Sinh khối từ phụ phẩm nông nghiệp tiềm năng và hướng ứng dụng cho năng lượng tái tạo tại đồng bằng sông cửu long

Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022) 201 213 201 DOI 10 22144/ctu jvn 2022 206 SINH KHỐI TỪ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP TIỀM NĂNG VÀ HƯỚNG ỨNG DỤNG CHO NĂNG LƯỢNG T[.]

Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 201-213 DOI:10.22144/ctu.jvn.2022.206 SINH KHỐI TỪ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP: TIỀM NĂNG VÀ HƯỚNG ỨNG DỤNG CHO NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TẠI ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Nguyễn Minh Nhựt*, Lê Thị Cẩm Tuyên, Huỳnh Liên Hương, Đặng Huỳnh Giao, Đoàn Văn Hồng Thiện Hồ Quốc Phong Khoa Kỹ thuật hoá học, Trường Bách Khoa, Trường Đại học Cần Thơ *Người chịu trách nhiệm viết: Nguyễn Minh Nhựt (email: nmnhut@ctu.edu.vn) Thông tin chung: ABSTRACT Ngày nhận bài: 10/08/2022 Ngày nhận sửa: 19/09/2022 Ngày duyệt đăng: 17/10/2022 Renewable energy has emerged as a major energy source for electricity generation in the future replacing fossil fuels for CO2 emissions, ensuring energy security and sustainable development Among them, bioenergy is very promising in Mekong Delta, with abundant agricultural by-products which can be used to generate about 113.000 GWh, accounting for 33,4% nationwide With a large amount, rice husk and sugarcane bagasse show great potential with 29 Mton and Mton/year, respectively, corresponding to more than 3000 MWe Despite some challenges to policies, technology, inherent properties of biomass sources as well as logistics, the demand for the clean energy transition and regional advantages will be great motivation for the development of bioenergy in the Mekong Delta Title: Biomass from agricultural byproducts: potential and appication for renewable energy in the Mekong Delta Từ khóa: An ninh lượng, Đồng Bằng Sông Cửu Long, lượng sinh khối, phát triển bền vững, ô nhiễm môi trường, sinh khối Keywords: Biomass, bioenergy, energy security, environmental pollution, Mekong Delta, sustainable development TÓM TẮT Năng lượng tái tạo xu hướng trở thành nguồn sản xuất điện chính tương lai để thay nguồn lượng hóa thạch để giảm phát thải CO2, đảm bảo an ninh lượng nhân tố quan trọng cho phát triển bền vững Năng lượng sinh khối có tiềm phát triển lớn Đồng sông Cửu Long với nguồn phụ phẩm nông nghiệp dồi nguyên liệu tạo lượng điện tương đương 113.000 GWh, chiếm 33,4% nước Trong nguồn phụ phẩm nông nghiệp, rơm rạ (29 triệu tấn) bã mía (8 triệu tấn) có tiềm với sản lượng năm lớn tạo cơng suất điện 3000 MW Tuy cịn nhiều khó khăn thách thức chính sách phát triển, công nghệ, đặc tính nguồn sinh khối khả lưu trữ cung ứng, với yêu cầu chuyển dịch sang nguồn lượng thân thiện với môi trường thuận lợi vùng động lực để lượng sinh khối phát triển tại Đồng sông Cửu Long ĐẶT VẤN ĐỀ thêm 5.622 Mtoe, đáng ý tốc độ phát triển trung bình năm tiêu thụ lượng khoảng 1,9% giai đoạn 2000 đến 2019 ( Enerdata, 2020) Để đáp ứng nhu cầu gia này, nhiều nguồn lượng sử dụng nhiên liệu Tiêu thụ lượng toàn cầu gia tăng nhanh vài thập niên gần phát triển kinh tế nhu cầu người dân Từ năm 1990 đến 2019, tổng tiêu thụ lượng giới tăng 201 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 201-213 hóa thạch, lượng hạt nhân lượng tái tạo Tuy nhiên, nhiên liệu hóa thạch chiếm phần lớn cấu lượng toàn cầu dự đoán đến năm 2040 nguồn lượng quan trọng với 78% tổng lượng tiêu thụ giới (Administration, 2016) Việc sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch than, dầu mỏ, khí tự nhiên góp phần lớn vào gia tăng lượng khí nhà kính tồn cầu ngun nhân biến đổi khí hậu ấm lên tồn cầu Theo International Energy Outlook (IEO, 2016), tổng lượng tiêu thụ giới dự đoán tăng 48% đến năm 2040 phát triển khu vực tổ chức hợp tác phát triển kinh tế (OECD) Châu Á, Trung Đông, phần Châu Phi Mỹ La Tinh (Administration, 2016) Do đó, việc đáp ứng nhu cầu lượng tăng cao giảm thiểu biến đổi khí hậu vấn đề tồn cầu nguồn sinh khối chiếm khoảng 16% tổng nguồn lượng tiêu thụ sơ cấp giới nguồn quan trọng dạng lượng tái tạo (Council, 2004) Trong tương lai, sinh khối có tiềm lớn để cung cấp nguồn lượng có chi phí hiệu cao bền vững (Balat & Ayar, 2005) Sản xuất điện từ sinh khối xem phương pháp nhiều hứa hẹn tương lai gần Sản xuất sinh khối giới ước tính khoảng 146 tỷ năm Theo tính tốn lý thuyết, tổng tiềm nguồn lượng sinh khối Viêt Nam 99 triệu tấn/năm tương ứng với nguồn lượng điện 340.000 GWh, Đồng sơng Cửu Long (ĐBSCL) chiếm 33,4% tương đương với 113.000 GWh (Trần, 2016) ĐBSCL có tiềm lớn việc sử dụng lượng điện sinh khối nhờ phụ phẩm nông nghiệp dồi rơm rạ, cám, vỏ trấu, bã mía, phân gia súc, Thống kê vào năm 2016 Viện lượng cho biết, khả thu gom phụ phẩm nông nghiệp vùng ĐBSCL vào khoảng 23 triệu tấn/năm, có khoảng 3,8 triệu trấu, gần 17 triệu rơm rạ, 372.000 thân bắp; gần 1,4 triệu bã mía (Monre, 2016) Trên lý thuyết, phụ phẩm nơng nghiệp đóng góp khoảng 142,36 triệu MWh năm 2020 với rơm rạ chiếm 78,9%, bã mía 3,1% thân bắp với 2,5% Nhiều giải pháp để giảm bớt phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch đưa ra, trọng tâm sử dụng nguồn lượng tái tạo, gia tăng hiệu sử dụng tiết kiệm lượng Trong năm 2018, tổng nguồn lượng sơ cấp dạng lượng tái tạo tăng 1,2% so với năm trước đạt giá trị 82,7 EJ, tăng 2,36% khoảng thời gian 2000 đến 2018 (Association, 2020) Liên minh Châu Âu đặt mục tiêu giảm 80 – 95% khí thải nhà kính đến năm 2050 cách tăng tỷ trọng lượng tái tạo lên 50% tổng lượng tiêu thụ khối (ECMWF, 2022) Trong đó, nước Đức mong muốn đạt giảm khí nhà kính 80 – 95% đến năm 2050 so với mức phát thải năm 1990 (Germany, 2016) Để đạt mục tiêu này, đến năm 2050 tồn cơng suất phát điện Đức phải hoàn toàn từ lượng tái tạo Do đó, theo IEO 2017 (EIA, 2017), lượng tái tạo dự đoán phát triển mạnh mẽ thời gian tới Tiềm phát triển lượng sinh khối Việt Nam ĐBSCL cao đặc biệt từ phụ phẩm nông nghiệp Lượng nhiên liệu gỗ Việt Nam khoảng 75 – 80 triệu tấn/năm, tương đương với 26 – 28 triệu dầu/năm Khối lượng sinh khối từ phụ phẩm nông nghiệp rơm rạ, trấu, bã mía chất thải khác vào khoảng 30 triệu tấn/năm tương đương với 10 triệu dầu/năm Theo quy hoạch Bộ Công Thương việc phát triển điện sinh khối ĐBSCL, việc thực ưu tiên phát triển nguồn điện từ bã mía trấu, chi tiết trình phát triển nêu Quyết định số 08/2020/QĐ-TTg việc sửa đổi, bổ sung Quyết định số 24/2014/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ phát triển dự án điện sinh khối Việt Nam Cụ thể, ĐBSCL giai đoạn đến năm 2020, tổng công suất lắp đặt điện sinh khối 214 MW bao gồm: điện bã mía 50 MW; điện trấu 140 MW; điện gỗ lượng 24 MW Giai đoạn từ năm 2021 đến 2030, tổng công suất lắp đặt điện sinh khối 304 MW, bao gồm: điện bã mía 30 MW; điện trấu 150 MW; điện gỗ lượng 44 MW; điện rơm rạ 80 MW (Linh, 2016) Tuy nhiên, nhà máy điện sinh khối khu vực ĐBSCL Trong dạng lượng tái tạo, lượng sinh khối nguồn lượng có tiềm tính trung hịa carbon, sản lượng lớn, thân thiện mơi trường dễ phát triển Sinh khối đa dạng nguồn gốc từ phụ phẩm nông nghiệp, chất thải động vật, người thực vật biển Theo báo cáo Hiệp hội lượng sinh học toàn cầu, lượng sơ cấp có nguồn gốc sinh học đóng góp khoảng 67% vào nguồn lượng tái tạo năm 2018 với nguồn 85% từ gỗ nguồn sinh khối truyền thống khác, 7% nhiên liệu sinh học lỏng, chất thải công nghiệp sinh hoạt với 5% biogas 3% (Association, 2020) Uỷ ban lượng tái tạo châu âu (EREC) dự đoán lượng tái tạo phát triển gấp đơi đến năm 2040, 202 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 201-213 giai đoạn xây dựng nâng cao công suất theo kế hoạch ban đầu Ngồi ra, sinh khối cịn phân loại theo mục đích sử dụng đốt trực tiếp cung cấp lượng hay chuyển hóa thành nhiên liệu sinh học bao gồm: lượng (energy crops), lấy đường (sugar crops), tinh bột (starch crops), lignocellulose, dầu thực vật mỡ động vật Cây lượng bao gồm thân gỗ thân cỏ Trong đó, thân gỗ thường lâm nghiệp ngắn ngày Cây thân cỏ bao gồm loại cải dầu, hướng dương, cao lương loại cỏ lâu năm cỏ lào, cỏ tranh Các loại trồng với mục đích sản xuất lượng thơng qua q trình đốt cháy khí hóa trực tiếp để tạo điện nhiệt, chuyển đổi chúng thành nhiên liệu lỏng Cây lấy đường bao gồm mía, củ cải đường cao lương (sweet sorghum) Cây tinh bột bao gồm bắp, khoai mì, lúa mì, khoai tây, khoai lang lúa Các loại trồng sản xuất đường hay tinh bột nhằm sử dụng lên men ethanol loại nhiên liệu sinh học Ngoài dầu thực vật, mỡ động vật dầu từ vi sinh loại nguyên loại thường sử dụng chuyển hóa thành dầu sinh học (biodiesel) Nguồn polysaccharide hay lignocellulosee bao gồm sinh khối gỗ từ phụ phẩm lâm nghiệp phụ phẩm nông nghiệp thân bắp rơm rạ Polysaccharide từ nguồn sử dụng đốt trực tiếp cung cấp lượng hay thủy phân lên men ethanol sinh học Việc sử dụng sinh khối, đặc biệt phụ phẩm nơng nghiệp, có vai trị lớn Việt Nam nói chung ĐBSCL nói riêng để đảm bảo an ninh lượng, nâng cao giá trị sản xuất nông nghiệp giải vấn đề môi trường Những tiềm hướng ứng dụng lượng sinh khối ĐBSCL làm rõ tham luận TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI TẠI ĐBSCL 2.1 Tổng quan sinh khối Sinh khối bao gồm sản phẩm phụ phẩm từ nông nghiệp lâm nghiệp Đồng thời sinh khối bao gồm phần hữu khơng hóa thạch phân hủy sinh học khu cơng nghiệp chất thải rắn thành phố Sinh khối bao gồm chất khí chất lỏng thu hồi từ q trình phân hủy vật liệu hữu khơng hóa thạch (Demirbas, 2009) Sinh khối chia thành loại sau: Có nhiều cách phân loại sinh khối Tuy nhiên, cách đơn giản ta phân loại sinh khối bao gồm sinh khối từ thực vật, động vật vi sinh vật Sinh khối thực vật polysaccharide dầu thực vật Sinh khối động vật polypeptide dầu động vật Sinh khối từ vi sinh vật đến từ vi nấm vi tảo (Demirbas, 2009; Tursi, 2019) Bảng Thành phần hóa học (%) nhiệt trị sinh khối (Demirbas, 2009) Nguồn sinh khối Bã mía Thân bắp Rơm rạ Rơm lúa mạch Rơm lúa mì C H O N S Tro 44,8 43,7 41,8 45,7 43,2 5,3 5,6 4,6 6,1 5,0 39,6 43,3 36,6 38,3 39,4 0,38 0,61 0,7 0,4 0,61 0,01 0,01 0,08 0,1 0,11 9,8 6,3 15,9 6,0 11,4 Thành phần hóa học số sinh khối phổ biến trình bày Bảng Trong đó, hàm lượng carbon thay đổi từ 41,8% đến 45,7%; hàm lượng hydro thay đổi từ 4,6% đến 6,1%; hàm lượng oxy thay đổi từ 36,6% đến 43,3%; hàm lượng nitơ thay đổi từ 0,38% đến 0,7%; hàm lượng lưu huỳnh thay đổi từ 0,01% đến 0,11%; lượng tro thay đổi từ 6,0% đến 15,9% Như vậy, tùy theo nguồn sinh khối khác mà thành phần hóa học thay đổi mà thành phần carbon chiếm tỷ lệ cao oxy, hydro nitơ Hàm lượng lưu huỳnh nhỏ nhiên có ảnh hưởng quan trọng việc chuyển đổi sinh khối Nhiệt trị (MJ/kg) 17,33 17,65 16,28 17,25 17,51 Thành phần carbon, oxy hydro có ảnh hưởng lớn đến lượng sinh khối tạo Tỷ lệ H/C C/O cao, nhiệt trị sinh khối lớn Bên cạnh đó, thành phần vơ chiếm lượng lớn đáng ý sử dụng loại sinh khối Nhiệt trị sinh khối nằm khoảng 16,28 đến 17,51 MJ/kg Quá trình chuyển đổi sinh khối thành lượng (năng lượng sinh khối) có ý nghĩa quan trọng đời sống người Năng lượng sinh khối xem nguồn lượng tái tạo, sử dụng trực tiếp (tạo nhiệt thông qua việc đốt sinh khối cách trực tiếp) gián tiếp sinh khối 203 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 201-213 chuyển thành dạng lượng khác (chẳng hạn điện bã mía, điện trấu,…) nhằm mục đích phục vụ sản xuất sinh hoạt người Ngoài ra, lượng sinh khối xem nguồn tài nguyên quan trọng trái đất nguồn tài nguyên từ sinh khối thay lượng từ nhiên liệu hóa thạch Thật vậy, sử dụng lượng sinh khối làm giảm tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch – nguồn nhiên liệu đắt đỏ dần cạn kiệt Bên cạnh đó, phát triển lượng sinh khối cịn giúp tăng cường an ninh lượng quốc gia, thông qua việc giảm thiểu phụ thuộc nguyên liệu từ nước khác Quan trọng hơn, sử dụng sinh khối cịn góp phần làm giảm tình trạng thải khí nhà kính, vấn đề nhiễm mơi trường xử lý chất thải giải hiệu Và lượng từ sinh khối tận dụng hết nguồn ngun liệu có sẵn nơng nghiệp, giúp tăng thu nhập cho người nông dân đến nay, sinh khối sử dụng với quy mô nhỏ vùng nơng thơn chưa có cơng nghệ thích hợp Bên cạnh đó, sách hỗ trợ phát triển lượng sinh khối chưa quan tâm dẫn đến thiếu hụt hỗ trợ mặt tài kỹ thuật cho q trình thương mại hóa lượng sinh khối 2.2 Các dạng lượng sinh khối Các nguồn sinh khối chuyển thành dạng lượng khác điện năng, nhiệt năng, nước nhiên liệu cho vận tải phương pháp chuyển hóa khác Các cơng nghệ lượng sinh khối đại ngày tập trung sử dụng phụ phẩm nông nghiệp nguồn nhiên liệu cho cơng nghiệp thơng qua q trình đốt cháy khí hóa với lượng SOx NOx thấp Những nguồn phụ phẩm công nghiệp chế biến gỗ, phụ phẩm nông nghiệp (bã mía, vỏ dừa, trấu, rơm rạ, thân bắp,…), cơng nghiệp chế biến thực phẩm (chất thải phụ phẩm động vật) với sản lượng lớn khoảng nhiệt trị chấp nhận (Quintero et al., 2011) Năng lượng sinh khối sử dụng để phục vụ đời sống người thông qua cách sau: Sản xuất nhiệt truyền thống, việc đốt sinh khối khô để tạo nhiệt có từ lâu đời, nhiệt lượng dùng để sưởi ấm, nấu ăn, Thành phần lượng sinh khối khô từ 7.000 Btu/lb (ở rơm) đến 8.500 Btu/lb (ở gỗ); Tạo nhiên liệu sinh khối, để cung cấp nhiên liệu cho xe hơi, máy khí cần chuyển đổi sinh khối dạng rắn thành nhiên liệu lỏng Ba dạng nhiên liệu phổ biến thường dùng đến là: methanol, ethanol biodiesel; Sản xuất điện cách đốt trực tiếp sinh khối rắn sản xuất điện từ sinh khối khí thải Hiện nay, lượng sinh khối sử dụng dạng khác ĐBSCL sau: Sản xuất nhiệt truyền thống Củi sản phẩm sinh khối từ hoạt động khai thác gỗ người dân khu vực nông thôn sử dụng sản xuất nhiệt truyền thống phục vụ sản suất sinh hoạt ngày Do khu vực ĐBSCL có khoảng 347.500 rừng loại, lợi ích từ củi mang lại cho kinh tế khơng nhỏ, ước tính năm 2017, giá trị kinh tế từ củi góp 9% vào tổng giá trị kinh tế rừng ngập mặn tương ứng 11,08 triệu USD (Dung, 2021) Ở Việt Nam, lượng điện sinh khối quan tâm phát triển bên cạnh dạng lượng khác từ nhiên liệu hóa thạch: than đá, dầu khí, gas tự nhiên, điện mặt trời, điện gió,… Dự kiến lượng sinh khối tăng nhanh vào năm 2020, 2030 2050 1,8 MW, MW 20 MW (Cuong et al., 2021) Khi đạt điều đó, tỷ lệ điện sinh khối đóng góp vào nguồn điện Việt Nam tăng từ 1% lên 3, 6,3 8,1% (lần lượt từ năm 2020, 2030 2050) Tuy nhiên, đến thời điểm tại, Việt Nam nói chung ĐBSCL nói riêng chưa khai thác hiệu tiềm điện từ sinh khối từ phụ phẩm nông nghiệp từ rác thải sinh hoạt Tình hình sử dụng sinh khối khu vực ĐBSCL bàn luận chi tiết Bên cạnh củi gỗ truyền thống, khu vực cịn tận dụng phụ phẩm nơng nghiệp vỏ trấu để sản xuất củi trấu, góp phần vào phát triển lượng tái tạo từ sinh khối Năm 2016, nhà máy sản xuất củi trấu Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) công ty IEV Việt Nam thành lập Nhà máy tọa lạc khu vực Long Châu, phường Tân Lộc, quận Thốt Nốt, thành phố Cần Thơ, có diện tích kho chứa trấu 5.000 m2, phân xưởng sản xuất 2.000 m2, công suất chứa trấu 10.000 kho chứa thành phẩm 2.000 tấn, sản phẩm làm đạt 150 tấn/ngày Kể từ vào hoạt động đến nay, tổng sản lượng nhà máy đạt 2.000 củi trấu Với lợi nằm gần 30 nhà máy xay xát lúa gạo lớn vùng ĐBSCL, nguồn cung cấp trấu phong phú sản phẩm củi trấu Tính đến quy mơ sản xuất củi trấu không ngừng tăng lên năm giúp giảm áp lực sử Nhìn chung, lượng sinh khối Việt Nam nói chung ĐBSCL nói riêng chưa phát triển so với tiềm năng, trình thương mại hóa cơng nghệ chuyển hóa sinh khối hạn chế Cho 204 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 201-213 dụng chất đốt có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch nhiều ngành nghề sản xuất thức ăn chăn nuôi, gốm, mà cịn tìm đường xuất sang quốc gia Canada, Hàn Quốc, Nhật Bản (Thơ, 2008) nối lưới điện quốc gia với công suất 12 MW Nhà máy thuộc cơng ty mía đường Sóc Trăng Viện Tăng trưởng xanh toàn cầu (The Global Green Growth Institute - GGG) hỗ trợ phát triển lượng sinh khối từ bã mía, ước tính cơng suất lớn đạt đến 68 MW (Ward et al., 2018) Trong báo cáo Hội thảo Nhà đầu tư “Các hội đầu tư vào Dự án đồng phát lượng từ ngành mía đường Việt Nam”(Thắng, 2017), ơng Phạm Ngọc Doanh, chủ tịch Chủ tịch Hiệp hội mía đường Việt Nam cho biết “Nếu có giải pháp đồng bộ, thực tái cấu hiệu đến năm 2030 Việt Nam đạt 40 triệu mía, sản xuất 4,7 triệu MWh, tương ứng tổng công suất phát 1.600 MW lượng điện thương phẩm lên lưới đạt 50 - 60% (2,8 triệu MWh), tương ứng công suất đấu nối vào lưới điện quốc gia 900MW” Qua đó, thấy tiềm to lớn điện sinh khối từ bã mía khu vực ĐBSCL (Thắng, 2017) Điện sinh khối từ rơm rạ Trong báo cáo nguồn lượng tái tạo từ sinh khối Trần Thiên Cường cộng năm 2021 (Cuong et al., 2021) cho thấy tiềm sản lượng rơm rạ từ sản xuất lúa gạo khu vực ĐBSCL lớn nước, ước tính khoảng 29 triệu tấn/năm nguồn lượng sinh khối từ rơm rạ đạt đến 1.403 MW Trong đó, tỉnh Kiên Giang, An Giang Đồng Tháp ba tỉnh có đóng góp nhiều khu vực ĐBSCL (thậm chí nước) sản xuất điện sinh khối từ rơm rạ với công suất 245 MW, 225 MW 190 MW Nguyên nhân ba tỉnh có diện tích canh tác lúa lớn tập quán sản xuất lúa vụ/năm nên sản lượng rơm rạ lớn khu vực (Cuong et al., 2021) Điện sinh khối từ vỏ trấu ĐBSCL khu vực mạnh sản xuất lúa gạo, sản lượng hàng năm đạt từ 23,8 đến 24 triệu (Tuan, 2016) Vì lượng rơm rạ, trấu phát sinh từ việc chế biến lương thực hàng năm tương đương lớn Theo ước tính, lượng trấu thải từ sản xuất lúa gạo đạt gần triệu tấn, khoảng 20% tổng số 24,7 triệu lúa thu (Hình 1) (Tuan, 2016) Theo tính tốn chuyên gia, với 1,5 triệu trấu dư thừa mùa thu hoạch dùng làm nhiên liệu nhà máy nhiệt điện, tạo tới - 1,2 triệu kWh/năm (Tiến, 2010) Do đó, khu vực có tiềm lớn việc sản xuất lượng điện sinh khối từ vỏ trấu góp phần tránh gây hao phí nguồn lượng tái tạo bảo vệ mơi trường Bên cạnh đó, Sóc Trăng tỉnh đầu tư phát triển kinh tế tuần hoàn từ việc xây dựng nhà máy điện 10 MW tận dụng nguồn sinh khối rơm rạ chất thải rắn (Hiếu, 2020) Điện sinh khối từ bã mía Điện sinh khối từ bã mía yếu tố quan trọng góp phần vào phát triển nguồn lượng tái tạo khu vực ĐBSCL Ngành mía đường từ lâu sử dụng phụ phẩm để sản xuất nhiệt, điện thực ngành đầu sản xuất lượng tái tạo ĐBSCL Tại khu vực, Sóc Trăng tiên phong việc xây dựng nhà máy điện từ bã mía đưa lên Hình Biểu đồ phân bố sản lượng trấu khu vực ĐBSCL (Tuan, 2016) 205 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 201-213 An Giang xem tỉnh tiên phong lĩnh vực sản xuất điện trấu Tại Cụm công nghiệp ấp An Thạnh, xã Hịa An (Chợ Mới), Cơng ty Cổ phần Đầu tư Xuất nhập Đông Thành thực dự án xây dựng nhà máy nhiệt điện theo cơng nghệ lị tầng sơi, tua-bin ngưng tụ – trích hơi, cơng suất nhà máy điện đạt 10 MW có khả xử lý trấu đạt 120.000 trấu/năm Ngoài ra, tỉnh hỗ trợ chủ đầu tư khác xây dựng nhà máy nhiệt điện từ trấu huyện Thoại Sơn, nhằm giải lượng trấu phát sinh lớn Công ty Cổ phần Đầu tư Tái tạo Môi trường đầu tư dự án xử lý rác thải nông nghiệp phương án xây dựng nhà máy điện trấu với công suất 10 MW, địa điểm xã Thoại Giang, huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang Sau hoàn thành cung cấp điện cho nhà máy xay xát lau bóng gạo khu vực nhà máy phát điện (Tiến, 2010) làm khí đốt (ước tính tổng sản lượng khí sinh học ĐBSCL 2,7 triệu m3/ ngày) sử dụng hộ gia đình để nấu ăn, thắp sáng chạy máy phát điện công suất nhỏ (Tiến, 2010) Ngoài ra, nguồn lượng tái tạo từ phụ phẩm nông nghiệp khác thân vỏ hoa màu, lục bình,…cũng sử dụng nhỏ lẻ quy mơ hộ gia đình CƠNG NGHỆ CHUYỂN HĨA SINH KHỐI Các nguồn sinh khối chuyển thành dạng lượng khác điện năng, nhiệt năng, nước nhiên liệu cho giao thông vận tải phương pháp chuyển hóa khác Các cơng nghệ lượng sinh khối đại ngày tập trung sử dụng phụ phẩm nông nghiệp nguồn nhiên liệu cho công nghiệp thơng qua q trình đốt cháy khí hóa với lượng SOx NOx thấp Những nguồn phụ phẩm cơng nghiệp chế biến gỗ, phụ phẩm nơng nghiệp (bã mía, vỏ dừa, trấu, rơm rạ, thân bắp,…), công nghiệp chế biến thực phẩm (chất thải phụ phẩm động vật) với sản lượng lớn khoảng nhiệt trị chấp nhận (Quintero et al., 2011) Theo ông Phạm Trọng Thực, Vụ trưởng Vụ Năng lượng tái tạo, Bộ Công Thương, nhà máy nhiệt điện đốt vỏ trấu Hậu Giang dự án nằm kế hoạch xây dựng 20 nhà máy nhiệt điện đốt vỏ trấu nước Trong đó, ĐBSCL đầu tư xây dựng tỉnh gồm: An Giang, Kiên Giang, Hậu Giang, Đồng Tháp Cần Thơ với tổng công suất 200 MW Đến nay, tỉnh Hậu Giang chấp thuận chủ trương đầu tư dự án giai đoạn 2020 - 2030 dự án Nhà máy điện sinh khối Hậu Giang, với công suất 20 MW nhà máy Điện trấu Hậu Giang, với công suất 10 MW để tận dụng nguồn phế phẩm, phụ phẩm ngành nông nghiệp phục vụ sản xuất điện Cơng nghệ chuyển hóa sinh khối thơng qua q trình q trình chuyển hóa nhiệt hóa q trình chuyển hóa sinh hóa Hình 3.1 Cơng nghệ chuyển hóa nhiệt hóa Cơng nghệ chuyển hóa nhiệt hóa chủ yếu sử dụng để tạo nhiệt lượng nhiên liệu có nhiệt trị cao từ sinh khối Công nghệ bao gồm ba trình đốt cháy, nhiệt phân khí hóa 3.1.1 Quá trình đốt cháy: Tại Đồng Tháp, Ban Quản lý Khu kinh tế tỉnh Đồng Tháp phối hợp với Công ty TNHH Xuất nhập Cỏ May đầu tư dự án Nhà máy sinh khối trấu rơm điện nhiệt với công suất MW 16 nước Sinh khối trấu rơm rạ dùng làm nguồn nguyên liệu để phục vụ cho nhà máy với khối lượng củi trấu – rơm rạ dự kiến 120 tấn/ngày (40.000 tấn/năm) Tại Tiền Giang Kiên Giang đề xuất dự án xây dựng nhà máy nhiệt điện đốt trấu với công suất khoảng 10 MW, vốn đầu tư 18,6 triệu USD Dùng để chuyển hóa hóa sinh khối thành nhiệt năng, điện tùy vào loại thiết bị khác lò đốt, nồi hơi, động nước máy phát điện Quá trình đốt cháy sinh khối tạo khí nóng nhiệt độ khoảng 800 – 1.000oC Q trình đốt cháy tất loại sinh khối khác với độ ẩm 50% Sinh khối có độ ẩm cao phù hợp cho q trình chuyển hóa sinh hóa Cơng suất cho q trình khoảng từ 100 đến 3.000 MW Hiệu suất trình đốt cháy sinh khối nhà máy nhiệt điện khoảng 20 – 40% (McKendry, 2002a) Hiệu suất trình cao thường hệ thống có cơng suất 100 MWe kết hợp với nhà máy nhiệt điện than Năng lượng từ sinh khối khác Ở nông thôn, sinh khối từ phụ phẩm trồng trọt chăn nuôi, chẳng hạn dầu dừa dầu cá tra (thông qua ép tách) sử dụng làm nhiên liệu sinh học với số lượng lớn phục vụ cho ngành công nghiệp quy mô nhỏ nhiên liệu cho phương tiện vận chuyển địa phương Bên cạnh đó, phụ phẩm chăn nuôi (phân gia súc) chiếm khoảng 0,8% tổng số sinh khối toàn khu vực 206 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 201-213 MWe Bên cạnh đó, việc sản xuất khí tổng hợp từ sinh khối cung cấp cho q trình sản xuất methanol hydro, nhiên liệu cho vận tải 3.2 Công nghệ chuyển hóa sinh hóa 3.1.2 Nhiệt phân: Là trình phân hủy sinh khối nhiệt độ cao thành sản phẩm dầu sinh học, biochar khí mơi trường khơng có tác nhân oxy hóa Quá trình nhiệt phân phân loại thành nhiệt phân chậm với thời gian trình từ vài phút đến vài ngày để sản xuất char, trình nhiệt phân nhanh thời gian vài giây để sản xuất dầu sinh học (McKendry, 2002a) Nhiệt phân sinh khối nhanh chuyển hóa thành dầu sinh học với hiệu suất lên đến 80% nhiệt độ thấp (Bridgwater, 1993) Các loại dầu sinh học dùng cho động cơ, turbine sử dụng ngun liệu cho q trình tinh lọc dầu Ngồi ra, trình nhiệt phân nhanh nhiệt độ thấp tạo loại nhiên liệu khí với hiệu suất chuyển hóa hóa lên đến 80% Để sản xuất than biochar, trình nhiệt phân chậm sử dụng với hiệu suất khoảng 35% 3.1.3 Quá trình khí hóa: Cơng nghệ chuyển hóa sinh hóa sử dụng rộng rãi để chuyển hóa sinh khối thành dạng lượng khác Hai q trình thường sử dụng lên men phân hủy yếm khí, bên cạnh đó, phương pháp học trích ly hóa học sử dụng Ưu điểm trình tiến hành nhiệt độ thấp độ chọn lọc sản phẩm cao Tuy nhiên, yêu cầu bước tiền xử lý, thời gian phản ứng dài, suất bị giới hạn q trình chuyển hóa sinh học hạn chế cơng nghệ 3.2.1 Q trình lên men Được sử dụng phổ biến giới nhà máy công suất lớn để sản xuất ethanol từ mía sản phẩm tinh bột (bắp, ngũ cốc, …) Sinh khối chuyển hóa thành đường nhờ enzyme thành ethanol sau Nồng độ ethanol q trình lên men từ 10 đến 18% thể tích (Tovar-Facio et al., 2022) Việc tinh chế ethanol nhờ công đoạn chưng cất trình tốn nhiều lượng Trung bình bắp khơ sản xuất 450 lít ethanol Chất thải rắn q trình lên men sử dụng thức ăn gia súc nhiên liệu cho lò đốt (Coombs, 1996) Tuy nhiên, chuyển hóa sinh khối lignocellulose trình phức tạp thủy phân phân tử polysaccharide mạch dài cần acid enzyme tạo phân tử đường trước lên men thành ethanol, hiệu suất q trình tương đối thấp so với q trình chuyển hóa nhiệt hóa Chuyển hóa sinh khối thành hỗn hợp khí dễ cháy nhờ q trình oxy hóa khơng hồn tồn nhiệt độ cao khoảng từ 800 đến 900oC Hỗn hợp khí có nhiệt trị từ đến 40 MJ/Nm3 dùng để tạo nhiệt, điện năng, loại nhiên liệu có nhiệt trị cao với hiệu suất chuyển hóa cao (McKendry, 2002a, 2002b) Một phương pháp nhiều tiềm tích hợp khí hóa sinh khối vào chu trình kết hợp (BIG/CC) mà turbine khí chuyển khóa nhiên liệu khí thành điện với hiệu suất cao Sự tích hợp q trình khí hóa vào q trình đốt cháy thu hồi nhiệt đạt hiệu suất 40 - 50% phụ thuộc vào vào nhiệt trị hỗn hợp khí) cho nhà máy có cơng suất từ 30 đến 60 Hình Cơng nghệ chuyển hóa sinh khối 207 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 201-213 lượng sinh khối, thách thức quan trọng cần phải giải để phát triển lượng sinh khối đáp ứng yêu cầu an ninh lượng phát triển bền vững Những thuận lợi thách thức việc phát triển lượng sinh khối cần đánh giá, phân tích để đưa giải pháp thúc đẩy phát triển nguồn lượng tiềm 3.2.2 Phân hủy yếm khí Là phương pháp chuyển hóa trực tiếp vật liệu hữu thành hỗn hợp khí gọi biogas với thành phần methane, CO2 lượng nhỏ khí khác hydro sulphide Trong q trình này, sinh khối bị phân hủy vi khuẩn môi trường yếm khí để tạo hỗn hợp khí chiếm 20 – 40% nhiệt trị nguyên liệu Công nghệ sử dụng rộng rãi xử lý nguồn sinh khối có độ ẩm cao lên đến 90% Biogas sử dụng trực tiếp động đốt, cho turbine khí cho sản xuất hóa chất thơng qua q trình reforming khơ, nâng cao chất lượng cách loại khí CO2 khỏi hỗn hợp Hiệu suất chuyển hóa điện từ sinh khối khoảng 10 đến 16% Trong trình phân hủy sinh khối, vi sinh vật chuyển hóa khoảng 90% lượng nguyên liệu thành biogas với 50 – 70% methane Lựa chọn cơng nghệ chuyển hóa sinh khối tùy thuộc vào dạng lượng yêu cầu Như phương pháp nhiệt phân, lên men, khí hóa hay học phù hợp để sản xuất loại nhiên liệu lỏng dùng cho vận tải Phương pháp đốt phân hủy yếm khí tạo nhiệt, nước để phát điện Bên cạnh đó, cơng nghệ khí hóa, nhiệt phân phân hủy yếm khí dường q trình có hiệu chi phí để sản xuất nhiên liệu lỏng khí từ sinh khối Những ưu điểm sinh khối để phát triển thành lượng bao gồm: Tính tái tạo sẵn có nguồn sinh khối: nguồn sinh khối sẵn có với số lượng lớn rừng, sản phẩm phụ phẩm nông nghiệp, chất thải từ công nghiệp sinh hoạt mang đến cho sinh khối lợi lớn so với nguồn lượng hóa thạch giới hạn số lượng Bên cạnh đó, khả tự tái tạo phát triển ưu điểm lớn để đáp ứng cho phát triển bền vững Tính trung hòa carbon: Sinh khối sử dụng CO2 khơng khí cho phát triển thơng qua q trình quang hợp, nhờ đó, lượng sinh khối có tính trung hịa carbon suốt q trình phát triển chuyển hóa Sự cân mang đến bền vững giảm phát thải khí gây nhiễm mơi trường Giảm chất ô nhiễm: hàm lượng lưu huỳnh, nitơ chất ô nhiễm khác sinh khối thấp nhiều so với nguồn nhiên liệu hóa thạch, nên chất ô nhiễm SO2, NOx,… phát thải môi trường thấp nhiều sử dụng nguồn lượng Bên cạnh hàm lượng tro xỉ sinh khối thấp so với than (0,1 đến 43,3% sinh khối so với đến 49% than) (Vassilev, 2010), đó, lượng chất thải sau chuyển hóa độc hại TIỀM NĂNG VÀ THÁCH THỨC CỦA NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI TẠI ĐBSCL 4.1 Ưu nhược điểm lượng sinh khối Với thuận lợi có, lượng sinh khối xem tiềm để thay lượng hóa thạch cạn kiệt gây ô nhiễm Sinh khối nguồn lượng tái tạo sơ cấp quan trọng để đáp ứng nhu cầu lượng tăng nhanh giảm phát thải khí nhà kính gây biến đổi khí hậu chìa khóa cho phát triển bền vững tương lai Bên cạnh tiềm Khả phản ứng cao: sinh khối có hàm lượng chất dễ bay lớn nên khả phản ứng nhiệt độ đốt cháy thấp ưu điểm q trình chuyển hóa Bảng Ưu điểm nhược điểm nguồn nguyên liệu sinh khối (Vassilev et al., 2010, 2015) Ưu điểm Nhược điểm Bản chất tái tạo sử dụng rộng rãi Độ ẩm cao Tính trung tính carbon Khối lượng riêng thấp Nồng độ cao chất bay Mật độ lượng thấp Khả phản ứng cao Chứa kim loại kiềm kiềm thổ cao Nhiệt độ bắt lửa thấp Nhiệt độ nóng chảy tro thấp Chi phí tương đối thấp Thành phần chất dễ bay cao Những thách thức thu gom, lưu trữ, vận chuyển yêu cầu xử Hàm lượng chất ô nhiễm thấp lý trước Hàm lượng tro thấp Khơng đồng tính chất chất lượng 208 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 201-213 Các đặc tính vốn có nguồn sinh khối ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất chuyển đổi cơng nghệ Việc lựa chọn q trình chuyển đổi phụ thuộc nhiều vào đặc tính nguồn nguyên liệu sinh khối Các đặc tính sinh khối quan tâm q trình khí hóa liên quan đến độ ẩm (bản chất bên ngoài), nhiệt trị, tỷ lệ carbon cố định chất bay hơi, hàm lượng tro/cặn, hàm lượng kim loại kiềm, tỷ lệ cellulose/lignin Bên cạnh đó, yếu tố quan trọng ứng dụng quy mô lớn sinh khối quản lý chuỗi cung ứng, đóng vai trị quan trọng việc thiết lập đơn vị chuyển đổi sinh khối nào, bao gồm thu hoạch sinh khối, thu gom, tiền xử lý, vận chuyển, bảo quản, (Sansaniwal et al., 2017) Các quy trình dựa vào yếu tố mùa vụ, sẵn có sở hạ tầng thu hoạch, mát sinh khối, nguồn khác nhau, ảnh hưởng đến hiệu kinh tế hoạt động ổn định đơn vị chuyển đổi Ngoài ra, hầu hết vật liệu sinh khối đặc trưng tính sẵn có theo mùa, thách thức nguồn cung liên tục cho nhu cầu Những lợi bất lợi việc sử dụng sinh khối nguồn nhiên liệu tóm tắt Bảng sử dụng cho sản xuất nơng nghiệp ni trồng thủy sản Ngồi ra, vùng ĐBSCL sở hữu 280.000 đất lâm nghiệp chủ yếu hệ sinh thái rừng tràm rừng ngập mặn (Tuan, 2007) Theo tính tốn, ngun liệu sinh khối vùng ĐBSCL chiếm 50% tổng nguyên liệu sinh khối nông nghiệp nước Ở vùng nông thôn, dầu dừa dầu cá tra sử dụng để sản xuất nhiên liệu sinh học dạng quy mô nhỏ địa phương Theo đánh giá, tiềm năng lượng từ sinh khối nông nghiệp vùng ĐBSCL đóng góp vào khoảng 91,4% tổng tiềm năng lượng sinh học vùng Ước tính có khoảng 2,7 triệu m3 biogas sử dụng để nấu ăn, thắp sáng quy mơ gia đình vùng nông thôn (Thanh et al., 2010) Đặc biệt, lúa gạo sản phẩm nơng nghiệp vùng ĐBSCL, theo số liệu thống kê, hàng năm có triệu trấu tạo thành từ nhà máy xay xát lúa gạo, ước tính tiềm năng lượng sinh khối từ tro trấu ĐBSCL cung cấp khoảng 1000 MWh điện năm Bảng trình bày tiềm nhu cầu lượng sinh khối vùng ĐBSCL 4.3 Những thực trạng, thách thức rào cản Trước thực trạng Việt Nam nước nhập lượng rịng, Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược phát triển lượng tái tạo Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050: đưa tổng lượng sinh khối sử dụng tăng từ khoảng 14,4 triệu dầu tương đương (Mtoe) vào năm 2015, lên khoảng 16,2 Mtoe vào năm 2020; khoảng 32,2 Mtoe vào năm 2030 62,5 triệu Mtoe vào năm 2050 (Quyết định 2068/QĐTTg ngày 25/11/2015) nhằm mục tiêu giảm thiểu phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch Ngồi ra, Quyết định 428/QĐ-TTg ngày 18/3/2016 đặt mục tiêu tăng tỷ lệ lắp đặt hệ thống sử dụng lượng tái tạo ( lượng gió, mặt trời,…) từ 7% (2020) lên 10% năm 2030 27 GW, lượng sinh khối chiếm 2,1% tổng sản lượng Những liệu cho thấy tính cấp thiết tiềm cao việc nghiên cứu phát triển sử dụng lượng sinh khối Việt Nam Tuy nhiên để lượng sinh khối thực có vị trí cạnh tranh với nhiên liệu hóa thạch, Việt Nam nói chung ĐBSCL cần phải đánh giá khó khăn, thách thức đầu tư phát triển lượng sinh khối để từ có chiến lược phát triển phù hợp đắn 4.2 Tiềm phát triển lượng sinh khối vùng ĐBSCL Là nước nơng nghiệp, Việt Nam có tiềm phát triển lượng tái tạo lớn sở hữu nguồn sinh khối dồi Nguồn sinh khối chủ yếu Việt Nam gồm phụ phẩm nông nghiệp (72,7%) gỗ vụn (30,4%) Các sinh khối phổ biến từ phụ phẩm nông nghiệp rơm rạ (32,1%), củi đốt (30,3%), phụ phẩm từ bắp (18,5%), trấu (6,6%) bã mía (4,0%) Ngồi cịn có lượng nhỏ sinh khối khác mía vụn (2,8%), thân sắn (2,6%), vỏ lạc (0,2%), vỏ dừa (0,1%), vỏ cà phê (0,5%) Tổng tiềm năng lượng từ sinh khối Việt Nam ước tính khoảng 104,4 triệu (2010), tương đương với khoảng 374 TWh lượng sản xuất hàng năm Việc nâng cao hiệu sử dụng tiềm năng lượng sinh khối khổng lồ Việt Nam không giúp giảm thiểu phụ thuộc Việt Nam vào nguồn lượng truyền thống, giảm phát thải carbon nhiễm mơi trường, mà cịn mang lại lợi ích kinh tế cho người nơng dân tham gia vào chuỗi giá trị lượng sinh học Hơn nữa, lượng sinh khối nguồn dao động lượng mặt trời lượng gió, lượng sinh khối nguồn cung cấp lượng tái tạo ổn định tương lai Thách thức mặt kinh tế công nghệ Đây thách thức lớn việc chuyển đổi dần sang sử dụng lượng Theo báo cáo ước tính, có 2,4 triệu đất ĐBSCL (khoảng 60% tổng diện tích tự nhiên) 209 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 201-213 sinh khối nước ta Giá thành cao cơng nghệ chuyển hóa sinh khối rào cản lớn Hơn nữa, Việt Nam có trữ lượng than lớn, chi phí khai thác vận chuyển thấp Đồng thời thuế môi trường nhiệt điện thấp Vì vậy, nhiên liệu sinh khối chưa cạnh tranh thay cho nhiên liệu truyền thống, đầu tư cho công nghệ lượng tiên tiến chưa phải ưu tiên hàng đầu cho doanh nghiệp nước ngồi cơng nghệ nhập khẩu, với số lượng khách hàng dịch vụ bảo trì hạn chế, đặc biệt vùng nơng thôn vùng sâu vùng xa Hơn nữa, việc thiếu hụt nguồn nhân lực có kinh nghiệm kỹ để lắp đặt, vận hành bảo trì thiết bị rào cản cho việc mở rộng việc sử dụng lượng sinh khối Thách thức mặt địa lý Các vùng sản xuất nông nghiệp phân bố trãi rộng khắp vùng ĐBSCL Các loại sinh khối khơng tập trung mà phân bố rải rác Vì khó khăn việc thu thập, vận chuyển lưu trữ nguyên liệu sinh khối để sản xuất điện Chi phí cho việc vận chuyển, thu thập ngun liệu có ảnh hưởng đáng kể đến chi phí sản xuất điện sinh khối, cần phải có phân tích đánh giá để đảm bảo yếu tố kinh tế Theo báo cáo EVN, việc đầu tư phát triển lượng sinh khối thách thức to lớn cho mạng lưới điện Việt Nam Các liệu trữ lượng tiềm năng lượng sinh khối chưa thống kê đánh giá đầy đủ Có nhà cung cấp thiết bị dịch vụ lượng tái tạo Phần lớn Bảng Tiềm năng, nhu cầu sinh khối nông nghiệp lượng sinh khối chưa sử dụng ĐBSCL (Thanh et al., 2010) Dân số x 106 người Hộ gia đình (106 hộ) Gạo (106 tấn) Sản phẩm Gạch x 106 viên Rượu sản xuất hộ gia đình x 106 l Phụ phẩm nông nghiệp Tiềm Phụ phẩm Trấu (106 tấn) gạo Rơm rạ Khác Dùng hộ gia đình Nhu cầu Sản xuất gạch Trấu (106 tấn) Sấy gạo Sản xuất rượu hộ gia đình Rơm rạ Khác Trấu Chưa sử Rơm rạ dụng Khác (106 tấn) Tổng cộng 4.4 Giải pháp phát triển lượng sinh khối ĐBSCL Phát triển lượng sinh khối có nhiều rào cản từ thiếu ổn định liên tục cung cấp nguyên liệu giá nguyên liệu đến chế khuyến khích Chính phủ chưa hấp dẫn Vì vậy, để phát triển hết tiềm năng lượng sinh khối cần phải có giải pháp phù hợp tương ứng với yêu cầu đặc thù khu vực Các nhóm giải pháp đề xuất chế sách, lựa chọn công nghệ phù hợp phát triển hệ thống logistics 2007 17,3 3,9 18,2 3.451,2 12,7 2010 19,1 4,2 20,9 3.588,6 14,1 2020 21,3 5,0 18,8 3.273,5 15,7 2030 23,2 5,8 13,6 2.898,8 17,1 3,8 4,4 4,0 2,9 13,8 15,9 14,3 10,3 2,0 2,2 3,6 5,9 1,0 1,0 1,0 0,7 1,3 1,3 1,1 0,9 0,4 0,4 0,4 0,3 21,6x10-3 23,9x10-3 26,7x10-3 29,1x10-3 1,4 1,6 1,4 1,0 1,5 1,6 2,4 3,4 1,1 1,6 1,5 1,0 12,4 14,3 12,9 9,4 0,5 0,6 1,2 2,5 14,0 16,5 15,6 12,9 Cơ chế sách: Việt Nam có số sách thúc đẩy quy hoạch nhà máy điện sinh khối, đến số nhà máy phát điện từ sinh khối điện rác vào hệ thống thấp Do đó, để tăng cường phát triển lượng sinh khối, cần có sách chế hấp dẫn, thuận lợi cho nhà đầu tư ưu đãi đất đai để phát triển dự án, hợp đồng mua điện lâu dài sách thuế mơi trường sách ưu đãi thuế khác để nhà đầu tư an tâm Bên cạnh đó, để phát triển lượng tái tạo, có lượng sinh khối, nhà nước cần có 210 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 201-213 chiến lược cụ thể lâu dài, chế sách hỗ trợ việc huy động vốn đầu tư từ nguồn ngân sách nhà nước, tư nhân, quốc tế để nghiên cứu triển khai phát triển lượng sinh khối Nghiên cứu đề xuất quy tắc kỹ thuật, tiêu chuẩn thiết bị cho việc phát lượng, nghiên cứu chế thu hút đầu tư xã hội hóa hệ thống chuyển giao nhằm phát triển dự án nghiên cứu lượng Tập trung đầu tư cho nghiên cứu phát triển công nghệ chuyển hóa lượng từ sinh khối phù hợp với đặc thù vùng ĐBSCL Và thay đổi sách để dịch chuyển lượng từ nguồn hóa thạch sang nguồn tái tạo, có nguồn sinh khối làm trọng tâm thể phù hợp để tạo nguồn lượng đơn giản, chi phí thấp ô nhiễm Tuy nhiên, công nghệ chưa sử dụng rộng rãi chưa có mơ hình cơng nghệ phù hợp với khả tài hạ tầng kỹ thuật địa phương, thiếu hệ thống hỗ trợ triển khai mơ hình Phát triển hệ thống logistics: để xây dựng phát triển lượng sinh khối bền vững cần có nguồn nguyên liệu ổn định tính chất đồng nhất, nhiên sinh khối từ phụ phẩm nông nghiệp thường phát triển theo mùa vụ, khơng đồng loại, lượng tính chất phát triển nông nghiệp không tập trung thách thức lớn phát triển lượng sinh khối Việc vận chuyển lưu trữ sinh khối thách thức lớn ĐBSCL Để giải vấn đề cần phát triển hệ thống logistics hiệu để thu gom, lưu trữ, đảm bảo tính chất sinh khối vận chuyển đến nhà máy chuyển hóa vấn đề quan trọng việc phát triển lượng sinh khối ĐBSCL Lựa chọn công nghệ: lượng sinh khối sử dụng tương đối đơn giản, phần lớn sử dụng công nghệ đốt cháy để tạo nhiệt phân hủy yếm khí để sản xuất biogas Các phương pháp chuyển hóa sinh khối có ưu điểm đơn giản hiệu tương đối thấp Việc lựa chọn cơng nghệ chuyển hóa sinh khối phù hợp với nguyên liệu, mục tiêu sử dụng đặc thù khu vực quan trọng để tối ưu, nâng cao hiệu sử dụng lượng KẾT LUẬN Năng lượng sinh khối có tiềm lớn để thay nguồn lượng hóa thạch đảm bảo an ninh lượng Năng lượng sinh khối ngày thu hút quan tâm xã hội, kể từ đầu kỷ 21 nhờ yếu tố sau: Do tính chất đồng sinh khối tương đối thấp, sử dụng công nghệ tiền xử lý để nâng cao giá trị sinh khối (nhiệt trị, mật độ lượng, độ ẩm,…) trước chuyển hóa điều cần thiết Các phương pháp kể đến nhiệt phân nhẹ nhiệt độ từ 250 đến 300oC, nén viên, phương pháp học,… giúp gia tăng tính chất sinh khối, làm tăng hiệu việc vận chuyển, lưu trữ q trình chuyển hóa sau Bên cạnh đó, tùy vào thuộc tính sinh khối sử dụng phương pháp chuyển hóa phù hợp Ví dụ sinh khối có độ ẩm cao, phân gia súc thích hợp sử dụng phân hủy yếm khí tạo biogas; sử dụng phương pháp nhiệt phân kết hợp với nén ép viên tạo loại nguyên liệu có mật độ lượng cao, dễ vận chuyển lưu trữ sử dụng có lị đốt cơng nghiệp Phương pháp nhiệt phân, lên men, khí hóa thích hợp để sản xuất nhiên liệu lỏng cho vận tải − Bảo vệ mơi trường, giảm thiểu phát thải khí nhà kính, chống biến đổi khí hậu yêu cầu chuyển dịch sang nguồn lượng tái tạo − Sự cạn kiệt ô nhiễm lượng hóa thạch − Tiến khoa học kỹ thuật hỗ trợ cho phát triển công nghệ chuyển hóa sinh khối − Cơ hội sẵn có tiềm phát triển thương mại lượng sinh khối Việt Nam ĐBSCL − Sự nhận thức rộng rãi tổ chức sách tồn cầu tầm quan trọng lượng sinh khối − Yêu cầu đảm bảo an ninh lượng phát triển nhanh lượng tái tạo Hiện nay, đa số nhà máy, hộ sản xuất sử dụng sinh khối để đốt trực tiếp gây ô nhiễm mơi trường, hiệu thấp, gia tăng chi phí sản xuất Cơng nghệ khí hóa sinh khối xem giải pháp lượng bền vững cho sản xuất nông sản quản lý chất thải phụ phẩm nông nghiệp nơng thơn ĐBSCL Mơ hình bếp đun khí hóa sinh khối gồm lò phản ứng đơn giản kiểm sốt lượng khơng khí cung cấp để chuyển hóa sinh khối rắn có Với vai trị vùng sản xuất nơng nghiệp lớn nước, ĐBSCL có tiềm lớn để phát triển lượng sinh khối, đặc biệt từ nguồn phụ phẩm nông nghiệp Các nguồn sinh khối dùng nguyên liệu cho nhà máy phát điện, sản xuất nhiên liệu sinh học, khí sinh học vùng ĐBSCL Bên cạnh đó, việc sản xuất hỗn hợp khí tổng hợp giàu hydro từ nguồn sinh khối công 211 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 201-213 nghệ chuyển hóa nhiệt hóa sử dụng để sản xuất loại hóa chất, phân bón sản phẩm giá trị cao Đây nguồn nguyên liệu tái tạo dựa nguồn lực sẵn có góp phần đảm bảo an ninh lượng nâng cao hiệu sản xuất nơng nghiệp góp phần giải tốn mơi trường cho vùng Tuy cịn nhiều thách thức q trình phát triển, lượng sinh khối có vai trò quan trọng để đảm bảo an ninh lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường chìa khóa cho phát triển bền vững ĐBSCL tương lai TÀI LIỆU THAM KHẢO Adam, W., Hanh L., Thinh T., Nguyet P., (2018) Tạo hấp dẫn cho lượng sinh khối ngành mía đường Việt Nam Biomass report in Vietnam doi: https://gggi.org/wpcontent/uploads/2018/12/Biomass-report-vn10.12.pdf Administration, U S E I (2016) International Energy Outlook 2016 with projections to 2040 https://www.eia.gov/outlooks/ieo/pdf/0484(2016) pdf Association, W B (2020) Global bioenergy statistics 2020 http://www.worldbioenergy.org/uploads/201210 %20WBA%20GBS%202020.pdf Balat, M., & Ayar, G (2005) Biomass Energy in the World, Use of Biomass and Potential Trends Energy Sources, 27(10), 931-940 doi:10.1080/00908310490449045 Bridgwater, A V E., G D (1993) An assessment of thermochemical conversion systems for processing biomass and refuse (ETSU-B/T1/00207/REP) https://www.osti.gov/etdeweb/biblio/10112623 Coombs, J., Directorate-General for Science, R., (1996) Development, & Commission, E Bioconversion Assessment Study: OPOCE Council, E R E (2019) Renewable Energy Scenario to 2040 http://energiasolar.net/erec2040.pdf Cuong, T T., Le, H A., Khai, N M., Hung, P A., Linh, L T., Thanh, N V., & Huan, N X (2021) Renewable energy from biomass surplus resource: potential of power generation from rice straw in Vietnam Scientific reports, 11(1), 1-10 Demirbas, A (2009) Biofuels Verlag London: Springer Dung, N (2021) Rừng ngập mặn ĐBSCL trị giá bao nhiêu? https://thesaigontimes.vn/rung-ngap-mandbscl-tri-gia-bao-nhieu/ EIA (2017) International energy outlook 2017 Enerdata (2020) Global Energy Statistical Yearbook Germany (2016) Climate Action Plan 2050 Principles and goals of the German government's climate policy Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation, Building and Nuclear Safety https://doi:10.1038/s41598020-80678-3 Thanh, D T., Saito, O., Yamamoto, Y., & Tokai, A (2010) Scenarios for Sustainable Biomass Use in the Mekong Delta, Vietnam JSustain Energy Environ, ECMWF (2022) Copernicus data supporting Europe’s renewable energy goals https://climate.copernicus.eu/copernicus-datasupporting-europes-renewable-energy-goals Hiếu, T (2020) Sóc Trăng đa dạng hóa nguồn cung lượng tái tạo https://dantocmiennui.vn/soc-trang-da-dang-hoacac-nguon-cung-nang-luong-tai-tao/297449.html McKendry, P (2002a) Energy production from biomass (part 2): conversion technologies Bioresource Technology, 83(1), 47-54 doi:https://doi.org/10.1016/S09608524(01)00119-5 McKendry, P (2002b) Energy production from biomass (Part 3): Gasification technologies Bioresource technology, 83, 55-63 Monre (2016) Đồng sông Cửu Lon: Phát triển lượng tái tạo - Cơ hội ứng phó biến đổi khí hậu http://tnmttuyenquang.gov.vn/tin-tuc/khoahoc-cong-nghe!/Dong-bang-song-Cuu-LongPhat-trien-nang-luong-tai-tao-co-hoi-ung-phoBDKH-12577.html Tien, T D (2016) ĐBSCL có tiềm năng lượng sinh khối lớn nước http://m.icon.com.vn/viVN/c620/127733/DBSCL-co-tiem-nang-nangluong-sinh-khoi-lon-nhat-nuoc.aspx Tiến, T D (2010) Đồng sông Cửu Long: Phát triển lượng từ phụ phẩm nông nghiệp https://dangcongsan.vn/y-te/dong-bang-songcuu-long-phat-trien-nang-luong-tu-phu-phamnong-nghiep-26263.html Tuan, L A., G W (2007) Action plan for the multilevel conservation of forest wetlands in theMekong River Delta, Vietnam Paper presented at the International Congress on Development, Environment and Natural Resources: Multi-level and MultiscaleSustainability, Cochabamba, Bolivia https://www.academia.edu/17684778/Action_pla n_for_the_multi_level_conservation_of_forest_ wetlands_in_the_Mekong_River_Delta_Vietnam 212 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 201-213 Tuan, L A (2016) An overview of the renewable energy potentials in the Mekong river Delta, Vietnam Gazi University Journal of Science, Renewable Energy, 70-79 doi:10.22144/ctu.jsi.2016.011 doi:10.1016/S0960-8524(01)00120-1 Quintero, J A., Rincón, L E., & Cardona, C A (2011) Chapter 11 - Production of Bioethanol from Agroindustrial Residues as Feedstocks In A Pandey, C Larroche, S C Ricke, C.-G Dussap, & E Gnansounou (Eds.), Biofuels (pp 251-285) Amsterdam: Academic Press Sansaniwal, S K., Rosen, M A., & Tyagi, S K (2017) Global challenges in the sustainable development of biomass gasification: an overview Renewable and Sustainable Energy Reviews, 80, 23-43 doi:10.1016/j.rser.2017.05.215 Thắng, M (2017) Giải pháp cho điện đồng phát từ bã mía Việt Nam? http://gizenergy.org.vn/vn/article/giai-phap-naocho-dien-dong-phat-tu-ba-mia-viet-nam Thơ, N (2008) Đồng sông Cửu Long: Củi trấu - giải pháp bảo vệ môi trường https://cand.com.vn/Xa-hoi/Dong-bang-songCuu-Long-Cui-trau -mot-giai-phap-moi-bao-vemoi-truong-i66105/ Tovar-Facio, J., Cansino-Loeza, B., & Ponce-Ortega, J M (2022) Chapter - Management of renewable energy sources In M Martín (Ed.), Sustainable Design for Renewable Processes (pp 3-31): Elsevier Tursi, A (2019) A review on biomass: importance, chemistry, classification, and conversion Biofuel Research Journal, 22, 962-979 Vassilev, S V., Vassileva, C G., & Vassilev, V S (2015) Advantages and disadvantages of composition and properties of biomass in comparison with coal: An overview Fuel, 158, 330-350 doi:https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.05.050 Vassilev, S V., Baxter, D., Andersen, L K., & Vassileva, C G (2010) An overview of the chemical composition of biomass Fuel, 89(5), 913-933 213 ... hướng ứng dụng lượng sinh khối ĐBSCL làm rõ tham luận TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI TẠI ĐBSCL 2.1 Tổng quan sinh khối Sinh khối bao gồm sản phẩm phụ phẩm từ nông nghiệp lâm nghiệp Đồng thời sinh. .. từ lượng tái tạo Do đó, theo IEO 2017 (EIA, 2017), lượng tái tạo dự đoán phát triển mạnh mẽ thời gian tới Tiềm phát triển lượng sinh khối Việt Nam ĐBSCL cao đặc biệt từ phụ phẩm nông nghiệp Lượng. .. lỏng khí từ sinh khối Những ưu điểm sinh khối để phát triển thành lượng bao gồm: Tính tái tạo sẵn có nguồn sinh khối: nguồn sinh khối sẵn có với số lượng lớn rừng, sản phẩm phụ phẩm nông nghiệp,