Bảo tồn năng lượng

Một trong những cách tốt nhất để giảm thiểu nguy cơ thiếu năng lượng và không làm hại đến môi trường, đồng thời có những tác động lành mạnh đến sức khoẻ con người, đơn giản là sử dụng ít năng lượng. Bảo tồn năng lượng mang lại nhiều lợi ích cho xã hội và cả môi trường.

Sử dụng năng lượng sao cho hiệu quả?

Nhiều năng lượng chúng ta sử dụng còn bị lãng phí. Đây không phải là lời nhắc nhở đơn giản như chú ý tắt đèn, tắt quạt… mà thực sự là một thách thức của công nghệ. Những công nghệ biến đổi năng lượng không hiệu quả đến mức phần lớn tiềm năng trong nhiên liệu bị mất mát nhiều như nhiệt thải và trở thành một dạng ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, ý thức tiết kiệm trong sử dụng của người tiêu dùng là hết sức quan trọng. Ví như, một số nước châu Âu có mức sống cao hơn Hoa kỳ nhưng do có ý thức sử dụng tiết kiệm, nên tiêu thụ năng lượng của người dân ở các nước đó ít hơn Hoa kỳ từ 30% – 50%.

Thế giới đã có nhiều kỹ thuật bảo tồn tương đối đơn giản và hiệu quả cao. Các ngành công nghiệp, vận tải và sinh hoạt gia đình đều có thể tiết kiệm được nhiều điện. Vào những năm 1970, giá dầu lửa tăng cao nhưng do những cải tiến đối với các phương tiện vận tải, nhất là ôtô, vì vậy, xe chạy trên 1 đơn vị dầu xăng đã tăng hơn gấp đôi, từ 13 miles/gallon lên 28,8 miles/gallon (năm 1988). Nhưng khi giá dầu giảm, ở Hoa kỳ, người ta lại không mấy quan tâm, nên từ 1990 đến 1995, chỉ số trên tụt xuống 27,6 miles/gallon.

Những hiệu quả bảo tồn năng lượng

Hiệu quả năng lượng là một số đo năng lượng sản xuất ra so với năng lượng tiêu thụ. Bảng 1 cho thấy những hiệu quả năng lượng tiêu biểu của nhiều thiết bị biến đổi năng lượng. Các máy biến đổi nhiệt như tua bin hơi nước đốt than hoặc các nhà máy năng lượng hạt nhân, chỉ có thể chuyển không quá 40% năng lượng trong nhiên liệu ban đầu thành điện hoặc cơ năng do cần loại bỏ nhiệt thải. Như vậy, có phải chúng ta không bao giờ tăng được hiệu quả sử dụng nhiên liệu khoáng thạch? Thực tế là có thể tàng được. Vì một số nhiệt thải có thể thu lại và sử dụng cho các mục đích khác nên có thể tăng được lợi suất thực sự đến 80% – 90%. Trong một quá trình khác, các tế bào nhiên liệu chuyển năng lượng hoá học của một nhiên liệu trực tiếp thành điện mà không cần một chu trình đốt trung gian. Vì quá trình này không bị hạn chế bởi sự loại bỏ nhiệt thải, nên hiệu quả của nó có thể đạt đến 80% với nhiên liệu như khí hydrogen hoặc methan.

Một cách khác để xem xét hiệu quả năng lượng là cân nhắc tổng lợi suất năng lượng thu được từ các thiết bị biến đổi năng lượng (Bảng 2). Lợi suất năng lượng thực thu được là dựa trên tổng năng lượng hữu ích đã sản xuất trong suốt thời gian tồn tại của một hệ năng lượng, trừ đi năng lượng đòi hỏi để có được năng lượng hữu ích. Để so sánh giữa những hệ thống năng lượng khác nhau được dễ hơn, lợi suất năng lượng thực thu được thường được biểu thị như một tỷ số giữa công suất năng lượng hữu ích và chi phí năng lượng để xây dựng, khai thác nhiên liệu, biến đổi năng lượng, truyền dẫn, sử dụng phế thải…

Năng lượng hạt nhân là một trường hợp tốt đối với những nghiên cứu lợi suất năng lượng thực thu được. Chúng ta nhận được một số lượng lớn điện để sử dụng, từ một lượng nhỏ nhiên liệu trong một nhà máy điện hạt nhân. Tuy nhiên, phải cần một lượng rất lớn năng lượng để rút nguyên liệu ban đầu ra, rồi xử lý nhiên liệu hạt nhân, xây dựng nhà máy, hoạt động và cuối cùng là tháo dỡ các nhà máy điện (mà tháo dỡ một nhà máy điện hạt nhân thì cực kỳ tốn kém, hơn cả xây dựng nó…)

Những lợi suất thực thu được và toàn thể những tác động biến đổi không phải là những lý do duy nhất khi chúng ta so sánh các nguồn năng lượng khác nhau. Nếu chỉ đơn thuần đánh giá tỷ lệ lợi suất/ chi phí và hiệu quả chu trình chuyển đổi thì đốt than sẽ cao hơn nhiều so với sản xuất điện bằng photovoltaic (dựa trên năng lượng mặt trời), làm cho than có vẻ như là nguồn năng lượng tốt hơn cả bức xạ mặt trời. Tuy nhiên, năng lượng mặt trời lại không mất tiền, có thể đổi mới (hồi phục) và không ô nhiễm.

 

 

Bảng 1: Các hiệu suất thực của những thiết bị biến đổi năng lượng

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bảng 2: Những lợi suất năng lượng hữu ích thực sự

 

* Việc tháo bỏ các nhà máy điện hạt nhân cũ và tích tụ phế thải vĩnh viễn có thể tiêu thụ năng lượng còn nhiều hơn điện hạt nhân đã sản xuất ra.

** Lợi suất thuỷ điện phụ thuộc việc sẵn có nước, tuổi thọ của đê đập và hồ chứa. Phần lớn đập ngăn nước chỉ sản xuất khoảng 40% công suất ước tính vì thiếu nước. Một số đập bị đọng bùn nhiều bởi vậy không sản xuất ra được bất kỳ lợi suất năng lượng thực nào.

TẠP CHÍ ĐIỆN LỰC SỐ 4 – 2007

Leave a Reply

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *