'Thời cơ vàng' của điện gió

Thiên nhiên hào phóng ban phát cho nhân loại sống trên quả đất này một nguồn nhiên liệu "miễn phí" vô tận, hay nói cách khác, một nguồn năng lượng tái tạo vô cùng lớn. Đó là gió, hay là năng lượng gió.

Bây giờ đây, nhiều nước đang sử dụng rộng rãi nguồn điện sản sinh từ tuabin gió. Nhưng cả mấy trăm năm trước rồi, nhiều dân tộc đã biết biến sức gió thay sức mạnh cơ bắp quay chiếc cối xay gió, kéo chiếc thuyền buồm vượt biển hay đẩy khối khinh khí cầu lên không trung.

Ai đã một lần đến một nước Bắc Âu nào đó, hẳn có dịp được nhìn thấy dọc đường xe chạy không chỉ những chiếc cối xay gió cũ màu thời gian, mà cả những hàng tuabin điện gió tươi mới cao vút giang cánh rộng trên nền trời xanh.

Cối xay gió giữa đảo Bogo (Đan Mạch), tiền thân các nhà máy phát điện gió ngày nay

"Ngựa gió" đã vươn mình

Hình ảnh những cột điện gió đó trong 5 - 10 năm trở lại đây đã lan ra đến 80 nước trên thế giới. Sự lan toả đó, giờ đây, càng rộng hơn khi cả thế giới đang tìm cách giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hoá thạch, than đá và khí đốt tự nhiên, nhằm hạn chế tác hại khí nhà kính gây biến đổi khí hậu toàn cầu và sự cạn dần của nguồn thuỷ điện.

Trong một tương lai không xa, bên cạnh năng lượng hạt nhân, năng lượng gió sẽ được xem như một lựa chọn thay thế chủ yếu.

Trên tạp chí Kỷ yếu Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia số ra ngày 11/9 vừa qua đã công bố một công trình nghiên cứu, trong đó khẳng định rằng, trái đất chúng ta có thừa gió để tạo ra nguồn điện năng khổng lồ phục vụ cho toàn nhân loại.

Trong 5 - 10 năm gần đây, tiềm năng gió đó đẵ bắt đầu khai thác mạnh. Một con "ngựa gió" non trẻ đã vươn mình đứng dậy. Liên Hợp Quốc gần đây cũng đưa ra các số liệu chứng tỏ công suất điện gió đã tăng nhanh trên toàn cầu và đạt kỷ lục mới là 238.000 MW (mega-oát), tương đương công suất của 238 lò phản ứng năng lượng hạt nhân, đủ để cung cấp nhu cầu điện sinh hoạt cho 380 triệu người.

Chỉ riêng năm 2011, công suất điện gió toàn cầu đã tăng thêm 41.000 MW, dự báo sẽ tăng không duới 100% vào năm 2016. Năng lượng gió được dự báo sẽ ngày càng khẳng định được vị trí, và tới năm 2030 điện gió sẽ đạt tỉ trọng lớn thứ hai, chỉ sau nhiệt điện.

Cũng trong năm 2011, Trung Quốc vươn lên dẫn đầu thế giới về công suất điện gió với tổng công suất khoảng 63.000 MW. Theo sau là Mỹ với công suất 47.000 MW. Đức đứng thứ ba thế giới và hiện chiếm hơn 9% tổng sản lượng điện lưới quốc gia này.

Tính theo châu lục, châu Âu với công suất 100.000 MW đang vượt các châu khác về nguồn phong điện. Trong đó, Đức, Đan Mạch, Tây Ban Nha, Anh, Pháp... là những nước có nền công nghiệp điện gió rất phát triển.

Các nước Mỹ La-tinh, châu Phi và Trung Đông cũng đang nhanh chóng khai thác năng lượng gió, chẳng hạn năm 2011, Brazil tăng thêm 63% công suất điện gió so với năm 2010...

"Biển bạc" và "thời cơ vàng"

Trước đây chúng ta nói nhiều nhưng khá mơ hồ rằng đất nước ta "rừng vàng biển bạc", nhưng nay có thể nói bằng con số đo đếm được, rằng nước Việt Nam có "biển bạc". Với hơn 3.260 km bờ biển, nước ta là một trong những quốc gia có tiềm năng lớn về điện gió.

Theo một tài liệu khảo sát của Chính phủ cho thấy ở nước ta có khoảng 17.400 hecta diện tích những vùng đất được xem là thích hợp cho xây dựng điện gió. Và Ngân hàng Thế giới (World Bank), đã có một khảo sát chi tiết về năng lượng gió khu vực Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam.

Theo số liệu khảo sát, hơn 39% lãnh thổ Việt Nam có vận tốc gió lớn hơn 6 m/s; trong đó khoảng 8,6 % diện tích được xếp hạng có tiềm năng gió rất tốt để xây dựng các trạm điện gió cỡ lớn, trong khi diện tích này ở Campuchia là 0,2%, ở Lào là 2,9% và ở Thái-lan cũng chỉ là 0,2%..

Nếu qui đổi ra thành công suất điện, thì Việt Nam có tiềm năng điện gió tương đương với công suất 531.360 MW, tức hơn 200 lần công suất của Nhà máy thủy điện Sơn La lớn nhất Việt Nam, hay bằng công suất của 500 lò phản ứng năng lượng hạt nhân.

Dĩ nhiên, trong thực tế, do nhiều lý do khác nhau nên không thể biến tất cả tiềm năng trên thành nguồn điện. Dù sao, tiềm năng đó là cơ sở căn bản tạo điều kiện để xây dựng nền công nghiệp điện gió tương xứng, đóng vai trò trụ cột trong một tương lai không xa.

