View
2.253
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng Giu Trần Mạnh-Tuấn 1
ONESA-I
Sự phát triển
Tiêu thụ năng lượng để:
SINH SỐNG.
CÓ THÊM TIỆN NGHI.
TIẾN BỘ.
CHINH PHỤC.
TỰ VỆ.
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng Giu Trần Mạnh-Tuấn 2
ONESA-I
Thế kỷ 19 :
Thế kỷ 19 :
Thế kỷ 20 :
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng Giu Trần Mạnh-Tuấn 3
ONESA-I
0102030405060708090
100
1800 1900 2000
EVOLUTION DE LA STRUCTURE DE LA CONSOMMATIONENERGETIQUE MONDIALE (1800-2000)
Nhiên liệu khác
Than đáDầu hoả
Khí
Điện
%
Năm
TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI (1800-2000): CẤU TRÚC VÀ BIẾN CHUYỂN
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng Giu Trần Mạnh-Tuấn 4
ONESA-I
0
1
2
3
4
5
6
1950 2000 2050 2100
Tiêu thụ nTiêu thụ năăng lng lượượng nguyên thuỷ trên ng nguyên thuỷ trên đầđầu ngu ngườười mỗi ni mỗi năăm trên thế giớim trên thế giớiTiêu thụ nTiêu thụ năăng lng lượượng nguyên thuỷ trên ng nguyên thuỷ trên đầđầu ngu ngườười mỗi ni mỗi năăm trên thế giớim trên thế giới
Nước trên đà phát triển
Nước phát triển
Tep
ONESA-INĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 5
TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 6
ONESA-I
1800 : 1 Tỉ
1900 : 2 Tỉ
1960 : 3 Tỉ
1975 : 4 Tỉ
1985 : 5 Tỉ
2000 : 6 Tỉ
2020 : 8 Tỉ
2100 : 12 Tỉ
Biến chuyển dân số trên thế giới
Nguồn năng lượng mới : dầu hoả
Nguồn năng lượng mới phụ trội : năng lượng hạt nhân
1 Tỉ / 100 năm
1 Tỉ / 10 năm
Dự tính
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 7
ONESA-I
NĂNG LNĂNG LƯỢƯỢNGNG NĂNG LNĂNG LƯỢƯỢNGNG Cần cho sự sống
Là nguyên tố chủ yếu cho sự phát triển cuả nhân loại
Vận chuyển
Lĩnh vực công nghệ
Lĩnh vực kỹ nghệ
Lĩnh vực quốc phòng
Lĩnh vực phát triển kinh tế
Lĩnh vực y tế quần chúng
_ Giảm mức chết yểu trẻ sơ sinh
_Gia tăng tuổi sống
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 8
ONESA-I
Các nguồn nCác nguồn năăng lng lượượng ng Các nguồn nCác nguồn năăng lng lượượng ng
Thuỷ điệnMặt trời ( nhiệt, quang điện )Điện gióSinh khối ( than xanh, chất thải, ………)
Điạ nhiệt (conduction, convection)
Than đá Dầu hoảDầu hoả Dầu khíDầu khí Hạt nhânHạt nhân NNăăng lng lượượng tái tạo :ng tái tạo :
Vấn đề cho vài nguồn năng luợng : việc có sẵn và tồn trữ năng lượng.
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 9
ONESA-I
NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚINĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI
Dầu khí
Dầu hoả
Than đáHạt
nhân
Thủy điện
Sinh khốiĐiạ nhiệtmặt trời ….
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 10
ONESA-I
Tính chất vật lý
Các thể rắn và đốt cháy có độ chưá cao về các-bon
Tính chất vật lý
Các thể rắn và đốt cháy có độ chưá cao về các-bon
CAC-BON HOÁ : trong khoảng 350 triệu năm
….THAN BÙN THAN GỖ NON THAN ĐÁ THAN TỐT (Antraxít)
Than đá được làm thành bởi các chất chưá các-bon rừng sình lầy chôn vùi dưới trầm tích hay ngập dưới biển cũ.
