Năng lượng tái tạo và sự ảnh hưởng mạnh mẽ đến môi trường Trái đất

Năng lượng tái tạo là năng lượng được sản xuất từ các nguồn như mặt trời và gió được bổ sung một cách tự nhiên và không bị cạn kiệt. Năng lượng tái tạo có thể được sử dụng để phát điện, làm nóng và làm mát không gian, nước và giao thông vận tải. Ngược lại, năng lượng không tái tạo đến từ các nguồn hữu hạn có thể bị sử dụng hết, chẳng hạn như nhiên liệu hóa thạch như than và dầu. Hiện nay, năng lượng tái tạo đang trở thành một trong những phương pháp tích cực, hứa hẹn thay đổi đáng kể môi trường sống của con người.

Các loại năng lượng tái tạo

Các nguồn năng lượng tái tạo, chẳng hạn như sinh khối, tài nguyên địa nhiệt, ánh sáng mặt trời, nước và gió, là những tài nguyên thiên nhiên có thể được chuyển đổi thành các dạng năng lượng sạch, có thể sử dụng được sau:

Năng lượng sinh học

Năng lượng sinh học là một trong nhiều nguồn tài nguyên đa dạng có sẵn để giúp đáp ứng nhu cầu năng lượng của chúng ta. Đây là một dạng năng lượng tái tạo có nguồn gốc từ các vật liệu hữu cơ sống gần đây được gọi là sinh khối, có thể được sử dụng để sản xuất nhiên liệu giao thông, nhiệt, điện và các sản phẩm.

Năng lượng sinh học dồi dào và có thể tái tạo có thể đóng góp vào một tương lai an toàn, bền vững và lành mạnh hơn về mặt kinh tế bằng cách:

Cung cấp nguồn năng lượng sạch trong nước
Giảm sự phụ thuộc của Mỹ vào dầu nước ngoài
Tạo việc làm
Phục hồi kinh tế nông thôn.

Báo cáo Tỷ tấn năm 2016 của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ : Thúc đẩy nguồn lực trong nước cho nền kinh tế sinh học phát triển mạnh đã kết luận rằng Hoa Kỳ có tiềm năng sản xuất 1 tỷ tấn tài nguyên sinh khối phi thực phẩm khô hàng năm vào năm 2040 và vẫn đáp ứng nhu cầu về thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, và chất xơ. Một tỷ tấn sinh khối có thể:

Sản xuất tới 50 tỷ gallon nhiên liệu sinh học
Sản xuất 50 tỷ pound hóa chất và sản phẩm sinh học dựa trên sinh học
Tạo ra 85 tỷ kilowatt giờ điện để cung cấp năng lượng cho 7 triệu hộ gia đình
Đóng góp 1,1 triệu việc làm cho nền kinh tế Hoa Kỳ
Giữ 260 tỷ đô la ở Hoa Kỳ

2. Năng lượng địa nhiệt

Tài nguyên địa nhiệt là những hồ chứa nước nóng tồn tại ở nhiệt độ và độ sâu khác nhau bên dưới bề mặt Trái đất. Các giếng sâu từ hàng dặm trở lên có thể được khoan vào các hồ chứa dưới lòng đất để khai thác hơi nước và nước rất nóng có thể được đưa lên bề mặt để sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm phát điện , sử dụng trực tiếp, sưởi ấm và làm mát.

Năng lượng địa nhiệt mang đến những lợi ích sau:

Tái tạo: Thông qua việc quản lý hồ chứa thích hợp, tốc độ khai thác năng lượng có thể được cân bằng với tốc độ nạp lại nhiệt tự nhiên của hồ chứa.
Các nhà máy điện địa nhiệt sản xuất điện liên tục, chạy 24 giờ mỗi ngày / 7 ngày mỗi tuần, bất kể điều kiện thời tiết.
Tài nguyên địa nhiệt trong nước có thể được khai thác để phục vụ nhu cầu thủy điện
Các nhà máy điện địa nhiệt vòng kín hiện đại không thải ra khí nhà kính; Vòng đời phát thải khí nhà kính (50 g CO ₂ eq / kWhe) ít hơn điện mặt trời bốn lần và thấp hơn khí tự nhiên từ sáu đến 20 lần. Các nhà máy điện địa nhiệt trung bình tiêu thụ ít nước hơn so với sản lượng năng lượng trọn đời so với các công nghệ phát điện thông thường nhất.

3. Năng lượng biển

Năng lượng biển được khai thác để sản xuất điện

Năng lượng biển, còn được gọi là năng lượng biển và năng lượng thủy động hoặc năng lượng tái tạo biển, là một nguồn năng lượng tái tạo được khai thác từ chuyển động tự nhiên của nước, bao gồm sóng, thủy triều và các dòng sông và đại dương. Năng lượng biển cũng có thể được khai thác từ sự chênh lệch nhiệt độ trong nước thông qua một quá trình được gọi là chuyển đổi nhiệt năng của đại dương.

