HỒNG TRÍ
GIÁO TRÌNH
NĂNG LƯỢNG
VÀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG
HỒNG TRÍ
Giáo trình
NĂNG LƯỢNG VÀ
QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG
NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LỜI NĨI ĐẦU
Giáo trình mơn học Năng lượng và quản lý năng lượng được biên
soạn dựa trên cơ sở phân tích mơ hình CDIO và đề cương của Bộ mơn
Cơng nghệ chế tạo máy thuộc Khoa Cơ khí máy Trường Đại học Sư
phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh. Giáo trình gồm 2 phần, 3 chương, 17
bài.
Nội dung giáo trình được xây dựng dựa trên các giáo trình đã được
giảng dạy tại các trường đại học, cao đẳng và trung cấp trong và ngoài
nước, và một số kiến thức mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất
lượng học tập của sinh viên trong sự nghiệp cơng nghiệp hóa và hiện đại
hóa đất nước.
Với những tiêu chí nêu trên tác giả đã đưa vào giáo trình các nội
dung nhằm cung cấp cho sinh viên, học sinh thuộc các ngành nghề kỹ
thuật và những người lao động đang làm việc trong nhà máy, xí nghiệp
những kiến thức cơ bản về năng lượng và việc quản lý năng lượng, mối
quan hệ giữa việc sử dụng năng lượng và môi trường, và đưa ra các biện
pháp tiết kiệm năng lượng nhằm giảm thiểu sự ơ nhiễm mơi trường.
Nội dung giáo trình được biên soạn với thời lượng: 30 tiết
Phần I: Năng lượng
26 tiết
ChươngI: Tổng quan về môi trường và năng lượng
02 tiết
Bài 1: Môi trường
Bài 2: Năng lượng
Chương II: Năng lượng không tái tạo
02 tiết
Bài 3: Năng lượng hóa thạch
01 tiết
Bài 4: Năng lượng hạt nhân
01 tiết
Chương III: Năng lượng mới và tái tạo
22 tiết
Bài 5: Tổng quan
Bài 6: Năng lượng mặt trời
01 tiết
01 tiết
Bài 7: Các ứng dụng năng lượng mặt trời
05 tiết
Bài 8: Năng lượng sinh khối
04 tiết
Bài 9: Năng lượng gió
04 tiết
Bài 10: Năng lượng nước
03 tiết
3
Bài 11: Năng lượng Hydro
01 tiết
Bài 12: Năng lượng địa nhiệt
01 tiết
Bài 13: Năng lượng sét
0,5 tiết
Bài 14: Năng lượng từ băng methane hydrate
0,5 tiết
Bài 15: Năng lượng tái tạo nhỏ
01tiết
Phần II: Quản lý năng lượng
04 tiết
Bài 16: Hệ thống quản lý năng lượng
01 tiết
Bài 17: Quản lý năng lượng cho gia đình và nhà máy
03 tiết
Với những kiến thức được trình bày, hi vọng tài liệu này sẽ hữu ích
và tạo cảm hứng cho các bạn sinh viên, học sinh trong lĩnh vực Năng
lượng tái tạo (NLTT), từ đó sẽ xuất hiện những ý tưởng thiết kế các sản
phẩm NLTT phục vụ cho môn học và ứng dụng vào thực tiễn.
Tuy nhiên, với thời lượng 2 tín chỉ thì tác giả khơng thể trình bày
sâu vào thiết kế các sản phẩm hay hệ thống thực tế.
Trong quá trình sử dụng giáo trình, tùy theo đối tượng cụ thể, giảng
viên có thể điều chỉnh thời lượng (số tiết giảng dạy) sao cho thích
hợp.
Mặc dù tác giả đã rất cố gắng để hồn thành giáo trình này nhưng
sẽ khơng tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được sự đóng góp chân
tình của độc giả.
Mọi ý kiến đóng góp xin liên hệ về: Bộ môn Công nghệ chế tạo
máy – Khoa Cơ khí máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí
Minh.
Chân thành cám ơn.
Tác giả
GVC.ThS Hồng Trí
4
MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................... 3
MỤC LỤC ................................................................................................. 5
PHẦN I: NĂNG LƯỢNG ....................................................................... 9
Chương I: Tổng quan về môi trường và năng lượng ......................... 11
Bài 1: Môi trường .................................................................................. 11
1.1 Định nghĩa ........................................................................................ 11
1.2 Thực trạng......................................................................................... 11
1.3 Các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường ....................................... 12
Câu hỏi ôn tập .......................................................................................... 16
Bài 2: Năng lượng .................................................................................. 17
2.1 Định nghĩa và phân loại .................................................................... 17
2.2 Mối quan hệ giữa năng lượng và môi trường ................................... 17
2.3 Hiệu quả tiết kiệm năng lượng ......................................................... 18
2.4 Các nguồn năng lượng tái tạo ở Việt Nam ....................................... 19
Câu hỏi ôn tập ......................................................................................... 21
Chương II: Năng lượng không tái tạo ................................................. 22
Bài 3: Năng lượng hóa thạch ................................................................ 22
3.1 Định nghĩa ........................................................................................ 22
3.2 Than (Coal) ....................................................................................... 22
3.3 Dầu và khí thiên nhiên (Oil and natural gas) .................................... 24
3.4 Methanol tổng hợp từ khí thiên nhiên .............................................. 26
3.5 Đá phiến dầu và cát chứa dầu ........................................................... 26
3.6 Các vấn đề mơi trường của nhiên liệu hóa thạch .............................. 28
3.7 Năng lượng hóa thạch cịn có thể sử dụng bao lâu nữa? .................. 30
3.8 Những ảnh hưởng của việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch ................ 30
Câu hỏi ôn tập .......................................................................................... 35
Bài 4: Năng lượng hạt nhân .................................................................. 36
4.1 Khái niệm ......................................................................................... 36
4.2 Phản ứng hạt nhân ............................................................................ 36
5
4.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một nhà máy điện hạt nhân ......... 38
4.4 Công nghệ hạt nhân và các thế hệ lò ............................................... 38
4.5 Nguyên liệu của lò phản ứng hạt nhân ............................................ 43
4.6 Các phương pháp xử lý nước thải hạt nhân ..................................... 43
4.7 Tình hình điện hạt nhân ở Việt Nam và tính khả thi áp dụng
điện hạt nhân vào nước ta ........................................................................ 47
Câu hỏi ôn tập .......................................................................................... 48
Chương III: Năng lượng mới và tái tạo ............................................... 49
Bài 5: Tổng quan.................................................................................... 49
5.1 Định nghĩa ........................................................................................ 49
5.2 Phân loại ........................................................................................... 49
5.3 Vai trò của các nguồn năng lượng tái tạo hiện nay .......................... 52
Câu hỏi ôn tập .......................................................................................... 52
Bài 6: Năng lượng mặt trời ................................................................... 53
6.1 Tổng quan ......................................................................................... 53
6.2 Vị trí và sự phân bố tổng lượng bức xạ mặt trời ở Việt Nam ........... 55
Câu hỏi ôn tập .......................................................................................... 57
Bài 7: Các ứng dụng năng lượng mặt trời ........................................... 58
7.1 Bếp mặt trời ...................................................................................... 58
7.2 Thiết bị nước nóng (đun nước nóng) ................................................ 62
7.3 Chưng cất nước (lọc nước) ............................................................... 65
7.4 Sấy nông sản ..................................................................................... 68
7.5 Tế bào quang điện............................................................................. 71
7.6 Máy điều hịa khơng khí ................................................................... 75
7.7 Tủ lạnh năng lượng mặt trời ............................................................. 77
7.8 Động cơ Stirling ............................................................................... 81
7.9 Xe ôtô chạy bằng năng lượng mặt trời ............................................ 85
Câu hỏi ôn tập .......................................................................................... 89
Bài 8: Năng lượng sinh khối ................................................................. 90
8.1 Tổng quan ......................................................................................... 90
8.2 Phân loại ........................................................................................... 91
8.3 Khí sinh học (Biogas) ....................................................................... 99
8.4 Các tác động về môi trường............................................................ 108
6
8.5 Khai thác năng lượng sinh khối tại Việt Nam ............................... 110
8.6 Kết luận........................................................................................... 113
Câu hỏi ôn tập ........................................................................................ 114
Bài 9: Năng lượng gió .......................................................................... 115
9.1 Tổng quan ....................................................................................... 115
9.2 Vật lý học về năng lượng gió ......................................................... 116
9.3 Sử dụng năng lượng gió.................................................................. 116
9.4 Thiết bị thu năng lượng gió ............................................................ 116
9.5 Tình hình và xu hướng phát triển năng lượng gió trên thế giới........... 120
9.6 Kết luận........................................................................................... 126
Câu hỏi ôn tập ........................................................................................ 127
Bài 10: Năng lượng nước..................................................................... 128
10.1 Tổng quan ...................................................................................... 128
10.2 Năng lượng thủy điện .................................................................... 129
10.3 Năng lượng Thủy triều .................................................................. 134
10.4 Năng lượng sóng biển .................................................................... 140
10.5 Năng lượng nhiệt đại dương (OTEC) ............................................ 144
Câu hỏi ôn tập ........................................................................................ 151
Bài 11: Năng lượng Hydro .................................................................. 152
11.1 Tổng quan ...................................................................................... 152
11.2 Phương pháp sản xuất năng lượng hydro ...................................... 153
11.3 Ứng dụng của năng lượng hydro ................................................... 156
11.4 Vấn đề an tồn ............................................................................... 161
Câu hỏi ơn tập ........................................................................................ 162
Bài 12: Năng lượng địa nhiệt .............................................................. 163
12.1 Tổng quan ...................................................................................... 163
12.2 Phân loại ........................................................................................ 164
12.3 Các hệ thống khai thác nguồn địa nhiệt ......................................... 164
12.4 Sản xuất điện ................................................................................. 167
12.5 Ưu và nhược điểm ......................................................................... 171
12.6 Tình hình sản xuất điện từ đia nhiệt trên thế giới và Việt Nam ......... 172
Câu hỏi ôn tập ........................................................................................ 173
7
Bài 13: Năng lượng sét ........................................................................ 174
13.1 Tổng quan ....................................................................................... 174
13.2 Phân loại ........................................................................................ 175
13.3 Đặc trưng của sét ........................................................................... 178
13.4 Lợi ích và tác hại ........................................................................... 179
13.5 Những nghiên cứu thu sét để sản xuất điện ................................... 180
Câu hỏi ôn tập ........................................................................................ 181
Bài 14: Năng lượng từ băng methane hydrate .................................. 182
14.1 Tổng quan ....................................................................................... 182
14.2 Khai thác và sử dụng băng cháy .................................................... 184
14.3 Nguyên lý tạo thành điện ............................................................... 185
14.4 Phương hướng và giải pháp ........................................................... 186
14.5 Kết luận.......................................................................................... 186
Câu hỏi ôn tập ........................................................................................ 187
Bài 15: Năng lượng tái tạo nhỏ ........................................................... 188
15.1 Tổng quan ....................................................................................... 188
15.2 Phân loại ........................................................................................ 188
15.3 Những ứng dụng ............................................................................ 189
Câu hỏi ôn tập ........................................................................................ 199
PHẦN II: QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG .............................................. 201
Bài 16: Hệ thống quản lý năng lượng ................................................ 203
16.1 Khái niệm ....................................................................................... 203
16.2 Lợi ích và hiện trạng của hệ thống quản lý năng lượng ................ 204
16.3 Vai trò quản lý năng lượng trong doanh nghiệp SX nông nghiệp ...........204
Câu hỏi ôn tập ........................................................................................ 206
Bài 17: Quản lý năng lượng cho gia đinh và nhà máy ..................... 207
17.1 Quản lý năng lượng cho ngôi nhà bạn ........................................... 207
17.2 Các phương thức tiết kiệm điện..................................................... 208
17.3 Quản lý năng lượng cho doanh nghiệp .......................................... 216
Câu hỏi ôn tập ........................................................................................ 221
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................... 222
8
Phần I
NĂNG LƯỢNG
9
10
Chương I
TỔNG QUAN
Bài 1
MÔI TRƯỜNG
Mục tiêu của bài
Sau bài học này (hoặc sau khi nghiên cứu chương này) sinh viên sẽ:
- Trình bày được mục đích – ý nghĩa của việc bảo vệ mơi trường.
- Giải thích, minh họa được các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường
và các tác hại của sự ơ nhiêm đó.
1.1. ĐỊNH NGHĨA
Mơi trường là các yếu tố tự nhiên và yếu tố nhân tạo quan hệ mật
thiết với nhau, bao quanh con người và có ảnh hưởng tới đời sống, sản
xuất, sự tồn tại, phát triển của con người.
1.2. THỰC TRẠNG
Hiện nay, môi trường đang là vấn đề nóng bỏng và cấp bách bởi nó
khơng chỉ ảnh hưởng tới một quốc gia mà là vấn đề của tồn cầu, khơng
chỉ riêng của các nhà khoa học mà là của tất cả mọi người, mọi tầng lớp
trong xã hội. Môi trường sống của chúng ta đã và đang bị ô nhiễm từng
ngày từng giờ do các hoạt động vô ý hay cố ý của con người. Một số vấn
đề môi trường đáng báo động nhất và dễ nhìn thấy nhất là ơ nhiễm mơi
trường khơng khí, nước, tài ngun cạn kiệt…
Ơ nhiễm mơi trường là hiện tượng làm thay đổi trực tiếp hoặc gián
tiếp tính chất vật lý, hóa học, sinh học của bất cứ thành phần nào của mơi
trường hay tồn bộ mơi trường sống vượt quá mức cho phép đã được xác
định.
11
1.3. CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
1.3.1 Ô nhiễm mơi trường đất
Việt Nam có nguồn tài
ngun đất rất phong phú,
nhưng do việc khai thác bừa
bãi và tình trạng phá rừng làm
cho đất bị trơ, lớp đất canh tác
trên bề mặt bị xói mịn. Ở
những vùng đất bị xói mịn và
rửa trơi nghiêm trọng, đất bị
mất khả năng canh tác.
Có nhiều ngun nhân
gây ra ơ nhiễm đất trong đó có
một số ngun nhân chính sau:
Hình 1.1 Đất bị khai phá bừa bãi
Hàng năm chúng ta sản xuất được 240.000 tấn acid sulfuric, trong
đó có 180.000 tấn đi từ quặng pirit nhưng hiệu suất chuyển hóa thấp nên
lượng chất thải cao nên cịn thải ra mơi trường khoảng hơn 4.000 tấn SO2
và khoảng 80.000 tấn xỉ pirit.
- Đất có thể bị ơ nhiễm tự nhiên do thành phần của nó. Từ q
trình hình thành vỏ trái đất, đất đá đó chứa sẵn trong nó những kim loại
nặng và á kim. Ở một liều lượng nhất định trong khi khai thác, sử dụng
và qua các phản ứng hóa học tiếp theo, tất cả những kim loại và á kim
đều độc hại với con người và động thực vật trên trái đất.
- Ô nhiễm do các hoạt động của con người bằng các chất gây ô
nhiễm hữu cơ vi mô trực tiếp thấm dần xuống đất qua sự hấp thụ của cây
cối hoặc theo các mạch nước ngầm, từ đó theo đường tiêu hóa hoặc bụi
bặm tác động tới cơ thể con người và động vật gây ung thư hay đột biến
gen. Cây trồng cũng có thể bị lây nhiễm các chất độc vơ cơ qua khơng
khí, theo gió thấm vào cành lá.
- Ơ nhiễm đất nơng nghiệp hiện nay là do sử dụng các loại thuốc
diệt cỏ, thuốc trừ sâu, thuốc kích thích khơng đúng liều lượng và khơng
đúng quy định. Lượng tích tụ lâu dài của các nguồn này gây ô nhiễm
nghiêm trọng tài nguyên đất nông nghiệp, ảnh hưởng trực tiếp đến sản
xuất và sức khỏe con người.
Loại ô nhiễm này do sử dụng phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực
vật, chất kích thích tăng trưởng gây ra, trong sản xuất nông nghiệp là chủ
yếu. Sử dụng phân bón quá liều lượng làm cho đất bị chua, bị cứng, làm
ảnh hưởng đến năng suất cây trồng.
12
Việc ơ nhiễm đất có thể kéo theo việc ơ nhiễm trực tiếp nguồn
nước và có thể cả khơng khí. Ở nước ta, việc sử dụng phân bón chưa
nhiều như các nước trong khu vực và trên thế giới nên chưa thấy rõ hiện
tượng ô nhiễm đất do dùng phân bón (trừ một số vùng ở Hà Nội và Đà
Lạt).
- Ô nhiễm do chất thải sinh hoạt và chất thải công nghiệp cũng khá
nghiêm trọng. Hàng ngày, con người và động vật thải ra một số lượng
lớn các chất thải. Khu vực càng đơng người thì lượng phế thải càng lớn.
Những chất thải này từ nhiều nguồn khác nhau, gây khó khăn cho việc
thu gom, xử lí. Trong khi đó, ý thức bảo vệ môi trường của đa số người
dân cịn chưa tốt, dẫn đến tình trạng xả rác “vơ tội vạ”.
Ngồi ra cịn một số ngun nhân khác gây ô nhiễm đất, đó là do
tác nhân sinh học, tác nhân vật lí, do sự cố tràn dầu, do hậu quả của chiến
tranh, do thảm họa bình địa, và do các tác nhân phóng xạ.
Tác hại của ơ nhiễm mơi trường đất:
Ơ nhiễm đất khơng những ảnh hưởng xấu tới sản xuất nơng nghiệp
và chất lượng nơng sản, mà cịn thông qua lương thực, rau quả,... ảnh
hưởng gián tiếp tới sức khoẻ con người và động vật.
1.3.2 Ơ nhiễm mơi trường nước
Nước là nguồn sống của
con người và mọi loại sinh vật;
nó cần thiết cho rất nhiều
ngành cơng nghiệp, nơng
nghiệp và cho sinh hoạt,… Tuy
nhiên hiện nay, nguồn nước
đang bị ô nhiễm nặng nề.
Ví dụ sự cố tràn dầu
vào ngày 20/4/2010, giàn
khoan Deepwater
Hình 1.2 Ơ nhiễm nước ở Việt Nam
Horizon nằm cách bờ biển
Louisiana của Mỹ 50 dặm đã
đột ngột phát nổ và chìm xuống biển, giết chết 11 cơng nhân và khiến
cho hàng trăm triệu lít dầu thơ tràn ra biển, trở thành sự cố tràn dầu lớn
nhất từ trước tới nay và gây hại môi trường nghiệm trọng. Chim chóc,
thủy sản, cây xanh bị ảnh hưởng, bị hủy hoại. Thiệt hại kinh tế nặng nề:
hàng trăm ngàn ngư dân khơng cịn đi đánh bắt cá; thương mại, du lịch
đình trệ. Nhưng vấn đề đáng lo hàng đầu là ảnh hưởng của vụ tràn
dầu đến sức khỏe của người dân.
