Khảo sát tiềm năng sử dụng phế phẩm nông nghiệp làm nguồn nhiên liệu sản xuất điện tại tỉnh Đồng Tháp

với rơm rạ. Sau khi thu hoạch lúa thì còn tồn đọng một lượng rơm rạ rất lớn ngoài đồng, gây ô nhiễm môi trường. Trước đây rơm rạ được dung vào mục đích duy nhất là đốt làm phân bón nhưng hiện nay hình thức sử dụng đã có phần phong phú hơn. Người dân sử dụng rơm trồng nấm, dùng lót chuồng trại trong chăn nuôi, một phần dùng nấu nướng, dùng làm đồ thủ công mỹ nghệ. Dựa vào kết quả khảo sát đề tài có thể thống kê các hình thức sử dụng rơm rạ tại các địa phương như sau: Bảng 3.6 Thống kê các hình thức sử dụng rơm rạ tại các địa bàn khảo sát. Địa bàn Các hình thức sử dụng rơm rạ Trồng nấm (%) Lót chuồng (%) Đốt làm phân bón (%) Nấu nướng (%) Đổ bỏ (%) Khác* (%) Hồng Ngự 2,18 0,05 2,13 0,1 1,98 0,25 Tam Nông 7,64 0,81 8,05 0,4 7,93 0,52 Thanh Bình 3,97 0,08 3,72 0,33 3,89 0,16 Cao Lãnh 4,61 0,06 4,08 0,59 4,52 0,15 Tháp Mười 7,08 0,5 7,19 0,39 6,96 0,62 Lấp Vò 1,67 0,08 1,38 0,37 1,04 0,71 Lai Vung 2,18 0,09 2,11 0,16 2,13 0,14 Châu Thành 2,25 0,09 2,14 0,2 1,97 0,37 Tổng 31,58 1,75 30,8 2,53 30,42 2,91 Khác *: rơm được thu mua để làm đồ thủ công mỹ nghệ, làm vật dụng gia đình. Hình 3.3 Biểu đồ thể hiện các hình thức sử dụng rơm rạ. Các hình thức sử dụng rơm rạ cùa người dân cũng khá đa dạng. Trong các hình thức sử dụng rơm rạ thì rơm được sử dụng để trồng nấm (32%) mang lại hiệu quả kinh tế cho người nông dân còn các hình thức khác như là đốt rơm rạ làm phân bón (31%), nấu nướng (2%), lót chuồng (2%) tuy cũng là cách tái sử dụng rơm rạ nhưng giá trị mang lại không cao. Đỗ bỏ rơm rạ cụng chiếm một phần không nhỏ (30%), điều này vừa gây lãng phí vừa gây ô nhiễm môi trường. Lót chuồng Đốt làm phân bón Hình 3.4 Các hình thức sử dụng rơm rạ. Trong các phế phẩm từ cây lúa, ngoài vỏ trấu thì còn có rơm rạ, hình thức sử dụng rơm rạ tuy có đa dạng hơn nhưng vẫn chưa giải quyết được lượng rơm rạ trên đồng ruộng. Trong số các hình thức tái sử dụng rơm rạ thì việc dung rơm trồng nấm là mang lại nhiều hiệu quả nhất, nhưng số lượng rơm sử dụng không nhiều (32%). Người dân vẫn giữ thói quen cũ là đốt rơm trên đồng ruộng (31%) để làm phân bón, bón lại cho đất, tuy có thể xử lý được rơm rạ trên ruộng nhưng lại gây ô nhiễm môi trường, lượng rơm rạ bị đổ bỏ cũng chiếm một tỷ lệ khá cao (30%) gây lãng phí nguồn nhiệt sinh ra. 3.2.3.3 Hình thức tái sử dụng bã mía. Mía ở Đồng Tháp được vận chuyển đến nơi khác tiêu thụ nên số lượng bã mía phát sinh là không đáng kể. Đề tài không thu thập được số liệu bã mía tại các nhà máy đường dẫn đến việc không thống kê được số lượng bã mía hiện có trong tỉnh. Tuy nhiên lượng bã mía sinh ra trong các nhà máy đường ở các tỉnh khác lại là một khối lượng khổng lồ. Các nhà máy hiện nay đa số thấy được giá trị nhiệt lượng của bã mía nên đã đầu tư hệ thống sản xuất điện từ việc đốt bã mía. Một số ít thì dùng bã mía để trồng nấm linh chi, ủ làm phân bón, và đỗ bỏ. Hình 3.3 Biểu đồ thể hiện các hình thức sử dụng bã mía tại ĐBSCL [30]. 3.2.3.4 Các hình thức tái sử dụng các phế phẩm từ cây ăn quả . Qua khảo sát các xưởng cưa tại địa phương hoạt động với công suất xẻ gỗ rất thấp trung bình từ 5 - 10m3/ngày, trang thiết bị xẻ gỗ còn thô sơ nên lượng gỗ xẻ được là không nhiều. Đa phần các xưởng cưa nhận gia công gỗ từ các nhà máy cưa lớn nên lượng gỗ được chở từ nơi khác đến, vì vậy công suất xẻ gỗ cũng không ổn định, phụ thuộc nhiều vào đối tác. Từ đó dẫn đến việc lượng mùn cưa sinh ra cũng không ổn định. Vì lượng mùn cưa sinh ra hằng ngày ít nên đa phần được thu mua trong ngày. Thành phần thu mua chủ yếu là các cơ sở làm nhang trên địa bàn, hoặc hộ dân mua một ít để dung làm nhiên liệu nung nấu, trồng nấm. Vì nguồn cung cấp mùn cưa không ổn định nên đôi khi các cơ sở còn tìm đến các xưởng cưa ở tỉnh khác để thu mua. 3.2.3.5 Hình thức sử dụng chất thải chăn nuôi (phân heo). Trong quá trình chăn nuôi heo phát sinh ra rất nhiều loại chất thải như nước rửa chuồng, nước tắm heo, phân, mùi hôi,.. Tuy nhiên, phân heo là đáng được quan tâm nhất vì đây là loại chất thải chủ yếu, có khả năng gây ô nhiễm nhiều nhất. Bên cạnh đó phân heo cũng có giá trị tái sử dụng cao nhất. Trong thực tế thì tỷ lệ tái sử dụng chất thải chăn nuôi rất thấp, đa số là được đổ xuống ao làm thức ăn cho thuỷ sản, nhưng lại gây ra ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng vì lượng phân đỗ xuống lớn hơn rất nhiều số lượng cá được nuôi. Những năm gần đây mô hình biogas cũng được ứng dụng tại các hộ gia đình biến phân heo thành khí đốt dùng trong việc nấu nướng trong gia đình. Nhưng quy trình làm biogas cũng tốn tiền đầu tư xây hầm nên cũng ít hộ thực hiện, một