Năng lượng không tự tái tạo là gì?

Năng lượng không thể tái tạo đến từ các nguồn cuối cùng sẽ cạn kiệt, chẳng hạn như dầu và than đá. Bài viết dưới đây thống kê các loại năng lượng tái tạo cũng như vai trò của chúng trong tự nhiên và đối với con người.

Nhiên liệu hóa thạch

Năng lượng không thể tái tạo đến từ các nguồn sẽ cạn kiệt hoặc không được bổ sung trong hàng nghìn hoặc thậm chí hàng triệu năm. Hầu hết các nguồn năng lượng không thể tái tạo là nhiên liệu hóa thạch. Nhiên liệu hóa thạch được tạo ra khi tàn tích của các sinh vật biển bị phân hủy hàng triệu năm trước, dưới áp suất và nhiệt lượng khổng lồ. Hầu hết các nhiên liệu hóa thạch được đốt cháy để tạo ra năng lượng và điện năng. Than đá là một loại đá là nhiên liệu hóa thạch.

Năng lượng không thể tái tạo đến từ các nguồn sẽ cạn kiệt hoặc sẽ không được bổ sung trong vòng đời của chúng ta — hoặc thậm chí trong nhiều, rất nhiều kiếp.

Hầu hết các nguồn năng lượng không thể tái tạo là nhiên liệu hóa thạch: than đá, dầu mỏ và khí đốt tự nhiên. Carbon là nguyên tố chính trong nhiên liệu hóa thạch. Vì lý do này, khoảng thời gian mà nhiên liệu hóa thạch hình thành (khoảng 360-300 triệu năm trước) được gọi là Thời kỳ kim loại.

Tất cả các nhiên liệu hóa thạch được hình thành theo một cách tương tự. Hàng trăm triệu năm trước, thậm chí trước thời kỳ khủng long, Trái đất đã có một cảnh quan khác hẳn. Nó được bao phủ bởi những vùng biển rộng, nông và những khu rừng đầm lầy.

Thực vật, tảo và sinh vật phù du phát triển trong các vùng đất ngập nước cổ đại này. Chúng hấp thụ ánh sáng mặt trời và tạo ra năng lượng thông qua quá trình quang hợp. Khi chúng chết, các sinh vật trôi dạt vào đáy biển hoặc hồ. Có năng lượng được lưu trữ trong thực vật và động vật khi chúng chết.

Theo thời gian, cây cỏ chết vùi dưới đáy biển. Đá và trầm tích khác chồng chất lên trên chúng, tạo ra nhiệt và áp suất cao dưới lòng đất. Trong môi trường này, xác động thực vật cuối cùng được biến thành nhiên liệu hóa thạch (than đá, khí đốt tự nhiên và dầu mỏ). Ngày nay, có rất nhiều túi ngầm khổng lồ (được gọi là các hồ chứa) các nguồn năng lượng không thể tái tạo này trên khắp thế giới.

Ưu điểm và nhược điểm

Nhiên liệu hóa thạch là một nguồn năng lượng có giá trị. Chúng tương đối rẻ để chiết xuất. Chúng cũng có thể được lưu trữ, chuyển đường ống hoặc vận chuyển đến bất kỳ đâu trên thế giới.

Tuy nhiên, đốt nhiên liệu hóa thạch có hại cho môi trường. Khi than và dầu bị đốt cháy, chúng giải phóng các hạt có thể gây ô nhiễm không khí, nước và đất. Một số trong số các hạt này bị bắt và đặt sang một bên, nhưng nhiều hạt được phát tán vào không khí.

Việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch cũng làm xáo trộn “ngân sách carbon” của Trái đất, giúp cân bằng lượng carbon trong đại dương, trái đất và không khí. Khi nhiên liệu hóa thạch bị đốt cháy (đun nóng), chúng sẽ giải phóng carbon dioxide vào khí quyển. Carbon dioxide là một loại khí giữ nhiệt trong bầu khí quyển của Trái đất, một quá trình được gọi là “hiệu ứng nhà kính”. Hiệu ứng nhà kính là cần thiết đối với sự sống trên Trái đất, nhưng phụ thuộc vào ngân sách các-bon cân bằng.

Các-bon trong nhiên liệu hóa thạch đã được cô lập hoặc lưu trữ dưới lòng đất hàng triệu năm. Bằng cách loại bỏ carbon cô lập này khỏi trái đất và giải phóng nó vào khí quyển, ngân sách carbon của Trái đất sẽ mất cân bằng. Điều này góp phần làm cho nhiệt độ tăng nhanh hơn mức sinh vật có thể thích nghi.

Than đá

Than đá là một loại đá màu đen hoặc hơi nâu. Chúng tôi đốt than để tạo ra năng lượng. Than được xếp hạng tùy thuộc vào mức độ ” cacbon hóa ” mà nó đã trải qua. Cacbon hóa là quá trình mà các sinh vật cổ đại trải qua để trở thành than đá. Khoảng 3 mét (10 feet) thảm thực vật rắn được nghiền nát với nhau thành 0,3 mét (1 foot) than!

Than bùn là loại than có cấp bậc thấp nhất. Nó đã trải qua lượng cacbon hóa ít nhất. Nó là một loại nhiên liệu quan trọng ở các khu vực trên thế giới bao gồm Scotland, Ireland và Phần Lan.

Anthracite là thứ hạng cao nhất của than đá. Anthracite hình thành ở các khu vực trên thế giới nơi đã có những chuyển động khổng lồ của trái đất, chẳng hạn như sự hình thành các dãy núi. Dãy núi Appalachian, ở phía đông của Hoa Kỳ, rất giàu chất antraxit.

Chúng ta khai thác than từ lòng đất để có thể đốt nó làm năng lượng. Có hai cách mà chúng ta có thể khai thác than: khai thác dưới lòng đất và khai thác trên bề mặt.

Khai thác dưới lòng đất được sử dụng khi than nằm dưới bề mặt Trái đất, đôi khi sâu 300 mét (1.000 feet) — sâu hơn hầu hết các Hồ lớn! Những người thợ mỏ đi thang máy xuống một trục mỏ. Họ vận hành máy móc hạng nặng để cắt than ra khỏi Trái đất và đưa nó lên trên mặt đất. Đây có thể là công việc nguy hiểm vì cắt than có thể thải ra khí nguy hiểm. Các loại khí này có thể gây nổ hoặc khiến thợ mỏ khó thở.

Khai thác trên bề mặt được sử dụng khi than nằm rất gần bề mặt trái đất. Để có than, trước hết các công ty phải dọn sạch khu vực này. Chúng lấy đi cây cối và đất. Sau đó, than có thể được cắt ra khỏi mặt đất dễ dàng hơn. Toàn bộ môi trường sống bị phá hủy trong quá trình này.

Khoảng một nửa lượng điện ở Hoa Kỳ đến từ than đá. Nó cung cấp năng lượng cho đèn chiếu sáng, tủ lạnh, máy rửa bát và hầu hết những thứ khác mà chúng ta cắm điện. Khi than bị đốt cháy, nó để lại “các sản phẩm phụ” cũng có giá trị. Chúng tôi sử dụng các sản phẩm phụ để làm xi măng, chất dẻo, đường xá và nhiều thứ khác.

Ưu điểm và nhược điểm

Than là một nguồn năng lượng đáng tin cậy. Chúng ta có thể dựa vào đó ngày và đêm, mùa hè và mùa đông, nắng hay mưa, để cung cấp nhiên liệu và điện.

Dùng than cũng có hại. Khai thác mỏ là một trong những công việc nguy hiểm nhất trên thế giới. Những người thợ khai thác than phải tiếp xúc với khói bụi độc hại và phải đối mặt với những nguy cơ cháy nổ tại nơi làm việc.

Khi đốt than, nó thải ra môi trường nhiều khí độc và chất ô nhiễm. Việc khai thác than cũng có thể khiến mặt đất bị xâm lấn và tạo ra các đám cháy ngầm cháy trong nhiều thập kỷ cùng một lúc.

Dầu mỏ

Dầu mỏ là một loại nhiên liệu hóa thạch lỏng. Nó còn được gọi là dầu mỏ hoặc dầu thô. Dầu mỏ bị giữ lại bởi các thành tạo đá ngầm. Ở một số nơi, dầu bong bóng ngay khỏi mặt đất. Tại LaBrea Tar Pits, Los Angeles, California, những vũng dầu dày đặc bốc lên khắp mặt đất. Dấu tích của những con vật bị mắc kẹt ở đó hàng ngàn năm trước vẫn được bảo tồn trong hắc ín!

Phần lớn dầu mỏ trên thế giới vẫn nằm sâu dưới lòng đất. Chúng tôi khoan qua trái đất để tiếp cận dầu. Một số tiền gửi nằm trên đất liền và một số khác nằm dưới đáy đại dương.