13
Có nhiều ngun nhân gây ra ơ nhiễm nguồn nước trong đó có một
số ngun nhân chính sau:
- Ơ nhiễm hóa học: do các chất thải cơng nghiệp chưa được xử lí,
bao gồm chất thải vơ cơ và chất thải hữu cơ. Nhiều chất chỉ cần có mặt
trong nước với hàm lượng 1mg/lít cũng đủ để giết chết các động vật (như
cromat, cyanua. Chất bẩn từ quần áo, chất thải từ phân người có khoảng
4,9g phốtpho/ngày. Hậu quả là nếu thải vào nguồn nước chất bẩn này sẽ
làm tăng nhanh các sinh vật nổi và thủ tiêu dần một số động vật khác
dưới nước.
- Ô nhiễm hữu cơ: do
nước thải ở các hệ thống thốt
nước đơ thị, các lị sát sinh, trại
chăn nuôi, nhà máy thực phẩm,
nhà máy giấy,… Lượng chất
hữu cơ này trong nước đã tiêu
thụ một phần không nhỏ lượng
oxy hòa tan trong nước và hệ
quả là làm chết các động - thực
vật nước.
- Ô nhiễm nhiệt học: Các Hình 1.3 Cá chết hàng loạt ở hồ Tây
chất hữu cơ của nhà máy nhiệt
điện và điện nguyên tử làm tăng nhiệt độ của nước. Nước nóng sẽ làm tỷ
lệ oxy hòa tan trong nước giảm, làm cho các loài thủy sản dễ bị ngạt thở,
rối loạn chu kỳ sinh học, thậm chí dẫn tới hủy diệt một số lồi.
- Ơ nhiễm có nguồn gốc nơng nghiệp: Nguồn gốc của loại ô nhiễm
này chủ yếu do hàm lượng nitrogen trong đất q mức cho phép vì dùng
phân hóa học không đúng cách và không đúng liều lượng, hoặc sử dụng
phân chuồng chưa qua xử lí các độc tố. Các độc tố đọng lại trong các loại
thực phẩm, vật nuôi sẽ xâm nhập vào cơ thể con người khi sử dụng. Một
nguồn ô nhiễm nông nghiệp khác là do sử dụng quá liều lượng các hóa
chất diệt cỏ, trừ sâu hại,… Các loại hóa chất này tồn tại rất lâu trong đất,
gây ảnh hưởng không chỉ đến nguồn đất mà còn cả nguồn nước và sẽ ảnh
hưởng trực tiếp đến con người.
Tác hại của ô nhiễm môi trường nước là:
- Đối với các loại động thực vật trong nước: Động thực vật sống
được trong nước là do quang hợp được từ ánh sáng mặt trời kết hợp với
việc sử dụng oxy hịa tan trong nước để hơ hấp, quang hợp. Đồng thời,
chúng cũng lấy các chất dinh dưỡng trong nước để sống. Khi các chất
thải hữu cơ đổ vào nước, chúng sẽ làm giảm lượng oxy hòa tan trong
14
nước; một số hợp chất hữu cơ tích tụ, đóng váng, kết bè trên mặt nước
làm giảm khả năng quang hợp của các loài thực vật, chưa kể đến các chất
độc hại mà những nguồn chất thải này mang đến. Hậu quả là nhiều loại
vi sinh vật bị chết, có lồi bị nhiễm độc. Và hậu quả thật khó lường khi
con người tiêu thụ các thực phẩm từ những nguồn nhiễm độc này.
- Đối với con người: do dùng nước sinh hoạt bị ô nhiễm để ăn
uống, tắm rửa, người ta có thể bị nhiễm khuẩn gây các bệnh phổ biến,
các bệnh dạ dày, ruột, nhiễm virut, viêm gan, nhiễm kí sinh trùng, giun
sán,… Ngồi ra, con người cịn bị các khoáng chất độc hại xâm nhập cơ
thể như: thủy ngân, chì, antimon, các nitrat làm thay đổi hồng cầu, ngăn
cản quá trình cố định oxy, rất nguy hiểm, gây tỷ lệ tử vong cao ở trẻ sơ
sinh.
1.3.3 Ô nhiễm mơi trường khơng khí
Ơ nhiễm khơng khí là sự thay đổi
lớn trong thành phần của khơng khí hoặc
có sự xuất hiện các khí lạ làm cho khơng
khí khơng sạch, có sự tỏa mùi, làm giảm
tầm nhìn xa, gây biến đổi khí hậu, gây
bệnh cho con người và sinh vật nó cịn
xuất phát từ những hoạt động trong sinh
hoạt và cơng nghiệp, làm tạo ra các khí
thải độc hại cho cơ thể sinh vật: khí CO,
khí SO2, khí CO2, khí NO2... và bụi.
Hình 1.4 Khói bụi từ
khu cơng nghiệp.
Theo Cục Bảo vệ Môi trường TP HCM, nhiều chỉ tiêu về môi
trường khơng khí mà các trạm quan trắc chất lượng khơng khí thành phố
ghi nhận được đều vượt chuẩn cho phép, trong đó đáng lo ngại nhất là
lượng bụi trong khơng khí q cao. Tổng lượng bụi lơ lửng trung bình từ
0,38-0,76 mg/m3, vượt quy chuẩn Việt Nam (QCVN 06: 2009/BTNMT)
từ 1,26-2,55 lần, có những tháng nồng độ bụi lên đến 1,47 mg/m3, vượt
QCVN 5 lần. Ngân hàng Thế giới (WB) xếp TP HCM vào 1 trong 10
thành phố có mức độ ơ nhiễm bụi cao nhất thế giới. Cịn ở Hà Nội, theo
khảo sát của Sở Y tế Hà Nội, 72% hộ gia đình có người mắc bệnh do ơ
nhiễm khơng khí. Đây là tỷ lệ q cao so với các khu vực khác trong cả
nước.
Có hai ngun nhân chính gây ơ nhiễm nguồn khơng khí:
- Xuất phát từ yếu tố tự nhiên: như núi lửa, cháy rừng, bão cát,…
Tổng hợp các yếu tố gây ơ nhiễm có nguồn gốc tự nhiên là rất lớn nhưng
chúng phân bố tương đối đồng đều trên tồn thế giới mà khơng tập trung
15
trong một vùng. Trong quá trình phát triển, con người đã thích nghi với
các nguồn ơ nhiễm tự nhiên này.
- Xuất phát từ hoạt động của con người: Đây là nguồn gây ơ
nhiễm lớn nhất. Các q trình gây ơ nhiễm là q trình đốt các nhiên liệu
hóa thạch như than, dầu, khí đốt tạo ra: CO2, CO, SO2, NO2, các chất hữu
cơ chưa cháy hết như muội than, bụi, q trình thất thốt, rị rỉ trên dây
truyền cơng nghệ, các q trình vận chuyển các hóa chất bay hơi, bụi.
Ngồi ra cịn các ngun nhân khách quan khác như từ cát bụi, giao
thông vận tải, sinh hoạt của con người,…
Tác hại của ơ nhiễm mơi trường khơng khí
- Hậu quả của việc thủng tầng ozon tới khí hậu: làm giảm thời
gian có nắng, đồng nghĩa với việc thời gian mưa sẽ tăng lên. Đất đai
khơng có vơi nên tăng nồng độ acid, dần trở nên cằn cỗi.
- Hậu quả trực tiếp với con người: làm tăng rối loạn tim mạch, hô
hấp, các bệnh phổi, hen, ung thư phổi, các bệnh ung thư da và các bệnh
da liễu,…
- Với các cơng trình nghệ thuật lịch sử: Đá bị ăn mịn, mặt ngồi
cơng trình bị cáu bẩn, các bộ phận kim loại rỉ sét nhanh chóng,…
CÂU HỎI ƠN TẬP
1. Mơi trường là gì? Bạn có nhận xét gì về mơi trường hiện nay?
2. Hãy cho biết các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường và đề ra các
biện pháp khắc phục để việc bảo vệ môi trường.
16
Bài 2
NĂNG LƯỢNG
Mục tiêu của bài
Sau bài học này (hoặc sau khi nghiên cứu chương này) sinh viên sẽ:
- Trình bày được tình hình sử dụng năng lượng tại nước ta và đưa ra
được những biện pháp nhằm giảm thiểu việc sử dụng năng lượng hóa thạch.
- Trình bày được các nguồn năng lượng tái tạo ở nước ta
2.1
ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI
Năng lượng là một đại lượng có khả năng sinh công của một vật và
được tạo ra từ nhiều nguồn khác nhau.
Năng lượng theo lý thuyết tương đối của Albert Einstein là một
thước đo khác của lượng vật chất được xác định theo công thức liên quan
đến khối lượng tồn phần E = mc². Nó là khối lượng nhân với một hằng
số có đơn vị là vận tốc bình phương, nên đơn vị đo năng lượng trong hệ
đo lường quốc tế là kg (m/s)².
Hiểu theo nghĩa thông thường, năng lượng là khả năng làm thay đổi
trạng thái hoặc thực hiện công năng lên một hệ vật chất. Năng lượng là
khái niệm quan trọng trong vật lý, dù không cơ bản như khối lượng.
Năng lượng chúng ta đang tiêu dùng xuất phát từ nhiều nguồn khác
nhau. Từ thiên nhiên, cần phải kể đến than đá, than bùn, dầu hỏa, và khí
thiên nhiên. Do con người tạo ra, có năng lượng từ thủy điện (còn được
gọi là than trắng), năng lượng nguyên tử, năng lượng từ gió và từ ánh
sáng mặt trời,…
2.2
MỐI QUAN HỆ GIỮA NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG
Mức tiêu thụ năng lượng của cả thế giới tăng trưởng không ngừng
trong những năm cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21. Nhu cầu năng lượng
hiện tiếp tục tăng ở mức 2,3%/năm. Dự báo tốc độ còn cao hơn nữa trong
thập kỷ tới. Thế giới hiện nay tiêu thụ khoảng 400 x 1018J, tức 2
TOE/người/năm. (Ton of Oil Equivalent - tấn dầu tương đương) Năng
lượng hóa thạch vẫn chiếm tỉ trọng chủ yếu (chiếm 79% tổng năng lượng
tiêu thụ). Trong khi đó theo dự báo của các nhà khoa học thì sau khoảng
50 – 70 năm nữa (2060-2080) nhiên liệu hóa thạch của thế giới sẽ cạn
17
kiệt. Hiện nay, việc khai thác các nguồn năng lượng hóa thạch đang đạt
đến đỉnh điểm của q trình khai thác nhiên liệu này. Hạn chế lớn nhất
của việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch nói chung, than dầu và khí đốt nói
riêng là gây ra ơ nhiễm mơi trường do sự phát thải SO2, COx, NOx, …
Tính trên một đơn vị nhiệt lượng phát ra thì đốt than phát thải nhiều chất
ơ nhiểm hơn các nhiên liệu hóa thạch khác. Chính vì vậy, việc đốt than,
dầu đã gián tiếp góp phần làm biến đổi khí hậu, suy thối mơi trường
toàn cầu mà nổi bật là hiện tượng hiệu ứng nhà kính và mưa axit.
2.3
HIỆU QUẢ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG
- Tiết kiệm năng lượng giúp tăng năng suất, giảm chi phí sản xuất.
- Tiết kiệm năng lượng giúp tăng chất lượng sản phẩm.
- Tiết kiệm năng lượng cải thiện môi trường và điều kiện lao động.
Tiềm năng tiết kiệm năng lượng phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố,
trong đó có trình độ cơng nghệ, hệ thống quản lý và nhận thức của người
lao động về việc sử dụng năng lượng. Một số tiêu chí thường được dùng
để đánh giá trình độ cơng nghệ như: tuổi thọ trung bình của thiết bị, hiệu
suất thiết bị, loại nhiên liệu sử dụng, chi phí năng lượng cho đơn vị sản
phẩm, mức độ cơ khí hóa, tự động hóa, trình độ tổ chức quản lý, năng
suất lao động, lợi nhuận, hiệu quả sản xuất,…
Hiện nay, một số doanh nghiệp đã và đang thực hiện chương trình
tiết kiệm và sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng bằng các biện pháp
chủ yếu sau:
- Cải tiến, hợp lý hóa q trình đốt nhiên liệu, gia nhiệt, làm lạnh
và chuyển hóa nhiệt năng.
- Giảm tổn thất nhiệt.
- Giảm tổn thất điện năng trong quá trình truyền tải, phân phối và
tiêu thụ điện năng.
- Thu hồi năng lượng bằng cách sử dụng thiết bị hoặc cơng nghệ
có hiệu suất cao như sử dụng đèn, động cơ, lò hơi,...
- Giảm tiêu thụ năng lượng nhờ hợp lý hóa quá trình sản xuất.
Trước tình hình trên, việc sử dụng năng lượng hiệu quả cũng như
dùng những nguồn năng lượng tái tạo thay thế một phần nào nguồn năng
lượng truyền thống là hết sức cần thiết. Việc tiết kiệm, tái sử dụng phần
năng lượng thải ra, sử dụng một cách hợp lý nguồn năng lượng sẽ góp
phần giải quyết tình trạng khủng hoảng năng lượng trong những năm sắp
tới cũng như vấn đề ô nhiễm môi trường.
