Năng lượng chúng ta đang tiêu dùng xuất phát từ nhiều nguồn
khác nhau. Từ thiên nhiên, cần phải kể đến than đá, than bùn,
dầu hỏa, và khí thiên nhiên. Do nhân tạo, có nguồn năng lượng
từ thủy điện còn được gọi là than trắng, nguồn nguyên tử năng,
và năng lượng từ gió và từ ánh sáng mặt trời.
Đối với các tài nguyên thiên nhiên thuộc nhóm thứ nhất, theo
ước tính thì khoảng độ 80 năm nữa, các nguồn năng lượng trên
sẽ bị cạn kiệt vì con người đã và đang tận dụng tối đa, và với
mức độ cấp số nhân nhanh hơn mức tái tạo của thiên nhiên. Do
đó, ngay từ bây giờ nếu không chuẩn bị để nghiên cứu hay truy
tìm những nguồn tài nguyên về năng lượng mới, thế giới sẽ đi
dần đến sự tự hủy diệt.

Thủy điện
|
Đối với nguồn năng lượng đến từ nhóm hai, thủy điện đã xuất
hiện từ hơn 70 năm trước đây, và đã là nguồn hy vọng cho nhân
loại trong một thời gian dài. Từ ban đầu và căn cứ theo hướng
suy nghĩ của những nhà khoa học thời bấy giờ thì thủy điện là
một nguồn điện năng sạch và toàn hảo vì không tạo ra ô nhiễm
môi trường. Do đó, các đập thủy điện được tiếp nối xây dựng ồ
ạt từ các quốc gia tân tiến cho đến những quốc gia đang phát
triển. Nhưng trong khoảng 20 năm trở lại đây, khoa học gia
trên thế giới đã nhận định đúng đắn thảm nạn môi trường do
thủy điện gây ra. Đó là:
1- Thủy điện đã làm đảo lộn hoàn toàn hệ sinh thái của một
vùng rộng lớn chung quanh hồ chứa cũng như ở thượng nguồn và
hạ nguồn của đập;
2- Thủy điện làm giảm thiểu hoặc hủy diệt đa dạng sinh học của
toàn vùng;
3- Hiệu quả kinh tế của thủy điện hoàn toàn bị đảo ngược vì
chi phí cần thiết để tái tạo lại môi trường thiên nhiên đã bị
đánh mất cao hơn lợi nhuận do việc cung cấp điện năng.
Hai thí dụ điển hình minh xác qua trường hợp của hàng chuỗi
đập thiết lập dọc theo sông Colorado (Hoa Kỳ) và Hoàng Hà
(Trung Cộng); và sau hơn vài chục năm khai thác, dòng chảy của
hai con sông nầy không còn điểm đến là vịnh Mễ Tây Cơ và biển
Trung Hoa nữa. Ở Việt Nam, dù mới khai thác đập thủy điện trong
khoảng hơn 10 năm nay, nhưng nhiều tác hại đã xảy ra như
trường hợp đập Yali đã làm ngập lụt một thành phố ở Cambodia
năm 2000 sau khi được khai thác vào năm thứ hai mà thôi.
Tuy nhiên đối với các nước đang phát triển ở Á Câu như Trung
Cộng, Thái Lan, Lào, Việt Nam, việc thiết lập các đập thủy
điện mới để giải quyết nhu cầu điện năng cho quốc gia trong
hiện tại là một việc làm thiếu một tầm nhìn nghiêm chỉnh cho
tương lai. Họ không rút tỉa được kinh nghiệm của các quốc gia
Tây phương đang trên đà phá vỡ các đập đã xây dựng ngõ hầu tái
tạo hệ sinh thái của vùng, đồng thời cũng không học hỏi kinh
nghiệm về các tác hại môi trường vì không nghiên cứu tác động
môi trường trong kế hoạch thiết lập đập.
Đối với nguồn năng lượng do nguyên tử năng, mức an toàn trong
vận hành vẫn là một dấu hỏi lớn và tác hại đến nhân sự và môi
trường trong trường hợp tai nạn xảy ra đã làm cho nhiều quốc
gia do dự khi quyết định xây dựng thêm nhà máy.. Thêm nữa năng
lượng nầy thải hồi nhiều thán khí (carbon dioxide) ảnh hưởng
đến tầng ozone của bầu khí quyển và nhất là phế thải nguyên tử
vẫn còn là một nan đề chưa giải quyết được của nhân loại.

Năng lượng gió
|
Trong nhóm nầy chỉ còn lại năng lượng đến từ gió và ánh sáng
mặt trời là tương đối an toàn cho chúng ta. Ngoài ra, trong
cuộc chiến đấu cho sinh tồn của nhân loại cần phải kể thêm
ngoài năng lượng gió, còn có việc truy tìm nguồn thay thế cho
dầu khí, đó là nguồn hóa chất methanol, ethanol và các chất
phế thải gia cư và kỹ nghệ.
