Những nguồn năng lượng mới
Thứ tư, 14/12/2011 - 07:00
Đứng trước viễn cảnh thế giới sẽ cạn kiệt nguồn năng lượng hữu hạn, các nhà khoa học đã làm mọi cách để tìm ra những nguồn năng lượng thay thế dồi dào.
Đứng trước viễn cảnh thế giới sẽ cạn kiệt nguồn năng lượng hữu hạn, các nhà khoa học đã làm mọi cách để tìm ra những nguồn năng lượng thay thế dồi dào.
Năng lượng sẽ tới từ Mặt trăng
Khí Heli-3 (Heli có 3 proton) là đồng vị của Heli, nhẹ và không có phóng xạ, được các nhà khoa học nhận định rằng, có tiềm năng lớn trong việc tạo ra năng lượng tương đối sạch. Tuy nhiên, trên Trái đất thực tế không có Heli-3, còn trên Mặt trăng trữ lượng Heli-3 được đánh giá có thể từ 100 đến 500 triệu tấn. Mặc dù hiện nay kỹ thuật sử dụng Heli-3 còn đang trong giai đoạn thử nghiệm nhưng người ta đã gọi nó là “năng lượng lý tưởng của tương lai”. Công ty không gian của Nga, RKK Energiya tuyên bố rằng, tiềm năng kinh tế về nguồn tài nguyên Heli-3 trên Mặt trăng sẽ được họ khai thác vào năm 2020.
Nhà máy điện lơ lửng trên không
Trên Trái đất, Mặt trời chỉ chiếu sáng nửa ngày, còn lại là ban đêm, nên chúng ta không thể thu được năng lượng từ mặt trời 24/24h. Thế nhưng, năng lượng Mặt trời trong không gian thì không thay đổi suốt 24 giờ. Các nhà khoa học thuộc Viện Hàn lâm du hành vũ trụ quốc tế (IAA) dự định, xây dựng một nhà máy điện năng lượng Mặt trời trên quỹ đạo Trái đất. Nhà máy được thiết kế với hàng trăm vệ tinh năng lượng mặt trời bay quanh quỹ đạo Trái đất. Mỗi vệ tinh có đường kính 1km và hấp thụ ánh sáng mặt trời 24h/ngày. Năng lượng mặt trời sẽ được chuyển thành điện ngay trên không gian và truyền về Trái đất bằng một hệ thống sóng vi ba hoặc bằng tia laser trước khi hòa vào lưới điện.
Mỏ năng lượng dưới đại dương
Đại dương bao phủ 70% diện tích bề mặt Trái đất chính là các “mỏ” năng lượng không bao giờ cạn. Các dòng hải lưu, thủy triều, sóng biển, sự chênh lệch nhiệt độ giữa nước biển trên bề mặt với nước bên dưới... đều có thể khai thác để sinh điện. Theo ước tính, công suất tổng cộng của tất cả nguồn năng lượng biển nói trên lên tới 90.000 terawatt/giờ (1 TWh = 1.000 tỷ watt), so với công suất 18.000 TWh của ngành điện lực toàn thế giới.
Tận dụng nguồn nhiệt năng của Trái đất
Theo tính toán, nhiệt độ ở tâm Trái đất vào khoảng 6.650 độ C. Trái đất nguội dần với tốc độ khoảng 300-350 độ C/1 tỉ năm. Khoảng 2% lượng nhiệt nằm ở lớp vỏ của Trái đất, còn lại 98% ở phần lõi và trung tâm. Như vậy, 2% lượng nhiệt (tương ứng vào khoảng 840 tỉ W) cũng có thể đáp ứng nhu cầu của loài người trong một thời gian rất dài. Một số vùng trong vỏ Trái đất, đặc biệt tại những vùng có hoạt động địa chấn, nhiệt độ tăng rất nhanh theo chiều sâu. Ước tính tiềm năng của nhiệt lượng ở độ sâu 10.000m, sẽ gấp khoảng 50.000 lần toàn bộ trữ lượng dầu khí trong lòng Trái đất. Người ta khai thác năng lượng địa nhiệt bằng cách khoan các giếng sâu xuống lòng đất ở tầng chứa nước nóng. Nguồn nhiệt lượng này được đưa lên mặt đất dưới dạng hơi nóng hoặc nước nóng để quay turbine phát điện.
