Những vấn đề phát triển năng lượng sinh khối của việt nam

Mở đầu • Sinh khối trong công nghiệp năng lượng được hiểu là vật chất sinh học sống hoặc mới chết có thể được dùng làm nhiên liệu.. • Cách dùng thuật ngữ phổ biến hiện nay: sinh khối b

NHỮNG VẤN ĐỀ

PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI

CỦA VIỆT NAM

Nguyễn Quang Khải

Trung tâm Năng lượng và

Môi trường

NHỮNG VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI

CỦA VIỆT NAM

4 Những cơ hội và thách thức đối với việc

phát triển năng lượng sinh khối của Việt Nam

5 Kết luận

12/29/15 3

1 Mở đầu

• Sinh khối trong công nghiệp năng lượng được hiểu là vật chất sinh học sống hoặc mới chết có thể được

dùng làm nhiên liệu

• Phổ biến nhất là những vật chất thuộc thực vật được trồng để sử dụng vào mục đích năng lượng, nhưng cũng bao gồm cả những chất thuộc thực vật và động vật dùng để sản xuất các loại sợi, hoá chất hoặc

nhiệt.

• Sinh khối cũng có thể bao gồm cả các chất thải có

thể phân giải sinh học tạo ra sản phẩm có thể dùng làm nhiên liệu.

• Nó không bao gồm các chất hữu cơ đã được chuyển hoá bởi các quá trình địa chất thành các chất như

than đá hoặc dầu mỏ (nhiên liệu hoá thạch).

• Sinh khối là một phần của chu trình cacbon Cacbon

từ khí quyển được biến đổi thành vật chất sinh học bằng quang hợp Khi phân giải hoặc đốt cháy,

cacbon quay trở lại khí quyển hoặc đất Quá trình

này xảy ra trong một khoảng thời gian tương đối

ngắn và các cây dùng làm nhiên liệu luôn luôn được thay thế bằng những cây mới sinh trưởng Vì vậy

cacbon khí quyển được giữ ở mức tương đối ổn

định

• Mặc dù nhiên liệu hoá thạch có nguồn gốc sinh khối trong thời cổ xưa nhưng chúng không được xem là sinh khối vì chúng chứa cacbon đã nằm ngoài chu trình cacbon từ rất lâu rồi Việc đốt cháy chúng làm hàm lượng CO2 trong khí quyển mất ổn định

12/29/15 5

• Năng lượng sinh khối (NLSK) là nguồn cổ xưa nhất

• Gần đây khai thác NLSK nói riêng và năng lượng tái tạo (NLTT) nói chung để thay thế các nguồn

năng lượng hoá thạch (NLHT) được quan tâm

nhiều vì hai lý do:

– Các nguồn NLHT đang ngày càng cạn kiệt dần (dự trữ dầu được đánh giá cuối năm 2002 vào khoảng

40 năm tiêu thụ với mức độ tiêu thụ như hiện nay) – Các nguồn NLHT gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.

• Khác với các công nghệ năng lượng tái tạo khác, công nghệ NLSK không chỉ thay thế NLHT mà

nhiều khi còn góp phần xử lý chất thải

• Hiện SK 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, SK thường là nguồn năng lượng lớn nhất, trung bình đóng góp khoảng 35% trong tổng cung cấp năng lượng

• NLSK giữ một vai trò quan trọng trong các kịch bản năng lượng và có khả năng sẽ giữ vai trò sống còn trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng của thế

giới trong tương lai

• Cách dùng thuật ngữ phổ biến hiện nay: sinh khối

(biomas) là nhiên liệu rắn trên cơ sở sinh khối, còn nhiên liệu sinh học (biofuel) là những nhiên liệu

lỏng được lấy từ sinh khối và khí sinh học

(biogas) là sản phẩm của quá trình phân giải yếm

khí của các chất hữu cơ

• Báo cáo này sẽ xét cả ba dạng trên và chỉ đề cập tới một số nguồn và công nghệ quan trọng đối với Việt Nam trong tương lai không xa.

