Tài liệu Luận văn phân tích các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả của máy điện​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM --------------------------- CHÂU HÒA HÂN PHÂN TÍCH CÁC CƠ HỘI SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN HIỆU QUẢ CỦA MÁY ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 04 năm 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM --------------------------- CHÂU HÒA HÂN PHÂN TÍCH CÁC CƠ HỘI SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN HIỆU QUẢ CỦA MÁY ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. BÙI XUÂN LÂM TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 04 năm 2018 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Bùi Xuân Lâm (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày … tháng … năm … Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT 1 2 3 4 5 Họ và tên Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện 1 Phản biện 2 Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Tp. HCM, ngày __ tháng __ năm 2018 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Châu Hòa Hân Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: Nơi sinh: Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: I- Tên đề tài: Phân tích các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả của máy điện II- Nhiệm vụ và nội dung: - Tổng quan về tình hình sử dụng các dạng năng lượng hiệu quả. - Nghiên cứu các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả của máy điện - Nghiên cứu và điều khiển hiệu quả năng lượng điện của hệ thống truyền động động cơ không đồng bộ. - Nghiên cứu mô hình và mô phỏng điều khiển hiệu quả năng lượng điện của hệ thống truyền động động cơ không đồng bộ. III- Ngày giao nhiệm vụ: IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: V- Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. Bùi Xuân Lâm CÁN BỘ HUỚNG DẪN (Họ tên và chữ ký) KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) LỜI CAM ÐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả đạt được trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các tài liệu tham khảo trong Luận văn đã được trích dẫn đầy đủ nguồn gốc. Học viên thực hiện Luận văn Châu Hòa Hân LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy PGS. TS. Bùi Xuân Lâm đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành đầy đủ và tốt các nhiệm vụ được giao của đề tài luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô đã trang bị cho tôi nhiều kiến thức quý báu của chuyên ngành Kỹ thuật điện mà là một nền tảng vững chắc cho tôi hoàn thành tốt đề tài luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể Lớp 16SMĐ12 đã động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Công nghệ Tp. HCM; Viện Khoa học Kỹ thuật, Viện Đào tạo sau đại học và cơ quan nơi tôi đang công tác đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi có thể hoàn thành khóa học và đề tài luận văn tốt nghiệp này. Châu Hòa Hân i Tóm tắt Việt Nam đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, đời sống nhân dân ngày một nâng cao. Do đó, nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng nhanh. Tuy nhiên, có thể nhận thấy rằng: + Nguy cơ cạn kiệt và khan hiếm của các nguồn năng lượng hóa thạch truyền thống ngày càng gia tăng. + Tình trạng sử dụng năng lượng lãng phí và kém hiệu quả ở nước ta so với các nước khác trong khu vực và thế giới là rất cao, với nhiều nguyên nhân khác nhau như: quản lý chưa tốt, người sử dụng chưa quan tâm đúng mức đến sử dụng năng lượng hiệu quả, sự lạc hậu của các trang thiết bị sử dụng năng lượng và công nghệ sản xuất... Vì vậy, nguy cơ thiếu hụt năng lượng nói chung và năng lượng điện nói riêng ngày càng đáng lo ngại và không thể tránh khỏi. Hiện nay, tình trạng thiếu điện vào mùa khô đã và đang xảy ra, đã gây thiệt hại cho sản xuất và gây khó khăn cho đời sống của người dân. Bên cạnh đó, việc sử dụng nhiều năng lượng sẽ làm gia tăng lượng phát thải SO2, COx, NOx,... ra môi trường và gây hiệu ứng nhà kính. Với ước tính 80% các phát thải CO2 do con người gây ra đều do sự đốt các nhiên liệu hóa thạch, việc sử dụng năng lượng của thế giới đã trở thành tiêu điểm của các cuộc thảo luận về thay đổi khí hậu toàn cầu. Dự báo phát thải CO2 sẽ tăng từ 7,9 tỷ tấn carbon tương đương năm 2010 lên 9,9 tỷ tấn năm 2020. Trước tình hình đó, việc nghiên cứu các cơ hội sử dụng năng lượng hiệu quả luôn được đặt ra và là vấn đề được nhiều quốc gia quan tâm nhằm đảm bảo nhu cầu năng lượng ngày càng tăng. Góp phần trong vấn đề nêu trên thì việc nghiên cứu các cơ hội sử dụng năng lượng hiệu quả là rất cần thiết. Đây cũng là lý do chính của việc chọn đề tài nghiên cứu, "Phân tích các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả của máy điện". ii Abstract Vietnam is in the process of industrialization and modernization. Furthermore, the people's life is improving. Therefore, the demand for energy is increasing rapidly. However, it can be seen that: + The threat of exhaustion and scarcity of traditional fossil fuels is on the rise. + The wasteful and inefficient use of energy in our country compared to other countries in the region and in the world is very high, with many different reasons such as poor management, user not interested to use energy efficiency, backwardness of equipment used energy and production technology... Therefore, the risk of energy shortage in general and electric power in particular is increasingly worrying and unavoidable. Currently, the power shortage in the dry season has been occurring, causing damage to production and causing difficulties for people's lives. In addition, the use of more energy will increase the SO2, COx, NOx,... emissions into the environment and cause the greenhouse effect. With an estimated 80 percent of man-made CO2 emissions due to the burning of fossil fuels, the world's energy use has become the focus of discussions on global climate change. The CO2 emissions will increase to about 9.9 billion tons in 2020. Under these circumstances, research into the opportunities for energy efficiency has always been set up and is a matter of concern for many countries to meet growing energy demands. To contribute to the above, research into the opportunities for energy efficiency is essential. This is the main reason for choosing the research topic, "Analyzing opportunities for efficient use of electrical energy in electrical machines" in this thesis. iii MỤC LỤC Tóm tắt............................................................................................................ i Mục lục ......................................................................................................... iii Danh sách hình vẽ ........................................................................................ vi Danh sách bảng........................................................................................... viii Chương 1 - Giới thiệu chung ..................................................................... 1 1.1. Giới thiệu ............................................................................................... 1 1.2. Tính cấp thiết của luận văn .................................................................... 2 1.3. Đối tượng nghiên cứu của luận văn ....................................................... 3 1.4. Phạm vi nghiên cứu của luận văn .......................................................... 3 1.5. Mục đích nghiên cứu của luận văn ........................................................ 3 1.6. Nội dung nghiên cứu của luận văn ........................................................ 3 1.7. Phương pháp nghiên cứu của luận văn .................................................. 4 1.8. Bố cục của luận văn ............................................................................... 4 1.9. Kết luận ................................................................................................. 4 Chương 2 - Tổng quan tình hình sử dụng năng lượng điện và các giải pháp sử dụng năng lượng điện hiệu quả .................................................. 5 2.1. Giới thiệu ............................................................................................... 5 2.2. Tình hình sử dụng nguồn năng lượng điện trên thế giới và tại Việt Nam .............................................................................................................. 6 2.2.1. Thế giới ............................................................................................... 6 2.2.2. Việt Nam ............................................................................................ 7 2.3. Kiểm toán năng lượng ......................................................................... 19 Chương 3 - Phân tích các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả cho các máy điện ....................................................................................... 21 3.1. Máy biến áp ......................................................................................... 21 3.1.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp .............................. 21 iv 3.1.2. Cơ hội tiết kiệm năng lượng khi thiết kế, chế tạo và vận hành sử dụng máy biến áp ....................................................................................... 24 3.2 Máy điện một chiều .............................................................................. 27 3.2.1. Cấu tạo .............................................................................................. 27 3.2.2. Nguyên lý làm việc của máy phát điện một chiều ........................... 28 3.2.3. Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều ............................. 29 3.2.4. Cơ hội tiết kiệm năng lượng khi thiết kế tính toán và sử dụng động cơ một chiều ............................................................................................... 30 3.3. Máy điện đồng bộ ................................................................................ 30 3.3.1. Mô tả máy điện đồng bộ ................................................................... 30 3.3.2. Cơ hội tiết kiệm năng lượng khi thiết kế và sử dụng máy điện đồng bộ ................................................................................................................ 32 3.4. Động cơ không đồng bộ ...................................................................... 33 3.4.1. Giới thiệu .......................................................................................... 33 3.4.2. Hệ tọa độ sử dụng trong phương trình toán học động cơ không đồng bộ ................................................................................................................ 35 3.4.3. Mô hình động cơ không đồng bộ lý tưởng ....................................... 41 3.4.4. Điều khiển định hướng từ thông rotor .............................................. 44 3.4.5. Điều khiển hiệu quả năng lượng điện động cơ không đồng bộ bằng phương pháp tìm kiếm ................................................................................ 50 Chương 4 - Mô phỏng điều khiển hiệu quả năng lượng điện cho động cơ không đồng bộ ...................................................................................... 57 4.1. Giới thiệu ............................................................................................. 57 4.2. Kết quả mô phỏng ............................................................................... 61 4.2.1. Trường hợp 1 .................................................................................... 61 4.2.2. Trường hợp 2 .................................................................................... 63 4.2.3. Trường hợp 3 .................................................................................... 65 4.3. Đánh giá kết quả .................................................................................. 66 v Chương 5 - Kết luận và hướng phát triển tương lai ............................. 70 5.1. Kết luận ................................................................................................ 70 5.2. Hướng phát triển tương lai ................................................................... 70 Tài liệu tham khảo .................................................................................... 71 vi DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 3.1. Máy biến áp một pha .................................................................. 21 Hình 3.2. P 1 1 1 1 1 S = f(k) ứng với 0 = ; ; ; ; .................................... 26 Pn 2 3 4 5 6 S đm Hình 3.3. Nguyên lý máy điện một chiều ................................................... 28 Hình 3.4. Sơ đồ động cơ điện một chiều .................................................... 29 Hình 3.5. Máy phát điện đồng bộ kích từ bán dẫn ..................................... 31 Hình 3.6. Sơ đồ cuộn dây và điện áp stator của động cơ không đồng bộ 3 pha .............................................................................................................. 35 Hình 3.7. Thiết lập vector không gian từ các đại lượng pha ...................... 36 Hình 3.8. Hệ tọa độ  cố định .................................................................. 37 Hình 3.9. Vector không gian trên hệ toạ độ từ thông rotor (hệ toạ độ dq) . 38 Hình 3.10. Sơ đồ thay thế tương đương động cơ không đồng bộ lý tưởng 42 Hình 3.11. Hệ tọa độ định hướng từ thông rotor (RFOC) .......................... 45 Hình 3.12. Sơ đồ nguyên lý điều khiển định hướng từ thông rotor trực tiếp .............................................................................................................. 49 Hình 3.13. Sơ đồ nguyên lý điều khiển định hướng từ thông rotor gián tiếp .............................................................................................................. 50 Hình 3.14. Mạch tương đương một pha ..................................................... 52 Hình 3.15. Đặc tuyến dòng điện stator theo từ thông khe hở không khí của động cơ không đồng bộ 3 pha, 1 hp ........................................................... 56 Hình 3.16. Đặc tuyến dòng điện stator theo từ thông khe hở không khí của động cơ không đồng bộ 3 pha, 100 hp ....................................................... 56 Hình 4.1. Sơ đồ mô phỏng điều khiển hướng từ thông cho động cơ không đồng ............................................................................................................ 58 Hình 4.2. Sơ đồ mô phỏng điều khiển hiệu quả năng lượng điện cho động cơ không đồng bộ ....................................................................................... 58 Hình 4.3. Sơ đồ mô phỏng động cơ không đồng bộ ................................... 59 Hình 4.4. Sơ đồ mô phỏng phương pháp điều khiển FOC ......................... 59 vii Hình 4.5. Giải thuật của phương pháp tìm kiếm điều khiển hiệu quả năng lượng điện động cơ không đồng bộ ............................................................ 60 Hình 4.6. Cường độ dòng điện 3 pha động cơ không đồng bộ, Iabc với tải 0,1 Mn ......................................................................................................... 61 Hình 4.7. Moment của động cơ với tải 0,1 Mn ........................................... 62 Hình 4.8. Từ thông của động cơ với tải 0,1 Mn .......................................... 62 Hình 4.9. Cường độ dòng điện 3 pha động cơ không đồng bộ, Iabc với tải 0,5 Mn ......................................................................................................... 63 Hình 4.10. Moment của động cơ với tải 0,5 Mn ......................................... 64 Hình 4.11. Từ thông của động cơ với tải 0,5 Mn ........................................ 64 Hình 4.12. Cường độ dòng điện 3 pha động cơ không đồng bộ, Iabc với tải Mn ............................................................................................................... 65 Hình 4.13. Moment của động cơ với tải Mn ............................................... 66 Hình 4.14. Từ thông của động cơ với tải Mn .............................................. 66 viii DANH SÁCH BẢNG Bảng 4.1. So sánh kết quả của trường hợp động cơ mang tải 0,1Mn ......... 61 Bảng 4.2. So sánh kết quả của trường hợp động cơ mang tải 0,5Mn ......... 68 Bảng 4.3. So sánh kết quả của trường hợp động cơ mang tải Mn .............. 69 1 Chương 1 Giới thiệu chung 1.1. Giới thiệu Việt Nam đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, đời sống nhân dân ngày một nâng cao. Do đó, nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng nhanh. Tuy nhiên, có thể nhận thấy rằng: + Nguy cơ cạn kiệt và khan hiếm của các nguồn năng lượng hóa thạch truyền thống ngày càng gia tăng. + Tình trạng sử dụng năng lượng lãng phí và kém hiệu quả ở nước ta so với các nước khác trong khu vực và thế giới là rất cao, với nhiều nguyên nhân khác nhau như: quản lý chưa tốt, người sử dụng chưa quan tâm đúng mức đến sử dụng năng lượng hiệu quả, sự lạc hậu của các trang thiết bị sử dụng năng lượng và công nghệ sản xuất... Vì vậy, nguy cơ thiếu hụt năng lượng nói chung và năng lượng điện nói riêng ngày càng đáng lo ngại và không thể tránh khỏi. Hiện nay, tình trạng thiếu điện vào mùa khô đã và đang xảy ra, đã gây thiệt hại cho sản xuất và gây khó khăn cho đời sống của người dân. Bên cạnh đó, việc sử dụng nhiều năng lượng sẽ làm gia tăng lượng phát thải SO2, COx, NOx,... ra môi trường và gây hiệu ứng nhà kính. Với ước tính 80% các phát thải CO2 do con người gây ra đều do sự đốt các nhiên liệu hóa thạch, việc sử dụng năng lượng của thế giới đã trở thành tiêu điểm của các cuộc thảo luận về thay đổi khí hậu toàn cầu. Dự báo phát thải CO2 sẽ tăng lên 9,9 tỷ tấn vào năm 2020. Trước tình hình đó, việc nghiên cứu các cơ hội sử dụng năng lượng hiệu quả luôn được đặt ra và là vấn đề được nhiều quốc gia quan tâm nhằm đảm bảo nhu cầu năng lượng ngày càng tăng. Góp phần trong vấn đề nêu trên thì việc nghiên cứu các cơ hội sử dụng năng lượng hiệu quả là rất cần thiết. Đây cũng là lý do chính của việc chọn đề tài nghiên cứu, "Phân tích các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả của máy điện". 