Tại sao phải có tầm nhìn chiến lược khai thác năng lượng gió, thủy triều, sóng biển, dòng hải lưu

Tóm tắt báo cáo

Năng lượng có trầm quan trọng đặc biệt trong đời sóng xã hội. Nó quyết định sự tồn tại và phát triển của nhân loại. Cho dù nước nào có tài nguyên bao la, có nhiều GS, TS giỏi, nhưng nếu thiếu năng lượng thì công, nông, ngư nghiệp, giao thông vận tải, kinh doanh thương mại… lao dốc, tài năng sẽ bị thui chột, nạn thất nghiệp gia tăng, kinh tế suy sụp dẫn đến xã hội bất ổn. Do đó nước nào cũng dốc sức đầu tư cho năng lượng với bất cứ giá nào. Chủ yếu hiện nay là năng lượng truyền thống: thủy điện, nhiệt điện chạy than, dầu mỏ, khí đốt, năng lượng hạt nhân. Những năng lượng này bộc lộ nhiều nhược điểm vì hủy hoại rừng, gây lủ lụt vùng hạ du, gây ô nhiểm môi trường sinh thái nghiêm trọng, hoặc gây nguy cơ phóng xạ mất an toàn sinh mạng từ khi luyện Uranium đến khi cất dấu chất thải hạt nhân. Vì vậy thế giới chuyển sang khai thác năng lượng tái tạo: năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng thủy triều, sóng biển, dòng hải lưu, năng lượng sinh học, sinh khối… để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng lên theo sự vận động không ngừng của cuộc sống.
Năng lượng mặt trời có nhược điểm là chỉ ban ngày, còn ban đêm, sáng sớm, chiều tối, mùa đông mây mù u ám không có nắng. năng lượng này trước đây rất đắt, nay ngày càng rẻ dần, nhưng chỉ đạt 2% so với các dạng năng lượng truyền thống. Năng lượng mặt trời có những yếu điểm ít ai để ý là chiếm diện tích đất rộng lớn, thu được một MW mất 1,2 ha đất. Nguy hại hơn là sản xuất những tấm pin mặt trời rất độc hại và xử lý rác thải pin mặt trời hư hỏng gây ô nhiểm môi trường chưa tính đến.
Năng lượng gió mà điển hình là tuabin gió trục ngang (horizontal axis wind turbines) theo nguyên lý chong chóng, do người Hồi giáo ở Trung Cận Đông tim ra ở thế kỷ 17. Nay đã quá lỗi thời. Hiệu suất của nó quá thấp, giá quá đắt, rất khó thu hồi vốn. Mỗi tuabin công bố cống suất 1,5 MW, 2,5 MW, 3,5 MW…, nhưng thực tế chỉ đạt vài trăm kW ở gió tiêu chuẩn 12 m/s, nhưng được tính toán thổi phồng công suất lên nhiều chục lần để quảng cáo, bán hàng. Vì các nhà Khoa học, nhà sản xuất, kinh doanh quan niệm rằng: tất cả lưu lượng gió đi qua vòng tròn bánh gió đều sinh ra công, nên tính công suất vòng tròn bánh gió, bỏ qua diện tích cánh, góc nghiêng tôi ưu của cánh, bỏ qua sức cản của gió khi tuabin quay… Điều đó trái với luận thuyết khí động học của nhà vật lý nổi tiếng người Đức Albert Betz: “Chỉ có gió tác động vào cánh, gây trì hoản tốc độ mới sinh ra công”, 1926. Ví dụ như một tuabin gió có 2 cánh, mỗi cánh dài 50m, rộng 70 m2. Trong công thức N = ½ ƒ Cx v3 A sin2α cosα, nếu tính tổng diện tích cánh gió A = 70 x 2 = 140 m2. Nếu tính diện tích vòng tròn bánh gió r2π,
F = 50 x 50 x 3,14 = 7850 m2. Nếu đem so sánh 7850/140 = 56.07. Nghĩa là đã thổi phồng công suất lến 56,07 lần, tương đương 5607% so với thực tế). Giá đầu tư công bố cho khách hàng 2250 USD/kW, nhưng thực tế 25000 - 30.000 USD/kW.
Trên thế giới có hàng loạt sáng chế mới về tuabin gió trục đứng (vertical wind turbines) muốn thay thế tuabin gió trục ngang, nhưng vì hiệu suất còn thấp hơn, do lực cản gần bằng lực tác động, nên không thể thay thế được.
Năng lượng thủy triều, sóng biển, dòng hải lưu rất lớn, hơn cả năng lượng gió, năng lượng mặt trời, nên nhiều nước phát triển đã đầu tư nhiều tỷ USD cho năng lượng này. Hàng loạt thí nghiệm ở Tây Âu, Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Pháp, Đan Mạch, Ireland, Iceland, Scothland, Mỹ, Hàn, Nhật, Trung Quốc… công bố với số liệu rất lạc quan với MW này, MW nọ, nhưng thực tế chỉ dừng lại ở dạng thí nghiệm, không thể chế tạo đại trà để chiếm lĩnh thị trường năng lượng thế giới được, quá tốn kếm, giá quá đắt, coi như thất bại. Nếu các thì nghiệm đó đích thực thắng lợi, họ sẽ sản xuất hàng loạt cạnh tranh với các dạng năng lượng khác, thay thê năng lượng truyền thống rồi. Thất bại là vì nhiều nước sử dụng nguyên lý chủ yếu khai thác năng lượng này chỉ dựa trên 2 giải pháp chính: Một là dùng tuabin gió 2 cánh, 3 cánh vốn có hiệu suất rất thấp như nói ở trên, áp dụng cho nước lại càng kém hiệu quả. Hai là dùng phao nổi để thu năng lượng sóng, nhưng vì, dao động của sóng rất chậm, biên độ rất thấp, đặt xa bờ sóng kém, nên tốn kém mà chẳng thu được mấy năng lượng…
Qua hàng loạt mô hình thí nghiệm, tác giả tìm ra giải pháp mới khai thác năng lượng thủy triều, dòng hải lưu, đặc biệt là sóng biển. Gần bờ, sóng biển rất lớn, tốc độ nhanh, tạo ra công suất lớn. Thiết bị vừa thu năng lượng sóng trên mặt nước, vừa thu năng lượng dòng chảy nước ngược chiều dưới thiết bị tạo ra điện, vừa chống sóng đập vào bờ gây sạt lở bờ biển nghiêm trọng. (Tác hại của sóng biển rất ghê gớm. như báo đăng: Hàng loạt nhà nghỉ, công trình ven biển đứng trước nguy cơ bị lôi xuống biển. Đầu tư 80 tỷ đồng để làm 750m bờ kè ở Cửa Đại. Báo cáo của Quỹ quốc tế bảo vệ thiên nhiên cho biết trong khoảng 2003 - 2012, vùng bờ biển bùn từ Bạc Liêu trở xuống qua Kiên Giang nhiều nơi bị sạt lở với tốc độ hơn 50 m/năm. Hơn 50% chiều dài của bờ biển 700 km của ĐBSCL đã bị sạt lở trong khoảng thời gian này. Biển Tây sóng ít dữ dội nhưng khoảng 60% bờ biển phía Tây cũng đã bị sạt lở. Tính trung bình trong khoảng thời gian này, bờ biển ở ĐBSCL mất khoảng 5 km2 đất mỗi năm do sạt lở. Email: [email protected].)
Sáng chế mới của tác giả có ưu điểm nổi trội sau:
a) Tuabin vẫn quay với bất kỳ hướng tác động nào của nước, sóng biển.
b) Nguyên lý cản cánh buồm nên các cánh của tuabin thu tóm toàn bộ lưu lượng nước, lưu lượng sóng tác động vào tuabin, sau tuabin không còn năng lượng.
c) Thiết bị có khả năng tăng lưu lượng nước, lưu lượng sóng tác động vào tuabin, tăng công suất lên nhiều lần mà thế giới chưa nơi nào có được.
d) Thiết kế, chế tạo, lắp đặt rất dễ.
e) Nếu sản xuất dây chuyền công nghiệp giá sẽ rẻ hơn năng lượng mặt trời, năng lượng gió rất nhiều. Ước tính giá 3 cent/kWh, nếu được chế tạo dây chuyến công nghiệp mỗi ngày vài trăm tuabin.
Năng lượng truyền thống hiện nay và năng lượng hạt nhân gây nhiều tác hại về hủy hoại rừng, về ô nhiểm môi trường, về mất anh toàn tính mạng. Đặc biệt là ta phải dùng số tiền ngoại tệ lớn để nhập thiết bị, máy móc, nhiên liệu, có loại 95%, thuê chuyên gia đào tạo, hướng dẫn, (có loại 98%). Chỉ có nước là không nhập, nhưng chiếm lòng hồ rộng lớn, giải quyết dân di cư phức tạp….tưởng rẻ, nhưng không rẻ…
Nếu sáng chế về khai thác năng lượng thủy triều, dòng hải lưu, sóng biển được đầu tư thỏa đáng sẽ có ý nghĩa đưa lại lợi ích kinh tế rất lớn, giải quyết thiếu hụt năng lượng ở Việt nam, đáp ứng mong mỏi của nhân dân ta được sử dụng năng lượng sạch. Ý nghĩa lớn khác ít ai chú ý là ta tự đi lên bằng tài năng, trí tuệ, bằng nguyên vật liệu nước nhà, tự làm giàu bằng sức lực chính minh, nội địa hóa sản phẩm và xuất khẩu như người Nhật đi lên từ chiếc xe đạp thành xe Honda làm giàu cho Nhật.
“Việc khó trên đời phải làm từ chỗ dễ”. “Việc lớn trên đời phải làm từ chỗ nhỏ” (Lão Tử). “Sẽ không có sự nghiệp lớn, nếu không có thử thách lớn” (Voltere). “Thành công là khả năng đi từ thất bại này đến thất bại khác mà không đánh mất nhiệt huyết” (Winston Shurchill). “Một khí đối mặt với thử thách, hãy tìm một lối đi, chứ không phải một lối thoát” (Davit. L. Wiether Jod). Đó là bài học trong hơn nữa thế kỷ nghiên cứu Khoa học của tôi.

Toàn văn báo cáo

Danh sách bình luận

Tham gia bình luận