Tiểu luận Nhiên liệu hóa thạch

Lịch sử đã chứng minh, năng lượng có vai trò quyết định đến sự phát triển của xã hội loài người. Quốc gia nào giàu có về năng lượng và tự chủ được năng lượng, quốc gia đó sẽ có điều kiện rất lợi để phát triển kinh tế. Nguồn năng lượng hóa thạch là nguồn năng lượng quan trọng nhất cho đến hiện nay, cung cấp trên 80% năng lượng sơ cấp của thế giới. Năm 2005, trừ các sinh khối truyền thống, nhiên liệu hóa thạch được sử dụng nhiều nhất là dầu mỏ (35%), than đá (25%), khí thiên nhiên (21%). Tuy nhiên, trữ lượng của các nguồn nhiên liệu hóa thạch là có hạn. Và vấn đề an ninh năng lượng thế giới đang bị đe dọa khi chúng ta đang phải đối diện với nguy cơ cạn kiệt nguồn nhiên liệu này trong tương lai không xa. Nhiên liệu hóa thạch (fossil fuel) là tên gọi chung cho những nhiên liệu có nguồn gốc hóa thạch nằm ở trong lớp vỏ Trái Đất, gồm những hợp chất có tỉ lệ các nguyên tố C/H trong phân tử khác nhau, từ giá trị thấp như methan (CH4) ở thể khí đến dầu mỏ ở thể lỏng và cuối cùng là đến những khoáng vật hầu như chỉ chứa carbon là than antracit. Được tạo thành bởi quá trình phân hủy kỵ khí của các sinh vật chết bị chôn vùi trong lòng đất dưới áp suất và nhiệt độ cao, qua thời gian lâu dài có thể đến hàng trăm triệu năm. Nhiên liệu hóa t hạch là nguồn tài nguyên không tái tạo được.

doc27 trang | Chia sẻ: superlens | Lượt xem: 12740 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tiểu luận Nhiên liệu hóa thạch, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG ------- š› ------- TIỂU LUẬN MÔN HỌC HÓA MÔI TRƯỜNG NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH Nhóm : 4 Lớp : 12CMT TP. Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 5 năm 2014 DANH SÁCH NHÓM VÀ PHÂN CÔNG VIỆC: STT Họ tên MSSV Công việc 1 Võ Thị Dấu 1222028 Tìm và tổng hợp tài liệu 2 Trần Thế Đạt 1222037 Dịch bài 3 Hồ Hoàng Khang 1222084 Tìm và tổng hợp tài liệu 4 Trần Thị Mỹ Linh 1222106 Làm pp và báo cáo 5 Nguyễn Huy Nhã 1222148 Báo cáo 6 Nguyễn Thị Tuyết Nhân 1222152 Tìm tài liệu và tổng hợp 7 Huỳnh Thị Minh Phương 1222177 Làm pp và báo cáo 8 Nguyễn Tấn Quốc 1222188 Dịch bài 9 Lê Thị Thu Trang 1222256 Tìm và tổng hợp tài liệu 10 Nguyễn Huỳnh Thiện 1222217 Vắng MỤC LỤC: Tổng quan về vấn đề năng lượng và nhiên liệu hóa thạch Lịch sử đã chứng minh, năng lượng có vai trò quyết định đến sự phát triển của xã hội loài người. Quốc gia nào giàu có về năng lượng và tự chủ được năng lượng, quốc gia đó sẽ có điều kiện rất lợi để phát triển kinh tế. Nguồn năng lượng hóa thạch là nguồn năng lượng quan trọng nhất cho đến hiện nay, cung cấp trên 80% năng lượng sơ cấp của thế giới. Năm 2005, trừ các sinh khối truyền thống, nhiên liệu hóa thạch được sử dụng nhiều nhất là dầu mỏ (35%), than đá (25%), khí thiên nhiên (21%). Tuy nhiên, trữ lượng của các nguồn nhiên liệu hóa thạch là có hạn. Và vấn đề an ninh năng lượng thế giới đang bị đe dọa khi chúng ta đang phải đối diện với nguy cơ cạn kiệt nguồn nhiên liệu này trong tương lai không xa. Nhiên liệu hóa thạch (fossil fuel) là tên gọi chung cho những