Vòng năng lượng trên Trái Đất. Năng lượng hóa thạch SVIP

I. VÒNG NĂNG LƯỢNG TRÊN TRÁI ĐẤT

Năng lượng mặt trời rất quan trọng đối với sự sống trên Trái Đất.

Nó được chuyển hóa thành nhiều dạng năng lượng khác như: gió, sinh khối, dòng chảy,...

Nhờ các quá trình tuần hoàn như vòng tuần hoàn của nước hay chuỗi chuyển hóa năng lượng giữa sinh vật, năng lượng mặt trời tạo nên các vòng năng lượng trong tự nhiên.

1. Vòng năng lượng giữa các vật sống

Sự trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng giữa các sinh vật tạo nên vòng năng lượng trong tự nhiên.

Vòng năng lượng trên Trái Đất hình thành dựa trên quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng giữa các vật sống

Vòng năng lượng giữa các vật sống là chu trình chuyển hóa năng lượng bắt đầu từ thực vật. Thực vật sử dụng ánh sáng mặt trời để quang hợp, biến năng lượng mặt trời thành hóa năng và lưu trữ dưới dạng chất hữu cơ (chủ yếu là glucose) trong lục lạp.

Động vật ăn thực vật hoặc các động vật khác để thu nhận năng lượng và chất dinh dưỡng cho các hoạt động sống. Trong tế bào động vật, glucose được phân giải thông qua quá trình hô hấp, với sự tham gia của khí oxygen, tạo ra năng lượng ATP, khí CO₂ và nước. CO₂ và nước lại được thực vật sử dụng để tiếp tục quá trình quang hợp, tạo thành vòng chuyển đổi năng lượng liên tục trong tự nhiên.

Bên cạnh đó, xác các sinh vật bị vùi lấp lâu dài do thiên tai và các điều kiện địa chất, qua hàng triệu năm, đã hình thành nên các nguồn năng lượng hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt.

2. Vòng năng lượng theo vòng tuần hoàn của nước

Trong vòng tuần hoàn của nước cũng có sự chuyển hóa năng lượng mặt trời thành các dạng năng lượng.

Vòng năng lượng theo vòng tuần hoàn của nước

Ánh sáng mặt trời làm bốc hơi nước từ mặt đất và biển, hơi nước ngưng tụ thành mây rồi rơi xuống dưới dạng mưa.

Thực vật trên cạn cũng góp phần giải phóng hơi nước vào khí quyển qua quá trình thoát hơi nước.

Nước mưa thấm xuống đất, chảy thành nước ngầm, hoặc đổ về sông, suối, đại dương, khép kín vòng tuần hoàn.

Ngoài ra, năng lượng mặt trời còn làm nóng không khí và nước biển, tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa các khu vực, từ đó gây ra chuyển động khí quyển (gió) và dòng biển.

Quá trình này giúp chuyển hóa năng lượng mặt trời thành các dạng năng lượng khác như:

- Năng lượng gió

- Năng lượng từ dòng chảy

- Năng lượng sóng và dòng biển

Như vậy, vòng tuần hoàn nước không chỉ vận chuyển nước, mà còn truyền tải và chuyển đổi năng lượng mặt trời thành nhiều dạng năng lượng khác trên Trái Đất.

II. NĂNG LƯỢNG HÓA THẠCH

Năng lượng hóa thạch gồm than, dầu mỏ, khí mỏ dầu và khí thiên nhiên, được hình thành từ xác sinh vật phân hủy qua hàng triệu năm. Vì sinh vật sống nhờ năng lượng mặt trời, nên năng lượng hóa thạch cũng có nguồn gốc từ Mặt Trời.

Quá trình hình thành dầu mỏ có trên đất liền

Dầu mỏ hình thành từ xác sinh vật và thực vật biển tích tụ dưới đáy đại dương hàng trăm triệu năm trước. Trải qua thời gian dài, dưới tác động của vi khuẩn, áp suất và nhiệt độ cao, các lớp trầm tích biến đổi thành bùn đen và dầu mỏ ở độ sâu vài kilômét.

Dầu mỏ sau đó di chuyển theo các vết nứt trong đá và tích tụ lại trong các túi đá, tạo thành mỏ dầu.

Dầu mỏ, khí thiên nhiên và than mỏ hiện là nguồn cung cấp năng lượng chính cho nhiều quốc gia trên thế giới.

Ưu điểm:

- Nguồn nhiên liệu phong phú, dễ khai thác, chế biến, vận chuyển và tích trữ.

- Công nghệ khai thác phổ biến, chi phí thấp.

Nhược điểm:

- Tốn hàng triệu năm để hình thành, nhưng bị khai thác nhanh, dẫn đến nguy cơ cạn kiệt.

- Gây tác động xấu đến môi trường: phá vỡ địa tầng, thay đổi hệ sinh thái.

- Đốt cháy nhiên liệu tạo khí độc (CO₂, CO, SO₂, NO₂,...) gây ô nhiễm, hiệu ứng nhà kính, làm biến đổi khí hậu, nước biển dâng, thiên tai gia tăng, đe dọa sự sống trên Trái Đất.

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN GIÁ NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH

Giá nhiên liệu không chỉ phụ thuộc vào chi phí khai thác, mà còn chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố khác như:

- Nhu cầu sử dụng

- Cân bằng cung, cầu trên thị trường

- Tình hình kinh tế toàn cầu

- Chính sách của các quốc gia sở hữu trữ lượng lớn.

Chi phí khai thác gồm:

• Chi phí thăm dò
• Chi phí khoan khai thác
• Chi phí vận chuyển
• Chi phí tích trữ lưu kho
• Chi phí xử lí các vấn đề môi trường liên quan

Chi phí khai thác nhiên liệu ngày càng tăng do các mỏ dễ tiếp cận trên đất liền dần cạn kiệt. Vì vậy, cần phải thăm dò và khai thác ở những khu vực khó khăn hơn như: vùng biển sâu, đại dương, vùng hẻo lánh hoặc các cực của Trái Đất, làm giá nhiên liệu tăng cao.

❗Chi phí khai thác chiếm tỉ lệ quan trọng trong giá thành bán xăng ra thị trường, có thể đến 50% giá bán như hình bên dưới. 

Cơ cấu giá bán xăng ở Mỹ năm 2023