Năng lượng là một phần không thể thiếu của cuộc sống hiện nay, nó là khởi nguồn của mọi sự phát triển, hầu hết tất cả các nhu cầu trong cuộc sống hiện đại đều cần tới năng lượng.

Chúng ta đã quá quen thuộc với các loại năng lượng như: năng lượng tái tạo, năng lượng gió, năng lượng hạt nhân, năng lượng hóa thạch, năng lượng thân thiện với môi trường. Vậy loại năng lượng nào không thể tái tạo ? loại nào tốt và bền vững ? Một số nguồn năng lượng không thể tái tạo như: than đá, dầu, khí tự nhiên, năng lượng hạt nhân. Cùng Green Star tìm hiểu nhé.

Mục lục bài viết

Năng lượng không tái tạo là gì? 4 loại năng lượng không tái tạo

Năng lượng không tái tạo là loại năng lượng hình thành trong tự nhiên, hóa thạch trong lòng trái đất, có trữ lượng giới hạn như: than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên. Ngoài ra còn có năng lượng không tái tạo nhân tạo sau này là: năng lượng hạt nhân

Các loại năng lượng không tái tạo

Than đá

Than đá là dạng nhiên liệu hóa thạch dồi dào nhất trên trái đất. Chúng được hình thành do sự phân hủy của các loài thực vật và động vật già cỗi từ nhiều thế kỷ trước. Than hầu hết được tìm thấy bên dưới trái đất và là nguồn nhiên liệu chính để làm chất đốt. Ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, sản xuất điện.

Than đá là một loại đá trầm tích có màu nâu đen hoặc đen và thường xuất hiện ở các tầng đá gồm nhiều lớp hoặc mạch mỏ. Nó được đốt để lấy nhiệt và đây là nguồn năng lượng lớn nhất để sản xuất điện.

Thành phần chính của than đá là cacbon và có một số nguyên tố khác như hydro, oxy, nito, lưu huỳnh.

– Đặc điểm của than đá:

+ Màu sắc chính là đen tuy nhiên tùy theo mỏ than mà màu sắc sẽ có sự pha thêm như: nâu, ánh bạc, vàng, xỉn…

+ Than đá có độ cứng cao và nặng, tỷ lệ Cacbon lên đến 75 – 95% và đồng thời chúng chỉ có 5 – 6% độ ẩm. Nhiệt lượng cháy cao vào khoảng 5500 – 7500 kcal / kg (kilo calo trên kilogram)

+ Hình dáng của than sẽ phụ thuộc vào tuổi than, ngày nay hình dáng của than còn phụ thuộc vào cách chế biến, cách khai thác và máy móc mà con người sử dụng trong quá trình khai thác mà hình dáng của than là khác nhau.

Ứng dụng của than đá

– Dùng trong công nghệ hóa khí: Khí hóa than đá được dùng để sản xuất khí tổng hợp, bao gồm khí cacbon mono oxit và khí hydro. Nguồn khí này chủ yếu được sử dụng để đốt tuabin sản xuất điện và một phần nhỏ được chuyển đổi thành nhiên liệu xăng, dầu diesel hoặc sản xuất một số loại phân bón, sản phẩm hóa học khác như metanol, hydro, olefin, axit axetic, formaldehyde, amoniac,…

– Dùng trong luyện kim: Khi kim loại nóng chảy ở trong khuôn, than đá được đốt cháy từ từ để giải phóng khí nhằm làm giảm áp suất. Điều này sẽ ngăn không cho kim loại xâm nhập vào những khoảng trống của cát.

Than đá được chế biến thành than cốc: 70% lượng thép trên thế giới được sản xuất từ than cốc. Ngoài ra, một số loại kim loại khác như đồng, nhôm,…cũng được làm từ than cốc.

– Than đá dùng làm nhiên liệu đốt, năng lượng

Trước đây, than đá chủ yếu được dùng làm nhiên liệu cho máy hơi nước, đầu máy xe lửa. Ngày nay, phần lớn sản lượng than đá khai thác được sử dụng để làm nhiên liệu rắn cho quá trình sản xuất điện và đốt cháy. Than đá sau khi khai thác từ mỏ than sẽ được nghiền thành bột và đốt trong lò hơi. Nhiệt lượng tỏa ra từ lò nung sẽ chuyển đổi nước trong lò hơi thành hơi nước để làm quay các tuabin. Nhờ đó, máy phát điện hoạt động và sinh ra điện.

Khí tự nhiên

Khí tự nhiên là hỗn hợp của một số loại khí bao gồm metan, etan, propan và butan, nó cháy hoàn toàn và không để lại tro tàn. Khí tự nhiên hầu như không gây ô nhiễm và là một trong những dạng nhiên liệu hóa thạch sạch nhất.

