Thực trạng sử dụng năng lượng và đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng của máy chế biến chè tại công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình

Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta nói chung cũng như tại Thái Nguyên nói riêng phát triển với tốc độ ngày càng nhanh. Kinh tế phát triển cũng đồng nghĩa với việc khai thác, chế biến và sử dụng chưa hợp lí các nguồn tài nguyên thiên nhiên dẫn đến nhu cầu về năng lượng ngày một gia tăng, theo tính toán tỉ lệ so sánh giữa mức tăng trưởng nhu cầu năng lượng so với tăng trưởng GDP của nước ta đang ở mức xấp xỉ 1,7 lần; trong đó tỷ lệ này ở các nước phát triển là dưới 1. Theo quy hoạch phát triển năng lượng quốc gia, trong giai đoạn 2010 - 2020 đã có khả năng xuất hiện sự cân đối giữa khả năng cung cấp và nhu cầu sử dụng các nguồn năng lượng sơ cấp nội địa. Việt Nam chuyển thành nước nhập khẩu năng lượng và mức độ nhập khẩu năng lượng ngày một tăng. Tính đến năm 2020 nước ta sẽ tiếp tục phải phập khẩu các sản phẩm dầu, trong khi giá dầu luôn dao động và gây áp lực rất lớn đến phát triển kinh tế - xã hội. Việc gia tăng mức độ sử dụng năng lượng, luôn luôn kèm theo nguy cơ gây ô nhiễm môi trường tại các khu vực hoạt động năng lượng và góp phần làm suy giảm chất lượng môi trường toàn cầu (ví dụ việc thải vào khí quyển CO2,SO2, NOx gây hiệu ứng nhà kính, phá hỏng tầng ÔZôn, làm biến đổi khí hậu). Hơn 80% nguồn năng lượng sử dụng ở nước ta là nhiên liệu hoá thạch, nhiên liệu có nguồn gốc hữu cơ. Quá trình cháy nhiên liệu nói riêng và hoạt động năng lượng nói chung là nhân tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường. Công ty với một đội ngũ cán bộ kỹ sư có chuyên môn cao và các công nhân lành nghề có nhiều kinh nghiệm trong sản xuất, chế biến chè đã tạo ra những sản phẩm chè có chất lượng cao, sạch và an toàn. Các sản phẩm chè mang thương hiệu Tân Cương Hoàng Bình của công ty được chế biến bằng nguyên liệu của vùng chè đặc sản Tân Cương trên dây chuyền công nghệ cao của Trung Quốc, Đài Loan. Kết hợp với phương pháp thủ công truyền thống được khách hàng trong và ngoài nước mến mộ. Các sản phẩm chè đen, chè xanh mang thương hiệu Tân Cương Hoàng Bình được bán rộng rãi trên thị trường cả nước và đã xuất khẩu sang CH Séc, Đức, Hàn Quốc, Hồng Kông. Công ty được xây dựng trên vùng nguyên liệu chè Tân Cương Thái Nguyên, một địa danh trồng chè nổi tiếng của Việt Nam bởi vùng đất đai thổ nhưỡng phù hợp với cây chè và có bề dày truyền thống làm ra những sản phẩm chè ngon đặc biệt mà không nơi nào có được. Hiện nay, công ty sử dụng lượng củi khá lớn trong chế biến chè để giảm các loại nhiên liệu gar, xăng, dầu. Củi của công ty được thu mua tại các địa phương lân cận. Ngoài ra, công ty rất chú trọng đến việc thay mới các thiết bị máy móc chế biến để tiết kiệm nhiên liệu. Để đảm bảo công ty phát triển toàn diện và bền vững thì việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, tăng hiệu suất sử dụng các nguồn nguyên liệu - năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường là một vấn đề cấp thiết. Xuất phát từ tính cấp thiết ở trên tôi tiến hành nghiên cứu khóa luận: “Thực trạng sử dụng năng lượng và đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng của máy chế biến chè tại công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình”.

doc72 trang | Chia sẻ: lvbuiluyen | Ngày: 13/12/2013 | Lượt xem: 7297 | Lượt tải: 22download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thực trạng sử dụng năng lượng và đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng của máy chế biến chè tại công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta nói chung cũng như tại Thái Nguyên nói riêng phát triển với tốc độ ngày càng nhanh. Kinh tế phát triển cũng đồng nghĩa với việc khai thác, chế biến và sử dụng chưa hợp lí các nguồn tài nguyên thiên nhiên dẫn đến nhu cầu về năng lượng ngày một gia tăng, theo tính toán tỉ lệ so sánh giữa mức tăng trưởng nhu cầu năng lượng so với tăng trưởng GDP của nước ta đang ở mức xấp xỉ 1,7 lần; trong đó tỷ lệ này ở các nước phát triển là dưới 1. Theo quy hoạch phát triển năng lượng quốc gia, trong giai đoạn 2010 - 2020 đã có khả năng xuất hiện sự cân đối giữa khả năng cung cấp và nhu cầu sử dụng các nguồn năng lượng sơ cấp nội địa. Việt Nam chuyển thành nước nhập khẩu năng lượng và mức độ nhập khẩu năng lượng ngày một tăng. Tính đến năm 2020 nước ta sẽ tiếp tục phải phập khẩu các sản phẩm dầu, trong khi giá dầu luôn dao động và gây áp lực rất lớn đến phát triển kinh tế - xã hội. Việc gia tăng mức độ sử dụng năng lượng, luôn luôn kèm theo nguy cơ gây ô nhiễm môi trường tại các khu vực hoạt động năng lượng và góp phần làm suy giảm chất lượng môi trường toàn cầu (ví dụ việc thải vào khí quyển CO2,SO2, NOx gây hiệu ứng nhà kính, phá hỏng tầng ÔZôn, làm biến đổi khí hậu). Hơn 80% nguồn năng lượng sử dụng ở nước ta là nhiên liệu hoá thạch, nhiên liệu có nguồn gốc hữu cơ. Quá trình cháy nhiên liệu nói riêng và hoạt động năng lượng nói chung là nhân tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường. Công ty với một đội ngũ cán bộ kỹ sư có chuyên môn cao và các công nhân lành nghề có nhiều kinh nghiệm trong sản xuất, chế biến chè đã tạo ra những sản phẩm chè có chất lượng cao, sạch và an toàn. Các sản phẩm chè mang thương hiệu Tân Cương Hoàng Bình của công ty được chế biến bằng nguyên liệu của vùng chè đặc sản Tân Cương trên dây chuyền công nghệ cao của Trung Quốc, Đài Loan... Kết hợp với phương pháp thủ công truyền thống được khách hàng trong và ngoài nước mến mộ. Các sản phẩm chè đen, chè xanh mang thương hiệu Tân Cương Hoàng Bình được bán rộng rãi trên thị trường cả nước và đã xuất khẩu sang CH Séc, Đức, Hàn Quốc, Hồng Kông... Công ty được xây dựng trên vùng nguyên liệu chè Tân Cương Thái Nguyên, một địa danh trồng chè nổi tiếng của Việt Nam bởi vùng đất đai thổ nhưỡng phù hợp với cây chè và có bề dày truyền thống làm ra những sản phẩm chè ngon đặc biệt mà không nơi nào có được. Hiện nay, công ty sử dụng lượng củi khá lớn trong chế biến chè để giảm các loại nhiên liệu gar, xăng, dầu. Củi của công ty được thu mua tại các địa phương lân cận. Ngoài ra, công ty rất chú trọng đến việc thay mới các thiết bị máy móc chế biến để tiết kiệm nhiên liệu. Để đảm bảo công ty phát triển toàn diện và bền vững thì việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, tăng hiệu suất sử dụng các nguồn nguyên liệu - năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường là một vấn đề cấp thiết. Xuất phát từ tính cấp thiết ở trên tôi tiến hành nghiên cứu khóa luận: “Thực trạng sử dụng năng lượng và đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng của máy chế biến chè tại công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình”. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu 1.2.1. Mục tiêu chung Tiết kiệm năng lượng đối với máy chế biến chè, góp phần giảm chi phí cho quá trình sản xuất. 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Phân tích được thực trạng sử dụng năng lượng của máy chế biến chè tại công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình trong những năm gần đây. - Đề xuất được các giải pháp nhằm tiết kiệm năng lượng cho hệ thống máy chế biến chè tại công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình góp phần giảm chi phí cho quá trình sản xuất. 1.3. Ý nghĩa của khóa luận 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập nghiên cứu khoa học - Nghiên cứu khóa luận nhằm củng cố lại cho sinh viên những kiến thức đã học và làm quen với công việc ngoài thực tế. - Nghiên cứu khóa luận giúp sinh viên làm quen với một số phương pháp nghiên cứu một khóa luận khoa học cụ thể. - Bước đầu vận dụng một số kiến thức đã học vào lĩnh vực nghiên cứu khoa học. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu của khóa luận sẽ góp phần vào việc đánh giá thực trạng sử dụng năng lượng sát thực hơn đối với máy chế biến chè. - Qua khóa luận đánh giá được khả năng tiết kiệm năng lượng ở dây máy chế biến chè xuất khẩu. - Kết quả của khóa luận sẽ là cơ sở để đề ra phương pháp tiết kiệm năng lượng cho máy chế biến chè, góp phần làm giảm chi phí trong quá trình sản xuất tại công ty cổ phần chè Tân Cương Hoàng Bình. Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở lý luận 2.1.1. Các khái niệm về năng lượng Hiện nay có rất nhiều khái niệm cũng như cách hiểu về năng lượng, trong mỗi lĩnh vực thì năng lượng lại được hiểu theo nghĩa khác nhau. Một số khái niệm về năng lượng được hiểu như sau: - Năng lượng là một dạng tài nguyên vật chất xuất phát từ hai nguồn chủ yếu: Năng lượng mặt trời và năng lượng lòng đất. - Năng lượng mặt trời tạo tồn tại ở các dạng chính: bức xạ mặt trời, năng lượng sinh học (sinh khối động thực vật), năng lượng chuyển động của khí quyển và thuỷ quyển (gió, sóng, các dòng hải lưu, thuỷ triều, dòng chảy sông...), năng lượng hoá thạch (than, dầu, khí đốt, đá dầu). - Năng lượng lòng đất gồm nhiệt lòng đất biểu hiện ở các các nguồn địa nhiệt, núi lửa và năng lượng phóng xạ tập trung ở các nguyên tố như U, Th, Po,. - Năng lượng bao gồm nhiên liệu, điện năng, nhiệt năng thu được trực tiếp hoặc thông qua chế biến từ các nguồn tài nguyên năng lượng không tái tạo và tái tạo. - Tài nguyên năng lượng không tái tạo gồm than đá, khí than, dầu mỏ, khí thiên nhiên, quặng urani và các tài nguyên năng lượng khác không có khả năng tái tạo. - Tài nguyên năng lượng tái tạo gồm sức nước, sức gió, ánh sáng mặt trời, địa nhiệt, nhiên liệu sinh học và các tài nguyên năng lượng khác có khả năng tái tạo. 2.1.2. Phân loại năng lượng và tìm hiểu về các dạng năng lượng 2.1.2.1. Năng lượng không tái tạo được Ø Những dạng năng lượng Năng lượng thể hiện dưới nhiều dạng hóa học và vật lý: cơ, hóa, nhiệt, điện, quang,… Để thiết kế một chính sách năng lượng người ta phân biệt ba dạng năng lượng: Năng lượng cơ bản là những dạng năng lượng có sẵn ngoài thiên nhiên: than đá, dầu thô, khí tự nhiên, uranium, thủy năng, và những năng lượng tái tạo khác. Năng lượng trung gian là những dạng năng lượng được sản xuất từ những dạng năng lượng khác. Khí hydrô, khí đốt từ những phản ứng nhiệt phân, dầu đã được thanh lọc,… là những