Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
MỞ ĐẦU
Năng lượng đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế của mỗi
quốc gia, một quốc gia có thể phát triển được hay không là xem có thể đảm bảo được
an ninh năng lượng hay không. Năng lượng hiện nay đang là vấn đề toàn cầu thu hút sự
quan tâm của mọi quốc gia trên thế giới không chỉ bởi những hiệu quả lớn lao nó mang
lại mà còn bởi những hậu quả nguy hại đối với trái đất. Vấn đề này đặc biệt cấp bách
đối với Việt Nam khi Việt Nam là một trong năm nước trên thế giới chịu tổn thương
nặng nề do biến đổi khí hậu theo đánh giá của Liên Hợp Quốc. Vậy làm thế nào có thể
cân bằng giữa sự phát triển kinh tế với vấn đề năng lượng cũng như môi trường? Đó là
phải tìm ra các nguồn năng lượng thay thế như năng lượng tái tạo bao gồm: năng lượng
mặt trời, năng lượng gió, năng lượng sinh khối, địa nhiệt hay cả sóng biển đã và đang
được triển khai mạnh mẽ trên thế giới. Việt Nam trong những năm gần đây năng lượng
tái tạo đã được quan tâm thích đáng trong các chương trình phát triển năng lượng quốc
gia, trong đó năng lượng sinh khối và khí sinh học được chúng ta tập trung phát triển
nhiều hơn cả.
Với mong muốn tìm hiểu sâu hơn về công nghệ Khí sinh học, đặc biệt là tiềm
năng lý thuyết về sản lượng Khí sinh học cũng như khả năng phát triển Khí sinh học
định hướng thị trường ở Việt Nam, em đã tiếp cận và tìm hiểu vấn đề này trong quá
trình thực tập tại Trung tâm Công nghệ năng lượng và vật liệu mới – Viện Khoa học
nămg lượng. Ở đây, em được tiếp xúc với các dự án về tiết kiệm năng lượng cũng như
các dự án về năng lượng mới và tái tạo. Qua đó, em đánh giá được những giá trị kinh tế
mà các dự án này đem lại, đồng thời các giá trị khác về lợi ích xã hội cũng được xem
xét như xóa đói giảm nghèo, giảm ô nhiễm môi trường. Bên cạnh đó, em cũng đã tham
khảo các tài liệu từ Viện khoa học năng lượng, Trung tâm Công nghệ năng lượng và
vật liệu mới và một số nguồn thông tin khác. Do vậy em chọn đề tài nghiên cứu trong
đồ án này là : “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng về sản lượng Biogas và thực trạng
sử dụng năng lượng biogas tại khu vực Đan – Hoài – Hà Nội”
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
1
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài

Việc ứng dụng các nguồn năng lượng tái tạo đang được các nhà chức trách quan
tâm bởi thị trường năng lượng thế giới hiện nay có nhiều biến động:
- Năng lượng truyền thống như than, dầu… đang ngày càng cạn kiệt.
- Nguồn cung cấp năng lượng biến động về giá cả.
- Phát thải hiệu ứng nhà kính gây hiện tượng nóng lên toàn cầu.
- Năng lượng truyền thống gây ô nhiễm môi trường.
- Sử dụng năng lượng truyền thống gây ra sự biến đổi khí hậu dẫn tới hạn hán, lũ
lụt trên toàn cầu.
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
3
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
- Và do nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng cao.
Năng lượng tái tại càng ngày được các quốc gia trên thế giới chú trọng phát triển
hơn bởi so với các nguồn năng lượng truyền thống, năng lượng tái tạo có ưu điểm vượt
trội :
- NLTT sử dụng nguồn năng lượng có sẵn trong tự hiên và không gây ô nhiễm môi
trường.
- NLTT giảm lượng ô nhiễm và khí thải từ các hệ thống năng lượng truyền thống.
- Sử dụng NLTT sẽ làm giảm hiệu ứng nhà kính.
- Góp phần nào việc giải quyết vấn đề năng lượng.
- Giảm bớt sự phụ thuộc vào sử dụng năg lượng hóa thạch.
Được biết, để chuẩn bị đối mặt với những khó khăn đến từ nguồn dầu mỏ, một số
quốc gia trên thế giới đang đẩy mạnh các ứng dụng của năng lượng mới và năng lượng
tái tạo.
Theo ước tính của Bộ Năng Lượng Hoa Kì, nếu sử dụng tất cả nguồn nguyên liệu
có thể tạo ra khí sinh học để dùng trong vận chuyển thì lượng năng lượng này có thể
làm giảm 500 triệu tấn khí cácbonic hàng năm, tương đương với với số lượng 90 triệu
xe dùng trong một năm.
Ví dụ :
Thuỵ Điển đã triển khai một dự án mang tên Biogas City, dưới sự trợ giúp của

