NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA NĂNG ...

Tải bản đầy đủ (.doc) (23 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Luận Văn - Báo Cáo
>>
3. Công nghệ - Môi trường

NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (451.23 KB, 23 trang )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCMVIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN TP.HCMTIỂU LUẬN MÔN: QUẢN LÝ BỀN VỮNG CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNGĐỀ TÀI: NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA NĂNG LƯỢNG SINH KHỐIGVHD: GS.TS. LÊ CHÍ HIỆPHỌC VIÊN THỰC HIỆN: BÀNH NHƯ THÙYMSHV: 1080100059LỚP: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG I- KHOÁ 2010TP. HCM, 06/20112Mục lụcMục lục 3Mở đầu 41. Định nghĩa 52 Phân loại NLSK 62.1. Nhiên liệu lỏng 62.2. Khí sinh học (Biogas) 62.3. Nhiên liệu sinh khối rắn 73. Chuyển hóa năng lượng trong sinh khối: 93.1. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong chất bã nông nghiệp: 93.2. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí ở bãi chôn lấp: 93.3. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí sinh học: 94. Ưu nhược điểm 114.1. Ưu điểm 114.1.1. Lợi ích về mặt kinh tế-xã hội 114.1.2. Lợi ích về mặt môi trường 124.1.3. Nhiên liệu sinh học và vấn đề phát triển bền vững 134.2. Nhược điểm 145. Thuận lợi và khó khăn trong việc sản xuất nhiên liệu sinh khối 155.1. Thuận lợi 155.2. Khó khăn 176. Tình hình triển khai ứng dụng trên thế giới và Việt Nam 196.1. Thế giới 196.2. Việt Nam 216.2.1. Sinh khối: 216.2.2. Khí sinh học: 216.2.3. Nhiên liệu sinh học 22Kết luận 243Mở đầuCùng với sự phát triển nhanh và mạnh về kinh tế, xã hội; đòi hỏi cần một nguồn năng lượng ngày càng lớn. Tuy vậy, nguồn cung chủ yếu của năng lượng hiện nay còn phụ thuộc nhiều vào hóa thạch – là những dạng năng lượng không tái tạo được. Do đó, những phát kiến về sản xuất, ứng dụng năng lượng hiệu quả luôn được tìm tòi và sử dụng. Bên cạnh những dạng năng lượng mới được tạo ra thì sinh khối là một dạng năng lượng đã được con người sử dụng từ rất lâu, dưới những hình thức này hay hình thức khác. Tuy vậy, trong xã hội hiện nay, cũng là sử dụng năng lượng sinh khối nhưng sử dụng như thế nào cho hợp lý là một câu hỏi luôn cần phải được nghiên cứu kỹ. 41. Định nghĩaSinh 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 hoặc 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, hoặc là những bã nông nghiệp và lâm nghiệp. Sinh khối cũng bao gồm cả những vật chất được xem nhưng 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 hoặc làm nhiên liệu cho giao thông vận tảiCác 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).52 Phân loại NLSK2.1. 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 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 (hoặc 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 hoặc 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.62.3. Nhiên liệu sinh khối rắnBao 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 lấp783. 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:− 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 hoặc 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 dự 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 phải 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 hoặc 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 9thải của các thành phố lớn). Ở Việt Nam ta cũng có những đề tài nghiên cứu sản xuất Biogas 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 thực phẩm, đường, rượu ) trong điều kiện khí hậu nhiệt đới. Sản xuất mêtan sinh học từ chất thải lưu giữ cơ chất trong thời gian dài (ủ nhiều tuần lễ) ở điều kiện kỵ khí nên làm giảm đến 90% ký sinh trùng gây bệnh, khử được mùi khó chịu. Do đó, vấn đề vệ sinh môi trường được cải thiện.Không chỉ xử lý chất thải hữu cơ, làm sạch môi trường, phát triển Biogas còn cung cấp bã thải là phân bón có giá trị cao cho nông nghiệp, tăng độ phì cho đất. Trở lại với vai trò năng lượng, việc sản xuất khí mêtan sinh học có thể tự đáp ứng đủ nhu cầu chất đốt, kể cả điện khí hóa ở các vùng nông thôn. Bigas cũng góp phần làm giảm nạn phá rừng ở các nước đang phát triển, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.104. Ưu nhược điểm4.1. Ưu điểm4.1.1. Lợi ích về mặt kinh tế-xã hội− NLSK có thể giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch đắt đỏ, đang cạn kiệt:Do NLSK có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch sử dụng trong các phương tiện giao thông và các thiết bị năng lượng và đây còn là loại nhiên liệu bền vững nên có thể thay cho các nguồn năng lượng hóa thạch đắt đỏ đang bị cạn kiệt.− NLSK có thể tăng cường an ninh năng lượng quốc giaSự phụ thuộc vào dầu nhập khẩu có thể không những làm suy kiệt dự trữ ngoại tệ của quốc gia, mà còn tạo ra sự mất ổn định về an ninh năng lượng của quốc gia đó. Từ khi NLSK được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu bản địa của nhiều nước châu Á, loại nhiên liệu này có vai trò là nhiên liệu thay thế cho các nhiên liệu hóa thạch có thể giảm sự phụ thuộc nhập khẩu dầu và tăng cường an ninh năng lượng quốc gia. − Kỹ thuật và kinh tế năng lượngSản xuất và sử dụng NLSK đơn giản hơn so với các dạng nhiên liệu hyđrô /pin nhiên liệu, LPG. Khi sử dụng E20, B20 không cần cải biến động cơ, sử dụng được cho các loại ôtô hiện có. Cũng không cần thay đổi hệ thống tồn chứa và phân phối hiện có. NLSK và nhiên liệu khoáng có thể dùng lẫn với nhau được. Công nghệ sản xuất NLSK không phức tạp, có thể sản xuất ở quy mô nhỏ (hộ gia đình) đến quy mô lớn. Tiêu hao nhiên liệu, công suất động cơ tương tự như dùng xăng dầu khoáng. Nhiều công trình nghiên cứu về cân bằng năng lượng đã cho thấy: Từ 1 đơn vị năng lượng dầu mỏ sản xuất được 0,87 đơn vị năng lượng xăng, hoặc 1,02 đơn vị năng lượng ETBE, hoặc 2,05 đơn vị năng lượng ethanol. Từ 1 đơn vị năng lượng dầu mỏ (dùng để cày bừa, trồng trọt, chăm sóc, vận chuyển đến chế biến) sẽ tạo ra 1,2 đơn vị năng lượng NLSK. Nếu kể thêm các sản phẩm phụ (bã thải, sản phẩm phụ) thì tạo ra 2-3 đơn vị NLSK. Như vậy, cân bằng năng lượng đầu ra so với đầu vào là dương. Hiện tại, giá NLSK còn cao do sản xuất nhỏ, giá nguyên liệu cao. Khi sản xuất quy mô lớn với công nghệ mới sẽ giảm giá thành. Nếu xăng dầu không bù giá thì NLSK có giá thành thấp hơn. Có thể khẳng định, NLSK sẽ đem đến đa lợi ích.− NLSK có thể hình thành sự tham gia của các xí nghiệp vừa và nhỏ (SMEs)Khác với nhiên liệu dầu và khí, thậm chí là than cần phải xây dựng cơ sở hạ tầng lớn để khai thác và xử lý, với sự tham gia của các tập đoàn lớn và các công ty đa quốc gia, việc sản xuất NLSK sẽ không đòi hỏi đầu tư và xây dựng các nhà máy xử lý tổng hợp lớn. Vì vậy, đầu tư và quy trình sản xuất NLSK có thể nằm trong phạm vi SMEs có thể chấp nhận được. Dựa vào nguyên liệu đầu vào và khả năng đầu ra, công suất của các nhà máy sản xuất NLSK có thể thiết kế phù hợp với yêu cầu đặc thù. Các hoạt động sản xuất NLSK dựa vào các nguyên liệu nông nghiệp hoặc các hệ thống modul có thể được thực hiện để sản xuất NLSK phục vụ cho tiêu thụ cục bộ của các thiết bị có động cơ tại các trang trại. Đầu tư cho NLSK có thể mở ra các cơ hội tham gia của các công ty trong nước. − Nâng cao hiệu quả kinh tế nông nghiệpNgành kinh tế nông nghiệp ngoài chức năng cung cấp lương thực thực phẩm, nguyên liệu công nghiệp, giờ đây có thêm chức năng cung cấp năng lượng sạch cho xã hội, đóng góp vào việc giảm thiểu khí nhà kính và khí độc hại. Việc sử dụng NLSK sẽ tạo điều kiện phát triển nông nghiệp, nhất là ở những nước dư thừa đất đai (trung du, miền núi) có thể trồng mía, sắn 11và các cây có dầu. Đặc biệt, khi phát triển NLSK có thể sử dụng các giống cây có dầu, chẳng hạn như J. Curcas trồng trên các vùng đất hoang hóa hoặc đang sử dụng kém hiệu quả, giúp nâng cao hiệu quả sử dụng đất.− NLSK có thể đóng góp vào phát triển kinh tế- xã hội của các cộng đồng địa phương và các ngành kinh tế đang phát triển Vai trò của ngành nông nghiệp trang trại trong dây chuyền sản xuất NLSK sẽ mở ra cơ hội cho các cộng đồng địa phương kết hợp hoạt động và thu được các lợi ích nhất định để có thể tạo ra phát triển kinh tế-xã hội. Việc trồng rừng, kích thích và thu hoạch nhiên liệu đầu vào như cây mía, ngô, sắn và dầu cọ đòi hỏi phải tăng lực lượng lao động và các công việc thủ công. Việc mở rộng sản xuất nông nghiệp do tăng nhu cầu các nguyên liệu thô cho sản xuất NLSK có thể tạo ra việc làm mới và thu nhập nhiều hơn cho nông dân. Tạo cơ hội việc làm trong sản xuất NLSK là rất lớn. Ví dụ sản xuất NLSK từ cây cây dầu mè làm nhiên liệu đầu vào được trồng như loại cây trồng chyên dụng để sản xuất diezel sinh học, một diện tích cây mè 10000 ha có thể thu được 30 triệu lít dầu diezel sinh học/năm có thể tạo ra 4000 việc làm trực tiếp.Xét về góc độ tạo việc làm trực tiếp của các thành viên trong hộ gia đình, cho thấy tác động của ngành công nghiệp này đối với cộng đồng địa phương là rất to lớn.Việc tạo ra việc làm mới và các doanh nghiệp có thể tạo ra các hoạt động khác đem lại các lợi ích kinh tế-xã hội khác nữa cho cộng đồng. Nhiều hoạt động kinh tế xuất hiện sẽ tạo ra lợi nhuận cho các chủ doanh nghiệp tại địa phương. Cơ sở hạ tầng hoàn chỉnh có thể tạo ra đường xá mới hoặc được nâng cấp, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển các nhiên liệu đầu vào phục vụ cho sản xuất. Kỹ năng làm việc của nhiều công nhân làm việc trong các dự án được nâng cao, tăng năng lực của các thành viên trong cộng đồng. Hơn nữa, lợi ích kinh tế mà các cộng đồng được hưởng có thể lan tỏa và tạo ra các lợi ích xã hội khác nữa, như các dịch vụ chăm sóc sức khỏe, giáo dục, phúc lợi xã hội và các dịch vụ công cộng…. Nếu quản lý tốt, sản xuất NLSK có khả năng tạo điều kiện phát triển kinh tế-xã hội và đặc biệt là đóng góp vào công cuộc giảm đói nghèo.4.1.2. Lợi ích về mặt môi trườngViệc khám phá ra dầu mỏ đã đánh dấu một bước ngoặt lớn trong lịch sử phát triển của xã hội loài người. Tuy nhiên, nó cũng làm phát sinh những vấn đề nan giải trong quá trình khai thác và sử dụng dầu mỏ gây ra, đáng kể nhất là sự ô nhiễm môi trường do khí thải của quá trình đốt cháy nhiên liệu.Khí thải từ các hoạt động có liên quan đến sản phẩm dầu mỏ và nhiên liệu hóa thạch chiếm khoảng 70% tổng lượng khí thải trên toàn thế giới. Hằng năm, toàn thế giới phát thải khoảng 25 tỷ tấn khí độc hại và khí nhà kính. Nồng độ khí CO2 (loại khí nhà kính chủ yếu) tăng trên 30% so với thời kỳ tiền công nghiệp (từ 280 ppm tăng lên 360 ppm), nhiệt độ trái đất tăng 0,2- 0, 40C. Nếu không có giải pháp tích cực, thì đến năm 2050, tác hại của khí độc hại và nồng độ khí nhà kính có thể tăng lên 400 ppm và sẽ gây ra hậu quả khôn lường về môi trường sống.Sử dụng NLSK là giảm thiểu ô nhiễm môi trường vì nguyên liệu sử dụng để sản xuất NLSK là cồn và dầu mỡ động thực vật, không chứa các hợp chất thơm, hàm lượng lưu huỳnh cực thấp, không chứa chất độc hại. Sử dụng NLSK so với xăng dầu giảm khoảng được 70% khí CO2 và 30% khí độc hại, do NLSK chứa một lượng cực nhỏ lưu huỳnh, chứa 11% oxy, nên cháy sạch hơn. NLSK phân hủy sinh học nhanh, ít gây ô nhiễm nguồn nước và đất.Các cây trồng nông nghiệp và các nguyên liệu sinh khối khác được coi là các nguyên liệu góp phần làm trung hòa cácbon bởi chu kỳ sống thực tế của nó, thực vật thu cácbon điôxit thông qua quá trình quang hợp.Tuy nhiên, các nguyên liệu đầu vào sử dụng trong quá trình sản xuất NLSK được coi là nguyên liệu tái tạo và có khả năng làm giảm phát thải khí nhà kính (GHG).12Tuy nhiên, cho dù các nhiên liệu đầu vào tự chúng có khả năng trung hòa cácbon, thì quá trình chuyển đổi các vật liệu thô thành NLSK có thể gây phát thải cácbon vào khí quyển. Vì vậy, NLSK phải góp phần vào giảm phát thải các bon, chúng phải được chứng minh giảm thải thực sự GHG trong tất cả chu trình sản xuất và sử dụng NLSK.Bên cạnh đó, NLSK khi thải vào đất bị phân hủy sinh học cao gấp 4 lần so với nhiên liệu dầu mỏ và do đó giảm được rất nhiều tình trạng ô nhiễm đất và nước ngầm. Vì vậy, việc sử dụng NLSK giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, giảm thiểu khí nhà kính giúp ngăn chặn vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu.4.1.3. Nhiên liệu sinh học và vấn đề phát triển bền vững− Nguyên tắc của chiến lược phát triển bền vững+ Giảm nhu cầu năng lượng hoàn nguyên và ưu tiên giảm nhu cầu dầu thô và sản phẩm dầu vì:• Dầu thô đã được thanh lọc thành sản phẩm dầu thỏa mãn gần một nửa nhu cầu năng lượng có khả năng sử dụng,• Có nhiều áp dụng công nghiệp bắt buộc phải tiêu thụ dầu thô hay sản phẩm dầu làm nguyên liệu, • Dầu thô là nguồn năng lượng cơ bản trong tương lai sẽ cạn trước nhất. + Chú trọng đồng đều đến phát triển bền vững của ba ngành giao thông vận tải, công nghiệp và tiện nghi nhà ở vì mỗi ngành đó chia nhau gần đồng đều ba phần tư tổng lượng năng lượng khả dụng và những ngành khác chia nhau phần tư còn lại.− Các tác động áp dụng chiến lược phát triển bền vững+ Gia tăng hiệu suất năng lượng để giảm nhu cầu về năng lượng và giảm lượng khí có hiệu ứng nhà kính thải ra khí quản. + Chuyển sang một nguồn năng lượng khác dồi dào, tái tạo, ô nhiễm ít hơn để dành nguồn năng lượng đang dùng cho những công nghệ bắt buộc phải dùng đến năng lượng đó. + Chuyển sang những công nghệ khác đạt một hay cả hai hiệu quả trên. Theo đó, một chiến lược phát triển bền vững bao gồm hai ưu tiên: giảm nhu cầu sản phẩm dầu trong ngành giao thông vận tải và giảm nhu cầu than trong những ngành công nghiệp, đặc biệt trong ngành sản xuất điện.− Phát triển nhiên liệu sinh học hiệu quả bền vữngPhát triển nhiên liệu sinh học góp phần cân đối nhiên liệu, giảm lượng xăng dầu nhập, cải thiện cán cân thương mại, nâng cao hiệu quả kinh tế nông nghiệp theo hướng phát triển bền vững do việc thúc đẩy tăng năng suất các loại nguyên liệu mới thân thiện với môi trường.Sử dụng nhiên liệu sinh học khá thuận tiện, đơn giản, hạn chế thấp nhất chi phí thay thế hay cải biến động cơ, giá thành thường thấp hơn các loại sản phẩm năng lượng từ nguồn nguyên liệu hóa thạch khác nên có tính hiệu quả kinh tếNguyên liệu làm nhiên liệu sinh học rất đa dạng bao gồm nguyên liệu chứa đường (mía, củ cải đường, cao lương ngọt ), chứa tinh bột (ngô, sắn, cao lương), chứa dầu (mỡ động thực vật, tảo, bèo dâu kể cả dầu đã qua sử dụng), chứa cellulose (phế liệu nông lâm nghiệp ) và những nguyên liệu khác chứa lipit và hydratcacbon.Nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu sinh học ưu tiên lựa chọn với tiêu chí không dùng làm lương thực thực phẩm, có năng suất và hiệu suất chuyển hóa nhiên liệu cao, có tiềm năng trồng trên đất nghèo dinh dưỡng và ao hồ hoang hóa. Đặc biệt, loại nguyên liệu này phải có giá thành thấp như là các phế liệu nông lâm nghiệp và công nghiệp chế biến. Đồng thời, phát triển nhiên liệu sinh học để đảm bảo an ninh năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính.13• Trước nhất, đây là một nguồn năng lượng tái tạo, nếu chúng ta có thể bảo đảm được tốc độ trồng cây thay thế. • Sinh khối được phân bố đồng đều hơn trên bề mặt Trái Đất hơn các nguồn năng lượng nhất định khác (nhiên liệu hóa thạch ), và có thể được khai thác mà không cần đòi hỏi đến các kỹ thuật hiện đại phức tạp và tốn kém. • Nó tạo ra cơ hội cho các địa phương, các khu vực và các quốc gia trên toàn thế giới tự bảo đảm cho mình nguồn cung cấp năng lượng một cách độc lập. • Đây là một giải pháp thay thế cho năng lượng hóa thạch, giúp cải thiện tình hình thay đổi khí hậu đang đe dọa Trái Đất. • Nó có thể giúp nông dân địa phương trong lúc gặp khó khăn về vụ mùa thu hoạch và tạo việc làm tại các vùng nông thôn. Ethanol hẳn nhiên có tác động môi trường tích cực hơn rất nhiều so với xăng thông thường, trong cả phương diện cơ sở sản xuất và tiêu thụ (đốt trong động cơ). Các nhà máy sản xuất Ethanol thải ra ít hơn các chất khí hiệu ứng nhà kính như CO2, CH4.4.2. Nhược điểm• Có thể gây ô nhiễm khi đốt cháy trực tiếp.• Là một nguồn năng lượng đắt đỏ nếu so với năng lượng hóa thạch.• Suy giảm đa dạng sinh học khi năng lượng sinh học được khuyến khích quá mức bởi chính phủ (chặt rừng để trồng cây năng lượng).• Giảm sản lượng lương thực do trồng nhiều cây năng lượng.145. Thuận lợi và khó khăn trong việc sản xuất nhiên liệu sinh khối5.1. Thuận lợiPhát triển năng lượng sinh khối tại Việt Nam có các điểm thuận lợi như sau:− Tiềm năng lớn chưa được khai thác:Việt Nam là một nước nhiệt đới nhiều nắng và mưa nên sinh khối phát triển nhanh. Ba phần tư lãnh thổ là đất rừng nên tiềm năng phát triển gỗ lớn. Là một nước nông nghiệp nên nguồn phụ phẩm nông nghiệp phong phú. Nguồn này ngày càng tăng trưởng cùng với việc phát triển nông nghiệp và lâm nghiệp.Sinh khốiNguồn sinh khối chủ yếu gồm gỗ và phụ phẩm cây trồng. Tiềm năng các nguồn này theo đánh giá của Viện Năng lượng được trình bày ở các bảng sau: Bảng 1 - Tiềm năng sinh khối gỗ năng lượng Nguồn cung cấp Tiềm năng(triệu tấn)Quy dầu tương đương (triệu TOE)Tỷ lệ(%)Rừng tự nhiên 6,842 2,390 27,2Rừng trồng 3,718 1,300 14,8Đất không rừng 3,850 1,350 15,4Cây trồng phân tán 6,050 2,120 24,1Cây công nghiệp và ăn quả2,400 0,840 9,6Phế liệu gỗ 1,649 0,580 6,6TỔNG 25,090 8,780 100,0 Bảng 2 - Tiềm năng sinh khối phụ phẩm nông nghiệp Nguồn cung cấp Tiềm năng(triệu tấn)Quy dầu tương đương (triệu TOE)Tỷ lệ(%)Rơm rạ 32,52 7,30 60,4Trấu 6,50 2,16 17,9Bã mía 4,45 0,82 6,8Các loại khác 9,00 1,80 14,9TỔNG 53,43 12,08 100,0 Khí sinh học:Tổng tiềm năng lý thuyết từ nguồn nguyên liệu chính là phụ phẩm nông nghiệp được cho ở bảng 3 (tác giả tính theo số liệu Niên giám thống kê 2003) Bảng 3 - Tiềm năng lý thuyết KSH từ phụ phẩm nông nghiệp 15Nguồn nguyên liệuTiềm năng(triệu m3)Quy dầu tương đương (triệu TOE)Tỷ lệ(%)Phụ phẩm cây trồng: Rơm rạ 1470,133 0,735 30,2PP các cây trồng khác 318,840 0,109 6,5Tổng từ PP cây trồng1788,937 0,894 36,7Từ chất thải của gia súc: Trâu 441,438 0,221 8,8Bò 495,864 0,248 10,1Lợn 2118,376 1,059 44,4Tổng từ CT của gia súc 3055,678 1,528 63,3TỔNG 4844,652 2,422 100,0 Nhiên liệu sinh học: Hiện chưa có số liệu đánh giá đầy đủ tiềm năng sản xuất etanol và bio-đizen ở Việt Nam.Theo tiến sĩ Nguyễn Thị Thu Vinh, khả năng sản xuất etanol của các nước như sau:Bảng 4 - Tiềm năng etanol Nguyên liệuTiềm năng (triệu lít/năm)Quy dầu tương đương (triệu TOE)Tỷ lệ(%)Tinh bột 17 10,56 19,5Rỉ đường 70 46,20 80,5TỔNG 87 57,42 100,0 Về dầu thực vật, theo đánh giá của Bộ Kế hoạch và đầu tư, hiện nay chúng ta mới chỉ đáp ứng được khoảng 10% nguyên liệu, còn phải nhập 90% nguyên liệu từ nước ngoài.Trong các quy hoạch phát triển ngành Bia - Rượu - Nước giải khát và ngành Dầu thực vật tới năm 2010 không đề cập tới vấn đề sản xuất nhiên liệu sinh học.− Nhu cầu ngày càng phát triểnCùng với sự tăng trưởng kinh tế - xã hội của đất nước, nhu cầu ứng dụng các công nghệ NLSK ngày càng phát triển. Thí dụ việc phát triển trồng lúa làm nảy sinh nhu cầu xử lý trấu ở các nhà máy xay xát, nhu cầu sấy thóc sau thu hoạch. Chính những nhu cầu này đã kích thích việc phát triển các máy xấy và công nghệ đồng phát sử dụng sinh khối. Việc phát triển chăn nuôi đã tạo ra nhu cầu xử lý chất thải vật nuôi, thúc đẩy công nghệ khí sinh học phát triển mạnh mẽ.Năng lượng hoá thạch và sản phẩm của năng lượng hoá thạch tại Việt Nam ngày càng có giá trị lớn, gây ảnh hưởng tiêu cực đến phúc lợi của người dân Việt Nam. Việc phát triển NLSK giúp giải quyết vấn đề năng lượng, tích cực sẽ giảm chi phí năng lượng cho người dân trong sinh hoạt và sản xuất.16− Các chính sách và thể chế đang từng bước hình thành tạo thuận lợi cho phát triển năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng sinh khối nói riêng:Mặc dù chưa có chính sách năng lượng nói chung và năng lượng tái tạo nói riêng nhưng từng bước năng lượng tái tạo đã được đề cập đến trong các văn bản nhà nước. Gần đây nhất là Quyết định của Thủ tướng chính phủ số 176/2004/QĐ-TTg ban hành ngày 05 tháng 10 năm 2004 về việc phê duyệt chiến lược phát triển ngành Điện Việt Nam giai đoạn 2004 – 2010, định hướng đến năm 2020 và Luật Điện lực được Quốc hội thông qua ngày 03 tháng 12 năm 2004 đều có ghi sử dụng nguồn năng lượng mới, tái tạo để cung cấp điện cho vùng nông thôn, miền núi hay hải đảo. Chỉ thị của Thủ tướng chính phủ số 35/2005/CT-TTg ban hành ngày 17 tháng 10 năm 2005 về việc tổ chức thực hiện nghị định thư Kyoto thuộc công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu cũng là một cơ sở pháp lý thuận lợi cho năng lượng tái tạo.− Môi trường quốc tế thuận lợi:+ Năng lượng tái tạo ngày càng được quan tâm và đầu tư phát triển. Đến cuối năm 2005, ít nhất đã có 43 nước (trong đó có 25 nước Cộng đồng Châu Âu và 10 nước đang phát triển: Ai Cập, Ấn Độ, Bra-xin, Cộng hoà Đô-mi-nic, Ma-lai-xi-a, Ma-li, Nam Phi, Phi-lip-pin, Thái Lan và Trung Quốc) có mục tiêu quốc gia về năng lượng tái tạo, 48 nước (34 nước phát triển và có nền kinh tế đang chuyển đổi, 14 nước đang phát triển) có chính sách khuyến khích phát triển điện tái tạo. + Kế hoạch hành động năng lượng giai đoạn 2005 – 2010 của các nước ASEAN trong đó có đề ra mục tiêu đạt ít nhất 10% điện tái tạo trong cơ cấu sản xuất điện.