Ý tưởng của bài viết rất đơn giản và thú vị: Việt Nam nên áp dụng DST hoặc chuyển sang sử dụng múi giờ UTF+8 để tiết kiệm thêm nhiều năng lượng.

Nguồn bài viết: Việt Nam và cơ hội có thêm hàng trăm “giờ Trái Đất” — Tác giả: Đàm Quang Minh, đăng trên Minh Biện.

Sự kiện giờ Trái Đất diễn ra vào 20h30 ngày 28 tháng 3 năm 2009 đã gây được sự chú ý to lớn trong công chúng. Sự kiện này nhằm ủng hộ cho tiết kiệm năng lượng chiếu sáng giúp giảm thiểu ảnh hưởng ấm lên toàn cầu. Tuy nhiên chúng ta lại không biết rằng, có thể chỉ bằng một quyết định đơn giản hơn, Việt Nam có thể có thêm hàng trăm giờ Trái Đất của tất cả người dân.

Khái niệm về DST?

Khái niệm DST (Daylight saving time) có nghĩa là Tiết kiệm ánh sáng ban ngày được một nhà khoa học người New Zealand tên là George Vernon Hudson đưa ra lần đầu tiên vào năm 1895 và hiện nay đang được rất nhiều quốc gia sử dụng (i). Thậm chí sớm hơn, Benjamin Franklin đã đề cập tới điều này vào năm 1784 (ii). Điều này dựa trên sự thay đổi thời gian mặt trời mọc và lặn trong mùa hè và mùa đông. Ca dao Việt Nam cũng có câu “Đêm tháng 5 chưa nằm đã sáng, ngày tháng 10 chưa cười đã tối”. Chính sự chênh lệch thời gian này khiến vào những ngày mùa hè có mặt trời mọc sớm hơn. Sự khác biệt này càng ở vĩ độ cao càng rõ nét khiến cho một số quốc gia gần vùng cực có thể có đêm trắng hay hiện tượng mặt trời không lặn trong một số ngày trong năm.

Các quốc gia sử dụng DST có màu xanh, các quốc gia đã từng sử dụng DST có màu cam và các quốc gia chưa từng sử dụng có màu đỏ.

Việc chuyển từ giờ mùa hè sang giờ mùa đông hay còn gọi là áp dụng DST nhằm sử dụng giờ mùa hè muộn hơn, tận dụng thời gian chiếu sáng của mặt trời cho các hoạt động của con người. Nước Mỹ trong năm 2007 nhằm tiết kiệm hơn nữa năng lượng đã gia tăng thêm 3 tuần cho chính sách này. Chính sách này được cho là có lợi về nhiều mặt từ kinh tế do tiết kiệm năng lượng, an ninh do thời gian chiếu sáng vào buổi tối tăng, và nhiều lĩnh vực khác. Thực tế là rất khó thống kê được tất cả ảnh hưởng kinh tế của việc sử dụng DST nhưng ước tính tiết kiệm được khoảng 0,5% sản lượng điện quốc gia, trong đó có những ngành như du lịch có thể tiết kiệm được đến 3% chi phí (iii).

Thực tế của Việt Nam

Trong bài này tôi lựa chọn một số thành phố trong khu vực Đông Nam Á, thành phố có vĩ độ gần Việt Nam để so sánh. Theo kết quả của số liệu này thì các thành phố của Việt Nam có thời gian mặt trời mọc thuộc loại sớm nhất.

Thời gian mặt trời mọc trung bình của Việt Nam so sánh với các thành phố trên thế giới

Theo đó, thời gian mặt trời mọc trung bình tại Việt Nam là vào lúc 5:44 sáng trong đó Hà Nội là 5:47; TP Hồ Chí Minh 5:43; Nha Trang 5:32 và Điện Biên muộn nhất là 6:00. Nếu xét các thủ đô trong khu vực chỉ có Manila của Philippin là mặt trời mọc sớm hơn Việt Nam vào lúc 5:45 còn lại là Singapore lúc 6:59; Bangkok lúc 6:07; Hongkong lúc 6:14; Paris lúc 7:07; Florida lúc 6:50.

Thực tế là người dân Việt Nam đang trong xu thế đô thị hóa và càng ngày càng thức dạy muộn hơn. Giờ làm việc nhiều nơi hiện nay là 8h sáng, các cửa hàng thường mở cửa muộn lúc 9h hoặc muộn hơn. Thay vào đó thời gian đi làm về muộn hơn và nhiều hoạt động được diễn ra vào buổi tối.
Nếu xét thời gian mặt trời lặn thì Việt Nam là nơi mặt trời lặn thuộc diện sớm nhất. Chúng ta nhiều lúc chứng kiến vào mùa đông, khi giờ tan tầm thì mặt trời đã bắt đầu lặn và mọi phương tiện giao thông phải sử dụng đèn pha. Điều đó cũng gây tốn kém nhiên liệu cho các phương tiện giao thông.

Thời gian mặt trời lặn trung bình của Việt Nam so sánh với các thành phố trên thế giới

Nếu xét thời gian mặt trời lặn trung bình ở Việt Nam là 18:01 thì tại Bangkok là 18:25; tại Singapore là 19:10; tại Florida là 19:02 và tại Paris là 19:29. Trong đó tại các quốc gia sử dụng DST như Mỹ là Pháp thì thời gian chênh lệch ra rất rõ nét. Người dân nước này có hơn Việt Nam từ 1 giờ đến 1,5 giờ ánh sáng vào buổi tối. Singapore tuy không dùng DST do ở vĩ độ thấp hơn nhiều nhưng lùi một múi giờ và họ cũng được hưởng nhiều giờ sáng ban ngày hơn.

Việt Nam nên làm gì?

Việc sử dụng DST ở Việt Nam có thể là không quá cần thiết do về cơ bản Việt Nam ở vĩ độ khá thấp, chỉ có một số quốc gia Trung Mỹ cùng vĩ độ Việt Nam sử dựng chế độ này. Tuy nhiên, Việt Nam có thể sử dụng một múi giờ hợp lý hơn để tiết kiệm năng lượng. Thực tế là nếu thời gian mặt trời mọc vào khoảng 6:45 sáng thì mức độ ảnh hưởng cuộc sống vào một ngày mới là không quá lớn trong khi đó tất cả mọi người đều thêm được 1 giờ ánh sáng vào buổi chiều (chưa thể ai đi ngủ vào 7h tối). Giờ tan tầm cũng sẽ vẫn có đủ ánh sáng quanh năm và dòng người trong đô thị sẽ cảm thấy dễ chịu hơn khi không có cảm giác phải về nhà khi buổi tối. Nhiều gia đình vẫn có thể sử dụng ánh sáng ban ngày trong lúc đi chợ và chuẩn bị bữa cơm chiều. Tất cả người dân Việt Nam mỗi năm sẽ có thêm 365 giờ Trái Đất. Nếu được thực hiện thì chỉ theo ước tính đơn giản, Việt Nam cũng sẽ tiết kiệm hàng ngàn tỷ đồng từ việc tiết kiệm năng lượng.

——
(i) George Gibbs (2007-06-22). “Hudson, George Vernon 1867–1946″. Dictionary of New Zealand Biography.
(ii) http://www.timeanddate.com/time/aboutdst.html
(iii) Myriam B.C. Aries; Guy R. Newsham (2008). “Effect of daylight saving time on lighting energy use: a literature review” (PDF). Energy Policy 36 (6): 1858–1866.

Gần đây kỷ nguyên máy tính bùng nổ, nhà nhà xài desktop, người người xài laptop/notebook. Sử dụng máy tính sao cho tiết kiệm và, quan trọng hơn là, hiệu quả có lẽ là vấn đề nhiều bạn quan tâm. Với một ít hiểu biết liên quan, Nhiệt Huyết viết bài này với mong muốn cung cấp cho các bạn ý niệm chung về cách thức một chiếc máy tính tiêu xài năng lượng — qua đó rút ra một số giải pháp nhằm tiết kiệm năng lượng cũng như làm cho máy tính hoạt động nhanh gọn hiệu quả hơn. Bài 1 này chỉ đề cập tới background đó, nếu bạn không muốn đọc dài dòng thì có thể nhảy ngay đến bài 2 để coi các giải pháp cụ thể.

Ảnh tự do của aranath.

1. Máy tính có tiêu tốn nhiều điện không?

Thực sự là không nhiều lắm — nếu so với các thiết bị gia dụng khác như điều hòa, đèn, hay thậm chí bàn ủi. Một máy tính để bàn trung bình có công suất cỡ 65 đến 250 watts. (Để biết chi tiết bạn xem trên nhãn mác của máy hoặc hỏi nhà sản xuất. Nếu vẫn không biết bạn có thể tự đo.) Đối với đa số chúng ta, máy tính không phải là nguồn ngốn điện chính trong nhà. Miễn là bạn tắt máy/cho máy ngủ lúc không sử dụng thì gần như máy chẳng ngốn bao nhiêu điện. Nhưng tất nhiên, không phải là không đáng để tiết kiệm — quan trọng nhất là bạn nên đảm bảo rằng máy (tự động) ngủ khi bạn không dùng tới nó. (Bởi vì thật ngớ ngẩn nếu lãng phí năng lượng khi không cần tới nó.)

2. Chính xác thì tốn bao nhiêu tiền?

Nếu bạn muốn định hình xem máy tính của mình tiêu tốn như thế nào, có thể quy công suất sử dụng của máy sang tiền điện theo công thức:

Công suất máy tính (watts) × số giờ sử dụng ÷ 1000 × tiền điện trên một kilowatt-giờ = tiền điện

Cần nhớ rằng một bộ nguồn thực tế chỉ sử dụng hết tầm 1/3 định mức khi tải. Ví dụ như bạn đang xài một máy tính hàng khủng, công suất ghi trên nguồn 600 watts thì công suất thực khoảng 200 watts, màn hình CRT cổ lỗ 80 watts cộng thêm linh tinh 50 watts nữa; tổng công suất thực tế là vào khoảng 330 watts. Nhưng số tiền điện tiêu thụ thật sự nằm ở chỗ bạn sử dụng như thế nào.

Ảnh tự do của functoruser.

Nếu bạn xài máy trên để chơi game, bật 24/7 cả năm thì: nhân lên, 330 watts × 24 giờ/ngày × 365 ngày/năm ÷ 1000 × 1000 đồng/kwh = 2,900,000 đồng/năm.

Tuy nhiên nếu bạn chỉ dùng máy để lướt web, viết blog — và bạn đủ thông minh để tắt máy khi không xài: cho là bạn xài 2 giờ mỗi ngày và 5 ngày mỗi tuần thì: 200 watts × 10 giờ/tuần × 52 tuần/năm ÷ 1000 × 1000 đồng/kwh = 100,000 đồng/năm.

Như vậy khoảng tiền thực tế bạn xài nằm giữa khoảng 100,000 và 2,900,000 đồng đó. Lệch về bên nào nhiều hơn là do cách dùng của bạn.

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc tiêu thụ điện

Tất nhiên là cách dùng là quan trọng nhất, nhưng về mặt kỹ thuật thì:

Cụ thể:

• Máy xách tay chỉ tiêu tốn tầm 15–45 watts, ít hơn nhiều so với máy bàn 60–300 watts. Máy ở chế độ chờ/ngủ chỉ tốn từ 0–6 watts.
• CPU càng nhanh khi chạy càng tốn điện nhưng khi nhàn rỗi thì công nghệ mới lại tiết kiệm điện hơn. Chúng ta không bàn sâu hơn về vấn đề kỹ thuật này.
  
  Ảnh tự do của Michael Cornelius.

