Bài giảng Sử dụng năng lượng bền vững - Năng lượng nguyên tử

1/99 ĐẠI HỌC QUỐC GIA Tp.HCM SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG BỀN VỮNG – BÀI 4 Cán Bô ̣Giảng Dạy: TS. HỒ QUỐC BẰNG Phòng Ô Nhiễm Không Khí và Biến Đổi Khí Hậu ViệnMôi trường và Tài nguyên Phòng học: 501 C6- ĐHBK Thời gian: Thứ 2, 18h15 – 20h45 Email: bangquoc@yahoo.com; ĐT:0906834630 Năng lượng Nguyên Tử (Nucleair Energy) Ưu điểm – Khuyết điểm và các công nghệ mới 2/99 Why Nuclear? 3/99 4/99 A Nuclear Renaissance (t.kỳ phục hưng) ? 1. Nhu cầu tăng 2. Bất ổn chính trị 3. Xử lý chất thải P.xạ Organization for Economic Cooperation and Development (OECD) 5/99 What Nuclear Energy Is? Nuclear Fission (p.hạch) How Nuclear Energy works.mp4 6/99 (hệ thống che chắn) (Lớp trung gian) -t/hệ đầu tiên -tăng độ bền Vấn đề an toàn trong Năng lượng hạt nhân? 10/99 Vấn đề an toàn trong Năng lượng hạt nhân? Tai nạn trong năng lượng hạt nhân Japan No.1 Reactor Explosion.mp4 (Fukushima) Chernobyl Explosion - YouTube.flv 11/99 Vấn đề an toàn trong Năng lượng hạt nhân? 12/99 13/99 Điện hạt nhân có an toàn không? Điện hạt nhân có rẻ hơn các loại E khác không? 1. Rẻ nhờ bao cấp: -Ở Mỹ: 77 USD/MWh điện hạt nhân, 88–93 USD/MWh điện từ than, 83 USD/MWh cho điện từ khí, 70 USD/MWh điện từ gió biển. ->>> Mỹ Bao cấp: 1,59 USD/MWh cho điện hạt nhân, 0,44 USD/MWh cho điện từ than, 0,25 USD/MWh cho điện từ khí và 23,37 USD/MWh cho điện từ gió -Ở Đức: 83 USD/MWh điện hạt nhân, 87–94 USD/MWh điện từ than, 93 USD/MWh điện từ khí, 143 USD/MWh điện từ gió biển. 15/99 1950 – 2010, Đức đã bao cấp khoảng 204 tỷ Euro cho điện hạt nhân, tính ra là khoản bù giá khoảng 53 USD/MWh ->giá thành điện hạt nhân ở Đức sẽ tăng từ 83 USD/MWh lên 136 USD/MWh, tức là cao hơn hẳn giá thành điện từ than (87–94 USD/MWh), điện từ khí (93 USD/MWh) và gần bằng giá thành điện từ gió biển (143 USD/MWh). 2. Món nợ chưa trả Chất thải hạt nhân -> trữ tạm thời dưới nước 2m cho đến 10 năm -> đem đi chôn vĩnh viễn. Tuy nhiên chưa có bãi chôn vĩnh viễn nên hiện nay rác thải hạt nhân vẫn còn nguyên vẹn vì rác này 10.000 năm mới phân rã an toàn. Điện hạt nhân có an toàn không? Điện hạt nhân có rẻ hơn các loại E khác không? 3. Hậu quả chưa tính Người ta rất hồ hởi với những hợp đồng đầu tư kéo dài 50 năm, đại khái là sẽ được ăn chia trong suốt nửa thế kỷ và khi hợp đồng kết thúc thì được không cả nhà máy. Chưa kịp hết hạn hợp đồng thì máy móc đã hỏng gần hết hay công nghệ đã trở nên quá lạc hậu, có tận dụng tiếp thì cũng chỉ càng làm càng lỗ ->> Lẽ ra là phải yêu cầu nhà thầu tháo dỡ nhà máy an toàn. Đức: Rheinsberg (1960-1966, 80 MW) và Greifswald (1970) 2200MW ->> chi 3,2 tỷ Euro cho 16/99 việc dọn dẹp hai nhà máy này, thời gian tháo dỡ 15-20 năm. 4. Hiểm họa khôn lường -Thảm họa Chernobyl 1986: gây thiệt hại nhiều trăm tỷ USD cho nền kinh tế trong hơn 2 thế kỷ qua. Belarus, ước lượng thiệt hại trong 30 năm khoảng 235 tỷ USD. Hàng năm, Ucraina phải chi 5–7% ngân sách để giải quyết hậu quả Chernobyl. Hơn 5 triệu người sống ở 3 nước Belarus, Nga, Ukraine được xếp loại bị nhiễm xạ, trong đó có 400.000 người sống trong vùng nhiễm xạ nặng hơn. Trong năm 1986, 336.000 người đã phải sơ tán ra khỏi khu vực quanh nhà máy. Thảm họa Fukushima 2011 mới xảy ra và vẫn còn tiếp diễn: vận hành từ 1971, nhà máy Fukushima Daini tổng lợi nhuận mà