Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 4: Energy in the Spaceship’s Hold – Chương 4: Năng lượng dự trữ bên trong Tàu vũ trụ (Phần 4)

Kho tàng ẩn giấu

Mười quốc gia có trữ lượng nhiên liệu hóa thạch lớn nhất được liệt kê trong Bảng 7a-c; bao gồm cả nước Ý để so sánh. Rõ ràng là dự trữ của dầu mỏ truyền thống được sở hữu phần lớn bởi các nước Trung Đông (tuy nhiên, xem thêm Chương 14), trong khi nguồn dự trữ lớn nhất của khí tự nhiên được tìm thấy ở Nga, một mình nước này sở hữu khoảng một phần tư tổng nguồn cung của thế giới (Bảng 7b). Continue reading Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 4: Năng lượng dự trữ bên trong Tàu vũ trụ (Phần 4) →

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 4: Energy in the Spaceship’s Hold – Chương 4: Năng lượng dự trữ bên trong Tàu vũ trụ (Phần 3)

Các mặt hàng được giao dịch nhiều nhất 

Trữ lượng cũng như mức tiêu thụ của các nhiên liệu hóa thạch phân bố không đều trên các vùng khác nhau của Trái đất. Bảng 5 cho thấy 10 nước tiêu thụ năng lượng hàng đầu; trong đó bao gồm cả trường hợp của Ý để so sánh. Bảng 6a-c liệt kê danh sách 10 quốc gia chính và 10 nhà sản xuất/người tiêu dùng lớn nhất của dầu thô, khí thiên nhiên và than đá, cùng với sự bổ sung dữ liệu cho nước Ý. Continue reading Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 4: Năng lượng dự trữ bên trong Tàu vũ trụ (Phần 3) →

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 4: Energy in the Spaceship’s Hold – Chương 4: Năng lượng dự trữ bên trong Tàu vũ trụ (Phần 2)

Khí tự nhiên

Những nhiên liệu hóa thạch có thể thay thế cho dầu là “anh em họ” của dầu: khí thiên nhiên (chủ yếu bao gồm methane CH₄) và than đá. Tuy nhiên, xét về mặt kinh tế, chúng chỉ là những giải pháp thay thế tạm thời. Trong khi dầu vừa dễ dàng di chuyển hơn, khai thác dầu cũng ít tốn kém hơn về mặt năng lượng. Ngoài ra, dầu có mật độ năng lượng lớn hơn nhiều so với khí (xem Bảng 4). Ở nhiệt độ và áp suất môi trường thông thường, hàm lượng năng lượng của một mét khối dầu (34 GJ, tương đương với khoảng 10 000 kWh) lớn hơn một nghìn lần so với của một mét khối khí đốt. Bất lợi này khiến cho có xu hướng hạn chế sự sử dụng nhiên liệu khí ở quy mô lớn trong lĩnh vực giao thông vận tải. Continue reading Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 4: Năng lượng dự trữ bên trong Tàu vũ trụ (Phần 2) →

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 4: Energy in the Spaceship’s Hold – Chương 4: Năng lượng dự trữ bên trong Tàu vũ trụ (Phần 1)

Có thực là năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch là nguồn duy nhất có thể đáp ứng các nhu cầu cho lối sống hiện đại và nền văn minh của chúng ta?

The energy from fossil fuels is really the only one that can satisfy the needs of our modern way of life and of our civilization?
–Giacomo Luigi Ciamician, 1912–

Năng lượng là hữu dụng nhất cho chúng ta khi năng lượng được tập trung, có thể vận chuyển, và có thể lưu trữ. Nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí tự nhiên) đáp ứng tất cả ba yêu cầu đó, mặc dù mỗi loại theo một cách khác nhau.

Hiện nay, như trong hình 5 chỉ ra, bảy nguồn chính của năng lượng sơ cấp (primary energy) – không nên nhầm lẫn với năng lượng cuối cùng sau xử lý (final energy) – được sử dụng trên thế giới là dầu mỏ (32.8%), than đá (27.2%), khí tự nhiên (20.9% , sinh khối (10%), năng lượng hạt nhân (5.8%), thủy điện (2.2%) và nguồn năng lượng tái tạo (0.7%). Continue reading Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 4: Năng lượng dự trữ bên trong Tàu vũ trụ (Phần 1) →

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 3: How Much Energy Goes to Waste? – Chương 3: Bao nhiêu năng lượng bị lãng phí? (Phần 4)

Hãy tiến lên phía trước

Chúng tôi đã mô tả một số ví dụ mà năng lượng đã bị lãng phí trong những cách khác nhau đặc trưng cho nền văn minh hiện đại và cuộc sống bình thường của con người. Tại thời điểm này bạn có thể hỏi làm thế nào cá nhân bạn có thể giúp để đảo ngược quá trình điên rồ này. Lời khuyên để tiết kiệm năng lượng và làm giảm chất thải có thể được tìm thấy ở khắp mọi nơi. Trong số những hoạt động tích cực nhất của các chiến dịch thông tin này cũng chính là các công ty sản xuất dầu mỏ, lo lắng bởi các dự báo năng lượng không quá khích lệ cho việc cung cấp năng lượng sơ cấp trong hai mươi năm tới, nên đã áp dụng chiến lược “phòng bệnh hơn chữa bệnh“.* Continue reading Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 3: Bao nhiêu năng lượng bị lãng phí? (Phần 4) →

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 3: How Much Energy Goes to Waste? – Chương 3: Bao nhiêu năng lượng bị lãng phí? (Phần 3)

Một trường hợp tuyệt vọng – Hệ thống giao thông vận tải

Đi du lịch trên đường cao tốc của Hoa Kỳ đối với người châu Âu là một kinh nghiệm độc đáo: làn đường rộng, mật độ giao thông thấp (ngoại trừ xung quanh vài thành phố lớn), giới hạn tốc độ chặt chẽ và được tôn trọng ở mức cao, đường thẳng vô hạn, và rất ít đường hầm. Có thể lái xe từ bờ biển này đến bờ biển kia trên một phương tiện bốn bánh (four-wheel drive – 4WD) loại xe thể thao (SUV) với một động cơ tiêu thụ xăng 6000 cm³ là một kỳ nghỉ định kỳ như mơ trong tâm trí của nhiều người châu Âu. Vấn đề là những chiếc xe cơ giới cao bồi ở Bắc Mỹ cũng được tìm thấy trên đường phố hẹp thời trung cổ của Ý và các thành phố châu Âu khác. Đây không phải là nơi để theo đuổi giấc mơ Mỹ, nhưng các học viên thường rất tự hào và hạnh phúc khi làm điều đó. Những ví dụ này là một trong những ví dụ rõ ràng nhất về một hệ thống giao thông vận tải đã đạt đến giai đoạn cuối, giai đoạn chao đảo giữa tê liệt và sụp đổ hoàn toàn. Continue reading Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 3: Bao nhiêu năng lượng bị lãng phí? (Phần 3) →

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 3: How Much Energy Goes to Waste? – Chương 3: Bao nhiêu năng lượng bị lãng phí? (Phần 2)

Từ dầu cá voi đến ô nhiễm ánh sáng 

Trong hàng thiên niên kỷ nhịp điệu của cuộc sống hàng ngày của con người được đã được đánh dấu bằng chu kỳ hàng ngày nối tiếp nhau: ánh sáng-bóng tối-ánh sáng. Lúc hoàng hôn, hầu như tất cả các hoạt động của con người được dừng lại vì không có khả năng tiếp tục trong bóng tối. Cho đến cuối thế kỷ 18, việc chiếu sáng một thành phố vào ban đêm phần lớn được giao phó cho những ngọn đuốc đặt ở trước các cửa hàng và quán rượu, và các loại đèn vàng mã của các hình ảnh thần thánh. Tình hình cũng không khác lắm trong thời Trung Cổ, khi các thị trấn làm nhiều bước để ngăn chặn mối những nguy hiểm có thể ẩn nấp trong bóng tối – lúc hoàng hôn, mọi người rút lui vào trong nhà, cổng thành được đóng lại, và lệnh giới nghiêm đã được thiết lập tại chỗ trong suốt thời gian ban đêm. Continue reading Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 3: Bao nhiêu năng lượng bị lãng phí? (Phần 2) →

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 3: How Much Energy Goes to Waste? – Chương 3: Bao nhiêu năng lượng bị lãng phí? (Phần 1)

Nhận thức tốt vẫn luôn có đó, nhưng đã bị ẩn đi vì e ngại ý thức thông thường.
Good sense was there, but was hidden for fear of common sense.
–Alessandro Manzoni–

Như chúng ta đã thấy, Nguyên tắc Thứ hai của nhiệt động lực học đặt ra một giới hạn vật lý không thể vượt qua của quá trình chuyển đổi năng lượng hữu ích. Khi năng lượng được sản xuất (hay là chuyển đổi), một phần nhỏ của sản phẩm cuối cùng là ở dạng nhiệt, mà sẽ không bao giờ được sử dụng hoàn toàn. Trong một cách nhìn nhận, lãng phí năng lượng là một trong những định luật của vật lý và hóa học. Continue reading Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 3: Bao nhiêu năng lượng bị lãng phí? (Phần 1) →

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 2: Yesterday and Today – Chương 2: Hôm qua và Hôm nay (Phần 3)

Từ lửa đến điều hòa không khí

Người thời tiền sử sưởi ấm mình bằng cách sử dụng lửa. Trong hàng thiên niên kỷ, gỗ đã là nguồn năng lượng để nấu thức ăn và để bảo vệ con người qua thời gian lạnh giá. Thậm chí cho đến hôm nay, khoảng một tỷ người vẫn chỉ có gỗ, phân, và củi khô để nấu ăn và để giữ ấm. Nếu chúng ta loại trừ Nam Phi và các nước Địa Trung Hải, sinh khối vẫn chiếm 70% lượng năng lượng sơ cấp tiêu thụ ở châu Phi. Continue reading Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 2: Hôm qua và Hôm nay (Phần 3) →

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Người dịch: Phạm Thu Hường

Chapter 2: Yesterday and Today – Chương 2: Hôm qua và Hôm nay (Phần 2) 

Từ định luật Faraday đến sự mất điện 

Ngày 17 tháng 10 năm 1831, nhà khoa học Anh Michael Faraday đã chứng minh rằng có thể chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện và ngược lại, bằng cách sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ. Theo một truyền thuyết, trong chuyến thăm phòng thí nghiệm của ông, Thủ tướng Chính phủ Anh hỏi mục đích của chất mới kỳ lạ được gọi là điện này là gì, và Faraday đã trả lời – đừng lo lắng, Chúa ơi, đến một ngày ông sẽ đánh thuế nó. Continue reading Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 2: Hôm qua và Hôm nay (Phần 2) →

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 2: Yesterday and Today – Chương 2: Hôm qua và Hôm nay (Phần 1) 

Đấu tranh sinh tồn là cuộc đấu tranh về năng lượng.
The struggle for existence is the struggle for power.
–Ludwig Boltzmann–

Để hiểu thêm về vấn đề năng lượng, chúng ta cần phải xem xét Trái đất như một con tàu vũ trụ khổng lồ đi du lịch trong một Vũ trụ bao la với tốc độ 29 km mỗi giây (khoảng 18 dặm mỗi giây). Các nguồn tài nguyên năng lượng tàu vũ trụ Trái đất sử dụng không chỉ được tiêu thụ cho động cơ đẩy của nó. Trên thực tế, phần nhiều trong đó được tiêu thụ để phục vụ số lượng lớn hành khách và phi hành đoàn. Theo thống kê gần nhất (vào tháng 11 năm 2011), có khoảng 7 tỷ hành khách, và con số này có thể tăng lên khoảng 8 tỷ trong vòng 20 năm tới. Nhân khẩu học cho chúng ta biết rằng sự gia tăng hàng năm của dân số thế giới là khoảng 80 triệu người, diễn ra chủ yếu ở các nước đang phát triển: ví dụ, cứ mỗi phút lại có 37 trẻ em Ấn Độ và 15 trẻ em Trung Quốc được sinh ra. Continue reading Cung cấp năng lượng cho Trái đất – Chương 2: Hôm qua và Hôm nay (Phần 1) →

Powering Planet Earth:
Energy Solutions for the Future

by Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Nick Serpone

Chapter 1: What Is Energy? – Chương 1: Năng lượng là gì? (Phần 3)

Phương trình của Einstein: E = mc²

Phương trình này rất nổi tiếng. Đó là biểu tượng của thế kỷ 20. Biểu tượng này đôi khi được nhìn thấy trên áo phông cũng giống như là tên của một nhóm nhạc pop hay một bức ảnh của Che Guevara. Phương trình này xác định năng lượng theo một cách mà ai cũng có thể hiểu được, ngay cả khi (trong thực tế) có lẽ là một chút khó khăn để chấp nhận.

E = mc² có nghĩa là khối lượng và năng lượng là cùng một thứ, mặc dù tồn tại dưới vỏ bọc khác nhau. Giống như khi băng tan thì biến thành nước, hoàn toàn thay đổi diện mạo của mình, cũng như vậy, khối lượng là một dạng năng lượng “đông lạnh” có thể được chuyển đổi thành nhiều hình thức quen thuộc: động năng, năng lượng nhiệt, và những dạng khác. Continue reading Cung cấp năng lượng cho trái đất – Chương 1: Năng lượng là gì ? (phần 3) →