thí dụ năng lượng trung gian. Năng lượng khả dụng hay năng lượng cuối cùng (end use energy) là sản phẩm cuối cùng khi dùng hay biến chế sẽ mất đi hay không còn là một năng lượng nữa. Hơi nước nén, than dùng để chế biến thành hóa chất, củi để đun bếp,… là những dạng năng lượng khả dụng. Năng lượng cơ bản được biến chế thành một số dạng năng lượng trung gian hay năng lượng khả dụng. Năng lượng trung gian được biến chế thành một số dạng năng lượng khả dụng. Trong quá trình biến chế từ năng lượng cơ bản đến những dạng năng lượng khả dụng đó, một phần năng lượng bị hao đi vì đã được tiêu thụ trong những giai đoạn biến chế hay vận chuyển. Bảng 2.1 cho thấy những khác biệt giữa khối lượng các năng lượng cơ bản và năng lượng khả dụng. thí dụ : Một phần lớn của 33.800 TWh than đã được dùng để sản xuất điện, khí đốt, dầu tổng hợp và những nguyên liệu của ngành hóa chất nên chỉ còn lại có 7 700 TWh than đã được thanh lọc và hợp cách ở dạng năng lượng khả dụng, Tất cả uranium U-235 đã được biến đổi thành hơi nước và sau đó, một phần nhỏ hơi nước đã được dùng ở dạng năng lượng khả dụng và phần lớn còn lại dùng để sản xuất điện qua một tuabin hơi nên không có uranium ở dạng năng lượng khả dụng. Hầu hết tất cả 2 900 TWh thủy năng được biến thành điện, Những năng lượng tái tạo khác thường được trực tiếp đưa vào sử dụng nên từ 14 000 TWh ở dạng cơ bản thì vẫn còn tới 11 900 TWh ở dạng khả dụng. Bảng 2.1: Sản xuất và tiêu thụ năng lượng Dạng năng lượng Thế giới Việt Nam Cơ bản (TWh) Khả dụng (TWh) Cơ bản (TWh) Khả dụng (TWh) Than 33.824 7.670 211 70 Dầu thô 46.613 129 226 0 Sản phẩm dầu 0 39.772 0 139 Khí 27.581 14.343 72 1 Uranium 8.395 0 0 0 Thủy năng 2.923 0 21 0 Địa năng, nhật năng, v.v. 686 88 0 0 Chất đốt rắn tái tạo và rác 13.338 11.852 279 270 Điện 0 15.024 0 46 Nhiệt năng 9 3.137 0 0 Tổng cộng 133.370 92.013 809 526 (Nguồn IEA, 2009) ØTrữ lượng Nếu bỏ qua những nguồn dầu không cổ điển (non conventional oil) chưa có công nghệ khai thác đại trà và khí clathrate chưa ai dám khai thác thì ở ngoài thiên nhiên có bốn nguồn năng lượng cơ bản không tái tạo. Đó là dầu thô, khí tự nhiên, than đá và uranium. Ba dạng năng lượng dầu thô, khí tự nhiên, than đá cũng được gọi là năng lượng hóa thạch. Trữ lượng những dạng năng lượng đó có giới hạn nên không bảo đảm kinh tế sẽ phát triển một cách bền vững. Bảng 2.2 cho thấy những năm còn lại trước khi mỗi nguồn năng lượng không tái tạo sẽ cạn hết nếu tiếp tục nhịp độ khai thác hiện nay.Thời điểm đó tùy ở độ chính xác của những thông tin về trữ lượng các loại năng lượng và tùy ở nhịp khai thác mỗi loại năng lượng cơ bản trong tương lai. Bảng 2.2: Trữ lượng những năng lượng không tái tạo Năng lượng Dầu thô (Mt) Khí tự nhiên (Gm3) Than đá (Mt) Uranium (Kt) Thế giới Trữ lượng 159.644 176.462 847.488 3.297 (*) Khai thác 3.898 2.834 5.901 42 Số năm khai thác còn lại 41 62 144 79 Việt Nam Trữ lượng 413 365 150 5(*) Khai thác 19 4 35 - Số năm khai thác còn lại 22 91 4 - (*) Với giá thị trường 130 USD/kg (Nguồn IEA, 2009) Trữ lượng ghi trên bảng 2.2 là những trữ lượng đã được chứng minh và đã được công bố, nghĩa là không kể đến những trữ lượng tiềm tàng chưa được phát hiện và những trữ lượng mà các công ty mỏ và các quốc gia thường giấu không công bố. Những thông tin về trữ lượng uranium thường sai hơn là thông tin về trữ lượng những năng lượng hóa thạch. Ngoài ra, uranium được khai thác để đầu cơ nhiều hơn là để đáp ứng nhu cầu trước mắt. Do đó, những số liệu về trữ lượng thực ra không chính xác. Thí dụ, tờ Oil & Gas Journal ước lượng trữ lượng dầu thô của Bắc Mỹ là 213 tỷ thùng còn theo tờ World Oil thì trữ lượng đó chỉ bằng 46 tỷ thùng. Hai ước lượng của khác nhau tới 153% (bảng 2.3). Bảng 2.3: Ước lượng về trữ lượng dầu thô và khí tự nhiên của hai tờ báo chuyên môn Vùng và lãnh thổ Dầu thô (Tỷ thùng) Sai biệt (%) Khí tự nhiên (Nghìn tỷ feet khối) Sai biệt (%) A B A B Bắc Mỹ 213,43 46,14 153 276,95 278,04 0 Trung và Nam Mỹ 103,36 76,50 30 250,84 246,87 2 Châu Âu 16,38 15,98 2 200,75 182,76 9 Châu Âu Á (Eurasia) 77,83 123,22 46 1 952,60 2 040,74 4 Trung Đông 743,41 711,64 4 2 565,40 2 531,56 1 Châu Phi 102,58 109,76 7 485,84 490,88 1 Châu Á & Châu Đại Dương 35,94 36,38 1 391,65 455,70 15 Tổng cộng thế giới 1 292,94 1 119,62 14 6 124,02 6 226,56 2 Việt Nam 0,6 1,35 81 6,8 8,2 19 A = Ước lượng của Oil & Gas Journal B = Ước lượng của World Oil (Nguồn IEA, 2009) Ø Ô nhiễm và an toàn Khi đốt những nhiên liệu hóa thạch thì sinh ra tro xỉ, khí dioxyd carbon, khí dioxyd sulfur và khí mono oxyd nitro. Ba khí đó gây ra hiệu ứng nhà kính làm tăng nhiệt độ khí quản và gây ra biến đổi thời tiết mà chúng ta bắt đầu nhận thấy. Như mọi khoáng sản, dầu thô, khí đốt và than đá có chứa nhiều khoáng sản khác, trong đó có lưu huỳnh. Ở nhiệt độ cao, lưu huỳnh phản ứng với khí oxy của khí quản để trở thành dioxyd sulfur. Cũng ở nhiệt độ cao, nitro và oxy của khí quyển hỗn hợp với nhau để trở thành mono oxyd nitro. Một khi phun ra khỏi ống khói của Công ty hay của động cơ, mono oxyd sulfur và dioxyd nitro tham gia vào hiệu ứng nhà kính, phản ứng với hơi nước của khí quyển và trở thành acid sulfuric và acid nitric, gây ra mưa acid làm ô nhiễm những nguồn nước, làm hại đến bộ hô hấp của sinh vật. Trong ba nguồn năng lượng đó, than đá là gây ô nhiễm nhiều nhất vì khi sàng thì không thể loại triệt để những đá bẩn và khi đốt thì không thể đốt triệt để than đã được đẩy vào trong lò đốt. Do đó những cơ sở tiêu thụ than thải ra nhiều bụi, tro và những khí có hiệu ứng nhà kính, đặc biệt khí dioxyd carbon. Một nhà máy điện than 1.000 MWe mỗi năm thải ra 7 triệu tấn dioxyd carbon, 200.000 tấn dioxyd sulfur và 200.000 tấn tro xỉ. Nhờ những chương trình nghiên cứu phát triển đang được tiến hành, chương trình công nghệ than sạch (CCT, Clean Coal Technology), các chuyên gia hy vọng sẽ mau chóng cải thiện tình trạng tồi tệ này. Dầu thô được lọc thành những nhiên liệu kerosel, dầu xăng, dầu diesel và những dầu đốt khác trước khi đưa vào sử dụng. Vì là một chất lỏng đã được lọc trước nên những sản phẩm dầu cháy kỹ hơn than trong những lò đốt. Tuy nhiên, 60% dầu dùng cho giao thông vận tải và một nửa lượng sản phẩm dầu dùng cho giao thông vận tải được đốt trong những máy nổ các phương tiện giao thông cá nhân tập trung ở thành thị. So với những máy nổ dùng trong công nghiệp, những máy nổ của các phương tiện giao thông vận tải có hiệu suất năng lượng rất kém. Vì lẽ đó, ô nhiễm ở những thành thị chủ yếu bắt nguồn từ những sản phẩm dầu đốt trong những phương tiện giao thông vận tải. Khí tự nhiên được làm lỏng để có thể được chở đến nơi tiêu thụ. Khi qua khâu làm lỏng những chất bẩn tách ra khỏi khí methan và khí trở thành một khí tinh khiết khi ở dạng năng lượng khả dụng. Vì đưa vào sử dụng ở dạng tinh khiết, khí tự nhiên là nguồn năng lượng hóa thạch cháy hữu hiệu nhất, ô nhiễm ít nhất và hiện được ưa chuộng nhất trong mọi áp dụng. 2.1.2.2. Năng lượng tái tạo Mỗi năm, năng lượng tái tạo cung ứng 16.900 TWh, nghĩa là non 13% nhu cầu về năng lượng cơ bản.Trong số đó: Năng lượng sinh học đóng góp 13.300 TWh ở dạng cơ bản và 11.800 TWh ở dạng khả dụng, nghĩa là 10% năng lượng cơ bản và 13% năng lượng khả dụng, Thủy năng đóng góp 2.900 TWh, nghĩa là 20% nhu cầu điện và 3% nhu cầu năng lượng khả dụng, Đóng góp của những năng lượng tái tạo khác không đáng kể. Ø Năng lượng sinh học Năng lượng sinh học là năng lượng trích ra từ những vật liệu hữu cơ, chủ yếu từ thực vật. Ø Tiềm năng Tiềm năng của năng lượng sinh vật chưa được xác định vì có nhiều nguồn và nhiều dạng. Những nguồn năng lượng sinh học là Những chất đốt rắn tái tạo. Rác đô thị, phế liệu hữu cơ của nông nghiệp và công nghiệp. Và những thực vật đã được cố ý trồng để làm nguồn năng lượng. Những năng lượng đó rất đa dạng: sinh khối cellolose sợi (ligno cellolosesic) hay sinh khối rắn, sinh khối có glucid và sinh khối chứa dầu. Mỗi dạng cần đến một nguồn cơ bản và một quy trình biến chế thành năng lượng khả dụng khác nhau. Để gia tăng nguồn năng lượng sinh học thì có ba phương pháp: Trồng những cây có đường, mía và củ cải ngọt, hay là ngũ cốc, lúa và ngô. Trồng những cây tự nhiên có dầu như là rong, hoa hướng dương, cây có hai lá mầm (jatropha). Trồng rừng những cây mọc mau như là trúc, cây bạch đàn, cây dương, cây thông,.... Ø Ô nhiễm Dùng củi làm một nguồn năng lượng có thể là một giải pháp ngưng tăng sinh khí CO2 (di oxyd carbon) trong khí quyển. Khi cây mọc thì hấp thụ khí CO2 trong khí quyển để biến carbon thành gỗ. Khi đốt củi thì thải ra CO2, nhưng đó là carbon đã chứa trong cây khi cây đang mọc. Tổng kết là dùng củi để đốt thì khí quyển không có thêm CO2 như là khi đốt năng lượng hóa thạch. Nhưng lý luận như vậy chỉ đúng khi trồng lại tất cả diện tích rừng bị đốn để lấy củi. Thực tế là ở những nước nghèo người ta đốn rừng mà không trồng lại cây. Vì thiếu kiến thức và thiếu phương tiện trồng cây, rừng những nước đó đang bị tàn phá nghiêm trọng. Để có nhiên liệu từ sinh khối có glucid và sinh khối chứa dầu, người ta phải trồng cây sinh ra những sinh khối đó. Để có năng suất cao, người ta phải chọn những địa điểm thuận lợi cho nông nghiệp, dùng những phương tiện cơ giới, phân bón và thuốc trừ sâu. Những phương tiện cơ giới chạy bằng năng lượng dầu. Phân bón và thuốc trừ sâu là những hóa phẩm được chế biến từ sản phẩm dầu và than. Cân nhắc kỹ thì chưa chắc gì thay thế năng lượng hóa thạch bằng những năng lượng sinh học đó sẽ làm giảm nguồn khí có hiệu ứng nhà kính trong khí quyển. 2.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng năng lượng trên thế giới và Việt Nam hiện nay 2.2.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng năng lượng trên thế giới 2.2.1.1. Một số giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả trên thế giới hiện nay Ø Trong giao thông vận tải Gia tăng hiệu suất năng lượng: Có ba phương pháp gia tăng hiệu suất năng lượng: - Giảm trọng lượng của phương tiện chuyên chở. - Vận hành động cơ một cách tối ưu. - Giảm ma sát giữa phương tiện chuyên chở và môi trường di chuyển. - Giảm trọng lượng của phương tiện chuyên chở: Khi giảm trọng lượng cuả phương tiện chuyên chở thì sẽ cần ít năng lượng hơn vì trọng lượng tiết