Cùng với tiềm năng, ngành điện gió đang đứng trước thuận lợi to lớn, một "thời cơ vàng" khi Nhà nước đã có chủ trương phát triển nguồn điện này, đưa ra những mục tiêu và lộ trình cụ thể trong Quy hoạch điện VII. Theo đó, năng lượng gió được xem là nguồn phát điện quan trọng nhất, sẽ được phát triển từ mức không đáng kể như hiện nay lên khoảng 1.000 MW vào năm 2020 và 6.200 MW vào năm 2030.

Nhưng tiềm năng "biển bạc" và "thời cơ vàng" là một chuyện, còn việc biến tất cả những "át chủ bài" đó thành thực tế là một chuyện khác. Sự lo ngại đó là có cơ sở khi nhìn vào những bước đi khập khễnh đầu tiên vào con đường điện gió sau đây.

Theo tài liệu của Bộ Công Thương, Việt Nam đi vào điện gió đã chục năm nay. Trong giai đoạn đầu lắp đặt hầu hết các tuabin gió cỡ nhỏ với công suất chỉ từ 30KW đến 150KW.

Đến cuối năm 2003 có khoảng 1.300 tuabin gió như vậy đã được lắp đặt sử dụng. Nhưng, sau một thời gian ngắn hoạt động, phần lớn các tuabin này đều hư hỏng hoặc không phát huy hiệu quả, do chọn công nghệ không thích hợp, do thiết bị máy móc nhập kém chất lựơng và do cả chọn vị trí địa lý đặt cột tuabin chưa điều tra kỹ lưỡng.

Ngoài ra, hàng chục dự án điện gió nhỏ lẻ tại các tỉnh, thành duyên hải miền Nam và miền Trung với tổng công suất khoảng 5.000MW vẫn giẫm chân tại chỗ trong giai đoạn nghiên cứu triển khai.

Rõ ràng, phía trước con đường xây dựng một nền công nghiệp mới mẻ như điện gió chồng chất bao khó khăn và thử thách nhiều mặt, từ sự phức tạp về công nghệ, giá thành đầu tư cao đến các chính sách đầu tư, hỗ trợ của nhà nước v.v...

KEYTECH
TỔNG HỢP

Cần có chính sách ưu tiên đầu tư phát triển điện gió

Các nhà máy điện gió đầu tiên, ở Bình Thuận và ở Bạc Liêu, có thể xem là các điểm đột phá mở đường xây dựng nền công nghiệp phong điện non trẻ, nhưng được kỳ vọng là một nguồn điện trụ cột trong tương lai ở Việt Nam. Tuy nhiên, để phát triển bền vững, cần có các chính sách ưu tiên của Chính phủ.

Nguồn điện tương lai

Trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, thuỷ điện và phong điện hay điện gió được xem là nguồn điện sạch; ít gây ô nhiễm khí “nhà kính”.

Nhưng, nếu thuỷ điện ẩn chứa những hiểm hoạ đối với các cộng đồng dân cư, thì điện gió thân thiện và hiền hoà đối với con người. Nếu xem thuỷ điện là nguồn điện “già”, thì phong điện hay điện gió được gọi là nguồn điện trẻ. Vì trong khi thuỷ điện đã và đang đóng vai trò lớn trong nền công nghiệp điện nhiều nước, điện gió chỉ mới được chú ý đầu tư và khai thác khoảng 5 - 10 năm trở lại đây.

Riêng ở Việt Nam, tại thời điểm cuối thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 21 này, thuỷ điện đã đóng góp đến 1/3 nhu cầu sử dụng điện của cả nước, nhưng điện gió hầu như chỉ mới ở mức xuất phát. Vì vậy, sự xuất hiện trong năm 2012 các nhà máy phát điện gió, một ở tỉnh Bình Thuận thuộc miền nam Trung Bộ và một ở tỉnh Bạc Liêu thuộc miền tây Nam Bộ có thể xem như những điểm sáng hay các điểm đột phá ấn tượng mở đường xây dựng nền công nghiệp phong điện của nước ta.

Bình Thuận tiên phong của điện gió

Với điều kiện địa lý thuận lợi của một địa phương có bờ biển dài, lượng gió nhiều và phân bổ khá đều quanh năm, tính đến cuối tháng 1 năm 2012 trên địa bàn tỉnh Bình Thuận đã xây dựng 16 dự án điện gió, với tổng công suất dự tính khoảng 1.300 MW. Trong đó, có 5 dự án đã được cấp giấy chứng nhận đầu tư, 9 dự án đã hoàn thành báo cáo đầu tư trình xin cấp giấy chứng nhận, 2 dự án đang trong giai đoạn khảo sát lập hồ sơ dự án đầu tư.

Trong số 16 dự án nói trên, Dự án Nhà máy điện gió Tuy Phong, đặt tại xã Bình Thạnh, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận do Công ty cổ phần Năng lượng tái tạo Việt Nam (REVN) đầu tư được triển khai đầu tiên.

Toàn bộ dự án, khi hoàn thành, sẽ có 80 tuabin với tổng công suất 120 MW, sử dụng công nghệ hiện đại của Cộng hòa liên bang Đức.

