Có một mối quan hệ sâu sắc giữa kỹ thuật môi trường và các công nghệ năng lượng mới, được phối hợp chặt chẽ và điều khiển lẫn nhau, và cùng nhau tạo thành giải pháp cốt lõi cho các thách thức môi trường toàn cầu (đặc biệt là biến đổi khí hậu và kiểm soát ô nhiễm). Mối quan hệ của họ chủ yếu được phản ánh trong các khía cạnh sau:
1. Tính nhất quán mục tiêu: Giải quyết ô nhiễm và khí thải carbon
Mục tiêu cốt lõi của kỹ thuật môi trường là bảo vệ môi trường, bao gồm kiểm soát không khí, nước và ô nhiễm đất, quản lý chất thải và sửa chữa các hệ sinh thái bị hư hỏng. Công nghiệp truyền thống và giao thông là nguồn quan trọng của những ô nhiễm này.
Mục tiêu cốt lõi của các công nghệ năng lượng mới (năng lượng mặt trời, năng lượng gió, thủy điện, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sinh khối, năng lượng hydro, v.v.) là cung cấp năng lượng sạch, carbon thấp hoặc thậm chí là năng lượng không carbon, thay thế nhiên liệu hóa thạch (than, khí tự nhiên).
2. Ứng dụng trực tiếp: Năng lượng mới là "nguồn năng lượng sạch" cho quản trị môi trường
Cung cấp điện cho các cơ sở kiểm soát ô nhiễm: Các cơ sở kỹ thuật môi trường như nhà máy xử lý nước thải, nhà máy đốt rác/bãi rác và các cơ sở lọc không khí là người tiêu dùng năng lượng lớn. Sử dụng năng lượng mới (như năng lượng quang điện và gió trong khu vực nhà máy) để cung cấp năng lượng cho chúng có thể làm giảm đáng kể lượng khí thải carbon gián tiếp và tác động môi trường trong quá trình vận hành các cơ sở này và đạt được "kiểm soát ô nhiễm với năng lượng sạch".
Phương tiện/thiết bị kỹ thuật môi trường điện khí hóa: Các phương tiện và thiết bị kỹ thuật môi trường chuyên dụng như xe tải rác, vòi phun nước, quét đường, phương tiện bảo trì kỹ thuật và tàu giám sát theo truyền thống dựa trên động cơ diesel và là nguồn ô nhiễm di động và tiếng ồn ở các thành phố. Điện khí hóa chúng (hoặc sử dụng pin nhiên liệu hydro) để loại bỏ trực tiếp khí thải khí đuôi và giảm đáng kể tiếng ồn là một con đường chính cho lĩnh vực kỹ thuật môi trường để đạt được các hoạt động xanh. Công nghệ năng lượng mới cung cấp năng lượng sạch cho thiết bị kỹ thuật môi trường.
Giám sát và quản trị môi trường từ xa/ngoài lưới: Các trạm giám sát môi trường, các cơ sở xử lý nước thải nhỏ hoặc thiết bị phục hồi sinh thái được triển khai ở vùng sâu vùng xa, dự trữ tự nhiên, các vùng nước hoặc khu vực ngoài lưới, năng lượng mới (như năng lượng mặt trời + lưu trữ năng lượng, năng lượng gió nhỏ) thường là kinh tế nhất.
3. Synergy: Kỹ thuật môi trường hỗ trợ phát triển bền vững năng lượng mới
Quản lý vòng đời của các thiết bị năng lượng mới: các tấm pin mặt trời, lưỡi tuabin gió, pin lưu trữ năng lượng và các thiết bị năng lượng mới khác sẽ tạo ra chất thải cụ thể vào cuối đời. Kỹ thuật môi trường (đặc biệt là xử lý chất thải rắn và công nghệ phục hồi tài nguyên) rất cần thiết cho việc phục hồi an toàn, xử lý vô hại và tái chế các vật liệu có giá trị của các thiết bị này, đảm bảo "vòng kín màu xanh lá cây" của ngành công nghiệp năng lượng mới và tránh các vấn đề mới về môi trường (như ô nhiễm kim loại nặng và tích lũy vật liệu khó phân hủy).
Phục hồi tài nguyên cho năng lượng mới: Công nghệ tài nguyên chất thải trong kỹ thuật môi trường có thể chuyển đổi chất thải thành nguyên liệu thô năng lượng mới. Ví dụ:
Chất thải hữu cơ (chất thải nhà bếp, chất thải nông nghiệp và lâm nghiệp, bùn) tạo ra khí sinh học (biomethane) thông qua tiêu hóa kỵ khí.