12/29/15 7

Những con đường biến

đổi sinh khối

Viên,bó, bánh

Đốt

Sử dụng năng lượng cuối cùng Khí

Khí, dầu, cốc

Khí hoá Nhiệt phân

Gỗ vụn, mùn cưa Dầu thực vật

Etanol Khí sinh học Phân giải kỵ khí

Lên men rượu

Quá trì nh

Sin

h h ọc

Sinh khối

Quá trì nh

Vật lý

Quá trì nh

Nh iệt h oá

Nén chặt, sấy Giảm kích cỡ Ép

Các quá trình vật lý

Viên, bó, bánh

Đốt

Sử dụng năng lượng cuối cùng Khí

Khí, dầu, cốc

Khí hoá Nhiệt phân

Gỗ vụn, mùn cưa Dầu thực vật

Etanol Khí sinh học Phân giải kỵ khí

Lên men rượu

Quá trì nh

Sin

h h ọc

Sinh khối

Quá trì nh

Vật lý

Quá trì nh

Nh iệt h oá

Nén chặt, sấy Giảm kích cỡ Ép

Khí, dầu, cốc

Khí hoá Nhiệt phân

Gỗ vụn, mùn cưa Dầu thực vật

Etanol Khí sinh học Phân giải kỵ khí

Lên men rượu

Quá trì nh

Sin

h h ọc

Sinh khối

Quá trì nh

Vật lý

Quá trì nh

Nh iệt h oá

Nén chặt, sấy Giảm kích cỡ Ép

Khí, dầu, cốc

Khí hoá Nhiệt phân

Gỗ vụn, mùn cưa Dầu thực vật

Etanol Khí sinh học Phân giải kỵ khí

Lên men rượu

Quá trì nh

Sin

h h ọc

Sinh khối

Quá trì nh

Vật lý

Quá trì nh

Nh iệt h oá

Nén chặt, sấy Giảm kích cỡ Ép

2 Tiềm năng

năng lượng sinh

khối của Việt

Nam

2.1 Sinh khối

Bảng 1- Tiềm năng gỗ năng lượng

Nguồn cung cấp Tiềm

năng (triệu tấn)

Dầu tương đương (triệu toe)

Tỷ lệ (%)

Rừng tự nhiên 6,842 2,390 27,2 Rừng trồng 3,718 1,300 14,8 Đất không rừng 3,850 1,350 15,4 Cây trồng phân tán 6,050 2,120 24,1 Cây công nghiệp & ăn quả 2,400 0,840 9,6 Phế liệu gỗ 1,649 0,580 6,6

Bã mía 4,45 0,82 6,8 Các loại khác 9,00 1,80 14,9

2.2 Nhiên liệu sinh học

Nguyên liệu Tiềm năng

(tấn/năm) Dầu tđ (toe) Tỷ lệ(%)

12/29/15 15

Bảng 4- Tiềm năng biođiêzen

Nguyên liệu Tiềm năng

(tấn/năm) Hạt cao su 15.000

2.3 Khí sinh học

Bảng 4- Tiềm năng lý thuyết KSH

Nguồn nguyên liệu Tiềm năng

(triệu m 3 ) (triệu toe)Dầu tđ Tỷ lệ(%) Phụ phẩm cây trồng 1788,973 0,894 36,7

3 Hiện trạng năng

lượng sinh khối của Việt

Nam

3.1 Sinh khối

Bảng 5- Vai trò của năng lượng sinh khối

trong tổng tiêu thụ năng lượng

Năm Tổng tiêu thụ

năng lượng (koe)

Tiêu thụ năng lượng

12/29/15 19

Bảng 6- Sử dụng sinh khối theo lĩnh vực

Lĩnh vực Tổng tiêu thụ (koe) Tỷ lệ (%) Gia đình 10667 76,2 CN-TTCN 3333 23,8 Tổng 14000 100,0

Bảng 7- Sử dụng sinh khối theo NL cuối cùng

Năng lượng cuối cùng Tổng tiêu thụ (koe) Tỷ lệ (%) Nhiệt Bếp đun 10667 76,2

Lò nung 903 6,5

Lò đốt 2053 14,7 Điện Đồng phát 377 2,7 Tổng 14000 100,0

Nhận xét:

• Các bảng 5, 6 và 7 cho thấy trên 3/4 sinh

khối hiện được sử dụng phục vụ đun nấu

gia đình với các bếp đun cổ truyền hiệu suất thấp Bếp cải tiến tuy đã được nghiên cứu thành công nhưng chưa được ứng dụng

rộng rãi mà chỉ có một vài dự án nhỏ, lẻ tẻ ở một số địa phương

• 1/4 sinh khối còn lại được sử dụng trong

sản xuất

12/29/15 21

Sử dụng sản xuất:

• Sản xuất vật liệu xây dựng, gốm sứ hầu hết dùng các lò tự thiết kế theo kinh nghiệm, đốt bằng củi hoặc trấu, chủ yếu ở phía Nam

• Sản xuất đường, tận dụng bã mía để đồng phát nhiệt và điện ở tất cả 43 nhà máy

đường trong cả nước với trang thiết bị nhập

từ nước ngoài Mới đây Viện Cơ điện nông nghiệp đã nghiên cứu thành công dây

chuyền sử dụng phụ phẩm sinh khối đồng phát điện và nhiệt để sấy Viện đã lắp đặt

được 7 hệ thống và hiện đang triển khai

ứng dụng ở các tỉnh

• Sấy lúa và các nông sản: hiện ở Đồng bằng sông Cửu long có hàng vạn máy sấy đang hoạt động Những máy sấy này do nhiều cơ

sở trong nước sản xuất và có thể dùng trấu làm nhiên liệu Riêng dự án Sau thu hoạch

do Đan Mạch tài trợ triển khai từ 2001 đã có mục tiêu lắp đặt 7000 máy sấy

• Công nghệ cacbon hoá sinh khối sản xuất than củi được ứng dụng ở một số địa

phương phía Nam nhưng theo công nghệ truyền thống, hiệu suất thấp

• Một số công nghệ khác như đóng bánh sinh khối, khí hoá trấu hiện ở giai đoạn nghiên cứu, thử nghiệm

12/29/15 23

3.2 Nhiên liệu sinh học

• Việc sử dụng etanol và dầu động thực vật làm nhiên liệu chưa được áp dụng rộng rãi

xuất hiện tại TP HCM

• Xí nghiệp chế biến thực phẩm thuộc Công

ty cổ phần Xuất nhập khẩu thủy sản An

Giang, từ những năm 90 đã sản xuất mỡ cá

dụng loại nhiên liệu này tại xí nghiệp thay

cho dầu điêzen truyền thống, giúp xí nghiệp tiết kiệm hàng trăm triệu đồng mỗi năm

12/29/15 25

• Gần đây nhất, Trung tâm Hóa dầu Đại học Bách khoa TPHCM đã nghiên cứu và ứng dụng thành công việc chưng cất dầu ăn

sản xuất và chế tạo thiết bị công nghiệp đã sản xuất được nhiều loại máy có thể chưng cất mỡ cá ba sa thành dầu biođiêzen…

• Phòng công nghệ tế bào thực vật - Viện

Sinh học nhiệt đới công bố thử nghiệm

thành công dầu điêzen từ hạt cây dầu mè

(Jatropha curcas), mở ra triển vọng sản xuất biođiêzen từ loại cây nguyên liệu mới này Đây là loại cây có thể trồng trên các vùng

đất khô cằn Công nghệ này cũng đã phát triển ở Ấn Độ, Inđonêxia

12/29/15 27

3.3 Khí sinh học

• Chủ yếu phát triển ở quy mô gia đình

• Theo đánh giá của chương trình mục tiêu

quốc gia Nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn thì hiện có khoảng 7% chuồng

trại chăn nuôi có xử lý chất thải (mục tiêu đề

ra là 30%) = khoảng trên 770 nghìn chuồng trại chăn nuôi có xử lý chất thải

• Dự án Khí sinh học cho ngành chăn nuôi do Cục Nông nghiệp, Bộ Nông nghiệp và PTNT chủ trì, Hà Lan tài trợ trong giai đoạn 2003 –

2006 đã xây dựng được 27 nghìn công trình KSH gia đình

• Công nghệ do Việt Nam phát triển, phổ biến nhất hiện nay là thiết bị KSH nắp cố định

vòm cầu xây gạch do Viện Năng lượng phát triển trước đây Công nghệ này đã được Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn xây

dựng thành thiết kế mẫu trong bộ tiêu chuẩn ngành về công trình KSH nhỏ

• Sử dụng cuối cùng chủ yếu là dùng KSH để đun nấu Thắp sáng và phát điện cũng được ứng dụng nhưng không phổ biến

• Nhu cầu ứng dụng ở quy mô trang trại và

công nghiệp đang trở nên cấp bách nhưng chưa được đáp ứng

12/29/15 29

• Một số công trình trang trại chủ yếu ở miền Nam

• Một số công trình xử lý nước thải công

nghiệp: Cồn Lam Sơn (Thanh Hoá), Bia

Đông Nam Á (Hà Nội), Tinh bột sắn (Quảng Ngãi)

• Dự án Khí sinh học công nghiệp thuộc

Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã được triển khai 2007

Bể xử lý nước thải nhà máy Cồn Lam Sơn, Thanh Hoá

12/29/15 31Trạm phát điện bãi rác Gò Cát, TP HCM

4 Những cơ hội và thách thức đối với

việc phát triển

năng lượng sinh

khối của Việt Nam

12/29/15 33

4.1 Cơ hội

4.1.1 Tiềm năng lớn chưa được khai thác

• Việt Nam là một nước nhiệt đới nhiều nắng

và mưa nên sinh khối phát triển nhanh

• Ba phần tư lãnh thổ là đất rừng nên tiềm

năng phát triển gỗ lớn

• Là một nước nông nghiệp nên nguồn phụ phẩm nông nghiệp phong phú Nguồn này ngày càng tăng trưởng cùng với việc phát triển nông nghiệp và lâm nghiệp

4.1.2 Nhu cầu ngày càng phát triển

• Cùng với sự tăng trưởng kinh tế - xã hội của đất nước, nhu cầu ứng dụng các công nghệ NLSK ngày càng phát triển Thí dụ:

• Việc phát triển trồng lúa làm nảy sinh nhu

cầu xử lý trấu ở các nhà máy xay xát, nhu cầu sấy thóc sau thu hoạch → kích thích

việc phát triển các máy sấy và công nghệ

đồng phát sử dụng sinh khối

• Việc phát triển chăn nuôi đã tạo ra nhu cầu

xử lý chất thải vật nuôi, thúc đẩy công nghệ khí sinh học phát triển mạnh mẽ

12/29/15 35

4.1.3 Các chính sách và thể chế đang từng bước hình thành

• Quyết định của Thủ tướng chính phủ số

176/2004/QĐ-TTg ban hành ngày 05 tháng 10 năm

2004 về việc phê duyệt chiến lược phát triển ngành Điện Việt Nam giai đoạn 2004 – 2010, định hướng đến năm 2020.

• Luật Điện lực được Quốc hội thông qua ngày 03

tháng 12 năm 2004.

• Luật Bảo vệ môi trường được Quốc hội thông qua ngày 29 tháng 11 năm 2005.

• Chỉ thị của Thủ tướng chính phủ số

35/2005/CT-TTg ban hành ngày 17 tháng 10 năm 2005 về việc

tổ chức thực hiện nghị định thư Kyoto thuộc công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu

• Ngày 26/10, tại Hà Nội, Hội đồng chính sách Khoa học - Công nghệ quốc gia đã tổ chức Hội thảo: "Nhiên liệu sinh học cho vận tải:

Tiềm năng - điều kiện phát triển"

• 140 đại biểu đại diện cho giới khoa học, giới doanh nghiệp trong cả nước cùng đại diện các cơ quan Nhà nước có liên quan như Bộ Khoa học - Công nghệ, Bộ Công thương,

Văn phòng Chính phủ đã tham dự hội thảo

• Hội thảo đã hướng sự chú ý đến việc phát triển nhiên liệu sinh học ở Việt Nam từ cây dầu mè, mía, dừa và cá basa

12/29/15 37

4.1.4 Môi trường quốc tế thuận lợi

• NLTT ngày càng phát triển: cuối 2005, ít nhất 43 nước có mục tiêu quốc gia về NLTT, 48 nước có chính sách khuyến khích phát triển điện tái tạo.

• Kế hoạch hành động năng lượng giai đoạn 2005 –

2010 của các nước ASEAN đề ra mục tiêu đạt ít

nhất 10% điện tái tạo trong cơ cấu sản xuất điện.

• Nhiều tổ chức quốc tế quan tâm phát triển công

nghệ NLSK ở Việt Nam: nhiều hội thảo, dự án phát triển NLSK ở nước ta

• Các dự án NLSK có cơ hội tận dụng cơ chế CDM

để thu hút vốn đầu tư (hiện có 200 DA được đăng

ký, VN có 1: Thu hồi và sử dụng khí đồng hành ở

mỏ dầu Rạng Đông - VN, Nhật, Anh và Ai-rơ-len)

• Nhiều công nghệ đã được hoàn thiện, ứng dụng thương mại nên Việt Nam có thể nhập và ứng

dụng, tránh được rủi ro về công nghệ

4.2 Thách thức

4.2.1 Sự cạnh tranh về nhu cầu nguyên

liệu sinh khối

Một trong những điều không biết chắc được khi phát triển NLSK là sự cạnh tranh

về nguyên liệu Thí dụ:

• Rơm rạ còn làm thức ăn cho trâu bò,

• Giấy phế liệu có thể tái chế,

• Gỗ phế liệu và mùn cưa có thể làm gỗ ép

• Ngô khoai, sắn để sản xuất etanol, đậu

tương, lạc, vừng, dừa để sản xuất

biodiezen còn dùng làm lương thực, thực phẩm cho người và gia súc

nguyên liệu

• Việt Nam còn là một nước nghèo nên thiếu kinh phí đầu tư phát triển công nghệ mới Thí dụ bếp đun cổ truyền hiệu suất thấp

nhưng đầu tư không đáng kể, đôi khi bằng không, trong khi đầu tư để có một bếp cải tiến phải tốn vài chục nghìn đồng

4.2.3 Trở ngại về môi trường

• Khi đốt, các nguồn sinh khối phát thải vào không khí bụi và khí sulfurơ (SO2)

• Việc phát triển quy mô lớn các cây năng

lượng để sản xuất nhiên liệu sinh học

(biofuel) có thể dẫn tới gia tăng sử dụng

thuốc trừ sâu và phân bón, gây tác hại đối với động vật hoang dã và môi trường sống

• Sản xuất năng lượng từ gỗ có thể gây thêm

áp lực cho rừng

4.2.5 Thiếu các chính sách và thể chế

• Chưa có chính sách năng lượng nói chung

và chính sách năng lượng tái tạo nói riêng (TQ: Luật về năng lượng tái tạo có hiệu lực

từ 1/2006; tỷ lệ NLTT hiện 7% ↑ 13%

năm 2020)

• Kế hoạch phát triển của nhà nước trung

ương và địa phương không có các mục tiêu

cụ thể về Năng lượng tái tạo

• Hiện cũng chưa có một cơ quan nhà nước nào chịu trách nhiệm quản lý lĩnh vực này (Ấn Độ có Bộ Các nguồn năng lượng phi

truyền thống; mục tiêu thêm 10%=10GW

công suất điện tái tạo năm 2012)

12/29/15 43

5 Kết luận

• NLSK hiện chiếm một tỷ lệ lớn trong tiêu thụ năng lượng toàn quốc nhưng lâu nay không được quan tâm Việc khai thác sử dụng còn

tự phát theo lối cổ truyền nên hiệu suất thấp

và gây ô nhiễm môi trường

• Cần có chiến lược phát triển, những chính sách, thể chế và quy hoạch cụ thể của nhà nước Trên cơ sở đó có biện pháp huy động vốn đầu tư cho nghiên cứu và triển khai ứng dụng

• Trong các công nghệ NLSK hiện nay, cần

tập trung vào một số công nghệ: bếp cải

tiến, sấy và phát điện dùng sinh khối, khí

sinh học → dự án quốc gia về bếp cải tiến