2 1.2. Tính cấp thiết của luận văn Trong cuộc sống ngày nay, năng lượng là yếu tố quyết định trong mọi quá trình sản xuất, lao động cũng như sinh hoạt của con người. Từ công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ thậm chí đến nghiên cứu khoa học, khám phá thiên nhiên đều cần năng lượng, đặc biệt là năng lượng điện. Điện năng là nguồn năng lượng cực kỳ quý báu cho sản xuất và đời sống. Chúng ta đều biết tại các nhà máy sản xuất, chi phí điện năng chiếm một tỉ lệ rất lớn. Vì thế, việc tìm ra những giải pháp tiết kiệm năng lượng là điều quan tâm hàng đầu của các nhà sản xuất nhằm giảm chi phí, giảm giá thành và nâng cao được tính cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường. Đồng thời, kết quả nghiên cứu này cũng giúp giảm được sự tiêu tốn tài nguyên thiên nhiên và góp phần tích cực vào việc bảo vệ môi trường. Trong những năm gần đây, nhận định chung hiện trạng hệ thống năng lượng Việt Nam quy mô của các ngành điện, than, dầu khí đều đã có những tiến bộ vượt bậc, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Tuy nhiên, các thành tựu vẫn chưa đủ để đưa các ngành năng lượng vượt qua tình trạng: + Hiệu suất chung của ngành năng lượng còn thấp; + Đầu tư phát triển năng lượng còn thấp; + Hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh chưa cao; + Tỷ lệ phát triển giữa các phân ngành năng lượng chưa hợp lý. Nhận thức rõ và để giải quyết những vấn đề trên, Đảng và Nhà nước ta đã đặc biệt quan tâm và có nhiều chủ trương liên quan đến các vấn đề sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; cụ thể các văn bản quy phạm pháp luật để triển khai thực hiện đã được ban hành: Quốc Hội Nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam, khoá XII đã ban hành Luật số 50/2010/QH12 về việc Sử dụng Năng lượng tiết kiệm và hiệu quả được áp dụng từ ngày 01/01/2011 [1]. Chính phủ ban hành Nghị định số 21/2011/NĐ-CP ngày 29/3/2011 quy định chi tiết về biện pháp thi hành luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả [2]; Quyết định số 1427/2012/QĐ-TTg ngày 02/10/2012 của Thủ Tướng Chính phủ 3 phê duyệt Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn 2012 – 2015 [3]. Như vậy, sự cấp thiết để tiến hành nghiên cứu các cơ hội sử dụng năng lượng hiệu quả không chỉ là nhiệm vụ mà còn là chiến lược của quốc gia và cần phải được quan tâm đúng mức. Thông qua việc thực hiện các hoạt động về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, các tổ chức, đơn vị, doanh nghiệp có cơ hội và có trách nhiệm kiểm tra lại tình hình sản xuất kinh doanh của mình, từ đó tìm ra các giải pháp nhằm giảm mức tiêu hao năng lượng, mang lại hiệu quả về mặt kinh tế, môi trường cho bản thân doanh nghiệp và quốc gia. Mỗi người dân sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cũng sẽ mang lại lợi ích kinh tế cho chính bản thân, gia đình và cho xã hội. 1.3. Đối tượng nghiên cứu của luận văn Đối tượng nghiên cứu của luận văn là các dạng máy điện được sử dụng phổ biến trong hệ thống điện và hệ thống truyền động điện. 1.4. Phạm vi nghiên cứu của luận văn Nghiên cứu các cơ hội và đề xuất các giải pháp sử dụng năng lượng điện hiệu quả trong hệ thống điện và hệ thống truyền động điện. 1.5. Mục đích nghiên cứu của luận văn Mục đích của việc nghiên cứu là để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng điện nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cho các nhà máy, xí nghiệp, công ty, trường học,... Bên cạnh đó, các kết quả nghiên cứu cũng góp phần cải thiện môi trường và giải quyết các vấn đề về biến đổi khí hậu. 1.6. Nội dung nghiên cứu của luận văn - Nghiên cứu tổng quan về tình hình sử dụng các dạng năng lượng hiệu quả. 4 - Nghiên cứu các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả của máy biến áp trong hệ thống điện. - Nghiên cứu các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả của động cơ không đồng bộ trong hệ thống truyền động điện. 1.7. Phương pháp nghiên cứu của luận văn - Nghiên cứu các tài liệu về việc sử dụng năng lượng hiệu quả của Việt Nam và các nước trên thế giới. - Phân tích và tổng hợp các giải pháp sử dụng năng lượng điện hiệu quả của các loại máy điện cơ bản và phổ biến trong hệ thống điện và hệ thống truyền động điện. 1.8. Bố cục của luận văn Bố cục của luận văn gồm 8 chương: + Chương 1: Giới thiệu + Chương 2: Tổng quan tình