phần nửa người dân ít làm mô hình biogas là vì chăn nuôi theo hình thức tự phát, số lượng nhỏ lẻ nên lượng phân sinh ra hằng ngày cũng ít. Người dân không có thói quen ủ phân để bón cho cây nên lượng phân được ứng dụng trong việc làm phân bón rất thấp. Qua đó có thể thấy các hình thức tái sử dụng phân heo là đa dạng nhưng tỷ lệ lại rất thấp. Quá trình khảo sát đã thống kê được các hình thức sử dụng phân heo tại các địa bàn khảo sát như sau: Bảng 3.7 Thống kê các hình thức sử dụng phân heo tại các địa bàn khảo sát. Địa bàn Các hình thức sử dụng phân heo Biogas (%) Phân bón (%) Đổ bỏ (%) Hồng Ngự 4,11 1,00 4,89 Tam Nông 4,09 0,19 4,12 Thanh Bình 4,24 0,35 4,21 Cao Lãnh 7,03 0,15 6,98 Tháp mười 7,33 0,43 7,52 Lấp Vò 4,17 0,1 4,01 Lai Vung 4,51 0,37 4,32 Châu Thành 13,28 0,27 12,33 Tổng 48,76 2.86 48,38 Hình 3.4 Biểu đồ các hình thức sử dụng phân heo. Hình thức tái sử dụng chất thải chăn nuôi hiện chưa có chiều sâu và quy mô. Mặc dù người dân cũng biết tận dụng phân chăn nuôi để làm biogas (49%), một số ít được dung làm phân bón (3%), còn lại là đem đổ xuống ao (48%), vừa gây ô nhiễm môi trường vừa lãng phí. Nên khuyến khích các gia đình chăn nuôi theo kiểu trang trại để dễ dàng tập hợp lượng chất thải, dễ kiểm soát dịch bệnh,… 3.2.4 Hiện trạng cấp điện. Dựa trên thông tin thu được từ các phiếu khảo sát đề tài thống kê được hiện trạng dịch vụ cấp điện và tham vấn sự ủng hộ của người dân đối với dự án xây dựng nhà máy điện trấu tại địa phương như sau: Bảng 3.8 Thống kê số hộ gia đình bị cúp điện với tần suất tương ứng và tỷ lệ % người dân ủng hộ xây dựng nhà máy điện trấu trên địa bàn khảo sát. Địa bàn Tần suất cúp điện (lần/tháng) Ý kiến người dân đối với dự án nhà máy điện trấu tại địa phương 1-2 2-5 5-7 Khác Ủng hộ (%) Không ủng hộ (%) Hồng Ngự 45 65 85 5 87 13 Tam Nông 37 55 98 10 98 2 Thanh Bình 10 30 147 13 75 25 Cao Lãnh 25 42 124 9 86 14 Tháp Mười 14 30 109 7 89 11 Lấp Vò 21 15 160 4 97 3 Lai Vung 17 34 135 14 90 10 Châu Thành 10 28 106 16 94 6 Tổng 179 299 964 78 Qua kết quả thống kê có thể nhận thấy rằng lượng điện bị thiếu hụt rất lớn nên dẫn đến việc phải tăng cường lịch cắt điện để điều hoà. Tần suất cúp điện trong tháng chiếm nhiều nhất ở mức 5-7 lần/tháng. Các thiết bị gia dụng trong gia đình đến các máy móc phục vụ sản xuất đều sử dụng điện năng để hoạt động nên với tần suất cúp điện như trên thì ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động sinh hoạt và sản xuất của người dân. Kết quả khảo sát sự đồng tình ủng hộ của người dân trong việc xây dựng nhà máy điện trấu tại địa phương cho thấy tỷ lệ ủng hộ rất cao. Đa số người dân đều sẵn lòng giúp đỡ trong nhiều vấn đề như: giải quyết mặt bằng xây dựng nhà máy, thu gom cung cấp nguồn nhiên liệu cho nhà máy hoạt động. Bên cạnh đó, các nhà máy xay xát còn bằng lòng mua điện từ nhà máy điện trấu. CHƯƠNG IV ĐỀ XUẤT HƯỚNG TẬN DỤNG VỎ TRẤU LÀM NGUỒN NHIÊN LIỆU SẢN XUẤT ĐIỆN Qua kết quả khảo sát thì có thể nhận thấy nguồn phế phẩm nông nghiệp ở Đồng Tháp là rất dồi dào, trong đó phế phẩm về cây lúa là chiếm nhiều nhất. Nguồn vỏ trấu là một trong những nguồn nhiên liệu có giá trị nhiệt lượng cao, giá thành thấp nên đề tài đề xuất hướng tận dụng nguồn trấu để sản xuất điện. Riêng các phế phẩm khác phân bố rải rác khó tập trung nên có thể duy trì theo các hình thức tái sử dụng cũ nhưng cần phải nhân rộng mô hình hơn nữa. 4.1 Các loại hình sản xuất điện hiện nay ở Việt Nam và trên thế giới. 4.1.1 Thuỷ điện. Ngày nay thủy điện đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng thứ nhì sau năng lượng hóa thạch (dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên), chiếm gần 1/5 tổng lượng điện năng sản xuất trên toàn cầu [26]. Thuỷ năng được xem là dạng năng lượng sạch và tái tạo là do các yếu tố sau: - Thủy điện hầu như không thải ra các khí, hóa chất độc hại như NO2, SO2, CO… - Thủy điện có tầm hoạt động rất rộng, chỉ cần có một lượng mưa nhất định và dòng chảy ổn định của sông ngòi. - Với khả năng quản lý hợp lý và thời tiết tương đối ổn định, thủy điện không bao giờ bị cạn kiệt hoặc làm cạn kiệt nguồn tài nguyên. Hình 4.1 Các loại đập thuỷ điện [26]. Thủy điện có rất nhiều mặt lợi thế trong các dạng năng lượng sản xuất điện khác, trong đó cần kể đến mức độ tin cậy cao, giá thành phải chăng và dễ dàng đáp ứng với sự thay đổi nhanh chóng về tiêu thụ điện. Và các nhà máy thủy điện không thải các khí độc hại. Các nhà máy thủy điện chỉ thải ra một lượng rất nhỏ các khí CO2 và không thải ra các chất khí độc hại khác như SO2, NO2 và các khí ô nhiễm bắt nguồn từ việc đốt nhiên liệu như ở các nhà máy nhiệt điện. Tuy rằng thủy điện được xem là nguồn năng lượng sạch và tái tạo, việc