Vui lòng để tải file. Ấn để đăng nhập

Năng Lượng: Lịch Sử Nhân Loại Từ Than Củi Tới Hạt Nhân

Richard Rhodes - Tác giả từng đoạt Giải thưởng Pulitzer và Giải thưởng Sách Quốc gia tiết lộ lịch sử hấp dẫn đằng sau sự chuyển đổi năng lượng theo thời gian — gỗ thành than, dầu thành điện và xa hơn nữa.

Mục đích quan trọng của cuốn sách là khám phá lịch sử năng lượng; làm sáng tỏ thêm những lựa chọn mà chúng ta đang phải đối mặt trước thách thức của biến đổi khí hậu toàn cầu.

Cuốn sách là tập hợp những câu chuyện về hành trình chinh phục và khai thác các nguồn nguyên liệu để lấy năng lượng, phục vụ cho cuộc sống của một xã hội loài người ngày một tiến bộ.

Hành trình bắt đầu ở Anh với những rừng cây lấy gỗ và đóng thuyền. Khi nguồn gỗ cạn kiệt, con người chuyển sang than, từ đó đặt ra bài toán hóc búa của việc khai thác than trong mỏ mà không bị ngập nước. Các phát minh về hệ thống thiết bị bơm dùng sức nước và hơi nước đã phục vụ cho mục đích khai mỏ này. Ngoài than, con người còn tận dụng nhiều nguồn nhiên liệu khác trong tự nhiên như dầu thông, dầu cá voi, phân chim, khí đốt. Một bước tiến đột phá đã xuất hiện sau đó khi các nhà khoa học tìm ra quy luật của dòng điện, từ đó tạo ra pin tích điện và cuối cùng là sự lựa chọn giữa dòng điện một chiều hay xoay chiều. Rất nhiều các phát minh qua nhiều thời kỳ được đề cập trong cuốn sách này, từ động cơ, đầu máy, cho tới xe ô tô, đường ống dẫn khí, năng lượng hạt nhân

Đánh giá/nhận xét chuyên gia

“Đây vừa là một tác phẩm lịch sử vừa là một câu chuyện đạo đức được viết ra một cách say mê Rhodes hi vọng rằng cái nhìn phê phán về những công nghệ năng lượng trong quá khứ sẽ mang lại lợi ích cho những công nghệ năng lượng trong tương lai.”

– Science Magazine

“Câu chuyện về nhu cầu, sự tò mò, sự khéo léo và tính kiêu ngạo của con ngườ Cuốn sách dành cho bất kỳ ai quan tâm đến tác động của con người đối với tương lai của thế giới.”

– BookPage

Trích đoạn hay

Mục đích quan trọng của cuốn sách là khám phá lịch sử năng lượng; làm sáng tỏ thêm những lựa chọn mà chúng ta đang phải đối mặt trước thách thức

của biến đổi khí hậu toàn cầu. Những người trong ngành năng lượng nghĩ rằng chúng ta coi năng lượng là điều hiển nhiên. Họ nói rằng chúng ta chỉ quan tâm đến nó khi đến cây xăng hoặc khi tìm ổ cắm trên tường. Có thể đó

từng là sự thật, nhưng bây giờ thì khác. Biến đổi khí hậu nay là một vấn đề chính trị lớn. Hầu hết chúng ta đều biết đến nó và ngày càng quan tâm tâm, lo lắng về nó. Các ngành nghề bị nó thách thức. Năng lượng phủ bóng lên nền văn minh nhân loại với sự u ám của mối đe dọa về ngày tận thế như nỗi lo sợ hủy diệt hạt nhân trong những năm dài Chiến tranh Lạnh.