TEPCO thu được trong thời gian này 49,5 tỷ USD. Toàn bộ lợi nhuận này không đủ để TEPCO bồi thường 136 tỷ USD. Đúng là lợi bất cập hại. Chương 3: Biến đổi khí hậu & Sự nóng lên toàn cầu Chương này sẽ tập trung tìm hiểu và đánh giá tác động đến môi trường của việc sử dụng năng lượng: - Biến đổi khí hậu 17/31 - Ô nhiễm không khí - Năng lượng trong hoạt động công nghiệp3 - Năng lượng trong hoạt động giao thông - Bài tập về sử dụng năng lượng hiệu quả trong giao thông - Tác động đến sức khỏe Biến đổi khí hậu & Sự nóng lên toàn cầu
Biến đổi khí hậu: Climate Change hoặc Climatic Change;  Sự khác nhau giữa BĐKH (Climate Change) và Sự nóng lên toàn cầu (Global Warming): 18/31 BĐKH: Nghiên cứu sự thay đổi khí hậu với nhiều thang đo về thời gian khác nhau (từ thập kỷ cho đến triệu năm), và nguyên nhân của nó thì do nhiều sự thay đổi khác nhau; Sự nóng lên toàn cầu: Global warming (or global cooling) có nghĩa là sự thay đổi về cường độ nóng ảnh hưởng lên hệ thống khí hậu của trái đất. Biến đổi khí hậu là gì?  Climate Change: is a change in the world's climate (Free Dictionary:  Climate Change: A Change In Global Weather Patterns (EnCarta Dictionary-MSN) 19/31 Nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu?  Hiệp hội Khí tượng Mỹ (American Meteorological Society): “Bất kỳ sự thay đổi có hệ thống của các nhân tố khí hậu trong một thời gian dài (nhiệt độ, áp suất hoặc gió) qua hàng chục năm hoặc lâu hơn”. Nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu? “Climate change may be due to natural external forcings, such as changes in solar emission or slow changes in the earth’s orbital elements; natural internal processes of the climate system; or anthropogenic forcing.” “BĐKH có thể các yếu tố tự nhiên, như là thay đổi sự phát tỏa năng lượng mặt trời hoặc những thay đổi của các yếu tố tự nhiên; hoặc các yếu tố con người” Nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu? Định luật thứ I nhiệt động lực học ~ định luật bảo toàn năng lượng: E không tự nhiên sinh ra hoặc mất đi Tức là Ehấp thụ bằng Ephát xạ (năng lượng trái đất phát xạ): dQ=dU Định luật bức xạ Stefan- Boltzmann: Bức xạ của 1 vật đen thì phụ thuộc vào nhiệt độ vật đen bức xạ E = αT4; với α = 5.67 x 10-8 W m-2 K-4 với 21/31 E mục tiêu là cân bằng nhiệt trên trái đất Năng lượng hấp thụ: EA= S0 hằng số mặt trời:1267 W/m 2 αpalbedo của trái đất (0.3) Nhiệt độ trái đất theo tính toán là 255 K. Nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu? 22/31 Theo đo đạc nhiệt độ trung bình trái đất là 288K = 15oC. Sự khác nhau 33oC là do hiệu ứng nhà kính = sự hấp thụ tia hồng ngoại từ mặt đất bởi các khí trong khí quyển Hiệu ứng nhà kính -> Duy trì sự sống  Böùc xaï cuûa maët trôøi laø böùc xaï cuûa soùng ngaén coù theå chieáu xuyeân qua lôùp CO2 vaø taàng ozone chieáu xuoáng ñaát. Coøn ngöôïc laïi böùc xaï nhieät cuûa maët ñaát laø böôùc soùng daøi khoâng theå xuyeân qua lôùp CO2 daøy vaø bò haáp thu bôûi nöôùc vaø CO2 23/31 trong khí quyeån.  Nhö vaäy löôïng nhieät naøy bò giöõ laïi trong khí quyeån cuûa traùi ñaát vaø laøm nhieät ñoä khí quyeån taêng leân. Hiệu ứng nhà kính? -> Duy trì sự sống 24/31 Khí nhà kính GHG: CO2, CH4, CFCs, O3 and NO. 25/31 Khí nhà kính 26/31 Thí nghiệm về ảnh hưởng nồng độ CO2 lên nhiệt độ Nhiệt kếNhiệt kế B 27/31 Coca cola có gaz Coca cola không gaz