nhiên liệu có nguồn gốc hóa thạch nằm ở trong lớp vỏ Trái Đất, gồm những hợp chất có tỉ lệ các nguyên tố C/H trong phân tử khác nhau, từ giá trị thấp như methan (CH4) ở thể khí đến dầu mỏ ở thể lỏng và cuối cùng là đến những khoáng vật hầu như chỉ chứa carbon là than antracit. Được tạo thành bởi quá trình phân hủy kỵ khí của các sinh vật chết bị chôn vùi trong lòng đất dưới áp suất và nhiệt độ cao, qua thời gian lâu dài có thể đến hàng trăm triệu năm. Nhiên liệu hóa t hạch là nguồn tài nguyên không tái tạo được. Các loại nhiên liệu hóa thạch và tác động môi trường trong quá trình khai thác, chế biến và sử dụng chúng 2.1.Than đá (coal) 2.1.1 Thế nào là than đá? Than đá là một loại nhiên liệu hóa thạch, được hình thành ở các hệ sinh thái đầm lầy, nơi xác thực vật được nước và bùn lưu giữ không bị oxi hóa và phân hủy bởi sinh vật (biodegradation). ( Hình 2.1: Than đá 2.1.2. Nguồn gốc và quá trình hình thành than đá - Nguồn gốc: than đá có nguồn gốc từ thực vật. - Quá trình hình thành: Hình 2.2: Quá trình hình thành than và sơ đồ cấp than (Nguồn: Cách đây hàng trăm triệu năm, các khu rừng rậm trên Trái Đất bị chôn vùi. Được bùn và nước bao phủ, cây không bị phân hủy sinh học và oxy hóa. Với điều kiện nhiệt độ và áp suất cao làm cho thân cây bị cacbon hóa và tạo thành than đá. Tóm tắt quá trình: chất hữu cơ (thực vật) => peat (than bùn) => lignite (than nâu)=> sub-bituminous (than mỡ non) => bituminuos (than mỡ) => than anthracite. Trong đó, than anthracite là than cứng nhất và có hàm lượng carbon cao nhất. 2.1.3 Thành phần của than đá Trong than đá, nguyên tố carbon chiếm phần lớn. Hiện nay, người ta đã tìn thấy 76 nguyên tố có mặt trong than, chủ yếu là các nguyên tố C, H, O, N, S. Các nguyên tố có hàm lượng ít hơn là: Fe, Si, Mg, Ca, Mn, P, K,... . Ngoài ra, còn có các nguyên tố ở dạng vết: selenium, thủy ngân, arsen, cadmium,... Trong quá trình hình thành than, một số nguyên tố kết hợp với nhau tạo thành khoảng 120 loại khoáng vật, như khoáng thạch anh, khoáng đất sét, pyrite (FeS2), calcite,.... 2.1.4 Trữ lượng than đá trên thế giới Bảng 2.1: Trữ lượng than trên thế giới (World energy Council 2010, BP Statistical Review, 2011) Châu lục Trữ lượng, triệu tấn Tỉ lệ, % Tỉ sô R/P, năm Bắc Mỹ 245 088 28,5 231 Trung và Nam Mỹ 12 508 1,5 148 Châu Âu và Á – Âu 304 604 35,4 257 Trung Đông và châu Phi 32 895 3,8 127 Châu Á – Thái Bình Dương 265 843 30,9 57 Toàn cầu 860 938 100 118 ( Nguồn: Năng lượng xanh _ Ngô Đăng Nghĩa, trang 38) Trữ lượng than đá hiện nay trên thế giới ước tính khoảng 860 triệu tấn và có mặt trên 100 quốc gia, nhiều nhất là Hoa Kì (22%), tiếp đến là Nga và Trung Quốc. Tỉ số trữ lượng trên sản lượng, R/P ( Reserved-to-production ratio) cho ta biết thời gian khai thác còn lại của nguồn lợi đó nếu tiếp tục khai thác chúng với tốc độ hiện tại. Như vậy, con người chỉ có thể khác thác than trong vòng hơn một thế kỉ nữa (118 năm). Tổng lượng tiêu thụ than trên thế giới khoảng 6,75 tỉ tấn vào năm 2006 và ước tình tăng đến 9,98 tỉ tấn vào năm 2030. Theo Hội đồng Năng lượng quốc tế WEC năm 