Đa dạng

Năng lượng tái tạo - Sử dụng năng lượng tái tạo

Năng lượng tái tạo - Sử dụng năng lượng tái tạo


Biến đổi khí hậu đòi hỏi phải cắt giảm lượng khí thải và áp dụng các lựa chọn có đạo đức

Nazzareno Gottardi

Hội thảo quốc tế "CHỌN CÓ THỂ TÁI TẠO", Montecatini ngày 16-18 tháng 4 năm 2010

Trang 1 - 2 - 3 -4 - 5

Và còn đáng buồn hơn khi thấy hàng loạt người mù chữ và / hoặc nô lệ lại tấn công các nghiên cứu khí hậu với mục đích duy nhất là giữ thế giới lại trong cuộc chạy đua tự hủy diệt.

Có lẽ những người lớn tuổi nhất trong chúng ta vẫn còn nhớ những tiệm sửa xe của nhiều năm trước đầy mùi hôi thối của khí thải động cơ.

Ngày nay điều này không còn thấy nữa vì nhờ những người tiên phong về y tế nơi công sở đã đưa ra ánh sáng vấn nạn bệnh nghề nghiệp và chống phản kháng của các “Thầy” đã đưa ra những quy định rất cụ thể.

Các "ông chủ" cho rằng các biện pháp an toàn và vệ sinh sẽ khiến họ bị thiệt hại về kinh tế và điều này cuối cùng sẽ ảnh hưởng đến nghề nghiệp. các-ten hóa thạch là những "bậc thầy" hiện nay, trùng hợp, ở đây cũng nói đến "nền kinh tế" và "sự suy giảm sản xuất", do đó, đối với chúng, những hậu quả rõ ràng đối với việc làm.

May mắn thay, có nhiều người có trình độ và suy nghĩ khác. Đây là ý kiến ​​của người đoạt giải Nobel kinh tế năm 2008 Paul Krugman:

Đôi khi, tôi có cảm giác tuyệt vọng cho số phận của hành tinh. Nếu bạn đã theo dõi sự phát triển của khí hậu học, bạn sẽ hiểu ý tôi: cảm giác rằng chúng ta đang rơi vào thảm họa, nhưng không ai muốn nghe về nó hoặc làm bất cứ điều gì để tránh nó. Và đây là sự thật: Tôi không tự ném mình vào sự cường điệu. Những lời cảnh báo hiện nay không phải là kết quả của sự mê sảng ảo tưởng của những kẻ cuồng tín. Chúng đến từ một số mô hình khí hậu được tôn trọng nhất, được phát triển bởi các nhà nghiên cứu hàng đầu. Tiên lượng về hành tinh trong vài năm gần đây đã trở nên tồi tệ hơn rất nhiều ... ... Nhưng lý do quan trọng nhất khiến chúng ta phớt lờ biến đổi khí hậu là Al Gore đã đúng: sự thật này quá khó chịu. Đối phó với biến đổi khí hậu với sức mạnh mà mối đe dọa đáng có không phải là trái với truyền thuyết, tàn phá nền kinh tế nói chung; thay vào đó, nó sẽ giống như xáo trộn bộ máy của nền kinh tế với kết quả là làm tổn hại một số lợi ích được giao quyền lực như nó đang được tạo ra. những cơ hội kinh tế mới. Lý do khác là các ngành công nghiệp trong quá khứ có đội quân vận động hành lang ở những nơi thích hợp trong khi các ngành công nghiệp của tương lai không có. Nó cũng không phải chỉ là một vấn đề của quyền lợi. Trong ba thập kỷ, hệ tư tưởng chính trị thống trị của Mỹ đã đề cao doanh nghiệp tư nhân và làm xấu chính phủ, nhưng biến đổi khí hậu là một vấn đề chỉ có thể được giải quyết thông qua hành động của chính phủ. .” 6

Chúng ta vẫn phải chịu đựng bao nhiêu thiệt hại hay bao nhiêu độ tăng nhiệt độ trước khi các đối thủ mù nhận ra sai lầm trong đòn tấn công của mình? Thật không may, đối với tôi, tất cả những gì còn lại là kết luận bằng cách trích dẫn của Upton Beall Sinclair: "Thật khó để làm cho ai đó hiểu bất cứ điều gì khi mức lương của họ phụ thuộc vào việc không hiểu nó!" 7

3. Nguyên nhân

Nguyên nhân của sự nóng lên của khí hậu là do sản xuất quá nhiều khí nhà kính. KNK là những chất khí ngăn chặn năng lượng tần số thấp (tia hồng ngoại) phát ra từ mặt đất và làm tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu trong vành đai sinh học mà chúng ta đang sống.

Hiện tượng này có tên là hiệu ứng nhà kính (hình 3, bên phải) và bản thân nó là một hiện tượng cực kỳ tích cực. Nếu không có nó, trên thực tế, nhiệt độ trung bình của trái đất sẽ là -20 ° C, chắc chắn ít phù hợp với sự phát triển của sự sống như chúng ta biết ngày nay. Vấn đề là nếu nồng độ khí nhà kính trở nên quá cao thì nhiệt độ của khí hậu cũng trở nên quá cao và điều này có thể dẫn đến những hậu quả tai hại cho sự sống trên trái đất.

Có một số KNK nhưng số lượng toàn cầu của chúng rất nhỏ, ít hơn một phần trăm so với Nitơ và Oxy, rất quan trọng đối với nền kinh tế của sự sống trên hành tinh của chúng ta nhưng thực tế là trong suốt đối với bức xạ đó.

Hơi nước là loại KNK nhiều nhất nhưng phần do con người tạo ra không ảnh hưởng nhiều đến giá trị của tổng khối lượng hơi có trong khí quyển và nó có thể tái phát nhanh dưới dạng kết tủa trong khí quyển.

Mặt khác, đóng góp của con người vào nồng độ carbon dioxide, CO2 đại diện cho một phần đáng kể của tổng khối lượng và trên hết, có chu kỳ bán rã trong khí quyển là 100 năm. 8 Điều đó có nghĩa là nếu bằng một phép lạ nào đó, việc sản xuất CO2 hoàn toàn bị dừng lại và nó được phép tái hấp thụ một cách tự nhiên từ đất hoặc biển hoặc được thực vật hấp thụ, nồng độ của nó trong khí quyển sẽ giảm đi một nửa chỉ trong một trăm năm. .

Một số đối thủ tranh cãi dữ liệu này và đề xuất các mô hình tính toán cung cấp chu kỳ bán rã "chỉ" 40 năm.9 Ngay cả khi họ đúng, nó luôn là một khoảng thời gian rất dài nếu chúng ta xem xét rằng trên thực tế, quá trình sản xuất của nó, bắt đầu từ ngành công nghiệp thời đại, tiếp tục phát triển.

Nó thường được lưu trữ trong khí quyển và hòa tan trong nước biển. Nồng độ của nó trong khí quyển trong nhiều thiên niên kỷ đã theo xu hướng từ 180 đến 280 phần triệu thể tích không khí, trong khi chỉ trong 200 năm, nó đã lên tới hơn 380 (hình 5).

Sự gia tăng CO2 là lần đầu tiên được đo lường nhờ trực giác của nhà hải dương học nổi tiếng người Mỹ, Roger Revelle, người vào năm 1955 đã lập luận, trái ngược với giả định của thời đó, rằng các đại dương không thể hấp thụ tất cả CO2 do con người tạo ra.

Giả thuyết này đã được đưa ra trong một bài báo chung với Hans E. Suess vào năm 1957 và được xác nhận trong những năm tiếp theo bằng các phép đo chính xác của Dave Keeling được báo cáo trong biểu đồ lịch sử của hình 6.

Ở đó, chúng ta có thể thấy rõ ràng cách các biến thiên tuần hoàn theo mùa trên nền, thay vì bằng phẳng, tương ứng với "trạng thái cân bằng" thời gian, lại thể hiện sự tăng trưởng về nồng độ. Nó chắc chắn có nguồn gốc do con người tạo ra, có liên quan đến việc con người sản xuất năng lượng bằng các nguồn tài nguyên hóa thạch. 10

Bất chấp những biện pháp không thể chối cãi này, những người "hoài nghi" về hóa thạch, những người không thể thừa nhận rằng carbon dioxide (hiện tại) là quan trọng nhất của khí nhà kính, cho rằng việc tăng nồng độ của nó trong khí quyển là một trò lừa bịp.

David J.C. MacKay, một nhà vật lý 100% (không phải là nhà khí hậu học) từ Đại học Cambridge (Anh) với kiến ​​thức tuyệt vời về các sự kiện, phản hồi lời chỉ trích này bằng biểu đồ hình 7 được xuất bản trong một cuốn sách mà tôi giới thiệu cho tất cả những ai muốn có. Một nhận định rất khách quan về các khía cạnh khác nhau của vấn đề năng lượng hiện nay. Hình ảnh, với lời bình của tác giả trong ngoặc kép, mang tính chất giải thích. Như bạn có thể thấy, tất cả bắt đầu vào năm 1769 với việc chế tạo động cơ hơi nước của James Watt để sản xuất động cơ.

Nguyên nhân của vấn đề khí hậu do đó quay trở lại với cách sản xuất năng lượng hiện tại, để chuyển thế giới hiện đại của chúng ta, từ các ngành công nghiệp sang giao thông, từ nông nghiệp sang các công trình xây dựng.

Việc sản xuất năng lượng này dựa trên các quá trình vật lý và hóa học không chỉ thải ra khí nhà kính mà còn thải ra các loại chất thải độc hại. Các khí thải này dưới dạng hóa chất và các sản phẩm hạt nhân gây ô nhiễm môi trường mà chúng ta đang sống.

Năng lượng xuất hiện trong tự nhiên ở các dạng khác nhau. Được biết đến nhiều nhất là nhiệt (bức xạ và nhiệt), cơ học (động năng và thế năng), hóa học và năng lượng hạt nhân. Một số dạng năng lượng thu được từ các dạng khác thông qua các quá trình biến đổi trong đó một phần năng lượng ban đầu bị mất đi dưới dạng nhiệt hầu như luôn luôn không sử dụng được.

Để hiểu tại sao nên sử dụng một nguồn năng lượng nhất định thay vì một nguồn năng lượng khác, chúng ta hãy phân tích hai ví dụ đơn giản về quá trình biến đổi để sản xuất điện:

1. Ví dụ từ nguồn tái tạo: Bằng cách biến đổi thế năng của nước hồ trên núi thành năng lượng điện.

Khi rơi về phía thung lũng, nước chuyển thế năng của nó thành động năng, sau đó sẽ được chuyển thành năng lượng quay cơ học bằng cách tác động lên các cánh của tuabin thủy lực. Một máy phát điện được kết nối cơ học với tuabin sẽ biến động năng này thành năng lượng điện, trong quá trình này, một lượng nhiệt nhỏ được giải phóng và lãng phí.11 Năng lượng thủy điện không may chỉ chiếm một phần nhỏ năng lượng mà con người tiêu thụ hiện nay.

2. Ví dụ từ nguồn năng lượng không thể tái tạo: Bằng cách biến đổi năng lượng hóa học có trong dầu và oxy thành nhiệt.

Nhiệt lượng này là tổng động năng của tất cả các phân tử sinh ra từ phản ứng đốt cháy hỗn hợp các phân tử hữu cơ. Vì dầu được tạo thành từ cacbon và hydro, phản ứng với oxy sẽ tạo ra CO2 và nước (H2O). Năng lượng này đến lượt nó được sử dụng để làm nóng một chất lỏng (thường là nước) và sau đó được biến đổi thành động năng của các phân tử hơi của nó. Động năng của các phân tử này sau đó được chuyển thành động năng quay của tuabin trên các cánh quạt. trong số đó họ sẽ gặp khó khăn. Tại thời điểm này, như trong trường hợp trước, một máy phát điện được kết nối cơ học với tuabin biến động năng của hệ thống tuabin-rôto thành năng lượng điện. Trong quá trình này, chỉ một phần năng lượng thu được từ quá trình đốt cháy ("thông thường" ít hơn một nửa) được sử dụng, phần còn lại bị mất dưới dạng nhiệt ở nhiệt độ thấp trong các tháp giải nhiệt. năng lượng bởi vì dầu mỏ, trước hết, là một nguyên liệu thô hữu ích cho nhiều mục đích sử dụng thiết yếu.13 Năng lượng được sản xuất theo cách này không may lại chiếm một phần rất lớn năng lượng mà con người tiêu thụ hiện nay.

Hai ví dụ đơn giản này cho chúng ta thấy vấn đề nằm ở đâu: trong khi trong lần đầu tiên, toàn bộ quá trình dựa trên việc sử dụng nước làm véc tơ năng lượng mặt trời và trong lần thứ hai, ngoài ra còn có sự mất mát lớn về năng lượng dưới dạng nhiệt, sự phát thải của hai khí nhà kính: hơi nước và CO214.

Trang 1 - 2 - 3 -4 - 5

Ghi chú

6 Paul Krugman: "Cassandras"; International Herald Tribune, ngày 29 tháng 9 năm 2009.

7 Upton Beall Sinclair, chính trị gia và nhà văn nổi tiếng của Mỹ: “Rất khó để khiến một người đàn ông hiểu điều gì đó, khi mức lương của anh ta phụ thuộc vào sự không hiểu của anh ta!"

8 T.J. Làm mờ; "Nồng độ khí nhà kính gần đây"; DOI: 10.3334 / CDIAC / atg.032; http: //cdiac.ornl.gov/pns/current_ghg.html; tháng 12 năm 2009.

9 Peter Dietze: “Hơi ấm lên với Chế độ chu trình cacbon toàn cầu mới”; http://www.john-daly.com/guests.htm;August, 1997

10 Một giai thoại nhỏ nêu bật sự không sẵn lòng chấp nhận các kết quả tương tự ngay từ đầu: khoảng cách nhỏ trong số liệu vào năm 1964 trong hình 6 là do thiếu kinh phí để tài trợ cho loại hình nghiên cứu này.

11 Tôi muốn nhớ rằng trên thực tế, năng lượng điện này được cung cấp liên tục bởi mặt trời bởi vì nó là năng lượng của nó, nhiệt của nó, được chuyển thành năng lượng động học của các phân tử nước trong quá trình bay hơi, khiến chúng khuếch tán vào khí quyển. sẽ chứa một thế năng phụ thuộc vào độ cao của hồ mà nó sẽ thu vào.

12 Trong nhiều nhà máy điện, nhiệt này được sử dụng để sưởi ấm cho các ngôi nhà của khu vực đô thị gần đó, do đó tiết kiệm được năng lượng lớn.

13 Nếu chúng ta muốn chính xác, năng lượng điện này cũng đến từ mặt trời nhưng bị trì hoãn hàng triệu năm: dầu, như chúng ta đã đề cập ở trên, là kết quả của các quá trình địa chất trên khối hữu cơ đến từ sinh vật, thực vật và động vật, mà được tạo ra để phát triển chậm lại bởi mặt trời và sau đó bị hóa thạch. "Nguồn" năng lượng này sẽ kết thúc với trữ lượng dầu mỏ.

14 Lượng CO2 gấp khoảng ba lần trọng lượng của nhiên liệu tạo ra nó, đó là một lượng rất lớn! Nhưng trọng lượng này của carbon dioxide không cho biết ngay về số lượng của nó bởi vì nó là một chất khí. Đối với người bình thường, một chất khí được đo bằng thể tích không phải bằng trọng lượng. Chúng ta hít thở hàng lít không khí; trong một căn phòng có tổng cộng mét khối không khí, v.v. Tuy nhiên, điều đáng khen là khi bạn muốn mua một chiếc ô tô, bạn được thông báo về việc nó tạo ra bao nhiêu gam CO2: ít nhất bằng cách này, một người có ý thức về môi trường có thể chọn một mẫu xe ít ô nhiễm hơn. Nhưng chỉ báo về trọng lượng trong khi cho phép chúng ta so sánh giữa các mẫu xe khác nhau không hoàn toàn đưa ra ý tưởng về lượng xăng một chiếc xe tạo ra. Lý do lựa chọn đơn vị đo lường này theo tôi là nhằm đáp ứng nghĩa vụ pháp lý nhưng không cung cấp thông tin một cách rõ ràng. Do đó, hầu hết đều hài lòng khi mua một chiếc ô tô nhỏ chỉ tạo ra 118 gram CO2 mỗi km chứ không phải 260 gram như một chiếc ô tô lớn, họ thực sự không có cảm giác về khối lượng khí 118 gram tương ứng. Trong hóa học, đại lượng tương ứng với khối lượng phân tử của nó được biểu thị bằng gam được định nghĩa là gam-mol của một chất. Khối lượng phân tử của CO2 là 44 và do đó a gam-mol CO2 nặng 44 gam. áp suất của một bầu khí quyển chiếm thể tích khoảng 22,4 lít. Do đó, chiếc xe nhỏ của chúng tôi tạo ra 118/44 = 2,70 gam-mol CO2, tức là thể tích 2,70x 22,4 ≈ 60 lít, chỉ để hình dung, tương ứng với thể tích chứa khoảng 40 chai nước khoáng tiêu chuẩn một lít. Và a một nửa. Tôi nhấn mạnh: chỉ trong một km !!!! Quy tắc điều hòa: 2 gam CO2 ≈ 1 lít.


Video: Nhiên Liệu Hóa Thạch và Vòng Tuần Hoàn Của Sự Sống - Thư Viện Thiên Văn