Cung Cấp Năng Lượng Cho Trái Đất – Chương 11: Năng lượng tại Canada (Phần 6)

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future 

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone 

Chapter 11: Energy Canada – Chương 11: Năng lượng tại Canada (Phần 6) 

Năng lượng tái tạo – Điện gió

Sử dụng năng lượng gió giảm thiểu tác động môi trường của việc sản xuất điện bởi cách này không yêu cầu bất cứ loại nhiên liệu nào và không tạo ra bất cứ khí ô nhiễm hoặc khí nhà kính nào. Điện gió có lịch sử lâu dài tại Canada, bắt đầu từ nhiều thập kỷ trước, đặc biệt ở các trang trại nông thôn vùng các địa phương Prairie (Manitoba, Saskatchewan và Alberta), đã sử dụng nguồn năng lượng tái tạo này để bơm nước và phát điện.

Tuy nhiên, lượng điện sản xuất từ gió ở Canada vẫn chiếm một phần tương đối nhỏ so với thủy điện và điện từ than đá – mặc dù điện gió là nguồn có mức tăng trưởng nhanh nhất. Kể từ tháng 10/2011, công suất điện gió chiếm khoảng 2% nhu cầu điện của Canada, với công suất phát khoảng 4708 MW. Trong báo cáo Tầm Nhìn Gió 2025, Hiệp Hội Năng Lượng Gió Canada (CanWEA) đã phác thảo một chiến lược tương lai cho năng lượng gió ở quốc gia này, theo đó công suất dự kiến đến năm 2025 là 55 000 MW, hay 20% nhu cầu năng lượng của Canada.

Hinh 36

Hình 36: Địa điểm các trang trại gió ở Canada;  Copyright 2008 Canadian Wind Energy Association (CanWEA). Xem tại: http://www.canwea.ca/farms/index_e.php.

Trong bối cảnh của Canada, sự phát triển thời kỳ đầu của các trang trại gió diễn ra ở Ontario, Quebec và Alberta, với Alberta là nơi xây dựng trang trại gió quy mô thương mại đầu tiên gần 2 thập kỷ trước vào năm 1993; British Columbia bổ sung điện gió vào lưới điện của mình vào tháng 11/2009. Với dân số luôn tăng, Canada đang đa dạng hóa các nguồn cung cấp năng lượng của mình, tránh sự phụ thuộc truyền thống vào nhiên liệu hóa thạch hay phụ thuộc lớn vào thủy điện, ít nhất tại một số địa phương như Nova Scotia, nơi tới 12% điện sản xuất từ các nguồn tái tạo. Thêm 2004 MW điện gió đang sắp được bổ sung tại Quebec vào năm 2015.

Một khảo sát tiến hành vào tháng 10/2007 chỉ ra rằng 89% người Canada ủng hộ các nguồn năng lượng tái tạo (điện gió và điện mặt trời) bởi các nguồn này tốt hơn cho môi trường. Một khảo sát khác trước đó (tháng 4/2007) cho thấy điện gió là nguồn năng lượng thay thế có khả năng cao nhất giành được sự ủng hộ của công chúng cho sự phát triển tương lai tại Canada – khoảng 16% phản bác loại năng lượng này.

Không may, tương tự như tại Ý, sự chống đối cục bộ tới từ những người sinh sống gần các trang trại gió, họ cũng đồng thời bị hội chứng không-phải-trong-sân-nhà-tôi (NIMBY) đối với trang trại gió, bởi cảm giác chướng mắt, tiếng ồn và việc mất giá trị đất đai. Tuy nhiên, trang trại gió ở nhiều nơi tại Canada đã trở thành địa điểm thu hút du khách, điều rất bất ngờ đối với các chủ trang trại gió. Ba phần tư dân số Canada chống lại sự phát triển điện hạt nhân.

Để vượt qua hội chứng NIMBY này (xem thêm Chương 5), các trang trại gió xa bờ đã được chứng minh ít gây khó chịu hơn các trang trại gió trên bờ bởi kích thước khổng lồ và tiếng ồn từ động cơ đã được giảm thiểu nhờ khoảng cách – hơn thế nữa, tốc độ gió trung bình ở biển cao hơn trên đất liền đáng kể. Ontario đang theo đuổi một số vị trí đã được đề xuất ở khu vực Các Hồ Lớn (Great Lakes), trong khi đó, các dự án khác bao gồm một dự án tại bờ tây Thái Bình Dương. Một số địa điểm của các trang trại gió trên đất liền ở Canada được mô tả trên Hình 36.

Chúng ta nên phân biệt giữa trang trại gió lớntrang trại gió nhỏ. Trang trại gió nhỏ có thể sử dụng tua-bin nhỏ để cung cấp điện cho một ngôi nhà hoặc sử dụng tua-bin cỡ vừa để cung cấp điện cho một trang trại, một công ty hoặc cộng đồng nhỏ. Ngược lại, trang trại gió lớn cung cấp điện cho lưới điện. Hiện tại, các trang trại gió của Canada có tổng công suất 4862 MW – đủ để cung cấp điện cho hơn một triệu hộ gia đình, chiếm khoảng 2% tổng nhu cầu điện của Canada. Điện gió được phân bố rộng khắp tại các khu vực nông thôn trên lãnh thổ Canada với nhiều trang trại gió khác nhau đang vận hành, các trang trại khác đang được xây dựng.

Tóm lại, nguồn thủy điện khổng lồ ở Canada hiện đang cung cấp 60% điện cho quốc gia này, bổ sung hợp lý với năng lượng gió, có thể cung cấp nhiều cơ hội tốt nhằm tích hợp thêm năng lượng gió vào hệ thống hơn trường hợp ở nhiều quốc gia khác.

Năng lượng tái tạo – Điện mặt trời

Canada cũng được phú cho nguồn năng lượng mặt trời phong phú trên vùng rộng lớn tại Ontario, Quebec và các địa phương Prairie. Vũng Lãnh Thổ Tây Bắc có ít tiềm năng và ít ánh nắng trực tiếp hơn bởi độ cao ở đây. Ontario đã lên kế hoạch dây dựng một trong những trang trại mặt trời lớn nhất thế giới tọa lạc ở Sarnia và Sault Ste. Marie, cùng với nhau chúng sẽ tạo ra 60 MW, đủ để cung cấp điện cho 9000 hộ gia đình. Tuy nhiên, về phương diện tài chính, sản xuất điện từ quang điện tốn kém hơn từ nhiên liệu hóa thạch, thủy điện hay năng lượng hạt nhân. Theo đó, các trang trại mặt trời này phải phụ thuộc vào hỗ trợ của chính phủ với tầm nhìn để phát triển một ngành công nghiệp dựa trên năng lượng mặt trời.

Hiện tại, công nghệ năng lượng mặt trời ở Canada hướng tới các ứng dụng hệ thống năng lượng mặt trời hoạt động không liên quan đến điện với mục đích làm nóng không khí, làm nóng nước, sấy sản phẩm thu hoạch và gỗ. Năm 2001, hơn 12 000 hệ thống gia nhiệt nước sử dụng năng lượng mặt trời quy mô hộ gia đình và 300 hệ thống nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời quy mô thương mại/công nghiệp được sử dụng. Mặc dù các hệ thống này chỉ đáp ứng một phần rất nhỏ nhu cầu sử dụng năng lượng của Canada, các nghiên cứu của chính phủ cho thấy chúng có thể thỏa mãn tới 5% nhu cầu năng lượng của đất nước này vào năm 2025.

Về mặt địa lý, phần lớn dân số Canada tập trung dọc theo một đường trải dài khoảng 100 dặm (160 km) về phía bắc của đường biên giới với Mỹ, vì thế nhiều khu vực phía bắc của đường này có khuynh hướng dân số thưa thớt và khó tiếp cận. Bởi vậy, để cung cấp năng lượng cho các gia đình sống ở vùng hẻo lánh, các thiết bị thông tin liên lạc, các trạm kiểm soát dầu và đường ống dẫn cùng với các thiết bị định vị, Canada phải phụ thuộc vào pin quang điện (PV cells) được sử dụng như các đơn vị đứng độc lập hoặc các trạm phát điện không-cấp-lên-lưới.

Thị trường PV của Canada phát triển nhanh, và một số công ty đã nổi lên trong lĩnh vực làm các mô-đun mặt trời, thiết bị kiểm soát, bơm nước chuyên dụng, tủ lạnh hiệu năng cao và hệ thống chiếu sáng mặt trời. Kể từ những năm 1970, chính phủ và giới công nghiệp Canada đã khuyến khích sự phát triển các công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời cho các vùng hẻo lánh. Việc sử dụng hệ thống lai ghép (hybrid systems) cung cấp điện 24h/ngày từ nguồn năng lượng mặt trời khi có thể và từ các nguồn năng lượng khác khi không có ánh mặt trời.

Năng lượng tái tạo – Năng lượng sinh khối

Năng lượng sinh khối được tạo ra nhờ đốt nguyên liệu thực vật, phần lớn là sản phẩm phụ trong nông nghiệp và chế biến như hạt ngũ cốc và bột viên gỗ. Năng lượng từ sinh khối được khá nhiều người cho là phát thải cacbon trung tính, theo nghĩa lượng CO2 phát thải khi đốt sinh khối bằng với lượng CO2 được thực vật hấp thụ trong quá trình phát triển (tuy nhiên xem Chương 12 để biết thêm chi tiết).

Một trong những cách sử dụng sinh khối tốt nhất là trộn với than đá trước khi cho vào lò – cách này có một số tác động có lợi qua việc giảm lượng than, thêm vào đó là các lợi ích về môi trường bao gồm (i) giảm phát thải CO2, (ii) giảm phát thải lưu huỳnh và (iii) giảm phát thải thủy ngân. Thực tế về nguyên tắc, sinh khối có thể thay thế hầu hết than được sử dụng cho các nhà máy phát điện đốt than.

Năng lượng sinh khối chiếm 540 PJ trong tổng năng lượng sử dụng và là nguồn cung cấp năng lượng cho Canada nhiều hơn than đá (đối với các ứng dụng sản xuất năng lượng không liên quan đến điện) và điện hạt nhân. Loại năng lượng này chiếm 5% năng lượng sử dụng thứ cấp trong mảng sinh hoạt và 17% năng lượng sử dụng trong mảng công nghiệp, chủ yếu trong các ngành công nghiệp rừng. Với gỗ xẻ, bột gỗ và giấy, lâm nghiệp chiếm 35% tổng tiêu thụ năng lượng của Canada, trong đó các ngành công nghiệp rừng đáp ứng hơn một nửa nhu cầu năng lượng của mình bằng chất thải sinh khối tự tạo.

Công nghiệp rừng của Canada đã gia tăng sử dụng chất thải gỗ – những thứ này nếu không được tận dụng sẽ bị đem đốt, chôn hoặc đưa tới bãi chôn lấp rác. Cách sử dụng chất thải gỗ chủ yếu là dùng để đốt các lò hơi cho quá trình nhiệt tại các cơ sở bột giấy hoặc làm giấy và cung cấp năng lượng cần thiết để sấy gỗ xẻ.

Năng lượng tái tạo – Năng lượng địa nhiệt

Nguồn năng lượng địa nhiệt truyền thống lớn nhất ở Canada tọa lạc ở British Columbia (BC), Alberta và Yukon – các khu vực này cũng là nơi có tiềm năng cho hệ thống địa nhiệt nâng cao (enhanced geothermal systems – EGS). Một ước tính năm 2007 xác nhận rằng một nửa nhu cầu điện của British Columbia có thể được đáp ứng nhờ năng lượng địa nhiệt. Có khoảng 30000 cơ sở sử dụng nhiệt từ lòng đất để làm nóng không khí cho các tòa nhà ở và tòa nhà thương mại ở Canada. Dự án tiên tiến nhất đang được kiểm tra là một cơ sở điện địa nhiệt sử dụng công nghệ lai ở British Columbia, dự án có thể tạo ra 100 – 300 MW điện.

Năng lượng tái tạo – Năng lượng biển

Cho tới hiện nay, tại Canada chỉ mới có năng lượng thủy triều đạt được một số phát triển về mặt thương mại nhất định trong một khoảng thời gian tương đối ngắn hơn một thập kỷ, nhiều nghiên cứu còn cần được tiến thành về nguồn năng lượng tiềm năng này.

Các nghiên cứu chi tiết về nguồn điện thủy triều tại Vịnh Fundy đã kết luận rằng kế hoạch phát triển hiệu quả nhất là phát điện trong khoảng 5 tiếng, hai lẫn mỗi ngày khi triều xuống. Dự án có giá trị chi phí-hiệu quả cao nhất là một địa điểm ở Lòng Chảo Minas (xem Hình 37) tại cửa Vịnh Cobequid thuộc vùng thượng lưu Vịnh Fundy. Dự án sẽ có công suất hơn 5300 MW, con số tương đương với toàn bộ công suất phát điện lắp đặt năm 1980 của khu vực Maritime*. Tuy nhiên chi phí cho dự án không hề rẻ, ước tính vào khoảng 7 tỷ đô la.

Canada với vấn đề năng lượng – Làm nhiều hơn nữa

Mối quan hệ giữa Canada và năng lượng là độc nhất bởi quy mô, khí hậu, nguồn năng lượng thiên phú và nền kinh tế của quốc gia này, đặc biệt hệ thống năng lượng Canada hoàn toàn cá biệt. Theo Trung Tâm Thông Tin Năng Lượng Canada, năng lượng đứng thứ 4 về đóng góp GDP cho đất nước này, với gần 82 tỷ đô vào tháng 5/2011 (chiếm 6.5%).

So sánh với các nước khác trên thế giới, Canada là nhà cung cấp năng lượng quan trọng, phụ thuộc đại khái vào cân bằng hiếm có và hữu ích giữa dân số tương đối nhỏ và sự giàu có về các nguồn năng lượng ở đây. Sức mạnh của Canada khởi nguồn từ đặc tính duy nhất về sản xuất và tiêu thụ năng lượng của nó. Điều kiện địa lý và khí hậu định hình nhu cầu tiêu thụ ở quốc gia này. Do quy mô dân số tương đối so với quy mô địa lý, gần 30% năng lượng của Canada được sử dụng trong lĩnh vực giao thông, và bởi khí hậu lạnh giá phương bắc nên hơn 40% tổng lượng năng lượng sản xuất được sử dụng để làm nóng.

Hình 37

Hình 37: Lòng chảo Minas, nằm tại Nova Scotia, Canada (Ảnh chụp bởi Chris Gotman/Valan Photos).

Vấn đề sử dụng năng lượng tương lai của Canada sẽ tiếp tục được định hình bởi cách đất nước này sản xuất và tiêu thụ năng lượng. Với dân số đang tăng và nền kinh tế có mức phát triển, không nghi ngờ là tiêu thụ năng lượng sẽ gia tăng, phần này sẽ được bù đắp bởi các sáng kiến về hiệu quả năng lượng được đưa ra trong các chiến lượng năng lượng được thông qua bởi các chính phủ địa phương và chính phủ vùng ở Canada. Cụ thể, British Columbia (BC) tiếp tục đầu tư vào điện gió với việc phê duyệt dự án mới về Năng Lượng Gió ở Ridge Tumbler thuộc vùng Đông Bắc BC, dự án sẽ sản sinh đủ điện để cung cấp cho khoảng 18000 hộ gia đình. Cũng như vậy, chương trình COMFIT của Nova Scotia hỗ trợ các dự án năng lượng tái tạo ở địa phương như một phần trong Kế Hoạch Năng Lượng Tái Tạo 2010; trong năm 2010, địa phương này đã phê duyệt 5 dự án mới.

Rõ ràng là người Canada và chính phủ của họ đang làm nhiều hơn nữa. Những thay đổi trong cách người Canada sử dụng năng lượng sẽ yêu cầu một sự hiểu biết về lưới năng lượng hỗn hợp của đất nước, một mạng lưới phức tạp các nguồn năng lượng và tiêu thụ năng lượng – điều mà sẽ tiếp tục quyết định vai trò của Canada trên thế giới.

 

Chú thích của người dịch:

* Khu vực Maritime: Khu vực ba tỉnh miền đông của Canada, bao gồm New Brunswick, Nova Scotia và Prince Edward Island.

Hết Chương 11.

Người dịch: Nguyễn Thu Trang

Biên tập: Phạm Thu Hường

 

© copyright Zanichelli and Wiley-VCH

Permission granted for translating into Vietnamese and publishing solely on dotchuoinon.com for non-commercial purposes.

Trả lời

Điền thông tin vào ô dưới đây hoặc nhấn vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s