• Mac được cho là tiết kiệm hơn PC, có lẽ là do phần cứng tối ưu hơn.¹ Tuy nhiên chẳng ai dùng Mac ở Việt Nam, miễn bàn luôn.
• Màn hình CRT dùng hết khoảng 80 watts, trong khi LCD chỉ tốn 35 watts.
• Tải nặng tât nhiên là tốn điện nhiều hơn tải nhẹ. Tải nặng tức là bạn cho máy tính làm việc hết công suất: mở nhiều ứng dụng cùng lúc, xử lý phim ảnh, chơi game. Thậm chí cho màn hình hiển thị nhiều màu trắng quá cũng là tải nặng. (Màn hình đen ít tốn điện hơn.)
• Online tốn tiền hơn vì nhiều phần cứng phải làm việc hơn.
• Chuẩn Energy Star sẽ được đề cập trong một bài viết khác.

Tuy nhiên cần nhấn mạnh lại với bạn là, đảm bảo máy tính của bạn ở chế độ chờ/ngủ mỗi khi không dùng quan trọng hơn tất thảy bạn đang dùng loại máy tính loại nào.

Tham khảo:
▪ Bluejay, Michael. “How much electricity do computers use?”

Nguồn: Discovery: Project Earth

Bao phủ Greenland

Tiến sĩ Jason Box, một tiếng sĩ về sông băng (glaciologist) của Đại học bang Ohio, muốn ngăn chặn sự tan ra của các núi băng bằng cách phủ các tấm “chăn” có tác dụng phản xạ các tia sáng của mặt trời lên chúng . Ông tin rằng thứ vật liệu đặc biệt mà ông chọn đủ khả năng để tồn tại trong điều kiện của Bắc Cực, nhưng thực sự thì vật liệu đó bền đến mức nào? Đội của ông thực hiện các chuyến bay để mô phỏng một phần kiểu thời tiết tệ hại nhất mà con người từng biết ở Bắc Cực: cuồn phong kết hợp với bão tuyết (a hurricane-force ice storm). Sau khi kiểm tra, họ chọn một diện tích 10,000 dặm vuông, phủ tấm chăn hóa học trên mặt đất đầy tuyết của Greenland. Liệu tấm “chăn ” sẽ thực sự phản xạ lại ánh sáng mặt trời và ngăn chặn được gió?

Những khu rừng mưa

Sau sự tàn phá của 2 cơn cuồn phong Katrina và Rita, hàng ngàn mẫu Anh rừng ngập mặn của Vịnh Coast đã bị tàn phá trơ trụi. Những đường cắt lớn trên đất liền đã đưa ra một bằng chứng hoàn hảo trên mặt đất cho nhà khoa học Mark Hodges. Hodges tin rằng ông đã khám phá ra một cách để khôi phục lại một diện tích lớn các cánh rừng trên Trái đất từ trên không . Ý tưởng ông là gì? Đó là sử dụng một máy bay để thả hàng chục ngàn các hộp nhỏ, mỗi cái chứa một loại cây giống. Những người thực hiện công việc sẽ đưa ra một loạt các bài kiểm tra để xác định loại máy bay, các thức phân phối, thiết kế loại hộp và cây có thể (không thể) tự mọc được ở những nơi nào.

Một trái đất sáng hơn

John Latham, một nhà khoa học nghiên cứu các hiện tượng vật lý trong không khí (atmospheric physicist based) tại Trung tâm Quốc gia Nghiên cứu về không khí ở Colorado, và Stephen salter, một kỹ sư Trường Đại học Edinburgh, tin rằng bằng cách thay đổi kích cỡ của giọt nước trong một đám mây họ có thể tăng cường khả năng của các đám mây để phản chiếu ánh sáng mặt trời và ngừng nóng lên toàn cầu. Trong tương lai, họ muốn xây dựng một đội tàu nhỏ, đội tàu này sẽ đi lang thang trên các đại dương của thế giới và sinh ra các đám mây, từng phút một.

Gió, nguồn năng lượng vô tận.

Fred Ferguson, một kỹ sư chuyên về máy bay ở Canada, đã tạo nên một cuộc cách mạng về turbine khi sử dụng thường xuyên những cơn gió vô tận đang thổi ở 1000 feet trên mực nước biển để sản xuất năng lượng. Lần đầu thử nghiệm chiếc máy 70 chân trên ảnh, họ sẽ phải chứng minh được rằng có thể chuyển đổi nguồn năng lượng vô hình này thành năng lượng điện.

Cho đại dương “ăn”

Đại dương bao phủ 70 phần trăm diện tích hành tinh của chúng ta và là một trong những bể carbon quan trọng nhất mà chúng ta có, nhưng những thực vật phù du có nhiệm vụ chuyển hóa carbon thành các dạng vật chất sống, đang suy giảm nhanh chóng – và nhiều nhà khoa học cho rằng biến đổi khí hậu toàn cầu là thủ phạm. Tiến sĩ Brian von Herzen của Tổ chức Khí hậu tham gia với một số nhà đại dương học lỗi lạc nhất của thế giới – Giáo sư David Karl của Trường Đại học Hawaii và Ricardo Letelier, Giáo sư của trường Đại học bang Oregon – để triển khai ba máy bơm tạo sóng. Họ lao vào những cơn sóng lớn của Bắc Thái Bình Dương trong một nỗ lực ngăn chặn hiện tượng nguy cấp này và khôi phục lại tự nhiên.

Chiếc khiên trong không gian

Nhà thiên văn học và đồng thời là giáo sư – Roger Angel nghĩ rằng ông có thể làm nhiễu sức mạnh của ánh sáng mặt trời bằng cách đặt hàng nghìn tỷ ống kính trong không gian và tạo ra một cái bóng mặt trời trong diện tích 100,000 dặm vuông. Ông dự định sử dụng các máy đẩy điện từ (electromagnetic propulsion) để phóng các ống kính vào không gian. Giáo sư Angel đã sản xuất một bộ phận gây nhiễu xạ gắn lên mỗi ống kính. Các bộ phận này sẽ đón lấy và làm đổi hướng tia mặt trời. Bộ phận nghiên cứu thử nghiệm mô hình này bằng cách gắn nó lên một ống kính. Một mô hình theo tỷ lệ được xây dựng trên một dàn treo khổng lồ với một mô hình của Trái đất, một ống kính là đại diện cho bóng mặt trời và tia laser đại diện cho mặt trời. Khi laser được bật, nó sẽ đi đến ống kính như một tia mặt trời và sau đó tách ra làm một số tia sáng nhỏ hơn và bị tán xạ khỏi các mô hình.

Chiến lược sản xuất năng lượng mặt trời từ trên quỹ đạo. (Orbital Power Plant)

Chúng ta có thể có một nguồn năng lượng mạnh mẽ và vô tận, và cùng lúc đó, làm giảm phát thải CO2 đến mức hầu như không có. Đây là tầm nhìn đầy lạc quan của nhà vật lý học đã nghỉ hưu của NASA – John Mankins. Ông có một kế hoạch để gửi hàng ngàn vệ tinh vào không gian, để thu thập năng lượng từ mặt trời và sau đó sẽ phát năng lượng mặt trời xuống Trái đất dưới dạng năng lượng sóng vi-ba. Năng lượng sóng vi-ba sẽ được thu thập bởi các ăng-ten trên mặt đất. Và dạng năng lượng này sẽ được chuyển đổi thành điện. Liệu Mankins có thể biến tất cả thành sự thật?

Chuyển hóa Carbon (Fixing Carbon)

Thế nào nếu chúng ta có thể giải quyết vấn đề nóng lên toàn cầu chỉ bằng cách làm sạch CO2 trong, trước khi nó có cơ hội để góp vào “tấm chăn” của khí nhà kính đang phủ lên trái đất? Giáo sư người Canada, David Keith, người được hội địa lý Canada chọn là “nhà môi trường học của năm” vào năm 2006, tin rằng chúng ta hoàn toàn có thể làm điều đó. Anh ta đang chế tạo một chiếc máy cao gần 400 feet . Nó sẽ hút không khí xung quang vào một đầu và phun vào nó một loại muối hydroxide (sodium hydroxide solution), sau đó đẩy không khí sạch ra một đầu khác. Keith nghĩ rằng ông sẽ chứng minh được máy của mình có hiệu quả trong việc làm sạch CO2, thậm chí là hơn cả cây xanh.

Nguồn : Discovery : Project Earth

Người dịch: Thành Long @ Nhiệt Huyết

Tìm hiểu thêm tại: trang web của Discovery và đón xem trên truyền hình

Bản tiếng Anh:

You’ve heard the dire warnings and seen the detailed slide shows, and you’ve even bought that lightbulb with the swirls. You wonder, though, how can small, individual measures like switching to CFLs and using canvas grocery bags in lieu of plastic be enough to save the planet? Tune in to Discovery Project Earth and watch as some of the world’s leading scientists put the most ambitious geo-engineering ideas to the test in order to tackle global climate change.

From covering acres of Greenland’s glaciers in protective blankets to stop the ice from melting, to constructing rockets to send tiny reflective lenses into orbit, to planting thousands of saplings via a mass aerial drop to reforest barren areas — these are experiments on an epic scale. Each one will push the boundaries of science and technology, but will they produce groundbreaking environmental results?

Working with the uncompromising visionaries whose large-scale experiments will be featured on the program is the Discovery Project Earth task force. Members of the task force include Jennifer Languell, an eco-house-building engineer for whom no task is too daunting; Basil Singer, a scientific boy wonder who, at 29, has a doctorate in astrophysics and builds robots for a living; and finally, Kevin O’Leary, a billionaire entrepreneur and venture capitalist who can fund the impossible.

See what happens when “what if?” meets “why not?” Discovery Project Earth re-engineers the planet’s possibilities and literally spans the globe, pinpointing areas of both concern and opportunity in confronting climate change. Here are brief descriptions of the experiments that will be highlighted by the series.
Wrapping Greenland

Dr. Jason Box, a glaciologist from Ohio State University, wants to prevent glaciers from melting by covering them with blankets that will reflect the powerful rays of the sun. Box is convinced that his specially chosen material is resilient enough for Arctic conditions, but just how indestructible is it really? The team goes airborne to reproduce some of the worst weather experienced in the Arctic Circle: a hurricane-force ice storm. After testing, they deploy a 10,000-square-yard, reflective geo-textile blanket on the Greenland ice sheet. Will the blanket indeed reflect the sun and block the wind?

Raining Forests

Following the devastation of hurricanes Katrina and Rita, thousands of acres of Gulf Coast mangrove forests have been left bare. The huge swath of land presents a perfect proving ground for scientist Mark Hodges. Hodges believes he has devised a way to reforest large areas of Earth from the air. His idea? To use an aircraft to drop tens of thousands of canisters, each holding a tree seedling. The task force will carry out a series of tests to determine the type of aircraft, the delivery mechanism, canister design and whether or not the seeds will self-plant.

Brighter Earth

John Latham, an atmospheric physicist based at the National Center for Atmospheric Research in Colorado, and Stephen Salter, an Edinburgh University engineer, believe that by changing the size of water droplets in a cloud they can increase the cloud’s ability to reflect the sun and stop global warming. Their vision is to build a flotilla of ships that will roam the world’s oceans and seed clouds with minute particulates.

Infinite Winds

Fred Ferguson, a Canadian engineer specializing in airships, has designed a revolutionary wind turbine that will use the constant winds that exist at 1,000 feet above sea level to produce energy. Testing a 70 foot prototype for the first time, they will need to prove that is can convert this untapped energy into electricity.

Hungry Oceans

Oceans cover 70 percent of our planet and are one of the most important carbon sinks we have, but the phytoplankton that convertcarbon dioxide into living matter are declining – and many scientists believe that Climate Change is the culprit. Dr. Brian von Herzen of The Climate Foundation joins forces with some of the world’s foremost oceanographers — Professor David Karl of the University of Hawaii and Professor Ricardo Letelier of Oregon State University — to deploy three wave powered pumps. They head into the huge swells of the North Pacific in an attempt to restore this critical natural mixing effect.

Space Sunshield

Astronomer and professor Roger Angel thinks he can diffract the power of the sun by placing trillions of lenses in space and creating a 100,000-square-mile sunshade. He intends to use electromagnetic propulsion to get the lenses into space. Professor Angel has produced a diffraction pattern that will be etched onto each lens. The pattern will cause the sun’s rays to change direction. The task force tests this pattern by etching it onto a lens. A scale model is built in a giant hanger with a model of Earth, a single lens representing the sunshade and a laser representing the sun. When the laser is turned on, it should hit the lens as a single beam and then split into a number of smaller beams that are diffracted away from the model.

Orbital Power Plant

We could have a source of never-ending power and, at the same time, reduce our carbon emissions to virtually zero. This is the astonishing vision of former NASA physicist John Mankins. He has a plan to send thousands of satellites into space, which will gather energy from the sun and then beam the solar energy down to Earth as microwave energy. The microwave energy will be collected by antennas on the ground. These then convert the energy to electricity. Can Mankins make it all work?

Fixing Carbon

What if we could solve the problem of global warming by just scrubbing the air clean of carbon dioxide, before it has the opportunity to add to the blanket of greenhouse gases smothering the earth? Canadian professor David Keith, the 2006 Canadian Geographic “Environmental Scientist of the Year,” believes we can do exactly that. He’s building a prototype of a machine that will eventually be almost 400 feet high. It will suck ambient air into one end and spray it with sodium hydroxide solution, then expel clean air out the other end. Keith thinks he’ll prove that his machine will be even more efficient than trees in cleaning C02 from the air.

▪
Lê Diễn Đức

Giải phóng nhân loại khỏi dầu và khí đốt

Từ đầu thế kỷ XX đến nay, dầu mỏ và khí đốt luôn là một trong những yếu tố quan trọng nhất tác động tiêu cực hoặc tích cực lên các lĩnh vực kinh tế, chính trị, xã hội.

Kinh tế, quốc phòng cần dầu mỏ, khí đốt cũng như cơ thể con người cần đồ ăn, thức uống. Nhưng trớ trêu thay, Thượng đế chỉ ban phát món ăn quý hiếm cho một số quốc gia ít ỏi. Vì thế, trong mọi giai đoạn của lịch sử nhân loại, các cường quốc luôn dùng ảnh hưởng và sức mạnh, bằng mọi giá giành giật phần lợi nhất nguồn sống này cho mình, tạo ra những cuộc tranh chấp, xung đột, chiến tranh tàn khốc. Không ít những nước có nguyên liệu dồi dào thấy mình trở nên quan trọng, càng ngày càng tỏ ra ngạo mạn, dùng nó như một thứ công cụ răn đe, thậm chí tạo áp lực thô bạo lên các quốc gia phụ thuộc vào nhập khẩu, bắt họ phải đi theo đường lối chính trị, tư tưởng của mình. Chỉ cần lướt qua vài ví dụ trong thập niên đầu của thế kỷ XXI: thái độ của Chavez (Venezuela) với các tập đoàn dầu khí Mỹ; Liên Hiệp Quốc không ngăn chặn được thảm kịch hàng trăm ngàn người bị chết tại Darfur chỉ vì thiếu sự ủng hộ của Bắc Kinh vốn đang có mối lợi dầu khí ở Sudan; sự khiêu khích của nước Nga (khoá van ống dẫn dầu khí, đòi tăng giá) với các nước cựu cộng sản láng giềng như Ba Lan, Belarus, Ukraine,… hay bất đồng về việc thăm dò khai thác dầu trên Biển Đông giữa Việt Nam và Trung Quốc – cũng đủ cho chúng ta thấy, nếu không có nguồn năng lượng thay thế, thế giới sẽ không tránh được những tai hoạ mới trong tương lai.

“Của ăn núi lở!”. Chưa cần nói tới Hoa Kỳ hay châu Âu, chỉ để cung cấp đủ năng lượng đang ngày mỗi tăng tốc phi mã của những tiềm lực kinh tế phát triển với mấy tỷ dân như Trung Quốc, Ấn Độ, Brazil… thôi, các giếng dầu đang bị múc lên nhiều triệu thùng mỗi ngày, đến thời điểm nào đó, sau 25 năm, 30 năm, và cũng có thể 50 nữa, nhưng rồi sẽ cạn kiệt.

May thay, “cùng tất biến, biến tất thông”, con người luôn sáng tạo và tìm ra cho mình lối thoát mỗi khi nhìn thấy viễn cảnh bi kịch cập kề.

Ví dụ, vào năm 1887, nhà sinh vật và nhân chủng học Anh Thomas Huxley (4/05/1825 – 29/06/1895) cảnh báo về điểm kết thúc của nền văn minh nhân loại khi sắp hết nguồn azote (N). Các mỏ muối saltpetre (natri nitrat) ở Chile cạn dần và nếu không có phân bón, làm sao nuôi sống được con người. Khoa học công nghệ bấy giờ chưa cho phép lấy azote từ khí trời đưa vào sản xuất công nghiệp có hiệu quả. Trước nan đề đó, hai nhà hoá học Đức, Fritz Haber (9/12/1868 – 29/01/1934, Giải thưởng Nobel năm 1918) và Carl Bosch (27/08/1874 – 26/04/1940, Giải thưởng Nobel năm 1934) từ phản ứng hoá học giữa azote và hydro (H) đã tổng hợp được ammonia bằng phương pháp nhanh, rẻ, tạo ra nguyên liệu chủ chốt sử dụng cho sản xuất phân bón. Khủng hoảng thực phẩm đã được giải quyết.

120 năm sau, nhân loại lại đứng trước một thử thách mới: hoàng hôn nghiêm trọng hơn những năm 70 của khủng hoảng năng lượng hầu như đang phủ xuống.

Trong bài “Dù thế nào Hoa Kỳ cũng sẽ khá hơn” (nhật báo Ba Lan Gazeta Wyborcza 27-28/09/208) nhà chính trị học Edward Luttwark nhận định rằng, mặc dầu Hoa Kỳ (và phần còn lại của thế giới) đang đối đầu với những hậu quả nghiệt ngã của cuộc khủng hoảng tài chính, “tất cả đang chứng tỏ rằng, một sự bùng nổ kinh tế mới với phong cách Mỹ đã bắt đầu, đấy chính là trong lĩnh vực năng lượng”.

Cùng bài, tác giả đưa ra ví dụ về đề án xe hơi chạy bằng điện của Israel, được xem là một bước ngoặt vô cùng to lớn bởi vì công nghệ đã sẵn sàng và giá một đơn vị thành phẩm rất thấp, vấn đề chỉ còn là thời gian thích ứng đưa nó vào sản xuất công nghiệp.

Nói cho cùng, không quá bất công, vì ngoài dầu mỏ và khí đốt, Thượng đế còn phóng khoáng rải ra cho trái đất những nguồn sống khác như uranium, than, gỗ, gió… và đặc biệt nhất là ánh sáng mặt trời và nước, nhưng con người chưa biết tận dụng hết tiềm năng của nó. Khi nước chưa tới chân, chưa ai muốn nhảy!

Nhưng giờ đây các nhà khoa học đang kiên tâm nghiên cứu, tìm bằng được năng lượng mới từ hai kho nguyên liệu thiên nhiên vô tận đặc biệt trên.

Nước

Mặc dù hàng trăm triệu người trên thế giới hiện không có điều kiện tiếp cận nguồn nước sạch (riêng Trung Quốc có khoảng 300-400 triệu) và nhiều vùng trên trái đất đang có nguy cơ bị sa mạc hoá, nhưng nguồn nước trên hành tinh dẫu sao vẫn rất dồi dào, lấy thẳng từ sông, hồ, “dễ như thò tay vào túi lấy đồ vật”.

Về nguyên tắc, đã từ lâu các nhà khoa học đều biết thực hiện hai tiến trình: một là, từ nước (H₂O) tách lấy hydro (H) và oxy (O) qua phản ứng hoá học; hai là, chế tạo với giá thành rẻ loại động cơ mà trong đó khí hydro biến đổi thành năng lượng. Tuy nhiên, nói dễ, làm khó, chỉ trong phòng thí nghiệm thôi thì một nhân viên thường cũng thực hiện được khi có đủ dụng cụ, nhưng từ thí nghiệm đến lúc đưa vào đời sống không đơn giản chút nào – tách được hydro và oxy, cũng như tạo ra năng lượng từ hydro – đều phải cần đến những cực điện (electrode) chuyển đổi làm bằng bạch kim (platinum). Quá đắt. Giá 1 kg platinum hiện giờ khoảng 40 ngàn Đôla ($). Cho nên, trong vài năm gần đây, một số nước đã sản xuất thử loại xe chạy bằng động cơ/nguyên liệu này, nhưng nếu sản suất đồng loạt thì đụng phải bài toán đau đầu: giá thành đội sổ không chấp nhận nổi. Tìm ra phương pháp hạ thấp giá thành là bài toán cạnh tranh quyết liệt trong cuộc chạy ma-ra-tông của những bộ óc thông thái.

Alexandre Stichin, kỹ sư trưởng Tổ hợp Hoá-Điện Ural (Nga) đã từng thiết kế và cho ra đời động cơ chạy bằng hydro. Tập thể kỹ sư ở đây cố gắng hết mình nhưng không thể làm giảm thấp nổi chi phí: một chiếc động cơ cho xe hơi kiểu Lada giá 370 ngàn Đôla! Stichin cho rằng, ít nhất mỗi năm phải xuất xưởng nửa triệu chiếc thì mới đáng công sức. Nói cho vui vậy thôi, chứ giá cao vút trời như vậy thì sẽ có bao nhiêu người mua? Cũng như hãng Honda của Nhật Bản, trong tháng 7 vừa qua công bố bắt đầu sản loạt xe hơi đầu tiên chạy bằng nước, trong khi vẫn chưa tìm ra phương thức hiệu quả hơn, giá mỗi chiếc xe giá tới 60 ngàn Đôla. Honda dự tính đến cuối năm, giỏi lắm cũng chỉ bán được 20 chiếc!

Mặt trời

Không đại ngôn chút nào, có một nhà máy điện không bao giờ bị hư hỏng, tồn tại từ 4 tỷ năm nay và còn tiếp tục hoạt động 5 tỷ năm nữa. Chỉ cần con số thập phân nhỏ năng lượng của nó đưa xuống trái đất thôi là đủ cung cấp gấp vài chục lần mức cần thiết của cả nhân loại. Và như nước, cũng là năng lượng sạch. Tất nhiên, chúng ta hiểu ngay là mặt trời. Cho dù con người có xây dựng hàng ngàn lò phản ứng hạt nhân, nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện, hay tua-bin chạy bằng sức gió cũng không bao giờ so sánh được với năng lượng của mặt trời chuyển xuống, nếu biết sử dụng nó hiệu quả.

Tuy nhiên, năng lượng thu được từ ánh sáng mặt trời chỉ tiện dụng vào những ngày thời tiết đẹp, trời cao, mây tạnh. Ngược lại, hoặc không hoặc nhận được rất ít khi thời tiết xấu và ban đêm. Vấn đề rất nan giải còn nằm ở chỗ, bằng cách nào để tích trữ năng lượng của nó. Cho đến nay, người ta không phải chưa giải quyết được vấn đề này, nhưng kém hiệu quả kinh tế vì giá thành quá cao, cũng tương tự như vấn đề cực điện bằng platinum.

Ai về tới đích trước

Cả hai điều gai góc nêu trên đã và đang được nhóm các nhà khoa học Hoa Kỳ của Massachusetts Institute of Technology (MIT) do giáo sư Daniel Nocera phụ trách – tìm cách chinh phục. Tạp chí khoa học Science mới đây công bố công trình của Daniel Nocera và Mattthew Kanan. Hai người đã chế tạo được thiết bị cho phép tách hydro và oxy ra từ nước qua tác động của cường độ điện thấp. Thêm nữa, tiến trình này thực hiện trong nhiệt độ bình thường của phòng ở và nước sử dụng có độ pH trung bình. Các nhà khoa học cho hay, chỉ cần lấy điện từ pin mặt trời, trong vòng 2,5 giờ sẽ nhận được số lượng hydro cần đủ để sưởi ấm cả nhà và nạp xe hơi.

Giống như rất nhiều sáng chế khoa học khác, hai nhà khoa học đã phát hiện một cách bất ngờ. Để tiến trình phản ứng tách hydro và oxy nhanh hơn, họ lần lượt cho thử nhiều loại chất xúc tác khác nhau vào nước. Cuối cùng họ thấy, chỉ cần cho vào nước loại muối cobalt đơn giản nhất (giá 100$/kg) và phosphate (giá khoảng 1$/kg) để thực hiện quá trình điện phân, lúc ấy, thay thế cho một cực điện bằng patinium đắt đỏ có thể là một ống thuỷ tinh được phủ hợp chất indium (In) và kẽm (Zn) (giá thành khoảng 1.540$/kg). Vẫn còn lại điểm yếu – cực điện thứ hai cần thiết cho việc tách hydro – phải bằng platinum. Thế nhưng, chỉ như vậy thôi cũng đã tiết kiệm được chi phí rất lớn.

Một thành công nữa của sáng chế này là, thiết bị do họ chế tạo gần như có thể sử dụng vĩnh viễn vì không những các cực điện không bị bào mòn, mà chất xúc tác cũng chỉ cho vào nước một lần, nhờ tiến trình hoạt động có tính tuần hoàn. Toàn bộ việc sử dụng thật đơn giản: đổ nước và lấy điện từ pin mặt trời.

Cho đến nay, tiến trình điện phân tách hydro và oxy trong công nghiệp có nhiều nhược điểm so với công nghệ của Nocera, vì giá thành các cực điện quá cao và phải thực hiện trong một môi trường định chuẩn.

Giáo sư James Barber của Imperial College London làm việc chung trong nhóm của MIT nói: “Sáng chế này mang ý nghĩa vô cùng lớn lao cho tương lai của con người. Nó mang tính vô giá vì giúp cho chúng ta tìm ra công nghệ làm giảm đi sự phụ thuộc vào dầu mỏ, đồng thời hỗ trợ cho cuộc tranh đấu với sự thay đổi khí hậu”.

Vậy sẽ tiếp tục ra sao với các vấn đề còn lại: điện từ pin mặt trời và cực điện thứ hai bằng platinum? Theo giáo sư Nocera, tận dụng công nghệ mới, các nhà khoa học sẽ có cách giải quyết và trong vòng không tới 10 năm nữa, một cuộc cách mạng năng lượng thực sự sẽ nổ ra và nó chống lại mọi hạn chế và sự tập trung hoá nguồn năng lượng, cũng như phân phối nó.

Đúng vậy. Điều ông nói hoàn toàn có cơ sở. Trước hết, về pin mặt trời. Nhà khoa học Hoa Kỳ – giáo sư Marc Baldo, cũng của MIT, nói rằng, các tấm (panel) để làm pin mặt trời hiện tại quá đắt vì được đưa vào công nghiệp sản xuất các chất bán dẫn. Ông đã tìm ra phương pháp làm giảm giá thành đi 40 lần. Thay vì đặt panel lên toàn bộ bề mặt, ông lắp nó xung quanh, còn ở giữa đặt những tấm kính màu với vai trò thu hút ánh sáng mặt trời. Các tia nắng hội tụ vào các tấm kính màu này không gì khác hơn là qua các sợi cáp quang. Theo ông, sáng chế của ông chỉ trong vòng 3 năm nữa sẽ được bán ra thị trường với các sản phẩm ở dạng tấm lợp nhà hay kính cửa sổ. Điện pin mặt trời với giá đắt gấp ba điện thông dụng hiện nay sẽ sụt đi thê thảm. Cửa sổ nhà ở của chúng ta sẽ được lắp bằng những tấm kính màu điện quang…

Trong khi đó, một nhóm nhà khoa học khác của Australia (Úc) do giáo sư Winther-Jensen điều hành, đang thiết kế một loại cực điện dùng cho phản ứng tách hydro. Các nhà khoa học Úc không sử dụng chất platinium mà dùng polymer. Hiện nay polymer rẻ hơn platinum 30 lần, nhưng vào năm 2011, khi hết hạn quy định của sáng chế sản xuất polymer PEDOT, chi phí sẽ còn hạ thấp nữa.

Và Nocera cùng với Winther-Jensen đồng ý với nhau rằng, kết hợp hai sáng chế của họ sẽ làm giảm đi vài chục lần chi phí sản xuất thiết bị cung cấp năng lượng mới cho các gia đình và xe hơi.

Kết luận

Dù trong thập niên trước mắt vẫn phải đối diện với giá năng lượng đắt đỏ và những khó khăn nghiêm trọng từ suy thoái kinh tế thế giới, một viễn cảnh tươi sáng đang tiến dần đến hiện thực. Với cuộc cách mạng năng lượng mới, cuộc sống của con người sẽ có rất nhiều thay đổi và chắc chắn những ông chủ sạp dầu lớn hung hăng, khó chịu như Iran, Nga hay Venezuela sẽ phải thay đổi giọng nói và cách hành xử với khách hàng.

Cũng rất có thể vì lý do này mà dự án khổng lồ xây dựng đường ống dẫn dầu và khí đốt từ Nga qua Đức, xuyên biển Baltic chỉ là bản thiết kế nằm trong ngăn kéo. Đề án này bao gồm 147 km đường ống trên đất liền (4,2 – 5,7 tỷ Đôla) và 1.189 km dưới đáy biển (5,6 tỷ Đôla), đã không được Ngân hàng Trung ương của Liên hiệp Âu châu (ECB) hỗ trợ, do phản đối của các nước thành viên EU có biển Baltic như Ba Lan, Thuỵ Điển, Estonia, Latvia… – nên rất tốn kém, vì vốn phải vay từ các ngân hàng thương mại. Người ta còn nói rằng đề án này như cuộc chơi đỏ đen.

Stephen Bastos, chuyên gia người Đức của Hiệp hội Chính sách Đối ngoại nói với nhật báo Ba Lan Dziennik (3/10/2008) rằng, càng ngày càng thấy ở Berlin dư luận về dự án đầu tư trên có thể sẽ không thực hiện. – Không phải do sự nguội lạnh chính trị trong quan hệ với Nga, mà đơn giản là chi phí cho đề án Nordstream bắt đầu tăng, ví dụ như chi phí bảo vệ môi sinh và thật bất an khi đường ống tiến gần tới biên giới Đức thì các nhà đầu tư thấy không đáng để thực hiện – Stephen Bastos nói.

Warsaw, 5/10/2008

Tư liệu tham khảo

• Science, July 31, 2008
• Newsweek Poland số 40 (5/10/2008)
• http://peswiki.com/index.php/Directory:MIT:Daniel_Nocera:Catalytic_Electrolysis
• http://web.mit.edu/newsoffice/2008/chesonis-0422.html
• http://www.news.com.au/couriermail/story/0,,24123955-5010760,00.html
• http://eecsfacweb.mit.edu/facpages/baldo.html
• http://www.rle.mit.edu/organic/faculty.html

© 2008 talawas

Các bạn hãy cùng tham khảo danh sách này và cùng tham gia thảo luận. Bạn có đồng ý với các phát minh môi trường này không? Còn phát minh hay ho nào bị bỏ sót không?

Hãy thảo luận ngay bên dưới hoặc email về ecosolutions@cnn.com.

Danh sách hiện thời:

1. Xe đạp

   

   Đơn giản, sạch sẽ, hiệu quả và khỏe khoắn, nhiều người cho rằng xe đạp là phát minh môi trường vĩ đại nhất mọi thời đại.
   Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về các loại xe đạp hiện nay, hoặc đang cân nhắc chuyển qua đi xe đạp, hãy tham khảo thêm tại trang Xe Đạp Ơi, một trang web chuyên về xe đạp và gìn giữ môi trường.

2. Năng lượng mặt trời
   

   

   Những tấm pin mặt trời với các tế bào quang điện có khả năng có khả năng biến đổi năng lượng mặt trời thành điện năng đang hứa hẹn là giải pháp năng lượng cho tương lai.
   Nếu bạn thấy chưa có khả năng để lắp đặt các tấm pin lớn hay bình nước nóng chạy năng lượng mặt trời, hãy thử qua các sản phẩm nhỏ gọn như pin quang điện hay sạc điện thoại mặt trời đa năng. Đọc thêm tại Xanh blog.

3. Bộ lọc khí xe hơi (catalytic converter)
   

   

   Trông giống như là ống pô xe và cấu tạo cực kỳ đơn giản, bộ lọc khí thật ra có một vai trò to lớn trong việc giảm thiểu khí thải gây ô nhiễm từ xe hơi. Trong bộ lọc này có chứa các chất xúc tác giúp phân hủy hoặc biến đổi các chất độc trước khi thải ra ngoài. Phát minh này xứng đáng có một chỗ trong danh sách này. Đọc thêm về catalytic converter tại đây và đây.

4. Đèn compact huỳnh quang
   

   

   Đã khá phổ biến bởi tính hiệu quả và khả năng tiết kiệm năng lượng vượt trội, đèn compact huỳnh quang rõ ràng là một giải pháp đáng giá và là một trong những phát minh môi trường tốt nhất.

5. Phương pháp tránh thai
   

   

   Bạn thử nghĩ xem tại sao

6. Năng lượng gió
   

   

   Một tua-bin sản xuất điện từ gió có thể làm việc quanh năm và đủ cung cấp điện cho vài hộ gia đình. Quá sạch và hiệu quả. Vài người cho rằng đây là phát minh môi trường đáng giá nhất.

7. Xuất bản trực tuyến
   

   

   Một số người khác lại cho rằng chính sự phát triển của công nghệ thông tin mở đường cho việc xuất bản nhiều ấn phẩm trực tuyến là một trong những nhân tố giảm thiểu ô nhiễm môi trường quan trọng.

8. Thủy điện
   

   

   Việc xây dựng một nhà máy thủy điện chắc chắn là không tránh khỏi tác hại đến môi trường, tuy nhiên vẫn có nhiều người bầu chọn cho thủy điện như là một giải pháp năng lượng thực tế.

(Còn nữa. Sẽ cập nhật thêm ảnh và link.)

Mời bạn xem đoạn phim ngắn dưới đây để tìm hiểu về cách hoạt động của Hệ thống xử lý rác thải SSI Schaefer, đã được áp dụng rất thành công tại Philippines và hoàn toàn có thể sử dụng được ở Việt Nam

Cảm ơn chị Kiều Kính (todaysofine@yahoo.com) vì đã giới thiệu và dịch phụ đề cho đoạn phim này. Biên tập và chỉnh sửa bởi Hoàng.