I/ NHIÊN LIỆU GỖ, NHIÊN LIỆU THAN
II/ DI CHUYỂN, THẮP SÁNG
- Động cơ hơi nước
- Điện xuất hiện: Điện một chiều, Điện xoay chiều
- Khai thác dầu mỏ
- Năng lượng hạt nhân
III/ TÌM KIẾM NĂNG LƯỢNG XANH
Cuốn sách là tấm vé nặng hơn nửa ký lô gram cho chuyến du lịch tìm hiểu lịch sử năng lượng từ thời than củi cho đến năng lượng hạt nhân.
Bắt đầu bằng một ngày lạnh lẽo cuối năm 1958 ở nước Anh.
Vừa bước xuống tàu là cái rét buốt cùng màn tuyết rơi dày đặc. À lúc này nước Anh vẫn chưa có tàu hoả. Mọi người di chuyển bằng xe ngựa kéo. Hàng hoá được chở bằng ngựa hoặc lừa. Khắp các con phố tại thành phố London là mùi phân ngựa nồng nặc.
Hoá ra nhà mặt tiền thời kỳ này lại chẳng được sốt giá như ngày nay vì phân từ ngựa kéo xe chồng chất trên mặt đường chờ công nhân vệ sinh hàng ngày.
I/ NHIÊN LIỆU GỖ, NHIÊN LIỆU THAN
Thời tiết này phải tìm ngay một lò sưởi thôi. Lúc này tất cả mọi người đều dùng gỗ hoặc cao cấp hơn là than từ gỗ để nấu nướng, sưởi ấm và thắp sáng. Mà dùng gỗ thì phải chặt cây, chặt riết thì cây đâu nữa mà chặt. Bên cạnh đó nhu cầu dùng gỗ sồi lớn để đóng hàng loạt tàu cho thuỷ quân hoàng gia đã xoá sổ hàng loạt rừng sồi trên đất nước Anh.
Nhu cầu cấp bách lúc này là tìm một nhiên liệu thô khác ngoài gỗ. Người ta bắt đầu đi dò tìm vỉa than. Lúc này công cụ lao động vẫn chỉ là các thanh sắt rèn, cây sào đàn hồi dùng làm đòn bẩy, cây đục cộng với sức người. Sau khi tìm được mạch thì bắt đầu khai mỏ và khi đã mở được mỏ than thì nó phải được giữ khô. Khó khăn lớn nhất là thoát nước cho hầm mỏ.
Và lúc này người hùng mang tên máy bơm ra đời.
Nhưng thời kỳ đầu máy bơm nó thô sơ lắm và vẫn bằng sức ngựa kéo. Sau này có phát minh ra lò hơi nước rồi thì sử dụng năng lượng từ lò hơi. Nổi tiếng nhất là động cơ Newcomen, lúc này cái máy bơm nó to bằng cái nhà lận.
II/ DI CHUYỂN, THẮP SÁNG
- Động cơ hơi nước.
Cũng từ chuyện khai thác mỏ than mà nó dẫn ra lắm cái phát minh hay ho. Nào là đường ray ban đầu là bằng gỗ, sau là bằng gang rồi đến bằng sắt. Đường ray ban đầu là để kéo xe gòng chở than từ dưới mỏ lên và ra điểm tập kết.
Rồi sự xuất hiện các con kênh đào và sự kết hợp một cách vô ý mà sau này trở thành ứng dụng phổ biến trong vận tải, đó là sự kết hợp hai công nghệ vận tải khác nhau để chuyên chở: dùng động cơ hơi nước kéo than từ mỏ ra đến bến tàu, từ đó tàu sẽ chở than đến những nơi xa hơn.
Song song đó tàu hơi nước đã dần thay thế xe ngựa kéo trong giao thông đi lại của mọi người. Vừa hiện đại lại sạch sẽ hơn cho đường phố.
