environment

1. TỔNG QUAN VỀ
NĂNG LƯỢNG VÀ
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

2. Sự chuyển đổi và ứng dụng của các nguồn năng lượng
1.1.1. Nguồn gốc, biến đổi và sử dụng năng lượng
Quá trình chuyển hóa năng lượng
Mặt trời
Nhiên liệu
sinh khối
Năng lượng
mặt trời, nhiệt
Gió, sóng biển,
thủy triều, thủy điện
Quang điện
Hóa chất
Hạt nhân
Nhiệt Cơ khí hóa Điện
Nhiên liệu
hóa thạch
Nhiên liệu
hạt nhân
Địa nhiệt
Nguồn từ
trái đất

3. Các dạng năng lượng tái tạo

4. Năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời là năng lượng bức xạ và
nhiệt được tạo ra bởi mặt trời và tạo nên nguồn
năng lượng tái tạo trên địa cầu.
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái
tạo sạch, to lớn, vô tận, có ở khắp nơi mà
chúng ta có thể khai thác, mang đến cho con
người nhiều giá trị vì thế nhiều năm gần đây
các nước trên thế giới đang cùng nhau khai
thác và đưa nguồn năng lượng sạch này vào
sử dụng. Quá trình khai thác không gây ảnh
hưởng tiêu cực nào đến môi trường mà ngược
lại còn mang lại rất nhiều lợi ích khác.

5. Năng lượng gió
Năng lượng gió khai thác động năng của
không khí chuyển động bằng cách sử dụng các
tua-bin gió lớn đặt trên đất liền (trên bờ) hoặc
trên biển hoặc nước ngọt (ngoài khơi). Năng
lượng gió đã được sử dụng trong nhiều thiên
niên kỷ, nhưng các công nghệ năng lượng gió
trên bờ và ngoài khơi đã phát triển trong vài năm
qua để tối đa hóa lượng điện được sản xuất - với
các tua-bin cao hơn và đường kính cánh quạt lớn
hơn.
Mặc dù tốc độ gió trung bình thay đổi đáng kể
theo vị trí, tiềm năng năng lượng gió tồn tại ở
hầu hết các khu vực trên thế giới để cho phép
triển khai năng lượng gió đáng kể.

6. Năng lượng địa nhiệt
Năng lượng gió khai thác động năng của
không khí chuyển động bằng cách sử dụng các
tua-bin gió lớn đặt trên đất liền (trên bờ) hoặc
trên biển hoặc nước ngọt (ngoài khơi). Năng
lượng gió đã được sử dụng trong nhiều thiên
niên kỷ, nhưng các công nghệ năng lượng gió
trên bờ và ngoài khơi đã phát triển trong vài
năm qua để tối đa hóa lượng điện được sản xuất
- với các tua-bin cao hơn và đường kính cánh
quạt lớn hơn.
Mặc dù tốc độ gió trung bình thay đổi đáng kể
theo vị trí, tiềm năng năng lượng gió tồn tại ở
hầu hết các khu vực trên thế giới để cho phép
triển khai năng lượng gió đáng kể.

7. Năng lượng thủy triều
Năng lượng sử dụng thế năng của nước ở
một độ cao nhất định của lòng sông để biến
nó thành cơ năng tại điểm thấp nhất của
lòng sông và cuối cùng thành năng lượng
điện. Chuyển đổi cơ năng của nước thành
điện năng.
Năng lượng thủy triều cũng dễ dự đoán và
nhất quán hơn so với năng lượng gió hoặc
năng lượng mặt trời, cả hai đều không liên
tục và ít dự đoán hơn. Điều này làm cho
năng lượng thủy triều trở thành một nguồn
năng lượng tái tạo hấp dẫn để phát triển.
Tuy nhiên, thủy điện đem đến một số tác
động tiêu cực khác cho môi trường.