Đó là các nguồn năng lượng sạch vừa giải quyết và thay thế các
nguồn năng lượng thiên nhiên sắp bị cạn kiệt, và nhất là bảo
vệ môi trường thiên nhiên đồng thời giải quyết một phần nào ô
nhiễm môi trường do con người tạo ra.
Vào ngày 7/12/04, Viện Năng Lượng và Ngân hàng Phát Triển Á
Châu vừa tổ chức một hội thảo quốc tế tại Hà Nội về phát triển
năng lượng tái tạo và làm giảm thiểu thải hồi khí nhà kính
cùng hạn chế sự hâm nóng toàn cầu. Chính hai nguyên nhân vừa
kể là trọng tâm của tất cả những cuộc nghiên cứu về tình trạng
khan hiếm nguồn nguyên liệu dầu thô trên thế giới.
Hiện tại, con người tùy thuộc vào các nguồn tài nguyên thiên
nhiên như than đá, dầu hỏa và các khí đốt để tạo ra năng
lượng. Các loại năng lượng vừa kể trên ảnh hưởng rất nhiều lên
hiệu ứng nhà kính và hiện tượng hâm nóng toàn cầu. Do đó, gần
30 năm qua, con người cố gắng truy tìm những nguồn năng lượng
khác trong đó nguyên liệu được
sử dụng là những nguồn năng
lượng thiên nhiên như gió, ánh sáng mặt trời, thủy triều và
sóng biển v.v....Ngoài ra phế thải từ các sản xuất kỹ nghệ,
phế thải gia cư, thậm chí đến phế thải của người và thú vật
cũng có thể biến cải thành năng lượng được. Và các loại năng
lượng vừa kể trên có tên chung là năng lượng tái tạo.
Ngoài ra nguồn năng lượng sinh khối (biomass) cũng là một
nguồn năng lượng tái tạo quan trọng sử dụng từ các chất hữu cơ
trong cây cỏ, bãi rác, phó sản hữu cơ trong công nghiệp, thậm
chí đến khí thải methane từ các bãi rác.
Những nguồn năng lượng vừa kể trên khá phức tạp và cũng khá
quan trọng, và sẽ là một trong những nguồn năng lượng chính
trong tương lai. Chúng sẽ thay thế các nguồn tài nguyên thiên
nhiên trong việc sản xuất năng lượng nhất là điện năng. Có ba
lợi điểm tăng cường thêm tầm quan trọng của nguồn năng lượng
nầy là:
Về môi trường: Công nghiệp cho các loại năng lượng tái tạo là
công nghiệp sạch và nguyên liệu xử dụng hoặc đã có sẵn trong
thiên nhiên và không tạo ra ô nhiễm như mặt trời, gió, sóng
biển v.v...; hoặc là những phó phẩm hay phế thải từ các công
nghệ khác thay vì cần phải xử lý, nay được
sử dụng lại, do đó,
công nghệ tái tạo nầy đương nhiên tiếp tay vào việc giải quyết
ô nhiễm môi trường;
Về tương lai: Đây là một loại năng lượng dành cho các thế hệ
cháu, chắt của chúng ta vì nguồn nguyên liệu không bao giờ bị
cạn kiệt;
Về an ninh quốc gia: Vì không còn tùy thuộc vào các nguồn
nguyên liệu cổ điển, đối với một quốc gia, một khi đã đẩy mạnh
công nghiệp năng lượng tái tạo, thì mức an ninh quốc phòng
được bảo đảm thêm vì không còn tùy thuộc vào lượng năng lượng
cần phải nhập cảng từ các quốc gia khác.. Và trong tương lai,
sẽ không có những cuộc khủng hoảng năng lượng trên thế giới
như đã xảy ra vào thập niên 70.
Song hành với việc truy tìm những nguồn năng lượng sạch và
năng lượng tái tạo, nhân loại cần phải nâng cao hiệu năng
trong việc sử dụng các loại năng lượng nầy. Chính việc nầy
cũng là một việc làm cần thiết trước nguy cơ của sự hâm nóng
toàn cầu. Và đây cũng là một yếu tố quan trọng trong sự phát
triển quốc gia. Từ năm 1970 đến 2000, mức sử dụng năng lượng ở
Hoa Kỳ đã tăng 45%, trong lúc đó tổng sản lượng quốc gia tăng
160%. Hay nói một cách khác, lượng năng lượng dùng cho một Mỹ
Kim giảm 44% từ năm 70 đến 90. Hay cũng có thể nói, nền kinh
tế quốc gia Hoa Kỳ đã dùng ít năng lượng hơn để phát triển và
giảm thiểu ô nhiễm.