+ Nhiều tổ chức quốc tế đang quan tâm phát triển công nghệ NLSK ở Việt Nam: họ tổ chức nhiều hội thảo, tài trợ nhiều dự án phát triển NLSK ở nước ta. Các dự án NLSK có cơ hội tận dụng cơ chế phát triển sạch (CDM) để thu hút vốn đầu tư.+ Nhiều công nghệ đã được hoàn thiện, ứng dụng thương mại nên Việt Nam có thể nhập và ứng dụng, tránh được rủi ro về công nghệ.5.2. Khó khăn− Sự cạnh tranh về nhu cầu nguyên liệu sinh khối:Một trong những điều không biết chắc được khi phát triển NLSK là sự cạnh tranh về nguyên liệu. Thí dụ rơm rạ còn làm thức ăn cho trâu bò, giấy phế liệu có thể tái chế, gỗ phế liệu và mùn cưa có thể làm gỗ ép. Ngô khoai, sắn để sản xuất etanol, đậu tương, lạc, vừng, dừa để sản xuất biodiezen còn dùng làm lương thực, thực phẩm cho người và gia súc.− Sự cạnh tranh về chi phí của các công nghệ:Hiện nay nhiều công nghệ sinh khối còn đắt hơn công nghệ truyền thống sử dụng nhiên liệu hoá thạch cả về trang thiết bị lẫn nhiên liệu nên việc đưa công nghệ mới vào Việt Nam còn gặp trở ngại lớn. Việt Nam còn là một nước nghèo nên thiếu kinh phí đầu tư phát triển công nghệ mới là một rào cản rất lớn. Thí dụ bếp đun cổ truyền hiệu suất thấp nhưng đầu tư không đáng kể, đôi khi bằng không, trong khi đầu tư để có một bếp cải tiến phải tốn vài chục nghìn đồng. Đây là một khoản đầu tư lớn đối với người dân ở nông thôn khi mà một ngày công của họ chỉ được vài nghìn đồng.− Trở ngại về môi trường:Năng lượng sinh khối có một số tác động môi trường. Khi đốt, các nguồn sinh khối phát thải vào không khí bụi và khí sulfurơ (SO2). Mức độ phát thải tuỳ thuộc vào nguyên liệu sinh khối, công nghệ và biện pháp kiểm soát ô nhiễm. 17Việc phát triển quy mô lớn các cây năng lượng để sản xuất nhiên liệu sinh học (biofuel) có thể dẫn tới gia tăng sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón, gây tác hại đối với động vật hoang dã và môi trường sống. Sản xuất năng lượng từ gỗ có thể gây thêm áp lực cho rừng Đây là tất cả những vấn đề cần xem xét kỹ lưỡng khi phát triển năng lượng sinh khối.− Thiếu nhận thức của xã hội về năng lượng sinh khối:Hiện nay khi nói tới năng lượng thường người ta chỉ nghĩ tới điện, than, dầu khí. Các nhà hoạch định chính sách thường không quan tâm tới NLSK. Một thí dụ điển hình là ngành điện có dự án Năng lượng nông thôn nhưng thực ra đây là chỉ là dự án điện khí hoá nông thôn.Do thiếu nhận thức nên hầu như không có các doanh nhân kinh doanh trong lĩnh vực NLSK. Người ứng dụng các công nghệ mới gặp rất nhiều khó khăn trong việc mua sắm trang thiết bị, tìm kiếm dịch vụ hậu mãi. Thí dụ Dự án Khí sinh học xây dựng 18.000 công trình nhưng không có màng lưới cung cấp các dụng cụ sử dụng khí như bếp, đèn Thị trường thường mới phát triển phía nhu cầu, còn phía cung cấp chưa được quan tâm.− Thiếu các chính sách và thể chế cụ thể của chính phủ:Hiện nay Việt Nam chưa có chính sách năng lượng nói chung và chính sách năng lượng tái tạo nói riêng. Năng lượng tái tạo không có các mục tiêu cụ thể trong kế hoạch phát triển của nhà nước trung ương và địa phương. Hiện cũng chưa có một cơ quan nhà nước nào chịu trách nhiệm quản lý lĩnh vực này (Ấn Độ có hẳn một bộ riêng).186. Tình hình triển khai ứng dụng trên thế giới và Việt Nam 6.1. Thế giớiHiện nay trên quy mô toàn cầu, sinh khối là nguồn năng lượng lớn thứ tư, chiếm tới 14-15% tổng năng lượng tiêu thụ của thế giới. Ở các nước đang phát triển, sinh khối thường là nguồn năng lượng lớn nhất, trung bình đóng góp khoảng 35% trong tổng cung cấp năng lượng.Hiện nay có khoảng 50 nước ở khắp các châu lục khai thác và sử dụng NLSK ở các mức độ khác nhau. Năm 2006, toàn thế giới đã sản xuất khoảng 50 tỷ lít ethanol (75% dùng làm nhiên liệu) so với năm 2003 là 38 tỷ lít, dự kiến năm 2012 là khoảng 80 tỷ lít; năm 2005 sản xuất 4 triệu tấn diesel sinh học (B100), năm 2010 sẽ tăng lên khoảng trên 20 triệu tấn.Brasil là quốc gia đầu tiên sử dụng ethanol làm nhiên liệu ở quy mô công nghiệp từ năm 1970. Tất cả các loại xăng ở quốc gia này đều pha khoảng 25% ethanol (E25), mỗi năm tiết kiệm được trên 2 tỷ USD do không phải nhập dầu mỏ. Hiện tại, ở nước này có 3 triệu ôtô sử dụng hoàn toàn ethanol và trên 17 triệu ôtô sử dụng E25. Thành công này bắt nguồn từ chương trình Proalcool của Chính phủ được thực thi từ năm 1975, chương trình này đã trở thành mẫu hình cho nhiều quốc gia khác tham khảo.Mỹ hiện là quốc gia sản xuất ethanol lớn nhất thế giới (năm 2006 đạt gần 19 tỷ lít, trong đó 15 tỷ lít dùng làm nhiên liệu - chiếm khoảng 3% thị trường xăng). Năm 2012 sẽ cung cấp trên 28 tỷ lít ethanol và diesel sinh học, chiếm 3,5% lượng xăng dầu sử dụng. Để khuyến khích sử dụng nhiêu liệu sạch, Chính phủ đã thực hiện việc giảm thuế 0,50 USD/gallon ethanol và 1 USD /gallon diesel sinh học, hỗ trợ các doanh nghiệp nhỏ sản xuất NLSK. Người đứng đầu Nhà trắng đã tuyên bố sẽ đưa nước Mỹ thoát khỏi sự phụ thuộc dầu mỏ từ nước ngoài, bằng cách đầu tư lớn cho R &D để tạo công nghệ mới sản xuất năng lượng sạch và NLSK.Trung Quốc mỗi ngày sử dụng 2,4-2, 5 triệu thùng dầu mỷ, trong số đó có tới 50% phải nhập khẩu. Để đối phó với sự thiếu hụt năng lượng, một mặt Trung Quốc đầu tư lớn ra ngoài lãnh thổ để khai thác dầu mỏ, mặt khác tập trung khai thác, sử dụng năng lượng tái tạo, đầu tư để nhiều cơ sở khoa học nghiên cứu về NLSK. Đầu