Năng lượng từ… tuyết
Các nhà khoa học Nhật Bản phát hiện ra rằng, tuyết là một nguồn năng lượng tuyệt vời mà không phải mất tiền. Họ cho biết, tuyết có thể được đốt cháy, bởi tại các thành phố công nghiệp lượng metan được hấp thụ từ không khí có trong tuyết lên tới 70%. Vào mùa đông, tuyết hấp thụ bụi và khí độc hại từ trong không khí, nhưng tới mùa xuân khi tuyết tan thì các thành phần độc hại này sẽ quay trở lại bầu không khí. Hiện tại, ở Nhật người ta đang ứng dụng công nghệ lấy khí metan từ tuyết, từ 1 tấn tuyết có thể cho 100 lít metan. Lượng khí này được sử dụng làm nhiên liệu, còn lượng tuyết đã tinh chế được ứng dụng trong các hệ thống máy điều hòa và để làm lạnh các kho hàng.
Tạo năng lượng từ sự bay hơi
Trong quá trình nước bốc hơi từ lá cây, những hạt hơi nước có thể bay lên độ cao tới 30m mà không cần bất cứ một cơ chế bơm nào. Các nhà nghiên cứu tại Viện Vật lý Mỹ đã ứng dụng hiện tượng này để phát sinh ra năng lượng điện. Sự bay hơi diễn ra khi chất lỏng chảy qua bề mặt lá cây, tạo ra mặt phân cách khí-chất lỏng. Mặt phân cách này giống như một bề mặt điện môi chuyển động làm thay đổi tính chất điện của chất lỏng. Một tụ điện được gắn vào trong bề mặt này và khi chất lỏng bay hơi nhiều hơn, điện thế sẽ được sinh ra ở hai đầu tụ điện. Nghiên cứu này đang mở ra cánh cửa lớn cho việc tạo ra năng lượng từ sự bay hơi.
Năng lượng sẽ tới từ Mặt trăng
Khí Heli-3 (Heli có 3 proton) là đồng vị của Heli, nhẹ và không có phóng xạ, được các nhà khoa học nhận định rằng, có tiềm năng lớn trong việc tạo ra năng lượng tương đối sạch. Tuy nhiên, trên Trái đất thực tế không có Heli-3, còn trên Mặt trăng trữ lượng Heli-3 được đánh giá có thể từ 100 đến 500 triệu tấn. Mặc dù hiện nay kỹ thuật sử dụng Heli-3 còn đang trong giai đoạn thử nghiệm nhưng người ta đã gọi nó là “năng lượng lý tưởng của tương lai”. Công ty không gian của Nga, RKK Energiya tuyên bố rằng, tiềm năng kinh tế về nguồn tài nguyên Heli-3 trên Mặt trăng sẽ được họ khai thác vào năm 2020.
Nhà máy điện lơ lửng trên không
Trên Trái đất, Mặt trời chỉ chiếu sáng nửa ngày, còn lại là ban đêm, nên chúng ta không thể thu được năng lượng từ mặt trời 24/24h. Thế nhưng, năng lượng Mặt trời trong không gian thì không thay đổi suốt 24 giờ. Các nhà khoa học thuộc Viện Hàn lâm du hành vũ trụ quốc tế (IAA) dự định, xây dựng một nhà máy điện năng lượng Mặt trời trên quỹ đạo Trái đất. Nhà máy được thiết kế với hàng trăm vệ tinh năng lượng mặt trời bay quanh quỹ đạo Trái đất. Mỗi vệ tinh có đường kính 1km và hấp thụ ánh sáng mặt trời 24h/ngày. Năng lượng mặt trời sẽ được chuyển thành điện ngay trên không gian và truyền về Trái đất bằng một hệ thống sóng vi ba hoặc bằng tia laser trước khi hòa vào lưới điện.