Song, nhiều người cảm thấy bị ra rìa trong cuộc thảo luận này. Các tài liệu về biến đổi khí hậu chủ yếu có tính kỹ thuật nhưng các cuộc tranh luận thì bị giữ bí mật. Nó tập trung vào tình hình hiện tại mà rất ít tham khảo quá khứ nhân loại – hàng thế kỷ bài học xương máu. Vậy nhưng, những thách thức của ngày hôm nay lại chính là di sản của những quá trình chuyển đổi lịch sử của ngày hôm qua. Gỗ nhường chỗ cho than, và than nhường chỗ cho dầu, than và dầu hiện đang nhường chỗ cho khí đốt tự nhiên, điện hạt nhân và năng lượng tái tạo. Động cơ chính (hệ thống chuyển đổi năng lượng thành cơ năng) đã chuyển từ sức động vật và sức nước sang động cơ hơi nước, động cơ đốt trong, máy phát điện và động cơ điện. Chúng ta đã học hỏi từ những thách thức như vậy, làm chủ quá trình chuyển đổi và tận dụng các tiềm năng của chúng.

Con người sinh ra và chết đi, các doanh nghiệp thịnh vượng rồi suy vong, các quốc gia vươn lên thành cường quốc thế giới hoặc suy tàn, tất cả diễn ra trong sự tranh chấp về những thách thức năng lượng. Cuốn sách này chứa đầy những câu chuyện về con người, một dàn nhân vật trải dài bốn thế kỷ, bao gồm các nhân vật lịch sử như Elizabeth I, James I, John Evelyn, Abraham Darby, Benjamin Franklin, Thomas Newcomen, James Watt, George Stephenson, Humphry Davy, Michael Faraday, Herman Melville, Edwin Drake, Ida Tarbell, John D. Rockefeller, Henry Ford, Enrico Fermi, Hyman Rickover, những ông trùm than ở bang Pennsylvania cũ, và những ông trùm dầu mỏ ở California và Arab Saudi – là đại diện cho những người được nhắc đến.

Những đại dương bao la của loài cá voi cũng bước vào câu chuyện. Dầu từ cơ thể chúng thắp sáng thế giới. Dầu mỏ rỉ ra từ giếng, và một giảng viên hóa học Đại học Yale tự hỏi có thể sử dụng nó vào việc gì. Ngựa gây ô nhiễm đô thị với phân chuồng, thách thức sức khỏe cộng đồng ngày càng tăng, và khi ô tô thay thế chúng, nhóm dân làm nghề cung ứng thức ăn cho ngựa vĩnh viễn rơi vào khủng hoảng. Sự phát triển của hàn hồ quang điện đã mở đường cho sự phát triển của hệ thống đường ống dẫn khí đốt tự nhiên. Năng lượng hạt nhân tuyên bố sự có mặt của mình bằng cách thiêu rụi hai thành phố Nhật Bản, một vết nhơ gần như không thể xóa nhòa.

Bản thân sự nóng lên toàn cầu, với bằng chứng được tích lũy dần dần qua một thế kỷ quan sát với nỗi lo ngại ngày càng tăng, gây ra một cuộc đối đầu trên toàn thế giới về ý thức hệ và lợi ích nhóm. Năng lượng gió, năng lượng dồi dào từ ánh sáng mặt trời, nguồn cung cấp than và khí đốt tự nhiên khổng lồ tranh giành vị thế thống trị trong một thế giới hỗn loạn đang tiến tới dân số mười tỉ linh hồn vào năm 2100. Hầu hết trong số họ là cư dân Trung Quốc và Ấn Độ, hai quốc gia đông dân nhất trên thế giới, hiện đang chuyển từ mức vừa đủ sống sang mức thịnh vượng, dẫn tới sự gia tăng tiêu thụ năng lượng tương ứng. Năng lượng thì vẫn còn, nhưng Trái đất có thể hứng chịu rác thải từ việc tiêu thụ nó không?

