Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chương 2: Cơ sở lý luận về năng lượng tái tạo và hoạt động xuất khẩu dầu thô Chương 3: Ảnh hưởng của sự phát triển năng lượng tái tạo đến hoạt động xuất khẩu dầu thô của Việt Nam ở thị trường Châu Á Chương 4: Định hướng và một số giải pháp phát triển ngành dầu Việt Nam trong bối cảnh chuyển dịch năng lượng 16 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG XUẤT KHẨU DẦU THÔ 2. Tổng quan chung về năng lượng tái tạo 2. Định nghĩa Năng lượng đã đóng một vai trò quan trọng trong đời sống của con người. Cuộc cách mạng công nghiệp đầu tiên diễn ra vào cuối thế kỷ 18 và đầu thế kỷ 19 đã thúc đẩy quá trình sản xuất và sử dụng năng lượng.
Quá trình công nghiệp hóa đã làm tăng nhu cầu năng lượng trên thế giới, đặc biệt là năng lượng tái tạo. Năng lượng tái tạo được biết đến là năng lượng sinh ra từ những nguồn liên tục, theo chuẩn mực của con người là vô hạn như: năng lượng mặt trời, gió, mưa, thủy triều, sóng và các tầng địa nhiệt. Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng năng lượng tái tạo là tách một phần từ các quy trình diễn biến liên tục để áp dụng vào lĩnh vực kỹ thuật. Năng lượng tái tạo (Renewable energy) là năng lượng được tạo ra các nguồn hình thành liên tục, có thể coi là vô hạn như gió, mưa, năng lượng mặt trời, sóng biển, thuỷ triều, địa nhiệt… Năng lượng tái tạo còn được biết đến là năng lượng sạch hoàn toàn hay năng lượng tái sinh.
Quá trình hình thành và phát triển Trước thế kỷ 19, hầu hết nguồn năng lượng con người sử dụng là năng lượng tái tạo, đặc biệt khối lượng sinh khối truyền thống đã xuất hiện từ 790. Đến năm 1823, nhà phát minh Samuel Brown đã tạo ra động cơ đốt trong và chứng minh tiềm năng của loại nhiên liệu hóa thạch đối với các loại xe điện. Đến những năm 1830, tàu hơi nước và đầu máy xe lửa phát triển làm tăng nhu cầu sử dụng nhiên liệu hóa thạch, trong khi ngành giao thông vận tải và thương mại các sản phẩm nhiên liệu hóa thạch cũng tăng. Trong những năm cuối 1830, các nhà khoa học đã phát hiện ra các hợp chất quang điện, giải phóng năng lượng khi tiếp xúc với ánh sáng.
Phát hiện này đã dẫn đến sự phát triển pin mặt trời và năng lượng mặt trời. Sang năm 1839, William Robert Grove đã phát minh ra pin nhiên liệu hydro đầu tiên, trong đó điện được khai thác từ phản ứng giữa hydro và oxy. Năng lượng gió là nguồn năng lượng tái tạo lâu đời thứ hai, được sử dụng để chạy thuyền buồm trên sông Nin từ cách đây 7000 năm. Đến thập niên 1970, các nhà môi trường đã thúc đẩy sự phát triển của các nguồn năng lượng tái tạo theo cả hai hướng là thay thế nguồn dầu đang dần cạn kiệt, đồng thời thoát khỏi sự lệ thuộc vào dầu mỏ, và các tua bin 17 gió phát điện đầu tiên đã ra đời.