2. Điện xuất hiện
Lúc này khi mặt trời vừa lặn, bóng đêm đáng sợ sẽ che phủ vạn vật. Các đường phố hiện đại ở cả Anh và Mỹ cũng đều ngập chìm trong bóng tối. Con người vẫn chưa tìm được thứ thắp sáng biến đêm thành ngày. Bóng tối làm cho một ngày sinh hoạt của mọi người ngắn ngủn đi. Muốn làm việc, giải trí, đọc sách hay nghiên cứu đều thật khó khăn trong điều kiện thiếu thốn ánh sáng.
Lúc này ánh sáng của ngọn nến hay bếp lửa được dùng như đèn học ngày nay.
Sau đó con người bắt đầu tìm tòi các nhiên liệu có thể thắp sáng với chất lượng ánh sáng ổn định và bền bỉ hơn. Ban đầu là với sợi cây bấc tẩm dầu, mỡ. Tiếp đó là cuộc săn lùng cá nhà táng khắp các đại dương.
Trong đầu cá nhà táng có một túi dầu khổng lồ, loại dầu để thắp sáng này rất được các gia đình quý tộc thời kỳ đó ưa chuộng. Cá nhà táng đã bị săn đuổi và tận diệt khiến cho các đàn cá phải chạy trốn tới tận Bắc Băng Dương.
May mắn là sự xuất hiện của năng lượng điện đã cứu những con cá nhà táng cuối cùng của biển cả.
Điện một chiều, Điện xoay chiều
Điện ban đầu được phát minh ra là điện một chiều. Nhược điểm lớn nhất của điện một chiều là cường độ dòng điện không ổn định và khó khăn trong truyền tải điện đi xa. Để truyền tải dòng điện một chiều đi xa đòi hỏi phải có đường dây dẫn với tiết diện rất lớn, có thể phải lớn bằng bắp chân của một người đàn ông.
Lúc này công ty của Thomas Edison đang là bá chủ của thị trường cung cấp điện một chiều. Thậm chí đến lúc Nikola Tesla phát minh ra dòng điện xoay chiều thì cuộc chiến giữa dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều, hay là cuộc chiến giữa Thomas Edison và Nikola Tesla vẫn rất dai dẳng.
Điện xoay chiều có lợi thế là dòng điện có chiều và cường độ biến đổi theo thời gian. Như vậy chỉ cần tăng điện áp-giúp giảm cường độ dòng điện thì tiêu hao trên dây dẫn sẽ nhỏ hơn rất nhiều và có thể truyền tải điện từ nhà máy phát điện đi tới hàng trăm km, trong khi đó với dòng điện một chiều thì chỉ có thể truyền tải trong một vài km.
Vào năm 1950 khi dòng điện xoay chiều đã có những ứng dụng nhất định thì một số căn hộ trong thành phố New York vẫn còn dùng điện một chiều. Và dòng điện một chiều chỉ thực sự bị kết liễu nhường vị thế ngai vàng cho dòng điện xoay chiều là vào năm 1896 khi công ty Westinghouse đã ký kết được hợp đồng lắp đặt các máy phát điện xoay chiều đặt tại nhà máy thuỷ điện thác Niagara và từ đó cung cấp điện cho các thành phố như Chicago và New York bất chấp khoảng cách xa xôi đến vài trăm km từ nhà máy phát điện đến nơi tiêu thụ.
Quay trở lại với động cơ hơi nước, chính là phát minh vĩ đại của cuộc cách mạng công nghiệp Anh thế kỷ 19 và được ứng dụng trong máy bơm, đầu máy tàu hoả và tàu thuỷ hơi nước, máy cày, xe tải…
Động cơ hơi nước giữ vị thế quan trọng trong thế kỷ 19 cho đến đầu thế kỷ 20, cho đến khi động cơ điện và động cơ đốt trong được phát minh và chứng minh được tính hiệu quả vượt trội.
3. Khai thác dầu mỏ
Có hai sự dịch chuyển mang tính bước ngoặt trong lịch sử năng lượng thế giới đó là việc con người có thể khai thác dầu mỏ trên quy mô công nghiệp và ứng dụng năng lượng hạt nhân để tạo ra nguồn năng lượng mới và dồi dào.
Dầu mỏ và khí gas tự nhiên được phát hiện từ rất sớm (tầm 4000 năm trước ở Ba Tư cổ đại và khoảng 2000 năm trước ở Trung Quốc), nhưng đến khi con người thực sự có thể khai thác trên quy mô công nghiệp thì phải đến những năm 1858-1862.
Lúc này việc vận chuyển dầu mỏ và khí tự nhiên khai thác được vẫn còn gặp rất nhiều khó khăn. Cho đến khi kỹ thuật hồ quang điện phát triển giúp nối kín các các đoạn ống dẫn dầu. Tiếp đó là kỹ thuật hoá lỏng khí tự nhiên.
Ta thường bắt gặp cụm từ LNG (Liquefied Natural Gas) tức là khí tự nhiên hoá lỏng. Mục đích là để vận chuyển khí gas đi những quãng đường dài từ nơi khai thác đến thị trường tiêu thụ. Trước khi đưa vào tiêu thụ thì LNG sẽ được chuyển đổi ngược lại từ dạng lỏng sang dạng khí tại những nhà máy chuyển đổi.
4. Năng lượng hạt nhân.
Nguồn năng lượng tiếp theo được giữ kín rất nhiều năm và vẫn còn đang gây rất nhiều tranh cãi do sức mạnh to lớn của nó. Đó là năng lượng hạt nhân.
Nói về năng lượng hạt nhân thì phải nói đến nguyên tố Uranium đồng vị 235 và Plunoti đồng vị 239 vì U235 và Pu239 chính là đồng vị có khả năng phân hạch. Nói một cách đơn giản thì hạt nhân nguyên tử sẽ có Photon mang điện tích và Neutron không mang điện.
Khi sử dụng neutron để bắn phá vào hạt nhân thì U235 sẽ bị phân hạch thành 3 hạt nhân U235 mới, tiếp đó neutron sinh ra lại tiếp tục bắn phá vào 3 hạt nhân mới và từ đó tạo thành phản ứng dây chuyền hạt nhân.
Quá trình phản ứng này tạo ra năng lượng và con người điều khiển để sử dụng qua các lò phản ứng hạt nhân. Bên cạnh đó năng lượng khổng lồ này còn được sử dụng trong chế tạo vũ khí nguyên tử mà điển hình nhất là hai quả bom nguyên tử do Mỹ thả xuống hai thành phố của Nhật Bản là Hiroshima và Nagayaki.
Nói đến khía cạnh năng lượng hạt nhân thì ngoài nguồn năng lượng dồi dào mà nó mang lại thì các nhà khoa học cũng đánh giá cao tiềm năng có thể xử lý được “chất thải” từ các lò phản ứng. Nói cách khác đây chính là nguồn năng lượng xanh sạch bền vững mà các nhà khoa học nhắm tới.
III/ TÌM KIẾM NĂNG LƯỢNG XANH
Như vậy khi khám phá và đưa vào sử dụng một nguồn năng lượng mới thì hai câu hỏi cần được trả lời là khai thác bền vững với đặc tính tái tạo năng lượng đồng thời tạo ra nguồn năng lượng xanh cho trái đất.
Đây không phải là hai câu hỏi dễ trả lời, tuy nhiên tác giả cũng đã đề cập từ những trang đầu của cuốn sách rằng cuốn sách này không phải để trả lời những câu hỏi mà là đưa ra những thông tin và dữ kiện lịch sử để người đọc hiểu và lý giải được những lý do tại sao con người lại có những lựa chọn về năng lượng tại những thời điểm cụ thể trong lịch sử. Từ đó mong muốn của tác giả là giúp người đọc có thể tìm ra được những hướng đi liên quan đến phát triển và sử dụng năng lượng bền vững trong tương lai.
