đặt vấn đề làm thế nào để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của con người. Trên thế giới hiện nay sự giới hạn nguồn năng lượng tỷ lệ nghịch với nhu cầu ngày càng tăng. Việc sử dụng năng năng lượng hiện nay đang tập trung ở nguồn năng lượng hóa thạch. Con người đang khai thác đến mức cao nhất các nguồn năng lượng hóa thạch (dầu mỏ, khí thiên nhiên, than đá…), nhưng lượng dự trữ của các nguồn nhiên liệu này ngày càng cạn kiệt với tốc độ phi mã.
Chính sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch đã góp phần gây nên sự thay đổi khí hậu toàn cầu, suy thoái môi trường và các vấn đề về sức khỏe con người [3, 43]. Theo các số liệu đánh giá gần đây nhất, tổng dự trữ nguồn năng lượng hóa thạch bao gồm dầu mỏ, khí thiên nhiên, than đá trên toàn thế giới hiện nay nếu qui đổi ra than khoảng 1.279 GTCE (GTCE - Giga Tonnes Coal Equivalent, tương đương 1 tỉ tấn than), trong đó dầu mỏ khoảng 329 GTCE, khí thiên nhiên khoảng 198 GTCE, than đá khoảng 697 GTCE. Như vậy, nếu với mức khai thác và sử dụng hằng năm như hiện nay: dầu mỏ 5,5 GTCE/năm, khí thiên nhiên 3,0 GTCE/năm, than đá 4,1 GTCE/năm thì lượng tài nguyên hóa thạch còn lại chỉ đủ dùng cho 42 năm đối với dầu mỏ, 65 năm đối với khí thiên nhiên và 170 năm đối với than đá; đó là chưa kể nhu cầu năng lượng bao giờ năm sau cũng tăng hơn năm trước nên thời gian còn lại sẽ còn ngắn hơn dự báo [4]. Theo dự báo của Cơ quan thông tin về năng lượng (EIA) vào năm 2004, trong vòng 24 năm kể từ năm 2001 đến năm 2025, mức tiêu thụ năng lượng trên toàn thế giới có thể tăng thêm 54%, mà nhu cầu chủ yếu sẽ rơi vào các quốc gia có nền kinh tế phát triển mạnh mẽ, ví dụ như Trung Quốc hay Ấn Độ ở châu Á [4].
3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Thị Hồng Huệệ - CHK22- Luận văn cao học – Chuyên ngành Vi sinh vật học Hình 1.1: Mứcức tiêu ti thụ các nguồn Hình 1.2: Lượng ợng khí thải CO2 sinh năng lượng ợng của thế giới 1970-2025 ra do sử ử dụng năng llượng hóa thạch (đơn Khi đề vị cậpnghìn vềìn trihìnhBtu) triệu tình ình [4] k dự trữ, [4] Khi đềề cập về tình t hình dự ự trữ, khai thác hay sử dụng các nguồn năng llượng hóa thạch trên thếế giới, chúng ta không thể bỏ qua những tác động trực tiếp cũng như gián tiếp ếp của các hoạt động đó với môi trường. Việc tiêu êu th thụ năng lượng ngày càng tăng gây tăng các chất ch ô nhiễm như CO2, sulfur oxides, nitrogen oxides, các vật chất hữu cơ ơ không ổn định. Hiện ện nay cũng như nh trong các thập kỉ tới đây, việc làm àm sao đđể giảm thiểu khí nhà kính sinh ra trong quá trình sửs dụng và đốt cháy năng lượng ợng llà một vấn đề vô cùng cấp thiết vìì chúng gây ra sự s thay đổi khí hậu toàn cầu ầu do trái đất nóng llên và gây ô nhiễm ễm nặng nề không khí, nước, n tiếng ồn, mưa acid, mực ực nnước biển dâng do băng tan… đồng thời ảnh hưởng h nghiêm trọng ọng đến sức khỏe con ng người do nhiệt độ tăng cao trong những ững chu kì k dài hơn có thểể dẫn tới các bệnh truyền nhiễm. Không chỉỉ dừng lại ở đó, việc khai thác nhanh chóng các nguồn nhiên nhiên liliệu hóa thạch cũng ảnh hưởng ởng không nhỏ đến tình t hình chính trị trên thếế giới khi li liên tiếp có các cuộc chiến giành giật tài ài nguyên thiên nhiên như dầu d mỏ, khí thiên ên nhiên nnổ ra.
Các nguồn ồn năng lượng l hóa thạch trên thếế giới đang dần cạn kiệt, ththêm nữa là những vấn đề môi trường ờng nảy sinh trong quá trình tr khai thác đãã ddẫn đến việc khuyến khích sử dụng năng lư ượng hoàn nguyên đểể giảm bớt sự ô nhiễm môi tr trường và tránh gây cạn ạn kiệt nguồn năng lượng l hóa thạch. Nhưng ưng do chưa có nh những điều luật cụ thể về vấn đề này nên dầu ầu mỏ, than đá, khí thiên thi nhiên vẫn được ợc coi llà nguồn nhiên liệu chủ ủ yếu để nhằm thỏa mãn m những đòi hỏi về năng lượng vàà chính đi điều đó sẽ dẫn đến ến sự cạn kiệt nguồn năng lượng l hóa thạch trong mộtột thời gian không xa [4 [4]. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Thị Hồng Huệệ - CHK22- Luận văn cao học – Chuyên ngành Vi sinh vật học 1. Dầu mỏ Dầu mỏ cùng ùng với v các loại khí đốt được coi làà “Vàng đen”, đóng vai tr trò quan trọng ọng trong đời sống kinh tế toàn to cầu.
Đây cũng là một ột trong những nguy nguyên liệu quan trọng nhất của xãã hội h hiện đại dùng để sản xuất điện và cũng ũng llà nhiên liệu của hầu hết các phương tiện ti giao thông vận tải. Hơn nữa ữa dầu mỏ cũng đđược sử dụng trong công nghiệp ệp hoá dầu để sản xuất các chất dẻo và v nhiều ều sản phẩm khác. Dầu mỏ vẫn đư ược coi là nguồn năng lượng ợng chính cho to toàn thế giới tới năm 2025. Thống kê của ủa IEO2004 cho thấy, với nhu cầu đòi đ hỏi ỏi về dầu mỏ tăng llên 1,9% mỗi năm thìì trong vòng 24 năm n tới, mức tiêu thụụ 77 triệu th thùng/ngày năm 2001 sẽ tăng lên tới ới 121 triệu thùng/ngày th vào năm 2025 [4].
Khí tự nhiên Khí thiên nhiên là một m thành phần cung cấp năng lượng ợng không thể thiếu của thế giới. Nó được ợc sử dụng làm l nguyên liệu và nhiên liệu đầu vào ào cho các ngành chchế biến hóa chất. Cùng vớiv dầu mỏ, gần đây, khí thiên nhiên đãã và đang được coi là một ột trong những nguồn nhiên nhi liệu có nhu cầu tiêu thụụ rất lớn tr trên thế giới với nhu cầu hàng àng năm tăng nhanh nhất. nh Nhu cầu tiêu thụ khí thiên ên nhiên vào năm 2025 ư ước tính sẽ là 151 nghìn tỷỷ feet khối, tăng lên l gần 70% so với ới nhu cầu ti tiêu thụ của năm 2001 (khi đó là 90 nghìn ngh tỷ feet khối).
Như vậy, mức tiêu thụụ khí thi thiên nhiên trong tổng các loại năng lượng ợng tiêu ti thụ sẽ tăng từ 23% năm 2001 lên 25% vào năm 2025 [4].3: Mức tiêu êu thụ th khí tự nhiên trên thế giới 1970-2025 2025 (nghìn ttỷ feet khối)[4] 1. Than Than đá là nguồn ồn nhiên nhi liệu hóa thạch được ợc sử dụng từ lâu nhất tr trên thế giới. Tổng trữ lượng ợng than trên tr toàn thế giới được ước ớc tính khoảng 1.083 tỷ tấn, đủ cung 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Thị Hồng Huệệ - CHK22- Luận văn cao học – Chuyên ngành Vi sinh vật học cấp ấp cho khoảng 170 năm nữa với mức tiêu ti thụ như hiện ện nay. Mặc ddù phân bố rộng rãi nhưng 60% trữ lượng ợng than của thế giới tập trung ở 3 quốc gia: Mỹ (25%), Li Liên Xô cũ (23%)) và Trung Quốc Qu (12%).
Bốn quốc gia khác là Úc, Ấn Độ, Đức vvà Nam Phi chiếm ếm khoảng 29%. Trong năm 2001, 7 quốc gia này n đãã cung ccấp tới 80% sản lượng than cho toàn àn thế th giới [4].4: Trữ Tr lượng than phát hiện ện của thế giới (tỷ tấn) [4 [4] Như vậy làà chúng ta đã vừa ừa điểm qua về khả năng cung cấp cũng nh như trữ lượng ợng của các nguồn nhiên nhi liệu chủ yếu được sử dụng trên thếế giới. Đứng tr trước tình hình nguồn nhiên liệu ệu hóa thạch đang dần cạn kiệt, các nước n ớc tr trên thế giới đang cố gắng khai thác thêmêm các nguồn ngu năng lượng khác như ư năng lư lượng hạt nhân, thủy triều, ều, gió, mặt trời, địa nhiệt hay năng lượng l ợng sinh học. Trong đó, năng llượng sinh học ọc sẽ góp phần đa dạng hóa nguồn năng lượng, l ợng, thúc đẩy tăng trtrưởng kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Vì V vậy nhiều quốc gia trên thếế giới đđã có kế hoạch đầu tư lớn vào lĩnh vực này. Đặc điểm một số nguồn năng lượng thay thế 1. Năng lượng ng nguyên tử t Năng lượng ợng nguyên nguy tử được ợc sản sinh ra từ uranium thông qua quá tr trình phản ứng chuỗi liên kết. Một nhiệt lượng l khổng lồ được sinh ra và trong quá trình phân hạch ạch của phân tử uranium – 235 được dùng để đun sôi nước.
HHơi nước sinh ra ở nhiệt độ cao tạo thànhành luồng lu hơi di chuyển tác động vào ào nh những cánh quạt của turbines đểể quay máy phát điện. Dòng D điện được sản sinh ra vàà truy truyền tải đến người tiêu dùng đểể phục vụ đời sống [7]. [7 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyễn Thị Hồng Huệ - CHK22- Luận văn cao học – Chuyên ngành Vi sinh vật học 1. Năng lượng mặt trời Đây là một dạng năng lượng mà mặt trời cung cấp cho chúng ta từ ngàn xưa.
Nhờ ánh sáng của mặt trời chúng ta có thể nhìn thấy vạn vật, phơi lúa, trồng cây…ứng dụng vào việc chuyển hóa sang nhiệt năng, điện năng phục vụ nhu cầu của cuộc sống. Đây là nguồn năng lượng vô tận và gần như hoàn toàn miễn phí, không sản sinh ra chất thải hủy hoại môi trường [7]. Năng lượng gió Năng lượng gió là một dạng năng lượng sạch, phong phú và là nguồn cung cấp năng lượng gần như vô tận. Công nghệ và kĩ thuật khai thác năng lượng gió phát triển vượt bậc trong hai thập kỉ qua, ví dụ như công suất turbin gió hiện nay lớn gấp 100 lần so với 20 năm trước [7].
Năng lượng thủy triều Năng lượng thủy triều ứng dụng dòng thủy triều lên xuống để quay cánh quạt chạy máy phát điện, đây cũng là một dạng năng lượng có nguồn nhiên liệu vô tận và miễn phí. Loại mô hình này không sản sinh ra chất thải gây hại môi trường và không đòi hỏi sự bảo trì cao [7]. Thủy điện Người ta có thể khai thác sức mạnh dòng chảy của nước và chuyển động năng và thế năng của dòng chảy thành điện năng. Dạng chuyển đổi năng lượng này gọi là thủy điện [7].
Ngày nay thủy điện đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng thứ nhì sau năng lượng hóa thạch. Hiện tại chiếm 20% nguồn điện năng của thế giới. Năng lượng sinh khối Hiện nay nguồn năng lượng sinh khối đang nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà nghiên cứu và chính phủ các Quốc gia do tính tiết kiệm và thân thiện với môi trường.