 |
Có nhiều loại năng lượng tái tạo điển hình như: Năng lượng
sinh khối (biomass) hay còn gọi là năng lượng vi sinh
(biogas), năng lượng địa nhiệt (geothermal
energy), năng lượng
hydro, và năng lượng đại dương, năng lượng gió, năng lượng mặt
trời, v.v…
Về năng lượng sinh khối, đây là một loại năng lượng tái tạo
đặc biệt vì loại năng lượng nầy có thể sản xuất trực tiếp ra
khí đốt, xăng dầu cho các hệ thống giao thông như xe cộ, xe
lửa, thậm chí nguyên liệu cho máy bay. Có hai loại năng lượng
sinh khối là rượu ethanol và dầu diesel sinh học (biodiesel).
Ethanol hay rượu cồn là do sự lên men của các loại chứa
carbohydrat cao như tinh bột, đường và các sợi cellulose thực
vật. Ethanol là hóa chất cần thiết để pha trộn vào xăng chạy
xe để làm giảm thiểu lượng carbon monoxide (CO) thải hồi vào
không khí. Hiện tại lượng rượu có thể trộn lẫn vào xăng lên
đến 85% thể tích. Còn diesel sinh học là do sự pha trộn giữa
rượu và dầu thực vật hay động vật. Hỗn hợp nầy có thể làm giảm
20% khí CO so với việc sử dụng diesel cổ điển.
Quá trình chuyển đổi từ năng lượng sinh khối qua điện năng gồm
2 quy trình khác nhau như:
Đốt trực tiếp, biến thành khí đốt, qua sự tiêu hóa yếm khí
(anaerobic digestion);
Sự khử nước, sự đốt cùng với một nguyên liệu khác (co-firing).
Tuy nhiên hầu hết các nhà máy điện từ biomass trên thế giới
đều áp dụng phương pháp đốt trực tiếp. Còn năng lương sinh
khối từ các phế thải động vật sản xuất ra hơi nóng sau khi đốt
và hơi nóng sẽ chạy qua một turbine và máy phát điện để biến
cải thành điện năng.

Năng lượng hydrogen
|
Còn năng lượng từ sức nóng của địa cầu hay địa nhiệt đã được
nghiên cứu qua nhiều công nghệ khai triển loại năng lượng nầy
để biến thành điện năng, hoặc dùng để sưởi nóng các quy trình
công nghệ cần nhiệt độ cao. Đây cũng là một loại năng lượng
tái tạo từ thiên nhiên. Hoa Kỳ đang thử nghiệm loại năng lượng
nầy ở Nevada, và đã có nhiều kết quả rất khích lệ.
Năng lượng hydrogen đã được chú ý như sau: Hydrogen là một
nguyên tố chiếm tỷ lệ cao nhất so với tất cả các nguyên tố
khác trên địa cầu. Nhưng hydrogen không hiện diện dưới dạng
nguyên tử hay phân tử mà dưới dạng hợp chất với các nguyên tố
khác như nước gồm có hai hydrogen và một oxygen. Do đó một khi
hydrogen được tách rời, sẽ biến thành một nguồn cung cấp nhiệt
năng rất lớn và là một loại năng lượng sạch.
Hydrogen có thể tách rời qua sự điện giải nước (H2O). Trong
thiên nhiên, một số rong rêu và vi khuẩn, qua sự tiếp hợp của
ánh sáng mặt trời có thể phóng thích ra hydrogen. Đây là một
loại năng lượng không làm ô nhiễm không khí. Cơ quan quốc gia
Nghiên cứu không gian Hoa kỳ từ năm 1970 đã
sử dụng hydrogen
làm nguyên liệu chính cho các hỏa tiển chuyên chở các tàu vũ
trụ vào không gian.

Model of Energetech wave-energy plant
to be installed at Port Kembla, Australia.
 |
Sau cùng, đại dương cũng là một loại năng lượng tái lập và có
thể sản xuất ra hai loại năng lượng: nhiệt năng từ sức nóng
của mặt trời, và cơ năng từ thủy triều và sóng biển. Đại dương
bao bọc hơn 70% diện tích địa cầu, do đó đây là một nguồn tiếp
nhận ánh sáng mặt trời quan trọng nhất. Sức nóng của mặt trời
làm ấm nước mặt của đại dương, và độ ấm nầy cao gấp nhiều lần
hơn độ ấm của dòng nước biển dưới sâu. Sự khác biệt nhiệt độ
giữa hai luồng nước biển nầy sẽ tạo ra nhiệt năng. Từ đó nhiệt
năng có được sẽ biến cải thành điện năng theo ba công nghệ
khác nhau: công nghệ chu kỳ kín, công nghệ chu kỳ hở, và công
nghệ hỗn hợp. Nguyên lý của chu kỳ kín là làm bốc hơi nước
biển ở nhiệt độ thấp qua sự hiện diện của ammoniac. Còn chu kỳ
hở là làm nước biển bốc hơi dưới áp suất thấp. Chu kỳ hỗn hợp
là sự phối hợp của hai phương pháp trên. Hơi nước biển sẽ đi
qua một turbine và biến thành điện năng.
Về loại năng lượng thủy triều và sóng biển, Hoa Kỳ đã chọn một
địa điểm ở Rhode Island là Port Judith làm thí điểm thử nghiệm
với chi phí là 1 triệu Mỹ kim. Thí điểm nầy dự trù cung cấp
700 KW khi bắt đầu hoạt động vào năm 2006.
Đứng trước những dự kiến về một cuộc khủng hoảng năng lượng
trong tương lai, các quốc gia trên thế giới đang chạy đua với
thời gian để truy tìm những loại năng lượng tái tạo mới, hầu
thỏa mãn tiến trình toàn cầu hóa qua Nghị định thư Kyoto 1997
về ô nhiễm không khí và hiệu ứng nhà kính. Anh Quốc đã dự kiến
đầu tư 100 triệu Mỹ kim cho nghiên cứu năng lượng đại dương và
hy vọng loại năng lượng nầy có thể cung ứng 10% tổng số năng
lượng sử dụng cho toàn quốc trong năm 2010, và lên đến 15% cho
năm 2015.
Có thể đây là một dự phóng tương lai rất tiến bộ về năng lượng
của Anh Quốc chăng? Câu trả lời có thể được giải đáp trong vài
năm nữa khi các dữ kiện khoa học được thu thập đầy đủ. Và nếu
dự phóng nầy thành công thì nhân loại đã thực hiện được một
cuộc cách mạng lớn về năng lượng cho toàn cầu.
Kết luận
Trên đây là những suy nghĩ đã được khơi mào để đóng góp vào:
1- Việc hạn chế hiệu ứng lồng kín, và sự hâm nóng toàn cầu
theo tinh thần của Nghị Định Thư Kyoto 1997; 2- Giải quyết ô
nhiễm môi trường do việc gia tăng dân số và phát triển xã hội
của các quốc gia trên thế giới; 3- Và nhất là để bổ túc vào sự
thiếu hụt năng lượng trên thế giới trong tương lai khi các
nguồn năng lượng trong thiên nhiên sắp bị cạn kiệt.
Các quốc gia trên thế giới hiện đang đứng trước 3 vấn nạn
chính: - Nhu cầu năng lượng để phát triển kinh tế và cân bằng
mức gia tăng dân số; - Nhu cầu gia tăng phúc lợi của người
dân; -Và nhu cần giải quyết ô nhiễm môi trường qua việc gia
tăng phát triển.
Đối với các quốc gia có trình độ phát triển và kỹ thuật cao,
ba nhu cầu trên đã được giải quyết và họ đang đi dần đến những
công nghệ “sạch” trong phát triển cộng thêm viễn kiến lớn
hướng về tương lai để thay thế một số nguồn năng lượng không
còn thích hợp trong việc bảo vệ môi trường.
Đối với các quốc gia đang phát triển trong đó có Việt Nam,
hiện đang phải tập trung vào nhu cầu đầu tiên, nghĩa là cần
phải gia tăng phát triển để vừa giải quyết việc gia tăng dân
số vừa cố gắng thâu ngắn cách biệt giàu nghèo so với các nước
đã phát triển, do đó họ không có điều kiện hay không cố gắng
tạo điều kiện để thực hiện hai nhu cầu sau. Vì lý do đó, triển
vọng hội nhập vào cuộc chơi toàn cầu hóa của thế giới vẫn còn
xa vời. Và vô hình chung, chính họ đã hướng dẫn đất nước họ
vào con đường bế tắc do việc phát triển không đồng bộ, vô tổ
chức, thiếu kế hoạch đúng đắn và dài hạn gây ra, trong đó việc
xem thường công cuộc bảo vệ môi trường là một trong những
nguyên nhân chính yếu.
Tương lai của mỗi quốc gia đều nằm trong tầm tay của những
người nắm quyền bính, và chỉ có họ với tầm nhìn xa mới có khả
năng đưa đất nước cất cánh đi lên. Xin đừng ù lì dậm chân tại
chỗ, thụ động mong chờ viện trợ đến từ bên ngoài, cũng như tận
tình hủy hoại đất nước như đã xảy trong quá khứ và hiện tại.
Mai Thanh Truyết
West Covina |