Năng lượng sạch quan trọng nhất là gì?

Năng lượng sạch là những năng lượng không gây ra nhiều thiệt hại trên hành tinh Trái đất so với nhiên liệu hóa thạch, như than đá hoặc dầu mỏ.

Những nhiên liệu này, còn được gọi là năng lượng bẩn, giải phóng khí nhà kính, carbon dioxide (CO ₂ ), có tác động tiêu cực đến điều kiện khí hậu của hành tinh.

Không giống như nhiên liệu, năng lượng sạch không phát ra khí nhà kính, hoặc phát ra chúng với số lượng nhỏ hơn. Đó là lý do tại sao chúng không gây ra mối đe dọa cho môi trường. Ngoài ra, chúng có thể tái tạo, có nghĩa là chúng tái xuất hiện tự nhiên gần như ngay khi chúng được sử dụng.

Do đó, năng lượng không gây ô nhiễm là cần thiết để bảo vệ hành tinh khỏi các điều kiện thời tiết khắc nghiệt mà nó đã thể hiện. Theo cách tương tự, việc sử dụng các nguồn này sẽ đảm bảo nguồn năng lượng có sẵn trong tương lai, vì nhiên liệu hóa thạch không thể tái tạo.

Cần lưu ý rằng có được năng lượng không gây ô nhiễm là một quá trình tương đối mới, vẫn đang được phát triển, đó là lý do tại sao một số năm vẫn còn cho đến khi chúng đại diện cho một cuộc cạnh tranh thực sự đối với nhiên liệu hóa thạch.

Tuy nhiên, hiện nay, các nguồn năng lượng không gây ô nhiễm đã đạt được tầm quan trọng nhờ hai khía cạnh: chi phí khai thác nhiên liệu hóa thạch cao và mối đe dọa mà việc đốt cháy chúng đại diện cho môi trường. Năng lượng sạch được biết đến nhiều nhất là năng lượng mặt trời, gió và thủy điện.

Danh sách với năng lượng sạch quan trọng nhất

1- Năng lượng mặt trời

Loại năng lượng này có được thông qua các công nghệ chuyên dụng thu các photon đến từ mặt trời (các hạt năng lượng ánh sáng).

Mặt trời đại diện cho một nguồn đáng tin cậy vì nó có thể cung cấp năng lượng trong hàng triệu năm. Công nghệ hiện tại để thu được loại năng lượng này bao gồm các tấm quang điện và các bộ thu năng lượng mặt trời.

Những tấm pin này trực tiếp biến năng lượng thành điện, có nghĩa là không cần máy phát điện có thể gây ô nhiễm môi trường.

Công nghệ sử dụng để thu được năng lượng mặt trời

a) Tấm quang điện

Các tấm quang điện biến đổi năng lượng từ mặt trời thành điện năng. Việc sử dụng các mô-đun quang điện trên thị trường đã tăng 25% trong những năm qua.

Hiện tại, chi phí của công nghệ này có lãi trong các thiết bị nhỏ, như đồng hồ và máy tính. Cần lưu ý rằng ở một số quốc gia, công nghệ này đã được thực hiện trên quy mô lớn. Ví dụ, ở Mexico, khoảng 20.000 hệ thống quang điện đã được lắp đặt ở các vùng nông thôn của đất nước.

b) Công nghệ nhiệt động

Năng lượng nhiệt mặt trời đến từ nhiệt do mặt trời tạo ra. Các công nghệ có sẵn trong năng lượng nhiệt chịu trách nhiệm thu thập bức xạ mặt trời và biến nó thành năng lượng nhiệt. Sau đó, năng lượng này được chuyển đổi thành điện thông qua một loạt các biến đổi nhiệt động.

c) Công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời trong các tòa nhà

Hệ thống sưởi ấm và chiếu sáng ban ngày là công nghệ năng lượng mặt trời phổ biến nhất được sử dụng trong các tòa nhà. Các hệ thống sưởi ấm hấp thụ năng lượng mặt trời và chuyển nó sang một vật liệu lỏng, nước hoặc không khí.

Tại Nhật Bản, hơn hai triệu máy nước nóng năng lượng mặt trời đã được lắp đặt. Israel, Hoa Kỳ, Kenya và Trung Quốc là những quốc gia khác đã sử dụng các hệ thống tương tự.

Liên quan đến hệ thống chiếu sáng, chúng liên quan đến việc sử dụng ánh sáng tự nhiên để chiếu sáng một không gian. Điều này đạt được thông qua việc bao gồm các tấm phản chiếu trong các tòa nhà (trên trần và cửa sổ).

Nhược điểm của năng lượng mặt trời

Chi phí của các tấm pin mặt trời vẫn còn rất cao so với các dạng năng lượng có sẵn khác.
Công nghệ có sẵn không thể thu được năng lượng mặt trời vào ban đêm hoặc khi bầu trời rất nhiều mây.

Liên quan đến nhược điểm cuối cùng, một số nhà khoa học đang nghiên cứu để lấy năng lượng mặt trời trực tiếp từ không gian. Nguồn này được đặt tên là "năng lượng mặt trời không gian".

Ý tưởng cơ bản là đặt các tấm quang điện trong không gian sẽ thu năng lượng và gửi nó trở lại Trái đất. Theo cách này, nguồn năng lượng sẽ không chỉ liên tục mà còn sạch sẽ và không giới hạn.

Kỹ sư hàng không vũ trụ của Phòng thí nghiệm nghiên cứu hải quân Hoa Kỳ, Paul Jaffe, khẳng định rằng "nếu một tấm pin mặt trời được đặt trong không gian, nó sẽ nhận được ánh sáng 24 giờ một ngày, bảy ngày một tuần, trong 99% của năm" .

Mặt trời tỏa sáng nhiều hơn trong không gian, do đó, các mô-đun này có thể nhận được năng lượng gấp 40 lần so với cùng một bảng điều khiển sẽ tạo ra trên Trái đất.

Tuy nhiên, việc gửi các mô-đun lên không gian sẽ quá tốn kém, điều này thể hiện sự cản trở cho sự phát triển của chúng.

2- Năng lượng gió

Trong những năm qua, gió đã được sử dụng để cung cấp năng lượng cho thuyền buồm và thuyền, nhà máy hoặc để tạo áp lực khi bơm nước. Tuy nhiên, phải đến thế kỷ XX, người ta mới bắt đầu nghĩ về yếu tố này như một nguồn năng lượng đáng tin cậy.

So với năng lượng mặt trời, năng lượng gió là một trong những thứ đáng tin cậy nhất vì gió là nhất quán và, không giống như mặt trời, nó có thể được sử dụng trong đêm.

Lúc đầu, chi phí của công nghệ này là quá cao, tuy nhiên, nhờ những tiến bộ được thực hiện trong những năm gần đây, dạng năng lượng này đã trở nên ngày càng có lãi; Điều này được chứng minh bằng thực tế rằng, trong năm 2014, hơn 90 quốc gia sở hữu các cơ sở năng lượng gió, nơi cung cấp 3% tổng lượng điện tiêu thụ trên thế giới.

Công nghệ dùng để lấy năng lượng gió

Các công nghệ được sử dụng trong lĩnh vực năng lượng gió, tua-bin, chịu trách nhiệm biến đổi các khối không khí đang chuyển thành năng lượng. Điều này có thể được sử dụng bởi các nhà máy hoặc biến thành điện thông qua một máy phát điện. Các tua bin này có thể có hai loại: tua bin trục ngang và tua bin trục dọc.

Nhược điểm của năng lượng gió

Mặc dù là một trong những nguồn không gây ô nhiễm ít tốn kém nhất, năng lượng gió có những nhược điểm sinh thái nhất định:

Các tháp năng lượng gió can thiệp vào tính thẩm mỹ của cảnh quan thiên nhiên.
Tác động mà các nhà máy và tua-bin này có thể có đối với môi trường sống là không chắc chắn.

3- Thủy điện

Nguồn năng lượng sạch này có được điện thông qua sự chuyển động của nước. Dòng nước từ mưa hoặc sông rất hữu ích.

Công nghệ sử dụng để thu được năng lượng thủy điện

Các cơ sở để có được loại năng lượng này tận dụng động năng được tạo ra bởi dòng chảy của nước để tạo ra điện. Nói chung, năng lượng thủy điện được lấy từ sông, suối, kênh hoặc đập.

Công nghệ trong lĩnh vực năng lượng thủy điện là một trong những công nghệ tiên tiến nhất về thu nhận năng lượng. Trên thực tế, khoảng 15% điện năng sản xuất trên thế giới đến từ loại năng lượng này.

Thủy điện đáng tin cậy hơn nhiều so với năng lượng mặt trời và năng lượng gió bởi vì, một khi các đập đã được lấp đầy bằng nước, điện có thể được sản xuất với tốc độ không đổi. Ngoài ra, những con đập này không chỉ hiệu quả mà còn được thiết kế để tồn tại lâu dài và cần ít bảo trì.

a) Năng lượng thủy triều

Năng lượng thủy triều là một phân khu của năng lượng thủy điện, dựa trên việc thu được năng lượng thông qua sóng.

