Năng lượng và môi trường khai thác năng lượng của biển

Năng lượng và môi trường<br /> Khai thác năng lượng của biển<br /> Ở nước Anh và các nước châu Âu khác, các công ty năng lượng đang chuẩn bị sử<br /> dụng năng lượng của các con sóng ở đại dương và thủy triều để sản xuất điện. Anh hy<br /> vọng sẽ đáp ứng 5% nhu cầu điện năng nhờ các nhà máy sản xuất điện từ thủy triều.<br /> Vương Quốc Anh sẽ sớm dẫn đầu thế giới về khai thác năng lượng của thủy triều để<br /> sản xuất điện sạch. Chỉ một nhà máy điện cũng sẽ đáp ứng được 5% nhu cầu về điện<br /> nghĩa là cung cấp 8,6 GW điện không phát thải CO2, tương đương với khoảng 8 nhà máy<br /> điện hạt nhân mà không phát sinh chất thải.<br /> Thủy triều ở cửa sông Severn, con sông lớn nhất nước Anh cao 15m. Hiện nay, Anh<br /> muốn sử dụng sức mạnh to lớn của thủy triều thông qua dự án Đập Severn. Đập này sẽ<br /> giữ nước khi thủy triều dâng cao và lắp đặt 216 tua bin lớn, mỗi tua bin có đường kính<br /> khoảng 9m, sẽ sản xuất điện khi nước rút.<br /> Dự án bị chỉ trích là sẽ phá hủy ồ ạt hệ sinh thái của sông và kinh phí của dự án vẫn<br /> là vấn đề còn chưa được giải quyết. Tuy nhiên, năng lượng từ mặt trăng đẩy thủy triều lên<br /> xuống là vô tận và vì thế nhiều người cho rằng dự án sẽ mang lại nhiều lợi ích. Mặc dù<br /> vẫn còn bị phản đối, nhưng các chuyên gia trên toàn thế giới vẫn đang tiến hành khai thác<br /> nguồn năng lượng vô tận này.<br /> Kai-Uwe Graw, Giáo sư về kỹ thuật thủy lực thuộc Đại học Leipzig cho rằng điện từ<br /> thủy triều cũng có thể được sử dụng hiệu quả ở Đức. Vận tốc dòng chảy có thể đạt được<br /> ở nhiều nơi trên đảo Sylt tối đa khoảng 3 m/giây.<br /> Graw bắt đầu chương trình nâng cao nhận<br /> thức về tiềm năng của điện thủy triều kể từ<br /> những năm 1990. Theo ông, các nhà máy<br /> điện thủy triều rõ ràng có thể hỗ trợ cho<br /> những nỗ lực bảo vệ bờ biển. Các nhà máy<br /> khai thác phần nào năng lượng từ thủy<br /> triều giúp giảm xói mòn bãi biển và bờ<br /> biển là vấn đề mấu chốt đối với Đức trên<br /> các đảo ở Biển bắc như Sylt trong những<br /> năm gần đây.<br /> Gần đây, công nghệ sản xuất điện thủy<br /> triều vẫn chưa sẵn sàng được áp dụng vào<br /> giờ cao điểm. Trở ngại lớn là các tua bin<br /> đặt ở dưới nước đang phải chịu áp lực rất lớn do nước đẩy các cánh roto – áp lực này có<br /> thể thay đổi theo các bộ phận của thiết bị và do đó đòi hỏi việc thiết kế ra tuabin có khả<br /> năng chịu áp lực cao. Các roto cũng cần phải có khả năng chịu được sự thay đổi hướng của<br /> dòng chảy thủy triều để sản xuất điện tối ưu.