Khí thiên nhiên (hay khí tự nhiên, khí metan, khí gas,..) là nhiên liệu hóa thạch và nguồn tài nguyên không tái tạo được hình thành khi các lớp chất hữu cơ (chủ yếu là vi sinh vật biển) phân hủy trong điều kiện yếm khí và chịu nhiệt độ cao và áp suất dưới lòng đất trong hàng triệu năm

Trong số các khí này, khí metan rất dễ cháy, nó không có màu sắc, hương vị hoặc mùi. Đây là lý do mà một số hóa chất được thêm vào nó trước khi nó có thể được cung cấp cho từng hộ gia đình để có thể dễ dàng phát hiện rò rỉ.

Các nước Trung Đông, đặc biệt là Iran và Iraq, có trữ lượng khí đốt tự nhiên cao. Cái hay của nguồn nhiên liệu này là nó hầu như không gây ô nhiễm, rẻ tiền và thân thiện với môi trường .

Thành phần chính của khí tự nhiên

Methane (CH4): Methane (Mêtan) là thành phần chính và quan trọng nhất, chiếm khoảng 70-90% thể tích của khí tự nhiên. Methane nổi bật với tính chất không màu, không mùi và là hydrocarbon đơn giản nhất.
Ethane (C2H6): Chiếm một phần nhỏ trong khí tự nhiên, thường từ 5-15%. Ethane cũng là hydrocarbon không màu và không mùi, và thường được sử dụng làm nguồn nguyên liệu trong sản xuất etylen.
Propane (C3H8) và Butane (C4H10): Những hydrocarbon này thường chiếm tỷ lệ nhỏ hơn trong khí tự nhiên nhưng đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG).
Các Hydrocarbon Nặng Hơn: Bao gồm pentanes và các hydrocarbon có chuỗi carbon dài hơn. Những thành phần này thường được tách ra do có điểm sôi cao hơn và được sử dụng trong các ngành công nghiệp hóa chất.
Khí Không Hydrocarbon: Khí tự nhiên cũng chứa một lượng nhỏ các khí không hydrocarbon như nitơ (N2), carbon dioxide (CO2), hydrogen sulfide (H2S), và trong một số trường hợp, heli (He). Sự hiện diện của hydrogen sulfide đòi hỏi quá trình tinh lọc khí tự nhiên cần phải loại bỏ nó để đảm bảo an toàn và chất lượng.
Tạp chất: Bụi, nước và các tạp chất khác cũng có thể tồn tại trong khí tự nhiên nguyên sinh và cần được loại bỏ trong quá trình xử lý.

Ứng dụng chính của khí tự nhiên

Khí tự nhiên, bao gồm cả khí thiên nhiên nén (CNG) và khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG), có nhiều ứng dụng quan trọng:

Năng lượng công nghiệp: Sử dụng trong các nhà máy sản xuất, đặc biệt trong ngành sắt thép, gạch men, và thực phẩm.
Nguồn nhiên liệu sạch cho giao thông vận tải: Khí đố thiên nhiên hiện đang dần thay thế xăng dầu trong xe buýt, tàu hỏa và các phương tiện vận tải nặng.
Nhu cầu năng lượng của khu đô thị và khu dân cư: Cung cấp năng lượng cho các khu chung cư và hộ dân.
Nguồn năng lượng sạch cho ngành điện (điện khí): Dùng trong các nhà máy khí điện để phát điện.

Tác động môi trường của khí đốt tự nhiên

Khí tự nhiên, như CNG và LNG, được biết đến như một nguồn năng lượng sạch với tác động tích cực đến môi trường:

Giảm thiểu ô nhiễm: Khi sử dụng làm nhiên liệu, khí đố tự nhiên giúp giảm đáng kể lượng khí thải CO2, NOx, và SOx so với các nhiên liệu từ dầu.
Phát triển bền vững: Các hoạt động sản xuất kinh doanh của CNG Việt Nam đóng góp vào việc nâng cao ý thức về phát triển bền vững, đặc biệt trong công nghiệp.
Thay thế nhiên liệu truyền thống: Góp phần vào quá trình xây dựng một nền kinh tế bền vững thông qua chuyển đổi từ sử dụng nhiên liệu truyền thống sang khí thiên nhiên thân thiện với môi trường.
Nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường: Sử dụng khí đốt tự nhiên là một hành động giúp thúc đẩy sự chuyển đổi thói quen sử dụng nhiên liệu, từ đó góp phần vào việc bảo vệ môi trường.

Dầu mỏ

Đây là nguồn năng lượng quan trọng bậc nhất toàn cầu, có ảnh hưởng mạnh mẽ đến nhân loại. Nó dùng trong các ngành công nghiệp, sản xuất điện, năng lượng, công nghiệp, hóa chất, giao thông.

