Công nghệ khí hóa sử dụng phụ phẩm nông, lâm nghiệp để phát điện công suất nhỏ

Nguồn năng lượng sinh khối (biomass) từ phụ phẩm nông, lâm nghiệp ở Việt Nam rất lớn, việc tìm hiểu các công nghệ và thiết bị để khai thác nguồn năng lượng tái tạo này là rất cần thiết, nhất là trong bối cảnh thiếu hụt năng lượng ngày càng trở nên trầm trọng ở nước ta. Sử dụng Biomass vừa nhằm giảm việc sử dụng nguồn năng lượng truyền thống như thủy điện, dầu mỏ và than đá vừa làm giảm phát thải khí nhà kính, giảm ô nhiễm môi trường. Bài báo này nhằm giới thiệu công nghệ khí hóa (Gasification) khai thác nguồn năng lượng biomass từ phụ phẩm nông, lâm nghiệp để phát điện quy mô nhỏ cho các hộ, nhóm gia đình, cơ sở xay xát.

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Năng lượng đóng vai trò rất quan trọng trong sự phát triển kinh tế. Nền kinh tế càng phát triển thì nhu cầu về năng lượng càng lớn dẫn đến suy giảm nhanh chóng nguồn nhiên liệu hóa thạch, đẩy giá nhiên liệu (xăng dầu, than, khí…) lên cao và gia tăng lượng khí CO2 thải vào khí quyển, gây nên hiệu ứng nhà kính, biến đổi khí hậu toàn cầu. Do đó, ngoài những nghiên cứu giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả thì nghiên cứu, ứng dụng những công nghệ mới nhằm phát triển, tạo ra nguồn năng lượng thay thế, bổ sung cho các nguồn năng lượng hoá thạch cần được quan tâm. Nguồn năng lượng biomass từ phụ phẩm nông, lâm nghiệp (rơm, trấu, phoi bào, gỗ, xơ dừa, vỏ cà phê, bã mía, thân và lõi ngô, lạc…) là một trong những nguồn năng lượng mới, năng lượng tái tạo cần được quan tâm nghiên cứu khai thác.

Trên thế giới, công nghệ gasification (công nghệ khí hoá) sử dụng phụ phẩm nông, lâm nghiệp để tạo ra gas cho đun nấu, hệ thống lò sưởi, chạy máy phát điện, chiết suất thành nhiên liệu khí hoá lỏng... đã được ứng dụng rất nhiều. Ở Việt Nam, công nghệ này cũng đã được một số cơ sở nghiên cứu và ứng dụng để chế tạo các bếp khí hoá đun nấu cho hộ gia đình hoặc tạo nhiệt cho hệ thống sấy nông sản. Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu ứng dụng công nghệ gasification sử dụng phụ phẩm nông, lâm nghiệp để phát điện, trong khi nguồn nguyên liệu này ở nước ta rất lớn.

Bài báo này giới thiệu về công nghệ gasification sử dụng phụ phẩm nông, lâm nghiệp để phát điện công suất nhỏ cho các hộ hoặc nhóm gia đình, cơ sở chế biến nông, lâm sản, cơ sở xay xát phù hợp với điều kiện kinh tế xã hội ở Việt Nam.

II. NĂNG LƯỢNG BIOMASS LÀ GÌ?

Biomass là một nguồn năng lượng lưu trữ năng lượng mặt trời dưới dạng các chất hoá học thông qua quá trình quang hợp. Hai quy trình lưu trữ và chuyển hóa năng lượng mặt trời vào nhiên liệu biomass được thể hiện như trong hình dưới đây:

- Quy trình 1: Dưới tác động của năng lượng mặt trời, nguồn CO2 và H2O tổng hợp nên glucozo thành phần tạo nên xenlulozo hay tinh bột của cây xanh thông qua quá trình quang hợp:

6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + O2

- Quy trình 2: Cây xanh chết đi được phân hủy hoặc đốt hình thành nên CO2, H2O và bắt đầu một chu trình mới:

C6H12O6 + O2= 6CO2 + 6H2O

Như vậy, nguồn năng lượng biomass tồn tại trong tất cả các loài thực vật.

Chi tiết bài báo xem tại đây: Công nghệ khí hóa sử dụng phụ phẩm nông, lâm nghiệp để phát điện công suất nhỏ

Tác giả: ThS. Nguyễn Minh Việt, ThS. Đỗ Anh Tuấn
Viện Thủy điện và năng lượng tái tạo

Tạp chí KH&CN Thủy lợi