phát triển các nhà máy thủy điện có thể gây ra các tác động lớn về môi trường. - Việc xây dựng các hồ trữ làm thay đổi cảnh quan thiên nhiên. - Việc thay đổi dòng chảy của sông dẫn tới sự thay đổi môi trường sống của cá. - Làm chết hoặc bị thương các loài cá trên đường di chuyển của chúng qua turbin. - Các đập thủy điện có thể gây thay đổi lớn trong chất lượng và khối lượng của nguồn nước uống và sinh hoạt. - Thủy điện gây ra đoạn sông chết từ sau đập đến nhà máy và gây các ảnh hưởng khác ở hạ lưu. - Một vấn đề khác trong quá trình xây dựng đập thủy điện là việc tái định cư cho người dân sống trong khu vực qui hoạch hồ nước. Việc đền bù giải tòa không chỉ đơn thuần là vấn đề về tài chính mà còn phải xét đến các vấn đề khác như di sản văn hóa, di tích lịch sử và các địa điểm gắn liền với các truyền thống tôn giáo và tín ngưỡng. Thuỷ điện ở Việt Nam. Đánh giá trên điều kiện địa hình và khí hậu, Việt Nam có một tiềm năng rất lớn về thủy điện .Toàn quốc hiện đã xây dựng và đưa vào khai thác trên 500 trạm thủy điện vừa và nhỏ có quy mô công suất từ 5kW đến hàng chục MW với tổng công suất lắp đặt hơn 100MW và sản lượng điện hàng năm từ 120 - 150GWh [26]. Hiện nay chính phủ đã đưa ra chính sách khuyến khích phát triển thủy điện vừa và nhỏ nhằm cải thiện đời sống người dân vùng núi. Tổng công ty điện lực Việt Nam (EVN) đề xuất đầu tư xây dựng 173 công trình thủy điện vừa và nhỏ có công suất lắp máy từ 5MW đến 30MW ở 30 tỉnh trong cả nước với tổng công suất 2,296MW và lượng điện bình quân hàng năm gần 10.5GWh. Trong đó, các tỉnh Sơn La, Yên Bái, Quảng Nam, Gia Lai, Lâm Đồng và Lào Cai có số dự án nhiều nhất, từ 11 - 23 dự án, tập trung ở khu vực sông Đà, sông Hồng, sông Cả, sông Vũ Gia - Thu Bồn, sông Đồng Nai và sông Sê San [26]. 4.1.2 Nhiệt điện. Nhu cầu lớn về năng lượng nói chung, đặc biệt là điện năng trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, sẽ là động lực gia tăng mạnh số lượng các dự án sản xuất nhiệt điện ở mọi quy mô. Hoạt động sản xuất này mang lại hiệu quả kinh tế cao, đáp ứng nhu cầu rất bức bách về điện năng ở nước ta. Mặt khác đây cũng là loại hình công nghiệp có nhiều tiềm năng gây ô nhiễm, suy thoái hầu hết các thành phần môi trường trên quy mô lớn. Khí thải của nhà máy nhiệt điện chủ yếu từ khu vực lò hơi có chứa nhiều chất ô nhiễm đặc biệt là khí SO2, CO, NO2 và bụi. Lượng khí thải này là rất lớn lên tới hàng nghìn m3/phút [26]. Ngoài ra còn có các khí độc khác (NO, hơi Pb) hợp chất hữu cơ do rò rỉ. Những loại khí này gây ảnh hưởng rất lớn đến sức khoẻ con người và gây hiệu ứng nhà kính. Nhiệt Điện ở Việt Nam. Ở Việt Nam hiện nay có khoảng 14 nhà máy nhiệt điện đã đi vào hoạt động với nhiều công suất khác nhau. Trước khi xây dựng theo quy định thì đều có đánh giá tác động môi trường, tìm những biện pháp khắc phục tình trạng gây ô nhiễm môi trường làm ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng động. Tuy nhiên, các khu vực dân cư gần nhà máy đều bị bệnh về đường hô hấp do hít vào một lượng bụi tro từ nhà máy. Nhà máy nhiệt điện Cần Thơ Nhà máy nhiệt điện Cà Mau Hình.4.3 Các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam. 4.1.3 Điện hạt nhân. Giống như các nguồn năng lượng thay thế đang hướng tới, năng lượng hạt nhân cũng không tạo ra các khí thải gây tác động đến khí hậu Trái Đất, và hiện tại là giải pháp duy nhất đáp ứng một cách ổn định nhu cầu năng lượng khổng lồ của con người. Nhà máy điện nguyên tử hay nhà máy điện hạt nhân là một nhà máy tạo ra điện năng ở quy mô công nghiệp, sử dụng năng lượng thu được từ phản ứng hạt nhân. Không chỉ cung cấp được một lượng điện lớn hơn rất nhiều so với thuỷ điện và nhiệt điện mà loại hình sản xuất điện này được xem là sản xuất sạch bởi ít phát sinh khí gây hiệu ứng nhà kính. Nguyên tắc của lò phản ứng hạt nhân. Trong một lò phản ứng hạt nhân, các thanh Uran thiên nhiên hay plutoni rất mỏng xếp xen kẽ các lớp khá dày của chất làm chậm tạo thành vùng hoạt động trong đó xảy ra phản ứng dây chuyền. Như vậy, nơtron nhanh sinh ra do phản ứng phân hạch, sẽ bị giảm tốc đến vận tốc nhiệt trong chất làm chậm. Muốn điều chỉnh hoạt động của lò mạnh lên hay yếu đi thì dùng các thanh Cadmi có đặc tính hấp thụ mạnh nơtron nhiệt: muốn lò chạy yếu đi thì cho dồn những thanh Cadmi vào lò, muốn lò chạy mạnh lên thì rút dần ra, để bảo đảm hệ số nhân nơtron luôn luôn bằng đơn vị (k = 1) Hình 4.4 Sơ đồ cấu tạo lò phản ứng hạt nhân. [28]. Người ta cho chất làm lạnh chảy theo những đường ống vào trong lò để bảo đảm giữ nhiệt độ lò không cao quá mức nguy hiểm. Nếu lò dùng để cung cấp năng lượng thì chất làm lạnh đồng thời là chất tải nhiệt, chất này phải ít hấp thụ nơtron. Một