Cơ hội khai thác năng lượng biển rất dồi dào. Ngay cả khi chỉ chiếm một phần nhỏ tiềm năng tài nguyên kỹ thuật này, các công nghệ năng lượng biển sẽ đóng góp đáng kể vào nhu cầu năng lượng của quốc gia. Các nhà nghiên cứu đang thử nghiệm và triển khai các công nghệ mới với mục tiêu khai thác năng lượng từ các nguồn nước dồi dào này.

Công nghệ năng lượng biển sử dụng động năng của sóng, dòng chảy, thủy triều và nhiệt năng của nước lạnh sâu để chuyển hóa nước bề mặt để tạo ra năng lượng sạch. Ví dụ, một số bộ chuyển đổi năng lượng sóng sử dụng phao để thu năng lượng từ chuyển động dọc và ngang của đại dương, trong khi tuabin có thể khai thác năng lượng từ thủy triều và dòng chảy.

4. Năng lượng mặt trời

Bức xạ mặt trời là ánh sáng – còn được gọi là bức xạ điện từ – được phát ra bởi mặt trời. Mặc dù mọi vị trí trên Trái đất đều nhận được một số ánh sáng mặt trời trong một năm, nhưng lượng bức xạ mặt trời đến bất kỳ điểm nào trên bề mặt Trái đất sẽ khác nhau. Các công nghệ năng lượng mặt trời thu nhận bức xạ này và biến nó thành các dạng năng lượng hữu ích.

Có hai loại công nghệ năng lượng mặt trời chính – quang điện (PV) và nhiệt điện mặt trời tập trung (CSP).

Hệ thống tập trung năng lượng mặt trời-nhiệt điện (CSP) sử dụng gương để phản chiếu và tập trung ánh sáng mặt trời vào máy thu thu năng lượng mặt trời và chuyển nó thành nhiệt, sau đó có thể được sử dụng để sản xuất điện hoặc lưu trữ để sử dụng sau này. Nó được sử dụng chủ yếu trong các nhà máy điện rất lớn.

Công nghệ năng lượng mặt trời không kết thúc với việc phát điện bằng hệ thống PV hoặc CSP. Các hệ thống năng lượng mặt trời này phải được tích hợp vào các ngôi nhà, doanh nghiệp và lưới điện hiện có với các hỗn hợp khác nhau của các nguồn năng lượng tái tạo và truyền thống khác.

Năng lượng mặt trời có thể giúp giảm chi phí điện năng, góp phần tạo ra một lưới điện linh hoạt, tạo việc làm và thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, tạo ra nguồn điện dự phòng cho ban đêm và khi cúp điện khi kết hợp với bộ lưu trữ và hoạt động với hiệu suất tương tự trên cả quy mô nhỏ và lớn .

Hệ thống năng lượng mặt trời có đủ hình dạng và kích cỡ. Hệ thống dân cư được tìm thấy trên các mái nhà trên khắp Hoa Kỳ, và các doanh nghiệp cũng đang lựa chọn lắp đặt các tấm pin mặt trời. Các công ty tiện ích cũng đang xây dựng các nhà máy điện mặt trời lớn để cung cấp năng lượng cho tất cả các khách hàng được kết nối với lưới điện.

Năng lương mặt trời đang được khai thác mạnh mẽ ở nhiều nơi

5. Năng lượng gió

Từng được gọi là cối xay gió , công nghệ năng lượng gió được sử dụng để khai thác năng lượng gió đã phát triển đáng kể trong mười năm qua.

Năng lượng gió thực chất là một sản phẩm phụ của mặt trời. Sự đốt nóng không đều của mặt trời đối với bầu khí quyển, bề mặt không đều của trái đất (núi và thung lũng), và vòng quay của hành tinh xung quanh mặt trời đều kết hợp để tạo ra gió. Vì gió là nguồn cung cấp dồi dào, nên nó là một nguồn tài nguyên bền vững miễn là các tia nắng mặt trời làm nóng hành tinh.

Lợi ích của năng lượng tái tạo

Những lợi thế của năng lượng tái tạo là rất nhiều và ảnh hưởng đến kinh tế, môi trường, an ninh quốc gia và sức khỏe con người. Dưới đây là một số lợi ích của việc sử dụng năng lượng tái tạo ở Hoa Kỳ:

Nâng cao độ tin cậy, an ninh và khả năng phục hồi của lưới điện quốc gia
Tạo việc làm trong các ngành năng lượng tái tạo
Giảm lượng khí thải carbon và ô nhiễm không khí do sản xuất năng lượng
Tăng cường độc lập về năng lượng của Hoa Kỳ
Tăng khả năng chi trả, vì nhiều loại năng lượng tái tạo có chi phí cạnh tranh với các nguồn năng lượng truyền thống
Mở rộng khả năng tiếp cận năng lượng sạch cho các cộng đồng không nối lưới hoặc các cộng đồng vùng sâu, vùng xa, ven biển hoặc hải đảo.