kiệm được sẽ dùng để chở thêm hành khách và hàng hóa hay chở thêm nhiên liệu để đi xa hơn. Những động cơ bằng hợp kim nhôm, rầm dọc tàu bay bằng sợi cacbon, vỏ tàu thủy bằng hỗn hợp nhựa,… là những tiến bộ mới nhất từ ba chục năm nay. - Vận hành động cơ một cách tối ưu: Những máy nổ đã được sáng chế và cải tiến từ hơn một thế kỷ rưỡi nay nên hiệu suất của chúng đã gần đạt tối ưu mà vật lý học cho phép. Những máy nổ là những động cơ có tỷ trọng công suất riêng thấp nhất trong số những động cơ đã được sáng chế. Vì những lý do đó mà hiện nay chúng trang bị đa số những phương tiện chuyên chở và hầu hết những xe ôtô. - Giảm ma sát giữa phương tiện chuyên chở và môi trường di chuyển Khi chuyển động, mọi phương tiện chuyên chở đều chịu ma sát của không khí. Trên đường hàng không chỉ có ma sát với không khí. Nhưng trên đường bộ thì có thêm ma sát giữa bánh xe và đường và trên đường thủy có thêm ma sát giữa vỏ tàu và nước. Với những khả năng thiết kế bằng máy tính điện tử (computer assisted design), hình dáng tất cả những loại phương tiện chuyên chở, trên không, trên bộ cũng như trên mặt nước, đều được tối ưu hóa. Những vỏ bánh xe và nhựa tráng đường đã được cải tiến để giảm ma sát giữa bánh xe và mặt đường. Bánh xe tàu hỏa có một lớp thép rắn cũng để giảm ma sát giữa bánh xe và đường rầy. Tàu thủy có thêm cánh ngầm để khi di chuyển mau, cánh ngầm nhấc vỏ tàu lên làm giảm sức cản của nước. - Chuyển sang những năng lượng khác Người ta có thể đổi sang năng lượng khác bằng cách tiếp tục dùng động cơ máy nổ hay dùng một loại động cơ khác. - Tiếp tục dùng máy nổ Vì máy nổ là một động cơ gần như hoàn hảo, người ta cố gắng dùng những loại động cơ đó với những nhiên liệu khác: khí đốt, nhiên liệu tổng hợp và nhiên liệu sinh học. Khí nén hay khí hoá lỏng được chứa trong một cái bình khá nặng có thành dày để chịu đựng áp suất cao. Thêm vào đó, tỷ trọng năng lượng riêng của khí đốt nén hay hoá lỏng kém xa những sản phầm dầu. Vì hai lý do đó, những phương tiện chuyên chở chạy bằng khí đốt chưa được phổ biến mấy. - Chuyển sang những loại động cơ khác Những động cơ điện không ô nhiễm môi trường tự nhiên và không ồn ào. Với công nghệ hiện nay, chỉ có tàu điện và xe buýt cần vẹt chạy bằng điện là không cần phải chở thêm nhiên liệu để chạy. Những phương tiện giao thông này có hiệu suất năng lượng cao vì chạy bằng động cơ điện, một động cơ có hiệu suất cao và có thể hoàn lại điện khi tàu giảm vận tốc và động cơ chuyển sang dạng phát điện. Nhờ không phải chở nhiên liệu, những tàu điện có thể đạt những vận tốc thương mại hơn 300 km/giờ. Người ta cũng nghĩ tới những pin nhiên liệu (fuel cell) chạy bằng khí methan hay khí hydrô để làm nguồn điện. Bình chứa những khí này cũng nặng và cồng kênh như những bình accu. Ngoài ra, những phân tử khí methan hay khí hydrô có thể thấm vào thành của bình chứa khí làm cho bình dễ gẫy với nguy cơ gây nổ. Ø Trong công nghiệp Khi nghiên cứu nhu cầu năng lượng trong các ngành công nghiệp thì người ta phân biệt: + Những ngành công nghiệp không sản xuất sản phẩm dầu hay điện. + Ngành lọc dầu. + Và ngành sản xuất điện. Điện và than chia nhau gần đồng đều tổng cộng một nửa thị phần năng lượng khả dụng của các ngành công nghiệp không sản xuất sản phẩm dầu hay điện và những năng lượng khác chia nhau thị phần còn lại. - Gia tăng hiệu suất năng lượng Vì công nghệ có nhu cầu năng lượng
Luận văn liên quan