Giống như năng lượng gió, loại năng lượng này đã được sử dụng từ thời La Mã cổ đại và thời Trung cổ, rất phổ biến các nhà máy được điều khiển bởi sóng.

Tuy nhiên, phải đến thế kỷ 19, năng lượng này mới được sử dụng để sản xuất điện.

Nhà máy năng lượng thủy triều đầu tiên trên thế giới là Trạm năng lượng Rance Mareomotor, hoạt động từ năm 1966 và là nhà máy lớn nhất ở châu Âu và lớn thứ hai trên thế giới.

Nhược điểm của thủy điện

Việc xây dựng các con đập tạo ra sự thay đổi trong quá trình tự nhiên của các con sông, ảnh hưởng đến mức độ của dòng chảy và ảnh hưởng đến nhiệt độ của nước, có thể có tác động tiêu cực đến hệ sinh thái.
Nếu kích thước của những con đập này quá mức, chúng có thể tạo ra động đất, xói mòn trong đất, sạt lở đất và các thiệt hại địa chất khác.
Họ cũng có thể tạo ra lũ lụt.
Từ quan điểm kinh tế, chi phí ban đầu để xây dựng các đập này là cao. Tuy nhiên, điều này sẽ được khen thưởng trong tương lai khi những thứ này bắt đầu hoạt động.
Nếu thời điểm hạn hán đến và các đập không đầy, điện không thể được sản xuất.

4- Năng lượng địa nhiệt

Năng lượng địa nhiệt là năng lượng thu được từ nhiệt được bảo quản bên trong Trái đất. Loại năng lượng này có thể được thu thập với chi phí thấp chỉ trong các khu vực có mức độ hoạt động địa nhiệt cao.

Ví dụ, tại các quốc gia như Indonesia và Iceland, năng lượng địa nhiệt có thể truy cập được và có thể giúp giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch. El Salvador, Kenya, Costa Rica và Iceland là những quốc gia trong đó hơn 15% tổng sản lượng điện đến từ năng lượng địa nhiệt.

Nhược điểm của năng lượng địa nhiệt

Nhược điểm lớn nhất là về kinh tế: chi phí khai thác và khai quật để có được loại năng lượng này cao.
Bởi vì loại năng lượng này không phổ biến như các loại năng lượng trước đó, nên thiếu nhân sự có trình độ để cài đặt công nghệ cần thiết.
Nếu bạn không tiến hành thận trọng, có được loại năng lượng này có thể tạo ra động đất.

5- Năng lượng thủy nhiệt

Năng lượng thủy nhiệt bắt nguồn từ năng lượng thủy điện và nhiệt và đề cập đến nước nóng hoặc hơi nước bị giữ lại trong các vết nứt của các lớp trái đất.

Loại này tạo thành năng lượng nhiệt duy nhất được khai thác thương mại hiện nay. Tại Philippines, Mexico, Ý, Nhật Bản và New Zealand, các cơ sở đã được xây dựng để tận dụng nguồn năng lượng này. Tại California, Hoa Kỳ, 6% điện năng được sản xuất đến từ loại năng lượng này.

Sinh khối

Sinh khối dùng để chuyển đổi các chất hữu cơ thành các dạng năng lượng có thể sử dụng. Loại năng lượng này có thể đến từ chất thải từ nông nghiệp, từ ngành công nghiệp thực phẩm, trong số những người khác.

Từ thời cổ đại, các dạng sinh khối đã được sử dụng, như củi; Tuy nhiên, trong những năm gần đây, công việc đã được thực hiện trên các phương pháp không tạo ra carbon dioxide.

Một ví dụ về điều này là nhiên liệu sinh học có thể được sử dụng trong các trạm dầu khí. Không giống như nhiên liệu hóa thạch, được sản xuất bởi các quá trình địa chất, nhiên liệu sinh học được tạo ra thông qua các quá trình sinh học, chẳng hạn như tiêu hóa kỵ khí.

Bioethanol là một trong những nhiên liệu sinh học phổ biến nhất; Điều này được sản xuất thông qua quá trình lên men carbohydrate từ ngô hoặc mía.

Việc đốt sinh khối sạch hơn nhiều so với nhiên liệu hóa thạch, vì nồng độ lưu huỳnh trong sinh khối thấp hơn. Ngoài ra, thu được năng lượng thông qua sinh khối sẽ tận dụng các vật liệu sẽ bị lãng phí.

Tóm lại, năng lượng sạch và tái tạo có khả năng cung cấp lượng năng lượng đáng kể. Tuy nhiên, do chi phí cao của công nghệ được sử dụng để có được điện từ các nguồn này, rõ ràng những loại năng lượng này sẽ không thay thế hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch.