7.3.1. Khái niệm.

Năng lượng là một dạng vật chất, xuất phát từ hai nguồn chủ yếu là năng lượng Mặt Trời và năng lượng lòng đất.

· Năng lượng Mặt Trời : Bức xạ Mặt Trời, năng lượng sinh học dưới dạng sinh khối động thực vật, năng lượng chuyển động của khí quyển và thuỷ quyển, năng lượng hoá thạch.

· Năng lượng lòng đất : nguồn nước nóng, núi lửa và năng lượng phóng xạ của các mỏ U,Th, Po

Nhu cầu năng lượng của con người gia tăng nhanh chóng trong quá trình phát triển:

- 100.000 năm trước công nguyên : mức tiêu thụ khoảng 4.000- 5.000 Kcal/ người/ năm

- Thế kỷ 15 : 26.000 Kcal/ người/ năm

- Giữa thế kỷ 19 : 70.000 Kcal/ người/ năm

- Hiện nay : 200.000 Kcal/ người/ năm

Bảng 7.7 : Nhu cầu tiêu thụ năng lượng của thế giới từ năm 1900 đến 2020

( Đơn vị tính : % khối lượng)

Nguồn : Hội nghị Năng lượng thế giới lần thứ XII - New Dehli, 1988

7.3.2. Tổng quan lịchsử năng lượng

Nhu cầu sử dụng năng lượng của con người gia tăng nhanh chóng cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội. Con người nguyên thủy cách đây hằng triệu năm, hằng ngày chỉ sử dụng khoảng 2000 kcal dưới dạng thức ăn nguyên khai. Sau khi phát minh ra lửa, con người sử dụng khoảng 10.000 kcal/người/ngày, sang thế kỷ XV tăng lên tới 26.000 kcal/người/ngày và đến giữa thế kỷ XX là 70.000 kcal/người/ngày. Hiện nay khoảng

200.1 kcal/người/ngày. Thông thường, mức gia tăng tiêu thụ năng lượng thường có giá trị gấp hai lần mức gia tăng thu nhập GDP.

Khai thác và tiêu thụ năng lượng là nguyên nhân quan trọng nhất gây ô nhiễm MT và các biến đổi khí hậu toàn cầu.

Căn cứ vào mức tiêu thụ năng lượng trên đầu người tính ra gigajun (109 jun), được chia ra như sau:

- Lớn hơn 160 gigajun: mức tiêu thụ năng lượng cao, gồm Mỹ, Canada, Đức, Hà Lan, Cốet, Ôxtrâylia, Nga, Tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất.

- Từ 80 đến 159 gigajun: mức tiêu thụ trung bình, gồm Đan Mạch, Anh, Thụy Sĩ, Áo, Singapore, Thụy Điển, Nhật, Nam Tư, Tây Ban Nha,...

- Từ 40 đến 79 gigajun: mức trung bình thấp, gồm Trung Quốc, Braxin, Ai Cập, Thái Lan, Việt Nam, Ấn Độ, Pêru,...

Sự khác biệt về tiêu thụ năng lượng giữa hai nhóm nước: công nghiệp phát triển và đang phát triển thể hiện ở các khía cạnh: mức tiêu thụ năng lượng thương mại tính trên đầu người, cơ cấu các nguồn năng lượng và đối tượng tiêu thụ năng lượng.

Bảng 7.8 : Sự khác biệt về cơ cấu nguồn năng lượng và đối tượng sử dụng năng lượng giữa hai nhóm nước công nghiệp phát triển và đang phát triển thế giới năm 1987

Nguồn: Ngân hàng thế giới, 1992

Phát triển kinh tế - xã hội đòi hỏi năng lượng. Năng lượng nhất là điện năng, tương quan chặt chẽ với GDP.Vì vậy trong hoạch định phát triển năng lượng, người ta thường xem xét hai tỷ số, cụ thể là hệ số đàn hồi, dW/d(GDP), và hiệu suất sử dụng năng lượng hay cường độ năng lượng – GDP/W, W là năng lượng hoặc điện năng. Chính hai tỷ số này, chứ không phải từng tiêu chí GDP và W riêng rẻ, mới nói lên trình độ phát triển của một quốc gia. Tiêu thụ nhiều năng lượng, mà làm ra ít của cải, hao phí nguồn tài nguyên thiên nhiên, gây ô nhiễm môi trường là đặc trưng rõ rêt nhất của tình trạng kém phát triển. Tăng trưởng kinh tế vì thế sẽ không vững bền.

