Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN 1. Tổng quan về năng lượng điện 1. Khái niệm về năng lượng điện Năng lượng điện được sản xuất trong các máy phát điện, và sau đó truyền qua dây dẫn điện tuỳ vào khoảng cách dài hay ngắn để sử dụng điện được triệt để. Trong thế giới công nghệ cao ngày nay, năng lượng điện được sử dụng ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta.
Theo nhiều chuyên gia, năng lượng điện được coi là nguồn năng lượng quan trọng nhất của ngành công nghiệp, các toà nhà thương mại, của các tổ chức và hộ gia đình. Nó được cung cấp bởi trạm phát điện. Trạm phát điện truyền thống sản xuất điện năng trong máy phát điện. Năng lượng điện được tạo ra trong các quá trình chuyển hóa: Điện năng lượng mặt trời: Là quá trình chuyển bức xạ mặt trời dưới dạng ánh sáng trực tiếp thành điện năng.
Điện gió (hay còn gọi là phong điện): Là quá trình chuyển đổi động năng thành điện năng, nhờ vào sức gió quay các cánh quạt của tuabin để phát điện. Điện địa nhiệt: Là quá trình biến đổi nhiệt năng thành điện năng. Nhiệt năng được lấy từ các giếng khoan sâu trong lòng đất dẫn qua tuabin để phát điện. Điện sinh khối: Cũng là quá trình biến đổi nhiệt năng thành điện năng từ việc sử dụng các phế phẩm từ nông nghiệp như: rơm, rạ, bã mía… đưa vào lò đốt thông qua dây chuyền sản xuất điện để tạo thành điện năng.
Thủy điện: Là dạng chuyển hóa thế năng thành điện năng có được từ năng lượng nước. Thủy điện có được từ thế năng của nước được tích tại các đập nước làm quay một tuốc bin nước để phát điện.2 Tổng quan về năng lượng tái tạo và sự phát triển của nguồn năng lượng tái tạo trên thế giới 6 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. Khái niệm về năng lượng tái tạo (Renewable energy): là năng lượng được tạo ra trong tự nhiên và không bao giờ cạn kiệt như: Gió, địa nhiệt, mặt trời, thủy triều, các dạng sinh khối…., các nguồn năng lượng này không ngừng tái sinh. Năng lượng thay thế (Alternative energy): là dạng năng lượng mới dùng để thay thế cho các dạng năng lượng truyền thống (năng lượng hóa thạch) như: than đá, khí đốt… Đây là một dạng năng lượng sạch ít gây ô nhiễm môi trường.
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 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, 7 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. Tình hình nghiên cứu và phát triển năng lượng tái tạo: Theo số liệu thống kê và dự báo của Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (EIA) thì mức tiêu thụ năng lượng của thế giới tăng 57% kể từ năm 2004 đến 2030, trong đó mức tiêu thụ điện trung bình hàng năm tăng 0,46 kW/giờ/người.
Nhu cầu năng lượng ngày càng tăng đã làm tăng lượng khí CO2 trong khí quyển. Nếu như năm 2004 có 26,9 tỷ mét khối CO2 thì đến năm 2015, con số này tăng khoảng 33,9 và năm 2030 sẽ là 42,9 tỷ mét khối. Để khắc phục tình hình cạn kiệt năng lượng truyền thống và hạn chế ô nhiễm môi trường do khai thác năng lượng gây ra thì việc nghiên cứu và phát triển các nguồn năng lượng sạch, tái tạo thay thế như năng lượng bức xạ mặt trời, gió, địa nhiệt, sinh khối, thủy điện, thủy triều, dòng chảy, sóng và một số nguồn năng lượng khác là cần thiết. Chính vì vậy, nhiều quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các nước có nền công nghiệp phát triển đã đưa ra những chiến lược về phát triển năng lượng.
Năm 2005, Quốc hội Hoa Kỳ đã phê chuẩn Đạo luật về Chiến lược Năng lượng năm 2005 với điều khoản bổ sung về năng lượng tái tạo trên biển bao gồm việc khuyến khích các sản phẩm năng lượng biển, pháp lệnh về khuyến khích đầu tư và giảm thuế đối với 8 năng lượng biển như thủy triều, dòng chảy, sóng và khuyến khích nghiên cứu phát triển các công nghệ khai thác liên quan. Đạo luật cũng cho phép và khuyến khích Ban Thư ký Năng lượng đầu tư vào công nghệ năng lượng biển và đã đưa ra Tiêu chuẩn Năng lượng Tái tạo Quốc gia (Federal Renewable Power Standard - RPS), trong đó coi năng lượng biển là nguồn năng lượng tái tạo có triển vọng. Trong RPS nêu trên cũng đưa ra mục tiêu sản xuất 10% năng lượng từ nguồn tái tạo vào năm 2020. Chiến lược số 04/01 của Ủy ban Di sản Thiên nhiên Scotland cũng đã đưa ra mục tiêu sản xuất 40% điện từ năng lượng tái tạo vào năm 2020.
Viện Nghiên cứu Điện năng (EPRI) Hoa Kỳ là cơ quan nghiên cứu hàng đầu thế giới về các phương pháp khai thác điện năng, đặc biệt tập trung vào các nguồn năng lượng tái tạo. Theo tính toán dự báo của EPRI thì đến năm 2030, nguồn điện khai thác được từ các nguồn năng lượng tái tạo là 737 TWh (1TW=1012 kW). EPRI cũng công bố rằng, trong những năm tới công nghệ khai thác các nguồn năng lượng tái tạo như bức xạ mặt trời, sinh khối và năng lượng sóng sẽ được ưu tiên đầu tư. Từ những năm 1970, một số nước như Na Uy, Thụy Điển, Hoa Kỳ, Pháp và Nhật cũng đã có các chương trình nghiên cứu về năng lượng sóng.
Và nhà máy năng lượng sóng đầu tiên đã được xây dựng ở Na Uy vào năm 1984 và hoàn thành năm 1986. Theo ước tính, năm 2012 năng lượng tái tạo đã cung cấp khoảng 19% mức tiêu thụ năng lượng cuối cùng trên toàn cầu và tiếp tục tăng trong năm 2013. Trong tổng tỷ lệ này của năm 2012, năng lượng tái tạo hiện đại chiếm khoảng 10%, phần còn lại (9%) là từ sinh khối truyền thống. Năng lượng nhiệt từ các nguồn tái tạo hiện đại chiếm khoảng 4,2% tổng sử dụng năng lượng cuối cùng; thủy điện chiếm khoảng 3,8%, và khoảng 2% được cung cấp bởi năng lượng gió, năng lượng mặt trời, địa nhiệt và sinh khối và nhiên liệu sinh học.
Năng lượng tái tạo kết hợp hiện đại và truyền thống vẫn duy trì ở mức năm 2011. Trong năm 2013, năng lượng tái tạo phải đối mặt với sự suy giảm chính sách hỗ trợ và không chắc chắn ở nhiều nước châu Âu và Hoa Kỳ. Những hạn chế liên quan đến lưới điện, một số công ty điện lực lo ngại về sự cạnh tranh đang gia tăng và tiếp tục tài trợ trên toàn cầu đối với nhiên liệu hóa thạch cũng là vấn đề. Tuy nhiên, nhìn chung năm 2013 năng lượng tái tạo vẫn được phát triển một cách tích cực.
Thị trường sản xuất và đầu tư được mở rộng hơn ở khắp thế giới đang phát triển và bằng chứng rõ ràng là 9 năng lượng tái tạo không còn phụ thuộc vào một nhóm nhỏ các quốc gia. Với những tiến bộ về công nghệ, giá thành giảm và những đổi mới cơ chế tài chính - tất cả chủ yếu nhờ sự hỗ trợ về chính sách nên giá năng lượng tái tạo ngày càng rẻ đối với phạm vi lớn người tiêu dùng trên toàn thế giới. Tại một số nước, năng lượng tái tạo được coi là rất quan trọng nhằm đáp ứng nhu cầu năng lượng hiện tại và tương lai.