BO GIAO DUC VA DAO TAO
Trang 2
BO GIAO DUC VA DAO TAO
GIAO TRINH
GIÁO DỤC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG
TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUÁ
(Dùng cho học sinh hệ trung cấp chuyên nghiệp khối ngành
Công nghệ - Kỹ thuật)
Trang 3
LOI NOI DAU
Việc sản xuất và sử dụng năng lượng có tầm quan trọng đặc biệt đối với sự phát triển bền vững của mọi quốc gia Trong khi đó, nguồn năng lượng truyền thống có thể khai thác để cung cấp
cho nhu cầu của xã hội không phải là vô tận Vì vậy, việc sử dụng
năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã được các nước trên thế giới
đánh giá là một trong những lựa chọn ưu tiên để thực hiện chiến
lược phát triển bền vững trong thế kỷ 21 Việc giáo dục cho người
dân nói chung và học sinh Trung cấp chuyên nghiệp nói riêng về
ý thức sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là một trong
những nhiệm vụ quan trọng của chúng ta hiện nay
Bộ Giáo dục và Đào tạo đã tổ chức biên soạn cuốn "Giáo
trình Giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả" dành cho giáo viên và học sinh Trung cấp chuyên nghiệp khối ngành
Kỹ thuật —- Công nghệ Giáo trình được chia thành bốn chương,
gồm:
Chương 1 Năng lượng và các vấn đề năng lượng Chương 2 Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả Chương 3 Sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả
Chương 4 Sử dụng xăng dầu, khí đốt, than tiết kiệm và hiệu quả
Với thời lượng giảng dạy 30 tiết, tài liệu cung cấp cho học
sinh những kiến thức cơ bản về năng lượng và tình hình sử dụng
năng lượng, nhiên liệu, tài nguyên hiện nay; các chính sách về
sử dụng năng lượng của nước ta cũng như của một số quốc gia
trên thế giới; từ đó giáo dục cho học sinh ý thức, thói quen sử
dụng các dạng năng lượng thông dụng như điện năng, khí đốt,
- xăng dầu, than, một cách tiết kiệm và hiệu quả thông qua những hành động, chỉ dẫn đơn giản Qua đó, người học còn biết tuyên truyền cho những người xung quanh ý thức sử dụng năng
Trang 4
Trong quá trình biên soạn giáo trình, nhóm tác giả đã nhận
được nhiều ý kiến góp ý về nội dung từ các chuyên gia; các
trường, cơ sở đào tạo Trung cấp chuyên nghiệp và đã tiếp thu, chỉnh sửa Tuy nhiên, đây là cuốn giáo trình được biên soạn lần
đầu, bên cạnh đó, do hạn chế về thời gian nhằm cho giáo trình
sớm được ban hành và đưa vào sử dụng nên nội dung không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, chúng tôi rất mong nhận
được những ý kiến góp ý quý báu của bạn đọc để tài liệu hoàn thiện hơn trong những lần tái bản sau Ý kiến góp ý xin gửi về
địa chỉ: Bộ Giáo dục và Đào tạo (Vụ Giáo dục chuyên nghiệp), 49
Dai Cé Việt, Hà Nội
Xin trân trọng cảm ơn !
Trang 5MUC LUC LOI NO! DAU MUC LUC Chương 1 NĂNG LƯỢNG VÀ CÁC VẤN ĐỀ VỀ NĂNG LƯỢNG | 1.1 Năng lượng
1.1.1 Khái niệm năng lượng
1.1.2 Lịch sử sử dụng năng lượng của con người 1.1.3 Vai trò của năng lượng đối với đời sống con người 1.2 Các dạng năng lượng
1.2.1 Phân loại theo bản chất của năng lượng
1.2.2 Phân loại theo nguồn năng lượng sử dụng
1.3 Quá trình chuyển hóa năng lượng 1.3.1 Sự chuyển hóa năng lượng 1.3.2 Dòng chuyển hóa năng lượng
1.4 Những vấn đề xảy ra trong sử dụng năng lượng
1.4.1 Vấn đề ô nhiễm môi trường
1.4.2 Nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên, nhiên liệu
Câu hỏi ôn tập chương 1
Chương 2 SỬ DỤNG HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG VÀ CHÍNH SÁCH NĂNG LƯỢNG
2.1 Các khái niệm cơ bản
2.1.1 Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
2.1.2 Sản phẩm tiết kiệm năng lượng
2.1.3 Kiểm toán năng lượng
2.1.4 Chỉ số sử dụng năng lượng hiệu quả 2.1.5 Chính sách năng lượng
2.2 Chính sách năng lượng của một số vùng, quốc gia trên thế giới
2.2.1 Chính sách năng lượng của Mỹ
2.2.2 Chính sách năng lượng của châu Âu
Trang 62 3, Chính sách năng lượng của Việt Nam
2.3.1 Nghị định của Chính phủ về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả 2.3.2 Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
2.3.3 Dự thảo Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
Câu hỏi ôn tập - Bài tập chương 2
Chương 3 SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QuA 3.1 Sản xuất điện năng
3.1.1 Quá trình sản xuất điện năng
3.1.2 Tình hình sản xuất điện năng trên thế giới 3.1.3 Tình hình sản xuất điện năng ở Việt Nam
3.2 Sử dụng điện năng
3.2.1 Các ứng dụng của điện năng
3.2.2 Tình hình sử dụng điện năng ở Việt Nam trong giai đoạn hién nay 3.3 Chính sách của Chính phủ về sử dụng điện tiết kiệm và hiệu quả
3.4 Sử dụng các thiết bị điện tiết kiệm và hiệu quả
3.4.1 Các thiết bị điện tại gia đình
3.4.2 Các thiết bị điện tại công sở và nơi sản xuất
3.4.3 Hệ số công suất cos va van đề tiết kiệm điện năng 3.4.4 Một số thiết bị điện hiệu suất cao
3.4.5 Giới thiệu mô hình tự động quản lý việc sử dụng các thiết bị điện trong gia đình một cách tiết kiệm và hiệu quả - Mô hình ngôi nhà thông minh Câu hỏi ôn tập — Bài tập chương 3
Chương 4 SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUÁ 4.1 Sử dụng xăng dầu - khí đốt tiết kiệm và hiệu quả
4.1.1 Khai thác, sản xuất xăng dầu - khí đốt 4.1.2 Sử dụng xăng dầu - khí đốt
4.1.3 Sử dụng xăng dầu — khí đốt tiết kiệm, hiệu qua
4.2 Sử dụng than tiết kiệm và hiệu quả
4.2.1 Sản xuất than ở Việt Nam
4.2.2 Tình hình tiêu thụ, sử dụng than ở Việt Nam
4.2.3 Sử dụng than tiết kiệm và hiệu quả trong sản xuất và sinh hoạt
Trang 7Cheng 4 Neng hiong vat cic vin đề mu (đường
Chương I
NĂNG LƯỢNG VÀ CÁC VẤN ĐỀ VỀ NĂNG LƯỢNG
MỤC TIÊU
Sau khi học xong chương 1, học sinh hệ trung cấp chuyên nghiệp khối ngành
Kỹ thuật — Công nghệ có khả năng:
Về kiến thức:
— Trình bày khái niệm năng lượng và vai trò của năng lượng đối với đời sống
con người;
— Phân loại các dạng năng lượng theo bản chất và nguồn năng lượng; — Trình bày quá trình chuyển hóa năng lượng;
— Phân tích thực trạng ô nhiễm môi trường và nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên, nhiên liệu do quá trình sử dụng năng lượng của con người Về kỹ năng: — Chuyển đổi thành thạo đơn vị năng lượng và các đơn vị tương đương (xem phụ lục 1) Về thái độ: — Nhận thức đúng tầm quan trọng của việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả 1.1 NĂNG LƯỢNG
1.1.1 Khái niệm năng lượng
Năng lượng là khả năng sinh công của một vật hoặc hệ vật"
Năng lượng bao gồm nguồn năng lượng sơ cấp: than, dầu, khí đốt và
nguồn năng lượng thứ cấp như nhiệt năng, điện năng được sinh ra
thông qua quá trình chuyển hóa năng lượng sơ cấp”
' http://physics.about.com/od/glossary/g/energy.htm
? Bộ Công thương, Văn bản quy phạm pháp luật về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
Trang 8Gio hinh gito duc su dung ning tuong tél hiém wi hiéu qua
1.1.2 Lịch sử sử dụng năng lượng của con người®*
Con người đã sử dụng năng lượng từ rất lâu Phát minh đầu tiên
của con người về năng lượng chính là lửa Khoảng 1 triệu năm trước công nguyên, con người đã biết cách sử dụng lửa để nấu thức ăn, sưởi
ấm và xua đuổi thú dữ
Hàng nghìn năm trước, con người cũng đã biết cách sử dụng gió như một nguồn năng lượng Vào năm 1200 trước công nguyên, ở Polynesia, người dân đã biết sử dụng sức gió để đẩy thuyền buồm đi
lại trên mặt nước
Khoảng 5000 năm trước công nguyên, người Trung Quốc đã khám phá ra năng lượng từ trường Lực từ đẩy các mạt sắt và cung cấp
thông tin để xác định hướng Bắc theo từ trường của Trái đất và đến
khoảng 1000 năm trước công nguyên, người Trung Quốc đã tìm ra
than So với gỗ, than cháy chậm, lâu và cung cấp nhiều nhiệt hơn Than trở thành nguồn nhiên liệu thiết yếu được sử dụng trong nhiều thế ki sau đó Sau khi Marco Polo khám phá Trung Quốc vào năm 1275, ông đã trở về Itali và đưa việc sử dụng than đến với các nước
phương Tây Hà Lan là quốc gia châu Âu đầu tiên tìm ra than, từ đây
than được xuất khẩu sang Anh và các nước lân cận Vào thế kỉ XVII, Anh da bat đâu tự khai thác than và cung cấp than cho các nước khác
trên thế giới Cũng vào thế kỉ này, ở châu Âu người dân cũng đã biết
cách sử dụng năng lượng mặt trời để sưởi ấm nhà cửa
Đến thé ki XVII, dién tích rừng ở châu Âu, đặc biệt là ở Anh, đã bị thu nhỏ lại đáng kể, do đó than được sử dụng ngày càng nhiều hơn Và khi con người phát minh ra động cơ hơi nước, nhu cầu sử dụng
than lại càng tăng
Trong suốt thế kỉ XIX, thế giới trải qua những thay đổi đáng kể
do cuộc Cách mạng công nghiệp bắt đầu ở Anh và lan rộng sang các
Trang 9Cheamg 4 Ning tuong wi: etic win dé ning tuing
sử dụng trong dây truyền sản xuất hàng loạt cùng với sự xuất hiện của
các phương tiện vận tải mới đã đặt ra yêu cầu tìm kiếm các nguồn
năng lượng rẻ hơn Lúc này, các nhà khoa học cũng đã chú ý đến
những chất thải khi đốt cháy nhiên liệu rắn Một số nhà khoa học đã bắt đầu phát triển các nguồn năng lượng tự nhiên để thay thế than
Những nguồn năng lượng này bao gồm năng lượng mặt trời, năng lượng gió và năng lượng địa nhiệt Đến thế kỉ XX, người Pháp đã phát minh ra động cơ đốt trong sử dụng xăng làm nhiên liệu Sau đó, ô tô và máy bay đã ra đời và trở thành các phương tiện vận tải thông dụng
Hình 1.1: Đầu máy xe lửa sử dụng động cơ hơi nước
Ngày nay, do ảnh hưởng tàn phá môi trường của chất thải khi đốt nhiên liệu rắn, các nhà khoa học đã bắt đầu tìm kiếm các nguồn năng
lượng thay thế Một số loại năng lượng đã trở nên phổ biến là năng
lượng mặt trời, năng lượng gió, đăng lượng thủy điện, năng lượng sinh khối, năng lượng địa nhiệt và năng lượng hạt nhân
1.1.3 Vai trò của năng lượng đối với đời sống con người
Năng lượng đóng vai trò quan trọng và được sử dụng trong mọi lĩnh vực liên quan đến cuộc sống của con người
— Trong giao thông vận tải:
Trang 10Gitio think gido due ut dung ning tiong idl hiém wa hidu qui
thu 60% sản lượng dầu đã được chế biến, sản phẩm dầu chiếm 95% thị
phần năng lượng của ngành Giao thông Vận tải.”
— Trong công nghiệp:
Năng lượng được sử dụng rất nhiều trong sản xuất công nghiệp như vận hành máy móc, dây chuyền sản xuất; là nguồn nhiệt trong các
lò nung; sử dụng để chế biến hóa chất và vật liệu xây dựng,
— Trong lĩnh vực dịch vụ:
Năng lượng được sử dụng trong lĩnh vực dịch vụ như chiếu sáng đường phố, quảng cáo, dịch vụ công cộng,
— Trong sinh hoạt hàng ngày:
Năng lượng dùng trong sinh hoạt gia đình có ba mục đích : + Nấu chín thức ăn;
+ Nước nóng sinh hoạt và điều hòa không khí;
+ Chạy những thiết bị điện gia dụng
Nói tóm lại, năng lượng là một nhân tố liên quan đến chất lượng đời sống của con người Sử dụng năng lượng đem lại những tiện ích
trong sinh hoạt, sản xuất và giao thông
1.2 CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG |
1.2.1 Phân loại theo bản chất của năng lượng
Nếu tiến hành phân loại theo bản chất, người ta có thể chia năng
lượng thành các dạng điển hình như sau (bảng 1.1):
Bảng 1.1: CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG ĐIỂN HÌNH
Dạng năng lượng Bản chất
Năng lượng bức xạ là năng lượng điện từ trường chuyển động dưới dạng các sóng ngang Năng lượng bức xạ có thể kể đến là ánh sáng nhìn thấy, tia X, tia gama và
sóng vô tuyến, ánh sáng mặt trời, ánh sáng là (Radiation energy)
* Dang Đình Cung: Năng lượng và phát triển bền vững - Phần 3: Tiêu thụ năng lượng ° W.S Hulscher: Basic Energy concepts, http://www fao.org/docrep/u2246e/u2246e02.htm
Trang 11Chumg 4 Nang hing vi cic win dé ning tding
một loại năng lượng bức xạ Năng lượng mặt trời là
một ví dụ của năng lượng bức xạ
Năng lượng hóa học (Chemical energy)
là năng lượng được lưu giữ trong liên kết của các
nguyên tử và các phân tử Năng lượng khí sinh học, dầu khí, khí gas tự nhiên, và propan là các ví dụ về năng lượng hóa học
Thế năng
(Potential energy)
là năng lượng được lưu giữ và năng lượng có được do vật có vị trí so với vật mốc, hay còn gọi là năng lượng hấp dẫn Ví dụ: năng lượng của nước trong
hồ chứa tại một độ cao nhất định
Động năng (Kinetic energy)
là năng lượng có được nhờ sự chuyển động của
sóng, các hạt điện tử, các nguyên tử, các phân tử,
vật chất và các vật Ví dụ: luồng gió chuyển động
mang năng lượng làm quay turbine máy phát điện (phong năng)
Nhiệt năng
(Thermal energy)
là nội năng của vật chất, có được do sự dao động
và sự dịch chuyển của các nguyên tử, phân tử
trong vật chất Ví dụ: nhiệt năng tỏa ra khi cho dòng điện chạy trong dây dẫn
Điện năng (Electrical energy)
là năng lượng có được do sự chuyển động của các
hạt mang điện Trong dây dẫn, dưới tác dụng của
lực điện trường (ví dụ như khi đặt điện áp vào hai
đầu dây) các hạt điện tử chuyển động sẽ tạo ra
dòng điện và ta nói có điện năng
Năng lượng nguyên tử
(Nuclear energy)
là năng lượng được lưu giữ trong hạt nhân của một
nguyên tử - nó chính là năng lượng liên kết các hạt nhân lại với nhau Năng lượng này được giải phóng khi hạt nhân kết hợp với nhau hoặc bị phân tách Các nhà máy điện nguyên tử sẽ phân chia
hạt nhân các nguyên tử Uranium theo một tiến
_ trình gọi là phản ứng phân hạch hạt nhân Mặt trời
liên kết hạt nhân của các nguyên tử Hydro theo
một tiến trình gọi là phản ứng nhiệt hạch Hiện nay
các nhà khoa học đang nghiên cứu việc tạo ra
năng lượng nhiệt hạch ở trên trái đất để có thể tạo ra một nhà máy điện nhiệt hạch trong tương lai
Trang 12
4.2.2 Phân loại theo nguồn năng lượng sử dụng
Các nguồn năng lượng được chia thành ba loại:
— Các nguồn năng lượng tái tạo; — Nguồn năng lượng hạt nhân;
— Các nguồn năng lượng hóa thạch
1.2.2.1 Các nguồn năng lượng tái tạo
Các nguồn năng lượng tái tạo bao gồm năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng thủy điện, năng lượng sinh khối và năng lượng địa nhiệt,
Tổng các nguồn năng lượng tái tạo trên thế giới đến năm
2008 (GW)
Nhã máy thủy điện cỡ lớn
BÑ Nhiệt sinh khói Biomass"
oO Các bộ thu nhận Bức xạ mãi trời
để sưới Âm * D Năng tượng gió TẾ Nhà máy thủy điện cỡ nhỏ
Đ Sản xuất Ethanol*" I Nang trong Biomass
D Nàng lượng địa nhiệt dùng cho sưởi ấm * D Mang lưới Pm mật trời wm Dâu mơ ® Than đá @ San xudt Biodiese! * @ Khi ty phién
