Bài 14. Năng lượng tái tạo

I. NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

Năng lượng tái tạo là năng lượng được tạo ra từ các nguồn thiên nhiên và có thể bổ sung trong một thời gian ngắn.

1. Năng lượng mặt trời

Mặt Trời cung cấp năng lượng ánh sáng và năng lượng nhiệt cho nhiều hoạt động của con người và sinh vật trên Trái Đất. Trong hình 14.1, người dân tận dụng năng lượng nhiệt từ Mặt Trời làm bay hơi nước biển trong nghề làm muối.

Ngày nay, các nhà khoa học đã và đang chế tạo những thiết bị để thu và sử dụng được năng lượng mặt trời một cách chủ động và hiệu quả hơn.

• Pin quang điện có thể trực tiếp biến đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện. Các hệ thống pin quang điện được chế tạo có thể cung cấp lượng năng lượng điện với công suất từ vài W đến hàng trăm MW.
• Các thiết bị thu năng lượng mặt trời và chuyển hoá trực tiếp thành năng lượng nhiệt trong các hệ thống sưởi, làm nóng nước hoặc dùng để chạy máy phát điện.

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng dồi dào, khi sử dụng không phát thải khí độc hại. Tuy vậy, việc khai thác và sử dụng nguồn năng lượng này lại phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, khí hậu, vị trí địa lí. Những yếu tố này quyết định tới lượng ánh sáng và thời gian chiếu sáng trong ngày của Mặt Trời. Hơn nữa, chi phí thiết bị, lắp đặt còn cao và hoạt động của các thiết bị này không ổn định. Muốn thu được lượng lớn năng lượng mặt trời, cần phải có một khu vực rộng (cỡ hàng trăm hecta) để đặt các tấm pin quang điện, các tấm pin quang điện này cũng rất dễ hư hỏng và sau khi hết thời gian sử dụng có thể tạo ra lượng rác thải lớn.

2. Năng lượng từ gió

Năng lượng từ gió là động năng của các dòng không khí đối lưu trong bầu khí quyển.

Từ xưa, người ta đã biết tận dụng năng lượng từ gió để đẩy thuyền buồm, làm quay cối xay gió,... Ngày nay, các máy phát điện gió được xây dựng ở nhiều nơi để biến năng lượng từ gió thành năng lượng điện.

Năng lượng từ gió là nguồn năng lượng dồi dào. Khai thác năng lượng từ gió không phát thải khí nhà kính và các chất ô nhiễm môi trường.

Các khu vực như miền núi, nông thôn hay biển đảo có nguồn gió phù hợp có thể được lựa chọn để xây dựng các trang trại điện gió. Tuy nhiên, vì gió thổi không đều nên sản lượng điện từ gió không ổn định. Hơn nữa, các máy phát điện gió có chi phí đầu tư lớn và khi hoạt động gây ra tiếng ồn làm ảnh hưởng tới đời sống người dân và có thể gây hại cho các loài động vật.

Để tận dụng không gian và tăng sản lượng điện, người ta thường kết hợp xây dựng các trang trại điện gió và điện mặt trời.

3. Năng lượng từ sóng biển

Sóng biển thường được tạo ra do tác dụng của gió nhưng đôi khi cũng do các hoạt động địa chấn hoặc thuỷ triều.

Để thu được năng lượng từ sóng biển, cần đặt các hệ thống chuyển đổi năng lượng ở ngoài biển hoặc dọc các bờ biển và sử dụng sự chuyển động lên xuống của sóng để làm quay tuabin các máy phát điện. Năng lượng từ sóng biển rất dồi dào nhưng lại trải rộng nên chưa có phương pháp khai thác hiệu quả. Việc lắp đặt các hệ thống chuyển đổi năng lượng ở ngoài biển và đại dương cũng gây ảnh hưởng đến sự sống của các loài sinh vật biển.

4. Năng lượng từ dòng sông

Nhờ vòng tuần hoàn của nước đã tạo ra những dòng sông, suối và thác nước.

