NĂNG LƯỢNG tái tạo ở VIỆT NAM TIỀM NĂNG và TRIỂN VỌNG phần 2

Công nghệ xanh cho tương lai -Green technology for next generation Renewable Energy in Việt nam - Potentiality and prospects. NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Ở VIỆT NAM - TIỀM NĂNG VÀ TRIỂN VỌNG. Hồ Sơn Lâm- Viện Khoa học vật liệu ứng dụng. Tóm tắt: Hiện nay, vấn đề năng lượng và môi trường đang được cả thế giới quan tâm. Trong quá trình sản sinh ra năng lượng từ các nguồn nguyên liệu hóa thạch luôn kèm theo sự hình thành các chất khí không mong muốn. Chính các chất khí này là nguyên nhân nóng lên của trái đất, dẫn đến sự thay đổi khí hậu. Giải pháp tối ưu cho vấn đề trên là phải có một sự thay đổi trong nhận thức cũng như hành động của chúng ta về năng lượng. Năng lượng tái tạo chính là con đường giúp chúng ta có năng lượng và bảo vệ môi trường. Nguồn nguyên liệu cho năng lượng tái tạo ở Việt nam rất phong phú, bao gồm năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng thủy điện và địa nhiệt, năng lượng từ sinh khối…Tiềm năng và lợi thế của năng lượng tái tạo ở Việt nam hiện đang được khai thác và sử dụng ở mức độ thấp, chưa nói đến những dạng năng lượng mới cho thế hệ sau. I. ĐẶT VẤN ĐỀ: Trong hội thảo khoa học “Năng lượng sinh học-chính sách và công nghệ” tháng 10 năm 2008 do Cơ quan đại diện phía nam của Bộ KHCN và KITECH tổ chức, chúng tôi đã có dịp trình bày báo cáo “Kết quả nghiên cứu thực nghiệm công nghệ không bả thải trong sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam”[1]. Từ đó đến nay, nhiều vấn đề có liên quan đến năng lượng tái tạo cũng đã được nghiên cứu, khảo sát để định hình một chiến lược phát triển ở tầm cao hơn, đáp ứng nhu cầu phát triển về năng lượng cho Việt nam, cũng như trên toàn thế giới. Ngoài nhiên liệu có nguồn gốc sinh học như: cồn (Biofuel), dầu diesel (Bio diesel), khí ủ chất thải (Biogas), còn có các dạng năng lượng tái tạo từ gió ( Wind Power), năng lượng mặt trời (Solar Power), năng lượng sóng (Wave Power), năng lượng địa nhiệt (Geothermoelectric) và năng lượng từ nước (Hydroelectric). Đây là những nguồn năng lượng mà Việt nam được thiên nhiên ban tặng một cách hào phóng. Biến tiềm năng của nguồn năng lượng này thành hiện thực, không chỉ là nhiệm vụ của các nhà khoa học mà còn là trách nhiệm của các cơ quan đề ra chủ trương và chính sách của Nhà nước, của các cơ quan quản lý Nhà nước, của các doanh nghiệp trong lĩnh vực nhiên liệu và năng lượng . Việc lựa chọn các dạng năng lượng tái tạo để đầu tư, cần phải được nghiên cứu kỷ lưỡng về tất cả các mặt, trong đó vấn đề môi trường và kinh tế cần được đặt lên trên hết. Nhìn chung, năng lượng tái tạo đều là dạng năng lượng sạch so với năng lượng đi từ dầu mỏ, tuy nhiên, những mặt trái của nó cũng không phải là không có. Tùy đặc điểm của từng nước, tùy trình độ dân trí và đặc điểm địa lý của từng nước mà sự ảnh hưởng của nó sẽ là lớn hay nhỏ. Chọn được một hướng đi có triển vọng cho tương lai là việc khó nhưng không thể không làm. Công nghệ xanh cho tương lai -Green technology for next generation Renewable Energy in Việt nam - Potentiality and prospects. II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CÁC LĨNH VỰC NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM. Theo dự báo của các nhà khoa học [2], bắt đầu từ 2050, nguồn năng lượng chủ yếu sẽ là mặt trời, gió và địa nhiệt, chiếm trên 43%. Trong khi đó, năng lượng đi từ nguyên liệu hóa thạch chỉ còn khoảng 25%, năng lượng hạt nhân chiếm 15%, năng lượng từ biomass 12%, năng lượng từ thủy điện 5%. Hình 1: Cơ cấu năng lượng trong tương lai. Source PB& IEA Phân tích cơ cấu năng