Thành phần chính của Biogas là CH
4
(50 - 60%) và CO2 (30%), còn lại là các
chất khác như hơi nước N
2
, O
2
, H
2
S, CO… được thuỷ phân trong môi trường yếm khí,
xúc tác nhờ nhiệt độ từ 20 - 40
0
C.
Nhiệt trị thấp của CH
4
là 1012 Btu/ft3 (37,71.10
3
KJ/m
3
), 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. H
2
S 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 kế đến nhiệt độ ngọn lửa, giới hạn
cháy, nhiệt trị thấp và tỷ lệ không khí/nhiên liệu của Biogas.
2.3. Tiềm năng Biogas trên thế giới
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
5

1. Rơm rạ
2. Phụ phẩm các cây trồng khác
1470,133
318,840
0,735
0,109
30,2
6,5
Chất thải của gia súc 3055,678 1,525 63,3
1. Trâu
2. Bò
3. Lợn
441,438
495,864
2118,376
0,221
0,248
1,059
8,8
10,1
44,4
Tổng 4844,652 2,422 100,0
(Nguồn: />Tuy hiện tại, giá thành biogas vẫn cao hơn so với các loại nhiên liệu chế biến từ
dầu mỏ, nhưng với tình hình giá dầu thô tăng cao như hiện nay, khoảng cách đó sẽ dần
bị thu hẹp trong tương lai.
Việc sử dụng biogas không chỉ giải quyết vấn đề năng lượng, mà còn giảm thiểu
ô nhiễm môi trường. Đây là nguồn năng lượng tái sinh làm giảm hiệu ứng nhà kính
trong bầu khí quyển. Tại Việt Nam, việc tìm kiếm những nguồn nhiên liệu sạch với
môi trường cũng đã được quan tâm nhiều hơn. Trong tương lai, rất có thể biogas cũng
sẽ là một sự lựa chọn thực sự thân thiện với môi trường.

Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Bảng 1.2: Khả năng cho phân và thành phần hóa học của phân gia súc, gia cầm
Vật nuôi
Khả năng cho phân của
500 kg vật nuôi/ngày
Thành phần hóa học
(% khối lượng phân tươi)
Thể tích
(m
3
)
Trọng
lượng tươi
(kg)
Chất tan
dể tiêu
Nitơ Photpho Tỷ lệ C/N
Bò sữa
Bò thịt
Lợn
Trâu bò
Gia cầm
0,038
0,038
0,028
-
0,028
38,5
41,7
28,4

Thời gian lên man
(ngày)
Phân bò
Phân gia cầm
Phân gà
Phân lợn
Phân người
1,11
0,56
0,31
1,02
0,38
57
69
60
68
-
10
9
30
20
21
(Nguồn: />3.2 Cơ sở lí thuyết của công nghệ sản xuất Biogas
Dựa vào các vi khuẩn yếm khí để lên men phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ sinh
ra một hỡn hợp khí có thể cháy được: H
2
, H
2
S , NH
3

- Tỉ lệ Cacbon/Nitơ: 30/1 là tốt nhất.
- Tỉ lệ pha loãng : tỉ lệ nước/phân dao động từ 1/1 tới 7/1. Tỉ lệ pha loãng đối
với phân bò là 1/1, phân lợn là 2/1 đang được phổ biến nhất.
- Sự có mặt của không khí và độc tố : tuyệt đối không có oxy. Các ion NH
4
,
Ca, K, Zn, SO
4
ở nồng độ cao có ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển của
vi khuẩn sinh metan.
- Đặc tính của nhiên liệu.
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
10
Chất hữu cơ,
carbohydrate,
chất béo,
protein
Khối vi khuẩn
Khối vi khuẩn
Acid propionic
Acid butyric ,
Các rượu khác
& các thành
phần khác
H
2
, CO
2
Acid acetic
Khối vi khuẩn

11
Nguyên liệu
(phân, rác…)
Phối chế (nguyên
liệu, nước)
Bổ sung giống VSV
Sử dụng
Đem sử dụng hoặc
sử lí hiếu khí tiếp
Lò phản ứng khí
sinh metan
Thu khí
Mùn (chế biến
phân bò)
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
3.4. Công nghệ hầm Biogas trên thế giới và Việt Nam
Qua tình hình nghiên cứu và phát triển năng lượng Biogas trên thế giới trong
những năm qua, hiện trạng các hệ thống công nghệ năng lượng Biogas trên thế giới
cũng như ở Việt Nam được phát triển theo mô hình VACB và ba xu hướng phát triển
công nghệ năng lượng Biogas chính như sau:
1. Xu hướng thứ nhất ở các nước công nghiệp phát triển phần lớn các cơ sở sản
xuất khí sinh học triển khai trên quy mô công nghiệp (ở các nhà máy sản xuất khí sinh
học cỡ lớn). Nguồn nguyên liệu chính được sử dụng là chất thải của các thành phố, các
khu công nghiệp và cả các phế liệu nông nghiệp. Khí sinh học từ các nhà máy này
được sử dụng làm nguyên liệu cung cấp cho các nhà máy hóa chất, hoặc được sử dụng
làm chất đốt phục vụ sinh hoạt.
2. Xu hướng thứ hai phát triển trên quy mô bán công nhiệp (ở những bể sản xuất
khí sinh học cỡ vừa). Các bể này phần lớn sử dụng các chất thải của các xí nghiệp thực
phẩm làm nguyên liệu. Khí sản xuất ra được dùng trực tiếp để cung cấp năng lượng
điện (cho các động cơ đốt trong), làm chất đốt sinh hoạt, chế biến nông sản, làm nhiên

nhằm nâng cao hiệu quả của việc sử dụng năng lượng biogas. Dự án áp dụng công
nghệ khí sinh học nắp cố định vòm cầu kiểu KT1 và KT2 có thể tích phân giải từ 4,2
m3 đến 48,8m3. KT1 và KT2 là hai thiết kế mẫu được xây dựng theo tiêu chuẩn ngành
10TCN 492:499-2003 và 10TCN 97:102-2006 do Bộ Nông nghiệo và PTNT ban hành.
Hình 1.7: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT.1
Kiểu KT1 được ứng dụng tại những vùng có nền đất tốt, mực nước ngầm thấp,
có thể đào sâu và diện tích mặt bằng hẹp.
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
14
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Kiểu KT2 phù hợp với những vùng có nền đất yếu, mực nước ngầm cao, khó
đào sâu và diện tích mặt bằng rộng.
Hình 1.8: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT.2
3.5 Ứng dụng
 Sản suất phân hữu cơ vi sinh:
“Phân hữu cơ vi sinh là sản phẩm chứa các vi sinh vật sống đã được tuyển chọn có
mật độ phù hợp với tiêu chuẩn ban hành, thông qua các hoạt động sống của chúng tạo
nên các chất dinh dưỡng mà cây trồng có thể sử dụng được (N, P, K , S, Fe…) hay các
hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao năng suất và chất kượng nông sản. Phân VSV
phải đảm bảo không gây ảnh hưởng xấu tới người, động thực vật, môi trường sinh thái
và chất lượng nông sản.”
(Nguồn: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6168 - 1996)
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
15
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Hình 1.9: Sơ đồ tổng quát Quy trình sản xuất Phân hữu cơ vi sinh
Khi các hộ gia tình tận dụng được các loại phế phẩm nông nghiệp và công lao
động, thì giá thành sản xuất ra 1 tấn phân VSV chỉ còn 80.000đ mua phế phẩm sinh
học Biovac và chất xúc tác Bocat.
 Máy phát điện khí sinh học:

Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
Hầm KSH
Lọc khí
Túi chứa khí
Máy phát điện
Bảng điều khiển
Phụ tải
17
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
+ Loại lớn: Máy có công suất 10kW – 100 kW
- Có 2 loại: điện 1 pha và điện 3 pha.
- Sử dụng 100% khí Biogas để chạy máy phù hợp cho hộ gia đình chăn nuôi từ
100 đầu lợn trở lên.
- Điện áp dàu ra luôn ổn định ở mức 220V hoặc 380V.
- Tất cả các loại máy của công ty được bán trên thị trường luôn được dán tem và
bảo hành 6 tháng kể từ ngày lắp đặt máy.
+ Hiệu quả kinh tế của loại máy nhỏ 3kW:
- Giá thành 9.000.000 VND.
- Đối với máy phát điện sử dụng xăng có công suất 3kW thường có mức tiêu tốn
1,3 lít/h.
- Như vậy, để sử dụng 1 giờ, chi phí phải trả: 1,3 × 17.000 = 22.100 (VND)
- Thời gian hoàn vốn: 9.000.000/ 22.100 = 407,2 giờ sử dụng.
Vậy là với gần 17 ngày sử dụng máy, chúng ta đã hoàn vốn mua máy phát điện.
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
18
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Bảng 2.4. Lựa chọn Công suất máy phát điện theo quy mô chăn nuôi và thể tích
bể Biogas
STT Công suất (kW) Thể tích bể Biogas (m
3

Phía Tây giáp huyện Phúc Thọ.
Phía Nam giáp huyện Hoài Đức.
Phía Bắc giáp sông Hồng, ngăn cách với tỉnh Vĩnh Phúc
b. Địa hình, địa mạo
Huyện Hoài Đức có dạng địa hình đồng bằng, dốc từ Tây Bắc sang Đông Nam
và chia thành hai vùng là vùng bãi và vùng đồng :
- Vùng bãi nằm ở ngoài đê sông Đáy : Gồm một phần diện tích của 9 xã và
toàn bộ diện tích của xã Vân Côn. Cao trình mặt ruộng trung bình từ 6,5 – 9 m, có xu
hướng dốc từ đê vào sông. Những vùng trũng thường xen kẽ lẫn vùng cao, nên thường
gây úng, hạn cục bộ.
- Vùng đồng : Gồm một phần diện tích của 9 xã vùng bãi và toàn bộ diện tích
của 10 xã và 1 thị trấn vùng đồng. Cao trình nặt ruộng trung bình từ 4,0 – 8,0 m, địa
hình tương đối phức tạp, vùng trũng xen kẽ vùng cao nên mặc dù hệ thống tủy lợi đã
được đầu tư nhiều nhưng những năm mưa lớn thường gây ra úng.
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
20
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Huyện Đan Phượng có dạng địa hình đồng bằng châu thổ, độ cao trung bình từ
6 – 8m. Có 2 sông chảy qua huyện là sông Hồng và sông Đáy, xưa đây là vùng đầu
nguồn sông Nhuệ.
Huyện Đan Phượng bao gồm thị trấn Phùng và 15 xã là: Trung Châu, Đồng
Tháp, Song Phượng, Đan Phượng, Liên Hà, Liên Trung, Thọ An, Thọ Xuân, Phương
Đình, Thượng Mỗ, Hạ Mỗ, Hồng Hà, Liên Hồng, Tân Hội, Tân Lập.
c. Khí hậu
Hai huyện Đan – Hoài nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, chịu ảnh hưởng
của gió mùa, có 2 mùa rõ rệt :
- Mùa hè nóng ẩm : Nhiệt độ trung bình trên 23
0
C.
- Mùa đông khô lạnh : Nhiệt độ trung bình từ 15 – 16

5 125 33 93,3 253,1
6 150,5 35 95,2 225,1
7 180,2 34,1 95,4 230,5
8 98 30,6 90 196,7
9 52,5 24,3 80,3 125,8
10 57,3 21,7 80,5 116,5
11 42,5 22,9 84,5 102,2
12 42 17,8 87,9 93
( Nguồn : Trạm khí tượng Nhổn – Hoài Đức – Hà Nội)
1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội.
1.2.1. Dân số, lao động, việc làm và thu nhập
a. Dân số
Dân số hai huyện Đan – Hoài tăng từ 228.885 người năm 2000 lên 334.186
người năm 2008. Mật độ dân số của hai huyện Đan – Hoài năm 2008 là hơn 2.100
người/km
2
, cao hơn nhiều so với mật độ dân số chung của vùng đồng bằng sông Hồng
( khoảng 910 người/km
2
) và cả nước ( 250 người/km
2
).
b. Lao động và việc làm
Dân số trong độ tuổi lao động của hai huyện năm 2008 có 165.256 nghìn người,
chiếm 50,9% tổng dân số hai huyện. Trong đó, lao động đang làm việc trong các nhành
kinh tế có khoảng 170,82 nghìn người. Lao động trong nhành công nghiệp chiếm tỉ
trọng cao, khoảng gần 50% tổng số lao động trong các ngành.
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
22
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài

chiếm 55,4%, Thương mại – dịch vụ chiếm 32% còn lại nông nghiệp 12,6%.
Tốc độ tăng trưởng giá trị tăng lên bình quân giai đoạn 2001 – 2004 đạt 12,4%
và giai đoạn 2004 – 2008 đạt 13,2% (phương án quy hoạch là 13%/năm).
Trong đó, tốc độ tăng trưởng của các khu vực cụ thể như sau:
- Khu vực kinh tế nông nghiệp: Chỉ đạt 4,8%, thấp hơn so với quy hoạch (phương
án quy hoạch là 6,5%)
- Khu vực kinh tế công nghiệp – xây dựng: đạt 18%, cao hơn so với chỉ tiêu quy
hoạch là 12%/năm
- Khu vực dịch vụ: đạt 15,1%.
b. Chuyển dịch cơ cấu kinh tế
Cơ cấu kinh tế của hai huyện Đan – Hoài tính theo giá trị sản xuất đã có sự
chuyển dịch theo hướng tích cực; giảm mạnh tỷ trọng của ngành nông lâm thủy sản từ
30,2% năm 2001 xuống còn 12,6% năm 2008. Đồng thời tăng tỷ trọng của ngành công
nghiệp – xây dựng từ 41,3% năm 2001 lên tới 55,4% vào năm 2008. Riêng ngành dịch
vụ tăng từ 28,5% năm 2001 lên 32% năm 2008.
1.3. Điều kiện văn hóa – xã hội.
Đan – Hoài là vùng đất có nhiều thành tựu trong các hoạt động văn hoá - xã hội.
Chất lượng giáo dục toàn diện, đại trà và mũi nhọn được nâng lên. Công tác chăm sóc
sức khỏe cộng đồng được quan tâm đúng mức. Đời sống văn hóa tinh thần của nhân
dân ngày càng được cải thiện.
Toàn huyện Đan Phượng có 13 điểm bưu điện – văn hóa. Nhiều nhà văn hóa
thôn, cụm dân cư được thành lập, duy trì hoạt động hiệu quả của các tủ sách, đáp ứng
nhu cầu tìm hiểu, nâng cao kiến thức của nhân dân. Huyện có 7 làng, khu phố, cơ quan,
đơn vị văn hóa, hơn 70% số hộ đạt tiêu chuẩn gia đình văn hoá.
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
24
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Nét đặc sắc nhất trong văn hoá của vùng đất Đan Phượng là Chèo Tàu. Đây là
một loại hình nghệ thuật truyền thống của Hà Tây cũ, có nguồn gốc từ lâu đời và phát
triển rực rỡ ở thế kỷ XVII và XVIII. Hình thức diễn xướng của hát Chèo Tàu rất độc