Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”

MỞ ĐẦU
Năng lương tái tạo hiện nay đang nhận được sự quan tâm đặc biệt không chỉ
ở Việt Nam mà trên toàn thế giới. Ngay cả những nước phát triển như Mỹ cũng đã
có những chính sách để thay thế dần nguồn năng lượng hóa thạch bằng các nguồn
năng lượng tái tạo. Nguyên nhân là do các nguồn năng lượng hóa thạch đang cạn
kiệt dần và chi phí cho nhiên liệu này ngày càng tăng cao.
Nếu với tốc độ tiêu thụ năng lượng hiện tại thì trữ lượng dầu của thế giới
được dự báo sẽ cạn kiệt trước năm 2050 và các nguồn năng lượng này còn là một
trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Trong khi
đó những nguồn năng lượng tái tạo như: mặt trời, gió, sinh khối, thủy triều, địa
nhiệt,… lại là những nguồn năng lượng vô tận và “sạch” hơn rất nhiều so với năng
lượng không tái tạo. Rào cản lớn nhất để tiếp cận và khai thác những nguồn năng
lượng này chính là công nghệ và chi phí thiết bị đắt hơn so với thiết bị sử dụng
nhiên liệu hóa thạch.
Việt Nam có điều kiện tự nhiên thuận lợi: nóng ẩm, mưa nhiều, đất đai phì
nhiêu..vv.. nên sinh khối phát triển rất nhanh. Do vậy, nguồn phụ phẩm từ nông,
lâm nghiệp vô cùng phong phú và ngày càng tăng cùng với sự phát triển của nông,
lâm nghiệp. Tuy nhiên, những nguồn phụ phẩm đó lại đang bị coi là rác thải tự
nhiên, đang bị bỏ phí hoặc lại chính là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường (như
tình trạng đốt rơm rạ ở miền Bắc hoặc đổ trấu xuống song, kênh rạch ở đồng bằng
sông Cửu Long, đốt bỏ mùn cưa tại Yên Bái,…). Năng lượng sinh khối nằm trong
trong chu trình tuần hoàn C ngắn (UNEP), được các tổ chức về phát triển bền vững
và môi trường khuyến khích sử dụng. Tận dụng được nguồn nhiên liệu này vừa
cung cấp năng lượng cho phát triển kinh tế và đảm bảo bảo vệ môi trường.

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 1

Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”

CHƯƠNG I: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ
NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI
Năng lượng sinh học trong số các nguồn năng lượng sạch đã được con người
phát hiện và sử dụng, thì nguồn năng lượng sinh học là khá mới mẻ, chỉ được sử
dụng gần đây và triển vọng tương lai là rất hứa hẹn. Nguồn năng lượng sinh học
này bao gồm hai loại: Năng lượng sinh khối, năng lượng nội nhân, năng lượng sinh
học tuy đã được đưa vào sử dụng nhưng vẫn còn có rất nhiều tiềm ẩn và cần được
nghiên cứu. Cụ thể là nguồn năng lượng sinh khối đã được đưa vào sử dụng trên
thế giới nhưng năng lượng nội nhân vẫn đang là một bí ẩn cần được các nhà khoa
học nghiên cứu.
Việt Nam là nước nông nghiệp lâu đời, nguồn nguyên liệu sản xuất năng
lượng sinh khối (NLSK) khoảng 118 triệu tấn/năm. Nếu quy đổi ra dầu sẽ tương
đương 80,7 triệu tấn quy dầu, gấp 2 lần tổng lượng khai thác dầu khí của Tập đoàn
Dầu khí Việt Nam. Tiềm năng lớn như vậy nhưng hầu hết các nguồn năng lượng
sinh khối của chúng ta vẫn chưa thể tận dụng, lãng phí thậm chí là nguồn gây ô
nhiễm môi trường.
Nguồn năng lượng dồi dào
Hiện nay, trên thế giới năng lượng sinh khối là nguồn năng lượng thứ tư,
chiếm tới 15% tổng năng lượng tiêu thụ toàn thế giới. Ở các nước đang phát triển,
NLSK thường là nguồn năng lượng lớn nhất, chiếm 35-45% tổng cung cấp năng
lượng. Sẽ không ngoa khi nói NLSK giữ vai trò sống còn trong việc đáp ứng nhu
cầu năng lượng của thế giới cũng như ở Việt Nam.
1.

Ðất nước ta có điều kiện tự nhiên thuận lợi như nóng ẩm, mưa nhiều, đất đai
phì nhiêu… nên sinh khối phát triển rất nhanh. Do vậy, nguồn phụ phẩm từ nông,
lâm nghiệp phong phú, liên tục gia tăng. Tuy nhiên, những nguồn phụ phẩm đó lại

đang bị coi là rác thải tự nhiên, đang bị lãng phí, nguy hiểm hơn lại trở thành
nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường như tình trạng đốt rừng, rơm rạ, mùn cưa ở
miền Bắc hoặc đổ trấu xuống sông, kênh rạch ở Ðồng bằng sông Cửu Long…
NLSK nằm trong trong chu trình tuần hoàn ngắn, được các tổ chức về phát triển
bền vững và môi trường khuyến khích sử dụng. Tận dụng được nguồn nhiên liệu
này sẽ đồng thời cung cấp năng lượng cho phát triển kinh tế và đảm bảo bảo vệ
môi trường.

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 2


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”
Tiềm năng về NLSK của Việt Nam được đánh giá là rất đa dạng và có trữ
lượng khá lớn. Theo tính toán của Viện Năng lượng Việt Nam, tổng nguồn sinh
khối vào khoảng 118 triệu tấn/năm bao gồm khoảng 40 triệu tấn rơm rạ, 8 triệu tấn
trấu, 6 triệu tấn bã mía và trên 50 triệu tấn vỏ cà phê, vỏ đậu, phế thải gỗ... Nguồn
sinh khối chủ yếu của nước ta gồm gỗ và phụ phẩm cây trồng, trong đó gồm rừng
tự nhiên, rừng trồng, cây trồng phân tán, cây công nghiệp và cây ăn quả, phế phẩm
gỗ công nghiệp. Theo Viện Năng lượng - Bộ Công Thương, tiềm năng sinh khối
gỗ năng lượng lên đến gần 25 triệu tấn, tương đương với 8,8 triệu tấn dầu thô.
Riêng tiềm năng năng lượng sinh khối phụ phẩm nông nghiệp của nước ta gồm
rơm, rạ, trấu, bã mía và các loại nông sản khác lên đến gần 53,5 triệu tấn, tương
đương với 12,8 triệu tấn dầu thô. Ðặc biệt nguồn năng lượng này sẽ liên tục được
tái sinh và tăng trưởng đều đặn trong vòng 30 năm.
Sinh khối
Trong tổng tiêu thụ năng lượng toàn quốc, NLSK vẫn chiếm tỉ lệ lớn, tới trên
một nửa. Mặc dù giá trị tuyệt đối vẫn không ngừng tăng nhưng tỉ lệ giảm dần do
năng lượng thương mại tăng nhanh hơn.

3. Khái niệm năng lượng sinh khối
2.

Năng lượng sinh khối (Biomass) là vật liệu sinh học được lấy từ cơ thể sinh
vật, hay vừa mới tồn tại trong cơ thể sinh vật (chất thải). Trong ngữ cảnh của
ngành năng lượng, sinh chất thường được dùng để nói về các vật liệu từ cây cỏ,
nhưng sinh chất có thể được áp dụng cho cả vật liệu từ động vật và thực vật.
4.

Nguồn gốc và thành phần của năng lượng sinh khối
a. Nguồn gốc

Sinh khối được lấy từ xác thực vật và động vật là những cơ thể có tổ chức
sống. Trong thực tế sinh khối chủ yếu được tìm thấy trong các nguồn như: xác
động vật, gỗ, hoá chất thải, khí thải. Nguồn sinh khối gỗ được lấy từ các loại cây
nông nghiệp như: cây gai dầu, cây dương, cây mía, cây ngô, cây liễu, cây lúa miến
… và các cây công nghiệp như cây bạch đàn và cây cọ dầu
b.

Thành phần

Thành phần hoá học của biogas rất khác nhau tuỳ thuộc vào quá trình phân
huỷ. Các biogas sản sinh ra trong quá trình phân hủy gồm có mêtan (CH4) chiếm
khoảng 50 – 70%, khí cacbonic (CO2) chiếm khoảng 20 – 50%, Nitơ (N2) chiếm
khoảng 0 – 10%, Hydro (H2) chiếm khoảng 0 – 1%, Hydro Sunfít (H2S) chiếm
khoảng 0 – 3% và còn lại là Oxi (O2).

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 3



Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”
c.

Vật liệu thực vật

Carbon được dùng để tạo thành sinh chất được hấp thụ từ không khí như khí
cacbônic (CO2) từ các họat động của thực vật, sử dụng năng lượng từ mặt trời.
Thực vật sau đó có thể bị dùng làm thức ăn cho các loài động vật và do đó
được biến đổi thành sinh khối động vật. Tuy nhiên sự hấp thụ cơ bản được tạo
thành từ thực vật.
Nếu thực vật không bị dùng làm thức ăn thì thường sẽ bị phân hủy thành vi
sinh vật hoặc bị đốt cháy:
* Nếu bị phân hủy, nó sẽ thải carbon lại trong không khí, chủ yếu là dưới dạng
khí cacbonic (CO2) hoặc metan (CH4) tùy thuộc vào các điều kiện và quá trình
phân hủy.
* Nếu bị đốt cháy carbon được thải ra môi trường dưới dạng khí cacbonic
CO2.
Những quá trình này xày ra cho đến khi nào còn có thực vậy trên trái đất và
nó là 1 phần của chu trình tuần hoàn của carbon.
d.

Các nhiên liệu hóa thạch

Các nhiên liệu hóa thạch như than, dầu và ga cũng tạo ra vật liệu sinh học, tuy
nhiên các vật liệu đó đã hấp thụ khí cacbônic từ không khí hàng triệu năm từ trước
đây.
Vì là nhiên liệu chúng tạo ra mật độ năng lượng cao, nhưng để sử dụng các
năng lượng đó ta phải thông qua quá trình đốt cháy nhiên liệu, với quá trình oxy

hóa của cacbon thành khí cacbonic và hidro thành nước (hơi nước). Trừ khi chúng
được giữ lại, những sản phẩm cháy này thường được thải ra không khí, trở lại
thành cacbon hình thành hàng triệu năm trước và do đó góp phần vào việc làm tăng
nồng độ không khí.
Sinh chất lấy cacbon ra khỏi không khí khi chúng phát triển, và trả lại không
khí khi nó bị đốt cháy. Nếu được kiểm soát trong sự bền vững cơ bản, sinh chất sẽ
được thu hoạch như 1 phần của vụ mùa bổ sung liên tiếp. Sinh chất đến từ quá
trình trồng rừng, quá trình quản lý cây, vùng trồng cây, hoặc từ 1 giai đọan của quá
trình trồng lại cây liên tục. Cây phát triển lấy khí CO2 từ không khí ngay khi khí
được thải ra qua quá trình đốt cháy của vụ mùa trước.

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 4


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”
Chu trình này giữ lại sự tuần hoàn khép kín của cacbon mà không làm tăng
mật độ CO2 trong không khí.
Các loại vật liệu năng lượng sinh khối
Với định nghĩa này, sinh chất cho năng lượng có thể bao gồm nhiều loại vật
liệu.
Vì mục đích kinh doanh, những vật liệu có giá trị cao trong một thị trường
khác (ko phải thị trường năng lượng), ví dụ như gỗ to, chất lượng tốt, thường
không được sử dụng trong ngành năng lượng. Tuy nhiên có một lượng lớn từ chất
cặn, phó sản phẩm và rác thải tồn tại ở Anh có tiềm năng được sử dụng với số
lượng lớn với 1 giá tương đối rẻ, hoặc thậm chí giảm được chi phí ở những nơi
hiện tại đang có yêu cầu trả tiền cho rác thải.
5.


6.

Phân loại năng lượng sinh khối
 Chất bã của sinh khối đã qua xử lý
 Bột giấy và các chất bã trong quá trình sản xuất giấy
 Bã cây rừng
 Bã nông nghiệp
 Chất thải từ gia súc
 Các loại bã thải khác
 Cây trồng năng lượng
Vai trò của năng lượng sinh khối
Bảng 5 – Vai trò của năng lượng sinh khối trong tổng tiêu thụ năng lượng
Tiêu thụ năng lượng
Tỷ lệ trong tổng NL
Tổng tiêu
(KTOE)
(%)
thụ năng
Năm
lượng
Gỗ củi
Tổng SK
Gỗ củi
Tổng SK
(KTOE)
1985
1986
1987
1888
1989

1990
1991
1992
1993

14.286
14.976
15.929
15.683
15.904
16.879
17.108
18.026
19.312

4.748
5.086
5.280
5.355
5.532
5.693
5.830
6.339
7.030

10.766
11.069
11.492
11.655
12.039

12.390
12.678
12.938
13.564

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

33
34
33
34
35
34
34
35
36

75
74
72
74
75
73
74
71
70
Page 5


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”

1994
19.088
7.700
13.600
40
71
1995
20.735
8.430
13.630
40
65
Tốc độ tăng
trưởng
42,9%
5,65%
1,78%
85/95
Mặc dù không có những số liệu cập nhật mới hơn nhưng có thể ước tính
nguồn sinh khối hiện vẫn chiếm tỉ lệ trên 50% tổng tiêu thụ năng lượng toàn quốc.
Các bảng tiếp theo cho thấy các lĩnh vực sử dụng năng lượng sinh khối hiện
nay.
Các bảng 5 cho thấy trên ba phần tư 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.
Một phần tư sinh khối còn lại được sử dụng trong 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 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 nguyên 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.
7.

Hạn chế trong phát triển năng lượng sinh khối
- Gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Nguyên nhân là do các nguồn năng
lượng hóa thạch đang cạn kiệt, chi phí cho nhiên liệu này ngày càng tăng
cao. Dẫn đến tốc độ tiêu thụ năng lượng trữ lượng dầu tăng.
- Công nghệ và chi phí thiết bị cao.
- Các vấn đề về môi trường, thu hẹp đất nông nghiệp, công nghệ, thiết bị…
Ðể phát huy tiềm năng NLSK, phải tăng sự cạnh tranh từ bên ngoài khiến
Chính phủ gặp rất nhiều khó khăn để xây dựng một lộ trình phát triển

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 6


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”
NLSK. Ðể biến tiềm năng NLSK thành năng lượng chất lượng cao vẫn

đang là một vấn đề chờ lời giải.
8.

Kết luận

Năng lượng sinh khối tuy vẫn tồn tại một số nhược nhưng nó vẫn được đánh giá
là nguồn năng lượng sạch, lợi ích nhiều và hầu hết là vô hại nhưng cùng với đó là
giá thành cực kỳ rẻ, thích hợp nhất với quy mô hộ gia đình và các mô hình công
nghiệp nhỏ và vừa. Vì vậy, cùng với hoàn thiện công nghệ sử dụng nhiên liệu thì
phát triển công nghệ phụ trợ như tiền xử lý, đóng gói, chuyên chở… cũng là một
trong những yếu tố cần quan tâm khi phát triển NLSK.

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 7


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”

CHƯƠNG II: ỨNG DỤNG CỦA SINH KHỐI
TRONG PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG SẠCH
Sinh khối có thể được xử lý ở nhiều dạng chuyển đổi khác nhau để tạo ra năng
lượng, nhiệt lượng, hơi và nhiên liệu. Hầu hết các quá trình chuyển đổi sinh khối
có thể được chia ra làm hai loại như sau:
Chuyển đổi nhiệt hóa (thermochemical): bao gồm đốt nhiệt (combustion), khí
hóa và nhiệt phân
Chuyển đổi sinh hóa (biochemical): bao gồm phân hủy yếm khí (sản phẩm sinh
khối và hỗn hợp methane và CO2) và lên men (sản phẩm ethanol).
Một quá trình khác là chiết xuất, chủ yếu là quá trình cơ học, được sử dụng để
sản xuất energy carriers (chất tải năng lượng) từ sinh khối. Cũng có các phân biệt

những cách chiết suất khác nhau, phụ thuộc vào sản phẩm của quá trình này là
nhiệt, điện năng hoặc nhiên liệu.

1.

Sản xuất nhiệt truyền thống

Quá trình khai thác sinh khối để tạo nhiệt có một lịch sử rất lâu dài và vẫn tiếp
tục đóng một vai trò quan trọng trong xã hội loài người trong thời kỳ hiện đại.

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 8


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”
Nhiệt lượng từ việc đốt sinh khối được sử dụng để đốt sửa ấm, để nấu chín thức ăn,
để đun nước tạo hơi ... Thành phần năng lượng trong sinh khối khô (dry biomass)
dao động tự 7.000 Btu/lb (rơm) cho đến 8.500 Btu/lb (gỗ). Xin đưa ra đây một ví
dụ so sánh: để nấu một bữa ăn thì cần khoảng 10.000 Btu, trong khi đó một gallon
xăng thì tương đương 124.884 Btu.
2.

Nhiên liệu sinh khối

Sinh khối dạng rắn có thể được chuyển đổi thành nhiên liệu lỏng để cung cấp
trong các xe hơi, máy cơ khí (trong đó có các máy phát điện diesel), và thậm chí
trong các bộ phận sản xuất công nghiệp. Ba dạng nhiên liệu phổ biến sản xuất từ
sinh khối (biofuel) là methanol, ethanol, và biodiesel. Không giống như xăng và
dầu diesel, biofuels có chứa oxy. Pha nhiên liệu sinh học vào các sản phẩm dầu khí

sẽ gia tăng hiệu suất đốt của nhiên liệu và từ đó giảm ô nhiễm không khí.
-

-

Methanol: Methanol là cồn từ gỗ (wood alcohol). Methanol không có hiệu
suất nhiên liệu cao như xăng nên chỉ được dùng chủ yếu như tác chất chống
đông (antifreeze), hoặc được sử dụng trong quá trình sản xuất một số hóa
chất khác, như formaldehyde. Ethanol và bioesel có thể được trộn lẫn với
hoặc được dùng thay thế trực tiếp cho các dạng nhiên liệu từ nhiên liệu hóa
thạch như xăng và dầu diesel. Sử dụng nhiên liệu sinh học giúp giảm các
chất khí thải độc hại, từ đó hạn chế hiệu ứng nhà kính, tăng khả năng độc lập
năng lượng của quốc gia và đồng thời hỗ trợ phát triển nông nghiệp và kinh
tế nông thôn.
Ethanol (hoặc là cồn ethyl):Ethanol là nhiên liệu dạng lỏng, không màu,
trong suốt, dễ cháy. Ethanol được dùng như phụ gia cho xăng, với mục đích
tăng chỉ số octane và giảm khí thải hiệu ứng nhà kính. Ethanol tan trong
nước và phân hủy sinh học được. Ethanol được sản xuất từ sinh khối có
thành phần cellulose cao (như bắp), qua quá trình lên men tại lò khô hoặc lò
ướt. Tại cả hai lò này, bã men (hèm) được sản xuất và cung cấp cho gia súc
tại các nông trại. Hầu hết các loại động cơ thông thường có thể dùng xăng
pha cồn với nồng độ cồn tối đa là 24%. Đối với các loại động cơ hiện đại
nhất hiện nay, ví dụ như dạng động cơ FFV (flexible fuel vehicle), hỗn hợp
"cồn pha xăng" với tỷ lệ cồn lên đến 85% (hay còn gọi là nhiên liệu E85) có
thể được sử dụng. Trên thế giới hiện nay đã có các loại xe sử dụng E85 được
sản xuất. Brazil hiện nay là quốc gia có nhiều tham vọng nhất về việc sử

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 9



Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”
dụng nhiên liệu động cơ từ nguồn gốc sinh học này. Ethanol hẳn nhiên có
tác động môi trường tích cực hơn rất nhiều so với xăng thông thường, trong
cả phương diện cơ sở sản xuất và tiêu thụ (đốt trong động cơ). Các nhà máy
sản xuất Ethanol thải ra ít hơn các chất khí hiệu ứng nhà kính như CO2,
CH4. Hỗn hợp xăng pha cồn 10%, hay còn gọi là E10, thải ra ít khí hiệu ứng
nhà kính hơn xăng thông thường đến 26%. Theo tính toán của ORNEL, sử
dụng 1 tấn nhiên liệu Ethanol sẽ giảm được 2,3 tấn CO2 và các khí thải độc
hại khác. Brazil và Mỹ hiện là 2 hai quốc gia tiên phong về sản suất Ethanol
ở qui mô lớn, bỏ xa các nước còn lại như Cộng Đồng Châu Âu, Argentina,
Kenya, Malawi ... Sản lượng Ethanol trên thế giới hiệu nay là 20-21 tỷ
lít/năm. Mỹ vẫn dẫn đầu về thị trường tiêu thụ, sau đó đến EU và Brazil.
Một số quốc gia khác cũng đang lên kế hoặch sản xuất nhiên liệu Ethanol ở
qui mô nhỏ như Mexico, Ấn Độ, Colombia...

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 10


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”

-

3.

Dầu diesel sinh học (biodiesel): Biodiesel là sản phẩm của quá trình kết hợp
cồn (trong đó có ethanol) với dầu chiết ra từ đậu nành, hạt nho, mỡ động vật,

hoặc từ các nguồn sinh khối khác
Sản xuất điện từ năng lượng sinh khối

Cho đến ngày nay, có khá nhiều kỹ thuật chuyển sinh khối thành điện năng.
Các công nghệ phổ biến nhất bao gồm: đốt trực tiếp hoặc tạo hơi nước thông

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 11


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”
thường (direct-fired or conventional steam approach), nhiệt phân (pyrolysis), đốt
kết hợp co-firing, khí hóa (biomass gasification), tiêu yếm khí (anaerobic
digestion), sản xuất điện từ khí thải bãi chôn lấp rác.
-

-

Công nghệ đốt trực tiếp và lò hơi (Direct-fired, Conventional Steam Boiler):
Đây là 2 phương pháp tạo điện từ sinh khối rất phổ biến và được vận dụng ở
hầu hết các nhà máy điện năng lượng sinh khối. Cả 2 dạng hệ thống này đều
đốt trực tiếp các nguồn nguyên liệu sinh học (bioenergy-feedstock) để tạo
hơi nước dùng quay turbin máy phát điện. Hai phương pháp này được phân
biệt ở cấu trúc bên trong buồng đốt hoặc lò nung. Tại hệ thống đốt trực tiếp,
sinh khối được chuyển vào từ đáy buồng đốt và không khí được cung cấp tại
đáy bệ lò. Trong khi đó, ở phương pháp lò hơi thông thường, draft được
chuyển vào lò từ phía bên trên nhưng sinh khối vẫn được tải xuống phía
dưới đáy lò. Các hệ thống đốt trực tiếp truyền thống là hệ thống pile (sử
dụng lò đốt song hành - two-chamber combustion chamber) hoặc lò hơi

stoker. Khí nóng sau đó được chuyển qua turbine và quay cánh turbine, vận
hành rotor máy phát điện. Khi được sử dụng để đốt trực tiếp, sinh khối phải
được hun khô, cắt thành mảnh vụn, và ép thành bánh than (hay còn gọi là
briquetting. Một khi quá trình chuẩn bị được hoàn tất, sinh khối được đưa
vào lò nung/lò hơi để tạo nhiệt/hơi nước. Nhiệt tạo ra từ quá trình đun, ngoài
việc cung cấp cho turbin máy phát điện, còn có thể được sử dụng để điều
nhiệt nhà máy và các công trình xây dựng khác, tức là để khai thác tối đa
hiệu suất. Nhà máy dạng này còn được gọi là nhà máy liên hợp nhiệt-năng
lượng (Combined Heat Power – CHP), tức là tận dụng lẫn nhiệt và hơi nước
để khai thác tối đa tiềm năng năng lượng được tạo ra, tránh lãng phí năng
lượng.
Phương pháp đốt liên kết: Đốt liên kết, kết hợp sinh khối với than để tạo
năng lượng, có lẽ là phương pháp sử dụng tích hợp tốt nhất sinh khối vào hệ
thống năng lượng dựa trên nhiên liệu hóa thạch. Trong quá trình đốt liên kết,
sinh khối bắt nguồn từ gỗ và cây cỏ (thảo mộc) như gỗ dương (poplar), liễu
(willow), cỏ mềm (switchgrass), có thể được trộn một phần vào nguyên liệu
cho nhà máy than thông thường. Trong quá trình này, sinh khối có thể chiếm
tỷ lệ 1%-15% tổng năng lượng của nhà máy than. Trong các nhà máy dạng
này, sinh khối cũng được đốt trực tiếp trong lò nung, tương tự như than.
Phương pháp đốt liên kết có một lợi thế kinh tế tương đối rõ ràng, do kinh

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 12


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”
phí đầu tư chủ yếu chỉ là để trang bị một lò đốt liên kết mới hoặc nâng cấp lò
đốt hiện tại trong nhà máy nhiệt điện chạy bằng than, tức là có chi phí thấp
hơn nhiều so với xây dựng một nhà máy điện sinh khối. Công nghệ đốt liên

kết đem lại nhiều tác động tích cực đến môi trường, bao gồm việc giảm tỷ lệ
khí NOx và SOx, khói công nghiệp, mưa axít, và ô nhiễm tầng ozone. Ngoài
ra, việc đốt liên kết sinh khối-than cũng giúp giảm đáng kể lượng khí thải
CO2. Tuy rằng pp đốt liên kết không có lợi thế gì hơn về mặt môi trường so
với các phương pháp "thuần túy sinh học" khác (vốn giảm tỷ lệ khí thải độc
hại xuống đến gần ... zero), nhưng nó lại có mặt khả thi rất lớn vì kỹ thuật hỗ
trợ cho phương pháp này là tương đối đơn giản và hầu như có sẵn, do đó
việc áp dụng có thể được thực hiện tức thời. Nói cách khác, phương pháp
đốt liên kết có thể được xem là một lựa chọn tuyệt vời cho việc thúc đẩy tiến
tới sử dụng rộng rãi năng lượng hoàn nguyên. Phương pháp đốt liên kết hiện
đang được chú ý quan tâm đặc biệt tại các quốc gia như Đan Mạch, Hà Lan
và Hoa Kỳ.

-

Nhiệt phân: Nhiệt phân là quá trình đốt sinh khối ở nhiệt độ rất cao và sinh
khối phân rã trong môi trường thiếu khí oxy. Vấn đề trở ngại ở đây là rất khó

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 13


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”
tạo ra một môi trường hoàn toàn không có oxy. Thông thường, một lượng
nhỏ oxy hóa vẫn diễn ra và có thể tạo ra một số sản phẩm phụ không mong
muốn. Ngoài ra, công nghệ này đòi hỏi một nguồn thu nhiệt lượng cao và do
đó vẫn còn rất tốn kém. Quá trình đốt sinh khối tạo ra dầu nhiệt phacir.

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường


Page 14


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”
CHƯƠNG III: TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI
TẠI VIỆT NAM VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ (THÁCH THỨC) VỚI CÁC NHÀ
QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG
Việt Nam là nước nông nghiệp lâu đời, nguồn nguyên liệu sản xuất năng
lượng sinh khối (NLSK) khoảng 118 triệu tấn/năm. Nếu quy đổi ra dầu sẽ tương
đương 80,7 triệu tấn quy dầu, gấp 2 lần tổng lượng khai thác dầu khí của Tập
đoàn Dầu khí Việt Nam. Tiềm năng lớn như vậy nhưng hầu hết các nguồn NLSK
của chúng ta vẫn chưa thể tận dụng, lãng phí thậm chí là nguồn gây ô nhiễm môi
trường.
Nguồn năng lượng dồi dào
Hiện nay, trên thế giới NLSK là nguồn năng lượng thứ tư, chiếm tới 15% tổng
năng lượng tiêu thụ toàn thế giới. Ở các nước đang phát triển, NLSK thường là
nguồn năng lượng lớn nhất, chiếm 35-45% tổng cung cấp năng lượng. Sẽ không
ngoa khi nói NLSK giữ vai trò sống còn trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng
của thế giới cũng như ở Việt Nam.
1.

Ðất nước ta có điều kiện tự nhiên thuận lợi như nóng ẩm, mưa nhiều, đất đai phì
nhiêu… nên sinh khối phát triển rất nhanh. Do vậy, nguồn phụ phẩm từ nông, lâm
nghiệp phong phú, liên tục gia tăng. Tuy nhiên, những nguồn phụ phẩm đó lại đang
bị coi là rác thải tự nhiên, đang bị lãng phí, nguy hiểm hơn lại trở thành nguyên
nhân gây ô nhiễm môi trường như tình trạng đốt rừng, rơm rạ, mùn cưa ở miền Bắc
hoặc đổ trấu xuống sông, kênh rạch ở Ðồng bằng sông Cửu Long… NLSK nằm
trong trong chu trình tuần hoàn ngắn, được các tổ chức về phát triển bền vững và
môi trường khuyến khích sử dụng. Tận dụng được nguồn nhiên liệu này sẽ đồng

thời cung cấp năng lượng cho phát triển kinh tế và đảm bảo bảo vệ môi trường
Tiềm năng về NLSK của Việt Nam được đánh giá là rất đa dạng và có trữ
lượng khá lớn. Theo tính toán của Viện Năng lượng Việt Nam, tổng nguồn sinh
khối vào khoảng 118 triệu tấn/năm bao gồm khoảng 40 triệu tấn rơm rạ, 8 triệu tấn
trấu, 6 triệu tấn bã mía và trên 50 triệu tấn vỏ cà phê, vỏ đậu, phế thải gỗ... Nguồn
sinh khối chủ yếu của nước ta gồm gỗ và phụ phẩm cây trồng, trong đó gồm rừng
tự nhiên, rừng trồng, cây trồng phân tán, cây công nghiệp và cây ăn quả, phế phẩm
gỗ công nghiệp. Theo Viện Năng lượng - Bộ Công Thương, tiềm năng sinh khối
gỗ năng lượng lên đến gần 25 triệu tấn, tương đương với 8,8 triệu tấn dầu thô.
Riêng tiềm năng năng lượng sinh khối phụ phẩm nông nghiệp của nước ta gồm
rơm, rạ, trấu, bã mía và các loại nông sản khác lên đến gần 53,5 triệu tấn, tương

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 15


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”
đương với 12,8 triệu tấn dầu thô. Ðặc biệt nguồn năng lượng này sẽ liên tục được
tái sinh và tăng trưởng đều đặn trong vòng 30 năm.
Theo ông Nguyễn Quang Khải, Giám đốc Trung tâm Công nghệ khí sinh học, Liên
hiệp Các hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam, nguồn sản xuất nhiên liệu sinh học
gồm tinh bột và rỉ đường có tổng sản lượng khoảng 87 triệu lít/năm, tương đương
với 57,42 triệu tấn dầu thô. Trong đó, tỷ lệ phân bố khá chênh lệch khi lượng tinh
bột chỉ chiếm 1/5 tổng sản lượng bởi hầu hết đất sản xuất nông nghiệp nước ta sản
xuất gạo và nông sản. Nguồn khí sinh học từ phụ phẩm cây trồng, chất thải gia súc
của Việt Nam có khối lượng không hề nhỏ. Tổng khối lượng hiện nay vào khoảng
gần 5 tỉ m3, tương đương 2,5 triệu tấn dầu. Nguồn khí sinh khối mới được khai thác
trong các hộ gia đình, quy mô nhỏ và chủ yếu để chiếu sáng, đun nấu thức ăn.
Mặc dù được đánh giá là nguồn năng lượng sạch, lợi ích nhiều và hầu hết là

vô hại nhưng NLSK vẫn tồn tại một số nhược điểm như phân bố không tập trung,
nhiệt trị thấp, khối lượng riêng nhỏ nên rất phức tạp khi vận chuyển và chứa trữ.
Ngược lại, giá thành cực kỳ rẻ, thích hợp nhất với quy mô hộ gia đình và các mô
hình công nghiệp nhỏ và vừa. Vì vậy, cùng với hoàn thiện công nghệ sử dụng
nhiên liệu thì phát triển công nghệ phụ trợ như tiền xử lý, đóng gói, chuyên chở…
cũng là một trong những yếu tố cần quan tâm khi phát triển NLSK.

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 16


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 17


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”

Hình ảnh: Một số nguồn năng lượng phát sinh từ sinh khối
2.

Thách thức



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.


Sự cạnh tranh về chi phí của các công nghệ:

Hiện nay nhiều công nghệ sinh khối còn đắt hơn công nghệ truyền thống sử
dụng nhiên liệu hoá thạch cả về trang thiết bị lẫn nhiên liệu nên việc đưa công
nghệ mới vào Việt Nam còn gặp trở ngại lớn.
Việt Nam còn là một nước nghèo nên thiếu kinh phí đầu tư phát triển công nghệ
mới là một rào cản rất lớn. 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

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 18


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”
tốn vài chục nghìn đồng. Đây là một khoản đầu tư lớn đối với người dân ở nông
thôn khi mà một ngày công của họ chỉ được vài nghìn đồng.


Trở ngại về môi trường:

Năng lượng sinh khối có một số tác động môi trường:
-


Khi đốt, các nguồn sinh khối phát thải vào không khí bụi và khí sunfurơ
(SO2). Mức độ phát thải tuỳ thuộc vào nguyên liệu sinh khối, công nghệ và
biện pháp kiểm soát ô nhiễm.

-

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....

Đây là tất cả những vấn đề cần xem xét kĩ lưỡng khi phát triển năng lượng sinh
khối.


Thiếu nhận thức của xã hội về năng lượng sinh khối

Hiện nay khi nói tới năng lượng người ta chỉ nghĩ tới điện, than, dầu khí. Các
nhà hoạch định chính sách thường không quan tâm tới NLSK. Một thí dụ điển hình
là ngành điện có dự án Năng lượng nông thôn nhưng thực ra đây chỉ là dự án điện
khí hoá nông thôn.
Do thiếu nhận thức nên hầu như không có các doanh nhân kinh doanh trong
lĩnh vực NLSK. Người ứng dụng các công nghệ mới gặp rất nhiều khó khăn trong
việc mua sắm trang thiết bị, tìm kiếm dịch vụ hậu mãi. Thí dụ Dự án Khí sinh học
xây dựng 18000 công trình nhưng không có mạng lưới cung cấp các dụng cụ sử
dụng khí như bếp, đèn....Thị trường mới phát triển phía nhu cầu, còn phía cung cấp

chưa được quan tâm.


Thiếu các chính sách và thể chế cụ thể của chính phủ

Hiện nay Việt Nam chưa có chính sách năng lượng nói chung và chính sách năng
lượng tái tạo nói riêng. Năng lượng tái tạo không có các mục tiêu cụ thể trong kế
hoạch phát triển của nhà nước trung ương và địa phương. Hiện cũng chưa có một

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 19


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”
cơ quan nhà nước nào chịu trách nhiệm quản lý lĩnh vực này (Ấn Độ có hẳn một
bộ riêng).

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 20


Báo cáo “Sinh khối và tiềm năng sinh khối ở nước ta”

KẾT LUẬN
Việt Nam là một nước nông nghiệp lâu đời vì vậy nguồn nguyên liệu để phát
triển năng lượng sinh khối vô cùng dồi dào và tiềm năng phát triển năng lượng sinh
khối rất lớn nhưng hầu hết các nguồn năng lượng sinh khối của chúng ta vẫn chưa
thế tận dụng, lãng phí và thậm chí là nguồn gây ô nhiễm môi trường.

Ứng dụng nguồn năng lượng sinh khối trong phát triển năng lượng sạch là
một giả pháp an toàn cầ cho sự phát triển của xã hội, con người và phát triển bền
vững.
Bài báo cáo đã trinh ày được cơ sở thực tiễn về nguồn nguyên liệu sinh khối
ở Việt Nam, những ứng dụng nguồn năng lượng sinh khối để phát triển năng lượng
sạch trên thế giới và tại nước ta và những khó khăn gặp phải.
Vấn đề về nguồn tài liệu mà nhóm tìm hiểu chưa đc cụ thể hóa, co đó bài
báo cáo còn nhiều thiếu sót.

Nhóm sv thực hiện: Nhóm 5-Kỹ Thuật Môi Trường

Page 21