Bài giảng Năng lượng tái tạo - Chương 1: Tổng quan về năng lượng tái tạo - Nguyễn Quang Nam

408004 
Năng lượng tái tạo 
Giảng viên: TS. Nguyễn Quang Nam 
2013 – 2014, HK1 
nqnam@hcmut.edu.vn 
1 
Bài giảng 1 
Ch. 1: Tổng quan về năng lượng tái tạo 
 Các nguồn năng lượng tái tạo 
 Tiềm năng và ứng dụng năng lượng tái tạo hiện nay 
 Công nghệ sử dụng các nguồn năng lượng mới 
 Phát điện phân tán sử dụng các nguồn năng lượng mới 
2 
Bài giảng 1 
1. Các nguồn năng lượng tái tạo 
	NĂNG LƯỢNG – VAI TRÒ CỦA NĂNG LƯỢNG 
 Năng lượng là gì? 
	Năng lực làm vật thể hoạt động (Theo Viện Năng lượng 	Nguyên tử Việt Nam). 
 Vai trò của năng lượng? 
	Đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống kinh tế - xã 	hội của loài người nói chung (Theo Ban tuyên giáo Trung 	ương – ĐCS VN). 
3 
Bài giảng 1 
1. Các nguồn năng lượng tái tạo 
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 
 Trong lịch sử phát triển của loài người, than đã thay củi, và dầu mỏ đã thay than, để trở thành nguồn năng lượng. Nhưng dầu mỏ sẽ cạn kiệt trong vòng vài mươi năm nữa. 
 Con người lại một lần nữa tìm nguồn năng lượng thay thế. Nhưng vòng lẩn quẩn không thể tiếp tục được lặp lại, cần phải có giải pháp bền vững  năng lượng tái tạo. 
 Năng lượng tái tạo là gì? 
	Là năng lượng từ các nguồn tự nhiên không cạn kiệt. 
4 
Bài giảng 1 
1. Các nguồn năng lượng tái tạo 
 Mặt trời 
 Gió và sóng biển 
 Sinh khối và biogas 
 Thủy điện 
 Địa nhiệt 
 Thủy triều 
5 
Bài giảng 1 
Nhu cầu năng lượng 1 năm: 140.10 6 GWh 
Nhân 
Earth 
0,3.10 9 GWh 
1600.10 9 GWh 
30% 
Phản xạ ra không gian 
25.10 6 GWh 
Thủy triều 
45%: 
720.10 9 GWh 
Nhiệt 
25% 
Hấp thụ 
và chuyển đổi 
 Quang hợp 
(0,24%) 10 9 GWh 
C x H y hóa thạch = NLMT lưu trữ 
- Thủy năng tuần hoàn 
(88%) 350.10 9 GWh 
- Gió, sóng 32.10 9 GWh 
27 năm = 1 ngày 
Trăng 
Mặt trời 
6 
Bài giảng 1 
Năng lượng mặt trời 
 Đường kính mặt trời: 1,4 triệu km (109 lần Trái đất) 
 Khối lượng: 1,99.10 30 kg 
 Hằng số năng lượng Mặt trời: 1366 W/m 2 
Năng lượng mặt trời và nhu cầu hàng năm 
Năng lượng mặt trời 
3850000 EJ 
Năng lượng gió 
2250 EJ 
Tiềm năng sinh khối 
100 – 300 EJ 
Tổng năng lượng tiêu thụ (2010) 
539 EJ 
Điện năng tiêu thụ (2010) 
66,5 EJ 
7 
Bài giảng 1 
Năng lượng mặt trời 
 Giả sử 1 m 2 bề mặt = 100 kWh/năm 
 Điện năng TG = 66,5 EJ = 18,5.10 6 GWh = 185000 km 2 
 Năng lượng TG = 150.10 6 GWh = 1,5 triệu km 2 (1%) 
8 
Bài giảng 1 
Hiện trạng và dự báo năng lượng thế giới 
9 
Bài giảng 1 
Hiện trạng tiêu thụ năng lượng thế giới 
 Nhiên liệu hóa thạch được sử dụng rộng rãi và trực tiếp như nguồn năng lượng sơ cấp và đóng vai trò nguồn năng lượng tiện lợi với hiệu suất thấp. 