dòng nước thường sẽ nhận nhiệt nóng trong buồng trao đổi nhiệt và biến thành hơi. Hơi nước làm quay động cơ của máy phát điện rồi về buồng ngưng hơi và trở về buồng trao đổi nhiệt. Chất tải nhiệt chạy theo chu trình từ lò đến buồng trao đổi nhiệt về lò, nhờ hệ thống bơm đặc biệt. Ngoài ra lò phản ứng còn có hệ thống điều khiển và bảo vệ. Hệ điều khiển dùng để khởi động, làm dừng hoặc thay đổi công suất lò phản ứng. Hệ bảo vệ bảo đảm sự an toàn phóng xạ. Tuy là loại nhà máy ưu việt nhất hiện nay nhưng việc sản xuất điện từ phản ứng phân hạch hạt nhân lại tìm ẩn nhiều nguy cơ cho con người và môi trường. Nếu chất phóng xạ bị rò rỉ thì hậu quả thật to lớn. Nên cần phải cân nhắc thật kỹ trước khi quyết định xây dựng nhà máy. Điện hạt nhân ở Việt Nam. Ở Việt Nam đang có dự án xây dựng nhà máy điện hạt nhân ở tỉnh Ninh Thuận. Mở ra một hứa hẹn mới cho năng lượng ở Việt Nam. Nhà máy hoạt động sẽ cung cấp đáng kể một lượng điện đáp ứng nhu cầu sử dụng điện của người dân và các ngành công nghiệp. Hình 4.5 Mô hình nhà máy điện hạt nhân ở Ninh Thuận. 4.1.4 Điện mặt trời. Mặt Trời là nguồn năng lượng lớn nhất mà con người có thể tận dụng được: sạch, mạnh mẽ, dồi dào, đáng tin cậy, gần như vô tận, và có ở khắp nơi dù ít hay nhiều. Việc thu giữ năng lượng mặt trời (NLMT) gần như không có ảnh hưởng tiêu cực gì đến môi trường. Việc sử dụng NLMT không thải ra khí và nước độc hại, do đó không góp phần vào vấn đề ô nhiễm môi trường và hiệu ứng nhà kính [29]. Hai ứng dụng chính của NLMT là: + Nhiệt mặt trời: chuyển bức xạ mặt trời thành nhiệt năng, sử dụng ở các hệ thống sưởi, hoặc để đun nước tạo hơi quay turbin điện. + Điện mặt trời: chuyển bức xạ mặt trời (dưới dạng ánh sáng) trực tiếp thành điện năng (hay còn gọi là quang điện-photovoltaics). Chuyển năng lượng mặt trời thành điện. Các tấm pin mặt trời chuyển đổi trực tiếp ánh sáng thành điện năng, khi ánh sáng mặt trời được hấp thụ bởi các vật liệu này, năng lượng mặt trời sẽ đánh bật các hạt điện tích (electron) năng lượng thấp trong nguyên tử của vật liệu bán dẫn, cho phép các hạt tích điện này di chuyển trong vật liệu và tạo thành điện. Quá trình chuyển đổi photon thành điện này này gọi là hiệu ứng quang điện. Hình 4.6 Phiến pin quang điện. [29] Hiệu suất tiêu biểu cho các loại pin mặt trời thương mại hiện nay vẫn tương đối thấp, khoảng 15% (tương đương với 1/6 bức xạ Mặt Trời chiếu đến pin được chuyển thành điện) [29]. Điện mặt trời ở Việt Nam. Việt Nam có bức xạ Mặt Trời vào loại cao trên thế giới, với số giờ nắng dao động từ 1,600 – 2,600 giờ/năm, đặc biệt là khu vực phía Nam. Việt Nam hiện có trên 100 trạm quan trắc toàn quốc để theo dõi dữ liệu về năng lượng mặt trời. Tính trung bình toàn quốc thì bức xạ mặt trời dao động từ 3.8-5.2kWh/m2/ngày. Tiềm năng điện Mặt Trời là tốt nhất ở các vùng từ Thừa Thiên Huế trở vào miền Nam (bức xạ dao động từ 4.0 - 5.9kWh/m2/ngày). Tại miền Bắc, bức xạ Mặt Trời dao động khá lớn, từ 2.4 - 5.6kWh/m2/ngày, trong đó vùng Đông Bắc trong đó có Đồng bằng sông Hồng có tiềm năng thấp nhất [29]. Hình 4.7 Các công trình thử nghiệm pin mặt trời nối điện lưới quốc gia. 4.1.5 Điện gió. Năng lượng gió là một nguồn năng lượng quan trọng và có tiềm năng rất lớn. Đây là dạng năng lượng sạch, phong phú và là nguồn cung cấp năng lượng gần như vô tận. điện gió được phát triển tại hơn 50 quốc gia trên thế giới, với tổng công suất điện toàn cầu đạt tới 40,300 MW, trong đó Châu Âu chiếm 73%. Năm quốc gia đứng đầu về sản xuất điện gió là Đức, Mỹ, Tây Ban Nha, Đan Mạch và Ấn Độ, chiếm 84% tổng công suất toàn cầu [26]. Turbin gió thu năng lượng nhờ chuyển đổi lực thổi của gió thành lực quay để quay các quạt của rotator. Năng lượng chuyển đổi từ gió sang rotator phụ thuộc vào mật độ không khí, diện tích rotator và vận tốc gió. Ưu điểm và nhược điểm của ngành điện gió. Ưu điểm: So với hầu hết các dạng năng lượng truyền thống, những thuận lợi mà năng lượng gió đem lại cho môi trường là rất rõ ràng. Năng lượng gió có thể góp phần thay thế các nhà máy điện vận hành bằng nhiên liệu hóa thạch, từ đó giúp cải thiện chất lượng không khí tại địa phương giảm bớt các hiện tượng ô nhiễm như mưa acid, giảm thiểu khí thải hiệu ứng nhà kính. Các nhà máy năng lượng truyền thống sử dụng một khối lượng nước đáng kể để hạ nhiệt condenser và lò phản ứng. 98% lượng nước sử dụng được thải về nguồn (sông hồ), nhưng chúng lại chứa các kim loại nặng (qua quá trình khai thác mỏ) và ở nhiệt độ cao hơn nhiều, gây ô nhiễm đáng kể hệ thống sinh thái địa phương. Ngược lại, năng lượng gió sử dụng một lượng nước không đáng kể, chủ yếu cho việc lau chùi cánh quạt rotor. Nhược điểm: Đối với điện gió, các tác động về