CÔNG NGHỆ SẠCH: ĐẶC ĐIỂM, ƯU ĐIỂM VÀ VÍ DỤ - MÔI TRƯỜNG

Công nghệ sạch là những công nghệ nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường thường được tạo ra trong mọi hoạt động của con người. Tập hợp các thực hành công nghệ này bao gồm các hoạt động khác nhau của con người, sản xuất năng lượng, xây dựng và các quy trình công nghiệp đa dạng nhất.

Yếu tố chung hợp nhất họ là mục tiêu bảo vệ môi trường và tối ưu hóa các nguồn tài nguyên thiên nhiên được sử dụng. Tuy nhiên, các công nghệ sạch vẫn chưa hoàn toàn hiệu quả trong việc ngăn chặn các tác hại môi trường do các hoạt động kinh tế của con người gây ra.

Hình 1. Các tấm pin mặt trời. Lito Encinas, từ Wikimedia Commons

Ví dụ về các lĩnh vực mà công nghệ sạch đã tác động, chúng ta có thể đề cập đến những điều sau:

Trong việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo và không gây ô nhiễm.
Trong các quy trình công nghiệp với việc giảm thiểu nước thải và khí thải gây ô nhiễm độc hại.
Trong sản xuất hàng hóa tiêu dùng và chu kỳ sống của chúng, với tác động tối thiểu đến môi trường.
Trong việc phát triển các thực hành nông nghiệp bền vững.
Trong sự phát triển của kỹ thuật đánh bắt bảo tồn động vật biển.
Trong xây dựng bền vững và quy hoạch đô thị, trong số những lĩnh vực khác.

Tổng quan về công nghệ sạch

Lý lịch

Mô hình phát triển kinh tế hiện nay đã gây ra những thiệt hại nghiêm trọng cho môi trường. Những đổi mới công nghệ được gọi là "công nghệ sạch", ít tạo ra tác động đến môi trường hơn, xuất hiện như những giải pháp thay thế đầy hy vọng để phát triển kinh tế tương thích với bảo tồn môi trường.

Sự phát triển của lĩnh vực công nghệ sạch ra đời từ đầu năm 2000 và tiếp tục phát triển trong suốt thập kỷ đầu tiên của thiên niên kỷ cho đến ngày nay. Công nghệ sạch tạo thành một cuộc cách mạng hoặc thay đổi mô hình trong quản lý công nghệ và môi trường.

bàn thắng

Công nghệ sạch theo đuổi các mục tiêu sau:

Giảm thiểu tác động đến môi trường của các hoạt động của con người.
Sử dụng tối ưu tài nguyên thiên nhiên và bảo tồn môi trường.
Giúp các nước đang phát triển đạt được sự phát triển bền vững.
Hợp tác trong việc giảm thiểu ô nhiễm do các nước phát triển gây ra.

Đặc điểm của công nghệ sạch

Công nghệ sạch có đặc điểm là luôn đổi mới và tập trung vào tính bền vững của các hoạt động của con người, theo đuổi việc bảo tồn các nguồn tài nguyên thiên nhiên (năng lượng và nước, cùng những thứ khác) và tối ưu hóa việc sử dụng chúng.

Những đổi mới này nhằm giảm phát thải khí nhà kính, nguyên nhân chính gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. Vì vậy, có thể nói chúng có vai trò rất quan trọng trong việc giảm thiểu và thích ứng với biến đổi khí hậu toàn cầu.

Công nghệ sạch bao gồm một loạt các công nghệ môi trường như năng lượng tái tạo, hiệu quả năng lượng, lưu trữ năng lượng, vật liệu mới, v.v.

Các loại công nghệ sạch

Công nghệ sạch có thể được phân loại theo lĩnh vực hoạt động của chúng như sau:

Công nghệ áp dụng để thiết kế các thiết bị sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo, không gây ô nhiễm.
Công nghệ sạch được áp dụng "ở cuối đường ống", cố gắng giảm lượng khí thải và nước thải độc hại công nghiệp.
Công nghệ sạch sửa đổi quy trình sản xuất hiện có.
Quy trình sản xuất mới với công nghệ sạch.
Các công nghệ sạch làm thay đổi các phương thức tiêu dùng hiện có, được áp dụng để thiết kế các sản phẩm tái chế, không gây ô nhiễm.

Khó khăn trong việc triển khai công nghệ sạch

Hiện nay có nhiều mối quan tâm đến việc phân tích các quy trình sản xuất và sự thích ứng của chúng với các công nghệ mới, thân thiện hơn với môi trường này.

Để làm được điều này, cần phải đánh giá xem các công nghệ sạch được phát triển có đủ hiệu quả và đáng tin cậy trong việc giải quyết các vấn đề môi trường hay không.

Việc chuyển đổi từ công nghệ thông thường sang công nghệ sạch cũng gặp một số trở ngại và khó khăn như:

Thiếu thông tin hiện có về các công nghệ này.
Thiếu nhân sự được đào tạo cho ứng dụng của nó.
Chi phí kinh tế cao của khoản đầu tư cần thiết.
Vượt qua nỗi sợ hãi của các doanh nhân trước rủi ro giả định đầu tư kinh tế cần thiết.

Các công nghệ sạch chính áp dụng cho sản xuất điện: ưu nhược điểm

Trong số các công nghệ sạch được áp dụng để sản xuất năng lượng là:

-Năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời là năng lượng đến từ bức xạ của mặt trời trên hành tinh Trái đất. Năng lượng này đã được con người sử dụng từ xa xưa, với những công nghệ thô sơ sơ khai đã phát triển thành những công nghệ ngày càng tinh vi được gọi là công nghệ sạch.

Hiện tại, ánh sáng và sức nóng của mặt trời được sử dụng thông qua các công nghệ thu nhận, chuyển đổi và phân phối khác nhau.

Có những thiết bị để thu năng lượng mặt trời như tế bào quang điện hoặc tấm pin mặt trời, nơi năng lượng từ ánh sáng mặt trời tạo ra điện và bộ thu nhiệt được gọi là heliostats hoặc bộ thu năng lượng mặt trời. Hai loại thiết bị này tạo thành nền tảng của cái gọi là “công nghệ năng lượng mặt trời tích cực”.

Ngược lại, "công nghệ năng lượng mặt trời thụ động" đề cập đến các kỹ thuật kiến trúc và xây dựng nhà ở và nơi làm việc, nơi định hướng thuận lợi nhất cho bức xạ mặt trời tối đa, vật liệu hấp thụ hoặc phát ra nhiệt tùy theo khí hậu của nơi đó và / hoặc hoặc cho phép phân tán hoặc xâm nhập ánh sáng và không gian bên trong có thông gió tự nhiên.

Những kỹ thuật này giúp tiết kiệm năng lượng điện cho điều hòa không khí (điều hòa làm mát hoặc sưởi ấm).

Ưu điểm của việc sử dụng năng lượng mặt trời

Mặt trời là nguồn năng lượng sạch, không tạo ra khí thải gây hiệu ứng nhà kính.
Năng lượng mặt trời rẻ và vô tận.
Đó là một loại năng lượng không phụ thuộc vào nhập khẩu dầu mỏ.

Nhược điểm của việc sử dụng năng lượng mặt trời

Việc sản xuất các tấm pin mặt trời đòi hỏi phải có kim loại và phi kim loại đến từ khai thác mỏ, một hoạt động có tác động tiêu cực đến môi trường.

-Năng lượng gió

Năng lượng gió là năng lượng tận dụng lực chuyển động của gió; Năng lượng này có thể được chuyển đổi thành năng lượng điện với việc sử dụng các tuabin máy phát điện.

Từ "aeolian" xuất phát từ tiếng Hy Lạp Aeolus, tên của thần gió trong thần thoại Hy Lạp.

Năng lượng gió được sử dụng bởi các thiết bị gọi là tuabin gió trong các trang trại gió. Các tuabin gió có các cánh chuyển động theo gió, được kết nối với các tuabin sản xuất điện và sau đó đến các mạng lưới phân phối nó.

Các trang trại điện gió sản xuất điện rẻ hơn so với điện được tạo ra bằng công nghệ thông thường, dựa trên việc đốt nhiên liệu hóa thạch và cũng có các tuabin gió nhỏ rất hữu ích ở những vùng sâu vùng xa không có kết nối với mạng lưới phân phối điện.

Hình 2. Trang trại điện gió. Nguồn: Victor Salvador Vilariño, từ Wikimedia Commons

Hiện nay, các trang trại điện gió ngoài khơi đang được phát triển, nơi năng lượng gió mạnh hơn và liên tục nhưng chi phí bảo trì cao hơn.

Gió là những sự kiện có thể dự đoán được và ổn định trong năm ở một nơi nhất định trên hành tinh, mặc dù chúng cũng có những biến thể quan trọng, đó là lý do tại sao chúng chỉ có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng bổ sung, dự phòng cho các năng lượng thông thường.

Ưu điểm của năng lượng gió

Năng lượng gió có thể tái tạo.
Đó là một năng lượng vô tận.
Đó là kinh tế.
Gây ra tác động môi trường thấp.

Nhược điểm của năng lượng gió

Năng lượng gió là biến đổi, đó là lý do tại sao sản xuất năng lượng gió không thể không đổi.
Việc xây dựng tuabin gió rất tốn kém.
Các tuabin gió là mối đe dọa đối với khu hệ chim vì chúng là nguyên nhân gây ra cái chết do va chạm hoặc va chạm.
Năng lượng gió tạo ra ô nhiễm tiếng ồn.

