Nhiên liệu hóa thạch từ lâu đã trở thành nguồn năng lượng chủ đạo phục vụ đời sống và phát triển kinh tế toàn cầu. Với khả năng cung cấp năng lượng lớn, các dạng nhiên liệu như than đá, dầu mỏ và khí tự nhiên đã góp phần định hình nền văn minh hiện đại. Tuy nhiên, việc khai thác và sử dụng chúng đang đặt ra nhiều thách thức nghiêm trọng về môi trường và nguy cơ cạn kiệt, thúc đẩy nhu cầu chuyển dịch sang những nguồn năng lượng bền vững hơn.
Cùng Intech Energy tìm hiểu chi tiết nhiên liệu hóa thạch là gì? Vai trò, tác động của chúng cũng như xu hướng chuyển đổi sang năng lượng tái tạo.
Định nghĩa nhiên liệu hóa thạch là gì?
Nhiên liệu hóa thạch là thuật ngữ dùng để chỉ các loại năng lượng giàu hydrocarbon và carbon, được tạo thành từ quá trình phân hủy không có oxy của xác sinh vật bị chôn vùi sâu trong lòng đất suốt hàng triệu năm. Do điều kiện khắc nghiệt và thời gian hình thành kéo dài, nguồn tài nguyên này được xem là hữu hạn và không thể tái tạo. Hiện nay, tốc độ tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch của con người đã vượt xa khả năng bổ sung tự nhiên.
Có những loại nhiên liệu hóa thạch nào?
Than đá
Than đá là một dạng nhiên liệu rắn màu đen hoặc nâu sẫm, được hình thành từ thực vật cổ đại bị chôn vùi và nén chặt trong lòng đất qua hàng triệu năm. Loại nhiên liệu này có hàm lượng carbon cao và được khai thác chủ yếu để sản xuất điện. Ngoài ra, than đá còn là nguyên liệu quan trọng trong ngành luyện kim và sản xuất hóa chất. Tuy nhiên, việc đốt than đá thải ra nhiều khí độc hại như CO2, SO2, gây ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu.
Dầu mỏ
Dầu mỏ là một chất lỏng sánh đặc có màu đen hoặc nâu sẫm, chứa nhiều hydrocacbon. Nó hình thành từ xác sinh vật biển bị chôn vùi dưới đáy đại dương và bị biến đổi qua thời gian bởi nhiệt độ và áp suất. Dầu mỏ là nguồn cung cấp năng lượng chính cho ngành giao thông vận tải, đồng thời là nguyên liệu để sản xuất nhựa, hóa chất và dược phẩm. Tuy nhiên, việc khai thác và vận chuyển dầu mỏ tiềm ẩn nguy cơ tràn dầu và ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Khí tự nhiên
Khí tự nhiên là hỗn hợp khí, trong đó thành phần chính là methane (CH4). Nó thường xuất hiện cùng với dầu mỏ hoặc nằm riêng lẻ trong các mỏ dưới lòng đất. Đây là loại nhiên liệu sạch hơn so với than đá và dầu mỏ, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất điện, công nghiệp và sinh hoạt gia đình. Dù phát thải ít khí CO2 hơn, khí tự nhiên vẫn góp phần gây hiệu ứng nhà kính khi rò rỉ methane ra môi trường.
Phiến đá dầu
Phiến đá dầu là loại đá trầm tích chứa kerogen – một hợp chất hữu cơ chưa phân hủy hoàn toàn. Khi được nung nóng, kerogen sẽ giải phóng dầu tương tự như dầu thô. Đây là nguồn nhiên liệu tiềm năng cho tương lai nhưng hiện nay việc khai thác phiến đá dầu gặp nhiều khó khăn về công nghệ và chi phí. Hơn nữa, quá trình chiết xuất phiến đá dầu tiêu thụ lượng lớn nước và gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường.