năm 2003, xăng E10 (10% ethanol và 90% xăng) đã chính thức được sử dụng ở 5 thành phố lớn và sắp tới sẽ mở rộng thêm tại 9 tỉnh đông dân cư khác. Dự kiến, ethanol nhiêu liệu sẽ tăng trên 2 tỷ lít vào năm 2010, khoảng 10 tỷ lít vào năm 2020 (năm 2005 là 1, 2 tỷ lít). Cuối năm 2005, nhà máy sản xuất ethanol nhiên liệu công suất 600.000 tấn /năm (lớn nhất thế giới) đã đi vào hoạt động tại Cát Lâm. Tháng 6.2006, Quốc hội Trung Quốc đã thông qua Chiến lược phát triển kinh tế - xã hội, công nghiệp hoá thân thiện môi trường.Hàn Quốc đã xây dựng cho mình một Chiến lược tăng trưởng xanh, phát thải ít cac-bon (Green, low carbon growth strategy) trong vòng 60 năm tới với các công cụ chính là công nghệ, chính sách và thay đổi lối sống. Đối với lãnh đạo đất nước này, tăng trưởng xanh không phải là một sự lựa chọn mà là sự lựa chọn duy nhất. Một trong những mục tiêu mà Chiến lược đề ra là đến 2050, Hàn Quốc sẽ hoàn toàn không bị phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giải pháp chính là tăng cường năng lượng hạt nhân, phát triển năng lượng tái tạo. Năng lượng sinh học đang được tích cực nghiên cứu, phát triển ở đất nước này với mục tiêu đến năm 2030 năng lượng tái tạo sẽ đạt 11%, trong đó năng lượng từ sinh khối sẽ đạt 7,12%. Ngoài các công nghệ chế tạo bioga thông thường như từ sinh khối, từ chất thải chăn nuôi, Hàn Quốc đang tích cực phát triển bioga từ bùn thải. Theo tính toán của các nhà khoa học thì cứ 100kg COD bùn thải (từ hệ thống xử lý nước thải) khi đi vào bể yếm khí sẽ cho ra 40-45m3 khí mê-tan, 5kg bùn và nước thải có chứa 10-20kg COD.Ở Nhật Bản, Chính phủ đã ban hành Chiến lược năng lượng sinh khối (Nippon Biomas Strategy) từ năm 2003 và hiện nay đang tích cực thực hiện Dự án phát triển các đô thị sinh 19khối (biomass town) và đã có 208 đô thị đạt danh hiệu này, mục tiêu đến 2010 sẽ đạt 300 thành phố/đô thị.Ở Đức, Luật Năng lượng tái tạo có hiệu lực từ năm 2000, đã đưa ra cơ chế khuyến khích ưu tiên phát lên lưới điện quốc gia những nguồn điện từ năng lượng tái tạo (mặt trời, gió, thuỷ điện, sinh khối và địa nhiệt). Sản xuất điện từ bioga từ sinh khối hiện nay đang rất phát triển với số lượng nhà máy đã đạt tới 4600 nhà máy với tổng công suất 1700MW năm 2009, và dự kiến sẽ tăng lên 5400 nhà máy năm 2015.Ở Canada, trường đại học Lakehead hiện đang nghiên cứu chế tạo dầu sinh học thông qua việc hoá lỏng các loại sinh khối, chất thải trong nông nghiệp như phần thải từ cây lúa mì, ngô, v.v Theo đó, qua một quá trình thuỷ phân dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất cao từ các loại sinh khối này sẽ thu được dầu sinh học (bio-crude oil) có thể dùng để phát triển biodiesel sau này. Một hướng nghiên cứu khác là thay thế ethanol bằng butanol sinh học bởi nó cung cấp nhiều năng lượng hơn khi cùng một đơn vị thể tích. Một số trường đại học, viện nghiên cứu ở Mỹ và Hàn Quốc đã nghiên cứu để chế tạo butanol sinh học từ các loại sinh khối.Ở Thái Lan, Chính phủ đề ra mục tiêu năng lượng tái tạo đạt 20% trên tổng năng lượng tiêu thụ vào năm 2022. Thái Lan đã bãi bỏ việc sử dụng dầu diesel 100% từ 2008, thay vào đó là B2 và dự kiến đến năm 2011 sẽ chuyển sang B5. Biodiesel chủ yếu được sản xuất từ dầu cọ (palm oil) với tổng khối lượng là 1,3 triệu tấn biodiesel/ngày (2008) và dự kiến đến 2022, số lượng này sẽ là 4,5 triệu lít/ngày. Thái Lan cũng tích cực thức đẩy việc thu mua, tái chế các loại dầu ăn thải bỏ sau sử dụng từ các cơ sở công nghiệp thực phẩm, từ các nhà hàng, khách sạn, các hộ gia đình để sản xuất thức ăn gia súc và chế biến biodiesel.Ở Phillipine, Luật nhiên liệu sinh học (Biofuel Act) được ban hành từ năm 2006 với mục tiêu giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hoá thạch. Hiện nay việc sản xuất B2 và E5 là bắt buộc đối với các nhà sản xuất, phân phối nhiên liệu ở Phillipine.Malaysia và Indonesia là hai quốc gia sản xuất dầu cọ lớn nhất thế giới, riêng sản lượng của Malaysia là 15,8 triệu tấn (2008) và việc sản xuất dầu biodiesel đã được thực hiện từ 20 năm nay, mặc dù Luật công nghiệp nhiên liệu sinh học mới được ban hành gần đây (2007). Indonesia, ngoài sản xuất biodiesel từ dầu cọ, hiện cũng đang thúc đẩy thực hiện Dự án làng tự cung cấp về năng lượng theo đó khuyến khích phát triển năng lượng từ sinh khối như chất thải vật nuôi, chất thải của sản xuất cacao, v.v… Ngoài dầu cọ, Indonesia đang phát triển mạnh cây cọc rào (jatropha) để sản xuất diesel sinh học.Ấn Độ hiện tiêu thụ khoảng 2 triệu thùng dầu mỏ /ngày nhưng có tới 70% phải nhập khẩu. Chính phủ đã có kế hoạch đầu tư 4 tỷ USD cho phát triển nhiên liệu tái tạo, mỗi năm sản xuất khoảng 3 tỷ lít ethanol. Từ tháng 1.2003, 9 bang và 4 tiểu vùng đã sử dụng xăng E5, thời gian tới sẽ sử dụng ở các bang còn lại, sau đó sử dụng trong cả nước. Để phát triển diesel sinh học dùng cho giao thông công cộng, Chính phủ có kế hoạch trồng các cây có dầu, đặc biệt là dự án trồng 13 triệu hécta cây Jatropha curcas /physic nut (cây cọc rào, cây dầu mè) để năm 2010 thay thế khoảng 10% diesel dầu mỏ.Từ năm 1985, Thái Lan đã huy động hàng chục cơ quan khoa học đầu ngành để thực thi dự án Hoàng gia phát triển công nghệ hiệu quả sản xuất ethanol và diesel sinh học từ dầu cọ. Năm 2001, nước này đã thành lập ủy ban ethanol nhiên liệu quốc gia (NEC) do Bộ trưởng Công nghiệp phụ trách để điều hành chương trình phát triển NLSK. Năm 2003, đã có hàng chục trạm phân phối xăng E10 ở Băngcốc và vùng phụ cận. Chính phủ khẳng định E10 và B10 sẽ được sử dụng trong cả nước vào đầu thập kỷ tới.Ủy ban dầu cọ Malaixia (MPOB) cho biết, từ nay đến năm 2015 sẽ có 5 nhà máy sản xuất diesel sinh học từ dầu cọ, với tổng công suất gần 1 triệu tấn để sử dụng trong nước và xuất 20khẩu sang EU. Inđônêxia phấn đấu đến năm 2015 sẽ sử dụng B5 đại trà trong cả nước. Ngoài dầu cọ, sẽ đầu tư trồng 10 triệu ha cây J.Curcas lấy dầu làm diesel sinh học. Mêhicô có chiến lược phát triển cây dầu cọ và J.Curcas để cung cấp diesel sinh học dùng cho vận tải công cộng ở thủ đô và vùng nông thôn. Côlômbia đã ban hành đạo luật bắt buộc các đô thị trên 500 ngàn dân phải sử dụng E10. Achentina đã phê duyệt Luật NLSK (tháng 4.2006) quy định năm 2010 các nhà máy lọc dầu pha 5% ethanol và 5% diesel sinh học trong xăng dầu để bán trên thị trường. Costa Rica, Philipin đều có lộ trình sử dụng diesel sinh học từ dầu cọ, dầu dừa. Các quốc gia thuộc châu âu đều có chương trình NLSK như: Đức, Anh, Pháp, Tây Ban Nha, Italia, Hà Lan, Thụy Điển, Bồ Đào Nha, Thụy Sĩ, áo, Bungari, Ba Lan, Hungari, Ucraina, Belarus, Nga, Slôvakia Ngay tại Lào cũng đang xây dựng nhà máy sản xuất diesel sinh học ở ngoại ô thủ đô Viên Chăn. Một số nước châu Phi như Gana, Tanjania cũng đang tiếp cận đến NLSK.6.2. Việt Nam Ở Việt Nam, việc sử dụng NLSK có từ lâu nhưng mới chỉ ở quy mô nhỏ mang tính chất gia đình cho việc đun nấu hoặc sản xuất nhỏ. Ðó là những nhiên liệu có nguồn gốc từ các vật liệu sinh khối (biomass) như củi, gỗ, rơm, trấu, phân nhưng đây chỉ là dạng nhiên liệu thô. Việc sử dụng vật liệu sinh khối dạng thô trong quy mô công nghiệp là rất khó khăn và hiệu quả kinh tế do nhiệt trị nhiên liệu thấp (15 đến 18 MJ/kg đối với củi, gỗ và 12-15 MJ/kg đối với trấu) dẫn đến việc khai thác, cung ứng, sử dụng còn nhỏ lẻ, phân tán. Trong khi đó, tiềm năng NLSK từ các cây dầu thực vật như sắn (mì), ngô, dứa, lạc, mỡ cá basa, rỉ đường (từ mía) chế biến thành cồn pha xăng, mè (vừng) dầu cọ ở Việt Nam là khá lớn. 6.2.1. Sinh khối:Các bảng 5, 6 và 7 ở trên cho thấy trên ba phần tư sinh khối hiện được sử dụng phục vụ đun nấu gia đình với các bếp đun cổ truyền hiệu suất thấp. Bếp cải tiến tuy đã được nghiên cứu thành công nhưng chưa được ứng dụng rộng rãi mà chỉ có một vài dự án nhỏ, lẻ tẻ ở một số địa phương. Một phần tư sinh khối còn lại được sử dụng trong sản xuất:- Sản xuất vật liệu xây dựng, gốm sứ hầu hết dùng các lò tự thiết kế theo kinh nghiệm, đốt bằng củi hoặc trấu, chủ yếu ở phía Nam.- Sản xuất đường, tận dụng bã mía để đồng phát nhiệt và điện ở tất cả 43 nhà máy đường trong cả nước với trang thiết bị nhập từ nước ngoài. Mới đây Viện Cơ điện nông nghiệp đã nghiên cứu thành công dây chuyền sử dụng phụ phẩm sinh khối đồng phát điện và nhiệt để sấy. Viện đã lắp đặt được 7 hệ thống và hiện đang triển khai ứng dụng ở các tỉnh.- Sấy lúa và các nông sản: hiện ở Đồng bằng Cửu Long có hàng vạn máy sấy đang hoạt động. Những máy sấy này do nhiều cơ sở trong nước sản xuất và có thể dùng trấu làm nguyên liệu. Riêng dự án Sau thu hoạch do Đan Mạch tài trợ triển khai từ 2001 đã có mục tiêu lắp đặt 7000 máy sấy.- Công nghệ cacbon hoá sinh khối sản xuất than củi được ứng dụng ở một số địa phương phía Nam nhưng theo công nghệ truyền thống, hiệu suất thấp.- Một số công nghệ khác như đóng bánh sinh khối, khí hoá trấu hiện ở giai đoạn nghiên cứu, thử nghiệm.6.2.2. Khí sinh học:Công nghệ khí sinh học trong những năm qua chủ yếu phát triển ở quy mô gia đình. Hiện nay chưa có thống kê chính xác nhưng theo đánh giá của chương trình mục tiêu quốc gia nước 21sạch và vệ sinh môi trường nông thôn thì hiện có khoảng 7% chuồng trại chăn nuôi có xử lý chất thải (mục tiêu đề ra là 30%). Kết quả tổng điều tra nông thôn, nông nghiệp và thuỷ sản 2001 cho biết tổng số hộ chăn nuôi trên 11 triệu. Tạm lấy con số này thì ước tính hiện nay có khoảng trên 770 nghìn chuồng trại chăn nuôi có xử lý chất thải. Riêng dự án hỗ trợ chương trình Khí sinh học cho ngành chăn nuôi do Cục Nông nghiệp, Bộ Nông nghiệp và PTNT chủ trì, Hà Lan tài trợ trong giai đoạn 203 – 2005 đã xây dựng được 18000 công trình KSH gia đình.Công nghệ được ứng dụng đều do Việt Nam phát triển. Công nghệ phổ biến nhất hiện nay là thiết bị KSH nắp cố định vòm cầu xây gạch do Viện Năng lượng phát triển trước đây. Công nghệ này đã được Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn xây dựng thành thiết kế mẫu trong bộ tiêu chuẩn ngành về công trình KSH nhỏ. Sử dụng cuối cùng chủ yếu là dung KSH để đun nấu. Thắp sáng và phát điện cũng được ứng dụng nhưng không phổ biến.Hiện nay nhu cầu ứng dụng công nghệ ở quy mô trang trại và công nghiệp đang trở nên cấp bách nhưng chưa được đáp ứng. 6.2.3. Nhiên liệu sinh học Việc sử dụng etanol và dầu thực vật làm nhiên liệu chưa được áp dụng ở Việt Nam. Hiện nay, dùng etanol pha với xăng đã được nghiên cứu thử nghiệm thành công nhưng chỉ dừng lại ở nghiên cứu. Ðáng chú ý, trong 10 năm trở lại đây, đã có một số doanh nghiệp thuộc các ngành giao thông vận tải, thủy hải sản, một số viện và trường đại học đã nghiên cứu thử nghiệm xăng pha e-tha-non và đi-ê-den sinh học như Sài Gòn Petro, Công ty Rượu Bình Tây, Công ty Chí Hùng, Công ty AGIFISH, các tỉnh An Giang, Cần Thơ, Long An cũng đã có dự án sản xuất e-tha-non hoặc đầu tư xây dựng xưởng sản xuất đi-ê-den sinh học từ mỡ cá basa. Một số công ty liên doanh ký kết thỏa thuận trồng cây Jatrophacurcas (cây cọ rào, cây cầu mè) (giai đoạn đầu nhập thô, sau đó đầu tư trồng tại Việt Nam), nhưng vì chưa có quy hoạch vùng nguyên liệu với quy trình canh tác tiên tiến, chưa có cơ chế, chính sách cho các nhà đầu tư phát triển vùng nguyên liệu cũng như với đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật, cho nên việc sử dụng, nghiên cứu NLSK chưa phát triển. Có nơi, có lúc chỉ tuyên truyền ban đầu, sau đó để cho doanh nghiệp, cơ sở tự thân vận động khiến một bộ phận nhân dân chưa tin vào sử dụng, sản xuất NLSK.Theo thống kê, hiện nay, nước ta đã có nhiều dự án sản xuất NLSK từ sắn, rỉ đường, như dự án đầu tư Nhà máy sản xuất ethanol có công suất 120 triệu lít/năm của Công ty cổ phần Ðồng Xanh, hay 1 số nhà máy khác đang trong giai đoạn thi công như Nhà máy sản xuất ethanol nhiên liệu Dung Quất có công suất thiết kế 100 triệu lít/năm, Nhà máy sản xuất ethanol nhiên liệu Bình Phước công suất 100 triệu lít/năm.Tại miền bắc, Công ty cổ phần hóa dầu và NLSK Dầu khí thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam đã khởi công xây dựng Nhà máy sản xuất nhiên liệu ethanol tại tỉnh Phú Thọ với công suất 100 nghìn m3/năm. Bên cạnh đó, nước ta cũng đã có hai nhà máy sản xuất diesel sinh học từ mỡ cá tại TP Cần Thơ và tỉnh An Giang với tổng công suất 80 tấn/ngày.Theo đánh giá của Bộ Công Thương, ngành công nghiệp NLSK Việt Nam đang tăng tốc nhanh. Theo kế hoạch, đến năm 2011, cả nước sẽ có 5 nhà máy sản xuất ethanol nhiên liệu đi vào hoạt động với tổng công suất 365.000 tấn/năm đủ để pha chế 7,3 triệu tấn xăng E5.Các dự án nhà máy NLSK trong tương lai tại Việt Nam22Tên nhà máy Công suất Ngày hoạt động dự kiếnChủ đầu tư Tiến độNhà máy Đại Lộc,Quảng Nam100Triệu lít/năm Tháng 3/2009Công ty Đồng XanhĐang hoàn thành lắp đặt máyNhà máy Cư-Dút,Đắc Nông50Triệu lít/năm Tháng 12/2008 Công ty Đại Việt Đang chạy thửNhà máy Tam Nông,Phú Thọ100Triệu lít/năm Tháng 6/2011Công ty PVB, thuộc PV OILĐã động thổ khởi công ký hợp đồng EPCNhà máy Dung Quất100Triệu lít/năm Tháng 7/2011Petrosetco, NMLD Bình Sơn thuộc PetrovietnamĐã động thổ khởi công ký hợp đồng EPCNhà máy Bình Phước100Triệu lít/năm Tháng 7/2011Liên doanh ITOCHU Nhật bản và PV OILDự kiến quý I năm 2010 ký hợp đồng EPC và khởi côngNước ta có tiềm năng nguyên liệu, cùng với hợp tác quốc tế và đi sau các nước về phát triển nhiên liệu sạch nên có thể rút kinh nghiệm, học hỏi để phát triển hiệu quả bền vững. Nhưng trước mắt còn nhiều rào cản, tất cả phụ thuộc vào vai trò điều hành của Chính phủ và sự đồng thuận, tham gia của cộng đồng xã hội.23Kết luận• Năng lượng sinh khối có vai trò rất lớn trong thời đại ngày nay, việc áp dụng năng lượng sinh khối là cần thiết và cấp bách đối với mỗi quốc gia. • Tuy vậy, cách áp dụng như thế nào để tự nhiên có thể kịp phục hồi lại khả năng cung cấp đòi hỏi mỗi quốc gia cần có nghiên cứu cụ thể và nghiêm túc.• Hiện nay, do sức ép về việc tìm kiếm một nguồn năng lượng mới thay thế mà người ta đang ngày càng lạm dụng việc sản xuất năng lượng sinh khối từ cây lương thực, nổi bật lên là sử dụng ngô để sản xuất xăng sinh học (brazil, mỹ), điều này sẽ gây mất ổn định về nguồn cung lương thực cho thế giới. Ngoài ra một số nơi bỏ cây lương thực hoặc chặt phá một số cánh rừng để trồng cây năng lượng, điều này vừa gây mất cân bằng sinh thái, vừa tạo nhiều hậu quả khó lường về đa dạng sinh học, trong khi đó lượng năng lượng tạo ra từ đó không đủ để cân bằng lại.• Thực tế cho thấy, ở mỗi quốc gia việc sử dụng năng lượng là không thể tránh khỏi, lượng năng lượng tiêu thụ ngày càng nhiều cho sự phát triển là điều tất nhiên, nhưng thiết nghĩ, khi mọi hành động của con người để phục vụ cho mục đích của con người đi kèm với nguyên tắc bền vững cho tự nhiên thì có lẽ chúng ta hiện nay sẽ không phải đối mặt với nhiều thách thức thế này./.24

Tài liệu liên quan

• tìm hiểu được các thành phần chính trong ngôn ngữ UML và một số ứng dụng của nó.
  • 38
  • 1
  • 2
• Tìm hiểu được các thành phần chính trong ngôn ngữ UML và một số ứng dụng của nó.
  • 15
  • 668
  • 0
• tác dụng dược lý và một số ứng dụng của dược liệu actiso trong chăn nuôi thú y
  • 201
  • 923
  • 1
• Nghiên cứu, tìm hiểu về mạng neural và một vài ứng dụng của chúng
  • 49
  • 580
  • 1
• Tính chất đặc trưng và một số ứng dụng của các linh kiện bán dẫn thu tín hiệu quang
  • 51
  • 1
  • 1
• Tài liệu Luận văn: Nghiên cứu, tìm hiểu về mạng Neural và một vài ứng dụng của chúng pdf
  • 50
  • 778
  • 1
• Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng và một số ứng dụng của vật liệu chứa Titan
  • 148
  • 823
  • 0
• MÔ TẢ ỨNG DỤNG VÀ GIẢI THÍCH ỨNG DỤNG CỦA THUẬT TOÁN FLOYD
  • 13
  • 929
  • 2
• Nghiên cứu và tìm hiểu ứng dụng của kỹ thuật mạng riêng ảo VPN
  • 144
  • 650
  • 1
• Nghiên cứu và tìm hiểu ứng dụng của kỹ thuật mạng riêng ảo VPN
  • 144
  • 671
  • 0

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(841.5 KB - 23 trang) - NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI Tải bản đầy đủ ngay ×