10 
Bài giảng 1 
Hiện trạng năng lượng thế giới 
 Hiện nay vẫn sử dụng hơn 80% nhiên liệu hóa thạch, vậy con người đang gây ra những vấn đề gì? Giải pháp? 
 Những khu vực nào có tiềm năng cải thiện vấn đề sử dụng năng lượng? 
11 
Bài giảng 1 
Tình hình ứng dụng điện mặt trời 
12 
Bài giảng 1 
Tình hình ứng dụng điện gió 
13 
Bài giảng 1 
Tình hình phát điện bằng sinh khối 
14 
Bài giảng 1 
Tình hình ứng dụng năng lượng tái tạo 
Năm 
Điện mặt trời 
(GW) 
Điện gió 
(GW) 
NL sinh khối (GW) 
NL địa nhiệt 
(GW) 
Điện sóng + thủy triều 
(MW) 
2009 
23,5 
159 
49,6 
10,3 
0,27 
2011 
70 
238 
62 
(2010) 
11,1 
0,527 
15 
Bài giảng 1 
Population and income growth 
16 
Bài giảng 1 
underpin growing energy consumption 
17 
Bài giảng 1 
The power sector leads primary energy growth 
18 
Bài giảng 1 
Energy efficiency improvements are critical 
19 
Bài giảng 1 
 to meeting the energy challenge 
20 
Bài giảng 1 
High oil prices are reducing oil’s share of primary energy 
21 
Bài giảng 1 
 via substitution and efficiency gains in transport 
22 
Bài giảng 1 
23 
Bài giảng 1 
24 
Bài giảng 1 
Coal consumption and production will level off after 2020 
25 
Bài giảng 1 
 as the OECD and China reduce their reliance on coal 
26 
Bài giảng 1 
Non-fossil fuels growth is led by renewables in the OECD 
27 
Bài giảng 1 
 while nuclear leads in the non-OECD 
28 
Bài giảng 1 
Renewables continue to gain market share 
29 
Bài giảng 1 
assuming cost declines can keep the subsidy burden in check 
30 
Bài giảng 1 
Electricity gains in all sectors 
31 
Bài giảng 1 
but power growth slows as China restructures 
32 
Bài giảng 1 
The fuel mix for power generation diversifies 
33 
Bài giảng 1 
with coal’s share declining rapidly post 2020 
34 
Bài giảng 1 
Energy demand growth drives carbon emissions 
35 
Bài giảng 1 
but the link weakens as the energy mix decarbonises 
36 
Bài giảng 1 
Conclusion 
37 
Bài giảng 1 
38 
Bài giảng 1 
39 
Bài giảng 1 
3. Các công nghệ khai thác NLTT 
40 
Bài giảng 1 
3. Các công nghệ khai thác NLTT 
41 
Bài giảng 1 
4. Phát điện phân tán dùng NLTT 
42 
Bài giảng 1 
Máng tập trung nhiệt năng từ mặt trời 
43 
Bài giảng 1 
Tháp tập trung nhiệt năng từ mặt trời 
44 
Bài giảng 1 
Đĩa tập trung nhiệt năng từ mặt trời 
45 
Bài giảng 1 
Sản xuất hydrogen 
 Từ nước và hydrocarbon 
	 CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 
	 CO + H 2 O CO 2 + H 2 
 Quá trình nhiệt phân, nhiệt hóa, sinh hóa và quang hóa chưa có ứng dụng công nghiệp 
 Tảo phản ứng sinh học khả thi về mặt kinh tế 
 Tách nước quang hứa hẹn là quá trình sạch và tái tạo 
 Chu kỳ S-I hiệu quả hơn, nhưng cần nhiệt lượng 
 Còn có điện phân vi sinh, tổng hợp enzyme 
46 
Bài giảng 1