lượng trên đây, cho phép chúng ta lý giải và tìm cơ sở thực tế cho công tác qui hoạch nghiên cứu sản xuất năng lượng xanh. Hội nghị năng lượng toàn cầu tổ chức ở Bonn – Đức (năm 2004) đã thống nhất đề ra mục tiêu phấn đấu đến năm 2020 đạt 20% tổng sản lượng điện toàn cầu bằng năng lượng tái tạo. Các nguồn tái tạo được chính là năng lượng mặt trời, thế năng của nước, động năng của gió, sinh khối (biomass) v.v… Các dạng năng lượng này đã được sử dụng từ buổi sơ khai của nền văn minh, trước khi các nguồn năng lượng hóa thạch được khai thác. Tuy nhiên mối quan tâm đến môi trường gần đây mới đẩy mạnh các ứng dụng có hiệu quả của chúng. Các dạng năng lượng tái tạo điển hình bao gồm [3]: II.1. Năng lượng mặt trời Năng lượng mặt trời với cường độ lớn nhất vào khoảng 1 kW/m 2 là một nguồn năng lượng sạch, không có sự phát xạ. Vì năng lượng mặt trời chỉ hiện hữu vào ban ngày dưới những điều kiện thời tiết thuận lợi, việc tích trữ năng lượng là cần thiết để sử dụng liên tục. Vì nó có mật độ năng lượng bé nên việc thu nhận cần phải có một vùng diện tích lớn. Việc sử dụng nó có thể chia làm 2 phương pháp: (1) Sử dụng trực tiếp nhiệt năng bức xạ và (2) Tạo ra điện năng thông qua các pin quang điện. II.1.1. Sử dụng trực tiếp nhiệt năng bức xạ Các hệ thống thu nhận nhiệt năng mặt trời được sử dụng rộng rãi để đun nước trong gia đình. Chúng có cấu trúc phẳng và thường lắp trên các mái các bộ Công nghệ xanh cho tương lai -Green technology for next generation Renewable Energy in Việt nam - Potentiality and prospects. tạo nước nóng cho nhu cầu gia đình. Các dạng ống chân không và mặt cong phản xạ được sử dụng để tạo ra các dòng nhiệt cao cho việc phát điện. Hiện nay, các sản phẩm dạng này đã được một số doanh nghiệp sản xuất và bán khá nhiều trên thị trường. Các thiết bị chưng cất dùng năng lượng mặt trời ở quy mô nhỏ được sử dụng cho mục đích khử muối ở một vài vùng không có nguồn nước ngọt. Các máy sấy dùng năng lượng mặt trời ở nhiều dạng khác nhau được sử dụng trong nông nghiệp ở quá trình thu hoạch. Việc phát điện nhiệt mặt trời đang hoạt động ở một vài dự án về hoa tiêu, sử dụng tính tập trung của bề lõm parabol, máy phát dạng đĩa hoặc thiết bị định nhật để tạo dòng nhiệt cao phục vụ việc chạy turbin máy phát điện, bếp mặt trời được sử dụng giới hạn ở một vài ứng dụng trong vùng biệt lập như khi leo núi. II.1.2. Hiệu ứng quang điện Việc phát điện bằng cách sử dụng hiệu ứng quang điện của các vật liệu bán dẫn được phát triển khởi điểm để cung cấp điện cho những vùng hẻo lánh cũng như cho các con tàu vũ trụ. Do tính chất sạch với tự nhiên của nó với môi trường, việc sản xuất và ứng dụng của pin mặt trời đã được mở rộng một cách rõ ràng trong những năm gần đây. Ứng dụng phổ biến nhất là hệ thống nhà mặt trời (SHS) với những tấm pin mặt trời được đặt trên mái, tiếp theo là việc lắp đặt các phương tiện công cộng như tín hiệu chỉ đường và thông tin khẩn cấp.Một số quốc gia đã có những chương trình lớn về điện mặt trời, như Mỹ có chương trình một triệu mái nhà mặt trời, Nhật có chương trình 150.000 mái nhà mặt trời, Châu Âu có chương trình 600.000 mái nhà mặt trời. Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới, số giờ nắng trung bình khoảng 2.000- 2.500 giờ/năm với tổng năng lượng bức xạ mặt trời trung bình khoảng 150kCal/cm2/năm, tiềm năng lý thuyết được đánh giá khoảng 43,9 tỷ tấn dầu tương đương (TOE)/năm. Việt nam cũng đã có nhiều mô hình về ngôi nhà sinh thái, làng sinh thái… Điện mặt trời đã có mặt ở Hải đảo, vùng sâu, xa khắp cả nước. Việt Nam có nguồn năng lượng mặt trời khá dồi dào, đặc biệt ở khu vực phía Nam. Mức độ bức xạ nhiệt ở khu vực này dao động từ khoảng 3-4,5 kWh/m 2 /ngày vào mùa đông, tới 4,5-6,5 kWh/m 2 /ngày vào mùa hè. Năng lượng mặt trời được coi là có tiềm năng lớn trong việc cung cấp điện cho những khu vực vùng sâu, vùng xa, nơi chưa có lưới điện quốc gia. Theo con số thống kê chưa đầy đủ hiện có khoảng 3.000 hệ thống pin mặt trời, với công suất từ 500Wp đến 1.500Wp (Wp – công suất tối đa của một đơn vị pin mặt trời vào thời điểm buổi trưa của ngày nắng) đã được lắp đặt tại các bệnh viện, trường học, các trạm phát điện phục vụ cho đường dây cáp quang và các hộ gia đình (tổng lượng pin mặt trời đã triển khai chưa vượt quá 1 MWp). Phần lớn các trạm phát điện này nằm trong các dự án do các tổ chức quốc tế hỗ trợ (SELF, Quỹ Rockeffeler, tổ chức CASE của Australia, bang North Rhine Westphalia của Đức ).Chương trình Công nghệ xanh cho tương lai -Green technology for next generation Renewable Energy in Việt nam - Potentiality and prospects. nghiên cứu phát điện bằng nhiệt mặt trời cũng đã được Bộ KHCN Việt nam phê duyệt và cấp kinh phí. II.2. Năng lượng nước Sản xuất điện từ thế năng của nước (thủy điện) chiếm khoảng 7% lượng điện sản xuất trên thế giới. Chi phí xây dựng một nhà máy thủy điện và cơ sở hạ tầng liên quan là khá lớn, tuy nhiên, chi phí chung có thể giảm xuống nhờ vào thời gian phục vụ lâu dài của nó. Thủy điện đã có ở Việt nam từ khá lâu và hiện nay, rất nhiều nhà máy thủy điện vừa và nhỏ đã và đang được xây dựng. Tuy nhiên, việc xây dựng các đập thủy điện lớn cũng như việc xây dựng nhiều trạm thủy điện đã gây ra những sự thay đổi về môi trường, gây ra nạn lụt cục bộ nhiều nơi, tàn phá rừng và thu hẹp môi trường tự nhiên. Ủy ban sông Mê công của các nước thành viên cũng đã khuyến cáo việc xây dựng các đập thủy điện lớn sẽ gây tác động cho khu vực hạ nguồn. Sản xuất thủy điện quy mô nhỏ thường có lợi ở những vùng nông thôn để cung cấp cho mạng điện địa phương. Ở các nước phát triển, việc thực hiện các phương tiện này thường có sự trợ cấp của chính phủ (hoặc các hỗ trợ tài chính và kỹ thuật quốc tế). Để cung cấp lưu lượng ổn định và cột áp hiệu quả, người ta cung cấp các cấu trúc hạ tầng như đập chứa và ống dẫn để phân phối nước có thế năng lớn đi vào các turbin. Thủy điện nhỏ là dạng trạm thủy điện có công suất từ 200 W đến 10.000 KW. Với một hệ thống sông suối nhỏ dày đặc, Việt Nam thực sự rất có tiềm năng về dạng năng lượng này. Hiện nay đã có khoảng 120.000 trạm thủy điện nhỏ, chủ yếu do tư nhân đầu tư, với tổng công suất ước tính khoảng 20MW, cung cấp 65 - 120 triệu kWh điện hàng năm cho hơn 130.000 hộ gia đình ở các khu vực miền núi và vùng cao tại Việt Nam. II.3. Năng lượng gió Lịch sử của việc sử dụng năng lượng gió đã có cách đây nhiều thế kỷ. Nhiều loại cối xay gió khác nhau đã được sử dụng trong hầu hết các ứng dụng nông nghiệp. Nâng nước bằng bơm dẫn động bằng các cối xay gió tốc độ thấp vẫn còn hữu dụng ở các vùng xa, nơi mà việc sử dụng nguồn điện là không thực tế. Để đối phó với các vấn đề môi trường, các công nghệ sản xuất điện bằng turbin gió đã được nghiên cứu kỹ lưỡng trong 2 thập kỷ qua. Do điện năng sinh ra bởi cối xay gió tỉ lệ với lập phương vận tốc gió nên ta chỉ sử dụng phương pháp này ở những nơi có vận tốc gió trung bình hàng năm không nhỏ hơn 5m/s. Giá thành của một thiết bị sản xuất điện khá lý tưởng khi vận tốc gió lớn hơn 6m/s. Nếu sử dụng các turbin hiện đại, ta thường chọn các loại 2 hay 3 cánh để có tính năng vận hành cao. Do điện năng tỉ lệ với bình phương chiều dài lưỡi nên turbin có đường kính càng lớn, chi phí sản xuất càng nhỏ. Trong năm 2005, đã có 58.982 MW công suất tổng các quạt gió được lắp đặt trên toàn thế giới. Hiệp Hội năng lượng gió Công nghệ xanh cho tương lai -Green technology for next generation Renewable Energy in Việt nam - Potentiality and prospects. thế giới dự tính năm 2010 sẽ có 120.000 MW được lắp đặt trên toàn thế giới. Hiện tại năng lượng gió mới đóng góp 1% trong tổng sản lượng điện trên toàn thế giới, nhưng với một số nước và một số khu vực thì năng lượng gió đã chiếm tới 20% hoặc hơn thế nữa trong tổng sản lượng điện quốc gia. Với những nước này thì trong tương lai không xa năng lượng gió sẽ trở thành “trụ cột” trong hệ thống điện quốc gia. Theo các số liệu khảo sát ban đầu, tiềm năng của năng lượng gió đo được tại các khu vực khác nhau của Việt Nam như sau: tại hải đảo là 860 - 1.410 kWh/m 2 /năm; khu vực duyên hải (Kỳ Anh, Cửa Tùng, Bình Định, Tuy Hòa, Cam Ranh, Vũng Tàu): 800 - 1.000 kWh/m 2 /năm; một số khu vực trong nội địa: 500 - 800 kWh/m 2 /năm. Vừa qua đã có một trạm phát điện bằng năng lượng gió được xây dựng ở đảo Bạch Long Vĩ (từ nguồn ODA của Tây Ban Nha). Tại Bình Định hiện cũng đang tiến hành xây dựng một nhà máy điện chạy bằng sức gió. Dự kiến giai đoạn đầu của dự án sẽ hoàn thành vào cuối năm nay với công suất 15 MW. Giai đoạn hai của dự án sẽ nâng công suất lên 35 MW và giai đoạn ba là 50 MW. Đây được coi là dự án về điện chạy bằng sức gió lớn nhất tại Việt Nam hiện nay. Tuy nhiên, mặt trái của năng lượng gió cũng cần phải tính đến. Tại Châu Âu, nhiều cánh đồng hoa quả tươi tốt, sau khi được biến thành cánh đồng điện gió, cây cỏ trở nên xơ xác, hoang tàn. Sự thay đổi này do sự hoạt động của các turbin gây ra. Ở Việt nam, khu vực miền Trung và duyên hải thường có bão lớn, mỗi năm khoảng 10-15 cơn bão và áp thấp nhiệt đới, gây nhiều thiệt hại cho nền kinh tế. Vì vậy, cần phải tính toán các trạm điện gió sao cho an toàn và hiệu quả, không nên chạy theo phong trào. Những vùng trồng lúa hay hoa màu bạt ngàn của đồng bằng Bắc bộ hay Nam bộ, mới nhìn có vẻ rất có ưu thế cho điện gió, nhưng cái giá phải trả vài năm sau đó sẽ là vô cùng to lớn. II.4. Năng lượng địa nhiệt: Địa nhiệt được coi là nguồn năng lượng tái tạo và sạch đã được sử dụng phổ biến trên thế giới, song tại Việt Nam, nguồn năng lượng này đang bị bỏ quên, chưa được tận dụng và khai thác một cách có hệ thống. Trên thế giới có ít nhất 24 quốc gia đã khai thác nguồn năng lượng địa nhiệt, dẫn đầu là Mỹ, tiếp đến là Philipin và các nước Bắc và Trung Âu. Các nước như Pháp, Thuỵ điển, Áo, Hà lan, Nhật bản cũng đã có đầu tư rất lớn để khai thác địa nhiệt. Hơn 10 năm lại đây Trung quốc đã rất quan tâm đến hệ thống điều hoà không khí bằng địa nhiệt, việc phát triển mạnh mẽ của hệ thống này sẽ góp phần vào việc giảm tải nhu cầu nguồn năng lượng của Trung quốc. Ở Việt Nam, theo ước tính của Viện Địa Chất, tiêu thụ cho điều hòa không khí đạt 2,5 tỷ kWh. Nếu khai thác địa nhiệt bằng công nghệ bơm nhiệt đất, ít nhất sẽ tiết kiệm được 1/3 lượng điện trên. Nếu giá điện là 2.000 đồng một kWh, mỗi năm sẽ tiết kiệm được 1.600 tỷ đồng. Tuy nhiên, chỉ duy nhất tại Trung tâm Hội nghị Quốc gia Mỹ Đình đang sử dụng một phần rất nhỏ nguồn địa nhiệt để làm lạnh. Việc sử dụng địa nhiệt còn giảm phát thải ít nhất 250.000 tấn CO2 mỗi năm. Công nghệ xanh cho tương lai -Green technology for next generation Renewable Energy in Việt nam - Potentiality and prospects. Hơn nữa, địa nhiệt không chỉ được sử dụng vào mục đích trung hòa nhiệt, đáp ứng nhu cầu nghỉ dưỡng mà còn có thể dùng cho mục đích phát điện . Việt Nam có hơn 300 nguồn nước khoáng nóng có nhiệt độ bề mặt từ 30 o C đến 105 o C, tập trung nhiều tại Tây Bắc, Trung