Lợi ích và rủi ro của sản xuất và sử dụng năng lượng sinh học

Năng lượng sinh học: loại năng lượng có thể tái tạo; được sản xuất từ nguồn sinh khối (biomass) dưới dạng nhiên liệu lỏng, khí, rắn; nhiệt lượng; điện năng; và những vật dụng khác. Có tiềm năng lớn và có sẵn trong tự nhiên. Được coi là một nguồn năng lượng sạch

Báo cáo Lợi ích và rủi ro của sản xuất và sử dụng năng lượng sinh học Nhóm 12 Nguyễn Thị Hường Trần Thị Sắc Phạm Thị Minh Vân Hường - Sắc - Vân 1 Nội dung 1. Tổng quan về năng lượng sinh học. 2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng năng lượng sinh học. 2.1 Trên thế giới. 2.2 Ở Việt Nam. 3. Tiềm năng sử dụng năng lượng sinh học. 4. Lợi ích của sản xuất và sử dụng. 5. Hạn chế và những rủi ro. 6. Tài liệu tham khảo. Hường - Sắc - Vân 2 1. Tổng quan về năng lượng sinh học • Năng lượng sinh học: loại năng lượng có thể tái tạo; được sản xuất từ nguồn sinh khối (biomass) dưới dạng nhiên liệu lỏng, khí, rắn; nhiệt lượng; điện năng; và những vật dụng khác. • Có tiềm năng lớn và có sẵn trong tự nhiên. • Được coi là một nguồn năng lượng sạch. Các nguồn sinh khối Hường - Sắc - Vân 3 ...1. Tổng quan về năng lượng sinh học • Thường được sản xuất từ:  Sản phẩm nông nghiệp: hạt, củ, dầu, mỡ động vật.  Các chất thải dư thừa khi chế biến nông - lâm sản, gỗ củi, rác thải, phân gia súc, bã phế thải hữu cơ công nghiệp...  Các loại bèo, rong rêu. Hường - Sắc - Vân 4 2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH 2.1 thế liệu giớisinh học thường thấy trên thị trường hiện nay: Các Trên loại nhiên Sugar crops Sugar cane Sugar beet Sweet sorghum Starchy crops ETHANOL  Rye  Potatoes  Cassava  Maize  Wheat  Barley Cellulosic material  Switch grass  Willow  Crop stover  Poplar Oil crops  Rape-seed  Oil palm  Soy-bean  Sunflower  Peanut  Jatropha BIODIESEL Hường - Sắc - Vân 5 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.1 Trên thế giới  Ethanol sinh học  Được sản xuất chủ yếu từ sinh khối thực vật như bắp, lúa mì, sắn, mía..., qua quá trình lên men.  Được dùng như phụ gia cho xăng, với mục đích tăng chỉ số octane và giảm lượng khí phát thải của xăng.  Về mặt nhiệt lượng: 1,5 lít ethanol có thể thay cho 1 lít xăng.  Trên thị trường ta thường gặp các loại xăng sinh học như E5, E10, E20, E95… tức là xăng sinh học chứa 5%, 10%, 20%, 95% ethanol.  E5, E10 phù hợp với động cơ đốt trong đang sử dụng. E15, E20 chỉ cần thêm bộ điều chỉnh đơn giản cho động cơ. Các động cơ đặc biệt có thể dụng tỷ lệ cồn cao hơn. Hường - Sắc - Vân 6 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.1.Trên Thế giới  Ethanol Quá trình sản xuất ethanol làm NLSH:  Gồm 3 giai đoạn: 1. Lên men: chất đường với chất men. Hiệu năng sản xuất ethanol của mía đường cao gấp 6 lần so với bắp. 2. Cất rượu: cất rượu ethanol dùng để làm nhiên liệu cho xe ô tô phải chứa rất ít nước. Nhưng rượu thuần chỉ đạt đến 95-96%. Loại rượu này có thể dùng chạy máy, nhưng không thể hòa trộn với dầu xăng. 3. Làm khô: Sản xuất ethanol tuyệt đối bằng cách dùng sàng phân tử ZEOCHEM Z3-03; thêm chất hydrocarbon benzene hoặc dùng chất calcium oxide như là chất làm khô để khử nước trong rượu. Hường - Sắc - Vân 7 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.1.Trên Thế giới Ethanol World Ethanol Fuel Production (Million Litres) 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Europe 1,627 1,882 2,855 3,645 4,254 4,429 4,973 Africa 0 55 65 100 130 150 235 North and Central 18,716 America 25,271 35,946 42,141 51,584 54,765 54,580 South America 16,969 20,275 24,456 24,275 25,964 21,637 21,335 Asia / Pacific 1,940 2,142 2,753 2,927 3,115 3,520 3,965 World 39,252 49,625 66,075 73,088 85,047 84,501 85,088 Source: F.O.Licht Lượng ethnol sản xuất trên thế giới theo các năm Hường - Sắc - Vân 8 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.1 Trên thế giới  Diesel sinh học :  Tính chất tương đương nhiên liệu dầu diesel nhưng không phải sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật.  Nguyên liệu chính sản xuất: hạt đậu tương, hạt dầu mè, dầu dừa, dầu cọ, củ cải đường, mía...và một số loại mỡ động vật: cá tra, cá basa,...  Thường được trộn lẫn với xăng theo tỉ lệ khoảng 20-25% gọi là B20. Hiện nay ở Mỹ đã sử dụng B20 cho các ô tô.  Ở dạng thuần khiết, cũng được sử dụng làm nhiên liệu cho các động cơ diesel.  Gần như không có chứa lưu huỳnh nên hạn chế sự hình thải của khí thải độc hại. Hường - Sắc - Vân 9 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.1 Trên thế giới Một số hình ảnh Biodiesel Hường - Sắc - Vân 10 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.1.Trên Thế giới  Diesel  Sản xuất Diesel sinh học từ cây dầu mè (Jatropha, cọc rào): • Cây chịu được khô hạn cao: thậm chí sống được ở hoang mạc. • Thích ứng được với nhiều loại đất khác nhau, ngay cả đất xấu: đất cát, đất sỏi, đất nhiễm mặn. • Thời gian sinh trưởng nhanh, ít sâu bệnh, sau 5 năm có thể cho năng suất cao ( ≈ 12 tấn quả/ha), sống tới 50 - 60 năm. • Vỏ quả, thân lá có thể sử dụng để sản xuất biogas, phân hữu cơ cho gia súc, tôm, cá... • Cây còn tác dụng làm thuốc: rễ trị tiêu viêm, cầm máu, trị ngứa, làm lành vết thương; nước sắc từ lá chữa trị phong thấp, đau răng. Hường - Sắc - Vân 11 ...2.1.Trên Thế giới  Diesel …Sản xuất diesel sinh học từ cây dầu mè (Jatropha, cọc rào) • Hạt có tỷ lệ dầu 30%, nếu năng suất 8-10 tấn hạt/ha/năm thì có thể sản xuất được 3 tấn diesel. • Dầu diesle này có chất lượng cao, có thể sử dụng trực tiếp cho các động cơ diesel tiêu chuẩn. • Về mặt kinh tế, 1 ha trồng cây, giả thiết đạt 10 tấn hạt/ha/năm sẽ thu được: 3 tấn dầu diesel sinh học x 700 USD/tấn = 2100 USD. Hường - Sắc - Vân 12 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.1.Trên Thế giới  Diesel  Diesel từ tảo: • Trong quá trình quang hợp, tảo sản xuất ra dầu. Một số loại có hàm lượng dầu cao đến 50%. • Quá trình tách tảo cho hiệu suất lớn hơn bất cứ loại thực vật nào: dừa, chà là, đậu nành...  Cứ 0,4 ha ngô sản xuất ≈ 76 lít dầu/năm. Trong khi: 0,4 ha tảo cho ra tới ≈ 57.000 lít dầu/năm. • Có thời gian tăng trưởng ngắn hơn nhiều so với các cây dầu khác và không chiếm nhiều diện tích đất trồng. • Cần CO2 để quang hợp nên có thể tìm giống tảo thích hợp để nuôi trồng gần những nơi thải ra nhiều khí CO2 (như các nhà máy nhiệt điện).  Các nhà khoa học ĐH Virginia (Mỹ) đang xây dựng kế hoạch tăng khả năng sản xuất của dầu tảo: thả vào môi trường giàu chất hữu cơ như nước thải. Do lượng dầu mà tảo sản xuất chỉ chiếm khoảng 1% khối lượng của chúng. Nếu được bổ sung thêm CO2 thì tăng lên 40%. Hường - Sắc - Vân 13 ...2.1.Trên Thế giới  Diesel Diesel từ tảo Laurencia, một giống tảo biển màu đỏ để sản xuất diesel sinh học. Hường - Sắc - Vân 14 ...2.1.Trên Thế giới  Diesel  Sản xuất diesel sinh học từ cây cải dầu: • Cây chứa lượng dầu khá cao: 40 - 50 %. • Quy trình sản xuất cây cải dầu được xem là không có chất thải vì sản phẩm phụ trực tiếp được sử dụng:  Bã cây cải dầu được làm thức ăn cho gia súc.  Glyxerin có thể được tiếp tục dùng trong công nghiệp hóa chất, mỹ phẩm. Một cánh đồng cải dầu ở Đức  Diesel từ mỡ cá tra, cá basa: Ở Việt Nam, ông Hồ Xuân Thiên, Công ty Agifish (An Giang), đã nghiên cứu sản xuất thành công dầu biodiesel từ mỡ cá tra, cá basa; giá thành chỉ 6.500đồng/lít. Hường - Sắc - Vân 15 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.1 Trên thế giới  Buthanol sinh học:  Chủ yếu được sản xuất từ sinh khối thực vật: gỗ, rơm rạ, xơ bắp, vỏ trấu...  Có nhiều ưu điểm hơn ethanol sinh học: • Dễ tan lẫn vào xăng, máy móc ít nguy cơ bị ăn mòn do tính không háo nước; khả năng hòa tan vào nước khó nhỏ nên dễ chưng cất đạt độ tinh khiết tuyệt đối. • Mật độ năng lượng cao hơn ethanol sinh học 25%, gần bằng mật độ năng lượng của xăng chế từ dầu mỏ. • Có áp suất hơi thấp hơn nhiều so với xăng và ethanol sinh học nên ít bị hao hụt do bay hơi trong quá trình vận chuyển và an toàn khi sử dụng.  