỏ trái đất, mà ở điều kiện hiện tại con người có đủ khả năng lấy ra các nguyên tố có ích hoặc sử dụng trực tiếp chúng trong đời sống hàng ngày"

a)tài nguyên khoáng sản trên thế giới

tài nguyên khoáng sản đóng vai trò rất quan trọng trong phát triển công nghiệp,kinh tế xã hội của mỗi quốc gia.tài nguyên khoáng sản được chia thành hai nhóm:khoáng sản kim loại và khoáng sản phi kim loại,trong đó nhóm nhiên liệu hóa thạch đóng vai trò cực kì quan trọng trong phát triển của từng quốc gia,vì hiện nay,khoảng 80% nguồn năng lượng của thế giới là

do nguồn khoáng sản này cung cấp

Nhiên liệu hóa thạch được hình thành từ quá trình phân hủy kỵ khí của

xác các sinh vật, bao gồm thực vật phù du và động vật phù du lắng đọng xuống đáy biển (hồ) với số lượng lớn trong các điều kiện thiếu ôxy, cách đây hàng triệu năm Trải qua thời gian địa chất, các hợp chất hữu cơ này trộn với bùn, và bị chôn vùi bên dưới các lớp trầm tích nặng Trong điều kiện nhiệt

độ và áp suất cao làm cho các vật chất hữu cơ bị biến đổi hóa học, đầu tiên

là tạo ra kerogen ở dạng sáp Chúng được tìm thấy trong các đá phiến sét dầu và sau đó khi bị nung ở nhiệt cao hơn sẽ tạo ra hydrocacbon lỏng và khí bởi quá trình phát sinh ngược

về khoáng sản không phải nhiên liệu hóa thạch,nhu cầu của thế giới tăng lên hàng năm,đặc biệt trong vòng hai thập kỉ qua.theo ước tính bình quân hàng năm nhu cầu tiêu thụ các sản có sử dụng khoáng sane ngoài nhiên liệu hóa thạch tăng lên từ 3-5% và tăng lên gấp đôi vào năm 2000,so với năm

1985

Mức độ tiêu thụ và tiềm năng của các nguồn khoáng sản của thế giới được chỉ ra trong bảng sau

Bảng 26.5.mức độ khai thác và tiềm năng của các khoáng sản chính của thế giới

Loại

Trữ lượng (1976)

nhu cầu tiêu thụ (1976)

Tốc độ tăng nhu cầu dự kiến/năm (%)

Tuổi thọ (năm) Theo mức

tiêu thụ 1976

Theo tốc độ tăng dự kiến hàng năm

Photphat(triệu

Về nhiên liệu hóa thạch,bao gồm than đá,dầu hỏa và khí đốt,nhu cầu tiêu thụ của thế giới tăng lên hàng năm.tính từ 1975-1990,nhu cầu tiêu thụ nguồn khoáng sản này của thế giới đả tăng lên 58% đối với dầu hỏa,13% với than đá và 43% đối với khí đốt.Trong vòng hai thập kỉ qua đây là nguồn nhiên liệu đóng góp trên 80% năng lượng sử dụng trong các hoạt động của con người trên thế giới

b)Khoáng sản của Việt Nam

Việt Nam là một trong số các quốc gia được đánh giá là tiềm năng và đa dạng

về tài nguyên, đặc biệt là tài nguyên khoáng sản với khoảng 5.000 điểm mỏ của

hơn 60 loại khoáng sản, trong đó, có một số loại khoáng sản lớn về trữ lượng

bauxite, titan, đất hiếm, than và quý về giá trị như dầu mỏ, uranium… và được

phân bố ở 8 vùng sinh thái như sau:

-Vùng Đông Bắc Bắc Bộ:than đá

-Vùng Việt Bắc;sắt,thiếc,chì ,kẽm,mangan vàng,bạc

-Vùng Tây Bắc Bắc Bộ:âptit vàng,đồng,sắt

-Vùng khu bốn cũ:thiếc ,sắt, vàng

-Vùng Trung Trung bộ:thiếc vàng…

-Vùng Nam Trung bộ và Đông Nam bộ:thiếc vàng,bạc

-Vùng đồng bằng sông Cửu Long:bentomit,sét,than bùn

-Vùng ven biển thềm lục địa:dầu, khí

Một số khoáng sản chính của nước ta là:than đá,sắt ,apatit,dầu hỏa và khí đốt Trong những năm qua,chúng ta đã mở rộng việc thăm dò và khai thác dầu,khí trên vùng biển của nước ta và đã cho những kết quả khả quan Chắc chắn đây là nghành công nghiệp quan trọng của Việt Nam,đóng góp to lớn vào quá trình phát triển kinh tế,công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước

Kết quả thăm dò dầu khí cho thấy,trên vùng biển nước ta có 8 bể trầm tích Đệ Tam,đó là:sông Hồng , Phú Khánh, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Thổ Chu ,Vũng Mây,Hoàng Sa và nhóm bể Trường Sa,trong số này,chung ta chỉ mới tập trung thăm dò ở Cửu Long,Nam Côn Sơn,Thổ Chu-Mã Lai và Sông Hồng

-Ở vùng bể Sông Hồng,khoan 15 giếng,4 giếng thấy có khí và có hai loại đá chứa dầu là trầm tích vụn và trầm tích cacbonat

-Bể Phú Khánh(trung trung bộ)qua thăm dò thấy rất có triển vọng về dầu khí.bể Cửu Long đã co 27 giếng,trong đó phát hiện 15 giếng có dầu.tại đây đã có 4 mỏ dầu đang được khai thác là:bạch hổ,rồng,rạng đông va rubi

-Bể Nam Côn Sơn phân bố ở phía đông và nam đảo côn sơn.chúng ta đã khoan

47 giếng và đã phát hiện 17 giếng có dầu khí.hiện nay đã có 3 mỏ khai thác dầu khí ở đây,đó là:đại hùng.mỏ khí 1lan tây lan đỏ và mỏ rồng đôi

-bể Thổ Chu-Mã Lai phân bố ở vũng vịnh thái lan.chúng ta đã hợp tác với

Malaisia khoan thăm dò 17 giếng,thấy 13 giếng có dầu khí Hiện nay chúng ta đang khai thác mỏ bunga-kekwa

-Bể Vũng Mây phân bố ở Đông,Đông nam đảo Côn Sơn hiện nay chúng ta đang tiếp tục thăm dò

-Hai bể Hoàng Sa và Trường Sa nằm ở phần sườn dốc lục địa,có độ sâu lớn nên chưa được nghiên cứu kĩ

Bảng 27.5.sản lượng dầu khai thác qua các năm của việt nam

-Sản lượng năm(triệu tấn)

đầu

khai

thác

Bạch hổ 1986 0.04 0.28 0.69 1.52 2.70 3.96 5.50 6.31 6.90 6.60 7.97 9.30

Bunga-kekwa

1997

Tổng 0.04 0.28 0.69 1.52 2.70 3.96 5.50 6.31 7.09 7.64 8.78 9.82

Về sản lượng khí,riêng mỏ bạch hổ,năm 1995 đã khai thác 163 triệu tấn,năm

1996 là 290 triệu tấn,năm 1997 là 540 triệu tấn

Cho đến nay chúng ta đã khai thác được trên 100 triệu tấn dầu và một khối lượng lớn khí đốt

II.NĂNG LƯỢNG

"Năng lượng là một dạng tài nguyên vật chất xuất phát từ hai nguồn chủ yếu: Năng lượng mặt trời và năng lượng lòng đất"

Năng lượng mặt trời tạo tồn tại ở các dạng chính: bức xạ mặt trời, năng lượng sinh học (sinh khối động thực vật), năng lượng chuyển động của khí quyển và thuỷ quyển (gió, sóng, các dòng hải lưu, thuỷ triều, dòng chảy sông ), năng lượng hoá thạch (than, dầu, khí đốt, đá dầu) Năng lượng lòng đất gồm nhiệt lòng đất biểu hiện ở các các nguồn địa nhiệt, núi lửa và năng lượng phóng xạ tập trung

ở các nguyên tố như U, Th, Po,

Năng lượng là tài nguyên không thể thiếu được trong mọi hoạt động của loài người Trong quá trình phát triển xã hội loài người,nhu cầu về năng lượng tăng lên không ngừng.theo hội đồng chất lượng môi trường mỹ(1985),nhu cầu năng lượng thế giới giai đoạn 1975-1990 đã tăng lên 58% với tổng năng lượng tiêu thụ

là 384 x1015Btu vào năm 1990

Bảng 28.5.sử dụng các dạng năng lượng thế giới,giai đoạn 1975-1990

Dạng năng

lượng

tăng(1975-1990)

% tăng trung bình/ năm

10 15 Btu % tổng số 10 15 Btu % tổng số

Nguyên tử

và các

nguồn

khác

Như vậy,nguồn năng lượng chính của thế giới hiện nay là vẫn dựa vào nguồn nhiên liệu hóa thạch (92% năm 1975 và 84% năm 1990)

Nhìn chung,nhu cầu tiêu thụ năng lượng của thế giới đã và đang tăng lên rất mạnh

Tuy nhiên mức độ tiêu thụ năng lượng là rất khác nhau giữa các khu vực.Ở các nước công nghiệp phát triển,mức tiêu thụ bình quân đầu người là rất cao,trong khi đó ở các nước kém phát triển vùng nhiệt đới là rất thấp(bảng 29.5)

Bảng 29.5.mức tiêu thụ năng lượng bình quân đầu người/năm ở các khu vực khác nhau của thế giới,giai đoạn 1975-1990

Khu vực 1975 1990 % tăng

(1975-1990)

%tăng trung bình/ năm

Các nước

phát triển

Các nước

kém phát

triển

Các nước

kinh tế tập

trung(Liên

xô-Đông

Âu)

Toàn thế

Như vậy,qua số liệu bảng 29.5 có thể nói rằng các nước công nghiệp phát triển sử dụng một phần lớn năng lượng của thế giới

Điện năng được coi là dạng năng lượng quan trọng nhất hiện nay trong phát triển kinh tế xã hội của mọi quốc gia.Các nhà máy điện hiện nay bao gồm:

-Nhiệt điện

Đây là dạng nhà máy điện có từ rất sớm.Nguyên liệu chủ yếu cho các nhà máy nhiệt điện là than đá,dầu hỏa và khí đốt.Việc đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch với khối lượng lớn thường dẫn đến ô nhiễm môi trường vì đã thải ra rất nhiều CO2 và khói bụi,không chỉ ảnh hưởng đến con người mà còn ảnh hưởng đến động,thực vật sống quanh nó.Do đó,việc phát triển các nhà máy nhiệt điện có xu hướng chậm lại trong vòng một thập kỉ qua

Nhường chỗ cho nhũng năng lượng sạch khác ít tốn kém hơn như:năng lượng thủy điện,năng lượng gió,năng lượng Mặt Trời…

Một số nhà máy nhiệt điện ở nước ta

Nhà máy nhiệt điện Uông Bí Nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ

nhiệt điện Bà Rịa nhà máy nhiệt điện quy mô,công suất 2400 MW

-Thủy điện

Thuỷ điện là nguồn điện có được từ năng lượng nước Đa số năng lượng thuỷ

điện có được từ thế năng của nước được tích tại các đập nước làm quay một tuốc bin nước và máy phát điện Kiểu ít được biết đến hơn là sử dụng năng lượng động lực của nước hay các nguồn nước không bị tích bằng các đập nước như năng lượng thuỷ triều

Đây là nguồn điện năng sạch,do không phải sử dụng các nhiên liệu hóa

thạch.thủy điện được phát triển rất mạnh từ sau chiến tranh thế giới thứ hai,đặc biệt ở châu Âu.cho đến nay các nước châu âu khai thác được khoảng 60% tiềm năng thủy điện trong khu vực,thư đến là bắc mĩ 36%, trong khi đó châu á mới khai thác đươc khoảng 9% tiềm năng thủy điện trong khu vực Trong tương lai châu á sẽ có tốc độ tăng thủy điện cao.Nhìn chung thủy điện mang lại nhiều lợi ích kinh tế,xã hội như:cung cấp điện sạch và rẻ,trị thủy,cung cấp nước tưới,phát triển thuỷ sản,du lịch…

Lợi ích lớn nhất của thuỷ điện là hạn chế được giá thành nhiên liệu Các nhà máy thuỷ điện không phải chịu cảnh tăng giá của nhiên liệu hóa thạch như dầu

mỏ, khí thiên nhiên hay than đá, và không cần phải nhập nhiên liệu Các nhà máy thuỷ điện cũng có tuổi thọ lớn hơn các nhà máy nhiệt điện

Các nhà máy thuỷ điện hồ chứa bằng bơm hiện là công cụ đáng chú ý nhất để tích trữ năng lượng về tính hữu dụng, cho phép phát điện ở mức thấp vào giờ thấp điểm (điều này xảy ra bởi vì các nhà máy nhiệt điện không thể dừng lại hoàn toàn hàng ngày) để tích nước sau đó cho chảy ra để phát điện vào giờ cao điểm hàng ngày Việc vận hành cách nhà máy thuỷ điện hồ chứa bằng bơm cải thiện hệ

số tải điện của hệ thống phát điện

Những hồ chứa được xây dựng cùng với các nhà máy thuỷ điện thường là những địa điểm thư giãn tuyệt vời cho các môn thể thao nước, và trở thành điểm thu hút khách du lịch Các đập đa chức năng được xây dựng để tưới tiêu, kiểm soát lũ, hay giải trí, có thể xây thêm một nhà máy thuỷ điện với giá thành thấp, tạo nguồn thu hữu ích trong việc điều hành đập

Tuy nhiên phát triển thủy điện củng nảy sinh một số vấn đề:

Do có đập chắn và hồ chúa nên dòng chảy của các con sông bị thay đổi cả về hướng và tốc độ.Sự thay đổi này thường dẫn đến sạt lở ven bờ vùng hạ lưu,cũng như làm tăng sự lặng đọng phù sa cả ở vùng hồ lẫn dòng sông vùng hạ lưu.Sự bồi

lăng dòng sông ở vung hạ lưu cũng gây khó khăn cho việc xây dựng đê điều cũng như giao thông vùng hạ lưu

Do phải trữ một lượng nước rất lớn trên hồ nên trong trường hợp nền địa chất yếu,thường dẫn đến địa chấn,hoặc mạnh hơn là động đất trong vùng.Đây cũng là mối đe dọa đối với đập.Do đó cần phải khảo sat thật kĩ địa chất trước khi có quyết định xây dựng thủy điện

Do có hồ chứa nên nguồn dinh dưỡng trong nước sông vùng hạ nguồn thường giảm xuống.Điều này thường dẫn đến sự suy giảm nguồn thủy sinh của vùng hạ lưu.Mặt khác,hồ chứa cũng thường làm nảy sinh một số dịch bệnh lan truyền qua đường nước trong vùng,như:sốt rét,bệnh giun kí sinh truyền qua ốc sang người

Sự cố của đập thường đe dọa lớn nhất đến tính mạng và đời sống người dân trong vùng