18
2.4
CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Ở VIỆT NAM
Việt Nam là một trong số 14 nước trên thế giới đứng đầu về tiềm
năng thuỷ điện, sở hữu nguồn năng lượng gió tốt nhất khu vực Đơng
Nam Á,… nhưng hiệu quả khai thác các nguồn năng lượng tái tạo này
còn rất khiêm tốn.
Theo đánh giá của các chuyên gia, Việt Nam có nhiều tiềm năng về
phát triển thủy điện, phong điện, điện mặt trời, địa nhiệt,… Do cấu trúc
địa lý, Việt Nam là một trong số 14 nước trên thế giới đứng đầu về tiềm
năng thuỷ điện. Hiện nay Việt Nam có trên 120.000 trạm thủy điện.
Sở hữu nguồn năng lượng gió tốt nhất khu vực Đơng Nam Á và
2.000-2.500 giờ nắng mỗi năm, tương đương gần 44 triệu tấn dầu quy
đổi, nhưng lâu nay Việt Nam chưa khai thác hợp lý nguồn tài nguyên
này.
Theo Viện Năng lượng, Việt Nam có tiềm năng năng lượng gió khá
lớn (1.800 MW), đường biển trải dài khiến lưu lượng gió dồi dào. Hiện
tại, Cơng ty Fuhrlaender (Đức) đã hỗ trợ công nghệ cho Việt Nam, đưa 6
tổ turbine gió cơng suất mỗi tổ 1,5 MW vào vận hành tại Bình Thuận và
cung cấp điện vào hệ thống điện quốc gia.
Về năng lượng mặt trời (NLTT), nhiều nước trên thế giới đã khai
thác hiệu quả nhưng Việt Nam vẫn chưa tận dụng được hết nguồn năng
lượng sạch và tiết kiệm này. Năng lượng mặt trời dùng để sản xuất điện ở
Việt Nam chủ yếu là công nghệ nguồn điện pin mặt trời được ứng dụng ở
khu vực nông thôn, miền núi, vùng sâu, vùng xa và hải đảo.
Mặc dù nhiều tiềm năng, song Việt Nam hầu như chưa ứng dụng
được năng lượng tái tạo vào phát triển sản xuất. Phần lớn các công nghệ
năng lượng tái tạo quá đắt, vận hành và bảo dưỡng tương đối phức tạp
nên chỉ phát triển khi có chính sách hỗ trợ của Nhà nước hoặc có nguồn
tài trợ nước ngoài.
Các dự án sản xuất điện từ NLTT ở Việt Nam đã tăng hơn gấp đôi
từ năm 2000 đến 2010, mặc dù giá mua điện hiện nay từ các dự án NLTT
chưa hấp dẫn các nhà đầu tư. Tính đến hết 2010, NLTT chiếm khoảng
3,5% tổng công suất lắp đặt của hệ thống điện, tuy nhiên, theo đánh của
các chuyên gia thì rất nhiều các nhà máy thuỷ điện nhỏ và cực nhỏ là
khơng hoạt động, cịn các nhà máy điện sinh khối hoạt động cầm chừng
hoặc theo thời vụ. Khơng kể thủy điện nhỏ thì năm 2012 cơng suất lắp
đặt của điện NLTT là khoảng 1000 MW, chủ yếu là từ sinh khối, gió và
mặt trời. Tốc độ tăng trưởng trong ngành điện sinh khối làm chuyển dịch
mạnh mẽ cơ cấu nguồn. Tổng công suất lắp đặt của điện sinh khối là 152
19
MW và hiện đã có một số nhà máy bán điện lên lưới và có kế hoạch mở
rộng (xem bảng 2.1).
Bảng 2.1 Thực trạng sử dụng NLTT cho phát điện năm 2012
Loại nguồn
STT
Cơng suất (MW)
1
Thủy điện nhỏ
1.000
2
Gió
52
3
Mặt trời
3
4
Sinh khối
152
5
Rác thải sinh hoạt
8
Tổng cộng
1.215
Nguồn: />Triển vọng trong những năm tới, theo Quy hoạch điện VII, chỉ tiêu
được đặt ra là tăng tỷ lệ điện năng sản xuất từ các nguồn NLTT sẽ chiếm
4,5% và 6%, tương ứng vào năm 2020 và năm 2030. Với bối cảnh hiện
nay và dự báo trong thời gian tới, đặc biệt với Chiến lược quốc gia về
tăng trưởng xanh, chúng tơi đồng tình với nhiều chun gia khuyến nghị,
cần nâng mức phát triển NLTT cao hơn.
Rào cản chính cho phát triển NLTT là chi phí sản xuất. Nhiều cơng
nghệ mới của NLTT – gồm gió, mặt trời và nhiên liệu sinh học - đã và sẽ
sớm có tính cạnh tranh kinh tế với các nhiên liệu hóa thạch và có thể đáp
ứng một phần nhu cầu năng lượng của Việt Nam. Các cơng nghệ có chi
phí tương đối cạnh tranh là thủy điện, gió, sinh khối và địa nhiệt. Mặc dù
pin mặt trời có chi phí cao nhưng chi phí này giảm dần do tiến bộ trong
công nghệ. Tại Việt Nam, qua các nghiên cứu trong dự án Tổng sơ đồ
phát triển NLTT của Viện Năng Lượng, chi phí cho sản xuất điện từ
NLTT như sau (xem bảng 2.2).
Bảng 2.2: Chi phí cho sản xuất điện từ NLTT
Giá
thành
VNĐ/kWh
20
Thủy
điện
nhỏ
3001000
Gió
Pin
mặt
trời
Địa
nhiệt
Trấu
Khí
từ rác
thải
Đốt
rác
thải
Bã
mía
12001800
36006000
11001600
9001600
700800
16001800
7001200
Ngoài yếu tố giá thành sản xuất cao, một số rào cản khác đối với sự
phát triển NLTT có thể kể đến như: thiếu các chính sách và tổ chức hỗ
trợ cho phát triển NLTT; thiếu thông tin và cơ sở dữ liệu phục vụ công
tác quy hoạch và hoạch định chính sách; cơng nghệ và dịch vụ phụ trợ
cho NLTT chưa phát triển; khó tiếp cận nguồn vốn để phát triển các dự
án NLTT. Mục tiêu chiến lược của Việt Nam là đảm bảo cung cấp đủ
năng lượng cho nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội; trong đó năng lượng
sơ cấp năm 2010 đạt khoảng 47,5 - 49,5 triệu TOE, đến năm 2020 đạt
khoảng 100 - 110 triệu TOE, đến năm 2025 khoảng 110 - 120 triệu TOE
và đến năm 2050 khoảng 310 - 320 triệu TOE.
Đặc biệt, mục tiêu của chiến lược là tăng tỷ lệ các nguồn năng
lượng mới và tái tạo lên khoảng 5% vào năm 2020 và khoảng 11% vào
năm 2050.
Để đạt được mục tiêu đó, Bộ Cơng Thương đang phối hợp với các
bộ, ngành có liên quan xây dựng và hồn thiện bộ khung pháp lý về
phát triển và sử dụng năng lượng tái tạo Việt Nam. Năm 2009, Bộ Công
Thương đã trình Thủ tướng chính phủ Dự thảo quy hoạch tổng thể phát
triển năng lượng mới và tái tạo Việt Nam đến năm 2015, tầm nhìn đến
2025 và Dự thảo nghị định khuyến khích, hỗ trợ phát triển năng lượng
tái tạo.
Cơ chế hỗ trợ phát triển năng lượng tái tạo tập trung vào điện khí
hóa cho các khu vực vùng sâu, vùng xa, miền núi, hải đảo bằng nguồn
năng lượng tái tạo; các dự án nguồn điện nối lưới khả thi về kinh tế sử
dụng năng lượng tái tạo; hoạt động sản xuất nhiệt bằng nguồn năng
lượng tái tạo; nghiên cứu khoa học công nghệ bằng năng lượng tái tạo.
CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Định nghĩa năng lượng là gì? Hãy cho biết các loại năng lượng nào
mà bạn đã sử dụng?
2. Hãy trình bày mối quan hệ giữa việc sử dụng năng lượng và môi
trường, và nêu ra các biện pháp tiết kiệm năng lượng nhằm giảm thiểu
sự ô nhiễm môi trường.
3. Bạn nhận xét gì về tình hình sử dụng năng lượng của nước ta hiện
nay?
4. Đánh giá về việc sử dụng những nguồn năng lượng tái tạo tại nước ta.
21
Chương II
NĂNG LƯỢNG KHƠNG TÁI TẠO
Bài 3
NĂNG LƯỢNG HĨA THẠCH
Mục tiêu của bài
Sau bài học này (hoặc sau khi nghiên cứu chương này) sinh viên sẽ:
- Trình bày được các nguồn năng lượng khơng tái tạo.
- Giải thích, minh họa được các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường
do việc khai thác, sử dụng, vận chuyển các nguồn năng lượng khơng tái tạo.
- Trình bày được tình hình sử dụng năng lượng hóa thạch trên thế giới
cũng như tại nước ta và đưa ra được các biện pháp hạn chế.
- Giải thích được các hiện tượng gây ơ nhiễm mơi trường do con
người gây ra và đưa ra các biện pháp khắc phục.
3.1. ĐỊNH NGHĨA
Năng lượng hóa thạch là những nguồn năng lượng mà ngày nay tốc
độ tiêu dùng nhanh hơn tớc đợ tái tạo ra rất nhiều. Nó cũng là nguồn
năng lượng không hồi phục khi khai thác và sử dụng (than nâu, than đá,
than bùn, dầu lửa, khí tự nhiên,...).
3.2. THAN (COAL)
Than có nguồn gớc sinh hóa từ q trình trầm tích thực vật trong
những đầm lầy cổ cách đây hàng trăm triệu năm. Khi các lớp trầm tích bị
chơn vùi, do sự gia tăng nhiệt đợ, áp suất, cộng với việc thiếu oxy nên
thực vật chỉ bị hủy một phần nào, than được phân thành một số loại sau:
- Than Bùn
- Than Non
- Than Bitum
- Than Đá
- Than Gỗ
22
Hình 3.1 Các loại than
Đầu tiên là sự tạo nên than Bùn, một chất màu hơi nâu, ướt, mềm,
xốp. Người ta có thể làm khơ nó rồi đớt sinh ra nhiệt lượng thấp. Cơng
dụng chủ yếu là dùng bón đất trong vườn.
Sau khoảng mợt triệu năm hay dài hơn thì than Bùn chuyển sang
dạng than Non, một dạng than mềm và có bề ngồi hơi giớng gỗ, màu
nâu hay đen nâu, hàm lượng ẩm 45%. Than này đốt cho nhiệt lượng và
hàm lượng lưu huỳnh thấp, dễ khai thác.
Phải thêm hàng triệu năm nữa thì than Non mới chuyển thành than
Bitum, đây là dạng than phổ biến nhất, nó cịn được gọi là than mềm,
hàm lượng ẩm khoảng 5÷15%, Than Bitum chứa nhiều lưu huỳnh
khoảng 2÷3%, vì vậy khi đớt sẽ gây ơ nhiễm khơng khí. Nó được sử
dụng rợng rãi, làm nguyên liệu cho các nhà máy điện vì nó sinh ra nhiệt
lượng cao.
Sau vài triệu năm hay dài hơn nữa thì than Bitum mới chuyển
thành than Cứng. Đây là loại than được ưa cḥng nhất; nó cứng, đặc và
chứa hàm lượng carbon cao nhất trong các loại than được hình thành, khi
đớt cho nhiệt lượng cao nhất. Do hàm lượng lưu huỳnh thấp nên than
Cứng còn là dạng than ít gây ơ nhiễm mơi trường.
Tóm lại: Than có trọng lượng phân tử cao và cấu trúc rất phức tạp,
thành phần phân tử của than tùy thuộc vào từng vùng, nhưng về cơ bản
thì thành phần chính chủ yếu của nó là carbon, chiếm 70÷90%, oxy
5÷15%, hydro 4÷5% và một số chất tồn tại ở dạng vết như clor, kim loại
nặng như sắt, thủy ngân, kẽm ...và có thể có mợt sớ chất phóng xạ.
Than phân bớ khá đều trên thế giới, trữ lượng phong phú, chủ yếu
tập trung ở Bắc Bán Cầu. Các mỏ than lớn nhất hiện nay nằm ở Hoa Kỳ,
Nga, Trung Quốc và Ấn Độ,... với tổng trữ lượng trên 2.000 tỷ tấn có khả
năng đáp ứng nhu cầu cho loài người khoảng 200 năm. Trữ lượng than ở Việt
Nam khá lớn khoảng 12,3 tỷ tấn.