Mỏ năng lượng dưới đại dương
Đại dương bao phủ 70% diện tích bề mặt Trái đất chính là các “mỏ” năng lượng không bao giờ cạn. Các dòng hải lưu, thủy triều, sóng biển, sự chênh lệch nhiệt độ giữa nước biển trên bề mặt với nước bên dưới... đều có thể khai thác để sinh điện. Theo ước tính, công suất tổng cộng của tất cả nguồn năng lượng biển nói trên lên tới 90.000 terawatt/giờ (1 TWh = 1.000 tỷ watt), so với công suất 18.000 TWh của ngành điện lực toàn thế giới.
Tận dụng nguồn nhiệt năng của Trái đất
Theo tính toán, nhiệt độ ở tâm Trái đất vào khoảng 6.650 độ C. Trái đất nguội dần với tốc độ khoảng 300-350 độ C/1 tỉ năm. Khoảng 2% lượng nhiệt nằm ở lớp vỏ của Trái đất, còn lại 98% ở phần lõi và trung tâm. Như vậy, 2% lượng nhiệt (tương ứng vào khoảng 840 tỉ W) cũng có thể đáp ứng nhu cầu của loài người trong một thời gian rất dài. Một số vùng trong vỏ Trái đất, đặc biệt tại những vùng có hoạt động địa chấn, nhiệt độ tăng rất nhanh theo chiều sâu. Ước tính tiềm năng của nhiệt lượng ở độ sâu 10.000m, sẽ gấp khoảng 50.000 lần toàn bộ trữ lượng dầu khí trong lòng Trái đất. Người ta khai thác năng lượng địa nhiệt bằng cách khoan các giếng sâu xuống lòng đất ở tầng chứa nước nóng. Nguồn nhiệt lượng này được đưa lên mặt đất dưới dạng hơi nóng hoặc nước nóng để quay turbine phát điện.
Năng lượng từ… tuyết
Các nhà khoa học Nhật Bản phát hiện ra rằng, tuyết là một nguồn năng lượng tuyệt vời mà không phải mất tiền. Họ cho biết, tuyết có thể được đốt cháy, bởi tại các thành phố công nghiệp lượng metan được hấp thụ từ không khí có trong tuyết lên tới 70%. Vào mùa đông, tuyết hấp thụ bụi và khí độc hại từ trong không khí, nhưng tới mùa xuân khi tuyết tan thì các thành phần độc hại này sẽ quay trở lại bầu không khí. Hiện tại, ở Nhật người ta đang ứng dụng công nghệ lấy khí metan từ tuyết, từ 1 tấn tuyết có thể cho 100 lít metan. Lượng khí này được sử dụng làm nhiên liệu, còn lượng tuyết đã tinh chế được ứng dụng trong các hệ thống máy điều hòa và để làm lạnh các kho hàng.
Tạo năng lượng từ sự bay hơi
Trong quá trình nước bốc hơi từ lá cây, những hạt hơi nước có thể bay lên độ cao tới 30m mà không cần bất cứ một cơ chế bơm nào. Các nhà nghiên cứu tại Viện Vật lý Mỹ đã ứng dụng hiện tượng này để phát sinh ra năng lượng điện. Sự bay hơi diễn ra khi chất lỏng chảy qua bề mặt lá cây, tạo ra mặt phân cách khí-chất lỏng. Mặt phân cách này giống như một bề mặt điện môi chuyển động làm thay đổi tính chất điện của chất lỏng. Một tụ điện được gắn vào trong bề mặt này và khi chất lỏng bay hơi nhiều hơn, điện thế sẽ được sinh ra ở hai đầu tụ điện. Nghiên cứu này đang mở ra cánh cửa lớn cho việc tạo ra năng lượng từ sự bay hơi.
Theo ANTĐ