Bảng 3 .8 Thành phần CTR phân theo ngành sản xuất
Bảng 3.21 Dự báo CTRNN trên địa bàn tỉnh Hà Nam
Năm tăng trưởng Tốc độ (%) Khối lượng phụ phẩm lúa, ngô (tấn) Khối lượng CTR chăn nuôi (tấn) Khối lượng CTRNN (tấn) 2017 4 553.008,3 242.725 795.733,3 2018 4 575.128,6 252.434 827.562,6 2019 4 598.133,8 262.531,4 860.665,2 2020 4 622.059,1 273.032,6 895.091,7 2021 4 646.941,5 283.953,9 930.895,4 2022 4 672.819,2 295.312,1 968.131,3 2023 4 699.731,9 307.124,6 1.006.856,5 2024 4 727.721,2 319.409,5 1.047.130,7 2025 4 756.830,0 332.185,9 1.089.015,9
3.3.4.4. Dự báo tiềm năng năng lượng từ chất thải rắn
Nếu thành phần và tính chất chất thải rắn ít biến đổi thì tiềm năng năng lượng từ chất thải rắn trên địa bàn tỉnh Hà Nam vào năm 2025 sẽ đạt khoảng 3565,02TJ , tăng lên 32% so với năm 2017 nếu sử dụng phương pháp nhiệt trực tiếp. Nếu sử dụng phương pháp thu hồi khí sinh học, năng lượng thu được là 69,26 - 159,91TJ, tăng 32%
so với năm 2017. Nếu sử dụng phế thải gỗ và phụ phẩm lúa, ngô để sản xuất ethanol thì có thể thu hồi được 1.648,13TJ, tăng 31% so với năm 2017.
Nhìn chung, chất thải rắn tăng tỷ lệ thuận với quá trình tăng dân số và tăng trưởng kinh tế. Đến năm 2025, tỷ lệ chất thải rắn sinh hoạt sẽ tăng khoảng 18,94%, chất thải rắn công nghiệp tăng 220,3% và chất thải rắn nông nghiệp tăng 37,01% so với năm 2017. Với lượng chất thải rắn này có thể dẫn đến tình trạng quá tải rác thải trên địa bàn tỉnh Hà Nam. Khối lượng chất thải rắn tăng dẫn đến tiềm năng năng lượng từ chất thải rắn cũng tăng lên đáng kể.
3.4. Các phương án sử dụng năng lượng từ chất thải rắn tại tỉnh Hà Nam
Khi tiến hành lựa chọn công nghệ tận thu năng lượng từ chất thải rắn tuân theo những nguyên tắc:
- Công nghệ đơn giản nhưng không lạc hậu, bảo đảm xử lý có hiệu quả, an toàn và không gây ô nhiễm môi trường.
- Giá thành có thể chấp nhận được trong điều kiện của địa phương.
Do đó, luận văn đề xuất công nghệ đốt rác đồng phát nhiệt điện cho chất thải rắn sinh hoạt, chất thải rắn công nghiệp với công suất 300 tấn/ngày. Đối với phụ phẩm lúa, ngô sử dụng bếp khí hóa, đối với chất thải chăn nuôi sử dụng công nghệ biogas.
3.4.1. Công nghệ đốt rác đồng phát nhiệt điện đối với chất thải rắn sinh hoạt và chất thải rắn công nghiệp chất thải rắn công nghiệp
Công nghệ thu khí từ bãi chôn lấp rác thải đòi hỏi diện tích đất lớn và khu vực chứa rác có thể gây ra mùi khó chịu, làm ô nhiễm nguồn nước và không khí. Trong Quyết định số 2149/QĐ-TTg ngày 17/12/2009 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược Quốc gia về quản lý chất thải rắn tổng hợp cho tới 2025, tầm nhìn tới 2050, công nghệ này không được ưu tiên áp dụng [7][10]. Công nghệ sản xuất ethanol từ vật liệu chứa cellulose còn đắt, chưa sản xuất trên quy mô công nghiệp được. Do đó đối với chất thải rắn sinh hoạt và chất thải rắn công nghiệp, luận văn đề xuất công nghệ đốt rác đồng phát nhiệt điện.
Hình 3.2. Sơ đồ lò đốt CTRSH và CTRCN Nguyên lý hoạt động
- Chất thải rắn sau khi được thu gom đến nhà máy sẽ được sấy, hạ độ ẩm xuống dưới 25% để nâng cao hiệu suất đốt và giảm bớt khói trong quá trình đốt. Sau đó, nghiền nhỏ rồi chuyển đến lò đốt. Đối với chất thải rắn thông thường, lò đốt có nhiệt độ 700 - 8000C. Nhiệt cháy trong lò đốt được cung cấp cho nồi hơi để hóa hơi nước. Hơi nước làm tuabin quay và chạy máy phát điện. Nguồn điện có thể cung cấp cho nhà máy hoặc bán thương mại.
- Nguồn nhiệt từ khí thải lò đốt và nguồn nhiệt từ nồi hơi sang tuabin sẽ được sử dụng trong công đoạn sấy của nhà máy. Khí sau khi trao đổi nhiệt sẽ được xử lý bằng thiết bị lọc bụi và hấp thụ CO2, SO2, NOx bằng dung dịch kiềm.
- Tro sẽ được đóng rắn để chôn lấp hoặc dùng cho mục đích san lấp.
Ước tính hiệu quả năng lượng
Khi giảm độ ẩm chất thải rắn sinh hoạt xuống 25% thì nhiệt lượng sinh ra là 5.786,4 MJ/tấn. Với khối lượng 150 tấn/ngày sẽ tạo ra 867.961,7MJ/ngày.
Trên thực tế, hiệu suất chuyển đổi thành điện chỉ đạt 25%.1kWh = 3600 kJ nên điện năng có thể tạo ra trong một ngày là 60.275kWh.
1kW = 1kJ/s. Số giờ chạy hết công suất trong ngày là khoảng 18h/ngày. Như vậy công suất phát điện là3.348,6kW.
Ước tính hiệu quả tài chính
- Chi phí
Trong khuôn khổ của luận văn, chi phí về tài chính cùng một số giả định về kinh tế, kỹ thuật của dự án lò đốt rác phát điện được tính toán theo số liệu từ báo cáo Tóm tắt Nghiên cứu Hỗ trợ Cơ chế Phát triển điện năng lượng sinh học nối lưới ở Việt Nam do dự án hợp tác Việt – Đức về “Hỗ trợ Phát triển năng lượng tái tạo tại Việt Nam” thực hiện [bảng 3.22].