Vai trò của nhiên liệu hóa thạch
Nhiên liệu hóa thạch đóng vai trò quan trọng trong đời sống và phát triển kinh tế của nhân loại suốt nhiều thế kỷ. Nhờ khả năng cung cấp năng lượng lớn, các nguồn nhiên liệu như than đá, dầu mỏ và khí tự nhiên đã trở thành nền tảng cho nhiều ngành công nghiệp quan trọng.
- Nhiên liệu hóa thạch là nguồn chính để sản xuất điện năng, phục vụ sinh hoạt và hoạt động sản xuất trên toàn cầu. Các nhà máy nhiệt điện vẫn chiếm tỷ lệ lớn trong hệ thống phát điện ở nhiều quốc gia.
- Dầu mỏ và khí tự nhiên là nhiên liệu không thể thiếu cho ngành giao thông vận tải, giúp vận hành ô tô, máy bay và tàu biển.
- Nhiên liệu hóa thạch còn đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hóa chất. Chúng là nguyên liệu để sản xuất nhựa, sợi tổng hợp, phân bón và nhiều sản phẩm khác. Than đá cũng được sử dụng trong ngành luyện kim và chế tạo vật liệu xây dựng.
Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch cũng gây ra nhiều hệ lụy về môi trường như ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu. Vì vậy, việc cân nhắc sử dụng hợp lý và phát triển các nguồn năng lượng tái tạo là điều cần thiết cho sự phát triển bền vững.
Tác động tiêu cực của nhiên liệu hóa thạch
Mặc dù nhiên liệu hóa thạch đóng vai trò quan trọng trong đời sống và phát triển kinh tế, nhưng quá trình khai thác và sử dụng chúng cũng gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng đối với môi trường:
- Ô nhiễm không khí: Khi đốt cháy, nhiên liệu hóa thạch thải ra các chất độc hại như sulfur dioxide, carbon monoxide và nitrogen oxide, cùng với bụi mịn. Những khí này không chỉ làm suy giảm chất lượng không khí mà còn gây ra nhiều bệnh lý về đường hô hấp cho con người và động vật.
- Ô nhiễm đất và nước: Các tạp chất trong nhiên liệu hóa thạch khi phản ứng hóa học có thể tạo ra axit sunfuric, nitric và cacbonic, dẫn đến hiện tượng mưa axit làm suy thoái đất. Bên cạnh đó, hoạt động khai thác mỏ thường phá hủy hệ sinh thái tự nhiên. Các sự cố tràn dầu còn gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước và đe dọa đời sống của nhiều sinh vật biển.
- Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu: Việc đốt nhiên liệu hóa thạch là nguồn phát thải lớn nhất của khí CO2 – tác nhân chính gây nên hiệu ứng nhà kính. Điều này làm gia tăng hiện tượng thời tiết cực đoan như bão, lũ lụt, hạn hán và khiến băng ở hai cực tan chảy, dẫn đến mực nước biển dâng cao, đe dọa cuộc sống của hàng triệu người.
Những tác động tiêu cực này cho thấy sự cấp thiết của việc giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và thúc đẩy phát triển các nguồn năng lượng tái tạo bền vững.
