Hôm nay,  

Năng Lượng Gió

17/01/200700:00:00(Xem: 9570)

Năng Lượng Gió

Ngoài năng lượng mặt trời, năng lượng gió là một năng lượng thiên nhiên mà loài người đang chú trọng đến cho nhu cầu năng lượng trên thế giới trong tương lai. Hiện nay, năng lượng gió đã mang đến nhiều hứa hẹn. Tuy nhiên nếu muốn đẩy mạnh nguồn năng lượng nầy trong tương lai, thế giới cần phải hoàn chỉnh thêm công nghệ nầy cũng như làm thế nào để đạt được năng suất chuyển gió thành điện năng cao để từ đó có thể hạ giá thành và đi sâu vào thị trường cạnh tranh với những nguồn năng lượng khác.

Từ 5000 năm trước Thiên chúa (TC), loài người đã biết vận dụng gió để làm lực đẩy các tàu trên sông Nile ở Ai Cập. Vào khoảng 200 trước TC, người Trung Hoa đã biết dùng cánh quạt gió để dẫn thủy nhập điền. Trong lúc đó người Ba Tư và các dân tộc vùng Trung Đông dùng quạt gió có trục đứng để xay lúa mì và các loại hạt.

Vào thế kỷ 11, người Hòa Lan bắt đầu dùng quạt gió để rút nước từ các hồ vì đất ở đây thấp hơn mặt biển. Vào cuối thế kỷ 19, khi những người mới nhập cư đến New York, họ đã biết dùng cánh quạt gió để bơm nước vào nông trại và ngay sau đó có thể biến gió thành điện cho kỹ nghệ và nhà ở.

Và sau cùng, ở thời điểm 1930, Hoa Kỳ đã có những chương trình biến gió thành điện năng cho những vùng nông thôn xa thành phố. Vào năm 1940, tại Vermont Hill (Hoa Kỳ), một turbine lớn nhất thời bấy giờ có khả năng sản xuất 1,25 MW với vận tốc gió là 30 dặm/giờ.

Trong thế kỷ 20, năng lượng gió đã trãi qua nhiều giai đoạn thăng trầm tùy theo tình hình thế giới cũng như nguồn cung cấp dầu hỏa hay than đá. Ngay sau khi đệ nhị thế chiến chấm dứt, giá dầu hỏa sụt giảm mạnh do đó công nghệ gió hầu như bị ngưng trệ hoàn toàn. Nhưng khi nạn khủng hoảng dầu hỏa vào thập niên 70, các turbine gió được chú ý đến và công nghệ nghiên cứu và phát triển nguồn điện năng nầy lớn mạnh ngay sau đó. Và cho đến hôm nay, công nghệ gió đã tiến đến mức độ là giá thành của loại điện năng nầy tương đương với giá thành của các nguồn điện năng khác như than đá, khí đốt. Và đây cũng là nguồn hy vọng của thế giới trong tương lai trước vấn nạn hâm nóng toàn cầu và nguồn nguyên liệu dầu khí đang tên đà cạn kiệt.

Thuận lợi của nguồn năng lượng gió

Nguồn năng lượng nầy đã cho thấy nhiều điểm thuận lợi. Đó là lý do chính khiến cho sự phát triển tăng nhanh trên thế giới trong những thập niên gần đây.

Năng lượng gió dựa trên nguyên lý là gió tạo ra sức quây các turbine và sẽ tạo ra điện năng. Nguồn năng lượng nầy tương tự như năng lượng mặt trời, vì gió là nguyên nhân của sự hâm nóng bầu khí quyển quanh mặt trời, do sự chuyển vận của trái đất, và do mặt đất lồi lõm. Ba yếu tố trên là ba nguyên nhân chính tạo thành gió. Hiện tại, giá thành của nguồn điện năng nầy giao động từ 4 đến 6 xu/KW/giờ tùy theo nguồn gió của từng địa phương. Các thuận lợi khi xử dụng nguồn điện năng nầy là:

- Giúp làm tăng trưởng kinh tế: Các hảng xưởng sản xuất turbine gió tăng trưởng sẽ tạo thêm việc làm khắp nơi. Theo ước tính của Hoa Kỳ, kỹ nghệ nầy sẽ tăng 20 ngàn công việc và tăng thêm lợi tức quốc gia là 1,2 tỷ Mỹ kim cho HK.

- Nguồn nguyên liệu vô tận: Chỉ cần áp đặt 6% trên những vùng có nhiều gió ở HK cũng có thể cung cấp 150% điện năng của HK hiện tại căn cứ theo ước tính của Bộ Năng lượng HK.

- Giá thành thấp: Cũng theo ước tính của Bộ Năng lượng HK, vào năm 2010 giá điện từ năng lượng gió sẽ rẻ hơn bất cứ giá điện từ các nguồn khác như than, dầu, hay biomass...

- Làm sạch không khí, giảm thiểu hiệu ứng nhà kính: Điện năng từ gió giúp làm giảm ô nhiễm không khí so với các nguồn điện năng khác.  Chúng không phóng thích khí carbonic, hay các khí độc như carbon monoxide ảnh hưởng lên môi trường và sức khỏe người dân. 

Bất thuận lợi

Tuy nhiên, điểm bất thuận lợi chính yếu của nguồn năng lượng nầy là tùy thuộc vào thiên nhiên. Dù công nghệ gió đang phát triển cao, và giá thành của một turbine gió giảm dần từ hơn 10 năm qua, mức đầu tư ban đầu cho nguồn năng lượng nầy vẫn còn cao hơn mức đầu tư các nguồn năng lượng cổ điển.

Gió đến từ thiên nhiên cho nên gió không đáp ứng trọn vẹn được những nhu cầu cần thiết của con người vì con người không thể kiểm soát được nguồn gió và nguồn điện năng nầy không thể giữ lại được nguồn điện dư thừa trừ khi chuyển điện qua các bình điện dự trử rất tốn kém và không hiệu quả kinh tế.

Nguồn gió nhiều và điều đặn thường ở khu vực xa thành phố, do đó ngoài việc xử dụng tại chỗ, điện năng từ gió khó được chuyển về các khu đông dân cư. Do đó, trước khi có những biện pháp nhằm giải quyết các thuận lợi trên, năng lượng từ gió có thể xem như một nguồn năng lượng dự phòng ngoài các nguồn năng lượng chính yếu khác.

Dĩ nhiên không có một nguồn năng lượng nào mà không ảnh hưởng lên môi trường. Trong trường hợp năng lượng gió, ảnh hưởng cần phải lưu tâm là các turbine gió gây ra tiếng động làm đão lộn các luồng sóng trong không khí có thể làm xáo trộn hệ sinh thái của các loài chim hoang dã và làm nhiễu xạ trở ngại chính cho việc phát tuyến trong truyền thanh và truyền hình (Các bất thuận lợi nầy đã được giải quyết bằng kỹ thuật làm cánh quạt mới to và cao hơn hiện tại, do đó quạt sẽ quây chậm hơn, không làm đão lộn phương hướng di chuyển của chim muông và giảm thiểu sự biến đổi của hệ sinh thái chung quanh). Tuy nhiên, những bất lợi nầy không thể phản bác lại một lợi điểm quan trọng trong việc sản xuất nguồn năng lượng nầy là giảm thiểu được lượng khí CO2 phóng thích vào không khí, nguyên tố chính của sự hâm nóng toàn cầu.

Mức xử dụng năng lượng gió trên thế giới

Trên thế giới trung bình mức sản xuất năng lượng từ gió tăng gấp đôi trong mỗi 3 năm; nhưng trong vòng ba năm vừa qua, mức tăng trưởng càng tăng nhanh hơn nữa. Lý do là giá dầu thô ngày càng tăng và không có chỉ dấu chậm việc tăng giá lại trong tương lai. Theo thống kê, cho đến năm 2000, các quốc gia trên thế giới đã sản xuất 17.500 MW tương đương với lượng điện năng tiêu thụ trong một năm của quốc gia Chí Lợi. Đan Mạch với 2.000MW hàng năm, tượng đương với 12% mức tiêu thụ toàn quốc của quốc gia nầy.

Về giá thành, năng lượng gió có thể so sánh với các loại năng lượng đến từ các máy phát nhiệt điện. Gần đây nhất, với sự tiến bộ của công nghệ gió, hiệu năng biến thành điện năng tăng cao, do đó giá thành ngày càng giảm dần. Trung bình giá thành để xây dựng một hệ thống điện từ gió là $1.000/KW điện trong đất liền, và ngoài đại dương là $1.600/KW. Giá thành còn tùy thuộc vào sức gió của mỗi vùng. Để có một khái niệm về giá thành của các lọai năng lượng so với năng lượng gió ở các vùng thưa dân cư xa thành phố là: $0,48/KW/giờ cho năng lượng gió, và $0,80 KW/giờ cho nguồn năng lượng đến từ dầu diesel (giá thành ở HK năm 2006).

Hiện tại Cty Southern California Edison (SCE) đã bắt đầu xây dựng một nhà máy phát điện dùng năng lượng gió ở vùng đồi núi Tehachapi, phía đông tp Los Angeles. Dự kiến sẽ xử dụng 50 dặm vuông để lấp đặt hệ thống quạt gió và sẽ khánh thành giai đoạn I vào năm 2010 với công suất 1.500 MW, lượng điện nặng cung cấp đủ năng lượng cho một triệu nhà. Khi hoàn tất giai đoạn II, công suất sẽ tăng lên 4.500 MW, có lượng điện năng tương đương với bốn nhà máy phát điện hạch nhân.

Tại quốc gia CS Cuba, chính phủ đang cho thiết lập 100 hệ thống gió, cung cấp tổng cộng khoảng 18 MW, dự trù hoàn tất vào tháng 7, 2007. Dự án nấy giúp cho Cuba tiết kiệm được 1.300 tấn dầu nhập cảng.

Theo thống kê vào tháng 4, 2005 cho thấy mức xử dụng năng lượng gió của vài quốc gia trên thế giới như sau: Đức với 16.628 MW, Tây Ban Nha, 8.263 MW, Hoa Kỳ, 6.752 MW, Đan Mạch, 3.118 MW, Ấn Độ, 2.983, Trung Quôc, 764 MW, và Pháp, 390 MW.

Kỹ thuật biến nguồn gió thành điện năng

Như đã nói ở phần trên, gió là một dạng của năng lượng mặt trời. Luồng gió cũng như cường độ gió tùy thuộc vào mức độ lồi lõm của mặt đất, mức độ rậm rạp của thực vật trên đất, và diện tích của ao hồ, biển cả v.v... Con người xử dụng nguồn gió trong nhiều ứng dụng khác nhau như: chạy thuyền bè, dẫn thủy nhập điền, và nhất là biến thành điện năng.

Tiến trình chuyển tải nguồn gió qua một turbine để sản xuất ra nguồn điện năng cần phải qua nhiều giao đoạn: Turbine gió biến động năng (kinetic energy) thành cơ năng (mechanical energy). Chính cơ năng nầy sẽ được chuyển thành điện năng qua máy phát điện. Câu hỏi được đặt ra là làm thế nào để biến các turbine gió thành điện năng" Thật giản dị, gió làm các cánh quạt xoay tròn và chuyển động nầy tạo qua điện nhờ một máy phát điện. Từ đó điện năng đưiợc chuyển tải đi cùng khắp.

Vì lượng gió thổi không đều đặn, cho nên lượng điện nặng cung cấp bị giao động. Để giải quyết trở ngại trên, các turbine gió cần được kết hợp chung với các nguồn năng lượng khác để có được nguồn điện liên tục và cố định. Tại Liên hiệp Âu châu, những turbine nầy được nối mạng điện toàn Âu châu, nhờ đó màviệc sản xuất điện được điều hòa.

Các loại turbine gió

Có hai loại turbine gió căn bản: loại quạt gió có trục ngang và loại quạt gió có trục đứng còn gọi là turbine Darrieus mang tên nhà sáng chế Pháp. Loại quạt gió có trục ngang với 3 cánh quạt được xử dụng rộng rãi ở Hoa Kỳ, và quạt nầy được đặt đối diện với hướng gió được gọi là "up wind". Và loại 2 cánh quạt được đặt cùng chiều với hướng gió gọi là "down wind".

Một tập hợp turbine gió muốn đạt được hiệu quả kinh tế tối thiểu phải sản xuất ít nhất là 50 KW, và các tập hợp lớn có thể cho đến nhiều MW. Các tập hợp turbne nhỏ thường được kết hợp vớpi các photovoltaic của năng lượng mặt trời để cung cấp một nguồn điện liên tục và ổn định.

Công nghệ của một turbine gió

Một turbine gió gồm những bộ phận sau:

- Một máy đo vận tốc gió và chuyển kết quả nầy qua một hệ thống kiểm soát. Các cánh quạt được làm bằng hợp kim nhẹ hay một loại composite hữu cơ;

- Một hệ thống thắng để có thể  ngừng việc xoay vòng của quạt gió trong trường hợp khẩn cấp hay bảo trì;

- Một hệ thống kiểm soát vận tốc của gió. Hệ thống nầy tự động ngưng mọi hoạt động của turbine khi vận tốc gió đạt đến 65 dậm/ giờ vì với vận tốc nầy sẽ làm nóng và có thể làm hư máy phát điện;

- Một hệ thống hộp số có nguyên tắc giống như hộp số xe hơi, có mục đích làm tăng vận tốc quây của gió từ 30 đến 60 vòng/phút lên 1.200 đến 1.500 v/p để có khả năng phát ra điện. Đây là phần chính yếu của turbine gió và giá thành của bộ phận nầy chiếm 75% già thành của toàn hệ thống turbine.

Vì vậy, những nhà nghiên cứu hiện tại cố gắng tìm giải pháp thay thế khác để có thể biến gió thành điện năng ở những vận tốc quây thấp mà không cần đến bộ phận nầy;

- Sau cùng, một máy phát điện để dự trữ điện năng từ hệ thống turbine gió phát ra.

Trường hợp Việt Nam

Đối với Việt Nam, tại các tỉnh vùng duyên hải chạy dài từ Ninh Thuận đến mũi Né, Bình Thuận là những vùng thuận lợi lớn để thiết trí các hệ thống turbine gió. Trong một tương lai không xa, ước tính vào khoảng 30 năm nữa, các nguồn năng lượng cổ điển như than đá, dầu khí sẽ dần dần bị cạn kiệt; thủy điện sẽ trở thành một hiểm họa lớn cho môi trường. Trong lúc đó điện năng từ các lò phản ứng hạch nhân vẫn còn là một khái niệm mơ hồ cho các nhà làm khoa học Việt Nam. Rốt ráo lại, chỉ còn lại hai nguồn điện năng sạch và có tính khả thi cao: đó là nguồn năng lượng mặt trời và năng lượng gió.

Theo kết quả khảo sát của Ngân hàng Thế giới trong Chương trình đánh giá về năng lượng cho Á Châu, Việt Nam là một quốc gia có tiềm năng về năng lượng gió cao nhất Đông Nam Á, với 513.360 MW, tức là hơn 200 lần công suất của thủy điện Sơn La khi hoàn tất, và hơn 10 lần tổng công suất dự báo của ngành điện Việt Nam năm 2020

Thiết nghĩ, ngay từ bây giờ, đã đến lúc Việt Nam cần phải quan tâm và bắt đầu xây dựng mạng lưới của hai nguồn điện năng nầy. Đây là một đầu tư đúng đắn và lâu dài cũng như khá tốn kém. Nếu không có những chuẩn bị ngay tức khắc, thì cuộc khủng hoảng năng lượng nhiều phần có thể xảy ra cho Việt Nam trong tương lai. Với đà gia tăng dân số hiện tại, với nhu cầu phát triển kinh tế hầu thâu ngắn cách biệt giàu-nghèo so với các quốc gia lân bang, thêm một lý do nữa để Việt Nam cần phải đẩy mạnh nguồn sản xuất năng lượng theo cấp số nhân chư không phải cấp số cộng như hiện nay.

Cuối năm 2006

Có những tuần trôi qua lặng lẽ. Có những tuần giống như một chuyến tàu lượn siêu tốc, nó bắt hành khách phải ôm cùng lúc nhiều cảm xúc lẫn lộn, vừa có nỗi đau, có phẫn nộ, có sợ hãi và cả sự hoài nghi. Không cho một khoảnh khắc nào để thở. Đến cả những dây thần kinh thô ráp nhất của linh hồn cũng phải trỗi dậy, để hỏi thế nào là lòng trắc ẩn? Thế nào là lương tâm của loài người?
Trong hơn 2 năm tạm cư tại Hoa Kỳ, nhờ công việc, nên tôi được đi lại khá nhiều. Từ các tiểu bang bờ Đông xuống Florida. Tại bờ Tây, tôi được đi từ tiểu bang Washington xuống dọc đến San Diego, thành phố cực nam của tiểu bang California. Tại phía Nam nước Mỹ, tôi được đi băng ngang qua nhiều tiểu bang dọc theo biên giới Mexico, kể cả một số tiểu bang miền Trung nước Mỹ, trong đó có Arkansas – nơi tôi lái xe đến thăm gia đình Luật sư Võ An Đôn.
Theo kết quả khảo sát của Pew, mức độ tin tưởng vào ông Trump đã sụt giảm tại 16 trong số 24 quốc gia so với năm ngoái, và không có quốc gia nào được khảo sát ghi nhận sự gia tăng thái độ tích cực đối với vị tổng thống này. Chỉ 23% số người được hỏi cho biết họ tin tưởng ông Trump sẽ đưa ra những quyết định đúng đắn trong các vấn đề toàn cầu. Ông Wike cho biết những người được hỏi dành nhiều sự tin tưởng hơn cho Tổng Thống Pháp Emmanuel Macron (43%), Tổng Thống Ukraine Volodymyr Zelensky (35%), Chủ Tịch Trung Quốc Tập Cận Bình (34%) và Tổng Thống Nga Vladimir Putin (31%). Chỉ có Thủ tướng Israel Benjamin Netanyahu là nhận được mức độ tin tưởng thấp hơn ông Trump, ở mức 18%.
Các bậc quốc phụ Hoa Kỳ muốn thành lập một nền Cộng hòa chớ không phải một nền Dân chủ. Tuy nhiên, ngày nay, Hoa Kỳ là một quốc gia dân chủ hơn nhiều so với những mà gì các nhà cách mạng Mỹ muốn tưởng tượng trong những giấc mơ điên rồ nhất của họ – hoặc những cơn ác mộng. Đồng thời, có một vài nỗi sợ hãi tệ hại nhất liên hệ đến thuật ngữ "dân chủ" trong thời cách mạng Mỹ dường như đang xảy ra trong hiện tại. Ngay trong bài diễn văn từ biệt năm 1796 của George Washington, tổng thống đầu tiên của Hoa Kỳ, ông đã cảnh báo cho đồng bào về "những tác động tai hại của tinh thần đảng phái", mà nó có thể thúc đẩy cho người dân trong việc "tìm kiếm sự an toàn và yên tĩnh trong quyền lực tuyệt đối của cá nhân"...
Đối với đời người thì 250 năm đã dài gấp hai lần rưỡi tuổi thọ mà một con người có thể đạt đến nhiều nhất, nếu một người có thể sống tới 100 tuổi. Nhưng đối với một quốc gia thì 250 năm không phải là thời gian dài, bởi vì có những nước như Việt Nam có niên đại tồn tại lâu tới bốn, năm ngàn năm. Tuy nhiên, điều tôi muốn nói ở đây không phải là tuổi thọ dài hay ngắn của một quốc gia hay của nước Mỹ mà là trong suốt hai thế kỷ rưỡi đó đất nước này đã làm được gì có giá trị để đời và đã đánh mất thứ gì quý giá trong những điều cốt lõi làm nên một nước Mỹ thịnh trị hùng cứ một phương.
Con chó Taichito đã theo sát Aung San Suu Kyi suốt bao năm. Nhưng nó không được phép đi theo bà vào nhà giam khi quân đội lật đổ chính quyền của bà cách đây năm năm. Tháng trước, con chó tai cụp ấy chết tại nhà bà ở Yangon, thủ đô cũ, thọ 15 tuổi, vẫn như còn chờ bà trở về. Nó là món quà người con trai, Kim Aris, tặng mẹ khi bà ra khỏi nhà giam lần trước, năm 2010. “Tôi nghĩ đó là điều tốt nhất tôi từng tặng bà. Nó rất trung thành với bà,” ông Aris nói trong một cuộc phỏng vấn tại Luân Đôn.
Tôi cũng đã đến Mỹ như là một di dân tị nạn sau khi chính quyền Sài Gòn sụp đổ vào cuối tháng 4/1975, sống trong trại tị nạn Camp Pendleton cùng với hàng vạn người Việt khác sau khi rời bỏ quê hương trong hoảng loạn và lo sợ. Năm đó chẳng có lễ hội, chẳng có pháo hoa mừng Lễ Độc lập 4/7 trong trại vì mọi người ai cũng đang lo nghĩ khi nào sẽ được đi định cư, băn khoăn về tương lai trên đất mới sẽ làm gì để sống, có được tiếp tục đi học, người Việt có bị kỳ thị không. Lúc đó có tin loan truyền là bang California không muốn cho người Việt định cư nên không biết tương lai sẽ về đâu, gian truân ra sao. Người quen của tôi gặp nhau trong trại, có anh đi Seattle, bang Washington, có anh về Napa, ở miền bắc California hay có chị về Downey ở nam California. Bạn ở chung lều trại người đi bang Colorado, người về San Francisco, mấy anh lính hải quân ra tận hải đảo Hawaii. Nhìn quanh thấy người Việt được định cư khắp nơi trên nước Mỹ.
Có một sự khác biệt rất lớn giữa thế hệ Gen Z và một thế hệ người Mỹ đã quá chán nản với những con đường mòn rập khuôn, nỗi sợ hãi không dám “lệch đảng.” Ở Gen Z, họ có một nguồn năng lượng mà những chiếc ghế lâu năm ở Quốc Hội không thể có. Kết quả của bầu cử sơ bộ 2026 ở tiểu bang Colorado đã cho thấy khá rõ nét điều này. Một thế hệ Gen Z cho rằng "hệ thống đã đổ vỡ và chúng tôi nhận ra sẽ không có ai đến cứu chúng tôi ngoài chính chúng tôi.”Họ, là những người sinh trưởng trong gia đình di dân.
Mấy tuần đầu World Cup trên đất Mỹ là một chuyện lạ: giải đấu diễn ra đã vài tuần mà tên Donald Trump ít được nhắc đến. Người ta coi bóng, bàn luật, uống bia và cãi nhau, khán giả quốc tế thấy nước Mỹ tổ chức một kỳ bóng đá vui vẻ, tử tế. Ông tổng thống thì bận mừng 250 năm nước Mỹ, chưa để mắt vào sân bóng. Nhưng đâu dễ “too good to be true” như thế. Thẻ đỏ của Folarin Balogun xảy ra vài ngày trước, trong trận gặp Bosnia: anh tranh bóng với hậu vệ Tarik Muharemović. Xem nhanh, pha bóng chẳng có gì đặc biệt. Vào phòng VAR, quay chậm cho thấy mũi giày cà xuống sau ống chân, cổ chân xoắn lại. Trọng tài rút thẻ đỏ. Theo luật, thẻ đỏ ở World Cup thì trận sau nghỉ. Không kháng cáo, không ngoại lệ. Lẽ ra chuyện kết thúc ở đó.
Tổng thống Donald Trump đến Ankara với đe dọa hơn là củng cố quan hệ với NATO. Ông văng ra những điều khó nghe, sẽ rút quân Mỹ khỏi châu Âu nếu không chiếm được Greenland, vô cùng bất mãn vì các nước Âu châu không tham gia chiến tranh Iran, và tuyên bố cắt hết mậu dịch với Tây Ban Nha. Nhưng trước khi ra về, ông lại nói đến “tình bằng hữu to lớn” giữa các đồng minh.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.