Sự phát điện của nhà máy điện cũng có thể ảnh hưởng đến môi trường của dòng sông bên dưới Thứ nhất, nước sau khi ra khỏi turbine thường chứa rất ít cặn lơ lửng, có thể gây ra tình trạng xối sạch lòng sông và làm sạt lở bờ sông Thứ hai,

vì các turbine thường mở không liên tục, có thể quan sát thấy sự thay đổi nhanh chóng và bất thường của dòng chảy Tại Grand Canyon, sự biến đổi dòng chảy theo chu kỳ của nó bị cho là nguyên nhân gây nên tình trạng xói mòn cồn cát ngầm Lượng oxy hoà tan trong nước có thể thay đổi so với trước đó Cuối cùng, nước chảy ra từ turbine lạnh hơn nước trước khi chảy vào đập, điều này có thể làm thay đổi số lượng cân bằng của hệ động vật, gồm cả việc gây hại tới một số loài Các hồ chứa của các nhà máy thuỷ điện ở các vùng nhiệt đới có thể sản sinh

ra một lượng lớn khí methane và carbon dioxide Điều này bởi vì các xác thực vật mới bị lũ quét và các vùng tái bị lũ bị tràn ngập nước, mục nát trong một môi trường kỵ khí và tạo thành methane, một khí gây hiệu ứng nhà kính mạnh

Methane bay vào khí quyển khí nước được xả từ đập để làm quay turbine

Thủy điện Hòa Bình Thủy điện Krông H’Năng-Phú Yên

-Điện nguyên tử

Liên xô là nước đầu tiên xây dựng thành công nhà máy điện nguyên tử vào tháng 6,1954.từ đó đến nay,điện nguyên tử không nhừng phát triển và trở thành nguồn cung cấp năng lượng lớn của thế giới.trong thời gian tới,điện nguyên tử vẫn được coi là xu hướng phát triển ngành năng lượng của thế giới.bởi điện nguyên tử có những ưu đểm sau:

Nguồn nguyên liệu chính cho các nhà máy điện nguyên tử là uranium

Nguồn nguyên liệu này có trữ lượng rất lớn trong tự nhiên,kể cả ở đất liền và trong nước biển.trong khi đó lượng sử dụng không lớn.người ta ước tính 1 kg uran-235 khi phân rã hoàn toàn trong lò phản ứng hạt nhân sẽ phát ra nguồn năng lượng khoảng 23 triệu kw giờ,tương đương với đốt cháy 2600 tấn than

Nhà máy gọn và hiệu quả kinh tế cao,giá điện rẻ

Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm chính trên điện nguyên tử cũng có một số khó khăn đáng kể,đó là việc xử lý chất thải phóng xạ.người ta ước tính,để đảo bảo cho hoạt động của một lò phản ứng hạt nhân với công suất 1000

mêgawat,một năm cần những hoạt động sau:

Khai thác quặng Uranium:86.000 tấn →nhà máy làm giàu uranium,sản xuất ra

162 tấn oxit uranium →sản xuất thanh nhiên liệu:36 tấn → lò phản ứng →36 tấn

đã sử dụng → chế biến lại →36 tấn thải

Lượng chất thải thường còn chứa một lượng phóng xạ nhất định,gây ô nhiễm môi trường,cần phải xử lý Hiện nay theo cách truyền thống,người ta cho chất thải phóng xạ vào các hòm kim loại dày và chôn xuống lòng đất hoặc đáy đại dương

ở độ sâu nhất định Song với cách này,sự rò rỉ phóng xạ vẫn còn rất cao.trong tương lai,các công nghệ mới trong xây dựng lò phản ứng cũng như xử lí chất thải

sễ được hoàn thiện hơn và hi vọng vấn đề chất thải phóng xạ sẽ được giải quyết

3.phương hướng trong khai thác và sử dụng tài nguyên khoáng sản và năng lượng nhất khoáng

a)Cải tiến công nghệ để khai thác và sử dụng có hiệu quả nhất khoáng sản và năng lượng

