Những nguồn năng lượng sạch sẽ được sử dụng trong tương lai

Khí metan hydrate

Khí metan hydrate được coi là nguồn năng lượng tiềm ẩn nằm sâu dưới lòng đất, có màu trắng dạng như nước đá, là thủ phạm gây tắc đường ống dẫn khí và được người ta gọi là “nước đá có thể bốc cháy”. Metan hydrate là một chất kết tinh bao gồm phân tử nước và metan, nó ổn định ở điều kiện nhiệt độ thấp và áp suất cao, phần lớn được tìm thấy bên dưới lớp băng vĩnh cửu và những tầng địa chất sâu bên dưới lòng đại dương và là nguồn nguyên liệu thay thế cho dầu lửa và than đá rất tốt.

Hy vọng rằng trong tương lai nhờ những năng lượng mới, nguồn năng lượng sạch chúng ta sẽ được sống trong một môi trường trong sạch, hiện đại.

Khí metan lạnh

Đây là một nguồn năng lượng sạch từ các phân tử khí metan được lưu trữ ở nhiệt độ thấp có thể trở thành nguồn năng lượng sạch dồi dào nhất trên Trái đất. Là một chất kết tinh bao gồm phân tử nước và metan, ổn định ở điều kiện nhiệt độ thấp và áp suất cao, phần lớn được tìm thấy bên dưới lớp tăng vĩnh và những tầng địa chất nằm sâu bên dưới lòng đại dương. Nhật Bản là quốc gia đầu tiên lưu trữ khí metan lạnh. Nó được xem là nguồn nguyên liệu thay thế cho dầu lửa và than đá.

Năng lượng từ tia laser trong không gian

Trong không gian, mặt trời sẽ không bị che khuất bởi các đám mây. Điều đó có nghĩa là những tấm pin năng lượng mặt trời sẽ hứng trọn nguồn năng lượng này mà không chịu sự cản trở của khí quyển. Ý tưởng nguồn năng lượng sạch này được đề xuất từ những năm 70 của thế kỷ XX và những người quan tâm đến vũ trụ cho biết gần đây, NASA đang cân nhắc ý tưởng này.

Năng lượng từ tuyết

Tuyết là một nguồn năng lượng tuyệt vời ít được khai thác. Các nhà khoa học 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.

Tuyết cũng có thể mang lại nguồn năng lượng mới

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.

Lên men sinh học

Vi khuẩn có thể sản sinh ra phân tử hydro carbon giống như dầu khí. Nguồn năng lượng này được tạo bởi sự lên men sinh học các đồ phế thải sinh hoạt. Theo đó, muốn thu được metan người ta sẽ phân loại và cho vi khuẩn vào các bể chứa để cho lên men. Khí đốt này sẽ làm cho động cơ hoạt động từ đó sản sinh ra điện năng. Sau khi quá trình phân hủy hoàn tất, phần còn lại được sử dụng để làm phân bón.

Pin nhiên liệu

Đây là kỹ thuật có thể cung cấp năng lượng cho con người mà không hề phát ra khi thải CO2 (các bon điôxít) hoặc những chất thải độc hại khác. Một pin nhiên liệu tiêu biểu có thể sản sinh ra điện năng trực tiếp bởi phản ứng giữa hydro và ôxy. Hydro có thể lấy từ nhiều nguồn như khí thiên nhiên, khí mêtan lấy từ chất thải sinh vật và do không bị đốt cháy nên chúng không có khí thải độc hại. Đi đầu trong lĩnh vực này là Nhật Bản. Quốc gia này sản xuất được nhiều nguồn pin nhiên liệu khác nhau, dùng cho xe phương tiện giao thông, cho ôtô hoặc cả cho cả các thiết bị dân dụng như điện thoại di động.

Năng lượng từ tụ điện

Tụ điện sẽ là giải pháp thay thế cho pin và cung cấp năng lượng lớn hơn. Tụ điện sẽ hỗ trợ hoàn hảo cho các thiết bị chạy bằng pin hiện tại như điện thoại, xe điện. Tụ điện cũng là giải pháp hoàn hảo vì nó ổn định hơn so với năng lượng mặt trời và gió.

Nguồn năng lượng địa nhiệt

Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lòng Trái Đất, thường nằm sâu dưới lòng những hòn đảo, núi lửa. Nguồn năng lượng này có thể thu được bằng cách hút nước nóng từ hàng nghìn mét sâu dưới lòng đất để chạy turbin điện. Tại Nhật Bản hiện nay có tới 17 nhà máy kiểu này, lớn nhất có nhà máy địa nhiệt Hatchobaru ở Oita Kyushu, công suất 110.000 kW đủ điện năng cho 3.700 hộ gia đình.

Năng lượng gió

Năng lượng gió được coi là nguồn năng lượng xanh vô cùng dồi dào, phong phú và có ở mọi nơi. Người ta có thể sử dụng sức gió để quay các turbin phát điện. Ví dụ như ở Hà Lan hay ở Anh, Mỹ. Riêng tại Nhật mới đây người ta còn sản xuất thành công một turbin gió siêu nhỏ, sản phẩm của hãng North Powen. Turbin này có tên là NP 103, sử dụng một bình phát điện dùng cho đèn xe đạp thắp sáng hoặc giải trí có chiều dài cánh quạt là 20 cm, công suất điện là 3 W, đủ để thắp sáng một bóng đèn nhỏ.

Năng lượng sóng biển

Đây là một nguồn năng lượng vô tận và liên tục trong tự nhiên, từ hơn 100 năm trước đây, con người đã dùng sóng biển để phát điện.

Phương pháp tạo ra dòng điện từ sóng biển là dùng máy phát điện đặt nổi trên mặt biển như một máy bơm đặt nằm ngang, pít-tông nối liền với phao, tùy theo sóng biển lên xuống mà pít-tông cũng chuyển động lên xuống và 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 tuabin làm cho máy phát điện hoạt động. Khi đó, năng lượng của sóng biển đã chuyển thành điện năng.

Sóng biển sở hữu tiềm năng về năng lượng vô cùng lớn

Phát điện bằng năng lượng sóng biển không tốn một chút năng lượng nào và 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.

Năng lượng thủy triều

Lực hấp dẫn của Mặt Trăng và Mặt Trời tạo ra các đợt thủy triều lớn, theo ước tính của các nhà khoa học thủy triều trên toàn thế giới có thể tạo ra nguồn năng lượng điện vào khoảng 3 tỷ KW. Nếu chúng ta có thể tận dụng được 0,1% động năng từ thủy triều thì lượng điện tạo ra có thẻ đáp ứng gấp 5 lần nhu cầu sử dụng toàn cầu.

Nguyên lý hoạt động của năng lượng thủy triều dựa sự chênh lệch mức nước triều lên xuống để làm quay động cơ và máy phát điện. Người ta xây đê ngăn nước có nhiều cửa tạo thành một hồ chứa nước 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 để phát điện. Khi nước triều rút xuống thì cửa nói trên đóng lại và cánh cửa khác mở ra, nước từ hồ chứa chảy ra biển và dòng nước lại làm quay máy tải động.

Năng lượng sinh khối

Năng lượng sinh khối bao gồm cây cối, tảo và các loài thực vật khác; bã nông nghiệp và lâm nghiệp, giấy vụn, mêtan từ các bãi chôn lấp, trạm xử lý nước thải, phân từ các trại chăn nuôi…

Năng lượng sinh khối có thể tạo nhiệt, sản xuất điện năng, làm nguyên liệt cho giao thông vận tải. Trên quy mô toàn cầu, năng lượng sinh khối đang chiếm khoảng 14 – 15% tổng năng lượng tiêu thụ, đứng thứ 4 trong các nguồn năng lượng được khai thác.

Ở các nước đang phát triển, nguồn năng lượng sạch này đóng góp khoảng 35% trong tổng cung cấp năng lượng. Riêng trong lĩnh vực điện kinh khối, Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc… đang là những nước phát triển các nhà máy điện sinh học, thị trấn sinh khối cho công suất rất lớn.

Năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ mặt trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt hạ nguyên tử khác phóng ra từ ngôi sao này. Năng lượng mặt trời gần như không có ảnh hưởng tiêu cực gì đến môi trường. Việc sử dụng năng lượng mặt trời không thải ra khí và nước độc hại, do đó không góp phần vào vấn đề ô nhiễm môi trường và hiệu ứng nhà kính.

Quỳnh Anh