tiếng ồn, vị trí cảnh quan và giới hữu sinh (đời sống tự nhiên), nguồn nhiễu sóng truyền thanh và truyền hình là các mối lo ngại chủ yếu về môi trường. Tuy nhiên, hầu hết các tác động này đều có thể được giảm thiểu nhờ các tiến bộ trong kỹ thuật, việc xác định vị trí lắp đặt thích hợp và qua các chương trình giáo dục phổ biến cộng đồng. Điện gió ở Việt Nam. Việt Nam có một vị trí địa lý tương đối thuận lợi để khai triển điện gió, trong đó phải nhắc đến vai trò quan trọng của hệ thống gió mùa trong khu vực. Theo Tài liệu "Bản đồ Năng Lượng Gió Khu Vực Đông Nam Á" công bố vào năm 2001, Việt Nam có một tiềm năng vô cùng lớn cho việc khai triển điện gió thương mại. Trong các nghiên cứu gần đây, tiềm năng điện gió qui mô lớn được đánh giá có công suất lý thuyết lên đến 120-160GW, với phần lớn các tiềm năng khai thác nằm dọc ở khu vực bờ biển Đông-Đông Nam. tiềm năng công suất của năng lượng gió ở Việt Nam tập trung ở vận tốc gió trong khoảng 7 - 8m/s (thích hợp cho việc khai triển turbin công suất lớn) [26]. Hình 4.8 Nhà máy điện gió ở Bình Thuận. 4.1.6 Địa nhiệt. Địa Nhiệt là nguồn nhiệt năng có sẵn trong lòng đất, nguồn năng lượng nhiệt này tập trung ở khoảng vài km dưới bề mặt Trái Đất, phần trên cùng của vỏ Trái Đất. Nguồn nhiệt lượng này được chuyển lên mặt đất qua dạng hơi hoặc nước nóng khi nước chảy qua đất đá nóng. Có hơn 30 quốc gia trên thế giới đã khai thác tổng cộng 12,000 MW địa nhiệt cho các ứng dụng trực tiếp và sản xuất hơn 8,000MW điện [26]. Người ta có thể sử dụng địa nhiệt để sản xuất điện năng bằng cách có thể khoan các giếng xuống các bể địa nhiệt để hút hơi nước hoặc nước nóng cho việc vận hành turbine trên mặt đất, một cách trực tiếp hoặc gián tiếp. Có 3 kỹ thuật chính được sử dụng trong việc sản xuất điện từ địa nhiệt: dry steam, flash steam và hệ thống binary cycle. Dry steam; Sử dụng hơi nước ở nhiệt độ cao (>2350C) và một ít nước nóng từ bể địa nhiệt. Hơi nước sẽ được dẫn vào thẳng turbine qua ống dẫn để quay máy phát điện. Đây là dạng kỹ thuật cổ điển nhất và được sử dụng ở nhà máy địa nhiệt đầu tiên trên thế giới tại Lardarello, Ý. Hình 4.9 Mô hình địa nhiệt kiểu Dry srteam. [26] Flash steam: Flash steam là dạng kỹ thuật phổ biến nhất hiện nay. Nhà máy dạng flash steam sử dụng nước nóng ở áp suất cao (>1820C) từ bể địa nhiệt. Nước nóng ở nhiệt độ cao này tự phụt lên bề mặt thông qua giếng do chính áp suất của chúng. Trong quá trình nước nóng được bơm vào máy phát điện, áp suất của nước giảm rất nhanh khi phụt lên gần mặt đất. Chính sự giảm áp này khiến nước nóng bốc hơi hoàn toàn và hơi nước sinh ra sẽ làm quay turbine phát điện. Hình 4.10 Mô hình nhà máy địa nhiệt kiểu Flash steam. [26] Binary-cycle: Tại các hệ thống binary, chất lỏng địa nhiệt được dẫn qua một bên của hệ thống trao đổi nhiệt để nung nóng chất lỏng thứ cấp ở ống dẫn bên cạnh. Chất lỏng thứ cấp thường là hợp chất hữu cơ, sau khi chất lỏng thứ cấp được đun sôi ở hệ thống trao đổi nhiệt sẽ bốc hơi và được dẫn vào turbine. Hình 4.11 mô hình nhà máy địa nhiệt kiểu Binary –cycle. [26] Địa nhiệt tại Việt Nam. Tại Việt Nam, cho đến nay, các nghiên cứu và báo cáo về địa nhiệt tại Việt Nam đã xác định được khoảng 300 nguồn nước nóng phân bố trên cả nước, trong đó hơn 60 nguồn nước nóng có nhiệt độ trên 5000C. Phần lớn các nguồn nước nóng này tập trung ở các khu vực chịu ảnh hưởng của các hoạt động tân kiến tạo, như tại khu vực đứt gãy Sông Đà, Tử Lê, Hà Nội, An Khê, Sông Ba, Đà Lạt và Cửu Long. Các hoạt động kiến tạo và nguồn địa nhiệt có quan hệ mật thiết với sự hiện diện của các đứt gãy và với các khu vực có hoạt động địa chấn mạnh (Tây Bắc Việt Nam), đặc biệt là tại khu vực núi lửa Tử Lê và ở các khu vực có các hoạt động magmatic mới, như tại Nam Trung Bộ và khu vực núi lửa plutonic Đà Lạt [26]. Địa nhiệt tại Việt Nam chỉ mới được sử dụng trong các ứng dụng trực tiếp, trong khi đó vẫn chưa có đánh giá đầy đủ về tiềm năng phát triển địa nhiệt điện (trừ tại khu vực Nam Trung Bộ đã có một số các khảo sát đầu tiên, với công suất ước lượng là từ 50 - 200MW, ESMAP) [26]. 