Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
CHƯƠNG I 3
THÔNG TIN CHUNG VỀ NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI 3
1. Định nghĩa 3
2 Phân loại NLSK 4
2.1. Nhiên liệu lỏng 4
2.2. Khí sinh học (Biogas) 5
2.3. Nhiên liệu sinh khối rắn 5
3 Chuyển hóa năng lượng trong sinh khối: 6
3.1. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong chất bã nông nghiệp: 7
3.2. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí ở bãi chôn lấp: 7
3.3. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí sinh học: 7
4. Mang lại những lợi ích: 8
4.1. Lợi ích về mặt kinh tế-xã hội 8
4.2. Lợi ích về mặt môi trường 10
CHƯƠNG II 12
TÌNH HÌNH KHAI THÁC, SỬ DỤNG KHÍ SINH HỌC Ở VIỆT NAM VÀ
TRÊN THẾ GIỚI 12
1. Tình hình khai thác và sử dụng trên thế giới: 12
1.1. Năng lượng sinh khối 12
1.2. Khí sinh học: 14
2. Tình hình khai thác, sử dụng ở Việt Nam 15
3. Mô hình thực tế: 17
3.1. Indonexia 17
3.2. Một số mô hình ở Việt Nam 17
Chăn nuôi kết hợp hầm biogas – mô hình tiện ích 18
CHƯƠNG III 21
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG Ở VIỆT NAM 21
1. Phát triển năng lượng giai đoạn 1995-2007 21
2. Tiêu thụ năng lượng cuối cùng giai đoạn 1990-2007 22
3. Sản xuất điện 24
NHẬN XÉT 26
1. Những lý do để phát triển nguồn năng lượng sinh khối: 26
2. Các chính sách khuyến khích tổ chức, cá nhân: 26
3. Kết luận: 27
1
LỜI MỞ ĐẦU
Nguồn tài nguyên thiên nhiên đang dần cạn kiệt, con người phụ thuộc vào
nguồn tài nguyên không thể tái tạo (than, dầu mỏ,…), không những thế, ngoài việc
tận thu nguồn tài nguyên từ thiên nhiên, con người trả lại thiên nhiên những phế
phẩm, những chất độc. Những thành phần có sẵn trong thiên nhiên, nay con người
“thải trả” lại với số lượng gây “bội thực”, quá sức chịu tải của thiên nhiên nói
chung.
Nhận biết được những vấn đề của chính mình khi thiên nhiên nổi giận qua
những hiện tượng sóng thần, băng của hai cực tan, những cơn bão dữ dội và kéo
dài dai dẳng…. Con người đang dần điều chỉnh những hoạt động, hành vi và hơn
hết là ý thức về việc khai thác, sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên.
Tìm kiếm, khám phá và tái sử dụng tất cả những phụ phẩm, phế phẩm, chất
thải… để tạo nguồn năng lượng mới (tuy chỉ là tái tạo lại), để giảm và hạn chế
việc sử dụng hóa thạch truyền thống từ bao lâu nay.
Việt Nam là một nước rất phù hợp với nguồn năng lượng tái tạo, đặc biệt là
năng lượng sinh khối (từ các phế phẩm nông nghiệp, chất thải sinh hoạt (thành
phần hữu cơ), từ chất thải chăn nuôi, các nhà máy chế biến thực phẩm). Chính vì
vậy, tiểu luận “Năng lượng sinh khối – tiềm năng phát triển của Việt Nam” hướng
đến việc phân tích tình hình khai thác, sử dụng và những hạn chế, khó khăn khi
ứng dụng ở Việt Nam.
2
CHƯƠNG I
THÔNG TIN CHUNG VỀ NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI
1. Định nghĩa
Sinh khối là một thuật ngữ có ý nghĩa bao hàm rất rộng dùng để mô tả các vật chất
có nguồn gốc sinh học vốn có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng hay do các
thành phần hóa học của nó.
Với định nghĩa như vậy, sinh khối bao gồm cây cối tự nhiên, cây trồng công
nghiệp, tảo và các loài thực vật khác, hay là những bã nông nghiệp và lâm nghiệp. Sinh
khối cũng bao gồm cả chất thải từ các xã hội con người như chất thải từ quá trình sản xuất
thức ăn nước uống, bùn/nước cống, phân bón, sản phẩm phụ gia (hữu cơ) công nghiệp
(industrial by-product) và các thành phần hữu cơ của chất thải sinh hoạt.