2010, sản lượng than của Việt Nam là 150 triệu tấn (chủ yếu là than antraxit), thấp hơn rất nhiều so với các báo cáo trước đó. Như vậy, với các dự án nhà máy nhiệt điện than hiện nay thì đến năm 2020 nước ta sẽ phải nhập khẩu than để đảm bảo nhu cầu tiêu thụ trong nước. 2.1.5 Vai trò của than đá Than đá được sử dụng rất phổ biến trong đời sống và sản xuất. Trước đây, than dùng làm nhiên liệu cho máy hơi nước, đầu máy xe lửa và sưởi ấm. than đá được sử dụng phổ biến khi động cơ máy hơi nước ra đời. Ngày nay, than đá chủ yếu dùng làm nhiên liệu để sản xuất điện, luyện kim, và các ngành công nghiệp khác. Khoảng 40% năng lượng điện trên thế giới được sản xuất từ than đá. Ngoài ra, chúng còn được ứng dụng rộng rãi trong ngành hóa học như: dược phẩm, chất dẻo, sợi nhân tạo, phân bón, Ngoài ra, do có tính chất hấp phụ các chất độc, than còn được sử dụng để chế tạo mặt nạ phòng độc, lọc nước, 2.1.6 Tác động môi trường của việc sử dụng than đá Quá trình khai thác và chế biến than có ảnh hưởng rất lớn đối với hệ sinh thái và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng đặc biệt là nguồn nước. Việc đốt than gây ra rất nhiều tác động xấu đến môi trường. Sản phẩm của quá trình đốt than rất phức tạp, bao gồm phần rắn và phần bay hơi (chủ yếu là CO2). VD: Khoáng pyrite (FeS2) khi cháy tách ra thành lưu huỳnh và sắt, sắt kết hợp với oxygen thành oxide sắt nằm ở phần rắn, còn lưu huỳnh khi kết hợp với oxygen thành SOx bay vào khí quyển.Một số nguyên tố như selenium, thủy ngân,... cũng bay hơi theo sản phẩm cháy. Ngoài ra, còn có một lượng tro bụi cũng bay vào khí quyển. Khi dùng than làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, mỗi kg than khi đốt cháy, ta thu được khoảng 2 kWh điện, với hiệu suất suất rất thấp khoảng 30 - 40%. Về mặt môi trường, mỗi kg than thương mại (có hàm lượng carbon ít nhất 70%), sinh ra 2,93 kg khí carbonic. Như vậy, mỗi kWh điện sản xuất ra tương ứng với sự phát thải 1,47 kg khí carbonic. Điều này chứng tỏ than đá là nguồn thải khí CO2 lớn nhất, là nguyên nhân hàng đầu gây nên hiện tượng nóng lên toàn cầu. Ngoài ra, khi than bị đốt cháy sẽ sinh ra hàm lượng lớn khí SOx, NOx, là nguyên nhân gây mưa acid. Hình 2.3: Quá trình hình thành mưa acid ( - Tro bụi từ quá trình đốt than cũng là nguồn gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng Hình 2.4: Ô nhiễm không khí do đốt than ở Trung Quốc ( 2.2. Dầu mỏ (petroleum) 2.2.1 Thế nào là dầu mỏ? Dầu mỏ là hỗn hợp các hydrocarbon với phân tử lượng khác nhau cùng với các hợp chất hữu cơ khác. Là một chất lỏng sánh đặc, có màu nâu hoặc ngã lục. Hình 2.5: Dầu thô Việt Nam 2.2.2 Nguồn gốc và quá trình hình thành dầu mỏ Hình 2.6: Quá trình hình thành dầu mỏ ( Có nhiều giả thuyết được đưa ra để giải thích sự hình thành dầu mỏ, nhưng giả thuyết phổ biến và được đông đảo các nhà khoa học đồng thuận là thuyết sinh vật học (thuyết nguồn gốc hữu cơ). Theo lý thuyết này, dầu mỏ được tạo thành từ các vật liệu còn sót lại sau quá trình phân rã xác các động vật và tảo biển nhỏ thời tiền sử trong các đại dương, dần dần lắng đọng tạo nên một lớp vật chất hữu cơ. Lớp vật chất hữu cơ này bị chôn sâu dưới lớp trầm tích dày trải qua hàng chục, hàng trăm triệu năm dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất được chuyển hóa thành các hydrocarbon, là tiền thân của dầu. Dầu được sinh ra rải rác trong các lớp đá trầm tích, nhưng phải tìm nơi "trú ẩn" bằng cách "di cư" qua các tầng đá. Chúng xâm nhập lên phía trên thông qua các lớp đá ngay sát đó cho tới khi chúng bị rơi vào "bẫy dầu" bên dưới những tảng đá không thể ngấm qua. Bẫy dầu là những khối đá rỗng xốp, dầu có thể vào được mà không ra được do có tầng đá chắn hoặc nút muối. Sự tập trung dầu bên trong một bẫy dầu hình thành nên một giếng dầu, từ đó dầu lỏng có thể được khai thác bằng cách khoan và bơm. 2.2.3 Thành phần của dầu mỏ Dầu mỏ là hỗn hợp của nhiều hydrocabon: alkan (paraffin), cycloalkan và các hydrocarbon vòng thơm. Ngoài ra còn có nitrogen, oxygen, lưu huỳnh, Hàm lượng carbon (>80%), hydrogen (10 – 14%), lưu huỳnh (0,05 – 6%),. Các thành phần hóa học của dầu mỏ được chia tách bằng phương pháp chưng cất phân đoạn. Hình 2.7: Quá trình chưng cất phân đoạn dầu mỏ (Năng lượng xanh _ Ngô Đăng Nghĩa, trang 43) 2.2.4 Trữ lượng và nhu cầu dầu mỏ Bảng 2.2: Trữ lượng xác minh dầu mỏ trên thế giới (Theo BP Statistical Review of World Energy, June 2010) Châu lục Trữ lượng, tỉ tấn Tỉ lệ so với toàn cầu, % Tỉ số R/P , năm Tỉ lệ sản lượng so với toàn cầu, % Bắc Mỹ 10,3 5,4 14,8 16,6 Nam và Trung Mỹ 34,3 17,3 93,9 8,9 Châu Âu và Á - Âu 19 10,1 21,7 21,8 Trung Đông 101,8 54,4 81,9 30,3 Châu Phi 17,4 9,5 35,8 12,2 Châu Á - Thái Bình Dương 6 3,3 14,8 10,2 Toàn cầu 188,8 100 46,2 100 ( Nguồn: Năng lượng xanh _ Ngô Đăng Nghĩa, trang 48) Theo BP, trữ lượng dầu Việt Nam là 0,6 tỉ tấn, chiếm 0,3% toàn cầu và có tỉ số R/P là 32,6 năm. Nhu cầu tiêu thụ dầu mỏ có xu hướng tăng dần, năm 2008 là 88,6 triệu thùng/ngày, năm 2012 là 89,9 triệu thùng. Nhu cầu lớn nhất là Bắc Mỹ, châu Âu, Trung Quốc, 2.2.5 Vai trò của dầu mỏ Dầu mỏ có vai trò rất quan trọng trong đời sống hiện nay, là loại nhiên liệu hóa thạch được sử dụng phổ biến nhất. Dầu mỏ được sử dụng chủ yếu để sản xuất nhiên liệu và cung cấp cho ngành công nghiệp hóa dầu. Trước đây, dầu mỏ còn được dùng để sản xuất điện. Những ứng dụng thường gặp của dầu mỏ là: làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông, nhựa đường, chất dẻo, sợi vải tổng hợp, thuốc (aspirin,...), tấm pin mặt trời, mỹ phẩm, sáp màu, kẹo cao su,. Hình 2.8: Một số ứng dụng của dầu mỏ trong đời sống (Nguồn: Internet) 2.2.6 Tác động môi trường trong quá trình khai thác, chế biến và sử dụng dầu mỏ và các sản phẩm từ dầu mỏ Việc khai thác và vận chuyển dầu tiềm ẩn nhiều nguy cơ như tràn dầu do chìm tàu, rò rỉ đường ống,... gây ô nhiễm nghiêm trọng đến biển và bờ biển, ảnh hường lớn đến nguồn lợi thủy sản và nguy hại đến sức khỏe con người. Đặc biệt dầu có thể thấm vào đất gây ô nhiễm nước ngầm. Hình 2.9: Thảm họa tràn dầu Deepwater Horizon ở vịnh Mexico (2010) (Nguồn: Quá trình đốt cháy nhiên liệu từ dầu mỏ trong các động cơ đốt trong sẽ cho ra khí CO2, H2O, N2. Tuy nhiên, do động cơ không hoàn hảo, khí thải sẽ chứa nhiều nhiên liệu chưa cháy là hydrocarbon, sản phẩm của quá trình cháy không hoàn toàn là CO, sản phẩm của nhiệt độ và áp suất cao trong buồng đốt là các hợp chất chứa N là NOx, cũng CO2 và hơi nước. Khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính, còn các hợp chất CO, NOx là các chất khí gây nguy hại cho con người. + Tác hại của NOx Trong tầng đối lưu, dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, NOx có thể phản ứng tạo thành khi O3 ở gần mặt đất. NO2 + hv => NO + O O + O2 + M => O3 + M Ozone đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thu bức xạ có hại từ mặt trời nhưng khi ở tầng đối lưu lại chất có hại: là khí nhà kính, ảnh hưởng đến sức khỏe con người,... Ngoài ra, khí NOx có thể kết hợp với các hợp chất hữu cơ trong không khí tạo ra aldehyde , PAN gây sương mù quang hóa. NO2 + VOC => products such as PAN O3 + VOCs => aldehydes and free radicals NOx cũng là nguyên nhân gây ra các trận mưa acid + Tác hại của CO Quá trình đốt cháy không hoàn hoàn sẽ sinh ra CO 2C18H18 + 17O2 => 16CO + 18H2O CO có ảnh hưởng rất lớn đối với sức khỏe con người, làm giảm khả năng hấp thụ oxy của hồng cầu. Ngoài ra, CO cũng góp phần vào việc tạo khí O3 CO + 2O2 + hv => CO2 + O3 2.3 Khí thiên nhiên 2.3.1 Khí thiên nhiên là gì? Khí thiên nhiên là hỗn hợp chất khí cháy được, bao gồm phần lớn là các hydrocarbon. Khí thiên nhiên có thể nằm chung trong mỏ dầu hay hòa tan một phần trong dầu (khí đồng hành) hoặc nằm trong một mỏ khí riêng. 2.3.2 Nguồn gốc và quá trình hình thành - Nguồn gốc: Khí thiên nhiên có nguồn gốc từ dầu mỏ - Quá trình hình thành: Dầu mỏ ban đầu là hỗn hợp của các hydrocarbon có phân tử lượng lớn, mạch carbon chứa từ 30 - 40 nguyên tử carbon, khi chìm sâu trong lòng đất với áp suất lớn và nhiệt độ tăng, các phân tử bị cắt mạch thành các phân tử nhỏ hơn. Do dó các mỏ dầu nằm càng sâu thì dầu càng ít và khí càng nhiều hơn. Cuối cùng, khi tất cả dầu bị phân cắt thành các phân tử nhỏ, ta có các mỏ khí hoàn toàn. Hình 2.10: Quá trình hình thành khí thiên nhiên (Nguồn: 2.3.3 Thành phần của khí thiên nhiên Mặc dầu methan là thành phần chính, nhưng trong khí thiên nhiên còn có các hydrocarbon nhẹ khác là ethan, propan, butan, pentan với thành phần giảm dần theo số C trong phân tử. Khí thiên nhiên cũng chứa những cấu tử không hydrocarbon. Bảng 2.3: Thành phần điển hình của các khí thiên nhiên Methan (CH4) 70 - 90% Ethan (C2H6), Propan (C3H8), Butan (C4H10), Pentan (C5H12) Tổng các khí: 0 - 20% Carbon dioxide (CO2) 0 - 8% Oxy (O2) 0 - 0,2% Nitơ (N2) 0 - 5% Hydro sulfide 0 - 5% Các khí trơ (Ar, He, Ne, Xe) Vết (Năng lượng cho thế kỷ 21_Những thách thức và hành động, Hồ Sĩ Thoảng – Trần Mạnh Trí, trang 47) 2.3.4 Trữ lượng và nhu cầu Bảng 2.4: Trữ lượng xác minh của khí thiên nhiên trên thế giới (Theo BP Statistical Review of World Energy, June 2010) Châu lục Trữ lượng, ngàn tỉ mét khối Tỉ lệ so với toàn cầu, % Tỉ số Trữ lượng/ sản lượng, R/P ratio, năm Bắc Mỹ 9,9 5,3 12 Nam và Trung Mỹ 7,4 4 45,9 Châu Âu và Á - Âu 63,1 33,7 60,5 Trung Đông 75,8 40,5 >100 Châu Phi 14,7 7,9 70,5 Châu Á - Thái Bình Dương 16,2 8,7 32,8 Toàn cầu 187 100 58,6 2.3.5 Vai trò của khí thiên nhiên Trước đây, khí đồng hành hay bị đốt bỏ vì không có phương tiện vận chuyển, tồn trữ hoặc do không có lợi về mặt kinh tế. Ngày nay, khí thiên nhiên được dùng làm nhiên liệu cho các nhà máy điện, trong các ngành công nghiệp và trong dân dụng (đun nấu, sưởi ấm,) Khí thiên nhiên có thể được vận chuyển bằng đường ống xa hàng ngàn kilômet. Tuy vậy, trước khi vận chuyển ở áp suất cao, người ta phải tách các khí có phân tử lớn là propan, butan ra khỏi hỗn hợp khí để tránh ngưng tụ các khí đó trong đường ống, chỉ còn lại methan và ethan. Các khí tách ra được hóa lỏng được bán dưới dạng lỏng cũng để làm khí đốt. 2.3.6 Tác động môi trường của khí thiên nhiên Khi khai thác dầu mỏ, khí đồng hành thường được đốt trực tiếp ngay tại giàn khoan, gây phát thải khí CO2 rất trầm trọng và vô ích. Các sự cố rò rỉ đường ống dẫn khí có thể gây hậu quả nghiêm trọng. Khí thiên nhiên khi cháy, tạo ra CO2 gây hiệu ứng nhà kính nhưng so với than đá và dầu mỏ thì đây là nguồn ít gây ô nhiễm nhất. Những biện pháp giảm thiểu ô nhiễm _ Những nguồn năng lượng mới Biện pháp sơ đẳng nhất là giảm lượng NLHT sử dụng nhưng không làm tổn hại đến sự phát triển kinh tế của thế giới, bằng cách: - Áp dụng những kỹ thuật mới để tăng hiệu suất sử dụng - Sử dụng các nguồn năng lượng mới để thay thế. 3.1 Áp dụng những kỹ thuật mới để tăng hiệu suất sử dụng 3.1.1 Than đá. Tăng hiệu suất nhà máy nhiệt điện. Công nghệ trong tương lai phải đáp ứng yêu cầu cơ bản là hiệu suất cao, thân thiện với môi trường và có chi phí đầu tư hợp lý. Hiệu suất cao một mặt làm giảm tiêu hao nhiên liệu, mặt khác làm giảm lượng phát thải các chất ô nhiễm ra môi trường. Vấn đề môi trường đang đòi hỏi các nhà máy điện đốt than phải áp dụng các kỹ thuật và thiết bị hạn chế các chất phát thải độc hại như NOX, SO2, bụi và thu giữ CO2. Hiện nay, phần lớn các nhà máy nhiệt điện đều dùng kỹ thuật than phun có hiệu suất khoảng 35% đối với các đơn vị mới xây. Lò hơi đốt than phun là công nghệ đã rất phát triển và đang là nguồn sản xuất điện năng chủ yếu trên thế giới. Than được nghiền mịn và được đốt cháy trong buồng lửa lò hơi. Nhiệt từ quá trình đốt cháy sẽ gia nhiệt cho nước và hơi trong các dàn ống và thiết bị bố trí trong lò hơi. Công nghệ này trong tương lai vẫn sẽ là một lựa chọn ưu thế cho các nhà máy điện. Hiệu suất phát điện dự kiến khoảng 50-53% vào năm 2020 và 55% vào năm 2050. ( - Người ta cũng xây dựng ngày càng nhiều các nhà máy siêu tới hạn có nhiệt độ nồi hơi 6000C dười áp suất 280 bar và có hiệu suất lên đến 42%.Ở Đan Mạch, các nhà máy chạy than siêu tới hạn đã đạt đến hiệu suất 50%, do có hiệu suất sử dụng năng lượng tăng cao, nhiệt tiêu hao và CO2 thải ra nhờ đó giảm đi đáng kể. Kỹ thuật chuyển than đá sang dạng lỏng. Áp dụng công nghệ chuyển hoá than thành dạng chất đốt lỏng . Điều này giúp cho than có thể được tận dụng trở thành lựa chọn thay thế cho dầu vì không có lưu huỳnh, mật độ hạt thấp và ít oxit nitơ. Chất đốt dạng lỏng chiết xuất từ than có thể sử dụng trong vận tải, nấu nướng, cung cấp điện văn phòng và trong công nghiệp hoá chất. Tại Nam Phi, 30% lượng xăng dầu được chế tạo từ nguồn than trong nước. Đối với các công trình hoá lỏng than, kỹ thuật này là một phương pháp rất hiệu quả trong việc giải quyết các vấn đề về lượng khí thải CO2. Trong trường hợp sử dụng đồng thời than và khí tự nhiên, kết hợp với than hóa lỏng, khí gây hiệu ứng nhà kính được phát thải trong toàn bộ quá trình sử dụng có thể thấp hơn 1/5 so với tiêu chuẩn. ( Cải tiến thiết bị khử bụi và chất độc. Những công nghệ nói trên đã được sử dụng một cách hiệu quả tại nhiều quốc gia để giải quyết những vấn đề phát thải gây ô nhiễm. Tại Hoa Kỳ, việc sử dụng than đã tăng 77% kể từ năm 1980 trong khi lượng khí thải SO2 đã giảm đi 40%. Lượng lưu huỳnh thải ra từ than cũng được giảm thiểu trong quá trình áp dụng các công nghệ đó hay thông qua các công nghệ phân tách thuỷ ngân như bơm than hoạt tính. Trên thực tế, việc phát thải lưu huỳnh trong quá trình đốt than có thể được giảm đi 90% bằng các công nghệ đã có. 3.1.2 Dầu mỏ. Nâng cao hiệu suất khai thác dầu mỏ. Phương pháp bơm CO2 vào các mỏ dầu khí, cho phép tiếp tục khai thác dầu mỏ khi các mỏ gần cạn kiệt, đồng thời cũng là cách cất giữ CO2. Kỹ thuật này hiện đang được sử dụng trong khoảng 70 mỏ dầu trên thế giới. Giảm tiêu hao năng lượng cho các phương tiện giao thông và bộ lọc khói hiệu quả. Các kỹ thuật mới giảm tiêu hao năng lượng cho các phương tiện giao thông như giảm lượng xăng tiêu hao cho 100 km, thiết kế các dòng xe chạy bằng nhiều loại năng lượng như: dùng xăng kết hợp dùng năng lượng mặt trời Để chống lại hiện tượng ô nhiễm môi trường do khí thải xe cộ gây ra (bụi than, CO, CO2, SO2, NOx) người ta đã dùng những bộ lọc ngày càng hiệu quả, thí dụ như các ống xả có chất xúc tác. 3.1.3 Khí đốt. Các kỹ thuật sử dụng khí đốt thiên nhiên trong nhà máy nhiệt điện cũng có những bước cải tiến lớn trong những năm gần đây, đặc biệt là trong thiết kế các loại turbine khí. Các loại turbine khí trong các nhà máy nhiệt điện, ngoài tác dụng phủ đỉnh, còn có thể phối hợp với các turbine hơi nước trong các chu trình hỗn hợp để tận dụng ết nhiệt thải ra thường rất lớn. các turbine có cánh làm lạnh bằng không khí đã đạt hiệu suất trên 50% (turbine Siemens củ nhiệt điện Phú Mỹ 3 đạt hiệu suất 52%). Turbine có cánh làm lạnh bằng hơi nước hiệu suất lên đến 60%. 3.2 Năng lượng xanh. Khái niệm năng lượng xanh để chỉ năng lượng được sinh ra từ các nguồn năng lượng thân thiện với môi trường hơn là các nguồn năng lượng hóa thạch. Năng lượng xanh bao gồm các nguồn năng tái tạo như: năng lượng mặt trời, năng lượng gió, thủy năng, địa nhiệt, nhiên liệu sinh học. Trước đây năng lượng hạt nhân được xem là năng lượng xanh do không phát thải CO2 nhưng chất thải hạt nhân và các tai nạn thảm khốc của một số nhà máy điện hạt nhân đã làm cho các nhà hoạt động môi trường phản đối nguồn năng lượng này. Năng lượng do tất cả các nguồn năng lượng mới cung cấp
Luận văn liên quan