Giai đoạn 1 của dự án gồm 20 trụ điện gió (tuabin) chiều cao cột 85 m, đường kính cánh quạt 77 m, công suất 1,5 MW/tuabin; tức tổng công suất của giai đoạn này là 30 MW. Và mỗi năm dự tính sản xuất khoảng gần 100 triệu kWh điện. Đến cuối quý 1 năm nay, giai đoạn 1 đã hoàn thành cơ bản; bao gồm các khâu lắp đặt, đưa vào vận hành và đấu nối với lưới điện quốc gia. Và Nhà máy điện gió Tuy Phong 1 đã chính thức được khánh thành, đi vào hoạt động từ ngày 18/4/2012. Đây cũng là nhà máy điện gió đầu tiên của cả nước chính thức đi vào hoạt động.

Theo kế hoạch, giai đoạn 2 của dự án chuẩn bị khởi công xây dựng và lắp đặt 60 trụ điện gió (hay tuabin), nâng tổng công suất của toàn bộ Nhà máy Phong điện Tuy Phong lên 120 MW.

Ở tỉnh Bình Thuận, sau Dự án Tuy Phong đã hòa mạng lưới điện quốc gia giai đoạn 1 và chuẩn bị thi công giai đoạn 2, dự án điện gió ở đảo Phú Quý với 3 tuabin, tổng công suất 6 MW đã lắp đặt xong và thử vận hành an toàn, bình thường. Nguồn điện gió Phú Quý, khi chính thức hòa vào dòng điện của nhà máy điện Diesel hiện có tại đảo, thì đảo Phú Quý sẽ có điện 24/24 giờ.

Ngoài ra, cũng ở Bình Thuận, một dự án điện gió tại xã Hòa Thắng, huyện Bắc Bình cũng trong giai đoạn thi công và một số dự án khác đang chuẩn bị triển khai.

Với các dự án nói trên, rõ ràng, tỉnh Bình Thuận đang đi đầu trên con đường phát triển điện gió ở Việt Nam.

Các cột điện gió trên biển thuộc Nhà máy điện gió Bạc Liêu

Bạc Liêu tiềm năng lớn

Dự án điện gió trên biển đầu tiên của nước ta ở tỉnh Bạc Liêu đã hoàn thành giai đoạn 1, với tuabin thứ 10 lắp đặt thành công vào chiều ngày 2/10/2012.

Toàn bộ Nhà máy điện gió Bạc Liêu được đặt dọc theo đê biển Đông, kéo dài từ phường Nhà Mát đến ranh giới tỉnh Sóc Trăng và chiểm tổng diện tích gần 500 ha.

Ở đây, các tuabin gió được sản xuất tại Mỹ, làm bằng thép đặc biệt không gỉ, cao 80m, đường kính 4m, mỗi tuabin có 3 cánh quạt, mỗi cánh dài 42 m, làm bằng nhựa đặc biệt, có hệ thống điều khiển giúp cánh quạt tự gập lại khi gặp thời tiết xấu, bão lớn.

Dự án có vốn đầu tư khoảng 5.200 tỷ đồng do Công ty TNHH Xây dựng - Thương mại và Du lịch Công Lý (Cà Mau) làm chủ đầu tư. Dự án được khởi công năm 2010 và dự kiến hoàn thành vào năm 2013.

Trong giai đoạn 1 đã hoàn thành lắp đặt 10 cột (hay tuabin), công suất tổng cộng của giai đoạn này là 16 MW và điện năng sản xuất dự tính khoảng 56 triệu kWh/năm.

Giai đoạn 2 của dự án sẽ xây lắp tiếp 52 tuabin gió còn lại. Sau khi hoàn thành, Nhà máy điện gió Bạc Liêu sẽ có tổng số 62 tuabin với tổng công suất trên 99 MW và điện năng sản xuất ra khoảng 320 triệu kWh/năm.

Nhà máy phát điện gió Bạc Liêu là một điển hình về việc thu hút doanh nghiệp tư nhân đầu tư vào ngành điện nói chung và đầu tư vào các nguồn năng lượng tái tạo nói riêng.

Từ kinh nghiệm này, mới đây UBND tỉnh Trà Vinh, Tập đoàn EAB (Đức) và Công ty CP Thương mại Sản xuất và Dịch vụ tổng hợp Trasesco đã phối hợp thực hiện dự án đầu tư năng lượng gió tại Duyên Hải - Trà Vinh, với 20 tổ máy, tổng công suất 30 MW, sản xuất bình quân 75 triệu kWh/năm. Một số địa phương khác ở Nam Bộ cũng đang xây dựng dự án điện gió cho địa phương mình.

Như vậy, Bạc Liêu, với dự án điện gió ven biển đầu tiên hoàn thành giai đoạn 1, trở thành tỉnh tiên phong ở Nam bộ hay vùng đồng bằng sông Cửu Long trên con đường phát triển loại điện năng tái tạo mới này.

Cần những biện pháp đòn bẩy

Cùng với sự phát triển nền kinh tế đất nước, nhu cầu cung cấp điện năng ngày càng lớn. Và điện gió đang được kỳ vọng như là một trong những nguồn điện của tương lai, xếp hàng sau điện hạt nhân, nhưng đứng trước các nguồn điện dùng năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện sinh khối...

Chính phủ, trong Tổng sơ đồ điện VII, đã đưa ra mục tiêu nâng tổng công suất nguồn điện gió từ mức không đáng kể hiện nay lên khoảng 1.000 MW (tương đương công suất 1 lò phản ứng hạt nhân) vào năm 2020, và khoảng 6.200 MW (tương đương công suất 6 lò phản ứng hạt nhân) vào năm 2030; tức điện năng sản xuất từ nguồn điện gió sẽ chiếm tỷ trọng từ 0,7% năm 2020 lên 2,4% vào năm 2030.