Hình 7.1: Tỷ lệ sử dụng nguồn năng lượng Thế giới ở các nước khác nhau

7.3.3. Tiêu thụ năng lượng trên thế giới.

Mức tiêu thụ năng lượng thương mại trên đầu người trong một thời gian dài được xem là một tiêu chuẩn đánh giá sự phát triển của xã hội loài người và sự phát triển kinh tế xã hội của một quốc gia. Căn cứ vào mức tiêu thụ năng lượng trên đầu người tính ra gigajun (109 jun) được chia ra :

· Lớn hơn 160 gigajun - mức tiêu thụ cao

· Từ 80-159 gigajun - mức tiêu thụ trung bình

· Từ 40- 79 gigajun - mức tiêu thụ trung bình thấp

7.3.4. Các dạng năng lượng và sự biến đổi.

· Theo khả năng tái tạo: năng lượng tái tạo và không tái tạo

· Theo khả năng gây ô nhiễm: năng lượng sạch và năng lượng gây ô nhiễm

· Theo khả năng trao đổi và buôn bán: năng lượng thương mại và phi thương mại

· Theo bản chất năng lượng: năng lượng BXMT, năng lượng hoá thạch, năng lượng thuỷ triều, gió, thuỷ điện, phóng xạ, năng lượng sinh khối

Tổng hợp tất cả các tiêu chí trên có thể phân chia nguồn năng lượng trên TĐ thành một số dạng cơ bản :

· Các dạng tài nguyên tái tạo và vĩnh cửu

· Các dạng năng lượng không tái tạo và vĩnh cửu

· Các dạng năng lượng không tái tạo và có giới hạn

· Năng lượng điện

1. Các nguồn năng lượng

Các nguồn năng lượng trên Trái đất được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau:

- Theo khả năng tái tạo: năng lượng tái tạo và không tái tạo

- Theo khả năng gây ô nhiễm: năng lượng sạch, năng lượng gây ô nhiễm

- Theo khả năng trao đổi và buôn bán: năng lượng thương mại và phi thương mại.

- Theo bản chất năng lượng: năng lượng bức xạ mặt trời, năng lượng hóa thạch, năng lượng thủy triều, gió, thủy điện, phóng xạ, năng lượng sinh khối.

Tuy nhiên, để tiện lợi trong nghiên cứu cũng như sử dụng, có thể phân chia các nguồn năng lượng trên Trái đất thành một số dạng cơ bản sau:

- Các dạng tài nguyên năng lượng tái tạo và vĩnh cửu

- Các dạng năng lượng không tái tạo và vĩnh cửu

- Các dạng tài nguyên không tái tạo và có giới hạn

- Năng lượng điện

2. Các dạng tài nguyên năng lượng không tái tạo

* Than đá: Tổng trữ lượng trên 2.000 tỷ tấn, tập trung chủ yếu ở các quốc gia: Nga, Trung Quốc, Mỹ, Đức, Ôxtrâylia, có khả năng đáp ứng nhu cầu cho loài người khoảng 200 năm.

Khai thác than đá có tác động đến môi trường. Chế biến và sàng tuyển than đá tạo ra bụi và nước thải chứa than, kim loại nặng. Đốt than đá tạo ra các loại khí độc như bụi, SO2, CO2, NOx,... Theo tính toán, một nhà máy nhiệt điện chạy than công suất 1.000MW hằng năm thải ra MT 5 triệu tấn CO2, 18.000 tấn NOx, 11.000-680.000 tấn chất thải rắn.

* Dầu mỏ và khí đốt: Là loại năng lượng quan trọng đối với con người, nó chiếm từ 51-62% nguồn năng lượng của các quốc gia.

Khai thác và sử dụng dầu mỏ và khí đốt sẽ tạo ra các vấn đề môi trường như: quá trình khai thác gây lún đất, ô nhiễm dầu đối với đất, nước, gây ô nhiễm biển (50% lượng dầu gây ô nhiễm biển là do khai thác dầu trên biển). Chế biến dầu gây ô nhiễm dầu và kim loại nặng kể cả kim loại phóng xạ. Đốt dầu khí tạo ra các chất thải khí tương tự như đốt than.

1. Các dạng năng lượng không tái tạo và vĩnh cửu

* Năng lượng địa nhiệt: tồn tại dưới dạng hơi nước nóng và nhiệt thoát ra từ các vùng có hoạt động núi lửa như: Italia, Aizơlen, Kamchatka (Nga). Năng lượng của các suối nước nóng, năng lượng của các khối đá macma trong các vùng nền cổ, gradien nhiệt của các lớp đất đá,...

Ưu điểm của chúng là khai thác và sử dụng chúng không gây ô nhiễm môi trường, mất ít diện tích và không gây khí nhà kính.

* Năng lượng nguyên tử và năng lượng hạt nhân: năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng giải phóng trong quá trình phân hủy hạt nhân các nguyên tố U, Th hoặc tổng hợp nhiệt hạch từ nhiên liệu là các đồng vị H, He, Li,...

Ưu điểm là không tạo ra khí nhà kính như CO2, bụi. Tuy nhiên, các nhà máy điện nguyên tử hiện nay là nguồn gây nguy hiểm lớn đối với môi trường bởi sự rò rỉ chất thải phóng xạ khí, rắn, lỏng và các sự cố nổ nhà máy.

2. Các dạng năng lượng vĩnh cửu và tái tạo

* Năng lượng bức xạ mặt trời: Bức xạ mặt trời vô cùng quan trọng đối với con người và Trái đất. Ưu điểm là không tạo ra các hiệu ứng tiêu cực đối với môi trường sống của con người, nhưng nhược điểm là cường độ yếu và khôgn ổn định, khó chuyển hóa thành năng lượng thương mại.

* Thủy năng: là năng lượng sạch của con người. Tuy nhiên, gần đây các nhà khoa học Trung Quốc đã chứng minh rằng, thủy điện lớn cũng gây ô nhiễm môi trường. Tổng trữ lượng thủy điện trên thế giới vào khoảng 2.214.000 MW, riêng VN là 30.970 MW, tương đương với 1,4% tổng trữ lượng thế giới.

* Các nguồn năng lượng tái tạo khác: gồm năng lượng gió, thủy triều, sóng, các dòng hải lưu, năng lượng sinh khối.

Gió và thủy triều được xếp vào loại năng lượng sạch, có công suât bé và thích hợp cho những khu vực ở xa các trung tâm đô thị.

Đối với Việt Nam, tuy tiêu thụ năng lượng chưa nhiều như các nước trong vùng và trên thế giới, nhưng sự mất cân đối nghiêm trọng giữa phát triển điện năng và phát triển kinh tế khiến chúng ta phải xem xét kỹ những nguyên nhân sau đây:

- Tổn thất và lãng phí nhiều,

- Hiệu quả sử dụng điện năng thấp,

- Tài nguyên, nhất là nhiên liệu hóa thạch, nhanh chóng cạn kiệt,

- Môi trường bị ô nhiễm ở mức tới hạn.

* Tổn thất và lãng phí.

Theo EVN, năm 2005 điện sản xuất là 53,32 GWh mà điện thương phẩm chỉ có 44,9 GWh, nghĩa là tổn thất có thể đến 15,8%, trong khi ở nhiều nước trên thế giới mức tổn thất chỉ vào khoảng 7-9%.

* Hiệu quả sử dụng điện năng thấp.

Ai là "thủ phạm" gây nên hiệu quả sử dụng điện năng thấp ở nước ta? Theo thốgn kê, công nghiệp và xây dựng tiêu thụ 47,9% nên khi xét duyệt các dự án đầu tư, tiêu thụ điện năng trên giá trị sản phẩm chưa đặt thành tiêu chí cạnh tranh với các tiêu chí khác. Hộ dân và hệ thống quản lý chiếm 42,2%, là nơi mà tiêu thụ điện còn khá lãng phí. Có rất nhiều biện pháp vừa giảm bớt gánh nặng từ các hộ tiêu thụ điện mà vẫn nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân.

Giảm tiêu thụ điện năng ở các thiết bị gia dụng là xu thế chung của công nghệ chế tạo thiết bị hiện nay mà nước ta có chính sách để triệt để tận dụng. Mặt khác cần phổ biến rộng rãi những tri thức tránh lãng phí điện năng và năng lượng nói chung đến người dân. Ví dụ, với khoảng 17 triệu chiếc TV như hiện nay ở nước ta, chỉ riêng cái "tiện nghi" bấm remote trên giường ngủ để tắt và bật TV trong chế độ chờ (stand by) 21 giờ mỗi ngày sẽ ngốn hết gần 2 tỷ kWh hằng năm, bằng sản lượng của một nhà máy điện công suất trung bình.

* Ô nhiễm môi trường.

Chưa có một công trình nghiên cứu nào đánh giá đầy đủ ô nhiễm môi trường trên cả nước do đốt nhiên liệu (khoảng 11 triệu tấn dầu, 12 triệu tấn than và một khối lượng lớn nhiên liệu phi thương mại). Tuy nhiên, ô nhiễm môi trường đã đến mức tới hạn, mà chủ yếu là do sử dụng nhiên liệu. Hàm lượng các khí SO2, NO2, CO, O3 và đặc biệt là bụi khí PM10, PM2,5 ở các thành phố lớn đều đã ngấp nghé, thậm chí vượt xa tiêu chuẩn quốc tế. Xe cộ là nguồn phát thải chính ở các thành phố.

* Tài nguyên cạn kiệt.

Sử dụng năng lượng cũng đang đe dọa xảy ra cạn kiệt các nguồn nhiên liệu hóa thạch. Hiện tại sản xuất than là 30 triệu tấn /năm, dầu thô: 20 triệu tấn/năm, khí: 860 tỷ tấn/năm. Theo ước tính, dự trự hiện nay sẽ không đủ đáp ứng nhu cầu phát triển điện năng sau năm 2020, nếu tiêu thụ điện năng lúc này là 200 GWh như quy hoạch của EVN. Trong khi đó thủy điện sẽ được khai thác gần như triệt để.

7.3.5. Các giải pháp về năng lượng của loài người

1. Chiến lược năng lượng thế giới

Hằng năm cả thế giới tiêu thụ nguồn nhiên liệu tương đương 8 tỷ tấn dầu quy đổi( Theo báo cáo của LHQ), trong đó có 90% có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch như: dầu, than đá, khí đốt tự nhiên. Khối lượng lớn nhiên liệu này bị đốt cháy sẽ thải vào môi trường 37.051.670 tấn CO2.

Chiến lược và chính sách năng lượng thế giới đề ra một số hành động ưu tiên sau:

- Soạn thảo những chiến lược quốc gia về năng lượng cho thời gian 30 năm tới.

- Hạn chế sử dụng các loại nhiên liệu hóa thạch, sự lãng phí trong phân phối năng lượng và ô nhiễm môi trường trong sản xuất năng lượng thương mại.

- Phát triển các nguồn năng lượng tái tạo được và năng lượng khôgn hóa thạch.

- Sử dụng năng lượng có hiệu quả cao hơn nữa.

- Phát động các chiến dịch truyền thông để tiết kiệm hơn nữa.

Trong bối cảnh môi trường thế giới đang bị biến động mạnh bởi sự gia tăng hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu toàn cầu, thì việc giảm bớt sự phát thải khí nhà kính đang là vấn đề cần được ưu tiên của các tổ chức quốc tế và các quốc gia thành viên.

Một số ý kiến khác cho rằng, sử dụng phương án TQM về cải tiến chất lượng. TQM là một phương pháp tổng hợp vừa có cơ sở lý thuyết, vừa có ứng dụng hệ thống các công cụ và kỹ thuật giải quyết vấn đề, và là một phương pháp khó phản bác. Tuy nhiên, phương pháp TQM chưa đáp ứng đủ yêu cầu nếu nó chỉ được áp dụng một cách riêng lẻ. TQM có thể đạt được chất tốt nếu biết sử dụng tốt các nguồn lực của mình, nó là bài toán đố có thể giúp giải quyết chống ô nhiễm.

2. Chiến lược năng lượng ở Việt Nam

Hiện nay, Việt Nam vẫn chưa có một chiến lược và chính sách năng lượng. Tuy nhiên, dựa vào các văn bản liên quan đến bảo vệ môi trường quốc gia thì có thể phát thảo một khung chiến lược năng lượng Việt Nam, gồm các điểm sau: Chiến lược về nguồn năng lượng; Chiến lược tiết kiệm tiêu dùng năng lượng thương mại; Chiến lược ưu tiên phát triển và sử dụng năng lượng sạch, năng lượng tái tạo quy mô nhỏ.