- Chọn lọc tự nhiờn của mụi trường tạo ra điều kiện cho sự phỏt triển chiếm ưu thế của cỏ
7.3.1.Tổng quan lịch sử về năng lượng
Năng lượng là điều kiện tất yếu cho sự tồn tại và tiến húa của mọi sinh vật. Năng lượng là một dạng tài nguyờn cần thiết cho sự phỏt triển của xó hội loài người. Trong quỏ trỡnh phỏt triển của xó hội loài người, nguồn năng lượng mà con người sử dụng thường xuyờn chuyển dịch từ dạng này sang dạng khỏc. Dạng năng lượng thiờn nhiờn đầu tiờn mà con người sử dụng là năng lượng mặt trời dựng để soi sỏng, sưởi ấm, phơi khụ lương thực, thực phẩm, đồ dựng và nhiờn liệu gỗ củi. Tiếp đú là năng lượng gỗ, củi rồi tới năng lượng nước, giú, năng lượng kộo của gia sỳc. Năng lượng khai thỏc từ than đỏ ngự trị trong thế kỷ XVIII – XIX. Năng lượng dầu mỏ thay thế vị trớ của than đỏ trong thế kỷ XX và từng bước chia sẻ vai trũ của mỡnh với năng lượng hạt nhõn. Cỏc dạng năng lượng giú, nước, thủy triều, năng lượng vi sinh vật thu nhận được với những phương phỏp và phương tiện cụng nghệ tiờn tiến cũng đang mở rộng phạm vi hoạt động của mỡnh.
Nhu cầu năng lượng của con người tăng lờn nhanh chúng trong quỏ trỡnh phỏt triển. 100.000 năm trước cụng nguyờn, mỗi ngày một người tiờu thụ khoảng 4.000 đến 5.000 Kcal. 500 năm trước cụng nguyờn tăng lờn 12.000 Kcal. Đầu thế kỷ XV lờn tới 26.000 Kcal, giữa thế kỷ XIX là 70.000 Kcal và hiện nay trờn 200.000 Kcal.
Tỷ lệ năng lượng được khai thỏc theo cỏc nguồn khỏc nhau thay đổi theo từng loại quốc gia. Tại cỏc nước cụng nghiệp phỏt triển, cỏc nguồn năng lượng thương mại chiếm phần lớn. Ngược lại, tại cỏc nước phỏt triển, cỏc nguồn năng lượng phi thương mại (gỗ, củi, phế thải nụng nghiệp) lại chiếm phần chớnh.
Trong một quốc gia, cơ cấu năng lượng tựy thuộc trỡnh độ phỏt triển kinh tế và khả năng cụng nghệ khai thỏc tài nguyờn. Thớ dụ ở Hoa Kỳ trước năm 1900 năng lượng khai thỏc chủ yếu từ gỗ, củi sau đú chuyển dần sang than đỏ. Vào khoảng 1920 dầu mỏ được khai thỏc với quy mụ lớn, và tiếp đú vào khoảng 1940 việc khai thỏc khớ đốt phỏt triển mạnh mẽ. Do vậy, gỗ củi khụng cũn được dựng, than đỏ giữ nguyờn tỡnh trạng sử dụng như cỏc năm 1910, 1930, dầu hỏa và khớ đốt trở thành nguyờn liệu chớnh. Năng lượng hạt nhõn được khai thỏc với quy mụ lớn vào đầu thập kỷ 1970. Vào đầu thập kỷ 1980, 42,5% tổng năng lượng ở Hoa Kỳ do dầu hỏa cung cấp,25% do khớ đốt, 22,5% do than, 10% cũn lại do thủy điện, năng lượng hạt nhõn, năng lượng địa nhiệt và cỏc nguồn khỏc. 42% năng lượng sản xuất ra được cung cấp cho cụng nghiệp, 25% cho giao thụng vận tải, 33% cho xõy dựng và cỏc ngành hoạt động khỏc. Hiện
nay một số nước như Phỏp, Nhật Bản sản xuất năng lượng điện chủ yếu từ cỏc nhà mỏy điện hạt nhõn. Trong khi đú Đức, Trung Quốc thỡ dựa vào dự trữ than cú sẵn trong nước. Nhỡn chung, mỗi loại nguồn năng lượng đều cú nhược điểm riờng của mỡnh. Do đú mỗi quốc gia cần cú một hệ thống nguồn năng lượng hoạt động kết hợp và bổ sung cho nhau, tạo nờn một cơ cấu hợp lý về năng lượng. Tỷ lệ cỏc nguồn năng lượng ở cỏc quốc gia cú nền kinh tế khỏc nhau trờn thế giới được trỡnh bày trong hỡnh.
Khai thỏc và sử dụng năng lượng khụng ngừng tăng lờn về tổng số lượng và bỡnh quõn cho từng người. Hoạt động đú đang tỏc động mạnh mẽ tới mụi trường sống trờn Trỏi Đất như tạo ra cỏc dạng ụ nhiễm, gia tăng hiệu ứng nhà kớnh…
7.3.2. Cỏc nguồn năng lượng của loài người
Cỏc nguồn năng lượng của Trỏi Đất cú thể chia làm 3 nhúm lớn: + Năng lượng húa thạch : Than, dầu, khớ đốt.