4.2 Những hạn chế trong loại hình sản xuất điện hiện nay. Để đáp ứng nhu cầu dùng điện ngày càng cao của con người, đã xuất hiện ngày càng nhiều các nhà máy nhiệt điện, thuỷ điện, điện hạt nhân. Tất cả đầu vào của ngành công nghiệp sản xuất này là tài nguyên thiên nhiên. Đa phần các tài nguyên được sử dụng là tài nguyên không thể tái tạo được hoặc cần thời gian rất dài mới có thể tái tạo được. Rõ ràng là trong các loại hình sản xuất điện hiện nay còn mang nhiều hạn chế. Có thể thấy những hạn chế sau: - Sử dụng nguồn nhiên liệu hoá thạch (dầu mỏ, than đá) để sản xuất điện dựa trên việc đốt các nhiên liệu đầu vào. Dẫn đến làm cạn kiệt nguồn tài nguyên. - Làm thay đổi rất lớn hệ sinh thái, môi trường tự nhiên khu vực xây dựng nhà máy. - Thải ra một lượng khí rất lớn gây hiệu ứng nhà kính, gây ô nhiễm môi trường. - Gây tác động lớn đến môi trường xã hội, ảnh hưởng đến đời sống tâm linh của người dân. - Giá của các nguồn nhiên liệu hoá thạch ngày càng đắt, làm tăng chi phí sản xuất điện. - Đối với sản xuất điện nhờ phản ứng hạt nhân thì có một hạn chế rấ lớn là đòi hỏi sự an toàn cao. Vận hành khó khăn đòi hỏi có trình độ chuyên môn cao. 4.3 Những hạn chế trong việc cung cấp điện hiện nay trên phạm vi cả nước và tại tỉnh Đồng Tháp. Nhu cầu sử dụng điện thì rất lớn nhưng lượng điện sản xuất ra không đủ cung ứng nên dẫn đến việc thiếu điện phục vụ đời sống của người dân. Theo dự báo của EVN năm 2011 cả nước sẽ thiếu hụt khoảng 3 - 4 tỉ Kwh điện/năm. Dự báo một số địa phương sẽ thiếu hụt điện năng rất lớn như: Tp Hồ Chí Minh thiếu 178 triệu Kwh điện, tại Hà Nội sẽ thiếu hụt khoảng 1 tỷ Kwh điện và tại Đồng Tháp sẽ thiếu hụt khoảng 92 triệu kwh điện trong năm 2011 [27]. - Ở vùng sâu vùng xa thì không có điện để sinh hoạt do lưới điện chưa kéo về. - Ít hướng dẫn cho người dân cách tiết kiệm điện, nếu có thì cũng chưa đi vào chiều sâu, chưa có những chương trình mang tính giáo dục ý thức tiết kiệm điện. - Điện cung cấp cho người dân sử dụng phụ thuộc vào điện lưới quốc gia cung cấp, địa phương chưa chủ động được nguồn điện. - Thường xuyên cắt điện gây trở ngại cho công việc sản xuất kinh doanh, sinh hoạt thường ngày của người dân. - Đôi khi lượng điện được tạo ra còn phụ thuộc nhiều vào thiên nhiên, vào mùa khô thì thiếu nước trầm trọng tại các hồ thuỷ điện nên dẫn đến việc thiếu điện. 4.4 Những biện pháp khắc phục các hạn chế trên tại các địa phương. Đa số các biện pháp khắc phục những hạn chế trong việc cung ứng điện cho người dân đều hướng đến mục tiêu tiết kiệm điện nhằm giảm tình trạng thiếu điện trầm trọng tại địa phương mình. Hầu hết các công ty điện lực tại các tỉnh đều thấy được tiết kiệm điện để giảm thiếu điện là một việc làm hết sức quan trọng. Song hành với việc vận động người dân tham gia tiết kiệm điện thì các công ty điện lực còn tích cực rà sót lại các công trình thắp sáng công cộng để tiến hành thay những thiết bị đã hư, cũ bằng những thiết bị mới có tính năng tiết kiệm điện cao. Một số ví dụ tiết kiệm điện tại một số địa phương. - Tại Bến Tre: cùng với công tác tuyên truyền, UBND tỉnh cũng yêu cầu Điện lực Bến Tre giám sát chặt chẽ biểu đồ phụ tải của các khách hàng sử dụng điện, đề xuất lịch làm việc luân phiên phù hợp đối với từng đối tượng khách hàng, nhằm điều chỉnh biểu đồ phụ tải, tránh phải hạn chế công suất xảy ra thiếu điện. Xử lý nghiêm đối với khách hàng sử dụng điện vi phạm biểu đồ công suất đã đăng ký. - Tại Kiên Giang: toàn bộ hệ thống đèn chiếu sáng trên đường phố Rạch Giá cũng được điều chỉnh, tắt lúc 5 giờ 45, Đối với toàn bộ hệ thống đèn trang trí tại các công viên chỉ mở điện trong 2 tiếng 30 phút, từ lúc 18 giờ 30 đến 21 giờ, thay vì mở suốt đêm như trước đây. Thành phố tắt toàn bộ hệ thống trang trí (đèn compact) trên các dải phân cách, giảm 50% theo hướng mở, tắt xen kẽ ở tất cả các trụ đèn chiếu sáng loại đèn cao áp có công suất 400W, 250W, 150W, 70W trên các tuyến đường và dải phân cách. - Tại Bình Định: Ngoài việc tuyên truyền sâu rộng đến các đối tượng khách hàng sử dụng điện bằng tờ rơi, Điện lực Bình Định đề ra nội quy “sử dụng điện tiết kiệm hiệu quả” ban hành đến 20 đơn vị trực thuộc. Điện lực Bình Định cũng triển khai đưa bóng đèn compact tiết kiệm điện đến với khách hàng sử dụng điện trên địa bàn toàn tỉnh. - Tại Quảng Bình điện lực tỉnh cũng đã chỉ đạo các chi nhánh điện đôn đốc tới từng hộ gia đình ở các khu dân cư hạn chế sử dụng các thiết bị tiêu thụ điện lớn như máy điều hòa, bình nước nóng, bàn là điện ...trong giờ cao điểm; tắt các thiết bị điện, đèn chiếu sáng khi không có nhu cầu sử dụng; khuyến khích các hộ gia đình dùng các loại bóng đèn compact và huỳnh quang thay thế các loại bóng đèn có hiệu suất thấp. Ngoài những biện pháp mà chính quyền đưa ra thì người dân còn vận động nhau sử dụng các thiết bị tiết kiệm điện hoặc sử dụng nguồn năng lượng khác. Các thiết bị được dùng để tiết kiệm điện chủ yếu là dùng năng lượng mặt trời, năng lượng gió, biogas. Thay vì sử dụng các thiết bị nấu nướng bằng điện như trước đây thì thay vào đó là các bếp gas sử dụng gas sinh ra từ hầm biogas của gia đình. Sử dụng máy nước nóng năng lượng mặt trời thay cho máy nước nóng trước đó sử dụng điện,… 4.5.Một số mô hình nhà máy nhiệt điện sử dụng trấu làm nguồn nhiên liệu đầu vào trên thế giới và