- Mỏ lộ thiên
- Mỏ kín (~ - 400 m)
Than Than đáđá
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 11
ONESA-I
Tính chất hoá học : ĐỐT CHÁY
Than Than đáđáThan Than đáđá
232
:
4157,262
1
:
0518,94
22
02982
029822
COCOOC
généralEn
KCalHCOOC
incomplèteRéaction
KCalHCOOC
CO
2CO: khí độc
: khí có hiệu ứng nhà kính
NHIỆTNHIỆT
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 12
ONESA-I
Than Than đáđá
Một nhà máy điện 1000 MW mỗi năm thải ra :
• 1 500 tấn bụi
• 5 000 000 tấn CO2
• 40 000 tấn SO2
• 20 000 tấn NOx
OHCaCOCOOHCa
OCOHCaOréaction
injection
2322
22
Giải pháp:
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 13
ONESA-I
0 50 100 150 200 250 300
POLOGNE
AFRIQUE DU SUD
INDE
ALLEMAGNE
AUSTRALIE
CHINE
USA
ex URSS
Gtep
RESERVES DE CHARBON
THAN ĐÁTHAN ĐÁ
DỰ TRỮ THAN ĐÁ
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 14
ONESA-I
Dầu hoảDầu hoảDầu hoảDầu hoả
Phân rã nhũng sinh
vật dưới biển
Lắng đọng
Lòng đất dưới áp
suất
Dầu thô trong đá
xốp
CẤU TẠO
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 15
ONESA-I
Dầu hoảDầu hoảDầu hoảDầu hoả
KHOAN GIẾNG DẦU
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 16
ONESA-I
nhiêtHn
mCOOm
HC
nhiêtOHn
mCOn
HC
nhiêtOHn
mCOOnm
HC
nhiêtOHn
mCOOn
mHC
nm
nm
nm
nm
22
22
22
222
2)
2(
2)
4(
2)
4
2(
2)
4(
Phản ứng hoàn toàn :
Phản ứng không hoàn toàn :
Phản ứng phụ :
Dầu hoảDầu hoảDầu hoảDầu hoả
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 17
ONESA-I
CO
2CO
: khí độc hại
: khí nhà kính
OHCaCOCOOHCa
OHCaO
réaction2322
2
Dầu hoảDầu hoảDầu hoảDầu hoả
Khoảng 30% ít hơn than đá
Phát khí
GIẢI PHÁP
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 18
ONESA-I
0 10 20 30 40
LYBIE
CHINE
USA
MEXIQUE
EX URSS
VENEZUELA
ABOU DHABI
IRAN
KOWEIT
IRAK
ARABIE SEOUDITE
Gtep
DỰ TRỮ DẦU HOẢ
Dầu hoảDầu hoảDầu hoảDầu hoả
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 19
ONESA-I
DẦU KHÍDẦU KHÍ
•Phân rã sinh vật các phiêu sinh vật, rong biển, các chất hữu cơ động vật và thực vật dưới đất.
•Có thể được cấu tạo trên mặt đất ( lên men, sinh khối ).
•Cấu tạo cuả dầu khí : phần lớn dưới dạng CH4, (90%)
•Dầu khí sạch, khai thác giá rẻ.
•Hoá lỏng ở –160°C, giảm khối 600 lần.
•Vận chuyển bằng ống dẫn dầu và tầu chở dầu.
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 20
ONESA-I
nhiêtOHCOCH
nhiêtOHCOOCH
nhiêtOHCOOCH
224
224
2224
2
22
3
22Phản ứng hoàn toàn:
Phản ứng không hoàn toàn:
Phản ứng phụ:
Tính chất hóa học: ĐỐT CHÁY
CO
2CO
: khí độc hại
: khí nhà kínhKhoảng 50 % ít hơn dầu
lửa
PHÁT KHÍ
OHCaCOCOOHCa
OHCaO
réaction2322
2
GIẢI PHÁP
DẦU KHÍDẦU KHÍ
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 21
ONESA-I
•Dùng cho lò sưởi, nấu ăn, kỹ nghệ, chuyên trở và sản xuất điện.
•Rất thích hợp cho nguồn sản xuất điện : trung tâm với chu trình phối hợp ghép hai tua-bin hơi nước và nhiệt = hiệu xuất > 50%.
•Sự tiêu thụ trên thế giới không ngưng tăng (hơn 10 lần giữa 1960 và 2000 ở bên Pháp).
DẦU KHÍDẦU KHÍ
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 22
ONESA-I
0 10 20 30 40 50 60
Pays Bas
Norvège
Algerie
Arabie Séoudite
IRAN
RESERVES DE GAZ
DẦU KHÍDẦU KHÍ
DỰ TRỮ DẦU KHÍ
GTep
Ex URSS
AbouDhabi
USA
Venezuela
Mexique
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 23
ONESA-I
URANIUM
Nguyên tố kim loại tự nhiên, phóng xạ thấp, hiện diện ở mọi nơi trong môi trường với hoạt độ ít nhiều quan trọng.
Được phân tán theo rạng khoáng chất trong đá .
Hàm lượng trong vỏ trái đất : ~ 10 ppm.(0,001%)
Hàm lượng Uranium trong khoáng chất hay mỏ có thể khai thác được vào khoảng từ 0,1tới 0,7% ( 1 tới 7 kg/tấn ). (pechblende,uranite,autunite, etc… ).
Một vài hàm lượng có thể lên tới khoảng 20% CIGAR LAKE Canada .
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 24
ONESA-I
URANIUM DỰ TRỮ URANIUM
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 25
ONESA-I
URANIUM DỰ TRỮ URANIUM
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 26
ONESA-I
Nhiệt
Phân hạch Uranium 235
Cấu trúc đồng vị : U-234 (0,0056%), U-235 (0,718%), U-238 (99,28%).
URANIUM
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 27
ONESA-I
Lượng nhiệt
hữu ích
Phản ứng kiềm chế
XỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN
Phản ứng dây chuyền
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 28
ONESA-I
BIẾN ĐỔI : NHIỆT ĐIỆN
Rất ít phát ra khí có hiệu ứng nhà
kính
Chất thải hạt nhânNhưng
Giải pháp = SỬ LÝ TỐTGiải pháp = SỬ LÝ TỐT
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 29
ONESA-I
MỘT NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN VEN BIỂN
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 30
ONESA-I
CÁC LOẠI LÒ HẠT NHÂN TRÊN THẾ GIỚI
Nước áp suất
Nước sôi Nước - Than chì
Nước nặng
Khí - Than chì
Các loại khác
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 31
ONESA-I
France
34 REP 900 Mwe
20 REP 1300 Mwe
4 REP 1450 Mwe
62.400 MWe installés
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 32
ONESA-I
1 viên nhiên ~ 9g 5 tấn than1 ống nhiên liện 265 viên1 bó nhiên liệu 264 ống1 lò phản ứng 157 bó
1 viên nhiên ~ 9g 5 tấn than1 ống nhiên liện 265 viên1 bó nhiên liệu 264 ống1 lò phản ứng 157 bó
Tương đương với năng lượng của : 55 triệu tấn than
Năng lượng tương đương
Lò : Cao : 13,66 mKính : 5mDầy : 23 cmThể tích : 250 m3
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 33
ONESA-I
1939 1942 1951 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 95
Công suất đã xây dựng ( GW )
Khởi đầu sản xuất điện hạt
nhânBản quyền quốc tế cuả
Pháp
Lò phản ứng đầu
tiên
1,2 GW trong 5 nước
Phát triển Phát triển đđiện hạt nhâniện hạt nhân
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 34
ONESA-I
SẢN XUẤT ĐIỆN HẠT NHÂN TRÊN THẾ GIỚI NĂM 1995
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 35
ONESA-I
PHẦN ĐIỆN HẠT NHÂN NĂM 1995PHẦN ĐIỆN HẠT NHÂN NĂM 1995
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 36
ONESA-I
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
Nguồn năng lượng vô tận
Nhưng rất loãng và rải rác
Gió
Thủy điện
Thủy triều và sóng
Mặt trời
Sinh khối
Địa nhiệt
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 37
ONESA-I
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
Năng lượng mà các nguồn ( mỏ ) được đổi mới ngay sau khi được tiêu dùng.
Dùng trực tiếp : lò mặt trời, máy bơm nhiệt địa nhiệt, nhà quạt gió, vận chuyển ( thuyền buồm ), …
biến đổi dưới dạng khác : điện ( thủy, gío, pin điện, sinh liệu, … ).
Đặc tính :
ĐA DẠNGĐA DẠNG
DƯ GIẢ DƯ GIẢ
Tính cách KHUYẾCH TÁN
Tính cách KHUYẾCH TÁN
KHÔNG ĐỀU
Nằm trong
NHỮNG VÙNG
ƯU THẾNằm tro
ng
NHỮNG VÙNG
ƯU THẾ
Không thải ra khí có HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 38
ONESA-I
Nguồn gốc
Lưu trữ từ năng lượng MẶT TRỜI
( Trừ Địa nhiệt ( trái đất ) và Động cơ thủy triều (động cơ nước )
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
NƯỚC : do tuyết và băng đá tan ra, chu trình nước. .
GIÓ : do việc làm nóng những khối không khí.
SINH KHỐI : Sự quang hợp.
Các nhiên liệu hoá thạch : cũng là nguồn gốc cuả sự lưu trữ năng lượng mặt trời ( sinh khối ), nhưng sự tụ đọng từ hàng trăm triệu năm vượt quá sự tái tạo trên đời sống con người ( 100 năm ). KHÔNG TÁI TẠO.
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 39
ONESA-I
Điện
20 % Tiêu thụ toàn
cầu
Thủy điện : 90 % .
Sinh khối : 5,5 % .
Địa nhiệt : 1,5 % .
Gió : 0,5 % .
Mặt trời : 0,05 % .
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 40
ONESA-I
Canada Etats-Unis Allemagne Japon
Etats-Unis Philippines Etats-Unis Allemagne
Brésil Italie Espagne Etats-Unis
Chine Mexique Danemark Inde
Russie Indonésie Inde Australie
1
2
3
4
5
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
Thủy điện. Địa nhiệt.. Gió Mặt trời
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 41
ONESA-I
Năng lượng nước
Phần lớn được khuếch trương dưới hình thức thủy điện
• Đập thủy điện
• Đập trên mặt nước
• Nhà máy trên mặt nước.
• Năng lượng sóng
• Nhá máy điện thủy triều.
• …………………………..Nhà máy trên
mặt nước
Nhà máy trên hồ Xưởng bơm
Nhà máy theoCửa âu thuyền
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn
42
ONESA-I
Công suất đã xây dựng tới 2004 : 715 GW
Á châu ( 27% )
Nam Mỹ châu ( 24% ).
Khu vực URSS cũ ( 24% )
Bắc Mỹ ( > 50% )
Cộng đồng Châu Âu ( 15% )
Khả năng
Ở Pháp ( 56% ) năm 1960, hiện nay ( 5% )
Năng lượng NƯỚC
Điện toàn cầu
Hạt nhân17%
Dầu hoả 10%
Than đá
39%Khí15%
Thủy điện và các thứ
khác19%
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 43
ONESA-I
• Năng lượng sạch, không thải khí có hiệu ứng nhà kính.
• Đầu tư đắt tiền.
• Rẻ tiền vận hành.
• Môi trường bị chiếm ( phải tải dân )
1,5 triệu nguời bên Trung Quốc ở khu 3 Gorges.
• Tình hình sự cố nặng.
300.000 người chết ở Ấn Độ năm 1979 (đập Morvi )
• Sản suất không đều lệ thuộc vào thời tiết .
Cho một vài nước có các muà khô, muà mưa và đông lạnh.
Năng lượng NƯỚC
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn
44
ONESA-I
Năng lượng NƯỚC
TRUNG QUỐC : ĐẬP 3 GORGES
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 45
ONESA-I
Năng lượng NƯỚC
TRUNG QUỐC : Đập thủy điện 3 GORGES
Chiều dài đập1983 m và 185 m chiều cao
Được thiết bị với 26 tổ phát điện ( 18,2 GW )
Dự trù thời gian xây cất 17 năm.
Nguyên liệu thép để xây cất : 63.000 tấn.
Di chuyển đất và đá : 130 triệu m3.
Bê tông : 43 triệu m3 tới năm 2000.
Các đoạn : 282 cửa âu thuyền, 135 bánh răng, 26 đường tách nước, 1 thang máy nâng tầu.
Giá tiền dự trù : 6 tỷ dollars US.
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 46
ONESA-I
Năng lượng Thủy triềuỞ Pháp : nhà máy ở Rance (từ 45
năm).Dùng thủy triều kéo ra từ bể nước.
Biên độ thủy triều : --> 13 m
24 đơn vị ( nhóm động cơ )
Công suất đặt : 240 MW
Sản xuất : 600 GWh
• Độn cơ thủy triều ngầm ( thủy triều lên xuống )
• Máy quạt 300 kW
Na Uy : nhà máy ở Hammerfest
Năng lượng NƯỚC
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 47
ONESA-I
Năng lượng THỦY TRIỀU
NHÓM ĐỘNG CƠ
Tu trì, sói mòn
Năng lưọng NƯỚC
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 48
ONESA-I
Những dạng năng lượng nước khác : Những dòng nước biển ngầm : Máy điện nước ( trong thời kỷ
nghiên cứu ) .
Sức mạnh cuả sóng : hệ thống nổi hay bóng được di chuyển bởi sóng. ( Anh Quốc ). 1w/m2, 50 KW/ m bờ biển.
( Nhà máy 1580 kW dùng những tấm phản dài 15m ăn khớp với nhau , cấu trúc nặng 35 tấn ở 20 m đưới đáy biển )
Năng lượng nhiệt cuả biển : khác biệt về nhiệt độ theo bề sâu - mặt nước.
100 lần hữu hiệu hơn thủy triều nhưng cũng đắt hơn.Nhũng c ái bất tiện :
- Gò bó cuả môi trường.
- Môi trường nước biển sói mòn.
- Đầu tư nặng, kinh tế không lợi.
Năng lượng NƯỚC
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 49
ONESA-I
SINH KHỐI NĂNG LƯỢNG
SINH KHỐI = Toàn thể những chất sống từ đó lấy ra được năng lượng. ( các chất hữu cơ )
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 50
ONESA-I
Thực vật QUANG HỢP ( lưu trữ năng lượng mặt trời + CO2 )
Động vật cặn bã
DẦU ĐỐT SINH KHỐI : biến đổi thành chất lỏng.
( Cồn sinh khối, dầu nhớt sinh khối, dầu , mỡ thực vật và động vật )
SINH KHỐI RẮN : dùng trực tiếp, nhiên liệu rắn.
( Gỗ, bã mía, rơm, phân khô, chất thải , …)
KHÍ SINH KHỐI : cặn bã động vật và thực vật + vi khuẩn kín yếm khí = khí mê tan
SINH KHỐI NĂNG LƯỢNG
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 51
ONESA-I
KHÔNG QUÊN : các CHẤT THẢI
« Việc thu lượm năng lượng cuả chất thải »
- Dưới dạng khí sinh khối do lên men kín.
- Bằng cách đốt cháy.
SINH KHỐI NĂNG LƯỢNG
Các chất thải phân rã được và ‘đốt cháy được’ cũng là những sinh khối.
Chất thải chăn nuôi.
Chất thải kỹ nghệ.
Cặn bã trồng chọt.
Bùn cuả các chạm lọc nước.
Rác rưởi nội trợ :
1 kg/ngày trên đầu người ở Âu Châu.
Tức là 800.000 Tấn mỗi ngày.
Thu được 1% năng lượng tiêu thụ ở Pháp khi đốt hết các chất thải này.
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 52
ONESA-I
SINH KHỐI NĂNG LƯỢNG
TỔNG KẾT SINH KHỐI : không phát thải CO2 !?
Khí CO2 thải ra khi đốt cháy là từ CO2
trữ trong nhiên liệu từ lúc sinh ra.
TỔNG KẾT
Về năng lượng : Hiệu ứng năng lượng thấp ( 1 tới 3 % )
Đối với gỗ từ 3,6 tới 7,2 tep / ha .
2500 km2 rừng = 1 nhà máy điện hạt nhân 1000 MW Về kinh tế : dầu đốt sinh khối = đắt gấp 3 lần nhiên
liệu mỏ.
( cần có 1 lít dầu nhớt để sản xuất 1,5 lít êtanol sinh khối hay 2 lít xăng Colza )
(Đùng quên là phải cần gần 100 năm để trồng lại một khu rừng )
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn
53
ONESA-I
ĐỊA NHIỆT
Dùng nhiệt ở tầng đất dưới : Năng lượng nhiệt
NƯỚC NÓNG ( chất lỏng hay hơi nước )
ĐÁ NÓNG ( chuyển đổi )
Tiện lợi cho một số vùng : NÚI LỬA VÀ KIẾN TẠO
• thay đổi địa nhiệt trung bình = 3°C / 100 mét
• Cho những vùng núi lửa = 10°C / 100 mét
Được khai thác để : SƯỞI ẤM
và SẢN XUẤT ĐIỆN
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 54
ONESA-I
ĐỊA NHIỆT
Các miền có ưu thế:
Nouvelles-Zélande, Etats-Unis, Philippines, Italie
Islande, France ( D.O.M ) ….
