Trong bối cảnh thế giới đang đối mặt với biến đổi khí hậu và nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, việc chuyển đổi sang sử dụng năng lượng tái tạo đã trở thành một trong những mục tiêu quan trọng nhằm đảm bảo an ninh năng lượng, giảm thiểu phát thải từ các nguồn năng lượng hóa thạch, và hướng đến việc sử dụng các nguồn năng lượng bền vững, thân thiện với môi trường hơn. Nhiều quốc gia và doanh nghiệp trên thế giới đã và đang nỗ lực bắt kịp xu hướng này, tập trung phát triển hạ tầng phù hợp để khai thác năng lượng tái tạo. Nhằm nắm bắt xu hướng này, Chính phủ đã xây dựng và ban hành nhiều chiến lược phát triển năng lượng, trong đó có Quy hoạch điện VIII, với mục tiêu tăng cường tỷ lệ năng lượng tái tạo trong tổng công suất phát điện quốc gia. Năng lượng tái tạo đang trở thành xu hướng toàn cầu trong việc phát triển nền kinh tế xanh, sạch và thân thiện với môi trường.
<English below>
Định nghĩa về năng lượng tái tạo đã từng được quy định tại khoản 1, Điều 43 Luật Bảo vệ môi trường 2014 như sau: Năng lượng tái tạo là năng lượng được khai thác từ nước, gió, ánh sáng mặt trời, địa nhiệt, sóng biển, nhiên liệu sinh học và các nguồn tài nguyên năng lượng có khả năng tái tạo khác.
Năng lượng tái tạo có vai trò quan trọng trong nhiều khía cạnh của đời sống, vừa giúp bảo vệ môi trường, giúp giảm thiểu khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường, từ đó chống lại biến đổi khí hậu và sự nóng lên toàn cầu. Bên cạnh đó năng lượng tái tạo mang đến các nguồn cung cấp năng lượng đáng tin cậy, đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho nhu cầu của con người. Đồng thời xét về lợi ích về kinh tế, năng lượng tái tạo giúp làm giảm nhu cầu nhập khẩu nhiên liệu, đồng thời cắt giảm chi phí tài chính liên quan đến vấn đề xử lý rác thải môi trường như đối với các nguồn năng lượng hóa thạch.
Năng lượng tái tạo có thế được phân loại như sau:
Năng lượng điện: bao gồm năng lượng điện gió, năng lượng điện mặt trời, năng lượng điện khí sinh học, năng lượng điện thủy điện, năng lượng điện địa nhiệt.
Theo nghiên cứu của Panwar và các cộng sự, ông đã liệt kê các năng lượng tái tạo được sử dụng trong phát điện và cách sử dụng của các loại năng lượng đó như sau:
| Nguồn năng lượng tái tạo | Cách sử dụng năng lượng |
| Thủy điện | Sản xuất điện |
| Năng lượng sinh học | Sản xuất nhiệt và điện, nhiệt phân, khí hóa, tiêu hóa |
| Năng lượng địa nhiệt | Hệ thống sưởi đô thị, phát điện, thủy nhiệt, đá khô nóng |
| Năng lượng mặt trời | Hệ thống năng lượng mặt trời gia đình, máy sấy năng lượng mặt trời, bếp năng lượng mặt trời |
| Năng lượng mặt trời trực tiếp | Quang điện, nhiệt điện, máy nước nóng |
| Năng lượng gió | Sản xuất điện, máy phát điện gió, cối xay gió, máy bơm nước Năng lượng đại dương (thủy triều và sóng) |
| Năng lượng đại dương (thủy triều và sóng) | Nhiều thiết kế, đập, dòng thủy triều |
(Nguồn: Panwar và các cộng sự, 2011)
Năng lượng nhiên liệu sinh học bao gồm năng lượng nhiên liệu sinh học có nguồn gốc từ động vật, năng lượng nhiên liệu sinh học có nguồn gốc từ thực vật. Nhiên liệu sinh học (Biofuels) là thuật ngữ được sử dụng để chỉ nguồn năng lượng được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc động thực vật (mỡ động vật, dầu dừa,…), ngũ cốc (lúa mì, đậu tương…), chất thải trong nông nghiệp (rơm rạ, phân…), sản phẩm thải trong công nghiệp (mùn cưa, sản phẩm gỗ thải…).
Nhiên liệu sinh học có thể được phân loại thành các nhóm chính như sau:
• Diesel sinh học (Biodiesel)
• Xăng sinh học (Biogasoline)
• Khí sinh học (Biogas)
Cụ thể hơn nữa, nhiên liệu sinh học được phân ra như sau:
• Etanol;
• Dầu diesel sinh học;
• Các loại nhiên liệu sinh học khác;
• Dầu diesel xanh;
• Xăng sinh học;
• Dầu thực vật;
• Ete sinh học;
• Khí sinh học;
• Khí tổng hợp;
• Nhiên liệu sinh khối rắn .
Năng lượng khí sinh học gồm năng lượng khí hydrocacbon, hydro, methanol.
Năng lượng sinh học ngày nay chiếm 50% tỷ lệ sử dụng năng lượng tái tạo toàn cầu. Năng lượng sinh học có thể thay thế 25% tổng năng lượng cung cấp trên thế giới đến năm 2050 theo kịch bản của Cơ quan Năng lượng tái tạo quốc tế (IRENA) với năng lực cung cấp là 150 EJ sinh khối hoặc tăng ¾ so với mức độ của năm 2019. Năng lượng sinh học đóng vai trò quan trọng trong giảm phát thải, lưu giữ các bon hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng.
Có ba loại nhiên liệu sinh học là thế hệ thứ nhất, thứ hai và thứ ba. Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ nhất như nhiên liệu chuyển đổi từ cây lương thực (như mía, lúa mì, lúa mạch, ngô, khoai tây, đậu tương, hướng dương, và dừa), nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai được tạo ra từ vật liệu chứa lignocellulose (tức là cây dầu mè, sắn, cỏ switchgrass, gỗ và rơm) và chất thải sinh khối. Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai được tạo ra từ sinh khối dư thừa và chất thải như từ ngành nông nghiệp và lâm nghiệp, xây dựng và chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt (MSW). Đây giải pháp đầy hứa hẹn nhằm giảm thiểu các vấn đề môi trường liên quan đến phát thải, bằng cách chuyển đổi chất thải từ dạng thải bỏ sang dạng năng lượng sinh học hữu ích. Một loại sinh khối khác có tên là vi tảo, được sử dụng làm nguyên liệu cho nhiên liệu sinh học thế hệ thứ ba. Nguồn nguyên liệu này có tiềm năng cao để sản xuất một lượng lớn chất béo thích hợp cho việc sản xuất dầu diesel sinh học. Ngoài ra, sinh khối phát triển nhanh này có thể được áp dụng trực tiếp để tạo ra nhiều loại nhiên liệu sinh học.
Có thể thấy các nguồn năng lượng tái tạo dần như được khám phá và thay thế các nguồn năng lượng truyền thống (nhiên liệu hóa thạch). Trong tương lai, tiềm năng và xu hướng phát triển của nó sẽ trở thành xu hướng chủ đạo và được sự quan tâm của tất cả các quốc gia trên thế giới. Bởi việc phát triển năng lượng tái tạo rất cần thiết để đảm bảo an ninh năng lượng, góp phần phát triển kinh tế – xã hội bền vững, bảo vệ môi trường và ứng phó với biến đổi khí hậu.
Tài liệu tham khảo:
- Quốc hội (2014), Luật số 55/2014/QH13: Luật Bảo vệ Môi trường.
- Panwar, N. L., Kaushik, S. C., & Kothari, S. (2011). Role of renewable energy sources in environmental protection: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(3), 1513–1524.
- Hồng Lê, Công nghệ Nhiên liệu sinh học: Phân tích qua biểu đồ sáng chế, https://ipvietnam.gov.vn/sach-tap-chi-va-tai-lieu-tham-khao/-/asset_publisher/5hGA1SMJFnhf/content/xu-huong-bao-ho-sang-che-trong-linh-vuc-nhien-lieu-sinh-hoc?inheritRedirect=false#:~:text=Nhi%C3%AAn%20li%E1%BB%87u%20sinh%20h%E1%BB%8Dc%20(Biofuels,g%E1%BB%97%20th%E1%BA%A3i…), truy cập ngày 16 tháng 8 năm 2024.
- Nguyễn Thị Quỳnh Hương, Nguyễn Hải Yến, Năng lượng sinh học từ chất thải: Các công nghệ chuyển đổi hiện nay, Tạp chí Môi trường, số 2/2023.
Renewable energy: New trend of the world
In the context of the world facing climate change and increasing energy demand, the transition to renewable energy has become one of the important goals to ensure energy security, reduce emissions from fossil energy sources, and move towards the use of more sustainable and environmentally friendly energy sources. Many countries and businesses around the world have been making efforts to catch up with this trend, focusing on developing suitable infrastructure to exploit renewable energy. In order to grasp this trend, the Government has developed and issued many energy development strategies, including the Power Plan VIII, with the goal of increasing the proportion of renewable energy in the total national power generation capacity. Renewable energy is becoming a global trend in developing a green, clean and environmentally friendly economy
The definition of renewable energy was once stipulated in Clause 1, Article 43 of the Law on Environmental Protection 2014 as follows: Renewable energy is energy exploited from water, wind, sunlight, geothermal energy, ocean waves, biofuels and other renewable energy resources.
Renewable energy plays an important role in many aspects of life, helping to protect the environment, helping to reduce toxic emissions that pollute the environment, thereby combating climate change and global warming. In addition, renewable energy provides reliable energy sources, ensuring sufficient energy supply for human needs. At the same time, in terms of economic benefits, renewable energy helps reduce the need for imported fuel, while cutting financial costs related to environmental waste treatment as with fossil energy sources.
Renewable energy can be classified as follows:
Electric energy : includes wind power, solar power, biogas power, hydropower, geothermal power.
According to the study by Panwar et al., he listed the renewable energies used in power generation and their uses as follows:
| Renewable energy sources | How to use energy |
| Hydroelectric | Electricity generation |
| Bioenergy | Heat and power generation, pyrolysis, gasification, digestion |
| Geothermal energy | Urban heating, power generation, hydrothermal, hot dry ice |
| Solar energy | Home solar system, solar dryer, solar cooker |
| Direct solar energy | Photovoltaic, thermoelectric, water heater |
| Wind energy | Electricity generation, wind generators, windmills, water pumps Ocean energy (tidal and wave) |
| Ocean energy (tides and waves) | Multiple designs, dams, tidal streams |
(Source: Panwar et al., 2011)
Biofuel energy includes biofuel energy derived from animals and biofuel energy derived from plants. Biofuels is a term used to refer to energy sources formed from compounds of animal and plant origin (animal fat, coconut oil, etc.), cereals (wheat, soybeans, etc.), agricultural waste (straw, manure, etc.), industrial waste products (sawdust, waste wood products, etc.).
Biofuels can be classified into the following main groups:
• Biodiesel
• Biogasoline
• Biogas
More specifically, biofuels are classified as follows:
• Ethanol;
• Biodiesel;
• Other biofuels;
• Green diesel;
• Biofuel;
• Vegetable oil;
• Biological ether;
• Biogas;
• Synthesis gas;
• Solid biomass fuel.
Biogas energy includes hydrocarbon gas energy, hydrogen, methanol.
Bioenergy today accounts for 50% of the global renewable energy use. Bioenergy can replace 25% of the total energy supply in the world by 2050 according to the scenario of the International Renewable Energy Agency (IRENA) with a supply capacity of 150 EJ of biomass or an increase of 3/4 compared to the level of 2019. Bioenergy plays an important role in reducing emissions, storing carbon towards the goal of net zero emissions.
There are three types of biofuels, namely first, second, and third generation. First generation biofuels are fuels converted from food crops (such as sugarcane, wheat, barley, corn, potatoes, soybeans, sunflowers, and coconuts), second generation biofuels are made from lignocellulosic materials (i.e. jatropha, cassava, switchgrass, wood, and straw) and biomass wastes. Second generation biofuels are made from surplus biomass and wastes such as from agriculture and forestry, construction and industrial waste, and municipal waste (MSW). This is a promising solution to reduce environmental problems related to emissions, by converting waste from a discarded form to a useful form of bioenergy. Another type of biomass, called microalgae, is used as a feedstock for third generation biofuels. This feedstock has a high potential to produce large amounts of lipids suitable for biodiesel production. Additionally, this fast-growing biomass can be directly applied to produce a variety of biofuels.
It can be seen that renewable energy sources are gradually being discovered and replacing traditional energy sources (fossil fuels). In the future, its potential and development trend will become the mainstream and attract the attention of all countries in the world. Because the development of renewable energy is essential to ensure energy security, contribute to sustainable socio-economic development, protect the environment and respond to climate change.
References:
- National Assembly (2014), Law No. 55/2014/QH13: Law on Environmental Protection.
- Panwar, N.L., Kaushik, S.C., & Kothari, S. (2011). Role of renewable energy sources in environmental protection: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(3), 1513–1524.
- Hong Le, Biofuel Technology: Analysis through patent charts , https://ipvietnam.gov.vn/sach-tap-chi-va-tai-lieu-tham-khao/-/asset_publisher/5hGA1SMJFnhf/content/xu-huong-bao-ho-sang-che-trong-linh-vuc-nhien-lieu-sinh-hoc?inheritRedirect=false#:~:text=Nhi%C3%AAn%20li%E1%BB%87u%20sinh%20h%E1%BB%8Dc%20(Biofuels,g%E1%BB%97%20th%E1%BA%A3i…) , accessed August 16, 2024.
- Nguyen Thi Quynh Huong, Nguyen Hai Yen, Bioenergy from waste: Current conversion technologies, Environment Magazine, No. 2/2023.
Leave A Comment