tại Việt Nam. 4.5.1 Trên thế giới. Trên thế giới loại hình nhà máy tạo ra điện từ việc đốt phế phẩm nông nghiệp đã được ứng dụng rất lâu và mang lại hiệu quả lớn. Tại Thái Lan có hai nhà máy nhiệt điện từ trấu tại tỉnh Pathumtani (10MW) và Nakorn Ratchasima (2,5MW), lượng tro trấu sau khi đốt trấu được đem bán lại cho các nhà máy gốm sứ, tận dụng luôn được lượng tro. - Ngoài ra còn có nhà máy điện trấu ở Perac, Malaysia có công suất 1.5MW. Tuy là nước có ít tiềm năng hơn nước ta nhưng tại Campuchia cũng có nhà máy điện trấu tại tỉnh Ang Soul với công suất 2MW. 4.5.2 Tại Việt Nam. Các nhà máy phát điện từ trấu đa số đều tập trung ở vùng ĐBSCL, nơi có diện tích trồng lúa lớn, và có nhiều nhà máy xay xát đáp ứng cung câp lượng trấu đầy đủ cho các nhà máy điện. Tại An Giang, đã xây dựng 2 nhà máy, nhà máy thứ nhất sẽ đặt tại Khu công nghiệp Hòa An, huyện Chợ Mới với tổng diện tích 18 héc ta, công suất điện 10 MW, sẽ giải quyết 120,000 tấn trấu nguyên liệu/năm, dự kiến sẽ hoàn thành đưa vào sử dụng cuối năm 2010. Nhà máy thứ hai với công suất tương đương, đặt tại Khu công nghiệp Thoại Sơn, giải quyết 120,000 tấn trấu/năm. Tại Cần Thơ có nhà máy điện trấu Đình Hải, công suất nhà máy điện đốt trấu giai đoạn 1 là 2MW và 20 tấn hơi/ giờ, lượng trấu tiêu thụ khoảng 6 tấn/giờ. Với công suất này, nhà máy có thể đáp ứng được nhu cầu cung cấp điện và hơi cho cả Khu công nghiệp Trà Nóc 2. 4.6 Đề xuất mô hình nhà máy nhiệt điện chạy bằng trấu cho tỉnh Đồng Tháp. 4.6.1 Cơ sở đề xuất mô hình. Đồng Tháp là địa phương có tiềm năng lớn để phát triển lĩnh vực sản xuất điện từ sinh khối, đặc biệt là từ các phế phẩm nông nghiệp trong đó vỏ trấu là nguồn nhiên liệu có tiềm năng cao. 4.6.1.1 Khả năng tạo ra điện của vỏ trấu. Vỏ trấu có khả năng tạo ra giá trị nhiệt lượng cao và tạo ra lượng điện lớn. Vỏ trấu khi đốt tạo ra giá trị nhiệt lượng là 15MJ/kg [18]. Với giá trị nhiệt lượng tạo ra rất lớn như vậy thì lượng nhiệt thu được là rất lớn. Bảng 4.1 Khả năng sinh nhiệt của vỏ trấu khi đốt. Huyện Khối lượng vỏ trấu tại các nhà máy (tấn/ngày) Giá trị nhiệt lượng tương ứng (MJ) Hồng Ngự 10 150.000 Tam Nông 6 90.000 Thanh Bình 9 135.000 Cao Lãnh 5 75.000 Tháp Mười 25 375.000 Lấp Vò 120 1.800.000 Lai Vung 6 90.000 Tổng 181 2.751.000 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 thường (direct-fired or conventional steam approach), nhiệt phân (pyrolysis), đốt kết hợp co-firing, khí hóa (biomass gasification). Công nghệ lò hơi. Đây là 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. Phương pháp lò hơi thông thường, không khí được chuyển vào lò từ phía bên trên nhưng sinh khối vẫn được tải xuống phía dưới đáy lò. Nhiệt tạo ra từ quá trình đốt dùng để cung cấp cho lò hơi, lượng hơi sinh ra dùng để quay máy phát điện. 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 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. Công nghệ đốt liên kết đem lại nhiều tác động tích cực đến môi trường, bao gồm việc giảm tỷ lệ khí gây hiệu ứng nhà kính, mưa axít. Ngoài ra, việc đốt liên kết sinh khối-than cũng giúp giảm đáng kể lượng khí thải CO2. Nhưng phương pháp 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). Nhiêt 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 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 phân (pyrolysis oil), than hoặc khí tổng hợp (char & syngas). Các sản phẩm này có thể được sử dụng tương tự như dầu khí để tạo điện năng. Như vậy, quá trình nhiệt phân không tạo ra tro hoặc năng lượng một cách trực tiếp, mà nó chuyển sinh khối thành các nhiên liệu có chất lượng cao hơn. Tiến trình này bắt đầu từ việc hun khô sinh khối để tăng tối đa hiệu suất đốt, tương tự như trong quá trình đốt trực tiếp. Khí hóa sinh khối. Sinh khối dạng rắn có thể được chuyển thành dạng khí, được gọi là khí tổng hợp (syngas). Khí này có thể cung cấp cho các turbine chu kỳ liên hợp hoặc các kỹ thuật chuyển đổi khác nhưng các nhà máy nhiệt chạy than. Cho đến nay, quá trình khí hóa vẫn chưa được ứng dụng rộng trong thực tế mà chỉ vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm kỹ thuật. Các lò chuyển đổi sinh khối rắn thành khí đốt nóng sinh khối ở một môi trường mà tại đó sinh khối rắn phân hủy chuyển thành khí dễ cháy. Quá trình này có thuận lợi hơn so với việc đốt trực tiếp. Khí sinh học có thể được làm sạch và lọc để phân loại và tách các hợp chất hóa học có thể có hại. Sản phẩm khí có thể được dùng ở các máy phát điện hiệu suất cao – như liên hợp turbine khí và hơi – để sản xuất điện năng. Hiệu suất của những hệ thống dạng này có thể lên đến 60%. Mặc dù có nhiều công nghệ để sản xuất điện từ phế phẩm nông nghiệp nhưng công nghê lò hơi là được