Gió và mặt trời đang thúc đẩy một cuộc cách mạng năng lượng tái tạo. Dưới đây là những điều bạn cần biết về năng lượng tái tạo.
Năng lượng tái tạo là gì?
Năng lượng tái tạo, thường được gọi là năng lượng sạch, đến từ các nguồn tự nhiên hoặc các quá trình được bổ sung liên tục. Ví dụ, ánh sáng mặt trời hoặc gió tiếp tục chiếu sáng và thổi, ngay cả khi tính khả dụng của chúng phụ thuộc vào thời gian và thời tiết.
Trong khi năng lượng tái tạo thường được coi là một công nghệ mới, thì việc khai thác năng lượng từ thiên nhiên từ lâu đã được sử dụng để sưởi ấm, giao thông, chiếu sáng và hơn thế nữa. Gió đã cung cấp năng lượng cho những con thuyền ra khơi và những chiếc cối xay gió để xay ngũ cốc. Mặt trời đã cung cấp nhiệt lượng vào ban ngày và giúp sưởi ấm kéo dài đến chiều tối. Nhưng trong khoảng hơn 500 năm qua, con người ngày càng chuyển sang sử dụng các nguồn năng lượng rẻ hơn, ô nhiễm hơn như than đá và khí đốt.
Giờ đây, chúng ta ngày càng có những cách thức đổi mới và ít tốn kém hơn để thu và giữ lại năng lượng gió và mặt trời, năng lượng tái tạo đang trở thành một nguồn năng lượng quan trọng hơn, chiếm hơn 1/8 sản lượng điện của Hoa Kỳ. Việc mở rộng năng lượng tái tạo cũng đang diễn ra ở cả quy mô lớn và nhỏ, từ các tấm pin mặt trời trên mái nhà trên các ngôi nhà có thể bán điện trở lại lưới điện cho đến các trang trại gió khổng lồ ngoài khơi. Thậm chí một số cộng đồng nông thôn còn dựa vào năng lượng tái tạo để sưởi ấm và thắp sáng.
Khi việc sử dụng năng lượng tái tạo tiếp tục phát triển, mục tiêu chính sẽ là hiện đại hóa lưới điện, làm cho lưới điện thông minh hơn, an toàn hơn và tích hợp tốt hơn giữa các khu vực.
Năng lượng “không tái tạo” là gì?
Năng lượng “không tái tạo” hay không thể tái sinh còn được gọi là năng lượng “ô nhiễm” bao gồm các nhiên liệu hóa thạch như dầu, khí đốt và than đá. Các nguồn năng lượng không thể phục hồi chỉ có sẵn với số lượng hạn chế và mất nhiều thời gian để bổ sung. Khi chúng ta đỗ xăng, chúng ta đang sử dụng một nguồn tài nguyên hữu hạn được tinh chế từ dầu thô có từ thời tiền sử.
Các nguồn năng lượng không thể tái sinh cũng thường được tìm thấy ở những nơi cụ thể trên thế giới, khiến chúng ở một số quốc gia trở nên phong phú hơn những quốc gia khác. Ngược lại, mọi quốc gia đều có khả năng tiếp cận với nắng và gió. Ưu tiên năng lượng tái tạo cũng có thể cải thiện an ninh quốc gia bằng cách giảm sự phụ thuộc của một quốc gia vào nhập khẩu nhiên liệu từ các quốc gia giàu nhiên liệu hóa thạch.
Nhiều nguồn năng lượng không thể tái sinh có thể gây nguy hiểm cho môi trường hoặc sức khỏe con người. Ví dụ: khoan dầu có thể yêu cầu giải phóng mặt bằng như chặt cây, rừng ở diện tích lớn, các công nghệ thi công liên quan có thể gây ra quá trình nứt vỡ, động đất và ô nhiễm nguồn nước, đồng thời các nhà máy điện than làm ô nhiễm không khí. Trên hết, tất cả các hoạt động này đều góp phần vào sự nóng lên toàn cầu.
Các loại năng lượng tái tạo
Năng lượng mặt trời
Con người đã khai thác năng lượng mặt trời trong hàng nghìn năm: để trồng trọt, giữ ấm và làm thực phẩm khô. Theo Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia Hoa Kỳ:
Có nhiều năng lượng từ mặt trời chiếu xuống trái đất trong một giờ hơn so với lượng năng lượng được sử dụng bởi tất cả mọi người trên thế giới trong một năm.
Ngày nay, chúng ta sử dụng tia nắng mặt trời theo nhiều cách — để sưởi ấm các ngôi nhà và cơ sở kinh doanh, để làm ấm nước hoặc cung cấp năng lượng cho các thiết bị.
Các tấm pin mặt trời (solar) còn có tên gọi khác là quang điện photovoltaic (PV), được làm từ silicon hoặc các vật liệu khác biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng. Hệ thống năng lượng mặt trời phân tán tạo ra điện cục bộ cho các hộ gia đình và doanh nghiệp, thông qua các tấm pin trên mái nhà hoặc các dự án cộng đồng cung cấp năng lượng cho toàn bộ khu vực lân cận. Các trang trại năng lượng mặt trời có thể tạo ra năng lượng cho hàng nghìn ngôi nhà, sử dụng gương để tập trung ánh sáng mặt trời trên các mẫu pin mặt trời.
Các trang trại năng lượng mặt trời nổi hay “floatovoltaics” có thể là cách sử dụng hiệu quả các công trình nước thải và các vùng nước không quá nhạy cảm về mặt biến đổi môi trường sinh thái.
Theo thống kê, năng lượng mặt trời cung cấp hơn 1% sản lượng điện của Hoa Kỳ. Nhưng con số này đã thay đổi lên đến gần một phần ba tổng công suất phát điện mới đến từ năng lượng mặt trời trong năm 2017, chỉ đứng sau khí tự nhiên.
Các hệ thống năng lượng mặt trời không tạo ra chất gây ô nhiễm không khí hoặc khí nhà kính và miễn là chúng được bố trí có trách nhiệm, hầu hết các tấm pin mặt trời đều có ít tác động đến môi trường ngoài quá trình sản xuất.
Năng lượng gió
Chúng ta đã đi được một chặng đường dài kể từ khi những chiếc cối xay gió kiểu cũ được phát minh. Ngày nay, những tuabin cao như những tòa nhà chọc trời với những tuabin có đường kính càng ngày càng mở rộng đang thu hút sự chú ý trên toàn thế giới. Năng lượng gió làm quay các cánh của tuabin, cung cấp năng lượng cho máy phát điện và sản xuất điện.
- Cấu tạo tuabin điện gió hiện đại
- Tuabin điện gió | Cách thức hoạt động & những điều cần biết
- Trình Tự Thi Công Dự Án Điện Gió Trên Bờ
- Trình Tự Thị Công Dự Án Điện Gió Ngoài Khơi
- Dự án năng lượng tái tạo
Điện gió đã chiếm hơn 6% sản lượng điện của Hoa Kỳ, trở thành nguồn năng lượng rẻ nhất ở nhiều nơi ở Mỹ. Các bang năng lượng gió hàng đầu bao gồm California, Texas, Oklahoma, Kansas và Iowa, mặc dù các tuabin có thể được đặt ở bất kỳ đâu có tốc độ gió cao chẳng hạn như đỉnh đồi và đồng bằng rộng rãi hoặc thậm chí ngoài khơi trong vùng nước mở.
- Tìm năng điện gió Việt Nam theo khảo sát của Hà Lan
- Đánh giá tình hình phát triển điện gió ở Việt Nam
- Tình hình điện gió ngày nay
Các loại năng lượng thay thế khác
Thuỷ điện
Thủy điện là nguồn năng lượng tái tạo lớn nhất cho điện ở Hoa Kỳ, mặc dù năng lượng gió được kỳ vọng sẽ sớm chiếm vị trí dẫn đầu. Thủy điện dựa vào nước, thường là nước chảy nhanh ở sông lớn hoặc nước xuống nhanh từ điểm cao và chuyển lực của nước đó thành điện năng bằng cách quay các cánh tuabin của máy phát điện.
Các nhà máy thủy điện lớn hay siêu đập thường không được coi là năng lượng tái tạo. Các con đập lớn làm chuyển hướng và làm giảm dòng chảy tự nhiên, hạn chế khả năng tiếp cận của các quần thể động vật và con người sống dựa vào sông. Các nhà máy thủy điện nhỏ (công suất lắp đặt dưới 40 MW), được quản lý cẩn thận, không có xu hướng gây ra nhiều thiệt hại về môi trường, vì chúng chỉ chuyển hướng một phần nhỏ dòng chảy.
Năng lượng sinh khối
Sinh khối (biomass) là vật liệu hữu cơ có nguồn gốc từ thực vật và động vật, bao gồm cây trồng, gỗ phế thải và cây cối. Khi sinh khối bị đốt, năng lượng hóa học được giải phóng dưới dạng nhiệt và có thể tạo ra điện bằng tuabin hơi nước.
Sinh khối thường được mô tả một cách nhầm lẫn là một loại nhiên liệu sạch, có thể tái tạo và là một chất thay thế xanh hơn cho than đá và các nhiên liệu hóa thạch khác để sản xuất điện. Tuy nhiên, khoa học gần đây cho thấy rằng nhiều dạng sinh khối đặc biệt là từ rừng tạo ra lượng khí thải carbon cao hơn so với nhiên liệu hóa thạch. Ngoài ra còn có những hậu quả tiêu cực đối với đa dạng sinh học. Một số dạng năng lượng sinh khối có thể phục vụ như một lựa chọn carbon thấp trong những trường hợp thích hợp. Chẳng hạn như mùn cưa và các mảnh vụn từ các xưởng cưa sẽ nhanh chóng phân hủy và giải phóng carbon có thể là nguồn năng lượng carbon thấp.
Năng lượng địa nhiệt
Bạn đã từng thư giãn trong suối nước nóng chưa? đó là một dạng sử dụng năng lượng địa nhiệt. Lõi trái đất nóng tương đương bề mặt mặt trời, do sự phân rã chậm của các hạt phóng xạ trong đá ở trung tâm hành tinh. Việc khoan giếng sâu đưa nước ngầm rất nóng lên bề mặt như một nguồn thủy nhiệt, sau đó được bơm qua tuabin để tạo ra điện. Các nhà máy địa nhiệt thường có lượng khí thải thấp khi bơm hơi nước và nước mà hệ thống sử dụng trở lại bể chứa. Có nhiều cách để tạo ra các nhà máy địa nhiệt ở những nơi không có hồ chứa dưới lòng đất, nhưng có những lo ngại rằng chúng có thể làm tăng nguy cơ động đất ở những khu vực đã được coi là điểm nóng địa chất.
Năng lượng từ đại dương
Năng lượng thủy triều và sóng vẫn đang trong giai đoạn phát triển, nhưng đại dương sẽ luôn bị lực hấp dẫn của mặt trăng ảnh hưởng, điều này khiến việc khai thác sức mạnh của sóng & thuỷ triều trở thành một lựa chọn hấp dẫn. Một số phương pháp tiếp cận năng lượng thủy triều có thể gây hại cho động vật hoang dã, chẳng hạn như xà lan thủy triều, hoạt động giống như đập và nằm trong vịnh biển hoặc đầm phá. Giống như năng lượng thủy triều, sức mạnh của sóng dựa vào các cấu trúc giống như đập hoặc các thiết bị neo dưới đáy đại dương trên hoặc ngay dưới bề mặt nước.
Ứng dụng năng lượng tái tạo trong nhà
Năng lượng mặt trời
Ở quy mô nhỏ hơn, chúng ta có thể khai thác các tia nắng mặt trời để cung cấp năng lượng cho toàn bộ ngôi nhà cho dù thông qua các tấm pin PV hay thiết kế nhà năng lượng mặt trời thụ động. Các ngôi nhà năng lượng mặt trời thụ động được thiết kế để đón ánh nắng mặt trời qua các cửa sổ hướng Nam và sau đó giữ lại hơi ấm qua bê tông, gạch, ngói và các vật liệu lưu trữ nhiệt khác.
Một số ngôi nhà sử dụng năng lượng mặt trời tạo ra nhiều hơn lượng điện cần dùng, cho phép chủ nhà bán lượng điện dư thừa trở lại lưới điện. Pin mặt trời cũng là một cách hấp dẫn về mặt kinh tế để lưu trữ năng lượng mặt trời dư thừa để có thể sử dụng vào ban đêm. Các nhà khoa học đang nỗ lực nghiên cứu những tiến bộ mới kết hợp giữa hình thức và chức năng, chẳng hạn như cửa sổ trần năng lượng mặt trời và tấm lợp mái.
Bơm nhiệt địa nhiệt
Công nghệ địa nhiệt không quá phức tạp như bạn nghĩ, các cuộn dây ở phía sau tủ lạnh của bạn là một máy bơm nhiệt mini, loại bỏ nhiệt từ bên trong để giữ cho thực phẩm luôn tươi và mát. Trong một ngôi nhà, máy bơm địa nhiệt hoặc địa nhiệt sử dụng nhiệt độ không đổi của trái đất (cách bề mặt vài feet) để làm mát nhà vào mùa hè và làm ấm nhà vào mùa đông và thậm chí để làm nóng nước.
Hệ thống địa nhiệt ban đầu có thể tốn kém để lắp đặt nhưng thường sẽ trả hết trong vòng 10 năm. Chúng cũng hoạt động êm hơn, ít vấn đề bảo trì hơn và tuổi thọ cao hơn so với máy điều hòa không khí truyền thống.
Hệ thống gió nhỏ
Một trang trại gió nhỏ trong nhà là khả thi. Ở Mỹ, thuyền, chủ trang trại, và thậm chí cả các công ty điện thoại di động đều sử dụng các tuabin gió nhỏ thường xuyên. Các đại lý hiện cũng trợ giúp lắp đặt, kết nối và bảo trì tuabin gió cho chủ nhà mặc dù một số người đam mê tự làm đang tự lắp đặt tuabin. Tùy thuộc vào nhu cầu điện, tốc độ gió và quy tắc phân vùng trong khu vực của bạn, tuabin gió có thể giảm sự phụ thuộc vào lưới điện.
Bán lại điện cho nhà nước
Những ngôi nhà sử dụng năng lượng gió và năng lượng mặt trời có thể đứng một mình hoặc được kết nối với lưới điện lớn hơn, do nhà cung cấp điện của họ cung cấp. Ở Hoa Kỳ, các tiện ích điện cho phép chủ nhà chỉ trả khoản chênh lệch giữa lượng điện lưới được tiêu thụ và những gì họ đã sản xuất : quy trình này được gọi là đo lường ròng. Nếu bạn tạo ra nhiều điện hơn mức bạn sử dụng, nhà cung cấp của bạn có thể trả cho bạn giá bán lẻ cho lượng điện đó.
Tình hình năng lượng tái tạo ở Việt Nam
Để cấp nhật tin tức mới nhất về năng lượng tái tạo, theo dõi Khang Đức trên các nền tảng hoặc truy cập chuyên mục năng lượng tái tạo để không bỏ lỡ bất kì thông tin bổ ích nào.
Nguồn: Tổng hợp