Một khi các công ty dầu khí bắt đầu khoan bằng “giàn khoan”, họ có thể khai thác dầu mỏ 24 giờ một ngày, bảy ngày một tuần, 365 ngày một năm. Nhiều địa điểm khai thác dầu thành công sản xuất dầu trong khoảng 30 năm. Đôi khi chúng có thể tạo ra dầu lâu hơn nữa.

Khi dầu ở dưới đáy đại dương, các công ty khoan dầu ngoài khơi. Họ phải xây dựng một giàn khoan dầu. Các giàn khoan dầu là một trong những công trình nhân tạo lớn nhất trên thế giới!

Khi dầu đã được khoan, nó phải được lọc lại. Dầu chứa nhiều chất hóa học ngoài carbon, và việc lọc dầu sẽ loại bỏ một số chất hóa học này.

Khoảng một nửa lượng xăng dầu trên thế giới được chuyển thành xăng. Phần còn lại có thể được chế biến và sử dụng trong các sản phẩm lỏng như sơn móng tay và cồn tẩy rửa, hoặc các sản phẩm rắn như ống nước, giày dép, bút màu, tấm lợp, viên nang vitamin và hàng nghìn mặt hàng khác.

Ưu điểm và nhược điểm

Có những lợi thế để khoan dầu. Nó tương đối rẻ để chiết xuất. Nó cũng là một nguồn năng lượng và tiền đáng tin cậy và đáng tin cậy cho cộng đồng địa phương.

Dầu cung cấp cho chúng ta hàng ngàn tiện ích. Ở dạng xăng, nó là một nguồn năng lượng di động cung cấp cho chúng ta sức mạnh để lái xe đến các nơi. Dầu mỏ cũng là một thành phần trong nhiều mặt hàng mà chúng ta phụ thuộc vào.

Tuy nhiên, việc đốt xăng có hại cho môi trường. Nó thải ra các khí độc hại và bốc khói vào không khí mà chúng ta hít thở. Ngoài ra còn có khả năng xảy ra sự cố tràn dầu. Nếu máy khoan gặp sự cố, dầu có thể nổ ra khỏi giếng và tràn ra biển hoặc đất liền xung quanh. Sự cố tràn dầu là thảm họa môi trường, đặc biệt là sự cố tràn ra ngoài khơi. Dầu nổi trên mặt nước, vì vậy nó có thể giống như thức ăn của cá và làm hỏng lông của chim.

Khí tự nhiên

Khí tự nhiên là một loại nhiên liệu hóa thạch khác bị mắc kẹt dưới lòng đất trong các hồ chứa. Nó chủ yếu được tạo thành từ khí mêtan. Bạn có thể đã ngửi thấy khí mêtan trước đây. Vật liệu phân hủy trong các bãi chôn lấp cũng giải phóng khí mêtan, có mùi giống như trứng thối.

Có rất nhiều khí tự nhiên dưới lòng đất đến mức nó được tính bằng triệu, tỷ hoặc nghìn tỷ mét khối.

Khí tự nhiên được tìm thấy trong các mỏ cách vài trăm mét dưới lòng đất. Để lấy khí tự nhiên ra khỏi lòng đất, các công ty khoan thẳng xuống. Tuy nhiên, khí tự nhiên không hình thành trong các túi mở lớn. Khí tự nhiên bị giữ lại trong các thành tạo đá có thể kéo dài hàng km.

Để đạt được khí đốt tự nhiên, một số công ty sử dụng một quá trình gọi là “thủy lực bẻ gãy” hoặc fracking. Thủy lực có nghĩa là chúng sử dụng nước, và đứt gãy có nghĩa là “tách ra”. Quá trình sử dụng nước áp suất cao để tách các tảng đá dưới lòng đất. Điều này giải phóng khí tự nhiên bị giữ lại trong các thành tạo đá. Nếu đá quá cứng, chúng có thể đưa axit xuống giếng để làm tan đá. Họ cũng có thể sử dụng những hạt thủy tinh hoặc cát nhỏ để chống đỡ tảng đá mở ra và để khí thoát ra ngoài.

Khí đốt tự nhiên được sử dụng để sưởi ấm và nấu ăn. Khí tự nhiên cũng có thể được đốt cháy để tạo ra điện. Chúng ta dựa vào khí đốt tự nhiên để cung cấp năng lượng cho đèn chiếu sáng, ti vi, máy điều hòa không khí và các thiết bị nhà bếp trong nhà của chúng ta.