Đây là phương hướng mang tính chiến lược và có ý nghĩa to lớn trong quá trình phát triển kinh tế,xã hội bền vững Nó không những chỉ có ý nghĩa trong việc sử dung tiết kiệm tài nguyên khoáng sản và năng lượng mà còn có ý nghĩa to lớn trong bảo vệ môi trường,giảm thiểu sự ô nhiễm.Công nghệ ít phế thải và công nghệ sạch sẽ là xu hướng tất yếu của một xã hội phát triển

Tăng cường nghiên cứu và đưa vào sử dụng các nguồn năng lượng sạch để thay thế dần năng lượng hóa thạch

Nguồn nhiên liệu hóa thạch trước sau cũng sẽ cạn kiệt.Việc đốt cháy các nhên liệu hóa thạch đã và dang làm ô nhiễm bầu khí quyển ngày một trầm trọng,gây nên những hậu quả to lớn như nóng lên toàn cầu,biến đổi khí hậu và phá hủy tầng ôzon.Hiện nay chúng ta vẫn phụ thuộc quá nhiều vào nguồn nhiên liệu hóa thạch (trên 80% năng lượng sử dụng)

Trong giai đoạn rất quan trọng này của khí hậu thay đổi do nạn hâm nóng hoàn cầu nhân loại gây ra, rất cần thiết là chúng ta sử dụng tất cả nguồn tài nguyên sẵn có để giảm bớt lượng thán khí thải Dĩ nhiên để đạt tới mục tiêu cho con người giảm bớt sự tùy thuộc vào nhiên liệu hóa thạch để có năng lượng, chúng ta cần phải bắt đầu dùng những nguồn năng lượng xanh bền vững khác để tạo ra điện lực

Các dạng năng lượng sạch mà thế giới hiện nay đang quan tâm bao gồm:

- Năng lượng nhiệt đại dương

Nguồn năng lượng này được đề xuất và có ý tưởng nghiên cứu từ lâu Lần đầu tiên được đề xuất bởi nhà vật lý người pháp Arsonval vào năm 1881 Các nghiên cứu đầu tiên được tiến hành trên vịnh Matazas,Cu Ba trong sưoots nửa thế kỉ.Đến 1929,con trai của nhà vật lí này,Georges Claude đã xây dựng và chạy thử trạm phát điện kiểu OTEC.Nguyên lý chung của OTEC là :sử dụng sự chênh lệch nhiệt độ giữa lớp nước mặt và lớp nước ở độ sâu trên 600m của đại dương,để đun sôi và ngưng tụ một chất hoạt động mà có nhiệt độ sôi,bay hơi thấp và nhiệt độ ngưng tụ tương đối cao,tạo ra áp suất hơi liên tục làm quay tuabin phát điện Chất hoạt động thường sử dụng là ammonia và propan

Một số ưu điểm của trạm phát điện kiểu này là:

(1) Không sinh ra ô nhiễm, không sinh ra CO2

(2) Sử dụng nguồn năng lượng gần như vô tận của mặt trời đã chuyển thành nhiệt năng trên bề mặt đại dương

Dự án thí điểm gần đây nhất ở Hawaii Ngoài việc phát ra năng lượng điện, nước sau khi sử dụng được dùng điều hòa không khí, hoặc đưa vào khu nuôi trồng thủy sản gần đó, cung cấp nguồn nước biển sạch, giàu dinh dưỡng cho tảo,

cá, động vật giáp xác

Mặc dù OTEC khả thi về mặt kỹ thuật nhưng ảnh hưởng tiềm tàng của việc đưa một lượng lớn nước lạnh lên bề mặt ở vùng nhiệt đới cần được xem xét kỹ trước khi tiến hành đại trà, vẩn còn một số vấn đề về công nghệ OTEC cần được nghiên cứu tiếp để giải quyết như:chống ăn mòn các thiết bị trong nước