<br /> Tuy nhiên, Graw cho rằng công nghệ sản xuất điện thủy triều hiện nay đã hoàn thiện<br /> hơn. Thực tế, công nghệ đã được áp dụng tại nhà máy SeaGen sản xuất điện từ thủy triều<br /> nằm dọc Strangford Lough trên bờ biển phía bắc Ailen đi vào hoạt động từ mùa hè năm<br /> 2008. Thiết bị hoạt động giống như một cối xay gió dưới nước. Các cánh roto được đẩy<br /> đi bằng lực của thủy triều với vận tốc 2,4m/s. Ở vận tốc đó, hai roto có đường kính 16 m,<br /> mỗi roto có khả năng sản xuất 1,2 MW, đủ cung cấp điện cho khoảng 1.000 hộ gia đình.<br /> Hiện nay, SeaGen là nhà máy sản xuất điện thủy triều lớn nhất thế giới. Trong khi đó,<br /> một tua bin gió lớn có khả năng sản xuất được 5 MW.<br /> Công nghệ thay thế<br /> Ở Strangford, miền bắc Ailen, các cánh quạt roto được gắn với một thanh ngang và 1<br /> xà cao cho phép chúng đẩy nước lên thuận lợi cho công việc bảo dưỡng. Độ cao của xà<br /> 40,7m và khoảng 24m nằm dưới nước. Thiết kế này không phù hợp với bờ biển ở Đức.<br /> Vào cuối năm 2010, Công ty Voith Hydro ở thành phố Heidenheim, Đức sẽ giới thiệu<br /> mẫu hình nhà máy điện thủy triều, không phụ thuộc vào kết cấu của xà và thay vào đó sẽ<br /> đặt chìm dưới nước tiếp xúc với đáy biển. Các cánh quạt theo mẫu thiết kế này giống<br /> chân vịt của xuồng máy và các cánh quạt được thiết kế cân đối cho nên không cần định vị<br /> lại trong quá trình thủy triều lên, xuống.<br /> Mẫu thiết kế nhà máy điện thủy triều của Đức là một phần của dự án nhà máy điện ở<br /> ngoài biển Hàn Quốc. Về lâu dài, sẽ bổ sung đủ tua bin gió để sản xuất tổng số 600 MW<br /> điện, bằng công suất của một nhà máy điện đốt than quy mô nhỏ và cung cấp điện cho<br /> khoảng 400.000 hộ gia đình ở nước này. Ở châu Âu các dự án thí điểm cũng đang được<br /> dự kiến.<br /> Điện thủy triều và vấn đề môi trường<br /> Trở ngại chủ yếu đối với điện thủy triều hiện nay là vấn đề bảo vệ môi trường. Các<br /> chuyên gia đã phân loại tác động môi trường của các nhà máy điện thủy triều. Tuy nhiên,<br /> sản xuất điện bằng các tua bin ở biển hiện nay thân thiện với môi trường hơn so với các<br /> nhà máy điện thủy triều.<br /> Khi nhà máy điện thủy triều quy mô lớn ở Saint-Malo, Pháp ở cửa sông Rance đi vào<br /> hoạt động vào năm 1966, đời sống của động, thực vật đã bị phá vỡ. Hệ thống đê chắn cũ<br /> hoạt động giống như một con đập tại cửa sông, khiến cho nước ngừng lưu thông và còn<br /> làm thay đổi điều kiện sống của động, thực vật.<br /> Tuy nhiên, sản xuất điện bằng các hệ thống điện thủy triều mới nhất, cá và các loài<br /> khác có thể dễ dàng tránh được các thiết bị khi bơm xung quanh chúng. Ngoài ra, còn<br /> không gây tác động đến bờ biển vì các tua bin gió được đặt dưới biển.<br /> Về chi phí, điện thủy triều không có khả năng cạnh tranh cao. Sử dụng điện thủy triều<br /> vẫn rất đắt so với các dạng năng lượng tái tạo khác. Theo Chính phủ Anh, điện sản xuất<br /> từ dự án đập Severn sẽ có giá khoảng 317 bảng Anh/MWh. Trong khi giá điện gió ngoài<br /> khơi khoảng 85 bảng Anh/MWh.<br /> Nguồn: http://www.spiegel.de, 1/2010<br />