Năng Lượng Sinh Khối

 I. TỔNG QUAN

Trong bối cảnh thế giới đang cạn kiệt nguồn năng lượng hóa thạch (than đá, dầu mỏ, khí đốt,...). Để đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng thì thế giới đang cần nguồn năng lượng dồi dào. Đó là năng lượng tái tạo. Một số năng lượng tái tạo là năng lượng mặt trời, thủy điện, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sóng biển, năng lượng gió và năng lượng sinh khối.

Năng lượng sinh khối là năng lượng được sản xuất ra từ phế thải nông nghiệp (rơm, rạ,...), chất thải chăn nuôi (phân động vật, gia cầm,...), chất thải sinh hoạt. Việt nam là một nước có tiềm năng lớn về năng lượng sinh khối. Vì Việt Nam là một nước chuyên về trồng trọt và chăn nuôi, do đó nguồn phế thải nông nghiệp, chất thải chăn nuôi lớn.

Những nguồn nhiên liệu này có thể sử dụng để sản xuất ra điện bằng cách đốt trực tiếp hoặc phân hủy phân động vật thành khí metan (CH4).

Tiềm năng về năng lượng sinh khối gỗ vào năm 2013 là 14,6 triệu tấn dầu, phế thải nông nghiệp là 20,6 triệu tấn dầu, chất thải chăn nuôi là 7,4 triệu tấn dầu, rác thải đô thị là 1,5 triệu tấn dầu. Và có xu hướng tăng dần theo từng năm.

Biểu đồ 1: Tiềm năng và dự báo trữ lượng sinh khối của Việt Nam tới năm 2050
(TOE = tương đương 1 tấn dầu) (*)

II. NỘI DUNG

1.Phế phẩm lâm nghiệp

Việt Nam có diện tính rừng rất lớn, nhu cầu sử dụng đồ gỗ ngày càng tang nên sản lượng gỗ khai thác hàng năm tăng. Do đó, phế phẩm từ các ngành công nghiệp chế biến gỗ ngày càng lớn. Và đó cũng là một nguồn nguyên liệu sinh khối lớn nếu ta biết cách tận dụng. Cụ thể là dùng cho việc đốt tạo ra nhiệt cho quá trình sản xuất điện để thay thế cho nhiên liệu hóa thạch 

Bảng 2.1: Trữ lượng và tiềm năng sinh khối gỗ của Việt Nam
(VESC 2016) (Đơn vị: Tấn) (*)

Phế phụ phẩm lâm nghiệp	45,100,000
Rừng tự nhiên	14,500,000
Rừng trồng trọt	9,700,000
Cây phân tán	7,800,000
Công nghiệp chế biến giấy	7,500,000
Công nghiệp chế biến gỗ	5,600,000

     

2. Phế thải nông nghiệp

        a.      Phế phẩm từ lúa gạo.

Việt Nam là quốc gia đứng thứ hai về sản xuất lúa gạo sau Thái Lan. Do đó, hằng năm lượng rơm rạ và vỏ trấu thải ra tương đối lớn. Trữ lượng phế phẩm từ lúa gạo của Việt Nam ước tính xấp xỉ 40 triệu tấn, bao gồm 32 triệu tấn rơm rạ và 8 triệu tấn trấu. Lượng rơm rạ trấu này đa số đề đem đốt bỏ hoặc dùng cho hoạt động chăn nuôi, đun nấu.

   
      b. Phế phẩm từ ngô.

Phế phẩm từ ngô bao gồm lõi ngô, bẹ ngô, lá và thân ngô. Lõi ngô là phần bắp ngô sau khi tách hết hạt. 
Thông thường, lõi ngô, lá và thân ngô, sau khi thu hoạch được sử dụng làm thức ăn cho gia súc khi còn tươi hoặc làm chất đốt khi đã khô. Nhiệt được sinh ra khi đốt ngô tương đối lớn. Nhưng hầu hết các gia đình ở nông thôn rất ít sử dụng nguồn phế phẩm này.

     c. Phế phẩm từ những nguồn khác.

Ngoài phế phẩm từ lúa, ngô còn có các nguồn phế phẩm khác từ cây mía, cây cà phê, lạc, đậu tương, dừa,…

Hàng năm, lượng phế phẩm từ những nguồn này thải vào môi trường một lượng tương đối lớn, trong khi đó có thể tái sử dụng thành các nguyên liệu sinh khối phục vụ sinh hoạt và đời sống con người, vừa nâng cao chất lượng cuộc sống vừa giảm thiểu lãng phí.

3. Chất thải chăn nuôi.

Theo biểu đồ ta có thể thấy được số lượng gia súc lớn cũng như gia cầm được tăng đều theo hằng năm, gia cầm có sự chênh lệch lớn so với các loại gia súc lớn.

Dựa vào bảng số liệu và biểu đồ thì ước tính riêng vào năm 2050, điển hình là gia cầm thì trong 1 ngày sẽ thải ra dao động khoảng 9485.6 - 2461.4 kg/ngày. Của riêng trâu thì dao động khoảng 81 000 - 112 000 kg/ngày.

Nếu chúng ta biết khai thác năng lượng sinh khối từ phân của các loại gia súc lớn cũng như là gia cầm thì ta sẽ có một nguồn năng lượng sinh khối khổng lồ.

Bảng 2.3: lượng phân thải ra hàng ngày (Nguyễn Quang Khải 2003) (*)

Nguồn phân thải	Lượng phân thải ra hằng ngày (kg/con)
Bò	15-20
Trâu	18-25
Lợn	1,2-4,0
Gia cầm	0,02-0,05

Biểu đồ 2.3: Số lượng vật nuôi gia súc qua các năm (Đơn vị; Nghìn con) (*)

4. Rác thải.

Hiện nay, vấn đề về ô nhiễm môi trường luôn là vấn đề được nhắc tới trên các trang mạng. Vì nhu cầu sinh hoạt của con người cũng như là số lượng rác thải của các nhà máy xí nghiệp quá nhiều và tăng dần theo thời gian đã dẫn tới việc ô nhiễm môi trường do rác thải ngày càng nghiêm trọng. Nếu chúng ta không có biện pháp khắc phục thì sẽ ảnh hưởng rất xấu đến môi trường cũng như con người hiện tại và con cháu sau này. Vì vậy việc sử dụng rác làm năng lượng sinh khối sẽ là biện pháp gần như là tối ưu nhất để làm giảm bớt ô nhiễm môi trường.

Dựa vào biểu đồ ta có thể thấy lượng rác thải sinh hoạt và công nghiệp thì Đồng bằng sông Hồng, Đông nam Bộ, Bắc Trung Bộ và Duyên Hải Miền Trung luôn có sự chênh lệch rất lớn so với các vùng còn lại.

Dựa vào các số liệu ở trên chúng ta có thể thấy rõ rằng 1 ngày xả ra môi trường hàng ngàn tấn ra ngoài môi trường, vì thế việc đầu tư rác thải thành năng lượng sinh khối là một việc hết sức quan trọng. Đây chính là tiềm năng năng lượng sinh khối từ rác thải.

Nếu chúng ta đầu tư công nghệ vào năng lượng sinh khối vào các vùng như Đồng bằng sông Hồng, Đông nam Bộ, Bắc Trung Bộ và Duyên Hải Miền Trung thì ta sẽ có nguồn năng lượng sinh khối khổng lồ cũng như là góp phần bảo vệ môi trường.

Biểu đồ 2.4: Lượng rác thải ra môi trường mỗi ngày (Đơn vị: tấn) (**)

5. Chất thải hữu cơ.

Chất thải hữu cơ như là mật đường, dầu ăn đã qua sử dụng, mỡ cá da trơn…., nếu tất cả những chất thải hữu cơ này không được xử lý và thải ra môi trường thì sẽ gây ra sự ô nhiễm môi trường mà khó có thể kiểm soát được. Vì vậy, việc sử dụng chất thải hữu cơ làm năng lượng sinh khối là một việc làm góp phần rất lớn trong việc bảo vệ môi trường cũng như là tạo ra các loại năng lượng sạch.

Theo bảng số liệu ta có thể thấy được rằng các loại chất thải hữu cơ luôn tăng đều theo thời gian. Dầu ăn đã qua sử dụng là cao nhất theo các năm và thấp nhất là mỡ cá da trơn.

Dựa theo bảng số liệu ta có thể thấy đây chính là tiềm năng của năng lượng sinh khối do tăng trưởng đều theo thời gian và sản lượng rất nhiều do đơn vị là hàng triệu tấn.

Nếu chúng ta biết đầu tư công nghệ và không lãng phí các nguồn nguyên liệu này thì chúng ta sẽ có nguồn sinh khối khổng lồ và tăng đều theo hằng năm.

Biểu đồ 2.5: Chất thải hữu cơ ước tính qua các năm (Đơn vị: Triệu Tấn) (*)

III. TỔNG KẾT 

Dựa vào các số liệu ở trên ta có thể thấy được Việt Nam có tiềm năng rất lớn về năng lượng sinh khối.

- Về chất đốt như phế phụ phẩm nông lâm nghiệp:
+ Trữ lượng về phế phụ phẩm lâm nghiệp điển hình về gỗ là khoảng 45,1 triệu tấn.

+ Trữ lượng về phế phụ phẩm nông nghiệp điển hình về lúa gạo thì khoảng xấp xỉ khoảng 40 triệu tấn, bao gồm 32 triệu tấn rơm rạ và 8 triệu tấn trấu.

Mặc dù Việt Nam chúng ta có nguồn nguyên liệu sinh khối về phế phụ phẩm nông lâm nghiệp dồi dào, nhưng những nguồn nguyên liệu này vẫn được xử lý theo lối cổ truyền như là đốt. Việc khai thác sử dụng còn theo lối cổ truyền  như là đốt rừng mở đất, đốt rơm rạ,… 

-Về nguồn khí biogas ,metan,...từ chất thải chăn nuôi, rác thải và chất thải hữu cơ:

+ Trữ lượng chất thải chăn nuôi tính riêng vào năm 2020, lượng phân thải ra của các loại như gia súc lớn (lợn, trâu, bò) và gia cầm  vào khoảng 341800 - 470000 kg.

+ Về rác thải sinh hoạt và công nghiệp vào năm 2020 của 6 vùng điển hình như Đồng Bằng Sông Hồng, Đông nam Bộ, Bắc Trung Bộ, Duyên Hải Miền Trung, Tây Nguyên, Trung Du và Miền Núi Phía Bắc, thì trong 1 ngày sẽ xả ra khoảng 52827.01 tấn.

+ Về nguồn chất thải hữu cơ từ mật đường, dầu ăn đã qua sử dụng và mỡ cá trơn thì ước tính trong năm 2020 sẽ có khoảng 2.733 triệu tấn.
Mặc dù nước ta có tiềm năng về năng lượng sinh khối khí biogas, metan …, nhưng việc khai thác và xử lý gặp rất nhiều khó khăn người dân chưa ý thức được việc khai thác chất thải chăn nuôi vào năng lượng sinh khối, việc xử lý rác thải thì vẫn có vài nhà máy xí nghiệp xả thẳng ra môi trường, vẫn còn chưa biết cách tiêu thụ rác thải thành năng lượng sinh khối ,...

Với những thách thức trên thì chúng ta cần :

+ Về người dân: cần ý thức hơn trong việc khai thác và tiêu thụ các nguồn từ sinh khối trên, cần có ý thức trong việc khai thác sử dụng các nguồn sinh khối và hiểu biết hơn về  năng lượng sinh khối và từ đó ta sẽ khai thác sử dụng các nguồn phế phụ phẩm nông lâm nghiệp cũng như các loại rác thải, chất thải hữu cơ một cách hiệu quả hơn.

+ Về nhà nước: cần đẩy mạnh công tác tuyên truyền cho người dân về cách khai thác sử dụng phế phụ phẩm nông lâm nghiệp và các loại chất thải sao cho hiệu quả, cần đầu tư thêm tiền bạc để khuyến khích người dân khai thác sử dụng các nguồn sinh khối trên cho năng lượng sinh khối 

Tài liệu tham khảo:

(*): Cẩm nang năng lượng xanh Việt Nam - https://www.slideshare.net/hangphuong86/cm-nang-nng-lng-xanh-nng-lng-sinh-khi-vit-nam

(**): Giải pháp nào để xử lý chất rắn - http://cesti.gov.vn/chi-tiet/2209/khcn-quoc-te/giai-phap-nao-de-xu-ly-chat-thai-ran