Đặt vấn đề Trong lịch sử phát triển của loài ngƣời, năng lƣợng luôn đóng một vai trò quan trọng. Năng lƣợng là một trong những nguyên nhân của các cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật. Năng lƣợng quyết định tiềm năng, mức độ và nhịp độ phát triển của một nền kinh tế. Năng lƣợng cần cho sự sống của con ngƣời: đem lại sự sống cho con ngƣời, vạn vật; phục vụ các nhu cầu thiết yếu: sƣởi ấm, nấu chín thức ăn, thắp sáng, sử dụng phƣơng 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 ngƣời đã khai thác và sử dụng năng lƣợng nhiều hơn 19 thế kỷ trƣớc cộng lại. 95% trong số đó là năng lƣợng hóa thạch. Sản phẩm của quá trình đốt cháy các nhiên liệu có nguồn gốc hữu cơ đƣợc thải trực tiếp vào bầu khí quyển. Trong số đó có nhiều chất thải tồn tại dƣới dạng khí, quan trọng nhất là CO2.
Việc sử dụng các nguồn năng lƣợng mới để thay thế đã đƣợc tính tới nhƣng khả năng thay thế của các nguồn năng lƣợng 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 lƣợng đã và đang đƣợc nghiên cứu. Nhu cầu và sản xuất năng lƣợng trên thế giới Nhƣ đã nêu trên, vấn đề đƣợc đặt ra là thế giới đang đối mặt với tình trạng thiếu hụt năng lƣợng và làm thế nào để quản lý tốt,sử dụng hiệu quả để tiết kiệm đƣợc nguồn năng lƣợng. Ở phần này, chúng ta sẽ đi vào tìm hiểu sâu hơn về nhu cầu và tình hình sản xuất năng lƣợng trên thế giới để bƣớc đầu hiểu đƣợc tại sao phải sử dụng hiệu quả năng lƣợng. Nhu cầu Tiêu thụ năng lƣợng 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 vừa qua đã đƣợc kích thích tƣơng đối bởi nhiên liệu hóa thạch "giá rẻ" và tăng tỷ lệ công nghiệp ở Bắc Mỹ, Châu Âu, và Nhật Bản, nhƣng trong khi năng lƣợng tiêu thụ ở các nƣớc này tiếp tục tăng, các yếu tố bổ sung đƣợc tình hình năng lƣợng cho 50 năm tiếp theo phức tạp hơn. Thống kế về tiêu thụ năng lƣợng giai đoạn 1973-2013 đƣợc thể hiện qua hình 1.1 12 do an Kiểm toán và tiết kiệm năng lượng 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 lƣợng tiêu thụ năng lƣợng của tất cả các loại nhiên liệu đều tăng mạnh trong khoảng thời gian từ 1971 đến 2013, trong đó đƣợc tiêu thụ nhiều nhất phải kể đến năng lƣợng dầu, điện, khí tự nhiên và than đá. So với các nhiên liệu còn lại thì mức tiêu thụ năng lƣợng từ than đá khá ổn định, chỉ tăng nhẹ. Điều này cho thấy rằng thế giới có khả năng đứng trƣớc nguy cơ về thiếu hụt năng lƣợng do nhu cầu ngày càng lớn.
Phần kế tiếp sẽ đi vào tìm hiểu tình hình sản xuất năng lƣợng trên thế giới để chúng ta có cái nhìn rõ hơn về tình hình năng lƣợng thế giới. Sản xuất Song song với nhu cầu về năng lƣợng tăng nhanh, sản xuất năng lƣợng cũng tăng mạnh trên toàn thế giới.3 là một số dữ liệu về tình hình sản xuất năng lƣợng trên thế giới Hình 1.2: Cung cấp năng lượng thế giới từ 1973 đến 2013 ( Nguồn: IEA Key world energy statistics 2015 ) 13 do an Kiểm toán và tiết kiệm năng lượng Hình 1.3: Cung cấp năng lượng thế giới năm 1973 và 2013 theo từng khu vực ( Nguồn: IEA Key world energy statistics 2015 ) Nhìn vào hình 1.2, ta thấy rõ 3 loại năng lƣợng đƣợc khai thác sản xuất mạnh nhất là dầu, than đá và thủy điện với mức sản xuất tăng mạnh từ năm 1971 đến 2013. Ngoài ra một số loại năng lƣợng khác cũng đang đƣợc phát triển và nhu cầu cũng tăng mạnh chẳng hạn nhƣ nhiên liệu sinh học và năng lƣợng 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 đƣợc khai thác tối đa do đặc tính sử dụng và vai trò to lớn của chúng.
Mặc dù vậy những loại năng lƣợng khác cũng đã và đang cho thấy tiềm năng to lớn của mình.3 thì cho thấy số liệu % về cung cấp năng lƣợng theo từng khu vực trong 2 năm 1973 và 2013. Dễ thấy rằng các nƣớc thuộc tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế OECD luôn đứng đầu trong việc sản xuất năng lƣợng, tiếp đến ở vị trí thứ 2 là Trung Quốc. Mặc dù tổng lƣợng năng lƣợng sản xuất có tăng mạnh nhƣng thứ hạng này vẫn không thay đổi. Tuy nhiên tỉ trọng giữa các khu vực lại có sự thay đổi khi các nƣớc thuộc OECD tuy vẫn giữ vị trí của mình nhƣng năm 2013 lại đóng góp tỉ trọng ít hơn năm 1973 trong việc sản xuất năng lƣợng 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 nƣớc thuộc OECD. Năng lƣợng tái tạo ( NLTT) Nguồn năng lƣợng tái tạo chiếm đến ¼ công suất tiêu thụ năng lƣợng trên toàn thế giới và cung ứng 18% nguồn điện năng cho cả hành tinh trong năm 2009. Tại một số quốc gia, năng lƣợng tái tạo chiếm một phần quan trọng trong tổng số năng lƣợng cung cấp, bao gồm cả nhiệt năng và giao thông. Số hộ dân trên thế giới sử dụng máy nƣớc nóng năng lƣợng mặt trời cũng ngày một tăng, ƣớc tính khoảng 70 triệu hộ.
Nguồn vốn đầu tƣ cho năng lƣợng tái tạo trong năm 2008 và 2009 chiếm hơn một nửa tổng số tiền đầu tƣ cho việc tạo ra các nguồn năng lƣợng mới trên toàn cầu. Sự phát triển đồng đều ở hầu hết tất cả các ngành công nghệ tái tạo đƣợc đánh dấu bằng sự tăng trƣởng trong suốt 5 năm (2005 - 2009), trong đó, công suất năng lƣợng gió tăng trung bình 27% mỗi năm, máy nƣớc nóng năng lƣợng mặt trời tăng 19% và sản xuất ethanol tăng 20%. Năng lƣợng sinh khối và năng lƣợng địa nhiệt (tạo ra nguồn điện và nhiệt) cũng tăng trƣởng 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 lƣợng.
Các nguồn năng lƣợng hóa thạch đang dần cạn kiệt, tuy nhiên các nguồn năng lƣợng mới tiêu biểu là năng lƣợng tái tạo vẫn còn chƣa đủ khả năng đáp ứng nên tạm thời năng lƣợng hóa thạch vẫn 14 do an Kiểm toán và tiết kiệm năng lượng đang là lựa chọn hàng đầu. Một trong những khó khăn lớn nhất của năng lƣợng hóa thạch là việc sinh ra khí thải trong quá trình sử dụng, phía dƣới là bảng cho thấy lƣợng khí thải CO2 toàn cầu qua các năm, trong đó có lƣợng CO2 sinh ra từ việc sử dụng năng lƣợng hóa thạch.1: Phát thải CO2 toàn cầu qua các năm ( Nguồn: Dự án carbon toàn cầu ) Năm Tổng số Nhiên liệu hóa thạch và xi măng Sử dụng đất 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 Phần lớn các nhà khoa học ủng hộ giả thuyết cho rằng việc tăng nồng độ các khí nhà kính do loài ngƣời 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 nhƣ vậy sẽ làm thay đổi khí hậu trong các thập kỷ và thập niên kế đến. Một số vấn đề khác có thể đƣợc kể đến là: Các nguồn nƣớc: Chất lƣợng và số lƣợng của nƣớc và sức khỏe của các loài thủy sản có thể bị ảnh hƣởng nghiêm trọng bởi sự thay đổi của các trận mƣa rào và bởi sự tăng khí bốc hơi.
Mƣa tăng có thể gây lụt lội thƣờng 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 nƣớc 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 ƣớt. Sức khỏe: Số ngƣời chết vì nóng có thể tăng do nhiệt độ cao trong những chu kì dài hơn trƣớc.
Sự thay đổi lƣợng mƣa 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 nƣớc biển sẽ tăng quá cao, có thể dẫn đến nạn hồng thủy. Nhu cầu và sản xuất năng lƣợng ở Việt Nam 1. Nhu cầu Cũng nhƣ xu thế chung của thế giới, nhu cầu tiêu thụ năng lƣợng ở Việt Nam cũng gia tăng theo thời gian tuy nhiên thời gian gần đây lại có sự chững lại.
15 do an Kiểm toán và tiết kiệm năng lượng Theo số liệu từ tổng sơ đồ VII, trong giai đoạn 2011-2014, sản lƣợng điện tiêu thụ toàn quốc đã tăng trƣởng với tốc độ bình quân là 10,3%/năm, thấp hơn so với tốc độ tăng trƣởng bình quân giai đoạn 2006-2010 là 13,4%/năm. Nguyên nhân chủ yếu là do tình hình kinh tế trong nƣớc còn nhiều khó khăn, chƣa vƣợt qua đƣợc giai đoạn khủng hoảng kinh tế. Hệ số đàn hồi điện so với tăng trƣởng 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 lƣợng điện bán cho Campuchia).
Cơ cấu tiêu thụ điện giai đoạn 2005-2010-2014 đƣợc thể hiện ở bảng dƣới đây Bảng 1. 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 1079 1265 1503 1893 2 Công nghiệp 21302 44428 50085 55300 60773 69185 3 Thƣơng mại và KS, nhà hàng 2162 3896 4335 4988 5374 6126 4 Quản lý và tiêu dùng dân cƣ 19830 32150 34456 38691 41986 45695 5 Các hoạt động khác 1734 4170 4703 5230 5647 5535 6 Tổng điện thƣơng phẩm 45603 86756 94658 105474 115283 128435 7 Điện cho truyền tải & phân phối(%) 11,78 11,25 9,23 8,85 8,87 8,6 II.