Bài giảng Năng lượng

Năng lượngBiên soạn: ThS. Đặng Nguyễn Thiên HươngNhu cầu năng lượng trên thế giớiNhu cầu năng lượng có thể tăng đến 54% đến năm 2025 (IEA) Chủ yếu ở Châu Á -Trung Quốc, Ấn Độ và Úcwww.cngalaska.comNhu cầu năng lượng trên thế giớiNhu cầu năng lượng vẫn tiếp tục tăng caoNăng lượng từ nhiên liệu hóa thạch vẫn chủ yếu và chiếm 90%Nhu cầu năng lượng không đều trên thế giới. www.met.govt.nzCác dạng năng lượngNăng lượng không tái tạo (Unrenewable energy)Nhiên liệu hóa thạch (Fossil fuel)Than đá (Coal)Than bùn (Peat)Than non (Lignite)Than Bitum,..v..v..2. Dầu và khí thiên nhiên (Oil and natural gas)Dầu thô (oil)Dầu hỏa (paraffin oil)Khí dầu mỏ: chủ yếu khí metanKhí thiên nhiên: Metan CH4, H2S, CO2, Clo..v..v..Các dạng năng lượngNăng lượng không tái tạo(Unrenewable energy)3. Đá phiến dầu và cát chứa dầuĐá phiến dầu (oil shale): là lớp trầm tích trộn lẫn với chất hữu cơ. Khai thác đá phiến dầu có thể hủy hoại giá trị đất về mặt sinh học. Quá trình chiết tách đá phiến dầu gây nhiều khí gây ô nhiễm không khí.Cát chứa dầu (tar sand): đã được khai thác tại Canada khoảng những năm 90. Nguồn lợi từ cát chứa dầu lớn hơn than và dầu hỏa nhưng ô nhiễm môi trường cũng nghiêm trọng.Các dạng năng lượngĐá phiến dầu trước và sau khai thácThan đáNăm 2001, trữ lượng than đá thế giới ước tính khoảng 1,083 tỉ tấn. Trong đó, 60% tập trung ở Liên Xô (cũ), Mỹ và Trung Quốc. Các nước Úc, Ấn độ, Nam Phi có trữ lượng chiếm 29%.Các nước xuất khẩu than (năm 2011) – www.worldcoal.orgTotal of whichSteamCokingIndonesia309Mt309Mt0MtAustralia284Mt144Mt140MtRussia124Mt110Mt14MtUSA97Mt34Mt63MtColombia75Mt75Mt0MtSouth Africa72Mt72Mt0MtKazakhstan34Mt33Mt1MtThan đá Trước năm 1900, lượng tiêu thụ than đá chiếm 90% nguồn năng lượng chủ yếu phục vụ cho sản xuất. Năm 1972, còn khoảng 30%.Ước tính lượng than đá thế giới chỉ đủ cung cấp cho 210 năm tới.Các nước nhập khẩu than (năm 2011) – www.worldcoal.orgTotal of whichSteamCokingChina190Mt146Mt38MtJapan175Mt121Mt54MtSouth Korea129Mt97Mt32MtIndia105Mt86Mt19MtChinese Taipei66Mt62Mt4MtGerman41Mt32Mt9MtUK33Mt27Mt6MtThan đáTrữ lượng than đá ở Việt Nam 3.8 tỉ tấn (Báo cáo năm 2003)Tổng lượng tiêu thụ 25 – 26 triệu tấn/ nămXuất khẩu 8 – 9 triệu tấnNămSản lượng (đơn vị: 1.000 tấn)Than khai thácThan sạchThan xuất khẩu1955641,5429,965,919602.774,62.575,21.356,319654.890,14.298,12.103,019702.776,02.604,0364,919755.574,25.061,91.219,419805.572,14.988,2689,519856.294,95.326,7604,419905.197,84.218,5676,519959.369,08.155,52.728,01998--3.600,019999.629,0-3.400,0200011.600,0-3.300,0200113.410,0-4.300,0200216.400,0-6.000,0200318.900,0-7.200,0200426.286,4-7 - 8.000,02005 (6 tháng)15.526,8--Than đá và môi trườngThan đá và vấn đề môi trườngKhai thác Mất diện tích đất sử dụng Sụt lún đất từ khai thác hầm lò Ô nhiễm nguồn nước lân cận Nước rò rỉ bị axit hóa Ô nhiễm bụi và tiếng ồn Thời gian hoàn thổ dài Dễ gây cháy nổSử dụng Phát thải chất khí gây ô nhiễm (CO2) Phát sinh rác thải Ô nhiễm nước, đất Ảnh hưởng an toàn sức khỏeDầu mỏTừ năm 1900-1994, năng lượng chủ yếu là dầu mỏ và khí đốt, trữ lượng tăng 150 lần. Trữ lượng thế giới khoảng 74.9 tỉ tấn, phân bố không đồng đều, 65% tập trung ở các nước Ả Rập.Ước tính với tốc độ khai thác hiện nay, dầu mỏ chỉ có thể cung cấp 30 – 35 năm nữa.Sản lượng dầu thô khai thác trên thế giới từ 1900 - 1994NămSản lượngNămSản lượng190019,919651503,5192096,919702336,21930196,519752709,11945354,619803624,01950524,819853700,01955770,119903003,419601051,519942982,5Dầu mỏDầu mỏ tăng theo nhu cầu phát triển giao thông vận tải.Các nước tiêu thụ dầu mỏ lớn gồm Nhật, Mỹ, Trung Quốc, Ấn ĐộGiá dầu tăng cao: Gia tăng dân số Thời tiết khắc nghiệt Bất ổn chính trị Tuyên bố cắt giảm của OPEC Đầu cơ trước khủng hoảng.www.geoinfo.amu.eduDầu mỏ - Việt NamTrữ lượng dầu thô khai thác tháng 6/2005 là 8,988 triệu tấn tại các mỏ lớn của Tp. Vũng Tàu.Trữ lượng ước tính ngoài khơi khoảng 270 triệu tấnCó nhiều dự án xây dựng nhà máy lọc dầu lớn để gia tăng khối lượng khai thác ở các tỉnh Thanh Hóa, Đà Nẵng, Bình Thuận, vịnh Bắc bộ..v..v.. Nhà máy lọc dầu Dung Quất, Tỉnh Bình ThuậnDầu mỏ - môi trường- Dầu thô chứa nhiều độc chất có nguồn gốc hữu cơ gây ung thư hoặc gây chết cá, thủy sinh.Benzel, VOCs trong dầu giết các tế bào bạch cầu trong máu gây giảm hệ miễn nhiễm của cơ thể, thời gian ủ bệnh 5-15 năm. Khí sinh chủ yếu CO, CH4 gây ô nhiễm không khí Gây mưa axit cục bộ Biến đổi khí hậu Ô nhiễm nguồn nước Lượng dầu thải bỏ không qua xử lý.Các dạng năng lượngNăng lượng tái tạo (Renewable energy)Mặt trời (Solar energy): heat, battery, solar hydrogenGió (Wind power): Offshore power, onshore powerThủy triều (Tidal power)Thủy điện: hydro power, water powerĐịa nhiệt (Geothermal energy): thermal heatSóng đại dương (Ocean waves)Sinh học (Biofuel): dạng lỏng (methanol), khí (biogas, Hydro)Hạt nhân (Nuclear energy): phân hạch (fission), tổng hợp (fusion)Chất thải (Waste energy): năng lượng từ đốt rác thải