Tuy nhiên, giá thành sản xuất còn cao. Hường - Sắc - Vân 16 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.1 Trên thế giới  Các nước sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học: • Brasil là nước sử dụng rộng rãi nhiên liệu sinh học từ các cây trồng nông nghiệp với hơn 60000 trang trại trồng mía. Trên 300 nhà máy sản xuất đường, cồn. • Năm 2004, Trung Quốc vận hành nhà máy sản xuất cồn sinh học lớn nhất thế giới với công suất 600.000 tấn/năm. từ chỗ chỉ có 5 thành phố sử dụng E10 (2002) đến 27 thành phố sử dụng xăng này (năm 2007) • Trong năm 2007, 5 nước đứng đầu sản xuất ethanol trên thế giới là Mỹ (26,5 tỷ lít), Brazil (19 tỷ lít), Trung Quốc (1,84 tỷ lít), Canada (1 tỷ lít) và Ấn Độ (0,4 tỷ lít). • Mỹ là quốc gia đi đầu trong việc đầu tư công nghệ và kinh phí cho quá trình nghiên cứu công nghệ sản xuất ethanol từ phụ phẩm nông nghiệp.  Theo kế hoạch đến năm 2017 nước này phải sản xuất được 35 tỷ gallon ethanol, trong đó khoảng 20 tỷ gallon từ phụ phẩm nông nghiệp. ( 1 gallon ≈ 3,78 lít) Hường - Sắc - Vân 17 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.1 Trên thế giới  Khí sinh học (biogas) • Quá trình sản xuất biogas: tiến hành gây lên men sinh học các chất hữu cơ như: chất thải nông nghiệp, phân gia súc, gia cầm, các chất thải công nghiệp… phân hủy trong môi trường yếm khí để sinh ra khí mêtan (CH4), cacbon điôxít (CO2) và khí sulfua hydro (H2S). • Hàm lượng CH4 ≈ 50 – 60%, có nhiệt lượng cao, dễ sử dụng. Mô hình biogas hộ gia đình Hường Hường - Sắc - Vân - Sắc - Vân 18 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.1 Trên thế giới • Hiện nay, xu hướng ở các nước công nghiệp phát triển phần lớn các cơ sở sản xuất biogas triển khai trên quy mô công nghiệp với nguồn chính là chất thải từ thành phố cũng như các phụ phẩm. • Theo các nhà khoa học thì nhiệt trị của Biogas từ 4500 - 6300kCal/m 3, suy ra 1m3 Biogas có giá trị năng lượng tương đương 0.6lít dầu hỏa; 1,4kg than(1,2kWh điện năng) thắp sáng bóng đèn 60W trong 6 giờ. • Biogas dùng để đun nấu, phát điện, thắp sáng ở quy mô nhỏ hộ gia đình. • Ở quy mô lớn, đang được nghiên cứu sử dụng trong sản xuất năng lượng điện sinh học của các quốc gia trên thế giới. HườngHường - Sắc - Vân - Sắc - Vân 19 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.1 Trên thế giới  Sản xuất điện từ năng lượng sinh học: • Mỹ là nước sản xuất điện biomass lớn nhất thế giới (hơn 350 nhà máy điện sinh học, sản xuất trên 7.500MW điện mỗi năm). Những nhà máy này sử dụng chất thải từ nhà máy: giấy, cưa; sản phẩm phụ nông nghiệp… • Ở Trung Quốc, hơn 80 nhà máy điện sản xuất từ sinh khối với công suất đến 50MW/nhà máy. Tiềm năng là có thể đạt được 30GW điện từ loại hình năng lượng này. Nhà máy Điện sinh khối Alholmens (Phần Lan) lớn nhất thế giới. Hường - Sắc Hường - Vân - Sắc - Vân 20 20 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.1 Trên thế giới …Sản xuất điện từ NLSH • Sản xuất điện từ biogas sinh khối hiện rất phát triển với số lượng nhà máy đã đạt khoảng 4600 nhà máy với tổng công suất 1700MW (năm 2009), dự kiến sẽ tăng lên 5400 nhà máy (năm 2015). • Nghiên cứu và sử dụng Hệ thống đốt rơm rạ: quá trình đốt cháy trong nồi hơi tạo ra hơi nước ở áp suất 112 bar, 540°C -> hơi nước từ lò qua tua bin để tạo ra điện và nhiệt.(Đức đang nghiên cứu và phát triển hệ thống này) • Nghiên cứu sản xuất điện từ chất thải, nước thải:  Chế tạo “bộ pin” đặc biệt hoạt động nhờ vi khuẩn và sản sinh ra điện khi chúng tiêu hóa vật liệu sinh học. (ĐH Stanford – Mỹ).  Bồn vệ sinh có khả năng tạo điện từ chất thải. (ĐH công nghệ NanyangSingapore). Hường - Sắc Hường - Vân - Sắc - Vân 21 21 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH 2.2 Ở Việt Nam:  Thường tập trung vào việc sản xuất cồn từ các sản phẩm giàu tinh bột và đường: sắn, mía,.. Đặc biệt là các quy trình công nghệ nhằm nâng cao tỷ lệ của ethanol trong sản xuất cồn.  Các nghiên cứu của Vũ Đào Thắng( ĐHBKHN) về chưng cất trích ly để sản xuất cồn tuyệt đối và cồn làm khô nguyên liệu.  Nghiên cứu các giống vi sinh vật xử lý chất thải hữu cơ chứa lignocellulose (Nguyễn Đình Lượng ).  Lên men cồn từ tinh bột sắn sống (Dương Văn Hợp).  Sản xuất cồn từ rỉ đường (Nguyễn Công Hào)  Thử nghiệm chiết xuất dầu diesel sinh học từ cây dầu mè, sản xuất diesel từ thực vật,… Hường - Sắc Hường - Vân - Sắc - Vân 22 22 ...2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH ...2.2 Ở Việt Nam  Thử nghiệm chiết xuất dầu diesel sinh học từ cây dầu mè, sản xuất diesel từ thực vật,…  Hiện nay, có nhiều nhà máy ethanol sinh học cả bắc, trung, nam. Ví dụ như nhà máy sản xuất enthabol Tam Nông – Phú Thọ.  Ethanol sản xuất chủ yếu từ rỉ mía đường, với công suất 15000-30000 lit/ ngày, tập trung ở các nhà máy đường với hàng trăm sơ sở sx nhỏ lẻ, công nghệ lạc hậu, chưa ổn định. Nhà máy sản xuất ethanol ở Phú Thọ Hường - Sắc Hường - Vân - Sắc - Vân 23 23 3. Tiềm năng sử dụng năng lượng sinh học  Trên thế giới: • Hiện nay, 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. • Tiềm năng cho sản xuất nhiên liệu từ các loại hạt cây dầu khá cao. Cây trồng Hàm lượng(%) Hàm lượng dầu(lít/ha) Hạt thầu dầu 45 1413 Hạt hướng dương 55 952 Cây rum 40 779 Cây cọ dầu 50 5950 Cùi dừa khô 60 2689 Hàm lượng dầu có trong một số loại hạt và cây trồng Hường - Sắc - Vân 24 ...3. Tiềm năng sử dụng năng lượng sinh học  Ở Việt Nam: • Sinh khối phát triển nhanh. • Có nguồn phụ phẩm nông nghiệp phong phú và ngày càng tăng trưởng cùng với việc phát triển nông - lâm nghiệp.  Theo FAO, nếu tính tỷ lệ thóc/rơm rạ là 1:1 thì mỗi năm nước ta có ≈ 36 triệu tấn rơm rạ; ≈3,5 triệu tấn trấu; ≈ 2,6 triệu tấn bã mía; 3,4 triệu tấn thân ngô.  Ước tính sơ bộ, ≈ 45 triệu tấn sản phẩm phụ nông nghiệp hàng năm. • Nếu chỉ tính riêng từ phụ phẩm nông nghiệp và chất thải chăn nuôi thì hàng năm nước ta có thể sản xuất 4.844 triệu m3 khí sinh học. Hường - Sắc - Vân 25 …3. Tiềm năng sử dụng năng lượng sinh học Nguồn nguyên liệu Tiềm năng (triệu m3) Dầu tương đương (triệu tấn) Tỷ lệ (%) Phụ phẩm cây trồng 1788,973 0,894 36,7 Rơm rạ 1470,133 0,735 30,2 Các cây trồng khác 318,840 0,109 6,5 Chất thải của gia súc 3055,678 1,528 63,3 Trâu 441,438 0,221 8,8 Bò 495,864 0,248 10,1 Lợn 2118,376 1,059 44,4 Tổng 4844,652 2,422 100,0 Tiềm năng lý thuyết khí sinh học ở Việt Nam Hường - Sắc - Vân 26 4. Lợi ích của sản xuất và sử dụng 4.1 An ninh năng lượng: • Phát triển năng lượng sinh học trên cơ sở tận dụng các nguồn nhiên liệu sinh khối, phụ phẩm nông nghiệp sẽ là một đảm bảo an ninh năng lượng cho các quốc gia. • Giảm thiểu việc sử dụng nhiều năng lượng hóa thạch. • Kiềm chế việc phụ thuộc vào các nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt. • Kiềm chế sự gia tăng giá dầu, ổn định tình hình năng lượng thế giới. Hường - Sắc - Vân 27 ...4. Lợi ích của sản xuất và sử dụng 4.2 Kinh tế - xã hội  Tạo thị trường mới cho cây trồng sinh học truyền thống.  Đa dạng hóa thu nhập nông thôn bằng cách phát triển các loại cây trồng mới cho thị trường sinh khối.  Giảm thiểu chi phí đất thanh toán bù trừ cho các mục đích phát triển hoặc tái trồng rừng.  Thúc đẩy kinh tế nông nghiệp, tạo việc làm cho người dân.  Ngành công nghiệp mía - đường - cồn ở Brazil có doanh thu hàng năm 8,3 tỷ USD, giải quyết việc làm trên 1 triệu lao động.  Tính đến năm 2010, ngành công nghiệp sản xuất nhiên liệu ethanol đã hỗ trợ gần 1,4 triệu việc làm và đóng góp 277,3 tỉ USD cho nền kinh tế toàn cầu. Hường - Sắc - Vân 28 ...4.2 Kinh tế - xã hội  Tiết kiệm chi phí xử lý chất thải:  Trong quá trình sản xuất còn tận dụng nhiều chất thải phụ, phế phẩm từ ngành nông nghiệp và các ngành khác (rơm rạ, vỏ trấu, chất thải từ nhà máy giấy, rác sinh hoạt,...).  Các bã nhiên liệu sinh học có thể làm thức ăn cho gia súc, phân bón...  Giá thành rẻ.  Giá ethanol sinh học được bán trên thị trường thế giới hiện nay ≈ 25USD/thùng. VD: Việt Nam: 1l xăng A92= 11.800VNĐ, trong khi 1l cồn ethanol = 5.500VNĐ Còn nếu nhập khẩu Brazil thì giá chỉ còn 3.000VNĐ(sau thuế) Tức: 1l xăng A92 giá 11.800d = 0,9l xăng A92 + 0,5l cồn ethanol = 11.445VNĐ nghĩa là đã giảm 3% so với giá xăng ban đầu. Hường - Sắc - Vân 29 ...4.2 Kinh tế - Xã hội ...4.2 Kinh tế - xã hội  Có thể sản xuất trong hộ gia đình. Ở quy mô nhỏ, dễ dàng đáp ứng khả năng chấp nhận của cộng đồng.  Khí sinh học từ hầm biogas của hộ gia đình có thể sử dụng cung cấp nguồn nhiên liệu đốt, đun nấu, giúp giảm chi phí điện năng và nhiên liệu đốt. Hộ gia đình có thể chạy máy phát điện phục vụ thắp sáng và bơm nước.  Giá thành tùy vào từng kiểu loại hầm, dung tích: từ 2-13 triệu VNĐ. Xây bể hầm biogas ở các hộ gia đình Thu hồi khí biogas để chạy máy phát điện và đun nấu Hường - Sắc - Vân 30 ...4.2 Kinh tế - xã hội  Bếp đốt trấu hóa khí. • Sử dụng nguyên liệu : Vỏ trấu, dăm bào, củi vụn, cành cây, lá cây, bã mía, củi vụn, vỏ cafe • Dùng trong nấu ăn gia đình, nấu rượu, nấu công nghiệp • Sử dụng dễ dàng, gọn gàng, thân thiện môi trường • Có nhiều loại sản phẩm kích thước và giá thành khác nhau. Dao động 200350 nghìnVNĐ. Hường - Sắc - Vân 31 ...4. Lợi ích của sản xuất và sử dụng 4.3 Lợi ích môi trường  Tạo ra một nguồn năng lượng sạch và hiệu quả.  Tiết kiệm sử dụng đất.  Trồng cây cọc rào kết hợp sản xuất nhiên liệu và chống cát bay, xói mòn, tăng dự trữ nước và cải tạo đất.  Dễ dàng quản lý được nguồn chất thải nguy hại. Giảm chất thải rắn, chất thải nguy hại, tận dụng được nguồn thải sẵn có giảm ô nhiễm môi trường:  Sử dụng NLSK từ nguyên liệu là cồn và dầu mỡ động thực vật, không chứa các hợp chất thơm, hàm lượng lưu huỳnh thấp, không chứa chất độc hại.  Các chất thải trong chăn nuôi, nông nghiệp được sử dụng để làm biogas giảm ô nhiễm môi trường.  Chất thải rắn và nước thải lỏng từ quá trình sinh học được sử dụng để làm cho chế phẩm sinh học có thể phân hủy hoặc được tái chế xử lý. Hường - Sắc - Vân 32 ...4. Lợi ích của sản xuất và sử dụng  Nguồn biochar từ chất thải nông nghiệp được coi như một nguồn phân bón trong cải tạo và bảo vệ đất  Vai trò quan trọng nhất là cô lập CO2, tăng khả năng trao đổi định mức CO2 ( xấp xỉ 20% tổng lượng C từ thực vật).  Giúp cải thiện những vùng đất nghèo chất dinh dưỡng, cải thiện tính chất lý hóa của đất, giữ nước rất tốt từ đó có khả năng tích lũy 1-2 mm nước, gia tăng pH và các chất dinh dưỡng.  Giúp tăng khả năng cố định của vi khuẩn cố định đạm, duy trì và phát triển thảm thực vật, cải thiện và nâng cao chất lượng đất nông nghiệp bị sa mạc hóa và nghèo chất dinh dưỡng. Hường - Sắc - Vân 33 5. Hạn chế và những rủi ro. 5.1 Về kinh tế - xã hội:  Chi phí đầu tư tốn kém, phụ thuộc vào trình độ phát triển khoa học công nghệ, các nước nghèo khó có khả năng đáp ứng. • Nhiều công nghệ để sản xuất NLSH còn đắt hơn công nghệ truyền thống sử dụng nhiên liệu hoá thạch nên việc đưa công nghệ mới vào còn gặp trở ngại lớn. • Tiền đầu tư để nghiên cứu các công nghệ sản xuất điện từ chất thải cũng cần một khoản lớn. • Ở quy mô lớn ( đốt và chuyển thành điện), chi phí ban đầu tốn kém. Khó đủ nguồn cung cấp và khó tận thu được nguồn nguyên liệu, chi phí vận chuyển tăng. • Việt Nam còn là một nước nghèo nên thiếu kinh phí đầu tư phát triển công nghệ mới là một rào cản rất lớn. Hường - Sắc - Vân 34 ...5. Hạn chế và những rủi ro ...5.1 Về kinh tế - xã hội  Việc vận chuyển khai thác, công nghệ khó khăn: • Nguồn cung cấp thiếu tập trung, không ổn định dẫn đến việc vận chuyển khai thác, nghiên cứu đưa vào ứng dụng quy mô lớn khó khăn.  Một số vấn đề trong kỹ thuật khi sử dụng: • Dùng diesel sinh học cho xe cơ giới không phù hợp có nguy cơ gây hỏng hóc, phá hủy các ống dẫn nhiên liệu, các vòng đệm cao su, động cơ bị hao mòn nhiều hơn. • Sử dụng diesel sinh học nhiều năm có thể dẫn đến hư hỏng bơm phun nhiên liệu, đặc biệt là những động cơ có bộ phận bơm phun nhiên liệu trực tiếp.  Hiệp hội ôtô và du lịch Mỹ (AAA) đã yêu cầu chính phủ Mỹ ngăn cấm việc bán xăng E15 (xăng chứa 15% cồn). Họ lo sợ những hỏng hóc chưa được biết tới khi xe ôtô sử dụng nhiên liệu này.  Thời điểm năm 2008, khi xăng E5 được bán thí điểm ở Hà Nội, Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Việt Nam - VAMA đã bày tỏ lo ngại về chất lượng dẫn đến quyết định tạm dừng bán nhiên liệu này một thời gian ngắn sau đó. Hường - Sắc - Vân 35 ...5. Hạn chế và những rủi ro ...5.1 Về kinh tế - xã hội  Vấn đề lương thực, gia tăng đói nghèo, bệnh tật, bất bình đẳng và bất công bằng xã hội. • Phát triển trồng cây sinh học dẫn đến chuyển đổi trồng các cây nông nghiệp sang cây sinh học. Cạnh tranh việc sản xuất các nguyên liệu khác, nguy cơ thiếu lương thực toàn cầu và làm giá lương thực tăng. • Các sản phẩm nông sản hay phế liệu nông sản có thể dùng cho mục đích khác: một nguồn lớn rơm rạ làm thức ăn cho trâu bò. Gây thiếu hụt nguồn lương thực cho hoạt động sản xuất chăn nuôi.  Báo cáo của Ngân hàng thế giới cho thấy do sản xuất nhiên liệu đã đẩy giá lương thực, thực phẩm tăng đến 75%.  Khoảng 10% lượng đường thế giới được chuyển thành ethanol khiến giá đường tăng gấp đôi; giá dầu cọ tăng 15% so với năm trước và dự kiến tăng hơn 25% những năm tiếp theo.  Theo dự báo của IFPRI: giá ngô sẽ tăng 20% vào trước năm 2010, các loại hạt đậu tăng 26% vào năm 2010 và lua mỳ là 11%. • Bản thân người trồng cây NLSH cũng bị tác động bởi giá lương thực cũng như các nhu yếu phẩm khác. Hường - Sắc Hường - Vân - Sắc - Vân 36 36 ...5. Hạn chế và những rủi ro ...5.1 Về kinh tế - xã hội • Người sử dụng các công nghệ mới gặp rất nhiều khó khăn trong việc mua sắm trang thiết bị, tìm kiếm dịch vụ hỗ trợ.  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... • Nhiều người dân không có kỹ thuật canh tác trồng cây trên diện tích lớn nên phải bán đất cho các công ty sẩn xuất NLSH. Gia tăng tình trạng thất nghiệp trong một số bộ phận nông dân => Gia tăng số người nghèo trên thế giới. • Tạo ra những rào cản và thách thức đối với vấn đề xuất khẩu nguyên liệu thô từ các nước nghèo sang nước giàu và chấp nhận phân bón từ nước giàu sang nước nghèo. • Tác động đến kinh tế và tài nguyên của các nước nghèo, đi ngược với chiến lược phát triển bền vững. Hường - Sắc - Vân 37 ...5. Hạn chế và những rủi ro 5.2 Về môi trường:  Ô nhiễm môi trường và cạn kiệt nguồn tài nguyên nước: • Nếu sử dụng nguyên liệu ngô, trung bình để sản xuất một lít ethanol cần tới 1200 - 1300 lít nước, trong khi nguyên liệu mía cũng đòi hỏi mức độ sử dụng nước khổng lồ. • Chuyển đổi đồng cỏ, rừng thành ruộng ngô để sản xuất NLSH làm trầm trọng thêm các vấn đề như xói mòn, bồi lắng, dư thừa chất dinh dưỡng nước mặt, nước ngầm từ sự gia tăng sử dụng phân bón.  Nitơ dư thừa trong hệ thống sông Mississippi là tạo thành "vùng chết" ở vịnh Mexico, có năm mở rộng tới 7000 dặm vuông, khiến nhiều loài sinh vật biển không thể tồn tại.  Việc sử dụng tràn lan vinhoto, một chất được dùng để bón và tưới khi trồng cây mía đường gây ô nhiễm sông ngòi, kênh rạch và làm các sinh vật thủy sinh không thể tồn tại. • Thiếu hụt nước cho sản xuất và sinh hoạt. Hường - Sắc - Vân 38 ...5. Hạn chế và những rủi ro ...5.2 Về môi trường  Suy thoái đất. • Các cây trồng nhiên liệu sinh học như (ngô, sắn...) thường lấy nhiều chất dinh dưỡng từ đất. • Trồng dưới mô hình độc canh sẽ hủy hoại đa dạng sinh học, suy thoái đất nghiêm trọng. Trồng duy nhất một loại cây trên một diện tích trong thời gian dài làm đất đai cằn cỗi và không thể khai thác được. • Việc sử dụng nặng nề thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu cũng làm ô nhiễm đất. Mở rộng diện tích đất hoang hóa.  Nguy cơ từ sự biến đổi gen cây nguyên liệu. • Nhằm tăng năng suất, nhiều loại cây trồng đã được tạo ra nhờ công nghệ biến đổi gen. Gây suy thoái đa dạng sinh học do phát triển mạnh các loài biến đổi gen. • Nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe con người từ thực vật biến đổi gen cũng được cảnh báo. • Các loại cây biến đổi gen cũng thường đồng nghĩa với khả năng chống chịu kém, dễ bị tổn thương nên sẽ dùng nhiều thuốc bảo vệ thực vật. Hường - Sắc - Vân 39 ...5. Hạn chế và những rủi ro ...5.2 Về môi trường  Hậu quả từ việc giảm diện tích rừng. • Giảm diện tích rừng có nghĩa là giảm khả năng bảo vệ bầu khí quyển, tăng các sự cố môi trường như xói mòn, sạt lở đất, lũ... • Tăng phát thải cacbon vào khí quyển. Đi ngược lại việc giảm thiểu khí nhà kính. Tăng cường những ảnh hưởng gián tiếp do BĐKH gây ra.  Tại tỉnh Pernambuco, nơi trồng nhiều mía đường nhất của Brazin, hiện diện tích rừng chỉ còn lại 2,5% so với ban đầu.  Theo số liệu mà Viện nghiên cứu không gian quốc gia công bố vào cuối tháng 11/2008, 11.968 km2 rừng Amazon đã bị chặt phá từ tháng 8/2007 tới tháng 7/2008, tăng 3,8% so với diện tích phá rừng cùng kỳ năm trước. • Theo tính toán của IEEP, từ năm 2011-2020, lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính sẽ tăng 90-167% nếu EU hạn chế dùng nhiên liệu hóa thạch và thay bằng nhiên liệu sinh học. Con số này tương đương với việc có thêm 12-26 triệu ôtô lưu thông trên đường. • Theo một nghiên cứu khác của IEEP, khi năng lượng sinh học được sử dụng theo đề án năm 2020 của EU, lượng phát thải khí nhà kính sẽ tăng từ 80,7-166,6% so với việc chỉ sử dụng năng lượng hóa thạch. Hường - Sắc - Vân 40 ...5. Hạn chế và những rủi ro ...5.2 Về môi trường • Phòng thí nghiệm khoa học vật liệu và công nghệ liên bang Thụy Sĩ đã đưa một báo cáo với tiêu đề: “Hầu hết xăng sinh học đều không thân thiện với môi trường”. Theo như bản báo cáo này, các chỉ số như “nguy cơ làm trái đất nóng lên”, “phú dưỡng nước”,.. của các loại năng lượng sinh học đều có tác động đối với môi trường lớn hơn so với các loại nhiên liệu hóa thạch. Tác động của các loại nhiên liệu đối với môi trường Hường - Sắc - Vân 41 6. Tài liệu tham khảo: • • • • • • • • • • Tiềm năng và phương hướng khai thác các dạng năng lượng tái tạo ở Việt Nam Bộ kế hoạch đầu tư, vụ khoa học, giáo dục, tài nguyên và môi trường. Báo cáo Hội thảo phát triển năng lượng bền vững ở Việt Nam ( Nguyễn Quang Khải) Báo cáo khoa học: Tổng quan về công nghệ nhiên liệu sinh học (Ths. Hoàng Anh Việt Dũng). FAO,2008: The State of Food and Agriculture 2008: Biofuels - prospects, risks and opportunities. IEEP,2010: Analyses the Impact of EU Biofuel Policy on Land Use Change. monre.gov.vn,2011: Tác hại của nhiên liệu sinh học với các nước đang phát triển IEEP,2011: Anticipated Indirect Land Use Change http:// www.hoahocngaynay.com/hoa-hoc-hien-dai/nhien-lieu-sinh-hoc/636-nhien-lieu-sinh-hoc-canco-cach-nhin-toan-dien.html . http://www.monre.gov.vn/v35/default.aspx?tabid=428&CateID=24&ID=104231&Code=6K97 104231 Hường - Sắc - Vân 42 [...]... cứu sử dụng trong sản xuất năng lượng điện sinh học của các quốc gia trên thế giới HườngHường - Sắc - Vân - Sắc - Vân 19 .2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH 2.1 Trên thế giới  Sản xuất điện từ năng lượng sinh học: • Mỹ là nước sản xuất điện biomass lớn nhất thế giới (hơn 350 nhà máy điện sinh học, sản xuất trên 7.500MW điện mỗi năm) Những nhà máy này sử dụng chất thải từ nhà máy: giấy, cưa; sản. .. năng lượng của xăng chế từ dầu mỏ • Có áp suất hơi thấp hơn nhiều so với xăng và ethanol sinh học nên ít bị hao hụt do bay hơi trong quá trình vận chuyển và an toàn khi sử dụng  Tuy nhiên, giá thành sản xuất còn cao Hường - Sắc - Vân 16 .2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH 2.1 Trên thế giới  Các nước sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học: • Brasil là nước sử dụng rộng rãi nhiên liệu sinh học từ... máy sản xuất ethanol ở Phú Thọ Hường - Sắc Hường - Vân - Sắc - Vân 23 23 3 Tiềm năng sử dụng năng lượng sinh học  Trên thế giới: • Hiện nay, 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 • Tiềm năng cho sản xuất. .. Chất thải của gia súc 3055,678 1,528 63,3 Trâu 441,438 0,221 8,8 Bò 495,864 0,248 10,1 Lợn 2118,376 1,059 44,4 Tổng 4844,652 2,422 100,0 Tiềm năng lý thuyết khí sinh học ở Việt Nam Hường - Sắc - Vân 26 4 Lợi ích của sản xuất và sử dụng 4.1 An ninh năng lượng: • Phát triển năng lượng sinh học trên cơ sở tận dụng các nguồn nhiên liệu sinh khối, phụ phẩm nông nghiệp sẽ là một đảm bảo an ninh năng lượng cho... cứu và sử dụng NLSH 2.1 Trên thế giới  Buthanol sinh học:  Chủ yếu được sản xuất từ sinh khối thực vật: gỗ, rơm rạ, xơ bắp, vỏ trấu  Có nhiều ưu điểm hơn ethanol sinh học: • Dễ tan lẫn vào xăng, máy móc ít nguy cơ bị ăn mòn do tính không háo nước; khả năng hòa tan vào nước khó nhỏ nên dễ chưng cất đạt độ tinh khiết tuyệt đối • Mật độ năng lượng cao hơn ethanol sinh học 25%, gần bằng mật độ năng lượng. .. sản xuất và sử dụng 4.3 Lợi ích môi trường  Tạo ra một nguồn năng lượng sạch và hiệu quả  Tiết kiệm sử dụng đất  Trồng cây cọc rào kết hợp sản xuất nhiên liệu và chống cát bay, xói mòn, tăng dự trữ nước và cải tạo đất  Dễ dàng quản lý được nguồn chất thải nguy hại Giảm chất thải rắn, chất thải nguy hại, tận dụng được nguồn thải sẵn có giảm ô nhiễm môi trường:  Sử dụng NLSK từ nguyên liệu là cồn và. .. vật, không chứa các hợp chất thơm, hàm lượng lưu huỳnh thấp, không chứa chất độc hại  Các chất thải trong chăn nuôi, nông nghiệp được sử dụng để làm biogas giảm ô nhiễm môi trường  Chất thải rắn và nước thải lỏng từ quá trình sinh học được sử dụng để làm cho chế phẩm sinh học có thể phân hủy hoặc được tái chế xử lý Hường - Sắc - Vân 32 .4 Lợi ích của sản xuất và sử dụng  Nguồn biochar từ chất thải nông... ninh năng lượng cho các quốc gia • Giảm thiểu việc sử dụng nhiều năng lượng hóa thạch • Kiềm chế việc phụ thuộc vào các nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt • Kiềm chế sự gia tăng giá dầu, ổn định tình hình năng lượng thế giới Hường - Sắc - Vân 27 .4 Lợi ích của sản xuất và sử dụng 4.2 Kinh tế - xã hội  Tạo thị trường mới cho cây trồng sinh học truyền thống  Đa dạng hóa thu nhập nông thôn... 80 nhà máy điện sản xuất từ sinh khối với công suất đến 50MW/nhà máy Tiềm năng là có thể đạt được 30GW điện từ loại hình năng lượng này Nhà máy Điện sinh khối Alholmens (Phần Lan) lớn nhất thế giới Hường - Sắc Hường - Vân - Sắc - Vân 20 20 .2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng NLSH 2.1 Trên thế giới Sản xuất điện từ NLSH • Sản xuất điện từ biogas sinh khối hiện rất phát triển với số lượng nhà máy đã... năng sản xuất của dầu tảo: thả vào môi trường giàu chất hữu cơ như nước thải Do lượng dầu mà tảo sản xuất chỉ chiếm khoảng 1% khối lượng của chúng Nếu được bổ sung thêm CO2 thì tăng lên 40% Hường - Sắc - Vân 13 .2.1.Trên Thế giới  Diesel Diesel từ tảo Laurencia, một giống tảo biển màu đỏ để sản xuất diesel sinh học Hường - Sắc - Vân 14 .2.1.Trên Thế giới  Diesel  Sản xuất diesel sinh học từ cây ...Nội dung Tổng quan lượng sinh học Tình hình nghiên cứu sử dụng lượng sinh học 2.1 Trên giới 2.2 Ở Việt Nam Tiềm sử dụng lượng sinh học Lợi ích sản xuất sử dụng Hạn chế rủi ro Tài liệu tham khảo... cứu sử dụng sản xuất lượng điện sinh học quốc gia giới HườngHường - Sắc - Vân - Sắc - Vân 19 .2 Tình hình nghiên cứu sử dụng NLSH 2.1 Trên giới  Sản xuất điện từ lượng sinh học: • Mỹ nước sản xuất. .. khí sinh học Việt Nam Hường - Sắc - Vân 26 Lợi ích sản xuất sử dụng 4.1 An ninh lượng: • Phát triển lượng sinh học sở tận dụng nguồn nhiên liệu sinh khối, phụ phẩm nông nghiệp đảm bảo an ninh lượng