Khác nhau giữa năng lượng hóa thạch và năng lượng tái tạo
| Tiêu chí | Năng lượng hóa thạch | Năng lượng tái tạo |
| Nguồn gốc | Hình thành từ xác sinh vật cổ đại chôn vùi hàng triệu năm (than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên) | Từ các nguồn tự nhiên như gió, mặt trời, nước, sinh khối |
| Tính tái tạo | Không tái tạo được | Tái tạo liên tục, không cạn kiệt |
| Thời gian hình thành | Hàng triệu năm | Gần như tức thời hoặc theo chu kỳ ngắn |
| Khả năng gây ô nhiễm | Gây ô nhiễm không khí, nước, đất; phát thải CO₂ | Ít hoặc không gây ô nhiễm môi trường |
| Phát thải CO₂ | Lượng lớn, là nguyên nhân chính gây biến đổi khí hậu | Không hoặc rất thấp |
| Hiệu suất sử dụng | Cao nhưng có giới hạn | Đang ngày càng được cải thiện |
| Chi phí ban đầu | Thấp nhưng chi phí vận hành cao | Chi phí đầu tư ban đầu cao, vận hành thấp |
| Ứng dụng phổ biến | Sản xuất điện, giao thông vận tải, công nghiệp nặng | Sản xuất điện, cung cấp năng lượng cho sinh hoạt |
| Tác động khai thác | Gây mất cân bằng sinh thái, phá hủy hệ sinh thái | Thân thiện hơn với môi trường |
| Xu hướng sử dụng | Giảm dần | Tăng mạnh trong xu thế phát triển bền vững |
Bảng trên thể hiện sự khác biệt rõ rệt giữa hai nguồn năng lượng, trong đó năng lượng tái tạo ngày càng được ưu tiên để thay thế năng lượng hóa thạch nhằm bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
Xu hướng thay thế nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo
Hiện nay, xu hướng từ bỏ nhiên liệu hóa thạch và thúc đẩy sử dụng năng lượng tái tạo đang trở thành mục tiêu chung của nhiều quốc gia trên thế giới. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), năm 2023 công suất năng lượng tái tạo toàn cầu đã tăng 50% lên 510 gigawatt (GW), đánh dấu năm thứ 22 liên tiếp đạt kỷ lục mới. Dự kiến đến năm 2028, năng lượng tái tạo sẽ chiếm hơn 42% tổng sản lượng điện toàn cầu.
Báo cáo của Diễn đàn Kinh tế Thế giới (WEF) về chuyển đổi năng lượng năm 2024 cho thấy nhiều quốc gia đã có những bước tiến đáng kể trong lĩnh vực này. Thụy Điển, Đan Mạch, Phần Lan và Thụy Sĩ dẫn đầu bảng xếp hạng Chỉ số Chuyển đổi Năng lượng (ETI), với chính sách năng lượng bền vững và hiệu quả. Pháp cũng nằm trong nhóm Top 5 nhờ những biện pháp quản lý năng lượng hiệu quả.
Đối với các quốc gia đang phát triển, Lebanon, Ethiopia, Tanzania, Zimbabwe và Nam Phi ghi nhận thành tích nổi bật nhờ cam kết cắt giảm trợ cấp nhiên liệu hóa thạch, mở rộng năng lượng tái tạo và tạo thêm việc làm trong lĩnh vực này.
Việt Nam hiện đứng thứ 32 trong bảng xếp hạng này, Chính phủ đã triển khai nhiều chính sách khuyến khích phát triển điện gió và điện mặt trời từ năm 2017. Nhờ đó, điện tái tạo hiện chiếm hơn 15% tổng sản lượng điện quốc gia.
Trong giai đoạn 2019-2021, điện năng sản xuất từ nguồn gió và mặt trời đạt lần lượt 5,242 tỷ kWh, 10,994 tỷ kWh và 29 tỷ kWh. Điều này giúp giảm đáng kể việc sử dụng điện từ dầu, tiết kiệm từ 10.850 đến 21.000 tỷ đồng. Nhờ sự phát triển này, Việt Nam không chỉ nâng cao khả năng tiếp cận nguồn năng lượng sạch mà còn giảm phát thải CO₂ theo cam kết tại COP26.
Trên đây là những thông tin chi tiết về nhiên liệu hóa thạch là gì? Vai trò, tác động của nó. Dù nhiên liệu hóa thạch vẫn đóng vai trò quan trọng trong hoạt động kinh tế và công nghiệp, nhưng những tác động tiêu cực đến môi trường khiến việc tìm kiếm giải pháp thay thế trở nên cấp bách. Để đảm bảo sự phát triển bền vững và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu, các quốc gia cần chung tay thúc đẩy sử dụng năng lượng tái tạo, đồng thời nâng cao ý thức cộng đồng trong việc bảo vệ môi trường sống.