***

LỜI TỰA

Bạn sắp sửa bắt đầu cuộc hành trình kéo dài 400 năm với một loạt những con người thú vị và sáng tạo nhất trong lịch sử nhân loại. Là những nhà khoa học, nhà phát minh và kỹ sư, tên tuổi của họ không phải lúc nào cũng gắn liền với công việc của mình. Thế nhưng, họ đã định hình thế giới chúng ta đang sống, khiến nó vừa tốt đẹp hơn vừa tồi tệ hơn. Chủ yếu là tốt đẹp hơn, tôi tin thế. Sau khi đồng hành với họ trong cuốn sách này, tôi tin bạn cũng sẽ nghĩ vậy. Chí ít thì bạn cũng sẽ biết nhiều hơn về những gì họ đã làm, tại sao và làm thế nào họ làm được điều đó. Tôi ngạc nhiên và đôi khi sửng sốt khi thấy bao nhiêu câu chuyện của những con người này đã bị lãng quên. Một số tài liệu tham khảo tôi sử dụng để thuật lại đã đi vào lịch sử và tài liệu tiểu sử đã từ 200 năm tuổi trở lên. Sách vở và tài liệu đã cũ, nhưng những câu chuyện vẫn mới mẻ.

Những cá nhân kiệt xuất này là ai? Chí ít cũng có một tác gia: William Shakespeare, song không phải với tư cách là nhà soạn kịch mà là người đồng sở hữu nhà hát đầu tiên ở London. Ông và các chủ sở hữu khác đã tháo dỡ nó (chủ đất thì cáo buộc họ đánh cắp nó) để lấy gỗ trong lúc gỗ trở nên khan hiếm quanh khu vực London. Họ vận chuyển nó qua sông Thames để xây dựng nhà hát Quả cầu với quy mô lớn hơn ở khu Southwark náo nhiệt, bên cạnh một rạp xiếc gấu.

Một người Pháp tên Denis Papin quan tâm đến việc ăn uống của người nghèo đã phát minh ra nồi áp suất, từ đó làm tiền đề cho động cơ hơi nước.

Đương nhiên phải nhắc đến James Watt, người Scotland đã đem đến cho nhân loại động cơ hơi nước, cũng như người đi trước là Thomas Newcomen, người đã sáng chế ra cỗ máy hơi nước áp suất khí quyển cồng kềnh, xuất hiện trước thiết kế gọn nhẹ của Watt.

Tôi đã có dịp ngắm nhìn bản sao của động cơ Newcomen ở Anh vào một trong vài ngày hiếm hoi mỗi năm khi nó được vận hành. Động cơ này to bằng cả ngôi nhà và ngốn than vô độ. (Than không còn rẻ nữa nên người ta hiếm khi cho nó chạy.) Tôi đã xúc than vào lò đốt và nói chuyện với vị kỹ sư nghỉ hưu vận hành nó. Tôi hỏi ông cần thiết bị gì để cho nó hoạt động, và với nụ cười khoái trá, ông giơ cao một cây búa lớn. Động cơ Newcomen cấu thành từ toàn đường ống và tay quay, lại thường bị hóc, nên ông ấy phải dùng búa gõ.

Các động cơ Newcomen được đặt tại cửa hầm mỏ và bơm nước ra. Chúng quá thiếu công năng nên không thể dễ dàng di chuyển. Động cơ của Watt có công năng cao hơn và nhỏ gọn hơn, có thể gắn thêm bánh xe và đường ray nhằm tải than từ cửa hầm ra sông rồi chuyển tiếp đến London bằng thuyền. Sau đó, người ta nhận ra có thể chở người như chở than vậy, từ đó đường sắt chở khách ra đời và nhanh chóng vươn khắp nước Anh. Tại Mỹ cũng vậy, tuy động cơ của người Mỹ chạy bằng than củi suốt gần hết thế kỷ 19, nhưng nó đã thâm nhập những vùng đất hoang vu xa xôi cách trở hơn bất kỳ mỏ than nào và kết nối cả lục địa.

Trong số những con người lỗi lạc của thế kỷ 20 phải kể đến Arie Haagen-Smit, một chuyên gia gốc Hà Lan giảng dạy tại Học viện Công nghệ California (Caltech) ở Pasadena. Một ngày nọ năm 1948, các quan chức chính phủ liên quan bắt gặp ông chất đầy dứa chín trong một phòng thí nghiệm để ngưng tụ hương thơm nhiệt đới của chúng trong không khí. Họ đã yêu cầu ông làm điều tương tự với sương khói ghê người ở Los Angeles. Ông lập tức dọn sạch dứa, mở cửa sổ và hút vào hàng trăm mét khối không khí lẫn sương khói. Ông cho không khí đi qua một bộ lọc được làm lạnh bằng nitơ lỏng, và gạn lấy vài giọt nước cặn có mùi khó chịu màu nâu. Sau khi phân tích thành phần hóa học của cặn, Haagen-Smit tuyên bố đó là khí thải ô tô và khí thải của các nhà máy lọc dầu gần đó. Khác với khói độc và sương mù thông thường (khói + sương = “sương khói”) gây hại cho các thành phố hay đốt than, thứ hợp chất mới này hòa vào không khí như một loại khí độc kép. Dưới ánh sáng mặt trời, nó biến không khí thành màu nâu đỏ.

Các công ty dầu khí không muốn biết điều đó. Các nhà hóa học của họ chế giễu phân tích của Haagen-Smit. Họ tuyên bố với thế giới rằng không tìm thấy phản ứng hóa học nào như vậy. Điều này càng khiến nhà khoa học Hà Lan cứng đầu nổi cơn lôi đình. Trở lại phòng thí nghiệm, ông đã chứng minh thiết bị đắt tiền của nhóm nhà hóa học công ty dầu khí không thể phát hiện quá trình hình thành sương khói. Về phần mình, Haagen-Smit sử dụng các mảnh săm xe cũ để đo lường mức độ không khí lẫn sương khói làm cho cao su trở nên giòn mủn và dùng bộ thiết bị phân tích dứa để tìm ra các thành phần hóa học mà khi kết hợp lại, chúng hóa độc không khí. Sau đó, chính phủ phải can thiệp và khởi động quá trình làm sạch Los Angeles.

Cuốn sách này chứa đầy những câu chuyện như vậy, nhưng không chỉ đơn thuần là những câu chuyện kể. Mục đích quan trọng của cuốn sách là khám phá lịch sử năng lượng; làm sáng tỏ thêm những lựa chọn mà chúng ta đang phải đối mặt trước thách thức của biến đổi khí hậu toàn cầu. Những người trong ngành năng lượng nghĩ rằng chúng ta coi năng lượng là điều hiển nhiên. Họ nói rằng chúng ta chỉ quan tâm đến nó khi đến cây xăng hoặc khi tìm ổ cắm trên tường. Có thể đó từng là sự thật, nhưng bây giờ thì khác. Biến đổi khí hậu nay là một vấn đề chính trị lớn. Hầu hết chúng ta đều biết đến nó và ngày càng quan tâm, lo lắng về nó. Các ngành nghề bị nó thách thức. Năng lượng phủ bóng lên nền văn minh nhân loại với sự u ám của mối đe dọa về ngày tận thế như nỗi lo sợ hủy diệt hạt nhân trong những năm dài Chiến tranh Lạnh.

Song, nhiều người cảm thấy bị ra rìa trong cuộc thảo luận này. Các tài liệu về biến đổi khí hậu chủ yếu có tính kỹ thuật nhưng các cuộc tranh luận thì bị giữ bí mật. Nó tập trung vào tình hình hiện tại mà rất ít tham khảo quá khứ nhân loại - hàng thế kỷ bài học xương máu. Vậy nhưng, những thách thức của ngày hôm nay lại chính là di sản của những quá trình chuyển đổi lịch sử của ngày hôm qua. Gỗ nhường chỗ cho than, và than nhường chỗ cho dầu, than và dầu hiện đang nhường chỗ cho khí đốt tự nhiên, điện hạt nhân và năng lượng tái tạo. Động cơ chính (hệ thống chuyển đổi năng lượng thành cơ năng) đã chuyển từ sức động vật và sức nước sang động cơ hơi nước, động cơ đốt trong, máy phát điện và động cơ điện. Chúng ta đã học hỏi từ những thách thức như vậy, làm chủ quá trình chuyển đổi và tận dụng các tiềm năng của chúng.

Cuộc tranh luận hiện tại hầu như không khám phá ra lịch sử phong phú của nhân loại đằng sau những thách thức về năng lượng ngày nay. Tôi viết cuốn Năng lượng: Lịch sử nhân loại từ than củi tớỉ hạt nhân một phần để lấp đầy khoảng trống đó - với con người, sự kiện, thời gian, địa điểm, cách tiếp cận, ví dụ, trường hợp tương tự, thảm họa và chiến thắng - để làm sinh động cuộc tranh luận và làm rõ các lựa chọn.

Con người sinh ra và chết đi, các doanh nghiệp thịnh vượng rồi suy vong, các quốc gia vươn lên thành cường quốc thế giới hoặc suy tàn, tất cả diễn ra trong sự tranh chấp về những thách thức năng lượng. Cuốn sách này chứa đầy những câu chuyện về con người, một dàn nhân vật trải dài bốn thế kỷ, bao gồm các nhân vật lịch sử như Elizabeth I, James I, John Evelyn, Abraham Darby, Benjamin Franklin, Thomas Newcomen, James Watt, George Stephenson, Humphry Davy, Michael Faraday, Herman Melville, Edwin Drake, Ida Tarbell, John D. Rockefeller, Henry Ford, Enrico Fermi, Hyman Rickover, những ông trùm than ở bang Pennsylvania cũ, và những ông trùm dầu mỏ ở California và Arab Saudi - là đại diện cho những người được nhắc đến.

Bản thân sự nóng lên toàn cầu, với bằng chứng được tích lũy dần dần qua một thế kỷ quan sát với nỗi lo ngại ngày càng tăng, gây ra một cuộc đối đầu trên toàn thế giới về ý thức hệ và lợi ích nhóm. Năng lượng gió, năng lượng dồi dào từ ánh sáng mặt trời, nguồn cung cấp than và khí đốt tự nhiên khổng lồ tranh giành vị thế thống trị trong một thế giới hỗn loạn đang tiến tới dân số mười tỉ linh hồn vào năm 2100. Hầu hết trong số họ là cư dân Trung Quốc và Ấn Độ, hai quốc gia đông dân nhất trên thế giới, hiện đang chuyển từ mức vừa đủ sống sang mức thịnh vượng, dẫn tới sự gia tăng tiêu thụ năng lượng tương ứng. Năng lượng thì vẫn còn, nhưng Trái đất có thể hứng chịu rác thải từ việc tiêu thụ nó không?

Bạn sẽ không tìm thấy nhiều giải pháp trong cuốn sách này. Mỗi thế kỷ đều có những thách thức và cơ hội - một số có tính toán, một số ngoài ý muốn - nhưng trong mọi trường hợp thì đều quá phức tạp, quá nhiều ẩn ý để luận về mặt đạo đức một cách đơn giản. Bạn sẽ tìm được ở đây những ví dụ được tôi diễn giải trong khả năng của mình.

Đây là cách con người, hết lần này đến lần khác, đối mặt với vấn đề sâu sắc của nhân loại là làm thế nào để sinh ra sự sống từ nguyên liệu thô của thế giới. Mỗi phát minh, mỗi khám phá, mỗi sự thích nghi đều mang đến những thách thức vĩ đại hơn nữa và thông qua những lần lột xác liên tục như vậy, chúng ta đã đến được hôm nay. Không khí trong lành hơn, thế giới hòa bình hơn, và ngày càng nhiều người trở nên sung túc. Thế nhưng, không khí cũng ấm lên. Chẳng hạn, vào tháng 8 năm 2015, miền bắc Iran có chỉ số nóng bức lên tới 165°F (74°C). Cầu cho tất cả những kiến thức gây tò mò từ lịch sử sẽ giúp chúng ta tìm đường đến ngày mai. Tôi có con và cháu. Tôi hi vọng và tin rằng chúng ta sẽ làm được.

Mời các bạn đón đọc Năng Lượng: Lịch Sử Nhân Loại Từ Than Củi Tới Hạt Nhân của tác giả Richard Rhodes & Nguyễn Mạnh Cường (dịch).