Chất thải cụ thể được tinh chế cho sản xuất nhiên liệu sinh học.
Tái chế pin chất thải chiết xuất các kim loại chính như lithium, coban và niken để sản xuất pin mới.
Giảm dấu chân môi trường của sự phát triển năng lượng mới: sự phát triển của các dự án năng lượng mới quy mô lớn (như trang trại gió, trạm điện quang điện và trạm thủy điện) có thể liên quan đến các vấn đề như sử dụng đất và tác động sinh thái. Kỹ thuật môi trường giúp lập kế hoạch và thực hiện các dự án năng lượng mới thông qua đánh giá tác động môi trường, công nghệ phục hồi sinh thái, các biện pháp bảo tồn đất và nước, v.v., để giảm thiểu tác động tiêu cực của chúng đối với môi trường.
4.
Tích hợp hệ thống môi trường năng lượng: Các công nghệ như lưới thông minh, hệ thống năng lượng phân tán và nền tảng quản lý năng lượng tích hợp liên kết sản xuất năng lượng mới, lưu trữ năng lượng và sử dụng hiệu quả với các cơ sở giám sát môi trường và kiểm soát ô nhiễm để đạt được sự tích hợp tối ưu của dòng năng lượng, lưu lượng vật liệu và lưu lượng thông tin và cải thiện hiệu quả tài nguyên và chất lượng môi trường của toàn thành phố hoặc khu vực.
Vai trò cầu của năng lượng hydro: sử dụng năng lượng mới (như năng lượng gió dư thừa và quang điện) để điện giải để tạo ra "hydro xanh" không chỉ là một chất mang năng lượng sạch quan trọng mà còn có thể được sử dụng cho:
Decarbon hóa công nghiệp: Thay thế nhiên liệu hóa thạch trong các ngành công nghiệp phát thải cao như thép và hóa chất.
Phân hủy vận chuyển: Xe pin nhiên liệu.
Lưu trữ và chuyển đổi năng lượng: Giải quyết vấn đề không liên tục của năng lượng tái tạo.
Các ứng dụng môi trường: Bản thân hydro có thể được sử dụng như một tác nhân giảm trong các quá trình kiểm soát ô nhiễm nhất định (như bổ sung khử khí khí thải).
Việc thu thập, sử dụng và lưu trữ carbon: Mặc dù bản thân CCU không phải là một công nghệ năng lượng mới, nhưng nó được tích hợp chặt chẽ với kỹ thuật môi trường (đặc biệt là kiểm soát ô nhiễm khí và kỹ thuật địa chất) và là một phương tiện quan trọng để đối phó với một số phát thải carbon không thể tránh khỏi (như phát thải quy trình công nghiệp) và để đạt được thời gian chuyển tiếp để thay thế hoàn toàn nhiên liệu hóa hình. Một số tuyến kỹ thuật CCUS yêu cầu ổ đĩa năng lượng và năng lượng mới có thể cung cấp năng lượng carbon thấp cho chúng.
Bản tóm tắt:
Kỹ thuật môi trường và các công nghệ năng lượng mới là "đôi cánh" không thể thiếu và không thể thiếu:
Công nghệ năng lượng mới cung cấp kỹ thuật môi trường với vũ khí để giảm phát thải nguồn (thay thế năng lượng gây ô nhiễm) và sức mạnh cho hoạt động sạch (lái xe và thiết bị bảo vệ môi trường).
Kỹ thuật môi trường cung cấp các đảm bảo cho sự phát triển bền vững của các công nghệ năng lượng mới (xử lý chất thải của chúng và giảm tác động môi trường của sự phát triển của họ) và mở rộng các kịch bản ứng dụng của họ (được áp dụng trực tiếp trong lĩnh vực quản trị môi trường), đồng thời cung cấp nguyên liệu thô bổ sung cho năng lượng mới thông qua tái chế tài nguyên.
Sự tích hợp sâu sắc của họ (như các phương tiện kỹ thuật môi trường do năng lượng mới, các nhà máy xử lý nước thải được cung cấp bởi năng lượng quang điện và khí sinh học được sản xuất dựa trên chất thải) là động lực cốt lõi để thúc đẩy sự chuyển đổi của nền kinh tế và xã hội hướng tới các mục tiêu màu xanh lá cây, có tính chất bền vững.