Dầu mỏ là chất lỏng sánh, màu nâu đen, không tan trong nước, nhẹ hơn nước và có mùi đặc trưng.

Thành phần của dầu mỏ

Dầu mỏ bình thường (truyền thống) có các thành tố cơ bản như sau: Carbon – 84%; Hydrogen – 14%; Lưu huỳnh – 1-3% (dưới dạng sulfua, disulphides, hydrogen sulphide hoặc lưu huỳnh thuần túy); Nitơ – dưới 1%; Oxy – dưới 1%; Kim loại – dưới 1% (gồm sắt, niken, vanadi, đồng, crôm, côban, molypđen…); Muối – dưới 1% (canxi clorua, clorua magiê, natri clorua…).

Ứng dụng của dầu mỏ

Giao thông vận tải: Gần ⅔ nhiên liệu vận tải được lấy từ dầu mỏ. Nhiên liệu có nguồn gốc từ dầu mỏ bao gồm xăng, dầu diesel và khí hóa lỏng, nhiên liệu máy bay và nhiên liệu hàng hải. Xăng được sử dụng cho ô tô, xe máy, xe tải nhẹ và tàu thuyền. Còn dầu diesel được sử dụng làm nhiên liệu cho xe buýt, xe tải, xe lửa, thuyền và tàu thủy. Máy bay phản lực và một số loại trực thăng sử dụng dầu hỏa làm nhiên liệu.
Sản xuất điện: Các nhà máy điện nhiên liệu hóa thạch thường sử dụng dầu mỏ hoặc khí đốt tự nhiên để sản xuất điện. Sản xuất điện từ dầu mỏ chiếm tỷ trọng đáng kể trong cơ cấu năng lượng quốc gia.
Dầu nhớt: Dầu nhớt có nguồn gốc từ dầu mỏ, được sử dụng trong hầu hết các loại máy móc. Công dụng của nó là để giảm ma sát trong các loại xe và máy công nghiệp…
Nông nghiệp: Dầu mỏ được sử dụng trong sản xuất amoniac, được sử dụng làm nguồn nitơ trong phân bón. Các loại thuốc trừ sâu cũng được sản xuất từ dầu mỏ.
Công Nghiệp hóa chất: Các sản phẩm phụ từ dầu mỏ được sử dụng trong phân bón hóa học, sợi tổng hợp, cao su tổng hợp, nylon, nhựa, thuốc diệt côn trùng, thuốc trừ sâu, nước hoa, sơn,… Các sản phẩm phụ chính từ dầu mỏ bao gồm nhựa, chất tẩy, dầu mỡ, sáp,…

Năng lượng hạt nhân

Đây là đại diện cho một dạng năng lượng không tái tạo. Nhiên liệu sử dụng trong quá trình phản ứng hạt nhân chính là nguồn năng lượng không tái tạo gồm các chất phóng xạ như uranium-235 và thorium. Ưu điểm của năng lượng hạt nhân chính là nó cho sản lượng năng lượng cực lớn, nhưng không có nhiều khí nhà kính. Vấn đề đặt ra ở đây chính là việc xử lý rác thải, chất thải hạt nhân sao cho phù hợp.

Sự khác biệt giữa năng lượng tái tạo và không tái tạo

Giữa năng lượng tái tạo và không tái tạo có một số điểm khác biệt. Hãy cùng tìm hiểu về sự khác biệt thông qua một số khía cạnh sau:

Về tầm nhìn ngắn hạn, dài hạn

Vì được khai thác, sử dụng trong quá trình sản xuất mà không cân nhắc tới tác động dài hạn đến tài nguyên, môi trường nên năng lượng không tái tạo sẽ có tầm nhìn ngắn hạn hơn. Trái lại, năng lượng tái tạo lại có tầm nhìn dài hạn với mục đích bảo vệ tài nguyên, môi trường cho tương lai.

Sự bền vững và các tác động môi trường

Việc sử dụng năng lượng không tái tạo sẽ gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường. Điển hình là ô nhiễm nước, đất, không khí. Trong khi đó, sử dụng năng lượng tái tạo giúp bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, giảm thiểu các tác động đến môi trường. Năng lượng tái tạo cũng là giải pháp bền vững vì chúng có khả năng tái tạo, không làm cạn kiệt tài nguyên.

Về khả năng tái tạo

Nguồn năng lượng không tái tạo được khai thác từ tài nguyên thiên nhiên có giới hạn, không có khả năng tái tạo hoặc tốc độ tái tạo rất chậm. Ngược lại, nguồn năng lượng tái tạo có khả năng tái tạo được, không gây cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên.