Nguồn tài nguyên chủ yếu trên trái đất là gì
|
Kho�ng sản v� năng lượng đều l� nguồn nguy�n liệu tự nhi�n c� nguồn gốc v� cơ hoặc hữu cơ, tuyệt đại bộ phận nằm trong l�ng đất v� qu� tr�nh h�nh th�nh c� li�n quan mật thiết đến qu� tr�nh lịch sử ph�t triển của vỏ tr�i đất trong một thời gian d�i h�ng ngh�n năm, c� khi h�ng triệu năm. Trong qu� tr�nh ph�t triển của x� hội lo�i người từ giai đoạn m�ng muội ban đầu đến giai đoạn văn minh hiện nay th� sự hiểu biết v� sử dụng kho�ng sản, năng lượng ng�y nhiều hơn v� đa dạng hơn. Vỏ tr�i đất c� phần lục địa chiếm khoảng 50% khối lượng to�n bộ của vỏ tr�i đất tương đương với 2, 9% khối lượng của tr�i đất. Phần lớn vỏ tr�i đất được cấu tạo bởi c�c nham thạch bị n�ng chảy, nguội dần v� kết tinh. Th�nh phần c�c nguy�n tố cấu tạo n�n vỏ tr�i đất được biết nhưng chưa đầy đủ v� những khảo cứu chỉ mới được thực hiện tr�n lục địa m� th�i. Hơn nữa tr�n lục địa cũng c� những v�ng kh�ng khảo cứu được v� nơi nầy c� lớp trầm t�ch qu� d�y. Bảng 1. Th�nh phần c�c nguy�n tố cấu tạo n�n vỏ tr�i đất (Masson - 1966) Th�nh phần Trọng lượng (%) Oxy (O2) Silic (SiO2) Nh�m (Al) Sắt (Fe) Calci (Ca) Natri (Na) Kali (K) Magne (Mg) Titan (Ti) Hydrogen (H2) C�c nguy�n tố kh�c 46, 60 27, 72 8, 13 5, 00 3, 63 2, 83 2, 59 2, 09 0, 44 0, 14 0, 83 Trong sự ph�t triển của nền kinh tế hiện đại, những kim loại c� nhu cầu lớn v� c� nhiều trong vỏ tr�i đất như nh�m, sắt v� cả những kim loại c� �t hơn như đồng, ch�, kẻm... đều bị khai th�c triệt để, tất nhi�n chỉ khai th�c được ch�ng khi ch�ng tập trung th�nh quặng*, mỏ **. Những kim loại hiếm như thiếc, thủy ng�n, titan...v� c�c kim loại qu� như v�ng, bạc, bạch kim...c� trử lượng rất �t v� ph�n t�n n�n kh� x�c định được ch�nh x�c. * Quặng l� tập hợp c�c kho�ng sản trong đ� h�m lượng c�c th�nh phần c� �ch (kim loại, hợp chất của kim loại...) đạt y�u cầu c�ng nghiệp, c� thể khai th�c sử dụng c� hiệu quả kinh tế. * Mỏ l� một bộ phận của vỏ tr�i đất, nơi tập trung tự nhi�n c�c kho�ng sản do kết quả của mộtqu� tr�nh địa chấtnhất định tạo n�n. T�y theo đặc điểm v� t�nh chất của mỗi loại kho�ng sản, người ta ph�n ch�ng ra l�m hai loại: kho�ng sản kim loại v� kho�ng sản phi kim loại; mỗi loại lại được ph�n th�nh nhiều nh�m kh�c nhau t�y theo c�ng dụng. - Kho�ng sản kim loại bao gồm tất cả c�c kim loại được biết hiện nay, những kim loại thường gặp như nh�m, sắt, mangan, magnesium, crom... v� c�c kim loại hiếm như đồng, ch�, kẻm, thiếc, tungsten, v�ng, bạc, bạch kim, uranium, thủy ng�n, molypden... - Kho�ng sản phi kim loại như chlorua natri, carbonat calci, silic, thạch cao, nước biển, nước ngầm... Trong những chỉ số về ph�t triển kinh tế x� hội ở mỗi quốc gia , người ta thường quan t�m đến ba chỉ số: tăng trưởng d�n số, tăng trưởng sản xuất c�ng nghiệp v� tăng tổng sản lượng thu hoạch; v� sự gia tăng c�c chỉ số n�y lu�n gắn liền với nhu cầu ng�y c�ng cao về năng lượng v� kho�ng sản. L�m cơ sở cho sự ph�t triển c�ng nghiệp hiện nay bao gồm một số kim loại chủ yếu như sắt, đồng, nh�m, ch�, kẻm...Ở nhiều quốc gia c� nền c�ng nghiệp ph�t triển th� nhu cầu về c�c kim loại nầy chiếm tỉ lệ 80% - 90% tổng lượng kim loại sử dụng tr�n thế giới. Ngo�i ra nhu cầu về kho�ng sản phi kim loại cũng tăng l�n, chủ yếu được sử dụng để l�m ph�n b�n, sử dụng trong x�y dựng v� d�ng l�m nguy�n liệu cho một số ng�nh c�ng ngiệp. Sau đ�y chỉ đề cập đến một số kho�ng sản kim loại chủ yếu được khai th�c sử dụng:
��y l� loại kho�ng sản thường gặp v� kh� phổ biến trong vỏ tr�i đất, gồm bốn loại quặng c� tầm quan trọng trong thương mại l�: Fe3O4 (magnetit), Fe2O3 (Hematit), FeO2 (limonit) v� FeCO3 (Siderit). C�c loại quặng n�y c� chứa kh� nhiều tạp chất n�n tỷ lệ kim loại trong quặng giảm. V�ng Siberia (Li�n X� cũ) l� v�ng c� trử lượng sắt được xem như lớn nhất thế giới. C�ng nghiệp sản xuất th�p tr�n thế giới ng�y c�ng tăng theo sự ph�t triển của nền c�ng nghiệp, năm 1965 sản xuất tr�n to�n thế giới l� 370 triệu tấn đến năm 1980 sản xuất được gần 1 tỉ tấn.
Mặc d� trử lượng đồng tr�n thế giới �t hơn nhưng nhu cầu sử dụng cũng gia tăng. Năm 1965 sản xuất đồng tr�n to�n thế giới l� 6, 6 triệu tấn v� với nhịp điệu gia tăng h�ng năm từ 3, 4% - 5, 8%. Dự kiến nhu cầu về đồng đến năm 2.000 khoảng từ 16,8 triệu St đến mức tối đa l� 34, 9 triệu St ( St = Shortton = 907,2 kg ), như vậy so với năm 1965 ở mức thấp th� tăng gấp 2,6 lần. Vấn đề đặt ra hiện nay trong c�ng nghiệp đồng l� nhu cầu về đồng c�ng tăng trong khi đ� phẩm chất của quặng lại giảm n�n gi� th�nh của sản xuất đồng c�ng ng�y c�ng tăng l�n. V� th�,� những c�ng cụ truyền thống vốn l�m bằng đồng dần dần được thay thế bằng nh�m hoặc bằng chất dẻo.
Nh�m kh�ng được gặp ở trạng th�i đơn chất trong tự nhi�n mặc d� n� chiếm đến 8,13% trọng lượng vỏ tr�i đất. Bauxit chứa hydroxyd nh�m l� quặng ch�nh thường được khai th�c để lấy nh�m. Năm 1948 sản xuất nh�m to�n thế giới chỉ đạt 0, 5 triệu tấn, đến năm 1968 đ� l�n tới 8 triệu tấn v� nhu cầu về nh�m c�ng ng�y c�ng cao hơn rất nhiều. Hiện nay, hai ng�nh x�y dựng v� giao th�ng vận tải sử dụng nh�m nhiều nhất. Hơn nữa do t�nh chất bền v� chắc của hợp kim nh�m n�n ng�nh kỹ thuật h�ng kh�ng v� h�ng kh�ng vũ trụ ng�y c�ng ti�u thụ nhiều nh�m hơn. Bảng 2. Nhu cầu về một số kim loại ch�nh được sử dụng tr�n to�n thế giới (Mc.Hale) (đơn vị Triệu St; 1 St = 907, 2 kg) Năm Kim lọai 1966 1980 1985 1990 2.000 ( Dự kiến) Sắt 469, 0 900, 0 1130, 0 1400, 0 2250, 0 �ồng 5, 4 9, 2 10, 0 13, 5 20, 0 Nh�m 7, 7 32, 0 55, 0 90, 0 250, 0
- Quặng thiếc: trử lượng thiếc rất hạn chế v� tập trung ở một số nước ��ng Nam � như Th�i Lan, M� Lai, Indonesia, Trung Quốc v� một số quốc gia kh�c ở Ch�u Phi như Nigeria, Congo...Thiếc mềm v� dể d�t mỏng n�n được sử dụng để l�m th�ng v� hộp chứa thực phẩm kh� (60%), trong kỹ nghệ h�n (20%) v� một số c�c c�ng việc kh�c. Do t�nh chất dể bị han gỉ của thiếc n�n ng�y nay nh�m v� chất dẽo dần dần thay thế vị tr� của thiếc trong việc sản suất c�c th�ng chứa thực phẩm - Nikel (kền): chủ yếu khai th�c ở Canada (chiếm 80% to�n thế giới) ngo�i ra c�n c� ở Li�n X� cũ, Cuba... - Ch�: ch� th� mềm, n�ng chảy ở nhiệt độ tương đối thấp, kh�ng bị han gỉ v� nặng hơn cả trong số c�c kim loại th�ng thường. Trong thời gian qua th� nhu cầu ch� ng�y c�ng tăng nhất l� Li�n X� v� một số nước ở Ch�u �, một phần do ph�t triển sản xuất � t� ở khu vực nầy. - Ph�n b�n: N�ng nghiệp ng�y c�ng ph�t triển n�n nhiều nước sử dụng c�ng nhiều ph�n h�a học để tăng thu hoạch m�a m�ng. C�ng nghiệp ph�n h�a học c�ng ph�t triển, kỹ thuật chế tạo ph�n b�n kh�ng phức tạp n� đ�i hỏi số nguy�n liệu để cố định đạm v� xử l� phosphat. Nguy�n liệu chủ yếu để sản xuất ph�n b�n l� P205, K20 v� N2 dồi d�o trong lớp vỏ quả đất n�n gi� th�nh trở n�n hạ. Nền c�ng nghiệp v� n�ng nghiệp Việt Nam đang từng bước ph�t triển với tốc độ ng�y c�ng tăng đ�i hỏi c�ng nhiều kho�ng sản hơn.
- Quặng sắt: Trử lượng 700 triệu tấn ph�n bố rải r�c từ Bắc bộ đến Nam trung b�. Những mỏ đạt trử lượng c�ng nghiệp kh�ng nhiều v� tập trung ở Bắc bộ, trong đ� mỏ Thạch Kh� (Nghệ Tỉnh) c� trử lượng ước t�nh khoảng 500 triệu tấn, chất lượng quặng tốt . Năm 1979 mới tiến h�nh khai th�c ở mỏ Th�i Nguy�n v� đ� luyện được 100.000 tấn th�p, năm 1980 chỉ khai th�c được 60.000 tấn, đến năm 1989 được 75.000 tấn, năm 1995 khai th�c khoảng 150.000 - 175.000 tấn. - Quặng đồng: Trử lượng ước t�nh 600.000 tấn, hầu hết tập trung ở T�y Bắc bộ như ở Tạ Khoa (Sơn La) v� Sinh Quyền ( �L�o Cai ). Hiện nay sự khai th�c thủ c�ng với sản lượng 2.000kg/ năm. - Quặng nh�m: Quặng bauxit chứa hydroxyd nh�m c� trử lượng đạt y�u cầu c�ng nghiệp tập trung ở ��ng Bắc bộ v� khu 4 cũ, ở T�y nguy�n, L�m �ồng... ước t�nh c� 4 tỉ tấn, chất lượng quặng tốt, h�m lượng quặng từ 40 - 43%. Tuy nhi�n, việc khai th�c vẫn chưa ph�t triển v� c�n thiếu năng lượng v� cơ sở hạ tầng. Tương lai ng�nh khai th�c bauxit để lấy nh�m c� nhiều triển vọng. - Quặng thiếc: c� trử lượng 70.000 tấn ph�n bố ở 3 khu vực: khu vực đ�ng bắc Bắc bộ (Cao Bằng, Tuy�n Quang); khu vực Bắc trung bộ (Nghệ An, H� Tỉnh); khu vực Nam Trung bộ ( L�m đồng, Thuận Hải). Hiện khai th�c kh�ng đều, dự kiến năm 1995 khai th�c được 1.000 tấn. - Quặng cromit: trử lượng chung khoảng 10 triệu tấn ph�n bố rải r�c ở c�c khu vực ph�a Bắc chất lượng quặng kh�ng cao, trử lượng lớn tập trung ở Thanh H�a ước t�nh khoảng 3,2 triệu tấn, h�m lượng 46%. Việc khai th�c được tiến h�nh từ l�u song sản lượng chưa nhiều, hy vọng trong tương lai gần sẽ đưa sản lượng l�n khoảng 15.000 - 20.000 tấn / năm. - C�c kim loại kh�c: v�ng, titan, kẻm, nikel, mangan...ph�n bố rộng rải nhiều nơi từ v�ng n�i đến c�c bải biển. Việc khai th�c c�c quặng n�y c�n hạn chế v� nh� nước chưa c� biện ph�p hữu hiệu để quản l� nguồn t�i nguy�n n�y n�n việc khai th�c bừa bải l�m hao hụt t�i nguy�n v� c�n ảnh hưởng xấu đến m�i trường.
- Apatit: trử lượng tr�n 1 tỉ tấn tập trung ở Cam �ường (L�o Cai) v� Q�y Ch�u (Nghệ An) trong đ� quặng c� chất lượng cao chỉ khoảng 70 triệu tấn, số c�n lại k�m chất lượng. Sản lượng khai th�c hiện nay l� 1, 5 triệu tấn / năm, từ đ� chế biến khoảng 500.000 tấn ph�n l�n. Năm 1995 sản xuất được 1 triệu tấn ph�n l�n, số ph�n n�y chỉ đ�p ứng 50% nhu cầu trong nước. - �� v�i: l� nguồn nguy�n liệu đ�ng kể. Trử lượng lớn ph�n bố ở Bắc bộ v� Trung bộ v� một số �t ở v�ng Ki�n Giang. �� v�i l� nguy�n liệu để l�m xi măng v� một số �t được d�ng để b�n ruộng. Hiện nay, sản xuất xi măng c� thể đ�p ứng được cho nhu cầu trong nước v� một số �t được xuất khẩu.
T�i nguy�n kho�ng sản kh�ng phải l� v� tận, một số lại rất hạn chế, nhất l� với sự ph�t triển của nền c�ng nghiệp hiện đại th� sự cạn kiệt nguồn t�i nguy�n kho�ng sản đang l� mối đe dọa đối với nhiều quốc gia v� n�i chung l� đối với cả nh�n loại. Theo đ�nh gi� của c�c nh� chuy�n m�n về t�nh h�nh trử lượng một số loại kho�ng sản như sau: Sắt, nh�m, titan, crom, magnesium, platin...trử lượng c�n kh� nhiều chưa c� nguy cơ cạn kiệt; Bạc, thủy ng�n, đồng, ch�, kẻm, thiếc, molypden...c�n �t v� đang b�o động; Fluorit, grafit, barit, mica...trử lượng c�n �t, đang đứng trước nguy cơ cạn kiệt. Tuy nhi�n, cũng c� những � kiến lạc quan hơn, đặt hy vọng v�o sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật trong tương lai v� dựa v�o nguồn t�i nguy�n kho�ng sản chưa được khai th�c ở c�c đại dương b�n cạnh nguồn t�i nguy�n c�n lại tr�n lục địa, người ta cho rằng: - Với tiến bộ của khoa học kỹ thuật th� tương lai c� thể ph�t hiện v� tạo n�n những nguy�n liệu mới đảm bảo cho nhu cầu của con người. - Tận dụng khai th�c phần kho�ng sản c�n lại tr�n lục địa, khi cần th� đ�o s�u hơn v� thu nhận cả những kho�ng sản ngh�o hơn. - Sự ph�t triển của ng�nh Hải dương học (oceanography) v� ng�nh địa chất hải dương (marine geology) hy vọng rằng sẽ ph�t hiện được một kho t�ng phong ph� v� khai th�c để sử dụng.
Tiềm năng về kho�ng sản kim loại v� phi kim loại ở Việt Nam tương đối lớn, c�c quặng mỏ đ� dần dần được x�c định v� một kế hoạch khai th�c t�i nguy�n kho�ng sản c� hiệu quả đang từng bước được thực hiện. Tuy nhi�n, để thực hiện được kế hoạch n�y, c� những kh� khăn cần được khắc phục như: - Lựa chọn giữa việc mở c�ng trường khai th�c kho�ng sản với việc sử dụng đất với mục đ�ch kh�c sau cho c� hiệu quả hơn. - C�c hoạt động khai th�c cố tr�nh hoặc hạn chế thấp nhất l�m thay đổi địa h�nh, g�y n�n sự nhiễm bẩn kh�ng kh�, nước, đất v� ảnh hưởng xấu đến cảnh quang. - Tr�nh mọi tổn thất t�i nguy�n trong kh�u thăm d� khai th�c, chế biến sử dụng. V� vậy, để giải quyết c�c vấn đề tr�n, trong thời gian tới cần đẩy mạnh c�ng t�c kế hoạch thăm d�, khai th�c v� chế biến sử dụng kết hợp với việc bảo vệ t�i nguy�n trong l�ng đất v� m�i trường chung quanh, chống � nhiễm trong qu� tr�nh khai th�c, phục hồi c�c hệ sinh th�i v�ng mỏ, giảm bớt sự tổn thất t�i nguy�n trong qu� tr�nh thăm d�, khai th�c, chế biến sử dụng, đ�y l� vấn đề cần được quan t�m. II. T�I NGUY�N NĂNG LƯỢNG Thời cổ xưa, con người nguy�n thủy chỉ d�ng sức mạnh của cơ bắp đề sản sinh ra năng lượng cho cuộc sống, năng lượng nầy do thức ăn cung cấp; ở giai đoạn h�i lượm v�o khoảng 2.000 kcalo/người /ng�y. Sau khi ph�t hiện ra lửa v� cải biến c�ng cụ săn bắt c�c th� lớn th� năng lượng m� con người ti�u thụ được từ thức ăn đ� tới 4.000 - 5.000 kcalo/ng�y (khoảng 100.000 năm trước c�ng nguy�n), đến cuộc c�ch mạng n�ng nghiệp v�o thời đại đồ đ� mới (5.000 năm trước c�ng nguy�n) th� năng lượng tự nhi�n bắt đầu được khai th�c l� sức nước v� sức gi�, đốt than củi để lấy nhiệt năng. V�o đầu thế kỷ thứ 15 sau c�ng nguy�n, năng lượng ti�u thụ theo đầu người một ng�y l� 26.000 kcalo. �ến thế kỷ 18 với cuộc c�ch mạng c�ng nghiệp ra đời, sự ph�t minh ra m�y hơi nước đầu ti�n đẩy bằng piston, sau đ� l� vận động bằng tourbine; loại năng lượng mới nầy đ� tăng cường gấp bội khả năng của con người trong sản xuất v� trong lưu th�ng ph�n phối. V� thế năng lượng ti�u thụ theo đầu người ở đầu thế kỷ thứ 19 ước t�nh khoảng 70.000 kcalo / ng�y. Từ đầu thế kỷ thứ 19 trở về trước th� năng lượng cung cấp do than, củi, rơm, rạ chiếm 50% trong cơ cấu sử dụng nhi�n liệu của nh�n loạiv� sau đ� dần dần được thay thế bằng than đ� trong suốt nửa đầu thế kỷ 20. �ến khi sự ph�t minh ra động cơ đốt trong th� dầu mỏ trở th�nh nguồn nhi�n liệu ch�nh thay thế dần than đ� trong c�ng nghiệp. Năng lượng t�nh theo đầu người v�o năm 1970 ở c�c nước ph�t triển l� 200.000 kcalo/ ng�y. Từ nay đến năm 2000 nguổn năng lượng chủ yếu m� con người sử dụng l� dầu mỏ v� kh� đốt.
* Than đ� Từ thế kỷ 20 trở về trước, trong h�ng ng�n năm, nguồn năng lượng được con người sử dụng cho cuộc sống hằng ng�y chủ yếu lấy từ gỗ củi, rơm rạ, th�n l� thực vật. Than đ� được khai th�c v�o thế kỷ thứ 10 ở �ức nhưng kh�ng được con người ưa chuộng v� kh� ch�y v� lại tỏa nhiều kh� độc khi đốt. �ến thế kỷ 15, ng�nh c�ng nghiệp luyện kim ra đời v� ng�y một ph�t triển, nhất l� đến đầu thế kỷ 19 vơ� sự ra đời của c�c nh� m�y nhiệt điện th� nhu cầu sử dụng than đ� chiếm tỷ trọng ng�y một lớn. Tuy nhi�n, cho đến những năm 60 của thế kỷ 19 th� lượng than đ� khai th�c v� sử dụng mới chỉ chiếm từ 23% - 27 %trong tổng năng lượng được sử dụng, c�n kh� đốt v� dầu mỏ th� coi như kh�ng đ�ng kể. Từ đầu thế kỷ 20 th� cơ cấu th�nh phần nhi�n liệu sử dụng c� sự thay đổi lớn, tỷ lệ d�ng than đ�, dầu mỏ v� kh� đốt tăng cao, theo số liệu của năm 1965 th� tỷ lệ đ� l� 40%, 33,5% v� 16,3%. Tuy nhi�n, đối với từng khu vực v� từng quốc gia, cơ cấu năng lượng sử dụng phụ thuộc v�o tr�nh độ ph�t triển của nền kinh tế - x� hội của mỗi quốc gia, chẳng hạn như Ấn �ộ v�o năm 1965 th� năng lượng cung cấp do than đ� chiếm 40% trong khi đ� năng lượng cung cấp từ điện năng, dầu mỏ, kh� đốt... chỉ đạt 7%. Tuy nhi�n trong thời gian qua xu hướng sử dụng năng lượng từ than đ� c� sự giảm s�t r� rệt v� dầu mỏ v� kh� đốt được khai th�c ng�y c�ng nhiều n�n gi� th�nh hạ. Trong những năm gần đ�y, một xu hướng mới lại xuất hiện ở nhiều nước, trước t�nh h�nh dầu mỏ v� kh� đốt c� hạn, gi� lại tăng nhanh n�n người ta quay trở lại sử dụng than đ� đồng thời cải tiến kỷ thuật đốt ch�y nhanh hơn v� giảm được sự � nhiểm m�i trường do kh� độc tho�t ra. Bảng 3. Nhu cầu sử dụng than đ� tr�n thế giới (Li�m, 1990). Năm Than đ� (triệu tấn) C�c nhi�n liệu kh�c(triệu tấn) Tổng cộng (triệu tấn) Tỉ lệ% than sử dụng 1900 1940 1950 1960 1972 725 1.500 1.550 2.100 2.500 50 600 1.150 2.100 5.300 775 2.100 2.700 4.200 7.800 93,6 71,4 67,4 50,0 32,0 Trử lượng than đ� thế giới l� 23.000 tỷ tấn trong đ� khoảng 30% tập trung ở Li�n X� (cũ), Hoa Kỳ v� Trung Quốc. C�c nước c� trử lượng than đ� lớn hơn 20 tỉ tấn l�: Li�n X� (4.122 tỉ tấn), Hoa Kỳ (1.100 tỉ tấn), Trung Quốc (1.011 tỉ tấn), T�y �ức (70 tỉ tấn), Canada (61 tỉ tấn), Ba Lan (46 tỉ tấn), Nam Phi (26 tỉ tấn), Nhật Bản (20 tỉ tấn). Theo nhịp độ khai th�c hiện nay th� việc khai th�c th�c than đ� c� thể tiến h�nh chừng 250 năm nữa. H�nh 1. C�ng trường khai th�c than đ� (Miller, 1988) * Dầu mỏ Từ nay đến năm 2000, năng lượng chủ yếu khai th�c v� sử dụng cho nhu cầu c�ng nghiệp l� dầu mỏ v� kh� đốt. Ri�ng dầu mỏ, trử lượng t�nh cho to�n cầu (trừ Li�n X� v� c�c nước XHCN) l� 65,3 tỉ tấn tr�n c�c lục địa v� đến năm 1978 trử lượng nầy tăng l�n 74,9 tỉ tấn do qu� tr�nh thăm d� khai th�c ở biển v� thềm lục địa. Kh�ng kể phần Li�n X�, th� khoảng 65% dự trử dầu mỏ tập trung ở c�c nước thuộc khối Ả Rập. Từ nửa sau thế kỷ nầy th� nhu cầu về dầu mỏ ng�y c�ng tăng v� lượng dầu khai th�c cũng tăng l�n gấp đ�i; theo ước t�nh với nhịp độ khai th�c hiện nay th� trử lượng dầu sẽ cạn trong v�ng 30 -35 năm nữa. Bảng 4: Sản lượng dầu th� khai th�c được tr�n thế giới từ năm 1900 Năm Sản lượng Năm Sản lượng 1900 1920 1930 1945 1950 1955 1960 19,9 96,9 196,5 354,6 524,8 770,1 1051,5 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1994 1503,5 2336,2 2709,1 3624,0 3700,0 3003,4 2982,5 C� m�u thuẫn l� khu vực sản xuất dầu nhiều nhất lại l� nơi kh�ng ti�u thụ nhiều dầu, n�n phần lớn dầu khai th�c được xuất sang c�c nước tư bản ph�t triển. Theo số liệu năm 1974 th� T�y �u nhập 733,8 triệu tấn, Hoa Kỳ nhập 315,4 triệu tấn, Nhật nhập 268,1 triệu tấn. Li�n X� l� nước c� nhịp độ khai th�c dầu mỏ tăng nhanh v� vượt xa Hoa Kỳ, theo số liệu th� trước đại chiến thế giới lần hai kết th�c th� 60% lượng dầu xuất khẩu tr�n to�n thế giới l� của Hoa Kỳ, đến năm 1970 tỉ lệ nầy giảm xuống c�n 22,3%, đến năm 1977 th� lượng dầu m� Hoa Kỳ sản xuất được chỉ đủ cung ứng 70 - 75% nhu cầu ti�u thụ trong nước n�n phải nhập khẩu từ c�c nước Ch�u Phi v� Trung ��ng. C�n Li�n X�, trước đại chiến thứ hai th� lượng dầu khai th�c chỉ bằng 17% so với Hoa Kỳ, đến năm 1973 con số nầy l� 83% v� từ năm 1975 Li�n X� đứng đầu thế giới về lượng dầu khai th�c hằng năm. * Kh� đốt thi�n nhi�n Trong nửa sau thế kỷ 20, kh� đốt l� nguồn cung cấp quan trọng sau dầu mỏ. Trử lượng kh� đốt ở độ s�u hiện đang khai th�c (3.000 m) l� 72,9 ng�n tỉ m3 trong đ� c� 20% nằm ở đại dương. Nếu t�nh ở độ s�u 5000 m�t th� trử lượng kh� đốt l� 86 ng�n tỉ m3. Mức độ khai th�c kh� đốt cũng kh�c nhau t�y theo khu vực v� từng nước l� do nhu cầu thực tiển của sự ph�t triển kinh tế - x� hội của mỗi nước. Nhu cầu về kh� đốt 1980 l� 1.700 tỉ m3 trong đ� c�c nước tư bản 1.030 tỉ m3 (ri�ng Hoa Kỳ 680 tỉ m3). Do nhu cầu sử dụng c�ng tăng n�n trử lượng ng�y thu hẹp dần, năm 1972 ước t�nh c�n 9,6 ng�n tỉ m3, đến năm 1976 chỉ c�n 5,9 ng�n tỉ m3. * �iện năng C�ng nghiệp điện ra đời v�o cuối thế kỷ 19 v� ph�t triển rất nhanh ch�ng. C�ng nghiệp điện hiện nay bao gồm hai lĩnh vực ch�nh l� nhiệt điện v� thủy điện. Cho đến nay, điện năng được sử dụng tr�n thế giới l� do c�c nh� m�y nhiệt điện sản xuất l� ch�nh, c�n thủy điện cung cấp chỉ l� 1 phần nhỏ chiếm tỉ lệ từ 3,5% - 5%. Nhu cầu về điện năng c�ng ng�y c�ng cao, trung b�nh tr�n thế giới th� b�nh qu�n mỗi đầu người l� 1.600 kwh/năm, ước t�nh đến năm 2000 sẽ l� 4.600 kwh / năm. Theo bảng dưới đ�y, nếu t�nh trung b�nh 10 năm th� sản lượng điện tăng l�n gấp đ�i v� nếu so s�nh v� mức ti�u thụ năng lượng điện từ nửa đầu thế kỷ 20 nầy bằng tổng năng lượng điện ti�u thụ của to�n bộ nh�n loại trước đ�. Bảng 5: Sản lượng điện được sản suất tr�n to�n thế giới Năm Sản lượng (Tỉ kwh) 1900 1920 1950 1960 1970 15 130 957 2.295 5.000 Li�n X� c� nền c�ng nghiệp điện ph�t triển rất nhanh. Năm 1913 chỉ đạt sản lượng 1,3 tỉ kwh, năm 1935 đạt 26,288 tỉ kwh đứng h�ng thứ tư sau Hoa Kỳ, �ức v� Anh. Tiềm năng thủy điện của Li�n X� c�n rất lớn trong khi đ� nhiều nước kh�c đ� sử dụng hầu hết tiềm năng của họ như Na-uy (99,7%), Thụy �iển v� Thụy Sĩ (90%), � v� Ph�p (50%)... H�nh 2. Trạm nhiệt điện * �iện nguy�n tử Trong t�nh h�nh c�c nguồn năng lượng sơ cấp truyền thống cạn dần th� nền c�ng nghiệp điện nguy�n tử ra đời. Li�n X� l� nước đầu ti�n x�y dựng th�nh c�ng nh� m�y điện nguy�n tử (1954) với c�ng suất 5.000 kwh, sau đ� l� Anh (1956), Hoa Kỳ (1957), Ph�p (1959) v� một số quốc gia kh�c như Ấn độ, Pakistan... Sau 20 năm kể từ khi nh� m�y điện nguy�n tử đầu ti�n ra đời, năm 1974 tổng c�ng suất của c�c nh� m�y điện nguy�n tử tr�n thế giới đ� đạt tới 55 triệu kwh v� hiện nay c�c nước c� nền c�ng nghiệp điện nguy�n tử ph�t triển mạnh l� Hoa Kỳ v� Nhật Bản v� sau đ� l� T�y �ức, Anh , Ph�p. H�nh 3. Nh� m�y điện nguy�n tử ở California (Chiras, 1991) Nguy�n liệu sử dụng cho nh� m�y điện nguy�n tử l� Uranium. Năng lượng nguy�n tử c� nhiều điểm ưu việt n�n n� sẽ thay thế dần c�c nguồn năng lượng cổ điển v�o thế kỷ 21. Một kg Uranium - 235 bị ph�n rả ho�n to�n ph�t ra một năng lượng l� 23 triệu kwh tương đương với 2.600 tấn than đ�. V� thế n�n nh� m�y điện nguy�n tử chiếm diện t�ch nhỏ, m�y m�c gọn nhẹ, ti�u thụ điện của bản th�n nh� m�y cũng �t, tr�nh được việc l�m nhiễm bẩn m�i trường như c�c nh� m�y nhiệt điện. Nhưng ở đ�y c� một vấn đề phải được đặc biệt quan t�m v� phải giải quyết tốt l� xử l� chất thải ph�ng xạ.
* Than đ� Trử lượng được x�c định l� từ 3 đến 3,5 tỉ tấn, chủ yếu tập trung ở v�ng Quảng Ninh, ngo�i ra c�n c� ở 1 số nơi kh�c trử lượng �t. Than ở v�ng Quảng Ninh l� than đen c� chất lượng tốt c�n c�c nơi kh�c l� than n�u c� chất lượng xấu hơn. Hầu hết than được khai th�c từ c�c mỏ lộ thi�n. T�nh h�nh khai th�c than đ� ở Việt Nam từ năm 1955 đến 1995 được biết theo bảng 7 v� hiện nay sản lượng khai th�c ng�y c�ng nhiều hơn đ�p ứng nhu cầu trong nước m� c�n xuất khẩu sang c�c nước kh�c. * Dầu mỏ T�m kiếm v� thăm d� dầu mỏ đ� thực hiện từ l�u trong thời kỳ chiến tranh ở cả 2 miền Nam v� Bắc; trong những năm đầu của thập ni�n 1960 - 1970 đ� t�m thấy dầu v� kh� ở v�ng ch�u thổ S�ng Hồng song chưa x�c định được dầu thương mại, c�n ở miền Nam việc thăm d� chủ yếu ở thềm lục địa v�o những năm cuối của thập ni�n 60, kết quả l� ph�t hiện được 3 bồn trầm tich c� khả năng c� dầu kh� quan trọng l�: bồn Cửu Long, bồn S�i G�n - Brun�y v� bồn vịnh Th�i Lan; th�ng 8 - 1973 ch�nh quyền S�i g�n đ� tổ chức đấu thầu v� đ� c� 4 tổ hợp c�c c�ng ty nước ngo�i tr�ng thầu v� bắt đầu tiến h�nh thăm d� tiềm kiếm v�o năm 1974 đến th�ng 4 - 1975 phải bỏ dở v� miền Nam ho�n to�n được giải ph�ng. Bảng 7. Sản lượng than đ� khai th�c ở Việt Nam từ 1955 Năm Sản lượng (đơnvị 1.000 tấn) 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 1998 Than khai th�c 641, 5 2.774, 6 4.890,1 2.776, 0 5.574,2 5.572, 1 6.294,9 5.197, 8 9.369, 0 Than sạch 429, 9 2.575, 2 4.298, 1 2.604, 0 5.061, 9 4.988, 2 5.326, 7 4.218, 5 8.155, 5 Than xuất khẩu 65, 9 1.356, 3 2.103, 0 364, 9 1.219, 4 689, 5 604, 4 676, 5 2.728, 0 3.600,0 Sau đ� đến th�ng 12 -1983 ch�nh phủ ta mới bắt đầu thăm d� t�m kiếm trở lại v� đ� ph�t hiện được dầu ở tầng Miocene hạ (5/ 1984) rồi ở tầng Oligocene (2 / 1986). Tấn dầu được khai th�c đầu ti�n ở mỏ Bạch Hổ (6/1986), th�ng 9/1988 bắt đầu khai th�c ch�nh thức. Bảng 8. Sản lượng dầu khai th�c được ở Việt Nam Năm khai th�c Khối lượng (triệu tấn) 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1995 1999 Dự kiến đến năm 2000 0, 04 0, 28 0, 68 1, 49 2, 70 3, 95 5, 50 6, 30 7, 70 12, 00 15 - 20 Khối lượng dầu đ� được khai t�c tr�n đ�y từ 3 mỏ lớn l� Bạch Hổ, Rồng v� �ại H�ng với 133 giếng khai th�c v� 247 giếng thăm d�. Ngo�i ra một đường ống dẩn kh� d�i tr�n 100 km từ mỏ Bạch Hổ đ� được dẩn v�o đất liền đến B� Rịa từ ng�y 1 -5 -1995 đ� cung cấp 1 triệu m3/ng�y đ�m v� dự kiến đến năm 2000 cung cấp từ 3 - 4 triệu m3/ ng�y đ�m. Ng�y 15 - 12 - 2000 bắt đầu x�y dựng đường ống dẩn kh� đốt d�i khoảng 300 km từ mỏ Lan T�y v� Lan �ỏ v�o bờ. Ngo�i li�n doanh dầu kh� Việt X�, hiện c� hơn 10 c�ng ty nước ngo�i cũng đang t�m kiếm v� thăm d� dầu kh� ở c�c thềm lục địa ph�a Nam v� ph�a Bắc. Do t�nh hạn hữu của nguồn năng lượng cổ điển truyền thống, n�n việc t�m kiếm c�c nguồn năng lượng mới để c� thể khai th�c v� sử dụng rộng rải trở n�n cấp b�ch. Hiện nay, sự nghi�n cứu, thăm d� tập trung chủ yếu v�o ba l�nh vực: bức xạ mặt trời, địa nhiệt v� năng lượng hạch nh�n.
Mặt trời c� đường k�nh chừng 1, 4 triệu km v� c�ch xa tr�i đất 150 triệu km. Nguồn gốc của năng lượng mặt trời l� do những phản ứng nhiệt hạch xảy ra li�n tiếp b�n trong l�ng mặt trời ở nhiệt độ rất cao (15 - 20 triệu độ C), c�c phản ứng n�y ph�t ra năng lượng dưới c�c dạng bức xạ nhiệt, quang v� c�c hạt mang điện...Năng lượng mặt trời m� tr�i đất nhận được l� rất nhỏ, ước chừng 5 x 1024 J / năm (tương đương vớ� 115.000 tỉ tấn than đ� v� gấp 10 lần to�n bộ trử lượng than đ�, dầu mỏ, kh� đốt trong l�ng đất). Ưu thế của năng lượng n�y l� v� tận, kh�ng đổi dạng v� trong sạch nhưng nhược điểm l� sự biến thi�n của năng lượng nầy theo ng�y v� m�a, theo kh� hậu v� theo vị tr� của tr�i đất đối với mặt trời; n�n vấn đề được đặt ra l� cần phải suy t�nh để sử dụng kinh tế nhất. Người ta chia nguồn năng lượng của mặt trời ra l�m hai dạng l� năng lượng trực tiếp v� năng lượng gi�n tiếp: * Năng lượng trực tiếp L� d�ng năng lượng chiếu s�ng trực tiếp v� khuếch t�n. Năng lượng n�y c� thể sử dụng để sản xuất ra nhiệt hay một loại năng lượng thứ cấp như điện, nhi�n liệu tổng hợp...Về kỹ thuật sử dụng năng lượng mặt trời được biết như sau: - Cần sức n�ng ở nhiệt độ thấp (<100oC): kỷ thuật sử dụng năng lượng �nh s�ng mặt trời bằng hệ thống bản phẳng hứng bức xạ (capteurplans) gọi l� gi�n thu nhiệt. Hiện nay đ� được sử dụng rộng rải để sưởi ấm v� l�m cho nước n�ng. - Cần sức n�ng ở nhiệt độ cao (>100oC): th� phải c� kỷ thuật hội tụ bức xạ gọi l� L� mặt trời (pour solaire) chẳng hạn như l� mặt trời Odeillo ở miền T�y Nam nước Ph�p c� thể đạt tới nhiệt độ 3.800oC. Với nhiệt độ cao như vậy n�n cần thiết cho một số ng�nh c�ng nghiệp như ng�nh chế tạo vật liệu x�y dựng hoặc được chuyển đổi th�nh cơ năng hay điện năng. - Một ứng dụng quan trọng nữa của dạng năng lượng trực tiếp l� sự chuyển đổi quang điện nhờ những tế b�o quang điện, hiện nay được sử dụng phổ biến trong c�c thiết bị vũ trụ. * Năng lượng gi�n tiếp Năng lượng gi�n tiếp của bức xạ mặt trời l� gi�, s�ng biển, thủy triều v� chuyển đổi năng lượng sinh học (bioconversion). - Năng lượng gi�: Người Ai Cập đ� biết sử dụng cối xay gi� trong n�ng nghiệp từ 3.000 năm trước C�ng nguy�n. Sau n�y nhờ cải tiến kỷ thuật n�n chế tạo được cối xay gi� nhiều c�nh v� c� khả năng hoạt động ngay cả khi tốc độ gi� chỉ chừng 2, 5 - 3 m / gi�y. Trước khi c� m�y hơi nước ra đời th� năng lượng gi� đ� được sử dụng rộng rải nhiều nơi. H�nh 4. Cối xay gi� (Chiras, 1991) H�nh 5. Cối xay gi� hiện nay ở ven bờ biển California (Chiras, 1991) - Năng lượng s�ng biển. Năng lượng s�ng biển bắt nguồn từ gi�. Gi� trị năng lượng do s�ng biển tạo n�n tr�n cả h�nh tinh ước chừng 2, 7.1012 kw (tương đương với 85.1018 J) rất nhỏ so với năng lượng mặt trời. Mục ti�u khai th�c ở đ�y l� t�m một biện ph�p c� hiệu quả để chuyển đổi một phần năng lượng trong vận động của s�ng biển th�nh cơ năng, điện năng. �iều kiện địa l� v� kinh tế phải được t�nh to�n thận trọng khi khai th�c nguồn năng lượng n�y. - Năng lượng thủy triều. Thủy triều l� do sức h�t của mặt trăng v� mặt trời kết hợp lại. To�n bộ c�ng suất thủy triều tr�n h�nh tinh khoảng 8.1012 kw (gấp 100 lần c�ng suất của c�c nh� m�y thủy điện của to�n thế giới cộng lại. Con người sử dụng năng lượng thủy triều kh�ng nhiều. - Năng lượng do chuyển đổi sinh học. ��y l� dạng năng lượng gi�n tiếp được khai th�c tương đối c� hiệu quả l� sự chuyển đổi kh� sinh học từ c�c chất thải �ộng vật v� Thực vật. Lợi �ch của sự chuyển đổi nầy c� nhiều mặt: giảm sử dụng trực tiếp gổ củi, giảm t�n ph� rừng, đảm bảo vệ sinh m�i trường, phế liệu c�n lại sau qu� tr�nh chuyển đổi d�ng l�m ph�n b�n hữu cơ c� chất lượng tốt.
�ược sử dụng sớm nhất ở � từ đầu thế kỷ n�y, nhưng m�i cho đến nay mơ� được ch� � do triển vọng của n� trong tương lai. Mọi người trong ch�ng ta đều biết khi s�u xuống mặt đất từ 30 m - 40 m th� nhiệt độ tăng l�n 10C, như vậy s�u từ 30 km - 40 km nhiệt độ sẽ đạt tơ� 100oC; ở những miền gần n�i lửa th� c� thể đạt tới 100oC ở mức cạn hơn nhiều. Tr�n thế giới, c�c v�nh đai địa nhiệt được x�c định r� l� nhờ v�o c�c hoạt động động đất li�n tục v� lịch sử ph�n xuất của n�i lửa trong lịch sử từ xa xưa, v�nh đai địa nhiệt bao phủ chừng 10% diện t�ch của tr�i đất v� sức n�ng m� c�c v�nh đai n�y tạo ra phần lớn do sự ph�n rả dần những yếu tố ph�ng xạ tự nhi�n c� trong c�c lớp đ�. T�i nguy�n địa nhiệt gồm c� bốn dạng cơ bản: - Dạng thủy nhiệt. Gặp trong c�c lớp đ� c� c�c lổ v� kẻ th�ng nhau v� chứa đầy nước, sự vận động của nước trong c�c đ� n�y tải năng lượng nhiệt từ lớp đ� mẹ dưới s�u từ nơi n�y đến nơi kh�c v� c� thể theo c�c kẻ nứt chảy tr�n tr�n mặt đất. - Dạng thủy nhiệt m� th�nh phần kh� l� chủ yếu. �t gặp hơn dạng thủy nhiệt tr�n. Tuy nhi�n, một v�i quốc gia đ� khai th�c v� sử dụng loại năng lượng n�y như nh� m�y địa nhiệt Larderello ở �, nh� m�y Geyser ở California, nh� m�y Matsukawa ở Nhật Bản... - Dạng thạch nhiệt. �� bị đun n�ng ở thể rắn hoặc thể n�ng chảy, loại n�y nằm rất s�u trong l�ng đất. Hướng nghi�n cứu l� đưa nước lạnh tới c�c miền s�u n�y rồi khai th�c nước n�ng bằng c�c hệ thống giếng song song. - Dạng địa �p nhiệt. Nằm s�u trong l�ng đất, nước bị kẹp giữa c�c lớp s�t, khi bị n�n chặt nước đi v�o c�c lớp đ� kết (gres) kế cận với nhiệt độ cao tr�n v�i trăm độ C. Trong nước n�ng c� kh� methane h�a tan, c� khi bảo h�a l�m th�nh một nguồn hydrocarbur quan trọng. Hiện nay, chưa c� một kỷ thuật n�o khai th�c được nguồn t�i nguy�n n�y.
�� được nghi�n cứu để khai th�c chừng 30 năm qua v� th�nh tựu thu được ng�y c�ng s�u rộng hơn. Năng lượng nhiệt hạch được tạo ra từ những phản ứng hạt nh�n được thực hiện giữa những nguy�n tố nhẹ d�ng l�m nguy�n liệu như c�c đồng vị của Hydrogen, Helium, Lithium, Bor...Hiện nay, việc sử dụng hai đồng vị ph�ng xạ của Hydrogen l� Deuterium (D) v� Tritium (T) đ�i hỏi những điều kiện m� c� khả năng thực hiện được. Nguy�n liệu được nung n�ng ở nhiệt độ rất cao (20 triệu độ C) sẽ bốc hơi tạo n�n một trạng th�i ion h�a cực mạnh (plasma) để xảy ra lượng nhiệt hạch. Trong l� phản ứng nhiệt hạch (hay trong bom H) xảy ra sự kết hợp hạt nh�n giữa D2 (1proton v� 1 neutron) với nh�n T3 (c� 1 proton v� 2 neutron) sinh ra nh�n helium (c� 2 proton v� 2 neutron) v� ph�ng xạ 1 neutron, đồng thời giải ph�ng một năng lượng rất lớn bằng mấy chục tấn thuốc nổ. Trong l� phản ứng nguy�n tử (hay trong bom nguy�n tử) năng lượng được giải ph�ng l� do phản ứng ph�n hạch ph� vỡ c�c hạt nh�n nặng của Uranium 235. Deuterium kh� phổ biến trong tự nhi�n được lấy từ nước c� trử lượng 46.1012 tấn. Tritium l� chất ph�ng xạ nh�n tạo từ Lithium, trong l� phản ứng nhiệt hạch chất đồng vị Li6 sẽ biến th�nh Tritium do hấp thu th�m c�c neutron nhanh: 3 Li6 + o n1 -> 2 He+ + T3 + Q Lithium cũng c� nhiều, nếu kh�ng kể phần h�a tan trong nước th� c� chừng 106 tấn, nếu khai th�c phần h�a tan trong nước biển th� trử lượng gần như v� tận l� 184.109 tấn. Việc khai th�c v� sử dụng nguồn năng lượng n�y rất kh� khăn v� một vấn đề được đặt ra l� l�m sao khống chế được nguồn năng lượng khổng lồ tạo ra được trong l� phản ứng nhiệt hạch v� nh� m�y điện nhiệt hạch để nguồn năng lượng nầy ph�t ra từ từ v� điều khiển được n� để sử dụng, chứ kh�ng th� sẽ nổ ra trong khoảnh khắc như quả bom. Người ta hy vọng rằng việc khống chế v� điều khiển nguồn năng lượng nhiệt hạch n�y c� triển vọng thực hiện được trong tương lai. |