Mục tiêu đó so với nhu cầu còn khiêm tốn, nhưng thực hiện cũng hoàn toàn không dễ, nếu tính đến những yếu điểm về công nghệ, về tính kinh tế và cả về mặt tác động môi trường của loại điện năng này. Để đạt các chỉ tiêu trong Tổng sơ đồ điện VII không thể thiếu những biện pháp đòn bẫy, trước hết là một loạt chính sách đầu tư và khuyến khích của nhà nước.

KEYTECH
Tổng Hợp

Những suy nghĩ sai lầm về năng lượng thay thế

 Chúng ta đang được sống trong một thời đại mà công nghệ, khoa học phát triển mạnh hơn bao giờ hết. Nhưng cùng với đó là những vấn đề về môi trường năng lượng cũng nóng hổi và có vẻ có nhiều điều cần suy xét. Hiện tại chúng ta đang đứng trước một thời kì chuyển đổi khi giữa việc phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ và sự thay thế của các nguồn năng lượng tái tạo. Sự chuyển đổi đang diễn ra nhanh chóng nhưng cũng cần có hiểu biết và chọn lựa. Bài viết này sẽ cung cấp đến bạn 5 quan niệm chưa được đúng về các nguồn năng lượng thay thế.  

>> Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 3 pha

1. Than sạch là câu trả lời ?

Than đá có nhiều vấn đề, chúng bẩn và làm hại môi trường. Một vài thông số cho biết các nhà máy điện đốt than chiếm khoảng 59% tổng ô nhiễm sulfur dioxide của Hoa Kì, 40% tổng lượng khí CO2 thái ra môi trường. Ngoài ra vấn đề của than còn là khói, làm hại tầng ozone, sức khỏe con người… Và còn chưa kể đến những vấn đề tiêu cực trong lao động khi khai thác than đá.

Mặc dù là như vậy nhưng than đá vẫn đóng một vai trò cực kì quan trọng trong việc sản xuất ra năng lượng cho toàn cầu. Và việc yêu cầu dừng tất cả lại là bất khả thi. Tuy nhiên dường như chúng ta đã có cách giải quyết vấn đề là than sạch – về mặt lý thuyết thì nó có thể giảm thiểu tác hại tới môi trường.

Tưởng chừng như tất cả đã ổn thoải nhưng thực sự không phải vậy. Vì chúng vẫn gây ô nhiễm, chỉ là có giảm thiểu so với than đá. Thêm vào đó, các nhà môi trường cũng chỉ ra việc khai thác than vẫn còn phụ thuộc nhiều đến biến động địa chất, cơ cấu đất … Quan điểm than sạch hoàn hảo là sai lầm, nó có thể là một giải pháp thay thế ổn hơn so với than đá nhưng không hoàn toàn loại bỏ được tác động xấu cũng như việc khai thác tinh chế chưa thể phục vụ được cho nhu cầu lớn của thế giới.

2. Năng lượng mặt trời sẽ không cung cấp đủ điện

Năng lượng mặt trời cho đến thời điểm này có lẽ đã không còn quá xa lạ với chúng ta. Có không ít những ứng dụng nguồn năng lượng này thông dụng trong cuộc sống như bình nóng lạnh, một vài loại xe ô tô, …

Điện mặt trời nghĩa là phát điện dựa trên động cơ nhiệt và pin quang điện. Công nghệ năng lượng mặt trời được mô tả rộng rãi như là hoặc năng lượng mặt trời thụ động hoặc năng lượng mặt trời hoạt động tùy thuộc vào cách chúng nắm bắt, chuyển đổi và phân phối năng lượng mặt trời. Kỹ thuật năng lượng mặt trời hoạt động bao gồm việc sử dụng các tấm quang điện và năng lượng mặt trời nhiệt thu để khai thác năng lượng. Kỹ thuật năng lượng mặt trời thụ động bao gồm các định hướng một tòa nhà về phía Mặt trời, lựa chọn vật liệu có khối lượng nhiệt thuận lợi hoặc tài sản ánh sáng phân tán, và thiết kế không gian lưu thông không khí tự nhiên (nguồn : Wikipedia).

Tuy nhiên rằng chúng ta có vẻ chưa thực sự khai thác triệt để nguồn năng lượng này và có suy nghĩ rằng năng lượng mặt trời sẽ không bao giờ có thể cung cấp đủ lượng điện năng cần thiết. Người ta thường chỉ nghiên cứu và đưa ra những ứng dụng nho nhỏ, cổ vũ cho phong trào sống xanh … hầu như chúng không có ảnh hưởng mấy đến lượng tiêu thụ năng lượng toàn cầu và chúng ta vẫn phải phụ thuộc gần như hoàn toàn vào những nguồn năng lượng hóa thạch là chính.

Nhưng có lẽ quan niệm này cần phải xem xét lại một chút vì năng lượng mặt trời hoàn toàn có khả năng cung cấp đủ lượng điện năng chúng ta cần. Bộ Năng Lượng Hoa Kì (DOE) đã ước tính rằng nguồn năng lượng mặt trời chỉ trong khu vực 229km vuông trong bang Nevada có thể cung cấp đủ điện cho Hoa Kỳ, ước tính con số là 800 gigawat điện. Và điều đó chứng minh rằng mặt trời hoàn toàn có khả năng cung cấp đủ điện năng. Vấn đề chỉ là cách chúng ta khai thác nó mà thôi. Tất nhiên là điều này phụ thuộc vào nhiều yếu tố.

Trong tương lai, chắc chắn rằng chúng ta sẽ phải chú trọng hơn đến công nghệ điện mặt trời nếu muốn có một nguồn thay thế đáng kể và đủ lớn.

3. Năng lượng gió : đắt đỏ, gây ồn và hại đến loài chim?

Ngoài năng lượng mặt trời ra thì năng lượng gió cũng là một nguồn năng lượng thay thế đáng để trông đợi. Tuy nhiên rằng loại hình sản xuất năng lượng này được cho là quá ồn ã, đắt đỏ và chúng được ví như một lò xay chim (?).Những tin đồn này là thất thiệt hay thực là vậy ???

Công bằng mà nói thì chúng có làm chết loài chim. Nhưng hãy nhìn nhận một chút là mọi hoạt động khác của con người như xây dựng, công nghiệp … tất cả đều làm chết loài này và thậm chí còn nhiều loài khác nữa. Và cũng theo thống kê của Bộ Năng Lượng Hoa Kì thì lượng chim bị chết do các tubin gió chẳng là gì so với những lý do khác.

Nhưng ngay cả không phải vấn đề liên quan đến loài chim thì vẫn có một cái nhìn tiêu cực khác về các tua bin gió – chúng phát ra tiếng ồn. Nhưng đó chỉ là trong quá khứ mà thôi vì với công nghệ hiện đại, chúng cơ bản chạy tương đối êm và ổn dịnh. Theo Bộ Năng Lượng Mỹ, nếu bạn đứng cách khoảng 229 mét từ một trang trại tua bin gió thì tiếng ồn chỉ như một chiếc tủ lạnh trong bếp. Nếu 0 decibel là ngưỡng trần và 140 là ngưỡng đau đớn, âm thanh từ trang trại gió nằm trong mức 35 đến 45, kẹp giữa một phòng ngủ yên tĩnh (35 decibel) và một chiếc xe hơi đi với vận tốc 64 km/giờ (55 decibel).

Vấn đề cuối cùng chính là chi phí. Giống như mọi loại năng lượng khác, chúng ta phải chấp nhận một khoản đầu tư lớn ban đầu để đi vào thu hoạch. Theo các thống kê thì các trang trại gió trung bình sẽ trả lại được năng lượng dùng cho sản xuất trong từ 3 -5 tháng. Từ khi các trang trại gió phụ thuộc vào mô hình thời tiết biến thiên, chi phí hoạt động có xu hướng tăng lên. Lý do đơn giản là gió sẽ không thổi với tốc độ cao trong cả một năm, tức là không sản xuất được điện năng tối đa theo lý thuyết. Nhưng tất nhiên rằng so với số đầu tư ban đầu thì về lâu dài lợi nhuận vẫn là đáng kể. Và vì nó là nguồn năng lượng thay thế nên so với những tài nguyên cũ thì chúng ta phải có sự đánh đổi nhất định ban đầu. Năng lượng gió rất hứa hẹn với môi trường và lâu dài thì cả với túi tiền của người tiêu thụ nữa.

4. Chính phủ chưa quan tâm đúng mức nên năng lượng mới không phát triển được mấy

Chính phủ, tất nhiên là chính phủ luôn là vấn đề. Họ là những người cầm quyền, việc khuyến khích hay không khuyến khích thứ gì đó sẽ đem lại ảnh hưởng lớn. Vấn đề năng lượng mới dường như cũng phụ thuộc vào thái độ của chính phủ. Nhiều người đã ngao ngán cho rằng không có biện pháp khuyến khích của chính phủ thì những loại năng lượng thay thế sẽ chẳng đi đâu về đâu. Chúng tôi không bác bỏ quan niệm này, nhưng nó cũng không hoàn toàn chính xác.

Đối với một số đất nước không chú trọng lắm thì việc đầu tư vào năng lượng thay thế có vẻ như chưa cần thiết. Vấn đề của họ là cần phân phối nguồn tiền vào nhiều lĩnh vực khác để phát triển.

Trong năm 2007, Hoa Kỳ đã cấp 724 triệu USD trợ cấp cho dự án phát triển năng lượng gió, 174 triệu USD cho năng lượng mặt trời và 14 triệu USD cho năng lượng địa nhiệt. Tuy nhiên, cùng thời gian đó số tiền đầu tư vào sản xuất than là 854 triệu USD và 1,267 tỉ USD cho năng lượng hạt nhân. Những thông số trên cho chúng ta cái nhìn toàn cảnh. Nếu so sánh với số tiền đầu tư vào than hay hạt nhân thì rõ ràng năng lượng thay thế đã bị bỏ xó. Nhưng khi nhìn riêng biệt thì năng lượng mới đã được đầu tư một số tiền lớn phù hợp. Điều này cho thấy có thể chính phủ không quan tâm đến lĩnh vực này nhiều nhưng chắc chắn rằng nó vẫn phát triển và trong tương lai sẽ còn hơn thế, ngoài ra thì chúng ta nên nhìn nhận riêng biệt chứ không nên nhìn trên cục diện quá lớn bởi hiện nay thế giới vẫn phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch là chính. Quá trình xây dựng nền tảng mới chỉ bắt đầu và không cần phải đổ nguồn tài chính quá lớn vào đó.

5. Năng lượng thay thế không thể thay thế hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch

Chúng ta đã trải qua quá nhiều thế kỉ bị phụ thuộc vào nguồn máu đen của trái đất – dầu mỏ. Và đây là nguồn tài nguyên không tái tạo nên có lẽ chúng ta sẽ phải sớm tạm biệt nó thôi. Và liệu nền văn minh của chúng ta liệu có thể tiếp tục bằng cách chỉ dựa vào các nguồn năng lượng tái tạo như là gió và mặt trời.

