ĐẶT VẤN ĐỀ Trong lịch sử phát triển của loài người, năng lượng luôn đóng một vai trò quan trọng. Năng lượng là một trong những nguyên nhân của các cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật. Năng lượng quyết định tiềm năng, mức độ và nhịp độ phát triển của một nền kinh tế. Năng lượng cần cho sự sống của con người: đem lại sự sống cho con người, vạn vật; phục vụ các nhu cầu thiết yếu: sưởi ấm, nấu chín thức ăn, thắp sáng, sử dụng phương tiện giao thông,… Đảm bảo các hoạt động cho sinh hoạt, sản xuất, hoạt động dịch vụ.
Trong một trăm năm cuối cùng của thiên niên kỷ thứ hai, loài người đã khai thác và sử dụng năng lượng nhiều hơn 19 thế kỷ trước cộng lại. 95% trong số đó là năng lượng hóa thạch. Sản phẩm của quá trình đốt cháy các nhiên liệu có nguồn gốc hữu cơ được thải trực tiếp vào bầu khí quyển. Trong số đó có nhiều chất thải tồn tại dưới dạng khí, quan trọng nhất là CO2.
Việc sử dụng các nguồn năng lượng mới để thay thế đã được tính tới nhưng khả năng thay thế của các nguồn năng lượng này trong thời gian tới còn rất hạn chế, do vậy việc làm thế nào để tiết kiệm và sử dụng hiệu quả những nguồn năng lượng đã và đang được nghiên cứu. NHU CẦU VÀ SẢN XUẤT NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI Như đã nêu trên, vấn đề được đặt ra là thế giới đang đối mặt với tình trạng thiếu hụt năng lượng và làm thế nào để quản lý tốt, sử dụng hiệu quả để tiết kiệm được nguồn năng lượng. Ở phần này, chúng ta sẽ đi vào tìm hiểu sâu hơn về nhu cầu và tình hình sản xuất năng lượng trên thế giới để bước đầu hiểu được tại sao phải sử dụng hiệu quả năng lượng. Nhu cầu Tiêu thụ năng lượng toàn cầu trong nửa thế kỷ qua đã tăng lên rất nhanh và dự kiến sẽ tiếp tục phát triển trong vòng 50 năm tới.
Sự gia tăng đó đã được kích thích nhiên liệu hóa thạch “giá rẻ”, nhưng trong khi năng lượng tiêu thụ ở các nước này tiếp tục tăng, các yếu tố bổ sung năng lượng cho 50 năm tiếp theo phức tạp hơn. Thống kế về tiêu thụ năng lượng giai đoạn 1973-2013 được thể hiện qua hình 1.1: Tiêu thụ năng lượng thế giới từ 1973 đến 2013 (Nguồn: IEA Key world energy statistics 2015) Những dữ liệu nêu trên cho thấy rằng lượng tiêu thụ năng lượng của tất cả các loại nhiên liệu đều tăng mạnh trong khoảng thời gian từ 1971 đến 2013, trong đó được tiêu thụ nhiều nhất phải kể đến năng lượng 18 dầu, điện, khí tự nhiên và than đá. So với các nhiên liệu còn lại thì mức tiêu thụ năng lượng từ than đá khá ổn định, chỉ tăng nhẹ. Điều này cho thấy rằng thế giới có khả năng đứng trước nguy cơ về thiếu hụt năng lượng do nhu cầu ngày càng lớn.
Phần kế tiếp sẽ đi vào tìm hiểu tình hình sản xuất năng lượng trên thế giới để chúng ta có cái nhìn rõ hơn về tình hình năng lượng thế giới. Sản xuất Song song với nhu cầu về năng lượng tăng nhanh, sản xuất năng lượng cũng tăng mạnh trên toàn thế giới.3 là một số dữ liệu về tình hình sản xuất năng lượng trên thế giới.2: Cung cấp năng lượng thế giới từ 1973 đến 2013 (Nguồn: IEA Key world energy statistics 2015) Hình 1.2, ta thấy rõ 3 loại năng lượng được khai thác sản xuất mạnh nhất là dầu, than đá và thủy điện. Ngoài ra một số loại năng lượng khác cũng đang được phát triển và nhu cầu cũng tăng mạnh chẳng hạn như nhiên liệu sinh học và năng lượng hạt nhân. Nhu cầu sử dụng và tình hình sản xuất đã cho thấy rõ than đá, dầu,… vẫn đang là những loại nhiên liệu được khai thác tối đa do đặc tính sử dụng và vai trò to lớn của chúng.
Mặc dù vậy những loại năng lượng khác cũng đã và đang cho thấy tiềm năng to lớn của mình.3 thì cho thấy số liệu % về cung cấp năng 19 lượng theo từng khu vực trong 2 năm 1973 và 2013. Dễ thấy rằng các nước thuộc tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế OECD luôn đứng đầu trong việc sản xuất năng lượng, tiếp đến ở vị trí thứ 2 là Trung Quốc. Mặc dù tổng lượng năng lượng sản xuất có tăng mạnh nhưng thứ hạng này vẫn không thay đổi. Tuy nhiên tỷ trọng giữa các khu vực lại có sự thay đổi khi các nước thuộc OECD tuy vẫn giữ vị trí của mình nhưng năm 2013 lại đóng góp tỷ trọng ít hơn năm 1973 trong việc sản xuất năng lượng trong khi con số này với Trung Quốc lại tăng.
Điều này chứng tỏ sự phát triển của Trung Quốc trong thời gian gần đây và sự chững lại của các nước thuộc OECD.3: Cung cấp năng lượng thế giới năm 1973 và 2013 theo từng khu vực (Nguồn: IEA Key world energy statistics 2015) Năng lượng tái tạo (NLTT) Nguồn năng lượng tái tạo chiếm đến ¼ công suất tiêu thụ năng lượng trên toàn thế giới và cung ứng 18% nguồn điện năng cho cả hành tinh trong năm 2009. Tại một số quốc gia, năng lượng tái tạo chiếm một phần quan trọng trong tổng số năng lượng cung cấp, bao gồm cả nhiệt năng và giao thông. Số hộ dân trên thế giới sử dụng máy nước nóng năng lượng mặt trời cũng ngày một tăng, ước tính khoảng 70 triệu hộ. Nguồn vốn đầu tư cho năng lượng tái tạo trong năm 2008 và 2009 chiếm hơn một nửa tổng số tiền đầu tư cho việc tạo ra các nguồn năng lượng mới trên toàn cầu.
20 Sự phát triển đồng đều ở hầu hết tất cả các ngành công nghệ tái tạo được đánh dấu bằng sự tăng trưởng trong suốt 5 năm (2005-2009), trong đó, công suất năng lượng gió tăng trung bình 27% mỗi năm, máy nước nóng năng lượng mặt trời tăng 19% và sản xuất ethanol tăng 20%. Năng lượng sinh khối và năng lượng địa nhiệt (tạo ra nguồn điện và nhiệt) cũng tăng trưởng mạnh. Những vấn đề Ở phần này, chúng ta sẽ đi vào tìm hiểu những rắc rối, khó khăn nào đang xảy ra với thế giới trong vấn đề năng lượng.1: Phát thải CO2 toàn cầu qua các năm (Nguồn: Dự án carbon toàn cầu) Năm Tổng số Nhiên liệu hóa thạch và Sử dụng đất xi măng thay đổi 2014 9,795 GTC ~ 0,9 GTC 2013 9,735 GTC 2012 9,575 GTC 2011 9,449 GTC 2010 9,995 GTC 9,140 GTC 0,855 GTC 2009 9,567 GTC 8,700 GTC 0,867 GTC 2008 9,666 GTC 8,740 GTC 0,926 GTC 2007 9,472 GTC 8,532 GTC 0,940 GTC 2006 9,355 GTC 8,363 GTC 0,992 GTC *Chuyển đổi carbon dioxide (CO2) bằng cách nhân số trên cho 3,67. 1 gigatonne carbon (GTC) = 1 tỷ tấn carbon Các nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt, tuy nhiên các nguồn năng lượng mới như năng lượng tái tạo vẫn còn chưa đủ khả năng đáp ứng, nên tạm thời năng lượng hóa thạch vẫn đang là lựa chọn hàng đầu.
Một trong những khó khăn lớn nhất của năng lượng hóa thạch là việc sinh ra khí thải trong quá trình sử dụng.1 cho thấy lượng khí thải CO2 toàn cầu qua các năm, trong đó có lượng CO2 sinh ra từ việc sử dụng năng lượng hóa thạch. 21 Phần lớn các nhà khoa học ủng hộ giả thuyết cho rằng việc tăng nồng độ các khí nhà kính do loài người gây ra, hiệu ứng nhà kính nhân loại, sẽ làm tăng nhiệt độ trên toàn cầu (sự nóng lên của khí hậu toàn cầu) và như vậy sẽ làm thay đổi khí hậu trong các thập kỷ và thập niên kế đến. Một số vấn đề khác có thể được kể đến là: Các nguồn nước: Chất lượng và số lượng của nước và sức khỏe của các loài thủy sản có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi sự thay đổi của các trận mưa rào và bởi sự tăng khí bốc hơi. Mưa tăng có thể gây lụt lội thường xuyên hơn.