Than có thể chế biến thành các dạng nhiên liệu khí (khí hố than),
lỏng (hóa lỏng than) hay dạng rắn (than cốc) với hàm lượng S và tro cặn
thấp, tạo nên nhiên liệu đớt sạch, ít ơ nhiễm và nhiệt lượng cháy cao hơn
than thô ban đầu.
23
3.3. DẦU VÀ KHÍ THIÊN NHIÊN (OIL AND NATURAL GAS)
Dầu và khí thiên nhiên có nguồn gớc từ các trầm tích biển giàu xác
bã thực vật cách đây khoảng 200 triệu năm. Các trầm tích hữu cơ ở điều
kiện chơn vùi thiếu oxy, nhiệt đợ 50÷2500C, áp suất ở đợ sâu 2÷7 km, qua
mợt thời gian sẽ tạo nên mợt hỗn hợp hydrocarbon chính là dầu và khí.
Các mỏ dầu và khí đớt thường đi đơi với nhau. Do tỷ trọng nhỏ hơn
đá nên chúng có xu hướng di chuyển lên phía trên qua các lỗ rỗng của đá
và sự tích tụ thành các vũng dưới những lớp đá khơng thấm. Tầng đá
khơng thấm phía trên và tầng đá thấm phía dưới tạo nên bãi dầu hoặc khí.
Có nhiều dạng bãi khác nhau trong tự nhiên. Một khi tầng đá phủ bị mũi
khoan xun thủng thì dầu và khí đi theo lỗ khoan lên mặt đất để được
chế biến và phân phới. Dầu mỏ và khí đớt là loại năng lượng quan trọng
đới với con người, nó chiếm khoảng 51-62% nguồn năng lượng của các
quốc gia.
3.3.1 Dầu thô (crude oil)
Dầu thơ được hút từ dưới lịng đất lên là
mợt hỗn hợp lỏng gồm hàng trăm hợp chất
hydrocarbon (từ C5 tới C60); trung bình chứa
khoảng 85÷90% carbon, 10÷14% hydro,
0,2÷0,3% sulfur và vết của nhiều phân tử khác
như nitrogen, vannadi, nikel,...
Hình 3.2 Dầu thô
Dầu thô được chế biến bằng phương pháp chưng cất, gọi là
“cracking”. Cracking là q trình chuyển hóa hóa học dầu mỏ từ các chất
có phân tử lượng cao, phức tạp thành các sản phẩm có phân tử lượng
thấp, cấu tạo đơn giản hơn nhờ nhiệt độ và xúc tác. Từ dầu thơ trải qua
q trình lọc dầu các hợp chất được phân thành các sản phẩm khác nhau
tùy theo điểm sơi của chúng:
- Khí dầu mỏ, xăng, được lấy từ đỉnh tháp chưng, làm nhiên liệu
cho động cơ đốt trong.
- Dầu xăng, làm nhiên liệu cho động cơ phản lực, máy bay.
- Dầu lửa, được lấy trong khoảng nhiệt độ từ 250 – 3500C, dùng
làm nhiên liệu cho động cơ diesel và dùng để cracking.
- Mazut, được lấy ra ở dưới đáy tháp chưng với nhiệt độ 2750C.
Mazut chiếm tới 40 – 50% lượng dầu mỏ đem chưng.
- Dầu bôi trơn, được chế biến từ dầu Mazut trong tháp chưng chân
khơng có nhiệt đợ sơi 250 – 3500C, là sản phẩm quan trọng thứ
2 sau xăng.
24
- Hắc ín, nhựa đường, là phần cịn lại sau khi chưng, lấy ra ở dưới
đáy tháp ở nhiệt độ khoảng 3800C, có thể sử dụng trực tiếp hoặc
qua chế biến làm nhựa đường, chất lợp.
Dầu còn chứa các hợp chất hóa dầu cho nên ngồi việc cung cấp
nhiên liệu cho các loại đợng cơ, dầu mỏ cịn là nguồn nhiên liệu tạo ra
các sản phẩm phục vụ công nghiệp, nông nghiệp và tiêu dùng như sợi
tổng hợp, chất dẻo, cao su nhân tạo, chất tẩy rửa, hương liệu, dung mơi
sơn,...
3.3.2 Khí thiên nhiên
Khí thiên nhiên gồm khí tự nhiên và khí đồng hành có thành phần
gồm methane (CH4) dạng parafin đơn giản, propane (C3H3), butane
(C4H10), và mợt sớ khí dạng vết khác. Trong đó, propane và butane được
tách khỏi khí thiên nhiên dưới dạng lỏng và lưu trữ ở dạng có áp suất
trong các bồn chứa gọi là khí dầu mỏ hóa lỏng. Khí được khai thác đồng
hành với dầu gọi là khí đồng hành từ các giàn khai thác dầu khí trong bờ
hay ngồi khơi.
Khí thiên nhiên ngày càng
phổ biến do nó là mợt nguồn
năng lượng hiệu quả và tương đới
sạch. Khí thiên nhiên hầu như
khơng chứa lưu huỳnh. Hơn nữa
khi đớt, khí thiên nhiên thải ít
CO2 hơn xăng, dầu và than. Hiện
tại, khí thiên nhiên đang được
ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
Hình 3.3 Khí thiên nhiên
như trong các hợ gia đình, trong
các trạm máy phát điện thay thế,
khí nén làm nhiên liệu cho các trạm giao thơng. So với các xe chạy bằng
xăng dầu thì xe chạy bằng khí thiên nhiên giảm lượng phát thải tới 80 90% hydrocarbon, 90% CO, 90% các chất độc hại và hầu như khơng có
ṃi khói. Các khí thiên nhiên này khi cháy rất sạch nên được sử dụng
trong các quá trình cơng nghệ địi hỏi cháy khơng khói.
Phân bớ dầu và khí thiên nhiên trên thế giới: 63,2% trữ lượng dầu
của thế giới tập trung ở vịnh Ba Tư, nhất là ở Ả rập Saudi - một thành
viên của Tổ chức các nước xuất khẩu dầu lửa (OPEC). Các mỏ dầu quan
trọng khác nằm ở Venezuela, Mehico, Nga, Libi và Mỹ (Alaska và vịnh
Mehico). Gần ½ trữ lượng khí thiên nhiên của thế giới nằm ở hai nước
Nga và Iran. Các mỏ khí thiên nhiên quan trọng khác nằm ở các tiểu
vương quốc Ả rập Thống Nhất, Ả rập saudi, Mỹ, Venezuela.
25