+ Năng lượng tỏi sinh nguồn gốc mặt trời : sinh khối thực vật, thủy triều, giú, ỏnh sỏng mặt trời;
+ Năng lượng tàn dư của Trỏi Đất: địa nhiệt, năng lượng hạt nhõn.
Than đỏ: Than đỏ là một dạng năng lượng mặt trời được tớch trữ trong lũng đất.
Trữ lượng cỏc loại than đỏ trờn toàn thế giới cú thể đỏp ứng nhu cầu của con người trong khoảng 200 năm nữa. Than đỏ được dựng làm nhiờn liệu cho cỏc nhà mỏy nhiệt điện, cỏc hoạt động cụng nghiệp khỏc. Sử dụng than đỏ tạo ra bụi, khớ CO2, SO2,NOX
và cỏc dạng ụ nhiễm khỏc. Khai thỏc than tạo ra nhiều loại ụ nhiễm.
Dầu mỏ và khớ thiờn nhiờn: Dầu mỏ và khớ thiờn nhiờn là dạng nhiờn liệu húa thạch lỏng hoặc khớ tồn tại trong lũng trỏi đất. Theo tớnh toỏn, dự trữ dầu mỏ và khớ đốt đỏp ứng cho việc sử dụng của loài người trong khoảng thời gian 30 – 40 năm nữa. Khai thỏc dầu mỏ tạo ra ụ nhiễm dầu. Sử dụng dầu tạo ra cỏc loại ụ nhiễm tương tự than.
Thủy điện: Tiềm năng thủy điện của thế giới ước tớnh vào khoảng 2.214.000
MW. Hiện nay trờn thế giới đó khai thỏc được trung bỡnh 17% tiềm năng. Thủy điện được xếp vào loại năng lượng sạch khụng thải ra cỏc chất ụ nhiễm. Tuy nhiờn, việc xõy dựng cỏc hồ chứa nước lớn và đập chắn cú thể tạo ta cỏc tỏc động lớn tới mụi trường và tài nguyờn thiờn nhiờn khu vực.
Năng lượng hạt nhõn: Năng lượng hạt nhõn cú 2 dạng : Năng lượng phõn hủy
chất phúng xạ như uran, thori và năng lượng tổng hạt nhõn cỏc nguyờn tố nhẹ như deterium và tritium. Hiện nay loại thứ nhất được khai thỏc dưới dạng cỏc nhà mỏy điện hạt nhõn, loại thứ 2 cú trữ lượng lớn, nhưng chưa đủ điều kiện khai thỏc quy mụ cụng nghiệp. Nhà mỏy điện hạt nhõn đầu tiờn trờn thế giới được xõy dựng vào năm
1954, đến năm 19970 tổng cụng suất điện hạt nhõn đạt 55 triệu KW. Việc khai thỏc sử dụng điện hạt nhõn trỏnh được cỏc dạng ụ nhiễm thụng thường nhưng tiềm ẩn cỏc nguy cơ cho mụi trường khu vực như rũ rỉ chất phúng xạ, nổ thiết bị…
Cỏc nguồn năng lượng truyền thống khỏc: Gỗ, củi, năng lượng giú, thủy triều
được sử dụng từ thời xa xưa trong nhiều lĩnh vực. Cỏc nguồn năng lượng này thường tồn tại một cỏch phõn tỏn. Việc khai thỏc và sử dụng chỳng ở quy mụ cụng nghiệp gặp nhiều khú khăn do hiệu suất chuyển húa thành điện năng thấp. Cỏc nguồn năng lượng truyền thống khụng gõy ra cỏc tỏc động tiờu cực tới mụi trường trong quỏ trỡnh khai thỏc và sử dụng.
Năng lượng mặt trời và địa nhiệt : Là 2 dạng năng lượng sạch cú tiềm năng nhất
trờn Trỏi Đất. Năng lượng mặt trời cú thể biến đổi trực tiếp thành điện năng nhờ tế bào quang điện hoặc giỏn tiếp thụng qua cỏc mụi trường trung gian như nước. Năng lượng địa nhiệt dưới dạng cỏc dũng điện từ cỏc lũ macma ở sõu trong lũng trỏi đất. Khu vực tập trung loại năng lượng này gần với khu vực hoạt động mạnh của vỏ Trỏi Đất (nỳi lửa, khe nứt…).Việc khai thỏc năng lượng này đang được nghiờn cứu và triển khai ở nhiều quốc gia trờn thế giới.
Khú khăn lớn nhất đối với việc phỏt triển cỏc nguồn năng lượng sạch là nguồn vốn đầu tư và giỏ thành điện năng cao. Do vậy, để điều tiết cơ cấu năng lượng theo hướng tăng cường cỏc nguồn năng lượng hợp lý, việc đỏnh thuế với cỏc nguồn gõy ụ nhiễm và việc nõng cao hiệu suất, giảm giỏ thành đối với nguồn năng lượng sạch là cỏc điều kiện quan trọng nhất.