Mặc dù năng lượng mặt trời đã được sử dụng từ lâu để nung nóng và làm lạnh, nhưng mãi đến năm 1980, các tấm pin mặt trời mới bắt đầu được xây dựng trên các cánh đồng pin năng lượng mặt trời. Đến tháng 6/2004, lần đầu tiên đại diện của 154 quốc gia đã họp tại Bonn, Đức trong Hội nghị quốc tế được tổ chức cho các chính phủ trên thế giới về năng lượng tái tạo. Mạng lưới chính sách Năng lượng tái tạo cho thế kỷ 21 (REN21) đã nổi lên như một mạng lưới của các bên liên quan về chính sách năng lượng tái tạo toàn cầu với mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi kiến thức, phát triển chính sách và tham gia các hoạt động nhằm hướng đến quá trình chuyển đổi sang sử dụng năng lượng tái tạo. Tại thời điểm đó, tiềm năng về năng lượng tái tạo trên toàn cầu, đầu tư, chính sách và hội nhập đã được quan tâm.
Tuy nhiên, ngay cả những dự báo đầy tham vọng cũng không lường trước được sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng tái tạo đã diễn ra trong thập kỷ trước. Nhận thức toàn cầu về năng lượng tái tạo đã thay đổi đáng kể từ năm 2004. Hơn 10 năm qua, những tiến bộ về công nghệ năng lượng tái tạo vẫn tiếp tục phát triển và nhiều công nghệ đã chứng minh được tiềm năng của chúng và được triển khai nhanh chóng.1 Năng lượng mặt trời Mặt trời là nguồn năng lượng khổng lồ. Hoạt động của mặt trời thường xuyên tạo ra các dòng bức xạ có năng lượng lớn truyền vào không gian vũ trụ.
Song, phần bức xạ của phần bức xạ của mặt trời truyền tới trái đất chỉ là một phần rất nhỏ nhưng cũng đủ nuôi sống toàn bộ trái đất chúng ta và đươc coi là nguồn năng lượng vô tận. Từ xa xưa, loài người đã biết tận dụng nguồn năng lượng quý giá này trong nhiều hoạt động thực tiễn nhằm cải tạo thiên nhiên, chinh phục vũ trụ, cải thiện và nâng cao chất lượng cuộc sống của mình. Nắng là dòng bức xạ trực tiếp của mặt trời xuống trái đất, số giờ nắng thể hiện lượng ánh sáng mặt trời trực tiếp chiếu xuống bề mặt trái đất. Trong đo đạc bức xạ mặt trời, trực xạ là nguồn bức xạ lớn nhất được đo trực tiếp từ nắng.
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo vô tận để cung cấp nguồn điện sạch, an toàn và đáng tin cậy. Vấn đề sử dụng năng lượng mặt trời đã được các nhà khoa học trên thế giới và trong nước quan tâm. Mặc dù tiềm năng của năng lượng mặt trời là rất lớn, nhưng tỷ trọng năng lượng được sản xuất từ năng lượng mặt trời trong tổng năng lượng tiêu thụ của thể giới vẫn 18 còn khiêm tốn. Các ứng dụng của năng lượng mặt trời phổ biến hiện nay bao gồm các lĩnh vực chủ yếu sau: Quang điện mặt trời Hệ thống quang điện mặt trời là hệ thống biến đổi trực tiếp năng lượng mặt trời thành điện năng.
Khối xây dựng cơ bản của hệ thống quang điện mặt trời gồm pin quang điện mặt trời, là một thiết bị bán dẫn được sử dụng để chuyển đổi năng lượng mặt trời thành dòng điện một chiều. Pin quang điện mặt trời được kết nối với nhau để tạo thành môđun PV, thường lên đến 50-200W. Các mô-đun quang điện mặt trời được kết hợp với các thành phần ứng dụng khác như biến tần, pin, các linh kiện điện, và hệ thống lắp đặt), tạo thành một hệ thống quang điện mặt trời. Các mô-đun có thể được liên kết với nhau để cung cấp năng lượng từ một vài W đến hàng trăm MW.
Hầu hết các công nghệ quang điện mặt trời là hệ thống dùng silicon dạng tinh thể. Các môđun màng mỏng cũng có thể gồm các vật liệu bán dẫn không chứa silicon, chiếm khoảng 10% thị trường toàn cầu. Hệ thống quang điện mặt trời tập trung (CPV - Concentrating PV), trong đó ánh sáng mặt trời được tập trung vào một khu vực nhỏ , mới bắt đầu được triển khai trên thị trường. Các tế bào quang điện mặt trời tập trung mang lại hiệu quả rất cao lên đến 40% - nhưng chỉ đối với các bức xạ trực tiếp bình thường.