8. Năng lượng sóng biển
Năng lượng sóng biển là một loại năng
lượng có nguồn gốc từ hoạt động của các con
sóng. Chúng có nguồn vô tận, không tạo chất
thải và không đòi hỏi bảo trì cao. Năng lượng
sóng biển được khai thác và chuyển hóa thành
dạng điện năng phục vụ cho các nhu cầu sử
dụng của con người.
Năng lượng sóng thì khác với năng lượng
thủy triều, loại năng lượng được thu từ các
dòng chảy gây ra bởi lực hấp dẫn của mặt trời
và mặt trăng. Nguồn năng lượng từ sóng biển
có thể khai thác cả ngày lẫn đêm. Tiềm năng
năng lượng sóng biển ở các khu vực trên thế
giới là rất khác nhau. Châu Âu là khu vực đi
đầu trong việc ứng dụng năng lượng sóng biển.

9. Năng lượng sinh khối
Năng lượng sinh khối được sản xuất từ
nhiều loại vật liệu hữu cơ, được gọi là sinh
khối, chẳng hạn như gỗ, than củi, phân và các
loại phân khác để sản xuất nhiệt và điện, và
cây trồng nông nghiệp để làm nhiên liệu sinh
học lỏng.
Năng lượng được tạo ra bằng cách đốt sinh
khối tạo ra khí thải nhà kính, nhưng ở mức độ
thấp hơn so với đốt nhiên liệu hóa thạch như
than, dầu hoặc khí đốt. Tuy nhiên, năng lượng
sinh học chỉ nên được sử dụng trong các ứng
dụng hạn chế, do các tác động môi trường
tiêu cực tiềm tàng liên quan đến việc tăng quy
mô lớn diện tích trồng rừng và năng lượng
sinh học, đồng thời dẫn đến nạn phá rừng và
thay đổi mục đích sử dụng đất.

10. Năng lượng Hydrogen
Tương tự như việc sử dụng khí gas tự
nhiên, khí Hydro cũng tạo ra phản ứng cháy
nổ trong buồng đốt của động cơ đốt trong.
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên
cứu ứng dụng để tạo ra hydro thương mại,
tuy nhiên vẫn còn nhiều nhược điểm đối với
loại nhiên liệu này như phương pháp điều
chế phức tạp, giá thành sản xuất cao
ngoài ra còn hai vấn đề quan trọng chưa
được giải quyết triệt để là đưa nhiên liệu
hydro vào tồn trữ và vận chuyển hydro ở
dạng lỏng

11. Hiện trạng sử dụng năng lượng
Tăng trưởng tiêu thụ năng lượng thế giới và tăng
trưởng GDP thực trên thế giới
Việc sử dụng năng lượng
đã tăng nhanh gần bằng tốc
độ tăng trưởng GDP thực tế
của thế giới. Nếu tăng
trưởng GDP và sử dụng
năng lượng có mối quan hệ
chặt chẽ với nhau, thì việc
đạt được các mục tiêu phát
thải CO2 thậm chí còn khó
khăn hơn mọi người dự
kiến.

12. Hiện trạng sử dụng năng lượng
Nhu cầu năng lượng sơ cấp toàn cầu 1850-2050
Bức tranh về mật độ năng lượng vào
thời kỳ tiền cách mạng công nghiệp
(xem hình 1.6) cho thấy mức tiêu thụ
năng lượng chậm nhưng cuộc cách
mạng công nghiệp đã thay đổi tất cả,
cùng với sự bùng nổ của tăng trưởng
kinh tế là mức tăng trưởng sử dụng
năng lượng

13. Hiện trạng sử dụng năng lượng
Sources and end use of electricity in the US for 2021

14. Hiện trạng sử dụng năng lượng
Biến động dân số thế giới từ trước Công nguyên đến 2050
Năm 1950, dân số thế giới là 2,5 tỉ người
và đến năm 1980, sau 30 năm đã lên tới 4,4
tỉ người, năm 1987 là 5 tỉ người. Nếu cứ
theo tốc độ gia tăng của những năm 80 của
thế kỉ này (thế kỉ XX) thì đến giữa thế kỉ
XXI (năm 2050), dân số thế giới sẽ đạt con
số gần 9 tỉ người.

15. Hiện trạng sử dụng năng lượng
Mức tiêu thụ năng lượng sơ cấp của thế giới từ 1965-2021
Theo dự báo của Cơ quan thông tin về
năng lượng (EIA) vào năm 2004, trong
vòng 24 năm kể từ năm 2001 đến năm
2025, mức tiêu thụ năng lượng trên toàn
thế giới có thể tăng thêm 54% (ước tính
khoảng 404 nghìn triệu triệu Btu năm
2001 tới 623 Btu vào năm 2025); với mức
tiêu thụ tăng nhanh như vậy thì việc tìm
nguồn NL đáp ứng đủ cho nhu cầu con
người là thách thức lớn nhất của nhân loại.

16. Hiện trạng sử dụng năng lượng
Mức tiêu thụ các nguồn NLTT của thế giới 1970-2025
Tốc độ tăng trưởng của NLTT:
“Trong khi dầu mất gần 45 năm
để tăng từ mức 1% năng lượng
toàn cầu lên 10% và khí đốt mất
hơn 50 năm, thì năng lượng tái
tạo dự kiến sẽ chỉ trong vòng 25
năm”. NLTT dự kiến sẽ tăng
trưởng 7,1% mỗi năm trong hai
thập niên tới, sau đó thay thế
than đá để trở thành nguồn năng
lượng hàng đầu thế giới vào năm
2040

17. Tình hình sản xuất và sử dụng NLTT
Tỷ lệ nguồn NLTT trong tổng nguồn NL tiêu thụ toàn cầu năm 2020
Mặc dù việc triển khai NLTT ngày
càng tăng trên khắp thế giới, tỷ lệ
NLTT trong tổng mức tiêu thụ năng
lượng cuối cùng chỉ tăng vừa phải.
Tính đến năm 2020, NLTT (không bao
gồm việc sử dụng sinh khối truyền
thống) ước tính chiếm khoảng 12,6%,
tiếp theo là nhiệt tái tạo (4,8%) và thủy
điện (3,9%), các dạng NLTT hiện đại
khác chiếm xấp xỉ 2,8%.

18. Tình hình sản xuất và sử dụng trên thế giới
Tỷ trọng NLTT toàn cầu trong các lĩnh vực tiêu thụ
nhiều năng lượng năm 2019
Các công ty nhiên liệu hóa thạch phân bổ hàng
tỷ đô la mỗi năm cho các chiến dịch tiếp thị và
quảng cáo nhằm tìm cách biến công ty thành
“thân thiện với khí hậu”, che đậy tác động của
họ đối với biến đổi khí hậu.
Chỉ riêng trong năm 2020, các công ty trong
ngành đã chi gần 10 triệu USD để thúc đẩy các
hành động vì khí hậu mà họ tự tuyên bố. Tuy
nhiên, các khoản đầu tư của các công ty dầu
khí vào NLTT chỉ tương ứng với khoảng 1%
tổng vốn đầu tư của họ, trong khi các công ty
này vẫn chịu trách nhiệm cho khoảng 3/4
lượng khí thải nhà kính toàn cầu.

19. Tình hình sản xuất và sử dụng trên thế giới
Sản xuất năng lượng - chủ yếu là đốt nhiên
liệu hóa thạch - chiếm khoảng 3/4 lượng
phát thải khí nhà kính toàn cầu. Cùng với
cuộc cách mạng công nghiệp là sự trỗi dậy
của than đá; tiếp theo là dầu mỏ, khí
đốt; và đến đầu thế kỷ 20 là thủy điện.
Mãi cho đến những năm 1960, năng
lượng hạt nhân mới xuất hiện. Những
thứ được gọi là “Năng lượng tái tạo hiện
đại' - năng lượng mặt trời và gió - chỉ
được thêm vào sau đó rất lâu, vào những
năm 1980
Tiêu thụ năng lượng sơ cấp toàn cầu 1800-2021