Từ xa xưa con người đã biết khai thác năng lượng dòng chảy của nước (năng lượng từ dòng sông) trong sản xuất nông nghiệp, giao thông đường thuỷ. Ngày nay, người ta xây dựng các nhà máy thuỷ điện để khai thác động năng của dòng nước chảy từ trên cao xuống, làm quay tuabin của máy phát điện.

Bằng cách này, chúng ta tạo ra được sản lượng điện rất lớn để sử dụng. Ưu điểm chính của thủy điện là không phát thải khí nhà kính và các chất gây ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, các đập thuỷ điện và hồ chứa còn góp phần phòng chống lũ và điều hoà nguồn nước tưới tiêu cho sản xuất nông nghiệp vùng hạ lưu. Tuy vậy, việc xây dựng và vận hành các nhà máy thuỷ điện sẽ làm mất rừng và diện tích đất canh tác của người dân, làm thay đổi chế độ thuỷ văn, ảnh hưởng đến hệ sinh thái trên sông và khu vực lân cận.

II. SỬ DỤNG HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

Trong cuộc sống, mọi hoạt động sinh hoạt, sản xuất, kinh doanh đều cần sử dụng năng lượng. Dân số tăng lên và mức sống ngày càng cao đặt ra nhu cầu sử dụng năng lượng của con người ngày càng lớn.

Mặt khác, việc gia tăng khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng như hiện nay có những tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái.

Do đó, sử dụng hiệu quả năng lượng đi đôi với thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường là đóng góp thiết thực vào thực hiện các nguyên tắc phát triển bền vững của mỗi quốc gia.

Sử dụng hiệu quả năng lượng là việc áp dụng các biện pháp và kĩ thuật nhằm mục đích là giảm năng lượng hao phí, giảm mức tiêu thụ năng lượng của phương tiện, thiết bị mà vẫn bảo đảm nhu cầu, mục tiêu đặt ra đối với quá trình sản xuất và đời sống.

Một số biện pháp sử dụng hiệu quả năng lượng như:

• Tận dụng gió và ánh sáng tự nhiên.
• Tắt các thiết bị điện khi không sử dụng.
• Giảm bớt tiêu thụ năng lượng điện trong giờ cao điểm.
• Lựa chọn các thiết bị có hiệu suất hoạt động cao để giảm tối đa năng lượng hao phí.
• Sử dụng hiệu quả nhiên liệu bằng cách làm cho nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn như: cung cấp đủ oxygen cho quá trình cháy, tăng diện tích tiếp xúc của nhiên liệu với oxygen; đồng thời tận dụng triệt để nhiệt lượng do quá trình cháy tạo ra để phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Song song với các biện pháp sử dụng hiệu quả năng lượng, mỗi cá nhân và cộng đồng cũng cần có những hành động cụ thể, góp phần vào việc bảo vệ môi trường. Đó là những hoạt động giữ cho môi trường trong lành, sạch đẹp. Cải thiện môi trường, đảm bảo cân băng sinh thái. Ngăn chặn, khắc phục các hậu quả xấu do con người và thiên nhiên gây ra cho môi trường. Khai thác, sử dụng hợp lí và tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên.

Một số biện pháp bảo vệ môi trường có thể thực hiện như:

• Hạn chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, các loại hoá chất, các sản phẩm từ nhựa dùng một lần, giảm thiểu rác thải nhựa trong sinh hoạt hằng ngày. Nên sử dụng các loại dụng cụ, chất liệu có nguồn gốc từ thiên nhiên, sản phẩm tái chế.
• Phân loại rác thải, phục vụ cho việc xử lí rác thải và tái chế đạt hiệu quả cao nhất.
• Sử dụng tiết kiệm năng lượng, hạn chế các phương tiện giao thông cá nhân, tăng cường sử dụng nguồn năng lượng sạch và thân thiện với môi trường.
• Giữ gìn cảnh quan, môi trường xanh - sạch - đẹp, tích cực trồng và chăm sóc cây xanh, bảo vệ rừng.