-Năng lượng địa nhiệt

Năng lượng địa nhiệt là một dạng năng lượng sạch, tái tạo, sử dụng nhiệt từ bên trong Trái đất; Nhiệt này được truyền qua đá và nước, và có thể được sử dụng để tạo ra điện.

Từ địa nhiệt xuất phát từ tiếng Hy Lạp "geo": Trái đất và "thermos": nhiệt.

Bên trong hành tinh có nhiệt độ cao tăng theo độ sâu. Trong lòng đất có những vùng nước ngầm sâu được gọi là vùng nước ngầm; Những vùng nước này nóng lên và nổi lên trên bề mặt như những suối nước nóng hoặc mạch nước phun ở một số nơi.

Hiện nay có các kỹ thuật xác định vị trí, khoan và bơm các vùng nước nóng này, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng năng lượng địa nhiệt ở các địa điểm khác nhau trên hành tinh.

Ưu điểm của năng lượng địa nhiệt

Năng lượng địa nhiệt đại diện cho một nguồn năng lượng sạch, giúp giảm phát thải khí nhà kính.
Nó tạo ra một lượng chất thải tối thiểu và ít hủy hoại môi trường hơn nhiều so với điện được sản xuất từ các nguồn thông thường như than và dầu.
Nó không tạo ra ô nhiễm âm thanh hoặc tiếng ồn.
Đây là một nguồn năng lượng tương đối rẻ.
Nó là một nguồn tài nguyên vô tận.
Nó chiếm diện tích đất nhỏ.

Nhược điểm của năng lượng địa nhiệt

Năng lượng địa nhiệt có thể gây ra khói axit sulfuric, gây chết người.
Việc khoan có thể khiến nước ngầm gần đó bị nhiễm asen, amoniac, và các chất độc nguy hiểm khác.
Đó là năng lượng không phải địa phương nào cũng có được.
Trong cái gọi là "hồ chứa khô", nơi chỉ có đá nóng ở độ sâu nông và nước phải được bơm vào để nó được làm nóng, động đất có thể xảy ra với sự vỡ đá.

-Năng lượng thủy triều và sóng

Năng lượng thủy triều tận dụng động năng hoặc năng lượng chuyển động của thủy triều. Năng lượng sóng (còn gọi là năng lượng sóng) sử dụng năng lượng từ sự chuyển động của sóng biển để tạo ra điện.

Hình 3. Năng lượng sóng. Nguồn: P123, từ Wikimedia Commons

Ưu điểm của năng lượng thủy triều và sóng

Chúng là năng lượng tái tạo, vô tận.
Trong quá trình sản xuất cả hai loại năng lượng, không có khí thải nhà kính.
Đối với năng lượng sóng, dễ dàng dự đoán các điều kiện phát điện tối ưu hơn so với các nguồn năng lượng tái tạo sạch khác.

Nhược điểm của năng lượng thủy triều và sóng

Cả hai nguồn năng lượng đều tạo ra tác động tiêu cực đến môi trường đối với các hệ sinh thái biển và ven biển.
Vốn đầu tư kinh tế ban đầu cao.
Việc sử dụng nó bị hạn chế ở các khu vực biển và ven biển.

-Năng lượng thủy lực

Năng lượng thủy lực được tạo ra từ nước của sông, suối và thác nước hoặc thác nước ngọt. Để phát điện, các con đập được xây dựng nơi động năng của nước được sử dụng và thông qua các tuabin, năng lượng này được chuyển hóa thành điện năng.

Lợi thế của thủy điện

Thủy điện tương đối rẻ và không gây ô nhiễm.

Nhược điểm của thủy điện

Việc xây dựng các đập dẫn nước dẫn đến việc chặt phá nhiều diện tích rừng và gây thiệt hại nghiêm trọng cho các hệ sinh thái liên quan.
Cơ sở hạ tầng rất tốn kém về mặt kinh tế.
Việc tạo ra thủy điện phụ thuộc vào khí hậu và lượng nước dồi dào.

Các ví dụ khác về ứng dụng công nghệ sạch

Năng lượng điện được tạo ra trong ống nano carbon

Các thiết bị đã được chế tạo để tạo ra dòng điện một chiều bằng cách bắn các electron qua các ống nano carbon (sợi carbon rất nhỏ).

Loại thiết bị được gọi là "nhiệt điện" này có thể cung cấp lượng năng lượng điện tương đương với pin lithium thông thường, nhỏ hơn một trăm lần.