Yellowstone ( bắc Californie )
Coppen Basin ( nam Úc )
Guadeloupe ( Pháp )
Martinique
Réunion
Các nơi đang được khai thác
18 nước trên thế giới khai thác năng lượng này
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 55
ONESA-I
Khai thác :
Năng lượng
THẤP1000 mét
tới
2000 mét
50°C 100°C Sưởi ấm
nhà ở
Năng lượng TRUNG BÌNH
2000 mét
tới
3000 mét
90°C 150°C Sưởi ấm
và
sản xuất điện
Năng lượng
CAO
3000 mét
tới
5000 mét
> 150°C Sản xuất điện
Địa nhiệt Độ sâu Nhiệt độ Khai thác
ĐỊA NHIỆT
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 56
ONESA-I
Sản xuất ĐIỆN
Trên thế giới : 5800 MWe năm1991 10.000 MWe năm 2004
Hay là 50 TWh
(ở USA ( 15TWh ), Philippines ( 10,3 TWh ), New-Zeland ( 4.5 TWh ) )…
ĐỊA NHIỆT
Năng lượng sạch.
Địa điểm rất thu hẹp.
Giá đào giếng rất cao.
Giá khai thác thấp.
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 57
ONESA-I
Năng lương gió : ĐIỆN GIÓ
Năng lượng lấy từ GIÓ bằng một bộ phận cơ khí
hay MÁY PHÁT ĐIỆN nhờ GIÓBiến đổi GIÓ thành năng lượng CƠ KHÍ : -Nhà quạt gió ( cối xay)
- Chuyên trở (tầu buồm)
- Bơm nước tưới vườnBiến đổi GIÓ thành năng lượng ĐIỆN :
ĐIỆN GIÓ
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 58
ONESA-I
ĐIỆN GIÓ
Năng lượng ĐIỆN gió : 0,4 % điện trên thế giới ( 2003 )
Công xuất điện đã được đặt : 40.000 MWe
Âu Châu : 75 %Sự gia tăng của kỹ nghệ điện gió : 30 % mỗi năm (từ năm 2000 )
1. Đức 14.400 MWe
2. Tây Ban Nha 6.400 MWe
3. Mỹ 6.400 MWe
4. Đan Mạch 3.200 MWe
5. Ấn Độ 2.000 MWe
6. Nhật Bản và các nước khác 7.000 MWe
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 59
ONESA-I
ĐIỆN GIÓ
Sự phân phối trên thế giới
40.000 cột điện gió 1 MW
Tổng số : 40.3 GW
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 60
ONESA-I
ĐIỆN GIÓ
ĐAN MẠCH, nước dẫn đầu với 12 đến 15 % sản xuất điện gió trong nước
Nước Pháp : 0,2 % so với sản xuất điện EDF (2005 )
Với 629 cột điện gió = 386 MWe
0,9 % sản xuất điện gió quốc tế
- Languedoc-Roussillon
- Rhônes-Alpes
- Nord Pas-de-Calais
- D.O.M.
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 61
ONESA-I
ĐIỆN GIÓ
Những nơi có ưu thế
Những đồng bằng rộng lớn ở Bắc Mỹ (ít vật chắn).
Những đồng bằng miền trung Âu Á .
Những đỉnh núi.
Những vùng dễ có bão.
Những đại dương vùng vĩ tuyến thứ 40 ( bình chứa năng lượng gió) .
• Nơi đồng bằng trên tháp cao 30m (sức gió trên cao)
• Ngoài biển, trên những vùng gần bờ nông đáy, dùng cột gió thấp, đỡ tốn kém và được hiệu xuất cao.
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 62
ONESA-I
Kỹ thuật :
Công xuất phát ra 3
smV
5 m/s 18 km/h 3 80 kW 10%
10 m/s 36 km/h 5 450 kW 60%
15 m/s 54 km/h 7 750 kW 100%
Frein
25 m/s 90 km/h 10 750 kW 100%
Vitesse vitesse Force Puissance Rdt %
750 kW
L’EOLIEN
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 63
ONESA-I
KỸ THUẬT
ĐIỆN GIÓ
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 64
ONESA-I
Không nên lẫn công suất đặt ra với công suất lấy được :
khái niệm về HIỆU SUẤTSự đều đặn cuả gió :
Gió không bất biến cả về LỰC lẫn về HƯỚNG.
HIỆU SUẤT : khoảng 30 % hoặc 2000 h / an
Vùng ưu thế
10 máy điện gió ( 1 MW ) trên km2 20 GWh / km2
Với 1 máy điện gió 1 MW 2 GWh
Cần : 250.000 máy điện gió để sản xuất toàn thể điện dùng ở Pháp.
Gò bó về không gian
Gò bó về không gian
Vậy phải cần có 25.000 km2 , hoặc một máy điện gió mỗi 10m dọc theo bờ biển.
ĐIỆN GIÓ
Viễn vọng :
Máy điện gió ngoài BIỂN KHƠI ( gió mạnh và đều hơn )
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 65
ONESA-I
Sản xuất KHÔNG ĐỀU HOÀ vì GIÓ BẤT THƯỜNG
LƯU GIỮ điện bằng những ẮC QUY hoặc MÁY TRỮ ĐIỆN
Dân Pháp tiêu thụ 1,5 TWh mỗi ngày
Nếu cần lưu giữ số lượng điện này
Thì cần phải có
1 tấn máy trữ điện Pb-acide / mỗi người
( Khả năng 30 Wh / kg )
Vấn đề :
• Chất thải cuối đời ( kim loại nặng )?? !!!
Giải pháp : Pin nhiên liệu
Hydrogen bằng điện tích khi có gió.
ĐIỆN GIÓ
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 66
ONESA-I
Tiến triển : hiệu suất, tiếng động, thiết kế, biển khơi Các máy điện gió
khác
ĐIỆN GIÓ
BIỂN KHƠI :1000 MW với 270 máy điện gió
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 67
ONESA-I
MẶT TRỜI
Ghi nhớ : phần lớn những nguồn năng lượng tái tạo đều khởi nguồn từ năng lượng mặt trời.
• Ánh sáng mặt trời làm nóng bầu khí quyển ( gió, chu trình nước ) và đóng góp vào hiện tượng quang biến ( chu trình
thưc vật ).Nguồn năng lượng thiên nhiên KHUẾCH TÁN và BẤT THƯỜNG
Đêm tối, khí quyển, mây, độ nghiêng ( các muà )
Hiệu suất năng lượng thấp : < 20%
1 kW / m2 dùng Hội tụ
Ở Pháp : khoảng kWh / m2. nămS = 5,1.1014 m2
8.108 TWh / năm
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 68
ONESA-I
Ứng dụng : Nhiêt mặt trời và điện mặt trời
Ánh sáng mặt trời [ hội tụ ]
Nhiệt
Điện
[ sự hội tụ ] : Cảm biến - Chất lỏng ( khí, nước, dầu ) - Chất rắn ( chất hấp thụ mờ, kính ) - Chất bán dẫn ( pin quang điện )
Mặt trời
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 69
ONESA-I
Quang nhiệt : dùng trực tiếp hay sau hội tụ
Làm nóng không gian ( nhà kính trồng trọt , xấy khô )
Sưởi ấm nhà cửa ( nước nóng 60°C )
Lọc nước ngọt
Máy bơm nhiệt ( hệ thống làm lạnh )
Lò mặt trời
Mặt trời
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 70
ONESA-I
Mặt trời
Điện mặt trời : biến đổi ánh sáng điện
Biến đổi trực tiếp : tế bào quang điệnBiến đổi gián tiếp : nhiệt điện ( nồi sốt de )
Quang điện : Bản bằng Silicium đơn hay đa tinh thể
Đời sống ~ 20 năm
Hiệu xuất thấp ~16 %
Âu Châu : 10 m2 = 1kWc
Hệ thống điện nhỏ, vệ tinh, dụng cụ truyền thông, dấu hiệu, soi sáng phụ …
Ứng dụng :
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 71
ONESA-I
Nhiệt điện:
Hệ thống gương hội tụ ánh sáng nồi nấu nước ( 400 °C )
Tu-bin ( 80 MW ) = điện
•Cần diện tích tập chung : 50 ha.
•Công nghệ vận hành chính xác.
•Cần lò khí trợ cấp ( ¼ )
Lò điện mặt trời
Mặt trời
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 72
ONESA-I
Tua điện mặt trời tại Úc ( New South Wales en 2010 )
Chiều cao 1000 m
Công xuất 200MW
Đường kính 7 km
T° dưới nhà kính 70 °C
T° bên ngoài 30°C
Luồng gió 15 m/s = 54 km/h
32 tu-bin
Mặt trời
Hoạt động 24 / 24
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 73
ONESA-I
Những áp dụng khác
Mặt trời
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 74
ONESA-I
Sản xuất điện mặt trời:
Sản xuất thế giới: _ Quang điện 1000 MWe ( Japon 90% )
_ Nhiệt điện 800 MWe
( Japon, Allemagne, USA ( 75 % ))
Phát triển : 5 MWc (1982) 60 MWc (1992) 380 MWc (2002) 574 MWc (2003)
Đầu tư : 5 tỉ U$ / an
Le solaire
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 75
ONESA-I
Những cái lợi hại:
- tin cậy được, gồm nhiều phần nhỏ, giá vận hành thấp không ô nhiễm
khi vận hành. Rất thích hợp cho những vị trí cô lập.- giá đầu tư cao- hiệu suất các pin quang điện thấp ( 15% )- vấn đề lư giữ năng lượng ( ~ 30% giá thành )- vấn đề những ắc quy và máy tụ điện lúc cuối ( sa
thải !)- khó cạnh tranh về kinh tế ( giá kWh )- khó khăn về địa thế.
Mặt trời
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 76
ONESA-I
Giải pháp : Pin nhiên liệu
Tạo khí hydro bằng điện tích khi có mặt trời
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 77
ONESA-I
Kết hạch nhiệt hạt nhân
Trong thời kỳ nghiên cứu : còn lâu dài !
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 78
ONESA-I
KẾT LUẬN
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 79
ONESA-I
DỰ TRỮ VÀ CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI
Dự trữ
( Gtep )
SẢN XUẤT( Mtep )
DỰ TÍNH( Năm)
NGUỒN
( % )
THAN ĐÁ
940
2295
400
82
DẦU HOẢ
138
3252
43
51
KHÍ
126
1908
66
66
URANIUM
8500
Thấp
1g = 17 T than đá
Dài hạn
78
+ mỏ để khai thác
NĂNG LƯỢNG TÁI
TẠO
Vô giới
hạn
Rất ít
Vô tận
Không hết
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 80
ONESA-I
Sự phân phối tiêu thụ năng lượng theo nguồn năng lượng
(ngoài nhập cảng và xuất cảng)Quốc gia
Hạt nhân
Dầu khíThan
đáNăng lượng tái tạo
Allemagne 12,7 % 59,8 % 24,2 % 3,1 %
Canada 8,1 % 64,6 % 12,4 % 15,7 %
Chine 0,4 % 22,6 % 56 % 21,1 %
États-Unis 9,2 % 62,3 % 23, 9 % 4,6 %
France 41, 3 % 49,1 % 4,8 % 7 %
Italie _ 84,1 % 7,8 % 5,7 %
Japon 16 % 61,6 % 19,2 % 3,2 %Royaume-
Uni10 % 71,5 % 16,9 % 1,1 %
Russie 5,8 % 73,7 % 17,2 % 3,5 %
(Tài liệu gốc : Cục Năng Lượng Quốc Tế)
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 81
ONESA-I
SẢN XUẤT ĐIỆNSẢN XUẤT ĐIỆN
MỨC ĐỘ TƯƠNG ĐỐI
1 kg gỗ khô -> 2kWh1 kg dầu cặn (hay 1m3 dầu khí) -> 6 kWh1 kg uranium tự nhiên nhà máy điện chỉ dùng U -> 50 000 kWh máy điện dùng MOX -> 100 000 kWh lò hạt nhân nhiên liệu siêu tái sinh-> 5 000 000 kWh
Các phản ứng hoá học cơ bản thải ra những năng lượng ở độ eV, các phản ứng hạt nhân ở độ MeV. Với cùng một khối lượng, hạt nhân phát ra khoảng một triệu lần năng lượng nhiều hơn năng lượng hoá học. Khối lượng chất thải cũng được giảm đi với cùng tỷ lệ.
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 82
ONESA-I
Phương diện kinh tếPhương diện kinh tế
Giá tiền điện:
Điện dùng dầu lửa : 35,0 € / MWh Điện dùng khí : 33,7 €/ MWh Điện dùng than : 32,0 €/ MWh Điện hạt nhân : 28,4 €/ MWh
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn
83
ONESA-I
Năng lượng càng ngày càng đắt đỏ.
Tiết kiệm năng lượng.
Chuẩn bị cho sự cạn các nguồn nhiên liệu hóa thạch (100 năm).
Tìm phương pháp hỗn hợp các nguồn năng lượng.
Huy động mạnh ngành khảo cứu phát triển năng lượng (tăng hiệu xuất, lưu trữ, nguồn mới …..)
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn 84
ONESA-I
NĂNG LƯỢNG
12/04/23 ONESA-I Đỗ Đăng-Giu Trần Mạnh-Tuấn
85
ONESA-I
Recommended