Các công nghệ khác như tế bào quang điện mặt trời hữu cơ vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu. Bởi vì quang điện mặt trời tạo ra điện năng từ ánh sáng mặt trời, do đó 20 sản lượng điện bị hạn chế bởi thời gian khi mặt trời chiếu sáng. Tuy nhiên, IEA đã nhấn mạnh, dự án Tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo không ổn định trong lưới điện (GIVAR) mang lại một số lựa chọn (đáp ứng nhu cầu, sản xuất linh hoạt, cơ sở hạ tầng lưới điện, tích trữ) mang lại hiệu quả chi phí, đồng thời giải quyết những thách thức về năng lượng. Công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời (CSP) Các thiết bị hội tụ năng lượng mặt trời (CSP) được sử dụng để tập trung năng lượng từ các tia sáng mặt trời nhằm làm nóng thiết bị nhận ở nhiệt độ cao.
Sau đó nhiệt này được chuyển đổi thành điện năng còn gọi là điện nhiệt mặt trời (STE). Một thiết bị hội tụ năng lượng mặt trời gồm một loạt các tấm thu năng lượng mặt trời và các thiết bị thu, ở đó nhiệt thu được sẽ chuyển thành năng lượng cơ học, sau đó biến đổi sang điện năng. Ở giữa hệ thống có một hoặc một số bộ truyền nhiệt hoặc chất lỏng hoạt động, có thể lưu giữ nhiệt và 19 hệ thống làm mát, ẩm hoặc khô. Các thiết bị CSP gồm bốn phiên bản khác nhau: máng parabol, tuyến tính Fresnel, tháp và hệ thống đĩa parabol.
Công nghệ sưởi ấm và làm mát bằng năng lượng mặt trời Sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời Một loạt các công nghệ hiện nay được sử dụng để thu bức xạ mặt trời và chuyển đổi chúng thành nhiệt để sử dụng cho một số ứng dụng. Một số công nghệ làm nóng bằng năng lượng mặt trời đã hoàn thiện và có thể cạnh tranh trong một số lĩnh vực nhất định trên thế giới như làm nóng nước sinh hoạt và nước ở các bể bơi. Các công nghệ lâu đời nhất đó là hệ thống nước nóng sinh hoạt bằng năng lượng mặt trời, lần đầu tiên được phát triển trên quy mô lớn vào những năm 1960 ở một số nước như Australia, Nhật Bản và Israel. Kể từ đó, một số thị trường giới thiệt các kế hoạch và cam kết trợ cấp dài hạn cho các công nghệ năng lượng mặt trời (ví dụ như trợ cấp ở Áo và Đức, Israel và Tây Ban Nha) hoặc những lợi thế cạnh tranh của các hệ thống nước nóng mặt trời so với các công nghệ thay thế khác (như Trung Quốc, Síp).
Trong 15 năm qua, Trung Quốc đã thúc đẩy thị trường công nghệ đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời (cả về công nghệ sản xuất thiết bị và nhu cầu sử dụng cuối cùng). Công nghệ sưởi ấm bằng nhiệt năng lượng mặt trời cũng đang phát triển mạnh mẽ trên thế giới trong 2 thập kỷ qua.Mặc dù đóng góp của năng lượng mặt trời vào sản xuất điện toàn cầu nhìn chung vẫn ở mức thấp ở mức 3,6%, nhưng nó đã khẳng định vị thế vững chắc trong số các công nghệ năng lượng tái tạo khác, chiếm gần 31% tổng công suất năng lượng tái tạo được lắp đặt vào năm 2022 (IRENA, 2023). Công nghệ làm mát bằng năng lượng mặt trời Theo ước tính khoảng 5.