Trong năm 2007, nhiên liệu hóa thạch chiếm gần 72 % sản xuất điện của Hoa Kỳ , trong khi thuỷ điện cung cấp chỉ có 5,8% và năng lượng tái tạo khác cung cấp chỉ 2,5% (nguồn: Manhattan Institute). Ước tính rằng đến năm 2030 thì nhiên liệu hóa thạch và uranium vẫn sẽ là nguồn cung cấp chính.

Và với sự phát triển tương đối từ từ của năng lượng thay thế thì suy nghĩ rằng chẳng bao giờ nguồn năng lượng này thay thế được nhiên liệu hóa thạch cũng là dễ hiểu. Nhưng vấn đề là chúng ta đang phải đối mặt với nhiều nguy cơ và đòi hỏi cần một hướng đi mới. Và điều không thể cũng sẽ phải trở thành điều có thể.

Điều cần thiết chính là thúc đẩy sự phát triển của những nguồn năng lượng này. Việc chuyển đổi sẽ mất nhiều thời gian nhưng không phải là không thể. Chúng ta có nhiều loại năng lượng thay thế như gió, mặt trời, thủy triều, … sự thay thế trong tương lai là hoàn toàn có thể trông chờ.

KEYTECH
Theo Petrotimes

Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 3 pha

Máy phát điện xoay chiều 3 pha là một hệ thống gồm 3 dòng điện xoay chiều có cùng biên độ, cùng tần số, nhưng lệch pha nhau 2/3. Ba cuộn dây của phần ứng đặt lệch nhau 1/3 vòng tròn trên stato.  

>> Thụy Sĩ thay đổi chính sách năng lượng

Cấu tạo
Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha là loại có vòng tiếp điện gồm những bộ phận chính là: rô to, stato, các nắp, puli, cánh quạt và bộ chỉnh lưu.

Máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ.

1- Vỏ máy phát; 2- Bạc lót; 3- Startor; 4- Giá đỡ; 5- Bộ chỉnh lưu; 6- Bộ điều chỉnh điện; 7- Vòng tiếp điện; 8- Rôto.

- Rôto: gồm hai chùm cực hình móng lắp then trên trục. Giữa các chùm cực có các cuộn dây kích thích đặt trên trục qua ống lót bằng thép. Các đầu của cuộn dây kích thích được nối với các vòng tiếp điện gắn trên trục máy phát. Trục của rôto được đặt trên các ổ bi lắp trong các nắp bằng hợp kim nhôm. Trên nắp, phía vòng tiếp điện còn bắt giá đỡ chổi điện. Một chổi điện được nối với vỏ máy phát, chổi còn lại nối với đầu ra cách điện với vỏ. Trên trục còn lắp cánh quạt và puli dẫn động.

 

Các chi tiết chính của rô to máy phát.

1 và 2- Các nửa rô to trái và phải; 3- Cuộn kích thích; 4- Các má cực; 5- Đầu ra cuộn kích thích; 6- Then; 7- Đai ốc và vòng đệm; 8- Trục lắp vòng tiếp điện; 9- các vòng tiếp điện; 10- Các đầu dây dẫn.

- Stato: là khối thép từ ghép từ các lá thép điện kỹ thuật, phía trong có xẻ rãnh phân bố đều để đặt cuộn dây phần ứng.

Stator (a) và sơ đồ đấu dây (b) của máy phát điện xoay chiều 3 pha.

+ Nguyên lý sinh điện của máy phát điện xoay chiều 3 pha.

Khi nam châm quay trong cuộn dây, điện áp sẽ sinh ra giữa 2 đầu cuộn dây. Điện áp này sẽ sinh ra một dòng điện xoay chiều.

 

Sơ đồ nguyên lý sinh điện.

a- Sơ đồ nguyên lý; b- Dòng điện xoay chiều 1 pha trong một chu kỳ..

Mối liên hệ giữa dòng điện sinh ra trong cuộn dây và vị trí của nam châm được chỉ ra trong hình vẽ. Dòng điện lớn nhất được sinh ra khi cực N và cực S của nam châm gần với cuộn dây nhất. Tuy nhiên, chiều dòng điện ở mỗi nửa vòng quay của nam châm lại ngược nhau.

Dựa trên nguyên lý trên và để sinh ra dòng điện một cách hiệu quả hơn, máy phát điện trên ô tô dùng 3 cuộn dây bố trí lệch nhau một góc 120 độ trên stator. 

 

Sơ đồ nguyên lý dòng điện xoay chiều 3 pha

Mỗi cuộn A, B, C được đặt chênh nhau 120 độ. Khi nam châm quay giữa chúng dòng điện xoay chiều được sinh ra trong mỗi cuộn dây. Dòng điện bao gồm 3 dòng xoay chiều được gọi là “dòng xoay chiều 3 pha”.

KEYTECH
Sưu tầm

Thụy Sĩ thay đổi chính sách năng lượng

Chính phủ Thụy Sĩ đang xây dựng một chiến lược năng lượng mới tới năm 2050, tập trung vào đẩy mạnh tiết kiệm và sử dụng năng lượng hiệu quả, phát triển thủy điện và các loại năng lượng tái tạo mới, và nếu cần thiết, sẽ sản xuất điện dựa trên các loại nhiên liệu hóa thạch và nhập khẩu năng lượng khi nhu cầu trong nước gia tăng.  

Tuy nhiên theo nhiều chuyên gia, "Chiến lược Năng lượng 2050" của Thụy Sĩ vẫn còn tiến triển quá chậm chạp và chưa đi vào thực tế. Đây sẽ là vấn đề của nhiều thế kỷ, gây tác động không chỉ trên chính trường Thụy Sĩ mà còn tác động đến toàn bộ nền kinh tế và xã hội.

Sau trận động đất và sóng thần xảy ra ở Nhật Bản kéo theo vụ tai nạn hạt nhân nghiêm trọng tại nhà máy điện hạt nhân Fukushima hồi tháng 3/2011, Chính phủ Thụy Sĩ đã chỉ đạo các bộ Môi trường, Giao thông vận tải, Năng lượng và Truyền thông nghiên cứu cập nhật các thông tin liên quan tới triển vọng của năng lượng hạt nhân từ ba kịch bản về nhu cầu điện: Giữ cho các trung tâm hỗn hợp sản xuất điện hiện hành và thay thế sớm nhất có thể ba nhà máy điện hạt nhân lâu đời nhất để đảm bảo an toàn tối đa; không thay thế của các nhà máy điện hạt nhân đang tồn tại tới khi kết thúc thời hạn khai thác của nó; từ bỏ trước thời hạn năng lượng hạt nhân và cho phép ngừng hoạt động các nhà máy điện hạt nhân trước khi thời hạn khai thác bình thường hết hạn.

Quốc hội Thụy Sĩ đã thông qua quyết định ngừng sử dụng điện hạt nhân, đóng cửa toàn bộ lò phản ứng từ năm 2019 đến 2034. Theo kế hoạch này, 5 lò phản ứng đầu tiên sẽ được đóng cửa sau khi hết thời hạn sử dụng. Lò phản ứng đầu tiên, và cũng là lò phản ứng có tuổi thọ dài nhất trên thế giới của Thụy Sĩ hiện vẫn đang hoạt động và dự kiến sẽ ngừng hoạt động vào năm 2019. Lò phản ứng cuối cùng sẽ bị đóng muộn nhất vào năm 2034.

Hiện các nhà máy điện hạt nhân của Thụy Sĩ đáp ứng 40% nhu cầu tiêu thụ của nước này và việc ngừng sử dụng điện hạt nhân cũng có nghĩa là sẽ dẫn đến sự thay đổi sâu sắc trong hệ thống năng lượng Thụy Sĩ. Và như vậy, Chiến lược Năng lượng 2050 của Chính phủ sẽ cần phải thực hiện trong vài thập niên và sẽ khiến cho hai hoặc ba thế hệ các chính trị gia phải đau đầu. Xét trên khía cạnh kinh tế, hàng trăm tỷ franc Thụy Sĩ sẽ phải bỏ ra để đẩy mạnh việc nghiên cứu năng lượng, mở rộng mạng lưới cung cấp điện thông qua việc tăng cường các nguồn năng lượng thay thế, hiện đại hóa cơ sở hạ tầng và đóng cửa các nhà máy điện nguyên tử.

Nhiều chính sách năng lượng của Thụy Sĩ sẽ được thay đổi trong tương lai.

Việc chuyển đổi hệ thống năng lượng quốc gia sẽ tạo ra những việc làm mới, các công ty năng lượng phát triển công nghệ mới. Các mức thuế năng lượng mới, hỗ trợ tài chính cho các nhà máy phát điện tư nhân, tái thiết các nhà máy, các hệ thống đèn điện giao thông, đưa ra các tiêu chuẩn sử dụng năng lượng hiệu quả hơn đối với các thiết bị và đèn điện thắp sáng. Một loạt thay đổi này sẽ tác động đến từng người dân theo các cách khác nhau. Hàng ngàn nhà máy sử dụng năng lượng mặt trời, sức gió, địa nhiệt sẽ mọc lên ở khắp nơi, làm thay đổi bộ mặt của đất nước.

Hiện cũng có một vài kịch bản cho việc thực hiện Chiến lược Năng lượng 2050. Chính phủ đặt mục tiêu giảm một nửa tổng mức tiêu thụ năng lượng vào năm 2050 thông qua một loạt biện pháp như cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng của các tòa nhà, các ngành công nghiệp, hệ thống vận tải giao thông, máy móc và các nhà máy phát điện. Việc tiết kiệm này sẽ chủ yếu tác động đến các nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu, trong khi việc sản xuất điện trong nước dự kiến giảm rất chậm. Các nguồn năng lượng tái tạo mới như gió và mặt trời sẽ bù đắp chủ yếu cho năng lượng hạt nhân.

Eric Nussbaumer, nghị sĩ đảng Dân chủ Xã hội Thụy Sĩ, nhận xét: "Chúng ta đang đi đúng hướng, đặc biệt là việc từ bỏ năng lượng nguyên tử, giảm sự phụ thuộc vào xăng dầu và tiết kiệm năng lượng". Cùng quan điểm này, Felix Nipkow, chuyên gia thuộc Tổ chức Năng lượng Thụy Sĩ, cho rằng Chiến lược năng lượng đang đi đúng hướng nhưng quá chậm. Các biện pháp đưa ra không đủ để thực hiện cho dù chỉ một nửa mục tiêu đặt ra.