Sinh khối còn có thể được phân chia nhỏ ra thành các thuật ngữ cụ thể hơn, tùy
thuộc vào mục đích sử dụng: tạo nhiệt, sản xuất điện năng hay làm nhiên liệu cho giao
thông vận tải
3
Các nguồn sinh khối được chuyển thành các dạng năng lượng khác như điện năng,
nhiệt năng, hơi nước và nhiên liệu qua các phương pháp chuyển hóa như đốt trực tiếp và
turbin hơi, phân hủy yếm khí (anaerobic digestion), đốt kết hợp (co-firing), khí hóa
(gasification) và nhiệt phân (pyrolysis).
2 Phân loại NLSK
2.1. Nhiên liệu lỏng
• Xăng sinh học (Gasohol)
Bao gồm Bio-metanol, Bio-ethanol, Bio-butanol… Trong số các dạng xăng sinh
học này, Bio-ethanol là loại nhiên liệu sinh học thông dụng nhất hiện nay trên thế giới vì
có khả năng sản xuất ở quy mô công nghiệp từ nguyên liệu chứa đường như mía, củ cải
đường và nguyên liệu chứa tinh bột như ngũ cốc, khoai tây, sắn…
Xăng sinh học chứa ethanol có trị số octane cao hơn xăng thường nên động cơ mau nóng
hơn.Tuy nhiên, máy cũng mau hao mòn hơn, nhất là các vòng đệm cao su. Bất lợi của
Ethanol là hút ẩm nên xăng-ethanol có chứa nhiều nước, làm máy khó “đề”, làm rỉ sét
kim loại, hư mòn chất nhựa (plastic), nên đòi hỏi phải thay đổi vật liệu làm động cơ, phải
4
bảo trì xe thường xuyên. Bồn chứa ethanol cũng phải làm từ kim loại đặc biệt, việc
chuyên chở cũng khó khăn hơn xăng thường.
• Diesel sinh học (BioDiesel)
Diesel sinh học có thể sử dụng thay thế cho diesel vì nó có tính chất tương đương
với nhiên liệu dầu diesel nhưng không phải được sản xuất từ dầu mỏ mà được sản xuất từ
dầu thực vật hay mỡ động vật bằng phản ứng chuyển hóa este (transesterification). Các
chất dầu [còn gọi là fatty acid methyl (hay ethyl) ester (FARME)] trộn với sodium
hydroxide và methanol (hay ethanol) tạo ra dầu diesel sinh học và glycerine bằng phản
ứng chuyển hóa este.
• Ethanol (hay là cồn ethyl)
Ethanol là nhiên liệu dạng lỏng, không màu, trong suốt, dễ cháy. Ethanol được
dùng như phụ gia cho xăng, với mục đích tăng chỉ số octane và giảm khí thải hiệu ứng
nhà kính. Ethanol tan trong nước và phân hủy sinh học được. Ethanol được sản xuất từ
sinh khối có thành phần cellulose cao (như bắp), qua quá trình lên men tại lò khô hay lò
ướt[x]. Tại cả hai lò này, bã men (hèm) được sản xuất và cung cấp cho gia súc tại các
nông trại.
2.2. Khí sinh học (Biogas)
Biogas hay khí sinh học là hỗn hợp khí methane (CH4) và một số khí khác phát
sinh từ sự phân huỷ các vật chất hữu cơ trong môi trường yếm khí. Thành phần chính của
Biogas là CH4 (50-60%) và CO2 (>30%) còn lại là các chất khác như hơi nước N2, O2,
H2S, CO … được thuỷ phân trong môi trường yếm khí, xúc tác nhờ nhiệt độ từ 20-40ºC,
nhiệt trị thấp của CH4 là 37,71.103 KJ/m3, do đó có thể sử dụng biogas làm nhiên liệu
cho động cơ đốt trong. Để sử dụng biogas làm nhiên liệu thì phải xử lý biogas trước khi
sử dụng tạo nên hỗn hợp nổ với không khí. Khí H2S có thể ăn mòn các chi tiết trong động
cơ, sản phẩm của nó là SOx cũng là một khí rất độc. Hơi nước có hàm lượng nhỏ nhưng
ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ ngọn lửa, giới hạn cháy, nhiệt trị thấp và tỷ lệ không
khí/nhiên liệu của Biogas.
