giáo trình bài giảng công nghệ xanh

1 Lý do để phát triển năng lượng xanh: -  Tài nguyên thiên nhiên sử dụng trong quá trình sản xuất năng lượng đang dần cạn kiệt. -  Sử dụng các nguồn năng lượng không tái tạo nên làm tăng chất ô nhiễm. II. Năng lượng xanh – Green Energy Và công nghệ sản xuất Năng lượng xanh là lĩnh vực nghiên cứu biện pháp sản xuất năng lượng theo hướng giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường. 2 Hướng phát triển: -  Xây dựng các nhà máy điện sử dụng năng lượng tái tạo: biomass, mặt trời, gió, thủy điện… -  Tăng ngân sách nhà nước trong việc khuyến khích sử dụng năng lượng tái tạo -  Phát triển hạ tầng và nguồn nhân lực Ưu điểm: -  Môi trường trong sạch hơn, cân bằng CO2 -  Sử dụng các nguồn tài nguyên vô hạn và giàu tiềm năng II. Năng lượng xanh – Green Energy 3 Một sốnguồ n năng lượng xanh đã được phát triển để thay thế cho nguồn năng lượng hóa thạch truyền thồng như năng lượng mặt trời, gió, địa nhiệt, thủy điện… II. Năng lượng xanh – Green Energy 4 II. Năng lượng xanh – Green Energy 1.  Năng lượng mặt trời 5 -  Năng lượng mặt trời không sản xuất bất kỳ loại khí thải nào, phù hợp đối với các thiết bị cung cấp năng lượng di động và ở quy mô hộ gia đình: hệ thống cung cấp nước nóng, điều hòa nhiệt độ… -  Nhược điểm: khi sản xuất với quy mô lớn đòi hỏi diện tích lớn để lắp đặt các tấm pin và thiết bị lưu trữ năng lượng. -  Gió được sử dụng để tạo ra năng lượng nhờ hệ thống tuabin kết hợp với thiết bị lưu trữ và hệ thống phân phối -  Trong một số trường hợp, sản xuất năng lượng gió được ưu tiên hơn so với năng lượng mặt trời vì yêu cầu diện tích đất nhỏ hơn. -  Hệ thống quạt gió lắp đặt ngoài biển có chi phí lắp đặt và chi phí vận hành cao hơn, nhưng cho hiệu quả khai thác lớn. -  Nhược điểm: kích thước tuabin khá lớn nên ảnh hưởng đến cảnh quan. II. Năng lượng xanh – Green Energy 2. Năng lượng gió 6 Hệ thống quạt gió II. Năng lượng xanh – Green Energy 2. Năng lượng gió 7 -  Công nghệ này sử dụng chuyển động của nước để quay các tuabin của máy phát điện. -  Ít phát thải chất gây ô nhiễm, được sử dụng phổ biến hơn so với các nguồn năng lượng xanh khác. -  Ngoài vấn đề cung cấp năng lượng, các hồ thủy điện còn có vai trò trong sản xuất nông nghiệp -  Nhược điểm: ảnh hưởng đến chế độ chảy của các dòng sông, giảm số lượng của một số sinh vật, ảnh hưởng sinh hoạt của người dân trong khu vực xây hồ thủy điện II. Năng lượng xanh – Green Energy 3. Thủy điện 8 II. Năng lượng xanh – Green Energy 3. Thủy điện 9 !  Năng lượng địa nhiệt được tận dụng từ bên dưới bề mặt trái đất, sản xuất một lượng nhỏ chất thải so với nhiên liệu hóa thạch. !  Mặc dù tiềm năng còn rất lớn nhưng năng lượng địa nhiệt vẫn chưa được khai thác nhiều. !  Các nhà máy được lắp đặt tại nơi tiếp giáp của các mảng kiến tạo để có thể thu năng lượng dễ dàng hơn. !  Nhược điểm: yêu cầu cao về kỹ thuật và chi phí. II. Năng lượng xanh – Green Energy 4. Năng lượng địa nhiệt 10 [...]... xanh – Green Energy 5 Năng lượng hạt nhân 14 II Năng lượng xanh – Green Energy 6 Nhiên liệu hóa thạch sạch hơn -  Bên cạnh việc phát triển các nguồn năng lượng mới thì mục tiêu của chương trình năng lượng xanh là phát triển các công nghệ sử dụng nhiên liệu hóa thạch để nó trở nên thân thiện với môi trường hơn -  Công nghệ than sạch: chuyển đổi than thành khí, sau đó đốt khí để thu năng lượng Công nghệ. .. lỏng: xăng-sinh-học, diesel-sinh-học… q  NLSH ở thể khí: khí methane sinh học (biogas) 21 CÔNG NGHIỆP BIOMASS 22 CÔNG NGHIỆP BIOMASS – GIẢI PHÁP CHO SỰ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG v Khái niệm Biorefinery hay tạm dịch công nghiệp chế biến biomass có thể được định nghĩa là tích hợp các quá trình chuyển đổi sinh khối với công nghệ và thiết bị để sản xuất nhiên liệu, năng lượng và hóa chất từ sinh khối [3-8] v Nhà...11 II Năng lượng xanh – Green Energy 4 Năng lượng địa nhiệt 12 II Năng lượng xanh – Green Energy 5 Năng lượng hạt nhân -  Một số loại năng lượng hạt nhân được xếp vào loại năng lượng xanh vì chúng phát sinh rất ít chất thải Một lò phản ứng hạt nhân có thể đốt cháy chất thải hạt nhân của chính mình để sản xuất năng lượng, dựa trên một quá trình được gọi là chuyển hóa hạt nhân - ... lớn hơn 5% -  Xem xét giữa vấn đề an ninh năng lượng và an ninh lương thực -  Giá thành cao 19 II Năng lượng xanh – Green Energy 8 Nhiên liệu tái chế Đồng thời giải quyết 2 vấn đề: -  Giảm đáng kể chất thải gây ô nhiễm môi trường -  Sản xuất nhiên liệu đáp ứng tiêu chuẩn Khó khăn: lựa chọn công nghệ thích hợp để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và kinh tế Nguyên liệu: rác thải, lốp xe, dầu ăn phế thải… Sản phẩm... còn quá cao -  Than đá vẫn là nhiên liệu không thể tái tạo được 15 II Năng lượng xanh – Green Energy 7 Nhiên liệu sinh học 16 II Năng lượng xanh – Green Energy 7 Nhiên liệu sinh học Biodiesel -  Là loại dầu lỏng có tính chất tương đương với dầu diesel và có thể thay thế cho dầu diesel truyền thống -  Được điều chế từ quá trình transester hóa các loại dầu mỡ sinh học (dầu thực vật, mỡ động vật) bằng các... lượng xanh – Green Energy 7 Nhiên liệu sinh học Biogas v  Có thành phần chính là CH4 (50-60%) và CO2 (>30%) còn lại là các chất khác như hơi nước, N2, O2, H2S, CO … v  Các chất hữu cơ được phân hủy trong môi trường yếm khí, xúc tác ở 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 Biogas được tạo ra sau quá trình ủ... thể dùng làm nhiên liệu khí thay cho sản phẩm khí từ sản phẩm dầu mỏ 18 II Năng lượng xanh – Green Energy 7 Nhiên liệu sinh học Biogasoline q  Là loại nhiên liệu lỏng, sử dụng ethanol làm phụ gia q  Phụ thuộc và lượng ethanol sử dụng mà có nhiều loại xăng sinh học: E5, E10, E85… q  Ethanol được sản xuất từ quá trình thủy phân và lên men các sản phẩm hữu cơ: cellulose, lignocellulose, tinh bột q ... •Activated Carbon •Oxy Fuel Additives •Phenols and Furfural •Specialty Chemicals •Fatty and Acetic Acids •Industrial Sufactants Final Products 25 Succinic acid propionic acid Producer Intermediates CÔNG NGHIỆP BIOMASS – CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN DẦU KHÍ Refinery versus Biorefinery 26 Biomass v Vật liệu nguồn gốc thực vật v Cây cối, cỏ, phân động vật, chất thải rắn sinh học, … v Sản xuất nhiệt, hơi, điện v Chuyển... dụng nhiều hệ enzyme và nắm khác nhau Hệ thống enzyme v Exo-1,4-β-d-glucanase hoặc cellobiohydrolases (CBH) (EC 3.2.1.91), quá trình di chuyển dọc theo chuỗi cellulose và tách ra khỏi đơn vị cellobiose khi kết thúc v Endo-1, 4-β-d-glucanase (EG) (EC 3.2.1.4), trong đó quá trình thủy phân β-1,4-glucosidic một cách ngẫu nhiên trong chuỗi cellulose v 1,4 β-d-glucosidases (EC 3.2.1.21), trong đó cellobiose... nhà kính v Tăng thu nhập khu vực nông thôn v Phục hồi đất hoang hoá Phương pháp chuyển hoá v Không dùng nhiệt - Sinh hoá (thuỷ phân) v Dùng nhiệt - Khí hoá - Nhiệt phân Thuỷ phân cellulose v Quá trình bẻ gãy liên kết β-1,4glycosidic v Do đặc tính bền vững của glucose nên cần các xúc tác v Sản phẩm sau thuỷ phân là Glucose Thuỷ phân cellulose Thuỷ phân enzyme •  Được tiến hành từ rất lâu •  Chi . mới thì mục tiêu của chương trình năng lượng xanh là phát triển các công nghệ sử dụng nhiên liệu hóa thạch để nó trở nên thân thiện với môi trường hơn. -  Công nghệ than sạch: chuyển đổi than. đến cảnh quan. II. Năng lượng xanh – Green Energy 2. Năng lượng gió 6 Hệ thống quạt gió II. Năng lượng xanh – Green Energy 2. Năng lượng gió 7 -  Công nghệ này sử dụng chuyển động của. lượng không tái tạo nên làm tăng chất ô nhiễm. II. Năng lượng xanh – Green Energy Và công nghệ sản xuất Năng lượng xanh là lĩnh vực nghiên cứu biện pháp sản xuất năng lượng theo hướng