Trong khi đó, cựu thượng nghị sĩ Rolf Buttiker, cho rằng Chính phủ đánh giá quá cao tiềm năng của năng lượng tái tạo, trong khi đánh giá thấp nhu cầu điện năng không ngừng gia tăng trong mấy thập niên gần đây. Theo ông Buttiker hiện là chủ tịch Công ty điện Onyx, nhu cầu điện năng sẽ tiếp tục tăng trong tương lai, một mặt là do tốc độ gia tăng dân số, mặt khác là do những biện pháp trong chiến lược năng lượng mới sẽ làm gia tăng mức tiêu thụ. Chẳng hạn như việc sử dụng xe điện hay sử dụng bơm nhiệt thay cho việc sưởi ấm bằng đốt dầu. Sẽ là sai lầm khi đóng cửa các nhà máy điện hạt nhân quá sớm bởi vì trong vài ba năm tới rất có thể phát triển được những công nghệ mới an toàn hơn.

Roland Bilang, người đứng đầu Diễn đàn Nguyên tử Thụy Sĩ, tỏ ra hoài nghi về Chiến lượng năng lượng mới. Để có thể bù đắp 40% nguồn cung điện của các nhà máy điện hạt nhân cũng có nghĩa là sẽ phải gia tăng quy mô nhập khẩu năng lượng, khí đốt. Xét về khía cạnh kinh tế, an ninh năng lượng và khí thải CO2 thì năng lượng hạt nhân Thụy Sĩ vẫn là giải pháp tốt nhất. Trong Chiến lược Năng lượng 2050, Chính phủ Thụy Sĩ tính toán chi phí cho các nhà máy năng lượng tái tạo mới sẽ vào khoảng 30 tỷ franc Thụy Sĩ, còn giá năng lượng đến năm 2050 sẽ tăng 20-30%.

KEYTECH

Siemens sử dụng nhiệt thải ra để sản xuất điện sạch

Siemens đang nghiên cứu các công nghệ giúp sử dụng hiệu quả lượng nhiệt thải từ các phương tiện và các thiết bị công nghiệp mà không sản sinh ra khí cacbonic. Công nghệ này có tiềm năng rất lớn bởi các bộ phận nhiệt điện đều không đắt tiền và có thể sản xuất hàng loạt. Tiếc là các nhà nghiên cứu chưa tạo ra được các vật liệu có thể đạt được cấp độ hiệu quả cao trong khoảng nhiệt độ từ 200 đến 300 độ C.

Cho tới nay, khí thải nói chung chỉ được sử dụng nếu nó ở nhiệt độ hàng trăm độ C. Ví dụ, các tuabin khí trong các nhà máy phát điện khí tự nhiên sản sinh ra khí thải mà sau đó được sử dụng để tạo hơi nước nhằm vận hành tuabin hơi nước.

Trong khi đó, ngành hóa chất sử dụng lại nhiệt thải từ các phản ứng, ví dụ để đun nóng sơ bộ các chất khác. Tuy nhiên, nhiệt thải càng “nguội” thì càng khó sử dụng. Vì thế, bộ phận Công nghệ thuộc Ban nghiên cứu toàn cầu của Siemens (CT) đang nghiên cứu một loạt các giải pháp khả thi cho vấn đề này, bao gồm việc sử dụng máy phát nhiệt điện để sản xuất điện cácbon trung tính trong môi trường nhiệt độ từ 200 đến 300 độ C.

Công nghệ này có tiềm năng rất lớn bởi các bộ phận nhiệt điện đều không đắt tiền và có thể sản xuất hàng loạt. Tiếc là các nhà nghiên cứu chưa tạo ra được các vật liệu có thể đạt được cấp độ hiệu quả cao trong khoảng nhiệt độ nêu trên.

Điện truyền qua các vật liệu nhiệt điện bất kể khi nào có sự khác biệt về nhiệt độ - ví dụ như giữa bề mặt nóng và lạnh. Những vật liệu này có thể được lắp đặt trong ống xả và ống đuôi. Các vật liệu nhiệt điện là chất rắn và dễ dàng cho việc truyền điện.

Nhờ vậy, chúng có thể xử lý được cả nhiệt thải chỉ được sản xuất ra trong một thời gian ngắn. Chức năng này có tính ứng dụng cao. Ví dụ như trong các nhà máy điện cần phải vận hành trong thời gian ngắn nhằm bù đắp cho những dao động bất thường về điện bị gây ra bởi các nguồn năng lượng tái tạo.

Tuy nhiên, một trong những thách thức cần vượt qua trước khi đưa máy phát nhiệt điện vào sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp là sự phát triển của các vật liệu có thể vận hành hiệu quả tại nhiệt độ trên 200 độ C.

Bên cạnh đó, các loại công nghệ kết nối cũng cần được phát triển thêm do các công nghệ hàn truyền thống không thể chịu được các nhiệt độ cao cũng như các dao động nhiệt độ lớn. Để giải quyết những vấn đề này, Siemens đang phối hợp cùng các trường cao đẳng và đối tác công nghiệp trong dự án NEXTEC do chính phủ cấp vốn. Một mô hình trình diễn phòng thí nghiệm đang được xây dựng tại CT.

Một lĩnh vực nghiên cứu khác là việc sử dụng máy phát nhiệt điện trong các phương tiện. Mặc dù các đầu máy xe lửa và các toa xe chạy bằng dầu diezel là phương tiện có tiềm năng lớn nhất, công nghệ này vẫn có thể mang lại lợi ích cho các xe khách, đặc biệt khi giá xăng dầu tăng. Trong lĩnh vực này, Siemens đang hợp tác với các công ty ôtô trong dự án HeatReCar do liên minh châu Âu cấp vốn. Tại đây, một mô hình đang được sử dụng để nghiên cứu tiềm năng của việc thu giữ lại nhiệt từ khí thải của xe ôtô.

KEYTECH