Khí hậu thay đổi có thể làm đầy các lòng chảo nối với sông ngòi trên thế giới. Các tài nguyên bờ biển: Chỉ tại riêng Hoa Kỳ, mực nước biển dự đoán tăng 50 cm vào năm 2100, có thể làm mất đi 5.000 dặm vuông đất khô ráo và 4.000 dặm vuông đất ướt. Sức khỏe: Số người chết vì nóng có thể tăng do nhiệt độ cao trong những chu kỳ dài hơn trước. Sự thay đổi lượng mưa và nhiệt độ có thể đẩy mạnh các bệnh truyền nhiễm.
Những khối băng ở Bắc cực và Nam cực đang tan nhanh: làm cho mực nước biển sẽ tăng quá cao, có thể dẫn đến nạn hồng thủy. NHU CẦU VÀ SẢN XUẤT NĂNG LƯỢNG Ở VIỆT NAM 1. Nhu cầu Cũng như xu thế chung của thế giới, nhu cầu tiêu thụ năng lượng ở Việt Nam cũng gia tăng theo thời gian tuy nhiên thời gian gần đây lại có sự chững lại. Theo số liệu từ tổng sơ đồ VII, trong giai đoạn 2011-2014, sản lượng điện tiêu thụ toàn quốc đã tăng trưởng với tốc độ bình quân là 10,3%/năm, thấp hơn so với tốc độ tăng trưởng bình quân giai đoạn 2006-2010 là 13,4%/năm.
Nguyên nhân chủ yếu là do tình hình kinh tế trong nước còn nhiều khó khăn, chưa vượt qua được giai đoạn khủng hoảng kinh tế. Hệ số đàn hồi điện so với tăng trưởng GDP giai đoạn 2011-2014 là 1,80 (giai đoạn 2006-2010 là 2,14). Tiêu thụ điện tăng từ 84,6 tỷ kWh năm 2010 lên 127,6 tỷ kWh năm 2014 (không bao gồm lượng điện bán cho Campuchia). Cơ cấu tiêu thụ điện giai đoạn 2005- 2010-2014 được thể hiện ở bảng dưới đây.2: Tiêu thụ điện toàn quốc giai đoạn 2005-2010-2014 (Nguồn: Tổng sơ đồ VII) STT Danh mục 2005 2010 2011 2012 2013 2014 I.Điện tiêu thụ (GWh) 1 Nông nghiệp 574 942 1.185 Thương mại và 3 2.126 KS, nhà hàng Quản lý và tiêu 4 19.695 dùng dân cư Các hoạt động 5 1.535 khác Tổng điện 128.283 thương phẩm 5 7 Tổn thất (%) 11,78 11,25 9,23 8,85 8,87 8,6 II.Cơ cấu điện tiêu thụ (%) 1 Nông nghiệp 1,3 1,1 1,1 1,2 1,3 1,5 2 Công nghiệp 46,7 51,9 52,9 52,4 52,7 53,9 Thương mại và 3 4,7 4,6 4,6 4,7 4,7 4,8 KS, nhà hàng Quản lý và tiêu 4 43,5 37,6 36,4 36,7 36,4 35,6 dùng dân cư Các hoạt động 5 3,8 4,9 5,0 5,0 4,9 4,3 khác Nhu cầu điện và tốc độ tăng trưởng giai đoạn 2005-2014 được thể hiện ở hình vẽ 1.
Trên hình vẽ thể hiện rõ: ở giai đoạn 2005-2010, nhu cầu điện tăng hàng năm luôn duy trì ở mức cao từ 13-14%/năm tương ứng với mức tăng trưởng GDP ở mức bình quân 6,3%/năm (hệ số đàn hồi là 2,14), giai đoạn 2011-2014 tốc độ tăng nhu cầu điện giảm hẳn chỉ duy 23 trì ở mức 10-11% tương ứng với mức tăng trưởng GDP bình quân 5,8%/năm (hệ số đàn hồi là 1,87).