Bộ. Dự báo đến năm 2020 có thể phát triển khoảng 200 MW. II.5. Năng lượng từ các nguồn sinh khối ( biomass) Đây là nguồn năng lượng rất truyền thống. Từ cổ xưa những nguồn sinh thể được sử dụng đốt trực tiếp nhưng ngày nay các sinh thể thực vật, động vật được thực hiện chuyển hoá hoá học, chuyển hoá sinh học để tạo ra các nhiên liệu như: biodiesel, bioethanol, biogas, trong nhóm nguồn năng lượng từ sinh khối nhiều quốc gia đang tập trung vào các hướng: tái tạo hiệu quả cao, tận thu tối đa phế thải (nhằm tạo nguồn nguyên liệu rẻ tiền), nghiên cứu và phát triển công nghệ phù hợp để chuyển hoá sinh khối thành nhiên liệu. Nếu trong những năm trước 2004, người ta thống kê được khoảng 50 nước và vùng lãnh thổ đã bắt đầu sử dụng biodiesel, thì từ đó đến nay, theo báo cáo thống kê của IFQC’s “Global Biofuels Center” [4] số nước và vùng lãnh thổ đang sử dụng, đang có các chương trình đã chiếm gần hết bản đồ thế giới. Riêng Nga, một số nước trung đông, châu Phi là chưa có thông tin. Điều đó chứng tỏ rằng Biodiesel đang từ từ xâm nhập vào đời sống xã hội loài người và sẽ là một trong những những dạng nhiên liệu quan trong trong thế kỷ 21. Hình 2: Tình hình sử dụng biodiesel trên thế giới Nếu chúng ta tham khảo tình hình nghiên cứu biodiesel qua các patent được cấp giấy chứng nhận, chúng ta sẽ không ngạc nhiên và hoài nghi về nhận định trên đây[5]. Bảng thông kê số lượng patent trong các năm từ 2002 đến 2007 cho thấy: Năm Số lượng patent 2002 2003 147 271 Không có thông tin Khu vực đang sử dụng biodiesel Pilot hoặc proiect Source: IFQC’s Global Biofuels Center,November 2006 Công nghệ xanh cho tương lai -Green technology for next generation Renewable Energy in Việt nam - Potentiality and prospects. 2004 2005 2006 2007 302 391 640 1.045 Bảng 1: Thống kê số lượng patent trong những năm gần đây. Nếu so sánh số lượng patent trong lĩnh vực biodiesel so với các lĩnh vực năng lượng mới khác, chúng ta cũng sẽ thấy bức tranh tương tự : Biofuel 1045 [56%] Solar Power 555 [29%] Wind Power 282 [15%] Song song với công tác nghiên cứu, nhu cầu thực tế của Biodiesel trên thị trường cũng tăng lên đáng kể [6]: Hình 3: Nhu cầu Biodiesel trong những năm gần đây. Nếu thị trường Mỹ trong năm 2004 chỉ cần 24 triệu gallon/năm, thì đến 2007 đã tăng lên 450 triệu gallon. Châu Âu dự kiến đưa mức độ sữ dụng biodiesel trong giai đoạn trước 5,7 % lên 6% trong năm 2010. Các nước khác cũng tương tự. Năng lượng có nguồn gốc sinh học của Việt nam hiện đang tồn tại ở bốn dạng khác nhau: 1. Sử dụng trực tiếp: Than, củi, rơm, rạ dùng làm chất đốt ở vùng nông thôn, vùng sâu xa. 2. Rơm, rạ, chất thải chăn nuôi được chôn ủ để hình thành khí biogas( chủ yếu các hộ nông dân ở nông thôn, các trang trại và khu dân cư tập trung) 3. Bioetanol đi từ sắn, mía, ngô 4. Biodiesel đi từ hạt có dầu, mỡ cá, mỡ động vật. Công nghệ xanh cho tương lai -Green technology for next generation Renewable Energy in Việt nam - Potentiality and prospects. Trong các dạng trên thì dạng 1 phổ biến. Hàng năm, một số lượng lớn gỗ được sử dụng cho sản xuất than; rơm rạ cành nhánh, gỗ nhỏ làm chất đốt. Bioetanol đã được sản xuất công nghiệp và đang thử nghiệm loại E5 tại một số nơi. Biodiesel chưa trở thành công nghiệp và đang ở giai đoạn nghiên cứu, thử nghiệm là chính. Mặc dù đề án “Nhiên liệu sinh học của Chính phủ” đã ra đời, nhưng cho đến nay, năng lượng đi từ sinh khối vẫn chưa góp phần đáng kể vào tiến trình bảo đảm an ninh năng lượng, bảo vệ môi trường. Theo báo cáo của một số đơn vị [7] thì nguồn sinh khối của Việt nam không phải là nhỏ. Các bảng thống kê sau chỉ rõ điều đó: Nguồn sinh khối Tiềm năng (triệu tấn) Dầu tương đương (triệu toe) Tỷ lệ (%) Rừng tự nhiên 6,842 2,390 27,2 Rừng trồng 3,718 1,300 14,8 Đất không rừng 3,850 1,350 15,4 Cây trồng phân tán 6,050 2,120 24,1 Cây công nghiệp & ăn quả 2,400 0,840 9,6 Phế liệu gỗ 1,649 0,580 6,6 TỔNG 25,090 8,780 100,0 Bảng2. Sinh khối từ gỗ Nguồn sinh khối Tiềm năng (triệu tấn) Dầu tương đương (triệu toe) Tỷ lệ (%) Rơm rạ 32,52 7,30 60,4 Trấu 6,50 2,16 17,9 Bã mía 4,45 0,82 6,8 Các loại khác 9,00 1,80 14,9 TỔNG 53,43 12,08 100,0 Bảng3. Sinh khối từ nông nghiệp Có thể kết luận rằng, tiềm năng các nguồn năng lượng tái tạo tại Việt Nam khá dồi dào. Trong đó năng lượng địa nhiệt có thể khai thác 200MW vào năm 2020. Nguồn năng lượng mặt trời với số giờ nắng bình quân là 2.000-2.500 giờ/năm, tổng bức xạ nhiệt bình quân khoảng 150kcal/cm 2 /năm, tương đương với khoảng 43,9 tỷ tấn dầu mỗi năm (con số ước lượng trên lý thuyết). Năng lượng Công nghệ xanh cho tương lai -Green technology for next generation Renewable Energy in Việt nam - Potentiality and prospects. gió của Việt Nam cũng hết sức dồi dào, cường độ năng lượng gió hiện nay tại các vùng hải đảo khoảng 1.400kWh/m 2 mỗi năm. Cường độ năng lượng khoảng 500- 1.000kWh/m 2 mỗi năm tại các vùng Duyên hải Trung bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ, tại các vùng khác dưới 500kWh/m 2 mỗi năm. Ngoài ra Việt Nam còn tiềm năng sinh khối từ gỗ, chất thải nông nghiệp (tương đương 43-46 triệu tấn dầu/năm; Biogas và Uranium (quặng U308 là 218.167 tấn, xếp hạng trung bình trên thế giới). III. TƯƠNG LAI CỦA NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO. Nếu xem năm 1990 là mốc cho sự phát triển mạnh mẻ của năng lượng tái tạo, thì chúng ta có thể thấy rằng, gần 20 năm qua, cơ cấu năng lượng chung của thế giới vẫn dựa trên nguyên liệu hóa thạch là chính. Các nước tiên tiến đang phấn đấu nâng tỷ lệ năng lượng tái tạo từ 20-30% trong vòng vài chục năm tới.Thậm chí, Cộng hòa liên bang Đức dự kiến đến 2050 có thể đạt 85% năng lượng tái tạo. Trong khi đó, Việt nam đang phấn đấu nâng tỷ lệ năng lượng tái tạo lên 3-5% trong kế hoạch 2011-2015. Nếu cho rằng các dự báo của PB&IEA nêu trên vẫn có giá trị thì đến năm 2050, năng lượng hóa thạch vẫn chiếm đến 25%, năng lượng hạt nhân và thủy điện chiếm 25%, phần còn lại là năng lượng tái tạo từ biomas, gió, mặt trời đến địa nhiệt. Những hạn chế của năng lượng địa nhiệt, gió, mặt trời và cả của sinh khối, không cho phép con người vươn tới các hệ mặt trời khác. Chỉ quanh quẫn trong quĩ đạo của trái đất để rồi một ngày nào đó bị diệt vong là điều mà loài người không cam chịu. Năng lượng nào có thể giúp con người đi tìm những miền đất mới trong vũ trụ? Đó là năng lượng của các hạt cơ bản và năng lượng hydro. Để có năng lượng của các hạt cơ bản cần phải xây dựng những cỗ máy gia tốc lớn với khoản kinh phí khổng lồ mà những nước như Việt nam khó lòng có được. Còn với năng lượng hydro, có vẻ như thiên nhiên đã chuẩn bị sẵn cho loài người ưu đãi này, để đến một lúc nào đó, con người có thể sử dụng hydro cho những chuyến đi xa của mình. Trên thế giới đã bắt đầu có những ứng dụng dân sự trên cơ sở hydro, nhưng điều đó cũng chỉ mới là những thử nghiệm mang tính đột phá, vì giá thành của nó còn quá cao. Sản xuất hydro, lưu giữ và phân phối hydro dạng lỏng và dạng khí vẫn còn là những thách đố lớn với khoa học và công nghệ. Hiện nay, các nghiên cứu về năng lượng hydro đang được đầu tư mạnh mẻ. Viễn cảnh của một nền kinh tế hydro đang bắt đầu hình thành. Đây là một nền kinh tế mà ô nhiễm bằng không và sản phẩm thải của việc tạo ra năng lượng lại là nước- nguồn tạo nên hydro- nguồn sống trên hành tinh chúng ta. Nhưng trước khi hình thành nền kinh tế hydro, loài người cần phải trải qua một giai đoạn quá độ chuyển từ nền kinh tế dầu mỏ sang nền kinh tế cacbon thấp. Giai đoạn quá độ này là cần thiết và bắt buộc vì để có một nền kinh tế dầu mỏ phồn thịnh và phát triển, trái đất đã phải trải qua gần 70 triệu năm chuẩn bị Công nghệ xanh cho tương lai -Green technology for next generation Renewable Energy in Việt nam - Potentiality and prospects. nguồn nguyên liệu này. Nền kinh tế hydro chỉ có thể trở thành hiện thực trong thế kỷ 22. Từ nay đến đó, để giảm ô nhiễm môi trường, để đối phó với khủng hoảng năng lượng, năng lượng tái tạo đi từ sinh khối sẽ là một bộ phận quan trọng trong bức tranh năng lượng toàn cầu. Tỷ lệ của nó bao nhiêu, phụ thuộc và kết quả sáng tạo của khoa học và công nghệ. IV. VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU ỨNG DỤNG (IAMS) THUỘC VIỆN KH&CN VIỆT NAM(VAST) VÀ NHỮNG KẾT QUẢ TRONG NGHIÊN CỨU NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TỪ SINH KHỐI . IV.1.Sinh khối và nền kinh tế cacbon thấp. Khái niệm “nền kinh tế tốn ít cacbon” hay còn gọi là “nền kinh tế cacbon thấp” được các nhà khoa học đưa ra trong vòng vài năm trở lại đây, đang trở thành một đề tài nghiên cứu trong các Viện, Trường của nhiều quốc gia có nền khoa học công nghệ tiên tiến. Vấn đề đặt ra là tại sao ta không thể sản xuất nhiên liệu, vật liệu từ nguồn gốc thực vật- tiền thân của than đá và dầu mỏ- khi chúng còn đang sống và có thể tái tạo dễ dàng? Nghĩa là một nền kinh tế mà trong đó, nguyên liệu, nhiên liệu xuất phát từ các thành phần cacbon thấp hơn. Có thể nữa đầu thế kỷ 21, nền kinh tế này chỉ chiếm vài chục phần trăm, nhưng đến nữa sau của thế kỷ 21, khi nước biển dâng lên thêm vài trăm cm, lúc đó việc khai thác dầu mỏ không còn dễ dàng nữa, nền kinh tế cacbon thấp sẽ phát huy vai trò của mình. Sản xuất nguyên vật liệu và nhiên liệu trong nền kinh tế cacbon thấp có một đặc điểm khá thú vị là: - Nguyên liệu không mất đi, mà có thể tái tạo. - Không tốn nhiều năng lượng và ít phác thải làm ô nhiễm môi trường. - Giá thành thấp so với nguyên liệu đi từ dầu mỏ. - Sản xuất nguyên liệu không chỉ bảo vệ môi trường mà còn góp phần tăng trưởng kinh tế một cách bền vững. IV.2. Nghiên cứu nâng cao hiệu quả kinh tế của sinh khối tại Viện KHVLUD - Viện KH&CN Việt nam: Nhiều năm qua, Viện khoa học vật liệu ứng dụng đã đầu tư nghiên cứu trong lĩnh vực sử dụng hợp lý và có hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là tài nguyên thực vật[8-15].Sơ đồ tổng thể của các nghiên cứu trên được thể hiện trong hình 4. Các kết quả cụ thể của công nghệ không bả thải trong sản xuất biodiesel đã được công bố trong báo cáo trước diễn đàn của hội nghị này năm 2008. Từ đó đến nay, chúng tôi đã tạo thêm nhiều sản phẩm mới trên cơ sở nguồn nguyên liệu tái tạo là biomas. Cụ thể: 1. Chuyển hóa rơm, rạ, mùn cưa, cành nhánh thành hydrocacbon cho mục đích nhiên liệu và hóa chất. [...]... PHÂN BÓN SH Hình 4: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả kinh tế của tài nguyên thực vật V KẾT LUẬN: 1 Năng lượng tái tạo ở Việt nam không chỉ có tiềm năng rất lớn, mà còn đang ở dạng sơ khai, nên cần thiết phải đầu tư cho nghiên cứu và phát triển công nghệ của Việt nam để có thể phản biện cho công nghệ nhập khẩu 2 Năng lượng từ sinh khối, không chỉ là etanol sinh học, diesel sinh học, khí sinh học mà còn là các... production from Vietnamese vegetable oils VIKO’SEMINAR ON BIOENERGY-TECHNOLOGY & POLICY HCMC- Oct .20 08 [2] John F Bookout (President of Shell USA) ,“Two Centuries of Fossil Fuel Energy” International Geological Congress, Washington DC; July 10,1985 Episodes, vol 12, 25 7 -26 2 (1989) [3] Dụ án năng lượng tái tạo của ĐHQG TPHCM. (20 08) [4] Global Biofuels Center [5] www.bakerdaniels.com [6] BIODIESEL 20 20: Global... tâm năng lượng & Môi trường Hà nội.