20. Tình hình sử dụng năng lượng tại Việt Nam
Nền kinh tế năng lượng Việt Nam đã thay đổi nhanh
chóng với việc chuyển mình từ một nền kinh tế nông
nghiệp dựa trên các loại nhiên liệu sinh khối truyền thống
sang một nền kinh tế hỗn hợp hiện đại, động lực chính cho
việc tăng trưởng là nhu cầu tiêu thụ phần quan trọng còn
lại là cơ cấu chuyển hóa năng lượng, chủ yếu là ngành
điện với vai trò lớn nhất của nhiệt điện than.
NLTT có xu hướng giảm xuống mặc dù đang có sự phát
triển mạnh mẽ của điện mặt trời. Dường như sự đa dạng
hóa trong nguồn cung năng lượng sơ cấp đang giảm dần,
đây không phải là một tín hiệu tốt, cho thấy sự phụ thuộc
nhiều vào than.
Tỷ trọng các dạng năng lượng trong NLSC giữa
năm 2018 và 2019

21. Tình hình sử dụng năng lượng tại Việt Nam
Khai thác năng lượng 2010-2019
Việc sản lượng NLTT tăng vào năm 2019 nhờ vào cơ
chế trợ giá FIT, đây là một trong những công cụ chính
sách hiệu quả, giúp khắc phục được những rào cản chi
phí để phổ biến và thương mại hóa các dạng NLTT.
Cơ chế giá điện FIT là một công cụ hỗ trợ cho các nhà
sản xuất điện từ các nguồn NLTT, được khuyến khích
bằng hợp đồng mua điện giá cố định dài hạn cho các
nhà đầu tư sản xuất điện từ NLTT, cùng nghĩa vụ mua
và quyền tiếp cận lưới điện được đảm bảo sẽ giúp tăng
tính an toàn cho nhà đầu tư.

22. Tình hình sử dụng năng lượng tại Việt Nam
Tốc độ tiêu thụ năng lượng tăng nhanh trong
vài thập kỷ qua đang trở thành mối lo ngại toàn
cầu về các tác động tiêu cực của nó. Bên cạnh
việc chuyển dịch năng lượng hướng đến sử
dụng các dạng năng lượng tái tạo sẽ đảm bảo
cho sự phát triển bền vững trong tương lai, cần
thực hiện giải pháp 3R (Reduce-reuse-recycle).

23. Những tác động đến môi trường
Nhiệt độ bề mặt trái đất được ghi nhận từ
1950-2020
Phát thải CO2 toàn cầu giai đoạn 1800-2021

24. Sustainable Development, Low Carbon Economic,
Net Zero Energy Building
Năng lực đo lường tiến độ hướng tới
phát triển bền vững
Năng lực thúc đẩy bình đẳng trong và
giữa các thế hệ
Năng lực thích ứng với những
cú sốc và bất ngờ
Năng lực để chuyển đổi hệ thống sang
các lộ trình phát triển bền vững hơn
Năng lực liên kết kiến thức với
hành động vì sự bền vững
Năng lực đưa ra các thỏa thuận
quản trị cho phép mọi người làm
việc cùng nhau để thực hiện các
năng lực khác.

25. Sustainable Development, Low Carbon Economic,
Net Zero Energy Building
Mô hình khái niệm để phát triển nền
kinh tế carbon thấp

26. Sustainable Development, Low Carbon Economic,
Net Zero Energy Building
Tòa nhà Zero Energy (ZEB), còn được gọi là
tòa nhà Net Zero Energy (NZE), là tòa
nhà có mức tiêu thụ NL bằng không, nghĩa là
tổng lượng năng lượng mà tòa nhà sử dụng
hàng năm bằng với lượng NLTT hay tòa nhà
có khả năng tạo ra năng lượng đủ đáp ứng nhu
cầu sử dụng.

27. Kịch bản năng lượng đến năm 2050
Kịch bản Net Zero của IEA

28. Kịch bản năng lượng đến năm 2050
Kịch bản của BP Energy