Đánh thức nguồn năng lượng từ đại dương
Thứ hai, 03/06/2013 - 12:04
Thế giới đang không ngừng tìm kiếm những nguồn năng lượng mới nhằm thay thế việc sử dụng than đá và các nhiên liệu hóa thạch để sản xuất điện.
Thế giới đang không ngừng tìm kiếm những nguồn năng lượng mới nhằm thay thế việc sử dụng than đá và các nhiên liệu hóa thạch để sản xuất điện. Và nguồn năng lượng mạnh mẽ đến từ đại dương đang là một trong những niềm hy vọng của các nhà khoa học trên toàn thế giới.
Nhiều quốc gia đang tập trung đầu tư vào các nguồn năng lượng từ đại dương
Hiện nay, có khoảng 100 công ty trên toàn thế giới đang nghiên cứu việc chuyển đổi năng lượng từ đại dương thành điện năng. Năng lượng từ đại dương cũng có nhiều tiềm năng hơn năng lượng gió vì nước có tỷ trọng cao hơn không khí. “Nước nặng” được lấy từ trong một thùng nước biển, năng lượng của nó tương đương 400 thùng dầu mỏ tốt nhất. Theo những suy đoán ban đầu, năng lượng do nguồn nước biển vô tận này sản sinh ra đủ dùng cho nhân loại trên 1 tỷ năm. Hay những con sóng, thủy triều, hải lưu... trường tồn với thời gian, đều có thể cung cấp cho nhân loại nguồn năng lượng cực lớn. Công nghệ sản xuất điện từ đại dương được chia thành 2 dạng chính là năng lượng thủy triều và năng lượng sóng.
Năng lượng từ thủy triều. Nguyên lý phát điện thủy triều tương tự như nguyên lý phát điện thủy lực, tức là lợi dụng sự chênh lệch mức nước triều lên xuống để làm quay động cơ và máy phát điện. Ở những vùng có biên độ triều tương đối lớn, người ta xây đê ngăn nước có nhiều cửa tạo thành một hồ chứa và trong đê lắp tổ máy phát điện bánh xe nước. Khi nước triều lên cao bên ngoài một cửa nào đó thì cửa đó mở ra, nước biển chảy vào hồ chứa, dòng nước vào làm quay bánh xe thủy động, kéo theo làm quay máy phát điện. Khi nước triều rút xuống thì cửa đóng lại và cánh cửa khác mở ra, nước từ hồ chứa chảy ra biển và dòng nước lại làm quay máy tải động. Cứ như thế, trạm điện thủy triều không ngừng phát điện.
Năng lượng từ sóng. Phương pháp tạo ra dòng điện từ sóng biển là dùng máy phát điện đặt nổi trên mặt biển như một cái bơm nằm ngang, pít tông nối liền với phao, tùy theo sóng biển lên xuống mà pít tông cũng chuyển động lên xuống, biến động lực của sóng biển thành động lực của không khí bị nén. Không khí bị nén dưới áp suất cao phụt qua miệng phun của turbin làm cho máy phát điện hoạt động. Khi đó, năng lượng của sóng biển đã chuyển thành điện năng. Phát điện bằng năng lượng sóng biển không tốn một chút năng lượng “khởi động” nào, lại không gây ô nhiễm môi trường, do đó nó là một nguồn năng lượng sạch, hy vọng sẽ giúp giải quyết nguy cơ thiếu năng lượng của toàn thế giới.
Ngoài việc tận dụng thủy triều, sóng, hải lưu để phát điện, còn những dạng khác mà con người có thể lợi dụng, khai thác ở nước biển nhằm sinh điện, như sự chênh lệch nhiệt độ cao thấp khác nhau, độ mặn nhạt khác nhau, áp lực lớn bé khác nhau.
Năng lượng từ sự chênh lệch nhiệt độ. Nhiệt độ lớp bề mặt và lớp sâu ở biển nhiệt đới và cận nhiệt đới chênh lệch nhau có thể tới 25 độ C. Nguyên lý biến chênh lệch nhiệt độ nước đại dương thành điện là: sử dụng các chất có điểm sôi thấp làm môi giới như CH3, He… trong máy làm bốc hơi. Do tác dụng của nước biển nóng trên 25 độ C, các chất môi giới này ở trạng thái lỏng sẽ bốc hơi, tạo ra áp lực lớn dưới dạng khí và đi qua đường ống, làm quay máy phát điện.
Lợi dụng mức chênh lệch độ mặn. Ở những khu vực có sự chênh lệch độ mặn lớn, đặc biệt như vùng cửa sông đổ ra biển, thì từ sự chênh lệch độ mặn này có thể tạo ra một nguồn năng lượng mới mà hiện nay con người chưa khai thác. Do nồng độ muối trong nước ngọt và nước biển khác nhau, tạo ra một áp lực thẩm thấu khá lớn và nước ngọt không ngừng thấm qua màng thẩm thấu sang phía bể chứa nước mặn vốn đã đầy nước biển, khiến cho cột nước trong tháp thủy áp dâng cao. Cột nước dâng cao đến một mức nào đó sẽ theo đường ống chảy ra ngoài và đổ xuống làm bánh xe nước quay và tạo ra nguồn điện.
Tuy nhiên, có nhiều nguyên nhân khách quan khiến việc sử dụng nguồn năng lượng vô tận từ đại dương vào quá trình sản xuất điện năng bị gián đoạn như: việc nước biển làm biến dạng và ăn mòn máy móc; việc cần có những dây cáp đắt tiền ngầm dưới biển để truyền tải điện vào bờ; đặc biệt chi phí đầu tư cho các dự án này đòi hỏi thời gian nghiên cứu lâu dài và cần nhiều vốn. Chính vì thế, khả năng cạnh tranh của năng lượng biển với các nguồn năng lượng thay thế khác còn chưa cao. Dẫu vậy, các nước phát triển trên thế giới vẫn không ngừng tìm tòi, cải tiến công nghệ để khai thác nguồn năng lượng xanh vô tận này.
Điều kiện Việt Nam, với hơn 3.000km đường bờ biển, có tiềm năng lớn để phát triển năng lượng từ đại dương, việc bổ sung, đa dạng hóa nguồn năng lượng từ biển là cần thiết để phục vụ phát triển bền vững.
Thúy Hằng