2.3. Nhiên liệu sinh khối rắn
5
Bao gồm cây cối, chất xơ gỗ, chất thải gia súc,chất thải nông lâm nghiệp, chất thải
gỗ thành thị, chất thải rắn đô thị, khí ở các hố chôn lấp
3 Chuyển hóa năng lượng trong sinh khối:
Hầu hết các quá trình chuyển đổi sinh khối có thể được chia ra làm hai loại như
sau:
6
• Chuyển đổi nhiệt hóa (thermochemical): bao gồm đốt nhiệt (combustion), khí hóa và
nhiệt phân;
• Chuyển đổi sinh hóa (biochemical): bao gồm phân hủy yếm khí (sản phẩm sinh khối
và hỗn hợp methane và CO2) và lên men (sản phẩm ethanol).
3.1. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong chất bã nông nghiệp:
Chất thải nông nghiệp là các chất dư thừa sau các vụ thu hoạch. Chúng có thể được
thu gom với các thiết bị thu hoạch thông thường cùng lúc hay sau khi gặt hái. Các chất
thải nông nghiệp bao gồm thân và lá bắp, rơm rạ, vỏ trấu Hằng năm, có khoảng 80 triệu
cây bắp được trồng, cho nên vỏ bắp đươc đoán sẽ là dạng sinh khối chính cho các ứng
dụng năng lượng sinh học. Ở một số nơi, đặc biệt những vùng khô, các chất bã cần
được giữ lại nhằm bổ sung các chất dinh dưỡng cho đất cho vụ mùa kế tiếp. Tuy nhiên,
đất không thể hấp thu hết tất cả các chất dinh dưỡng từ cặn bã, các chất bã này không
được tận dụng tối đa và bị mục rữa làm thất thoát năng lượng. Có nhiều thống kê khác
nhau về tiềm năng công suất của năng lượng sinh khối dạng này. Ví dụ như Smil (1999)
ước lượng rằng cho đến giữa thập kỷ 90 thế kỷ 20, tổng lượng bã nông nghiệp là khoảng
3,5-4 tỷ tấn mỗi năm, tương đương với một 65 EJ năng lượng (1,5 tỷ toe). Hal và cộng sự
(1993) tính toán rằng chỉ với lượng thu hoạch nông nghiệp cơ bản của thế giới (ví dụ như
lúa mạch, lúa mì, gạo, bắp, mía đường ) và tỷ lệ thu hồi là 25% thì năng lượng tạo ra
được là 38 EJ và giúp giảm được 350-460 triệu tấn khí thải CO2 mỗi năm. Hiện trạng
thực tế là một tỷ lệ khá lớn các bã nông nghiệp này vẫn còn bị bỏ phí hay sử dụng không
đúng cách, gây các ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường, sinh thái và lương thực. Theo ước
tính của WEC, tổng công suất toàn cầu từ nhiên liệu bã thải nông nghiệp là vào khoảng
4.500 MWt.
Một trong các giải pháp được ứng dụng rộng rãi hiện nay và có tiềm năng đầy hứa
hẹn là tận dụng các bã thải từ công nghiệp mía đường, xử lý gỗ và làm giấy.
3.2. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí ở bãi chôn lấp:
Khí ở các bãi chôn lấp. phần lớn trong quá trình phân hủy yếm khí, sản phẩm phụ
tự nhiên của quá trình phân hủy chất thải hữu cơ của vi sinh vật có một lượng lớn khí
methane, có thể được thu thập, chuyển dạng và dùng để tạo ra năng lượng. Các chất thải
này được thu gom, tái tạo thông qua quá trình tiêu hóa và phân hủy yếm khí. Sự thu gom
các chất thải trong các bãi chôn lấp và dùng chúng như một nguồn nănh lượng sinh học
tái tạo có rất nhiều lợi ích như: tăng cường bảo vệ sức khỏe cộng đồng thông qua việc xử
lý chất thải, giảm diện tích đất sử dụng cho các bãi chôn lấp, giảm ô nhiễm môi trường,
mùi hôi thối và giúp cho việc quản lý chất thải một cách hiệu quả.
3.3. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí sinh học:
Biogas sử dụng nguyên liệu đa dạng, thường là tận dụng các chất thải, phế thải,
phế phẩm trong nông lâm ngư nghiệp . Quy mô gia đình thường sử dụng phân gia súc,
quy mô lớn hơn có thể phát triển sử dụng các loại rác đô thị và rác công nghiệp làm
nguyên liệu. (VD: Nhà máy Biogas ở Tilburg (Ấn Độ) khai thác nguyên liệu từ rác thải
của các thành phố lớn). Ở Việt Nam ta cũng có những đề tài nghiên cứu sản xuất Biogas
7
từ việc ứng dụng mô hình bể lọc kỵ khí UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) để xử
lý nước thải của những ngành công nghiệp giàu chất hữu cơ (nước thải nhà máy chế biến
H6ATU8yrbr0rMHu