Khí tự nhiên cũng có thể được chuyển thành dạng lỏng, được gọi là khí thiên nhiên lỏng (LNG). LNG sạch hơn nhiều so với bất kỳ loại nhiên liệu hóa thạch nào khác.

Khí thiên nhiên lỏng chiếm ít không gian hơn nhiều so với thể khí. Một lượng khí thiên nhiên phù hợp với một quả bóng lớn ở bãi biển sẽ phù hợp với một quả bóng bàn dưới dạng chất lỏng! LNG có thể dễ dàng lưu trữ và sử dụng cho các mục đích khác nhau. LNG thậm chí có thể thay thế xăng.

Ưu điểm và nhược điểm

Khí tự nhiên khai thác tương đối rẻ và là nhiên liệu hóa thạch “sạch” hơn so với dầu hoặc than đá. Khi đốt cháy khí đốt tự nhiên, nó chỉ thải ra khí cacbonic và hơi nước (là những khí giống hệt nhau mà chúng ta thở ra khi thở ra!) Điều này tốt cho sức khỏe hơn là đốt than.

Tuy nhiên, chiết xuất khí tự nhiên có thể gây ra các vấn đề về môi trường. Đá nứt vỡ có thể gây ra động đất nhỏ. Nước có áp suất cao và các hóa chất bị ép dưới lòng đất cũng có thể rò rỉ sang các nguồn nước khác. Nguồn nước dùng để uống hoặc tắm có thể bị ô nhiễm d và không an toàn.

Các nguồn năng lượng không thể tái tạo khác

Năng lượng hạt nhân

Năng lượng hạt nhân thường được coi là một nguồn năng lượng không thể tái tạo khác. Mặc dù bản thân năng lượng hạt nhân là một nguồn năng lượng tái tạo, nhưng vật liệu được sử dụng trong các nhà máy điện hạt nhân thì không.

Năng lượng hạt nhân thu năng lượng mạnh mẽ trong hạt nhân hay lõi của nguyên tử. Năng lượng hạt nhân được giải phóng thông qua quá trình phân hạch hạt nhân, quá trình mà hạt nhân của nguyên tử tách ra. Nhà máy điện hạt nhân là những cỗ máy phức tạp có thể điều khiển quá trình phân hạch hạt nhân để sản xuất điện.

Vật liệu thường được sử dụng trong các nhà máy điện hạt nhân là nguyên tố uranium. Mặc dù uranium được tìm thấy trong các loại đá trên khắp thế giới, các nhà máy điện hạt nhân thường sử dụng một loại uranium rất hiếm là U-235. Uranium là tài nguyên không thể tái tạo.

Năng lượng hạt nhân là cách tạo ra điện phổ biến trên thế giới. Các nhà máy điện hạt nhân không gây ô nhiễm không khí hoặc phát thải khí nhà kính. Chúng có thể được xây dựng ở các khu vực nông thôn hoặc thành thị, và không phá hủy môi trường xung quanh chúng.

Tuy nhiên, năng lượng hạt nhân rất khó thu hoạch. Các nhà máy điện hạt nhân rất phức tạp để xây dựng và vận hành. Nhiều cộng đồng không có các nhà khoa học và kỹ sư để phát triển một chương trình năng lượng hạt nhân an toàn và đáng tin cậy.

Năng lượng hạt nhân cũng tạo ra chất phóng xạ. Chất thải phóng xạ có thể cực kỳ độc hại, gây bỏng và làm tăng nguy cơ mắc các bệnh ung thư, bệnh máu và thối xương ở những người tiếp xúc với chất này.

Năng lượng sinh khối

Năng lượng sinh khối, một nguồn năng lượng tái tạo, cũng có thể là một nguồn năng lượng không tái tạo. Năng lượng sinh khối sử dụng năng lượng có trong thực vật.

Năng lượng sinh khối dựa vào nguồn nguyên liệu sinh khối – các nhà máy được xử lý và đốt cháy để tạo ra điện. Nguyên liệu sinh khối có thể bao gồm các loại cây trồng như ngô hoặc đậu nành, cũng như gỗ. Nếu mọi người không trồng lại nguồn nguyên liệu sinh khối nhanh như cách họ sử dụng chúng, thì năng lượng sinh khối sẽ trở thành một nguồn năng lượng không thể tái tạo.