(5 /20 10) [8] Hồ Sơn Lâm: Bàn về dự thảo Đề án phát triển nhiên liệu sinh học tại Việt nam Tham luận tại Hội thảo KH của HĐCSKH&CNQG, Hà nội 26 /10 /20 07 [9] Hồ Sơn Lâm.Nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu sinh học:Tạp chí Hoạt động khoa học Bộ KH&CN số 586, trang 28 , 20 08 [10] Hồ Sơn Lâm và các cộng sự Hoàn thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam. .. xuất Đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậumà khả năng một phần diện tích đất của Việt nam bị ngập nước-thì các loại thực vật vùng ngập mặn sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguyên liệu cho sản xuất hóa chất và nhiên liệu 3 Các dạng năng lượng tái tạo khác như điện mặt trời, điện gió, thủy điện vừa và nhỏ cần được phát triển đồng bộ và xứng tầm của nó Tuy nhiên, đây là Công nghệ xanh... Renewable Energy in Việt nam - Potentiality and prospects dạng năng lượng phụ thuộc hoàn toàn vào khí hậu nên cần cân nhắc mức độ đầu tư, tránh việc đầu tư theo phong trào hay dự án để giảm thiểu tối đa sự lãng phí và thiệt hại 4 Ngay từ bây giờ, cần phải chuẩn bị lực lượng cho nền kinh tế hydro trong tương lai Đó là con đường tất yếu mà nhân loại phải hướng tới - trong đó có Việt nam VI TÀI LIỆU THAM... cấp Viện KH&CN VN năm 20 07 -20 08 [11] Beatriz Zeifert et al Raney-Nickel catalysts produced by Mechanical alloying Rev.Adv.Mater.Sci 18,6 32- 638 (20 08) [ 12] Hồ Sơn Long, và các tác giả khác: Hỗn hợp Nickel Chloride dihydrat & Nickel-Nhôm oxit-Xúc tác hydro mới Hội nghị KH kỷ niệm 35 năm thành lập Viện KH&CN VN-Tiểu ban KHVL -20 10 [13] Hồ Sơn Lâm Xây dựng nền kinh tế cacbon thấp ở Tây nguyên Hội nghị Khoa... tiễn do Viện KH&CN VN và UBND các tỉnh Tây nguyên tổ chức tại DALAT, tháng 8 /20 10 [14] Hồ Sơn Lâm- Nhựa phân hủy sinh học trong đời sống: Quá khứ, hiện tại và tương lai Báo cáo tại Hội nghị KH&CN ngành nhựa,TPHCM 20 10 [15] Hồ Sơn Lâm và các cộng sự: Tổng hợp phụ gia tăng chỉ số cetan của dầu diesel từ hợp chất tự nhiên Hội nghị KH kỷ niệm 35 năm thành lập Viện KH&CN VN-Tiểu ban NL&MT -20 10 Công nghệ xanh...Công nghệ xanh cho tương lai -Green technology for next generation Renewable Energy in Việt nam - Potentiality and prospects 2 Tổng hợp nhiều phụ gia (additive) nhằm nâng cao chỉ số octan, xetan, chống oxi hóa cho nhiên liệu hóa thạch và nhiên liệu sinh học 3 Xúc tác có cấu trúc nano và công nghệ cho phản ứng tách hydro từ nước 4 Vật liệu tổ hợp cho quá trình tích trữ hydro TINH DẦU TỪ... cetan của dầu diesel từ hợp chất tự nhiên Hội nghị KH kỷ niệm 35 năm thành lập Viện KH&CN VN-Tiểu ban NL&MT -20 10 Công nghệ xanh cho tương lai -Green technology for next generation Renewable Energy in Việt nam - Potentiality and prospects . lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng thủy điện và địa nhiệt, năng lượng từ sinh khối Tiềm năng và lợi thế của năng lượng tái tạo ở Việt nam hiện đang được khai thác và sử dụng ở mức độ thấp,. ta về năng lượng. Năng lượng tái tạo chính là con đường giúp chúng ta có năng lượng và bảo vệ môi trường. Nguồn nguyên liệu cho năng lượng tái tạo ở Việt nam rất phong phú, bao gồm năng lượng. Energy in Việt nam - Potentiality and prospects. NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Ở VIỆT NAM - TIỀM NĂNG VÀ TRIỂN VỌNG. Hồ Sơn Lâm- Viện Khoa học vật liệu ứng dụng. Tóm tắt: Hiện nay, vấn đề năng lượng và môi