BB Nẵng lượng bạt nhân TÑ Nắng lượng địa nhiệt |Ø Thủy điên E) Các nhà mây điện mật trời
Năng lượng sinh khôi (CSP)
Eầ Nhiên liệu sinh học WB Nang lượng thủy trêu
Tổ Năng lượng địa nhiet
Tổng nguồn Tổng nguồn D Năng lượng gió *:GWth năng lượng trên thế giới — năng lượng tái tạo [a Nang tone mat vai **: Tỷ li(năm
Trang 13Cheng 4 Nang hiding wi cic win dé ning “2
Năng lượng mặt trời được ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp, các hệ thống chiếu sáng, sưởi ấm, cung cấp điện năng, Theo tính toán của các nhà khoa học, nguồn năng lượng mặt trời xuống trái đất
trong một năm lớn hơn gấp hai lần toàn bộ các nguồn năng lượng
không thể tái sinh trên trái đất như than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên,
quặng uranium Đối với năng lượng gió, người ta có thể sử dụng để tạo
ra điện (máy phát điện sử dụng sức gió) hoặc vận chuyển nước phục vụ
tưới tiêu, nước sinh hoạt (các guồng nước)
Năng lượng sinh khối có nguồn gốc từ động, thực vật như: gỗ,
phân bón, rác thực vật, Thực vật hấp thu năng lượng mặt trời thông qua quá trình quang hợp Nguồn năng lượng hóa học trong thực vật lại
được chuyển vào cơ thể của các động vật và con người Khi được đốt
nóng, năng lượng hóa học trong sinh khối sẽ được giải phóng dưới
dạng nhiệt năng Ngoài ra năng lượng sinh khối còn có thể được
chuyển hóa thành các dạng năng lượng hữu ích khác như khí methane — thành phần cơ bản của khí tự nhiên (còn được gọi là khí sinh học),
ethanol và dầu diesel sinh học phục vụ cho giao thông vận tải
Trang 14háo hinh gido duc st dung nang hang (6F hiém va hiéu qua
Thủy điện là nguồn điện có được từ thế năng của nước làm quay turbine máy phát điện Ngoài những mục đích phục vụ cho các mạng
lưới điện công cộng, một số dự án thủy điện được xây dựng cho những mục đích thương mại tư nhân Ví dụ, việc sản xuất nhôm đòi hỏi tiêu
hao một lượng điện lớn, vì thế thông thường bên cạnh nhà máy nhôm luôn có các công trình thủy điện phục vụ riêng cho chúng Tại Cao nguyên Scotland đã có các mô hình tương tự tại Kinlochleven va
Lochaber, được xây dựng trong những năm dau thé ky XX Tai
Suriname, đập hồ van Blommestein và nhà máy phát điện được xây
dựng để cung cấp điện cho ngành công nghiệp nhôm Alcoa
Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tạo ra bởi hơi nóng, _
nguồn nước nóng bên dưới bề mặt Trái đất, thông thường ở độ sâu vài km so với bề mặt Trái đất Chúng ta có thể sử dụng nguồn năng lượng
này sưởi ấm hoặc tạo ra dòng điện
1.2.2.2 Nguồn năng lượng hạt nhân
Năng lượng hạt nhân được tạo ra bởi phản ứng nhiệt hạch và phân
hạch.” Năng lượng hạt nhân là năng lượng được giải phóng khi phân
rã hoặc hợp nhất các hạt nhân của nguyên tử Khi chuỗi phản ứng hạt
nhân xảy ra, nó sẽ giải phóng một lượng rất lớn nhiệt năng, có thể
dùng để sản xuất ra điện năng Công nghiệp điện hạt nhân trên thế giới
đã có lịch sử phát triển hơn 50 năm, trải qua các thời kỳ thăng trầm khác nhau Tuy nhiên chỉ phí đầu tư lớn, tính an tồn của lị phản ứng, cơng nghệ xử lý chất thải phóng xạ, sự chấp nhận của công chúng là những vấn đề cốt lõi mà ngành điện hạt nhân phải đối mặt và giải
quyết trong thời gian tới
1.2.2.3 Các nguồn năng lượng hóa thạch
Nhiên liệu hóa thạch điển hình là than, dầu mỏ và khí tự nhiên
Hiện nay, chúng ta đang sử dụng phần lớn năng lượng từ các nguồn
? Energy Matters, http://library.thinkquest.org
Trang 15Cheong 4 Ning liong va cie vin dé niing luong
nhiên liệu này Những nhiên liệu hóa thạch này được hình thành từ hàng triệu năm trước bởi nhiệt năng trong lòng trái đất và sự hóa thạch của các động, thực vật
Bên cạnh nguy cơ cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch, một vấn
đề khác trong việc sử dụng nguồn nhiên liệu này là nguy cơ ô nhiễm
môi trường do chất thải của chúng, dẫn đến sự biến đổi khí hậu theo chiều hướng xấu diễn ra trên phạm vi toàn cầu
1.3 QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG” 1.3.1 Sự chuyển hóa năng lượng
Việc “sử dụng” năng lượng luôn có ý nghĩa là sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác Ví dụ khi chúng ta đốt gỗ để
sưởi ấm đó chính là việc chuyển đổi hóa năng trong gỗ thành ra nhiệt
năng Trong quá trình sử dụng, chúng ta thường chuyển đổi năng
lượng từ một dạng trung gian sang dạng năng lượng hữu ich
Việc “tạo ra” năng lượng cũng chính là chuyển đổi năng lượng từ
dạng này sang dạng khác Ví dụ động cơ diesel tạo ra năng lượng bằng
cách chuyển đổi hóa năng của xăng dầu thành cơ năng Cũng tương tự như ở các turbine chạy bằng sức gió đã chuyển hóa động năng của gió thành cơ năng Trong sự chuyển hóa năng lượng, có một phần năng
lượng bị mất đi Đây chính là phần năng lượng bị tiêu hao vô ích trong các quá trình chuyển hóa
Sự chuyển hóa năng lượng có thể được thực hiện trong tự nhiên hoặc nhân tạo Chẳng hạn, một động cơ đốt trong sẽ biến đổi hóa năng trong nhiên liệu (xăng, dầu) thành cơ năng, pin mặt trời biến đổi bức xạ mặt trời thành năng lượng điện được sử dụng để thấp sáng bóng đèn Người ta thường gọi các thiết bị biến đổi năng lượng từ dạng này
sang dạng khác là bộ biến đổi
Trang 16
Gitta hinh gido duc ut dung ning tuong idl hiém nà điệu quá
Sự biến đối năng lượng nói chung — `
Ngôn ngữ của các hệ nấng lượng
Hình 1.4: Sự chuyển hóa năng lượng
Do trong quá trình chuyển hóa, năng lượng đầu vào khơng được biến đổi hồn toàn thành năng lượng hữu ích ở đầu ra nên người ta đưa
ra khái niệm hiệu suất biến đổi năng lượng f ` - Một ví dụ cụ thể _Í_ Nến= Vậ tang năng SÁU biên lượng " (©) Ảnh sáng = lăng lượng —_Ý— " đầu ra x hữu ích Tăng lượng tiêu hao Ầ v6 ich j
Hình 1.5: Quá trình chuyển hóa năng lượng khi đốt một cây nến
Hiệu suất biến đổi năng lượng được định nghĩa là tỷ số giữa lượng
năng lượng hữu ích ở đầu ra và lượng năng lượng ở đầu vào Hiệu suất
biến đổi năng lượng thường được kí hiệu 1a 1
_ Năng lượngh ữu ích đầura ˆ Năng lượng đầu vào
Dưới đây là hiệu suất của một số bộ biến đổi năng lượng
x100%
Trang 17Cheng 4 Nang tiong wa cic win đề xăng (đừng Bảng 1.2: HIỆU SUẤT CỦA MỘT SỐ BỘ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG
Bộ biến đổi Dạng năng lượng đầu Dạng năng Hiệu suất %
vào lượng đầu ra
Động cơ xăng Năng lượng hóa học Cơ năng 20-25 Động cơ diesel Năng lượng hóa học Cơ năng 30 - 45 Động cơ điện Điện năng Cơ năng 80 — 95
Turbine hơi nước Thế năng của dòng hơi Cơ năng 7—40
Máy phát điện Cơ năng Điện năng 80 - 95 Pin Năng lượng hóa học Điện năng 80 - 90
Bếp gas Năng lượng hóa học Nhiệt năng 24 - 30
1.3.2 Dong chuyển hóa năng lượng
Như phần trên đã trình bày, việc tạo ra và sử dụng năng lượng chính là quá trình chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác Quá trình này thông thường có nhiều bước trung gian Năng lượng được chuyển hóa qua một số dạng trong quá trình biến đổi từ năng
lượng nguồn đến năng lượng sử dụng cuối cùng Các chi phí sẽ gia tăng tương ứng với các quá trình chuyển hóa Trong quá trình này, chúng ta cần phải phân biệt một số dạng năng lượng như sau:
~ Năng lượng sơ cấp: là nguồn năng lượng có sẵn trong môi
trường tự nhiên;
— Năng lượng thứ cấp: là nguồn năng lượng sẵn sàng để vận
chuyển hoặc truyền tải;
— Năng lượng cuối cùng: là nguồn năng lượng mà người tiêu dùng mua hoặc nhận;
— Năng lượng khả dụng: là nguồn năng lượng đầu vào các ứng dụng tại điểm sử dụng cuối cùng
Trang 18Gite hinh gido duc st dung ning hiong il hiém wai hiéu qua Nang lugng „| Năng lượng „| Năng lượng Năng lượng so cap "| thứcấp -| cuối cùng khả dụng
4 Xăng, Vận chuyển Xăng, Độngcg Cơ năng
Dầu mỏ _ Quátrnh ` - ong co, Cơ năng,
loc dau — dầu diezel qua các dầu diezel đốt trong nhiệt năng
đường ống
1.4 NHỮNG VẤN ĐỀ XÂY RA TRONG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG
4.4.1 Vấn đề ô nhiễm môi trường
Quá trình sử dụng năng lượng không tái tạo sẽ sinh ra tro xỉ, khí CO›, SO;, NO, (NO, NO;, N;O) các khí thải này gây ra hiệu ứng nhà kính làm tăng nhiệt độ khí quyển và biến đổi thời tiết, ảnh hưởng xấu
tới môi trường Cụ thể! :
* Sử dụng than
Than đá gây ô nhiễm môi trường do khi sàng không thể loại bỏ
triệt để đá bẩn và khi đốt, không thể đốt cháy hoàn toàn than trong lò
đốt Do đó những cơ sở tiêu thụ than thải ra nhiều bụi, tro và những
khí có hiệu ứng nhà kính, đặc biệt khí CO› Một nhà máy nhiệt điện sử
dụng than công suất 1.000 MWe” mỗi năm thải ra 7 triệu tấn CO¿,
200.000 tấn SO; và 200.000 tấn tro xỉ Nhờ những chương trình nghiên
cứu phát triển đang được tiến hành, chương trình công nghệ than sạch
(CCT, Clean Coal Technology), các chuyên gia hy vọng sẽ mau chóng cải thiện tình trạng tồi tệ này
* Sử dụng các sản phẩm từ dầu thô
Dầu thô được chưng cất thành dầu hỏa, xăng, dầu diesel, dầu
mazut và những sản phẩm khác Những nhiên liệu dẫn xuất từ dâu ở dạng lỏng cháy dễ hơn than Do đó, 60% lượng nhiên liệu từ đầu mỏ
được dùng cho giao thông vận tải, trong đó các phương tiện giao thông
Trang 19Cheng 4 Nang liong vic cite win dé ning tiong
những động cơ dùng trong công nghiệp, động cơ của các phương tiện giao thông vận tải có hiệu suất sử dụng năng lượng rất thấp Do đó, ô
nhiễm ở thành thị chủ yếu bắt nguồn từ các phương tiện giao thông
vận tải
Khí tự nhiên được hóa lỏng trước khi đưa đến nơi tiêu thụ Trong
khâu hóa lỏng khí tự nhiên, những chất bẩn được tách ra khỏi khí
methane và khí tự nhiên trở nên tỉnh khiết khi ở dạng năng lượng khả dụng Do đó, khí tự nhiên là nguồn năng lượng hóa thạch cháy hữu hiệu nhất, ô nhiễm ít nhất và hiện được sử dụng nhiều nhất
* Sử dụng năng lượng hạt nhân
Uranium là nguồn nhiên liệu được sử dụng để sản xuất năng
lượng hạt nhân, việc sử dụng uranium cũng gây ô nhiễm môi trường
Thứ nhất, ở mỏ uranium, xử lý bần quặng đặt ra những vấn đề tương tự
như xử lý bần quặng của những mỏ kim loại khác Thứ hai, mặc dù nhà máy hạt nhân không thải ra khí gây hiệu ứng nhà kính nhưng quá trình sử dụng nhiên liệu uranium lại tạo ra phế liệu phóng xạ Tuy nhiên, khối lượng phế liệu rất nhỏ so với khối lượng phế liệu từ việc sử dụng những năng lượng hóa thạch
Do ảnh hưởng từ những tai nạn liên quan đến sử dụng năng lượng hạt nhân như Three Mile Island và Tchernobyl, trong một thời gian dài
tại những nước Tây Âu không xây dựng thêm các nhà máy điện hạt
nhân Nhưng gần đây, đặc biệt ở các nước Châu Á, đã có xu hướng muốn phát triển nguồn năng lượng này vì người ta nhận thấy rằng :
— Giá những năng lượng hóa thạch tăng lên nhanh chóng và thay
đổi liên tục;
~ Sử dụng năng lượng hóa thạch gia tăng hiệu ứng nhà kính của
khí quyển và làm biến đổi khí hậu;
Trang 20Gicio hin gito duc si dung ning laong lidl tiém va Điệu qua
— Tai nạn Tchernobyl chỉ là hậu quả những người thiết kế và
điều hành nhà máy chứ không phải là do bản tính rủi ro của năng
lượng hạt nhân
1.4.2 Nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên, nhiên liệu
Hiện nay toàn thế giới đang đứng trước thách thức của sự khan hiếm nguồn nguyên liệu, đặc biệt là nhiên liệu hóa thạch, kéo theo đó
là giá dầu mỏ thay đổi liên tục, đe dọa một cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu Hiện nay trên thế giới có bốn nguồn năng lượng không tái tạo cơ bản, đó là: than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên, uranium Phần lớn
những dạng năng lượng khả dụng (điện năng, nhiệt năng, cơ năng, ) đều được tạo ra từ những nguồn năng lượng này Tuy nhiên, trữ lượng những dạng năng lượng hóa thạch (than, dầu mỏ, khí tự nhiên) lại có
giới hạn nên không thể bảo đảm kinh tế sẽ phát triển một cách bền vững Bảng 1.3 cho chúng ta trữ lượng các dạng năng lượng không tái
tạo trên thế giới cũng như ở Việt Nam
Trang 21Cheng 4 Nang tung wa cac win dé ning huang
Trữ lượng ghi trong bảng trên là những trữ lượng đã được chứng
minh và đã được công bố, nghĩa là không kể đến những trữ lượng chưa
được phát hiện và những trữ lượng mà các công ty mỏ và các quốc gia thường không công bố Như vậy, nếu tiếp tục khai thác và tiêu thụ những năng lượng hóa thạch như hiện nay thì một ngày nào đó những
nguồn năng lượng đó sẽ cạn kiệt
Bên cạnh đó nhu cầu năng lượng cơ bản của nhân loại tăng đều đặn 2,1% mỗi năm từ năm 1996 để đến năm 2005 đạt 454 Quad (viết tắt của
từ Quadrilion, 1 Quad = 293,071 TWh) tương đương với 133.400 TWRh (Tera Woat), I TWh = 10° Wh) Sau khi tiêu hao trong những quy trình chế biến thì chỉ còn có 314 Quad (92.000 TWh) năng lượng kha dụng Theo điều tra của Cơ quan Năng lượng Quốc tế IEA, số liệu sản xuất và tiêu thụ năng lượng năm 2005 của thế giới và Việt Nam như sau:
Trang 22Gio hinh gto duc ub dung ning laong iil hiém wit hitu qua
Qua phân tích ở trên chúng ta thấy rằng:
— Thời gian sử dụng, trữ lượng các dạng năng lượng hóa thạch là hữu hạn, do đó cần sử dụng các dạng năng lượng này một cách tiết
kiệm và hiệu quả;
— Cần phải khuyến khích nghiên cứu và khai thác các nguồn năng
lượng tái tạo để bổ sung, thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch
Trước tình hình trên, việc sử dụng năng lượng một cách hiệu quả và tiết kiệm là một việc làm cấp thiết ở mọi quốc gia trên thế giới và
nó cũng cần được mọi người dân ý thức và thực hiện một cach nghiêm túc
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1
Câu 1: Hãy nêu khái niệm năng lượng và vai trò của năng lượng đối với đời
sống con người
Câu 2: Năng lượng được phân loại như thế nào? Tại sao nói nhiên liệu hóa
thạch là nguồn năng lượng không tái tạo?
Câu 3: Sự chuyển hóa năng lượng là gì? Hiện tượng năng lượng bị tiêu hao
trong quá trình chuyển hóa năng lượng có mâu thuẫn với Định luật Bảo
tồn năng lượng hay khơng?
Câu 4: Nêu khái niệm Bộ biến đổi năng lượng? Hiệu suất của Bộ biến đổi năng lượng được tính như thế nào?
Câu 5: Dòng chuyển hóa năng lượng có các bước chính nào? Tại sao nói
không thể chuyển hóa toàn bộ năng lượng từ dạng cơ bản sang dạng khả dụng? Câu 6: Nêu ví dụ về dòng chuyển hóa năng lượng trong thực tế mà anh/chị biết Câu 7: Nêu những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường trong sử dụng năng lượng?
Câu 8: Theo anh/chị, trước hiện trạng ô nhiễm môi trường và nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên, nhiên liệu, con người cần phải có những nhận thức và
hành động gì trong quá trình sử dụng năng lượng ? 22
Trang 232 Sa dung hiéu wi niing lieing vi chink sich ning ung NG TCU ÿ GUNG G Chuong 2 SU DUNG HIEU QUA NANG LUGNG VÀ CHÍNH SÁCH NĂNG LƯỢNG MỤC TIÊU
Sau khi học xong chương 2, học sinh hệ trung cấp chuyên nghiệp khối ngành Kỹ thuật — Công nghệ có khả năng:
Về kiến thức:
~ Trinh bày các khái niệm cơ bản: Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả,
sản phẩm tiết kiệm năng lượng, kiểm toán năng lượng, chỉ số sử dụng năng
lượng hiệu quả, chính sách sử dụng năng lượng;
~ Nêu một số nội dung cơ bản trong chính sách năng lượng của một số vùng, quốc gia trên thế giới;
— Trình bày các nội dung cơ bản của nghị định 102/2003 của Chính phủ Việt Nam về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả;
— Phân tích mục tiêu và nội dung của chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả;
Về kỹ năng:
- Lập phiếu điều tra nhận thức của những người xung quanh (người thân, người dân tại nơi cư trú, ) về các nội dung liên quan đến sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
Về thái độ:
— Nhận thức và tuyên truyền các nội dung về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả tới những người xung quanh
2.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
2.1.1 Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
Trang 24Gido tinh gto duc sk dung ning tuong tél kiém wa hiéu qua
2.1.2 San pham tiét kiém nang lugng
Sản phẩm tiết kiệm năng lượng là các thiết bị, phương tiện đạt hiệu suất cao với mức tiêu thụ năng lượng thấp và các loại vật liệu cách nhiệt có hệ số cách nhiệt tốt, được thiết kế, chế tạo, sản xuất và
thử nghiệm phù hợp tiêu chuẩn Việt Nam về hạn mức sử dụng và tổn
thất năng lượng
2.1.3 Kiểm toán năng lượng" (1) Khái niệm
Kiểm toán năng lượng là quá trình đo lường, đánh giá độc lập để xác định mức tiêu thụ năng lượng của một cơ sở sản xuất
(2) Nội dung cơ bản của kiểm toán năng lượng
Nội dung kiểm toán năng lượng bao gồm các công việc chính sau:
1 Khảo sát, đo lường, thu thập số liệu về mức sử dụng năng
lượng của cơ sở sản xuất;
2 Phân tích, tính toán và đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng:
3 Đánh giá tiềm năng tiết kiệm năng lượng;
4 Đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng:
5 Xây dựng định mức tiêu hao năng lượng trên một đơn vị sản phẩm;
6 Phân tích hiệu quả đầu tư cho các hạng mục tiết kiệm năng lượng và đề xuất các giải pháp hỗ trợ
(3) Các loại kiểm toán năng lượng!
(3.1) Kiểm toán sơ bộ
Là hoạt động khảo sát sơ bộ quá trình sử dụng năng lượng của hệ
thống Kiểm toán sơ bộ giúp nhận diện và đánh giá các cơ hội và tiềm
năng tiết kiệm năng lượng của thiết bị tiêu thụ năng lượng chính trong
'3 Xem thêm trong phụ lục 2
'“ Trưng tâm tiết kiệm năng lượng Thành phố Hồ Chí Minh: Giới thiệu kiểm toán năng
lugng http://www.ecc-hcm-gov.vn
Trang 25Cheong ø dung điệu quá măng (dag vi chinh sich ning tdong
hệ thống Hoạt động này có thể phát hiện ra ít nhất 70% các cơ hội tiết
kiệm năng lượng trong hệ thống Các bước thực hiện:
— Khảo sát sơ bộ toàn bộ các dây chuyền công nghệ, các thiết bị
cung cấp và tiêu thụ năng lượng, các phân xưởng; — Nhận dạng nguyên lý, quy trình công nghệ; — Nhận dạng dòng năng lượng;
— Nhận dạng định tính các cơ hội tiết kiệm năng lượng;
- Nhận dạng các thiết bị, điểm cần đo lường cụ thể hơn sau này,
các vị trí đặt thiết bị đo lường
Nội dung kết quả thông tin thể hiện:
— Danh mục;
— Tên cơ hội tiết kiệm năng lượng;
— Khả năng tiết kiệm có thể (ước lượng);
— Chi phí thực hiện khảo sát định lượng chi tiết hơn
(3.2) Kiểm toán năng lượng tổng thể:
Là hoạt động khảo sát, thu thập, phân tích số liệu tiêu thụ năng lượng trong quá khứ và hiện tại; phát hiện các cơ hội tiết kiệm năng lượng chi tiết hơn (nhờ thu thập và phân tích các số liệu quá khứ và
hiện tại, nhận diện cơ hội và phân tích tính khả thi về kinh tế, kỹ
thuật)
Các bước thực hiện:
— Thu thập và phân tích số liệu quá khứ;
— Khao sát và kiểm tra các vị trí cần đo lường, thu thập số liệu,
lấy mẫu (nếu cần);
— Nhận dạng giải pháp;
Trang 26Giao tinh ga duc wi dung ning ting hel hiém we hiéu qua
— Khảo sát thị trường để xác định mức độ sẵn có về công nghệ và
giá thiết bị (nếu có);
— Phân tích tính khả thi về kỹ thuật của các giải pháp;
— Phân tích tính khả thi về kinh tế, chi phí/lợi ích đầu tư của các giải pháp;
— Phân loại mức độ ưu tiên của các giải pháp (theo yếu cầu của
doanh nghiệp)
Nội dung kết quả thông tin thể hiện:
— Danh mục các cơ hội, giải pháp tiết kiệm năng lượng;
~ Mức tiết kiệm tính toán của từng giải pháp;
_ =Mức đầu tư của từng giải pháp;
— Thời gian thu hồi vốn của từng giải pháp;
¬ Kiến nghị thứ tự ưu tiên của các giải pháp (nếu cần, tùy theo
yêu cầu của doanh nghiệp)
(3.3) Kiểm toán năng lượng chỉ tiết
Là hoạt động khảo sát, thu thập, phân tích sâu hơn về kỹ thuật, lợi
ích kinh tế, tài chính, cho một vài giải pháp tiết kiệm năng lượng của hệ thống tiêu thụ năng lượng Các bước thực hiện: — Thu thập số liệu quá khứ của đối tượng để án (thiết bị, dây chuyền, phương án, ): + Vận hành; + Năng suất;
+ Tiêu thụ năng lượng
— Khảo sát, đo lường, thử nghiệm, theo dõi hoạt động của các
thiết bị đối tượng:
+ Tập quán vận hành;
+ Đo lường tại chỗ; + Xử lý số liệu
Trang 27Cheating 2 Kit dung hitu qui ning liong va chinh sich ning long
— Xây dựng giải pháp:
+ Lập danh sách các phương án chỉ tiết có thể áp dụng;
+ Khảo sát thị trường (nếu cần);
+ Phân tích phương ắn |
— Tính toán chi phí đầu tư:
+ Phân tích lợi ích tài chính;
+ Nhận dạng và phân tích các nguồn vốn Nội dung kết quả thông tin thể hiện:
- Thông tin chi tiết các giải pháp tiết kiệm năng lượng được sử dụng: + Giải pháp quản lý; + Giải pháp công nghệ; + Thiết bị sử dụng, giá thành — Thông tin chỉ tiết các giải pháp tài chính: + Mức đầu tư;
+ Thời gian thu hồi vốn;
+ Nguồn tài chính, lợi ích/chi phí sử dụng vốn
2.1.4 Chỉ số sử dụng năng lượng hiệu quả
Chỉ số sử dụng năng lượng hiệu quả được định nghĩa là lượng năng lượng định mức được sử dụng để sản xuất ra một đơn vị sản
phẩm
2.1.5 Chính sách năng lượng
Chính sách năng lượng của một quốc gia chính là tập hợp những
quy định do chính phủ quốc gia đó đưa ra cho vấn đề phát triển năng
lượng, bao gồm: sản xuất năng lượng, phân bố năng lượng, tiêu thụ năng lượng
Những đặc điểm của chính sách sử dụng năng lượng có thể là:
Trang 28Gio inh gido duc st dung ning tdong till hiém và điệu qua — Thỏa thuận quốc tế;
~ Khích lệ cho việc đầu tư;
— Chỉ dẫn cho bảo toàn năng lượng, vấn đề đóng thuế cũng như những chính sách kỹ thuật chung khác
Chính sách năng lượng của một quốc gia có chủ quyền có thể bao
gồm một trong các tiêu chuẩn sau:
— Chính sách quốc gia về vấn đề lập kế hoạch, sản xuất, truyền tải
và sử dụng năng lượng;
— Các điều khoản pháp luật về các hoạt động thương mại năng
lượng (buôn bán, vận chuyển, lưu trữ );
— Các điều khoản pháp luật về sử dụng năng lượng như: các chuẩn về sử dụng hiệu quả, các chuẩn về khí thải;
— Các chỉ dẫn cho các tổ chức, các tập đoàn năng lượng của
quốc gia;
— Su hợp tác chủ động, các khuyến khích trong việc khai thác những nhiên liệu tự nhiên, cũng như nghiên cứu phát triển về năng
lượng; |
— Chính sách tài chính liên quan đến các sản phẩm, dịch vụ năng lượng (ví dụ: chính sách thuế);
— An ninh năng lượng và các tiêu chuẩn quốc tế về:
+ Các thỏa thuận của khu vực, liên minh về năng lượng mang
tính quốc tế;
+ Các thỏa thuận thương mại chung:
+ Các thỏa thuận đặc biệt với những quốc 8la giàu năng lượng
— Các vấn đề về môi trường
Ngoài những tiêu chuẩn kể trên, trong chính sách năng lượng của một quốc gia thường bao gồm những yếu tố chính không thể
thiếu, đó là :
— Khả năng tự cung cấp năng lượng của chính quốc gia đó;
— Những nguồn năng lượng cho tương lai lấy từ đâu;
Trang 29Cheng 2 Se dung hiéu qua ning tuong và chink sich ning liong
— Năng lượng cho tương lai sẽ được sử dụng như thế nào; — Bộ phận dân số nào sẽ chịu đựng việc thiếu hụt năng lượng; — Mục tiêu của cường độ tiêu thụ năng lượng trong tương lai, tỷ lệ tiêu thụ năng lượng với tổng thu nhập quốc dân GDP;
— Các chuẩn tin cậy cho việc phân bố năng lượng;
— Các dự báo về môi trường của việc sử dụng năng lượng;
- Dự báo về những dạng năng lượng có thể mang di (portable
energy) (ví dụ: các nguồn nhiên liệu cho các phương tiện giao thông); — Sự khuyến khích sử dụng những thiết bị tiết kiệm năng lượng; - Khả năng điều chỉnh của chính sách năng lượng quốc gia đối với nhiệm vụ của bang, thành phố, thị xã;
- Các cơ chế đặc biệt để thực thi chính sách
Ngoài chính sách năng lượng của quốc gia thì mỗi bang, mỗi thành phố, mỗi ngành công nghiệp cũng có thể có những chính sách năng lượng riêng Trong thực tế, có những hoạt động quan trọng đối
với chính sách năng lượng nhưng lại không thể quản lý theo chính
sách của quốc gia Ví dụ như việc quản lý năng lượng trong quá trình xây dựng các công trình nhà ở được quy định rõ trong chính sách năng lượng của bang, thành phố
2.2 CHÍNH SÁCH NĂNG LƯỢNG CỦA MỘT SỐ VÙNG, QUỐC GIA
TRÊN THẾ GIỚI
2.2.1 Chính sách năng lượng của Mỹ
Chính sách năng lượng của Mỹ được quyết định bởi các bang, các
vùng trong liên bang có quan tâm đến những vấn đề về sản xuất, phân phối và sử dụng năng lượng Trong thời gian trước, một số lệnh, điều luật đã được đề xuất như: “giá xăng dầu không vượt quá 1USD/galon”
nhưng một chính sách năng lượng lâu dài, toàn diện lại không được đề cập tới Ba bộ luật về chính sách năng lượng đã được thông qua vào
Trang 30Gido hinh gido duc st dung ning hemg idl điệm mà điệu qua
về phát triển năng lượng với những hỗ trợ về thuế cho cả năng lượng
tái tạo và năng lượng không tái tạo Các chương trình khuyến khích nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của các bang cũng đóng vai trò quan trọng trong chính sách năng lượng chung của liên bang Tuy
nhiên hiện nay Mỹ vẫn từ chối ký kết vào hiệp ước Kyoto, đề cập tới vấn đề giảm lượng khí thải CO; - nguyên nhân chính dẫn tới hiện
tượng ấm lên của trái đất —- thông qua việc đánh thuế khí thải
Chính sách năng lượng của Mỹ bao gồm những vấn đề cơ bản sau:
— Khả năng độc lập trong cung cấp năng lượng: — Sự tiêu thụ năng lượng;
— Các nguồn năng lượng: dầu mỏ, than, năng lượng hạt nhân, năng lượng tái tạo, nhiêu liệu sinh học ;
~ Vấn đề sử dụng năng lượng hiệu quả;
— Các khuyến khích trong chính sách năng lượng: hỗ trợ phát
triển nhiên liệu sinh học, hỗ trợ người đùng ;
~ Van đề khí thải;
— Vấn đề phân phối năng lượng;
— Các hợp tác quốc tế về vấn dé năng lượng
2.2.2 Chính sách năng lượng của châu Âu
2.2.2.1 Chính sách năng lượng của liên mình châu Âu (EU)”
Mặc dù liên minh châu Âu đã xây dựng luật pháp, tiến hành đàm
phán quốc tế về chính sách năng lượng, thúc đẩy việc xây dựng Hiệp hội thép và than châu Âu, nhưng ý tưởng về chính sách năng lượng chung châu Âu chỉ mới được phê chuẩn tại hội nghị Hội đồng châu Âu
vào tháng 10/2005 tại Luân Đôn Theo đó, dự kiến chính sách đầu tiên có tên gọi “Năng lượng cho một thế giới thay đổi” đã được ỉ ủy ban châu Âu đưa ra vào tháng 1/2007
„ http://en.wikipedia.org/wiki/Energy policy of the European Union
Trang 31Cheung 2 Si dung hitu qua ning tiong va chinh sich ning liong
Hiện nay EU đang nhập khẩu khoảng 82% lượng dầu và 57%
lượng khí đốt, dẫn đầu thế giới về nhập khẩu hai loại nhiên liệu này
Chỉ có khoảng 3% lượng Uranium được sử dụng trong các phản ứng hạt nhân của EU được khai thác tại đây Nga, Canada, Australia và Nigeria là nguồn cung cấp nguyên liệu hạt nhân lớn nhất cho EU, cung
cấp khoảng 75% tổng nhu cầu trong năm 2007
Dự kiến chính sách năng lượng:
Các nguyên tắc khả thi của chính sách năng lượng cho EU được soạn thảo kỹ lưỡng tại hội nghị “Chiến lược của EU về các vấn đề
năng lượng thay thế, cạnh tranh và an ninh năng lượng” vào tháng
3/2006 Sau đó, dự thảo đầu tiên về chính sách năng lượng cho EU
“Năng lượng cho một thế giới thay đổi” đã được ủy ban châu Âu đưa ra vào tháng 1/2007 Dự thảo này đã được ủy ban châu Âu chấp nhận
và đã được Nghị viện châu Âu thông qua vào tháng 3/2007
Những vấn đề chính của dự thảo:
— Đến năm 2020 cắt giảm ít nhất 20% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính từ tất cả các nguồn nhiên liệu sơ cấp (so với mức năm 1990), đồng thời thúc đẩy sự đồng thuận quốc tế về Hiệp ước Kyoto về cắt
giảm 30% lượng khí thải tại tất cả các nước phát triển vào năm 2020;
— Cat giam 50% lượng khí thải CO; từ các nguồn nhiên liệu sơ
cấp vào năm 2050;
— Sử dụng tối thiểu 10% nhiên liệu sinh học vào năm 2020;
— Các hoạt động cung cấp năng lượng của các công ty năng lượng nên được tách khỏi mạng lưới phân phối nhằm tăng tính cạnh tranh trên thị trường;
— Tăng cường mối liên hệ hợp tác với các nước láng giểng của
EU, kể cả Nga;
Trang 32Giao tuinh go duc sa dung ning “2 “eid hiém whe hiéu qua
— Phát triển liên minh châu Phi — EU nham hé tro chau Phi cat giảm lượng cacbon, hỗ trợ phát triển những nguồn cung cấp năng
lượng thay thế
Một số chính sách hiện tại:
* Kế hoạch “Các công nghệ năng lượng chiến lược ” — SET:
Kế hoạch SET đặt ra những vấn để cho chính sách công nghệ năng lượng EU Qua đó sẽ nâng cao sự hợp tác của các quốc gia EU trong nghiên cứu và cải tiến nhằm đưa EU dẫn đầu về các công nghệ sử dụng ít cacbon Các nội dung của SET bao gồm:
— Năng lượng gió cho EU: phê chuẩn và thử nghiệm các turbine, các hệ thống cỡ lớn trong việc sử dụng năng lượng gió;
— Năng lượng mặt trời cho EU: thử nghiệm các tấm pin mặt trời,
các nhà máy điện mặt trời cỡ lớn;
— Năng lượng sinh học cho EU: nghiên cứu các thế hệ nhiên liệu sinh học tiếp theo;
— Các hoạt động thu nhận, lưu giữ CO: tập trung vào các yêu cầu tổng thể về hệ thống (độ an toàn, hiệu quả), cũng như sự đồng thuận của xã hội nhằm tăng khả năng sử dụng các thiết bị không thải khí CO; trong các ngành công nghiệp;
— Mạng lưới điện EU: tập trung phát triển các mạng lưới điện
thông minh, thành lập trung tâm của EU để thực hiện chương trình
nghiên cứu về mạng lưới truyền tải điện chung;
— Nghiên cứu phát các công nghệ thế hệ thứ 4 của năng lượng
_ hạt nhân
* Liên minh nghiên cứu năng lượng châu Âu EERA'®:
Liên minh nghiên cứu năng lượng EU (EERA) được thành lập bởi các viện nghiên cứu hàng đầu EU nhằm mở rộng và tối ưu hóa khả năng nghiên cứu về năng lượng của EU thông qua việc chia sẻ kinh
'® EERA = European Energy Research Alliance, http://www.eera-set.eu/
Trang 33Chamg 2 Sit dung hiéu qua ning lding va chinh sich ning ting
nghiệm giữa các quốc gia, tăng cường hợp tác trong nghiên cứu giữa các thành viên EU
* Các nguồn năng lượng:
Với yêu cầu sản xuất điện năng từ các nguồn năng lượng tái tạo
(đưa ra năm 2001), các thành viên EU hy vọng sẽ đạt được mục tiêu cho việc sản xuất các năng lượng tái tạo Mặc dù tùy thuộc vào mục tiêu của từng quốc gia nhưng khoảng 22% điện năng sẽ được sản xuất
từ các nguồn năng lượng tái tạo vào năm 2010 (so với 13,9% năm
1997) Hội đồng EU cũng đặt ra mục tiêu tăng mức độ sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo từ 7% lên 20% vào năm 2020
* Nghiên cứu và phát triển:
EU luôn tích cực, chủ động nghiên cứu, phát triển trong lĩnh vực năng lượng, thông qua các hoạt động như CEPHEUS (ngôi nhà sử dụng ít năng lượng nhất), các chương trình với tên gọi SAVE (tiết kiệm năng lượng), ALTENER (các nguồn năng lượng mới), STEER
(giao thông)
2.2.2.2 Chính sách năng lượng của Anh?
Chính sách năng lượng của Anh được đưa ra tháng 5/2007 Chính sách này đã thu được những thành công trong việc giảm cường độ tiêu
thụ năng lượng, giảm tình hình thấp kém về năng lượng và duy trì được khả năng cung cấp năng lượng Anh đặt mục tiêu giảm lượng khí
thải CO; trong những năm sắp tới, nhưng chương trình thực hiện cụ
thể thì vẫn chưa rõ ràng Chính sách năng lượng của quốc gia này lại
không đặt mục tiêu vào việc tự cung cấp năng lượng Trong lĩnh vực
giao thông vận tải, Anh có chính sách rất tốt trong việc thúc đẩy sử
dụng các phương tiện giao thông công cộng trong các thành phố Việc
sử dụng các tàu tốc độ cao đã góp phần giảm đáng kể mức độ sử dụng
máy bay trong các khu vực nội địa cũng như các khu vực gần EU Tuy nhiên, chính sách đã không khuyến khích một cách đáng kể việc sử
Mh
Trang 34Gita hinh gitto duc ue dung ning tiong Mtl hiém va hibu qua
dung phuong tién giao thong lai (hybrid vehicle: phuong tién giao
thông sử dụng hai hoặc nhiều hơn các nguồn năng lượng tách biệt”) và
nhiên liệu ethanol Anh cũng đặt mục tiêu nâng cao mức độ sử dụng
năng lượng gió và năng lượng thủy triều
2.2.2.3 Chính sách năng lượng của Nga?!
Chính sách năng lượng của Nga được nêu trong tài liệu “Chiến
lược năng lượng” Năm 2000 chính phủ Nga đã thông qua các điều
khoản chính của chính sách năng lượng đến năm 2020 Đến năm 2003, chính sách năng lượng mới của Nga cũng đã được chính phủ xác nhận Tài liệu “Chiến lược năng lượng” phác thảo một số điểm cơ bản như:
sử dụng năng lượng hiệu quả, giảm sự tác động tới môi trường, phát
triển các năng lượng thay thế, phát triển công nghệ
Nga là một trong những quốc gia cung cấp năng lượng lớn nhất thế giới, có nguồn năng lượng tự nhiên cực kỳ phong phú với trữ lượng khí đốt lớn nhất thế giới, trữ lượng than đứng thứ hai, trữ lượng dầu mỏ
đứng thứ 8 trên thế giới Nga là quốc gia sản xuất điện đứng thứ 4 thế giới sau Mỹ, Trung Quốc và Nhật Bản Nga cũng đứng đầu thế giới về
hệ thống cung cấp năng lượng, là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho các quốc gia trong liên minh châu Âu Mặc dù được ghi nhận là có
tiềm năng nhưng các năng lượng tái tạo lại không được phát triển mạnh ở quốc gia này Năng lượng địa nhiệt được sử dụng trong sưởi
ấm và sản xuất điện năng tại một số vùng thuộc Nam Kavkas, là
nguồn năng lượng tái tạo được phát triển nhất ở Nga
2.2.3 Chính sách của các quốc gia châu Á 2.2.3.1 Chính sách năng lượng của Thái Lan?
Chính sách năng lượng của Thái Lan được đặc trưng bởi: — Tăng cường sử dụng năng lượng hiệu quả;
— Tăng cường nguồn năng lượng sản xuất trong nước;
2 http://en wikipedia.org/wiki/Hybrid vehicle
? http://en wikipedia.org/wiki/Energy policy of Russia
22 http://en.wikipedia.org/wiki/Energy Industry Liberalization and Privatization (Thailand)
Trang 35Chung 2 Si dung hiéu qui ning tdong va chink stich ning laong
— Tăng cường vai trò của tư nhân trong lĩnh vực năng lượng; — Tăng cường vai trò của các chính sách thị trường trong điều tiết giá năng lượng
Các chính sách này đã phù hợp từ những năm 1990, bất chấp những thay đổi trong chính phủ Tốc độ và hình thức của quá trình tự
do hóa, tư nhân hóa nền công nghiệp là những vấn đề được tranh luận nhiều nhất
2.2.3.2 Chính sách năng lượng của ấn Độ”
Chính sách năng lượng của ấn Độ được đặc trưng bởi 4 vấn đề
chính:
— Phát triển kinh tế nhanh chóng với yêu cầu cung cấp năng lượng
(khí đốt, điện năng, các sản phẩm dầu mỏ) tin cậy, chắc chắn;
— Tăng thu nhập gia đình, với yêu cầu cung cấp đầy đủ điện năng,
các nhiêu liệu sạch;
— Dự trữ nội địa hạn chế về các nhiên liệu hóa thạch, nhu cầu
nhập khẩu một lượng lớn khí đốt, dầu thô, các sản phẩm từ dầu
mỏ, than;
— Ảnh hưởng đến môi trường, đòi hỏi sử dụng các nhiên liệu sạch,
công nghệ sạch
Trong những năm gần đây, những thử thách trên đã ảnh hưởng
đến việc xây dựng chính sách bảo toàn năng lượng của ấn Độ
2.2.3.3 Chính sách năng lượng của Trung Quốc”
Theo kết quả điều tra của cơ quan nghiên cứu Hà Lan, Trung Quốc hiện đang là quốc gia có lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính
cao nhất trên thế giới Tuy nhiên, tính tỷ lệ theo đầu người, lượng khí
thải của Trung Quốc vẫn đứng sau một số nước phát triển khác Thêm vào đó, Trung Quốc còn là quốc gia dẫn đầu thế giới trong việc tạo ra
các nguồn năng lượng tái tạo
Trang 36
Gitio hinh gitio duc sh dung ning tiong él hiém va hiéu qua
Chính sách năng lượng của Trung Quốc tập trung vào các vấn dé chính như sau:
— Môi trường và vấn đề khí thải;
— Sản xuất điện năng từ than, nhiên liệu tái tạo, năng lượng hạt nhân ;
— Nhiên liệu hóa thạch: than, dầu mỏ;
— Các nguồn năng lượng tái tạo như: nhiên liệu sinh học, năng lượng mặt trời, năng lượng gió;
— Bảo toàn năng lượng
2.3 CHÍNH SÁCH NĂNG LƯỢNG CỦA VIỆT NAM
Trong điều kiện của nước ta hiện nay, khả năng giảm thiểu lãng phí năng lượng còn rất lớn Hiệu suất sử dụng nguồn năng lượng trong các nhà máy điện đốt than, dầu ở Việt Nam chỉ đạt được từ 28% đến
32%, thấp hơn so với các nước phát triển khoảng 10% Hiệu suất các lò hơi công nghiệp chỉ đạt khoảng 60%, thấp hơn mức trung bình của thế giới khoảng 20% Năng lượng tiêu hao cho sản phẩm các ngành
công nghiệp chính của nước ta cao hơn nhiều so với các nước phát
triển Ví dụ, để sản xuất 1 tấn thép từ nguyên liệu quặng, các nhà máy thép của nước ta cần 11,32 đến 13,02 triệu kCal, trong khi của thế giới
chỉ cần 4 triệu kCal; luyện thép từ thép phế liệu nước ta cần 2,82 triệu
kCal, thé giới cần 2 triệu kCal”” Điều đó cho thấy, tiêu hao năng lượng
trên một đơn vị tổng sản phẩm công nghiệp trong nước tăng gấp nhiều lần so với các nước phát triển Thiếu các biện pháp tiết kiệm năng lượng, cộng với trình độ lạc hậu của công nghệ trong các doanh nghiệp làm cho việc sử dụng năng lượng kém hiệu quả
Việc gia tăng mức độ sử dụng năng lượng luôn kèm theo nguy cơ
gây ô nhiễm môi trường tại khu vực hoạt động năng lượng và góp phần
® Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả tác động tích cực đến hoạt động sản xuất- kinh doanh và sinh hoạt của cộng đồng,
http://www tapchicongnghiep vn/socuoithang/sukientrongthang/2008/8/ 19896.ttvn
Trang 37Chating 2 Sit dung hiéu quả măng litong và chinh sich ning lang
làm suy giảm chất lượng mơi trường tồn cầu (ví dụ: việc thải vào khí
quyển khí CO›, SO›, NO, gây hiệu ứng nhà kính, phá hỏng tầng Ơzơn,
làm biến đổi khí hậu) Hơn 80% nguồn năng lượng sử dụng của nước
ta là nhiên liệu hóa thạch, nhiên liệu có nguồn gốc hữu cơ Quá trình cháy nhiên liệu nói riêng và hoạt động năng lượng nói chung là nhân
tố chủ yếu gây ô nhiễm môi trường Việc sử dụng năng lượng tạo ra
khoảng 25% lượng phát thải CO; và khoảng 15% tổng lượng khí nhà kính sinh ra do hoạt động của con người
"Trước tình hình này, Chính phủ Việt Nam đã ban hành các nghị
định, thông tư và chương trình về vấn để sử dụng năng lượng tiết kiệm
và hiệu quả
2.3.1 Nghị định của Chính phủ về sử dụng năng lượng tiết kiệm
và hiệu quả
Để đẩy mạnh việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một cao hơn của nền kinh tế quốc dân, đồng thời bảo vệ tốt môi trường, khai thác hợp lí các nguồn
tài nguyên năng lượng, thực hiện phát triển kinh tế — xã hội bền vững,
ngày 03 tháng 9 năm 2003, Chính phủ đã ban hành Nghị định
102/2003/NĐ-CP về Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả Nghị
định bao gồm 9 chương với các nội dung: (1) Những quy định chung
(2) Sử dụng năng lượng trong các cơ sở sản xuất (3) Sử dụng năng lượng trong các tòa nhà
(4) Trang thiết bị, phương tiện sử dụng năng lượng (5) Sử dụng năng lượng trong sinh hoạt
(6) Các biện pháp khuyến khích, thúc đẩy sử dụng năng lượng tiết
kiệm và hiệu quả
(7) Quản lý nhà nước về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
(8) Kiểm tra, thanh tra và xử lý vi phạm
Trang 38Gitio tinh gido duc st dung ning liong lél hiém và điệu qua
2.3.2 Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm
và hiệu quả được phê duyệt theo quyết định số 79/2006/QĐ-TTg ngày 14/4/2006 của Thủ tướng Chính phủ
2.3.2.I Mục tiêu của chương trình
* Mục tiêu tổng quái:
— Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết
kiệm và hiệu quả bao gồm các hoạt động khuyến khích, thúc đẩy, tuyên truyền cộng đồng, khoa học công nghệ và các biện pháp quản lý
bất buộc nhằm thực hiện đồng bộ các hoạt động về sử dụng năng
lượng tiết kiệm và hiệu quả trong toàn xã hội
— Thông qua các hoạt động của chương trình, đạt được mục tiêu
về tổng mức tiết kiệm năng lượng cụ thể, giảm một phần mức đầu tư phát triển hệ thống cung ứng năng lượng, mang lại lợi ích về kinh tế
— Xã hội, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường, khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên năng lượng, thực hiện phát triển kinh tế - xã hội bền vững
* Các mục tiêu cụ thể:
Phấn đấu tiết kiệm từ 3% đến 5% tổng mức tiêu thụ năng lượng
toàn quốc trong giai đoạn 2006 - 2010 và từ 5% đến 8% tổng mức tiêu
thụ năng lượng trong giai đoạn 2011 — 2015 so với dự báo hiện nay về
phát triển năng lượng và phát triển kinh tế — xã hội theo phương án
phát triển bình thường, trên cơ sở các nội dung cụ thể sau: | — Hình thành và đưa vào hoạt động có hiệu quả mô hình quản lý
sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả, bao gồm hoạt động quản lý nhà nước, quản lý trong các doanh nghiệp, trong các tòa nhà và trong đời sống xã hội:
+ Giai đoạn 2006 — 2010: hoan thành Việc xây dung và ban
hành khung các văn bản pháp luật đồng bộ với các luật và các văn bản
dưới luật liên quan đến sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, 38
Trang 39Chung 2 Sé dung hiéu qua ning ling vi chink wich ning liong
chuẩn bị nội dung trình Quốc hội xem xét ban hành luật về sử dung
năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong giai đoạn 2008 —- 2010;
+ Xây dựng mô hình quản lý sử dụng năng lượng tiết kiệm và
hiệu quả để áp dụng vào hoạt động thực tế cho 40% số lượng các
doanh nghiệp sử dụng năng lượng trọng điểm được lựa chọn trong toàn quốc giai đoạn 2006 — 2010; 100% số lượng các doanh nghiệp sử dụng năng lượng trọng điểm cho giai đoạn 2011 — 2015 và mở rộng áp dụng cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ;
+ Thực hiện việc quản lý bắt buộc theo Quy chuẩn xây dựng
Việt Nam "Các công trình sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả” đối với 100% các tòa nhà xây dựng mới từ năm 2006;
+ Giai đoạn 2006 - 2010: hoàn thành việc xây dựng cơ chế,
chính sách và ban hành biểu giá năng lượng phù hợp với xu hướng
chính sách giá năng lượng của các nước trong khu vực và trên thế giới
nhằm đảm bảo mục tiêu sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
— Phổ biến rộng rãi các trang thiết bị có hiệu suất cao, thay thế
dân các trang thiết bị có hiệu suất thấp, tiến tới loại bỏ các trang thiết bị có công nghệ lạc hậu, giảm cường độ năng lượng trong sản xuất, tiết kiệm năng lượng trong mọi hoạt động của đời sống xã hội
— Khai thác tối đa năng lực của phương tiện, thiết bị, giảm thiểu
mức tiêu thụ nhiên liệu trong giao thông vận tải, triển khai thí điểm
mô hình sử dụng nhiên liệu thay thế tại một số tỉnh và thành phố lớn, hạn chế lượng phát thải của các phương tiện giao thông nhằm bảo vệ
môi trường
2.3.2.2 Thời gian thực hiện
Chương trình được thực hiện trong thời gian từ năm 2006 đến năm 2015, bao gồm hai giai đoạn chính với nội dung như sau:
Trang 40ước (mới giáo duc sit dung ning liong bibl kiém wi hiéu qua
~ Giai doan II (2010 — 2015): triển khai theo chiều sâu và diện
rộng các nội dung của chương trình, trên cơ sở tổng kết, đánh giá rút
kinh nghiệm kết quả đạt được từ giai đoạn I 2.3.2.3 Nội dung chương trình
Nội dung chương trình gồm 11 dự án chia thành 06 nhóm nội dung * Nhóm nội dung thứ 1
Tăng cường quản lý nhà nước về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, tổ chức hệ thống quản lý về tiết kiệm năng lượng
Nhóm nội dung này gồm 01 đề án
Đề án 01: Hoàn thiện khung pháp lý về sử dụng năng lượng tiết
kiệm và hiệu quả trong sản xuất công nghiệp, trong quản lý các công
trình xây dựng, trong sinh hoạt đời sống và đối với các trang thiết bị sử dụng năng lượng
Nội dung chỉ tiết:
— Ban hành các văn bản hướng dẫn luật, nghị định hiện hành liên quan đến hoạt động sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả;
— Xây dựng cơ chế, chính sách và biểu giá năng lượng phù hợp với xu hướng chính sách giá năng lượng của các nước trong khu vực và
trên thế giới nhằm đảm bảo mục tiêu bảo toàn năng lượng, khuyến
khích sử dụng hợp lý các dạng năng lượng và năng lượng nội địa, giảm phụ thuộc năng lượng nhập khẩu, hoàn thành và đưa vào áp dụng trong giai đoạn 2008 — 2009;
— Xây dựng, ban hành Quy chuẩn xây dựng Việt Nam vẻ "Các
công trình sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả" ;
— Xây dựng, ban hành 10 bộ tiêu chuẩn hiệu suất năng lượng cho
10 chủng loại thiết bị được lựa chọn làm cơ sở cho việc dán nhãn công
nhận sản phẩm tiết kiệm năng lượng đối với các sản phẩm đó;
- Soạn thảo, trình Quốc hội thông qua Luật về sử dụng năng
lượng tiết kiệm và hiệu quả trong thời gian từ 2008 — 2010;