hình sử dụng năng lượng điện và các giải pháp sử dụng năng lượng điện hiệu quả + Chương 3: Phân tích các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả cho các máy điện + Chương 4: Mô phỏng điều khiển hiệu quả năng lượng điện cho động cơ không đồng bộ + Chương 5: Kết luận và hướng phát triển tương lai 1.9. Kết luận Sự cần thiết của việc nghiên cứu và áp dụng các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả cho các nhà máy, xí nghiệp,... đã được Nhà nước và xã hội nêu rõ. Vì vậy, việc nghiên cứu và các kết quả đạt được của luận văn "Phân tích các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả của máy điện" sẽ là một phần nào đó đóng góp cho mục tiêu chung của đất nước. 5 Chương 2 Tổng quan tình hình sử dụng năng lượng điện và các giải pháp sử dụng năng lượng điện hiệu quả 2.1. Giới thiệu Năng lượng là nguồn động lực, là cơ sở vật chất chủ yếu, đảm bảo cho phát triển kinh tế - xã hội. Sự thiếu hụt nguồn năng lượng trong một thời gian dài sẽ là nhân tố kìm hãm sự phát triển liên tục của nền kinh tế quốc dân. Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, dự báo tốc độ tăng nhu cầu sử dụng năng lượng thương mại đến năm 2025 nằm trong khoảng từ 8,6% đến 9,7%/năm. Mặt khác, theo dự báo với tốc độ gia tăng mức khai thác năng lượng như hiện nay, đến cuối thế kỷ này, các nguồn năng lượng của Việt Nam sẽ trở nên khan hiếm, các mỏ dầu và khí đốt sẽ cạn kiệt trong vòng 40 - 60 năm tới. Bên cạnh đó, tình trạng lãng phí năng lượng trong trong sản xuất công nghiệp, xây dựng dân dụng và giao thông vận tải của nước ta còn rất lớn. Nhận thức rõ và để giải quyết những vấn đề trên, Đảng và Nhà nước đã đặc biệt quan tâm và đã có nhiều chủ trương liên quan tới vấn đề về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; cụ thể các văn bản quy phạm pháp luật để triển khai thực hiện đã được ban hành: Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XII đã ban hành Luật số 50/2010/QH12 về việc Sử dụng Năng lượng tiết kiệm và hiệu quả được áp dụng từ ngày 01/01/2011. Chính phủ ban hành Nghị định số 21/2011/NĐ-CP, ngày 29/03/2011 quy định chi tiết và biện pháp thi hành luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; Quyết định số 1427/2012/QĐ-TTg ngày 02/10/2012 của Thủ Tướng Chính phủ phê duyệt Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn 2012 – 2015. Thông qua việc thực hiện các hoạt động về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, các tổ chức, đơn vị, doanh nghiệp có cơ hội và có trách nhiệm kiểm tra lại tình hình sản xuất kinh doanh của mình, từ đó tìm ra các giải pháp nhằm giảm mức tiêu hao năng lượng, mang lại hiệu quả về mặt kinh tế, 6 môi trường cho bản thân doanh nghiệp và quốc gia. Mỗi người dân sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cũng sẽ mang lại lợi ích kinh tế cho chính bản thân, gia đình và cho xã hội. 2.2. Tình hình sử dụng nguồn năng lượng điện trên thế giới và tại Việt Nam 2.2.1. Thế giới 2.2.1.1. Tình hình sử dụng nguồn năng lượng điện Thế giới đang đối mặt với nhiều thách thức như tăng dân số, các nguồn năng lượng cạn kiệt dần, ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu ngày càng tăng. Ngay những ngày đầu của cuộc cách mạng công nghiệp mở ra, tài nguyên thiên nhiên được sử dụng rất nhiều trong quá trình sản xuất, con người đã cố gắng sử dụng tài nguyên có hiệu quả. Cùng với nhân công, vốn và nguyên vật liệu, năng lượng là một trong những yếu tố hàng đầu vào cơ bản của sản xuất. Trong lịch sử chi phí năng lượng chiếm tỷ lệ 5% - 10% giá thành sản phẩm. Tỷ lệ giữa mức tiêu thụ năng lượng sơ cấp (PEC) và tổng sản phẩm quốc nội (GDP) là chỉ tiêu nói lên kết quả cải tiến công nghệ. Tại Mỹ, hàng năm tỷ lệ PEC/GDP giảm 1%. Theo các tài liệu được công bố bởi cơ quan quản lý năng lượng Mỹ, nhu cầu năng lượng toàn cầu sẽ tăng 44% sau 20 năm nữa. Nhìn từ góc độ ngắn, viễn cảnh mờ của nền kinh tế khiến cho nhu cầu năng lượng toàn cầu giảm sút, nhưng từ sau năm 2010 nền kinh tế toàn cầu khôi phục, nhu cầu năng lượng của các nước sẽ dần tăng lên. Trong giai đoạn 2015 đến 2025, dự báo trung bình hàng năm tiêu thụ năng lượng cơ bản tăng 1,3%, riêng điện năng tăng 1,8%. Dự báo nhu cầu điện năng tăng trưởng chậm là do nổ lực của nhiều quốc gia tăng hiệu quả sử dụng và tiết kiệm điện tốt hơn. Theo cơ quan này, trong những nhu cầu về năng lượng, sự phụ thuộc vào dầu thô là rất lớn. Dự kiến cùng với sự khôi phục của kinh tế toàn cầu, giá dầu cũng vì thế bị đẩy lên cao. Giá dầu thành phẩm tại thị trường Mỹ với mức