Ngói năng lượng mặt trời

Chúng là loại gạch hoạt động giống như các tấm pin mặt trời, được làm từ các tế bào mỏng của đồng, indium, gallium và selen. Mái ngói năng lượng mặt trời, không giống như các tấm pin mặt trời, không yêu cầu không gian mở lớn để xây dựng công viên năng lượng mặt trời.

Công nghệ năng lượng mặt trời Zenith

Công nghệ mới này do một công ty của Israel nghĩ ra; Nó tận dụng năng lượng mặt trời bằng cách thu bức xạ bằng gương cong, có hiệu suất cao gấp 5 lần so với các tấm pin mặt trời thông thường.

Trang trại thẳng đứng

Các hoạt động nông nghiệp, chăn nuôi, công nghiệp, xây dựng và quy hoạch đô thị đã chiếm đóng và làm suy thoái một phần lớn đất của hành tinh. Một giải pháp cho tình trạng thiếu đất sản xuất là cái gọi là trang trại thẳng đứng.

Các trang trại thẳng đứng ở các khu đô thị và khu công nghiệp cung cấp các khu vực canh tác mà không sử dụng hoặc làm suy thoái đất. Ngoài ra, chúng là những khu vực thảm thực vật tiêu thụ CO ₂ - khí nhà kính đã biết - và sản xuất oxy thông qua quá trình quang hợp.

Cây trồng thủy canh theo hàng luân phiên

Đây là loại cây trồng thủy canh theo hàng luân phiên, hàng này chồng lên hàng kia, cho phép chiếu xạ mặt trời đầy đủ cho từng cây và tiết kiệm lượng nước sử dụng.

Động cơ điện hiệu quả và tiết kiệm

Chúng là những động cơ không thải ra khí nhà kính như carbon dioxide CO ₂ , sulfur dioxide SO _2, nitơ oxit NO, và do đó không góp phần vào sự nóng lên toàn cầu của hành tinh.

Bóng đèn tiết kiệm năng lượng

Không có hàm lượng thủy ngân, kim loại lỏng rất độc hại và gây ô nhiễm môi trường.

Thiết bị điện tử

Được làm bằng vật liệu không bao gồm thiếc, một kim loại gây ô nhiễm môi trường.

Xử lý sinh học lọc nước

Lọc nước bằng vi sinh vật như vi khuẩn.

Quản lý chất thải rắn

Với việc ủ rác hữu cơ và tái chế giấy, thủy tinh, nhựa và kim loại.

Cửa sổ thông minh

Trong đó sự xâm nhập của ánh sáng là tự điều chỉnh, cho phép tiết kiệm năng lượng và kiểm soát nhiệt độ bên trong các phòng.

Tạo ra điện nhờ vi khuẩn

Chúng được biến đổi gen và phát triển trên dầu thải.

Tấm pin mặt trời Aerosol

Chúng được sản xuất bằng vật liệu nano (vật liệu có kích thước rất nhỏ, chẳng hạn như bột rất mịn) hấp thụ nhanh chóng và hiệu quả ánh sáng mặt trời.

Xử lý sinh học

Nó bao gồm việc xử lý (khử nhiễm) nước mặt, nước sâu, bùn và đất công nghiệp bị ô nhiễm kim loại, hóa chất nông nghiệp hoặc chất thải dầu mỏ và các dẫn xuất của nó, thông qua xử lý sinh học với vi sinh vật.

Aghion, P., David, P. và Foray, D. (2009). Khoa học công nghệ và đổi mới để tăng trưởng kinh tế. Tạp chí Chính sách Nghiên cứu. 38 (4): 681-693. doi: 10.1016 / j.respol.2009.01.016
Dechezlepretre, A., Glachant, M. và Meniere, Y. (2008). Cơ chế phát triển sạch và sự lan tỏa quốc tế của công nghệ: Một nghiên cứu thực nghiệm. Chính sách năng lượng. 36: 1273-1283.
Dresselhaus, MS và Thomas, IL (2001). Các công nghệ năng lượng thay thế. Thiên nhiên. 414: 332-337.
Kemp, R. và Volpi, M. (2007). Sự phổ biến của các công nghệ sạch: một đánh giá với các đề xuất cho phân tích khuếch tán trong tương lai. Tạp chí Sản xuất sạch hơn. 16 (1): S14-S21.
Zangeneh, A., Jadhid, S. và Rahimi-Kian, A. (2009). Chiến lược thúc đẩy công nghệ sạch trong lập kế hoạch mở rộng phát điện phân tán. Tạp chí Năng lượng tái tạo. 34 (12): 2765-2773. doi: 10.1016 / j.renene.2009.06.018

CÔNG NGHỆ SẠCH: ĐẶC ĐIỂM, ƯU ĐIỂM VÀ VÍ DỤ - MÔI TRƯỜNG - 2026