sử dụng nhiều nhất. Bởi vì công nghệ này đơn giản, dễ vận hành, không yêu cầu kỹ thuật cao như các công nghệ khác. Lượng nhiệt sinh ra được sử dụng trực tiếp cung cấp cho lò hơi để tạo ra nguồn điện mà không phải qua bước trung gian nào khác, và lượng khí thải sinh ra từ quá trình đốt là không đáng kể. Từ những công nghệ đốt sinh khối tạo ra điện trên thế giới các nhà khoa học Việt Nam đã nghiên cứu tạo ra lò đốt sinh khối phù hợp với điều kiện Việt Nam. Dựa trên những nguyên lý của công nghệ đốt lò hơi, các chuyên gia Việt Nam đã tạo ra lò đốt tầng sôi để đốt sinh khối tạo ra điện. Công nghệ này cho cho phép ta thu được nguồn điện nhanh không mất nhiều thời gian, công nghệ đơn giản, dễ vận hành, có thể tận dung tối đa lượng nhiệt sinh ra trong quá trình đốt. Khi sử dụng công nghệ lò đốt tầng sôi thì 81% lượng hơi nước sinh ra được dùng làm quay turbin phát điện, còn 19% hơi thứ cấp dùng để sấy nông sản [15]. Bảng 4.2 Lượng hơi nước sinh ra từ đốt vỏ trấu. Địa bàn Khối lượng trấu tại nhà máy (kg/h) Lượng hơi nước sinh ra dùng để quay turbin phát điện (kg/h) Lượng hơi nước sinh ra dùng để sấy nông sản (kg/h) Hồng Ngự 417 2.083 (15 bar) 463 (3 bar) Tam Nông 250 1.250 (9 bar) 278 (2 bar) Thanh Bình 375 1.875 (13.5 bar) 416 (3 bar) Cao Lãnh 208 1.042 (8 bar) 231 (2 bar) Tháp Mười 1042 5.208 (37.5 bar) 1.156 (9 bar) Lấp Vò 5,000 25.000 (180 bar) 5.550 (40 bar) Lai Vung 250 1.250 (9 bar) 278 (2 bar) Tổng 7.542 37.708 (272 bar) 8.371 (60 bar) Theo tính toán thì 2 kg trấu tạo ra được 1KW điện (tương ứng với 10 kg hơi nước thì sẽ làm turbin tạo ra được 1KW điện) [14]. Như vậy với lượng hơi ở trên thì ta có sản lượng điện tương ứng. Bảng 4.3 Sản lượng điện tạo ra từ vỏ trấu. Huyện Lượng hơi nước sinh ra dùng để quay turbin phát điện (kg/h) Sản lượng điện tạo ra tương ứng (KWh) Hồng Ngự 2.083 (15 bar) 208 Tam Nông 1.250 (9 bar) 125 Thanh Bình 1.875 (13.5 bar) 187 Cao Lãnh 1.042 (8 bar) 104 Tháp Mười 5.208 (37.5 bar) 520 Lấp Vò 25.000 (180 bar) 2.500 Lai Vung 1.250 (9 bar) 125 Tổng 37.708 (272 bar) 1.508 Đây mới chỉ là số liệu tính toán trên số lượng vỏ trấu mà đề tài khảo sát được, trên thực tế thì tiềm năng sản xuất điện từ vỏ trấu tại tỉnh Đồng Tháp còn lớn hơn nhiều. 4.6.1.2 Nhu cầu dùng điện của người dân và khả năng cung cấp điện của điện lưới quốc gia. Dựa vào nguồn thông tin thu được từ các phiếu khảo sát, đề tài thống kê nhu cầu sử dụng điện và lượng điện tiêu thụ thực tế tại các hộ gia đình và trong các nhà máy sản xuất như sau: Bảng 4.4 Nhu cầu tiêu thụ điện và lượng điện cung cấp tại hộ gia đình ở các địa bàn khảo sát. Địa bàn Nhu cầu tiêu thụ điện trong hộ gia đình (KW/tháng) Lượng điện cung cấp cho hộ gia đình(KW/tháng) Hồng Ngự 10,200 8,840 Tam Nông 11,400 9,880 Thanh Bình 10,200 8,840 Cao Lãnh 11,400 9,880 Tháp Mười 8,400 7,280 Lấp Vò 6,000 5,200 Lai Vung 11,400 9,880 Châu Thành 9,300 8,060 Tổng 78,300 67,860 Bảng 4.5 Nhu cầu tiêu thụ điện và lượng điện cung cấp cho nhà máy, xưởng cưa tại các địa bàn khảo sát. Địa bàn Nhu cầu tiêu thụ điện tại các nhà máy (KW/tháng) Lượng điện cung cấp cho các nhà máy (KW/tháng) Hồng Ngự 65.000 44.000 Tam Nông 36.000 26.400 Thanh Bình 61.500 39.600 Cao Lãnh 32.500 22.000 Tháp Mười 150.000 110.000 Lấp Vò 720.000 528.000 Lai Vung 38.500 26.400 Châu Thành 2,00 2.430 Tổng 1.106.000 798.830 Từ bảng các bảng thống kê có thể nhận thấy rằng sự chênh lệch lớn giữa nhu cầu sử dụng điện và khả năng cung cấp điện cùa điện lưới quốc gia. Dựa vào các hình thức sản xuất điện từ thuỷ điện và nhiệt điện thì không đủ để đáp ứng. Bởi vì hiện nay, tình hình khí hậu thay đổi liên tục, giá các nguồn nhiên liệu hoá thạch hiện nay đang biến động bất thường có chiều hướng gia tăng nên có thể sản lượng điện bị cắt giảm do thiếu nhiên liệu. 4.6.1.3 Lợi ích kinh tế. Vỏ trấu là phế phẩm từ cây lúa nên giá thành thấp hơn rất nhiều so với than đá, dầu mỏ. Giá trấu hiện nay tại các nhà máy được bán với giá trung bình là 100đ/kg vào mùa cao điểm của các nhà máy xay xát (từ tháng 2 đến tháng 7). Trong khi đó giá các loại nhiên liệu hoá thạch cao hơn nhiều lần so với giá trấu. Theo EVN những năm gần đây EVN đã tiến hành nhập khẩu than để đảm bảo sản xuất đủ nguồn điện phục vụ, giá than nhập khẩu 120USD/tấn. Bảng 4.6 So sánh giá các loại nhiên liệu dùng sản xuất điện. Loại nhiên liệu Giá mua vào (đ/đơn vị) Lượng điện tạo ra (KW) Than đá 2.466 đ/kg 2 Vỏ trấu 100 đ/kg 0,2 4.6.1.4 Yếu tố môi trường. Lượng khí thải sinh ra từ việc khí hoá trấu để sản xuất điện là rất thấp, trong khi đó các loại khí sinh ra từ việc đốt than đá tạo ra điện có nhiều loại khí độc hại cho sức khoẻ con người và gây hiệu ứng nhà kính. Tính trung bình 1KWh điện tạo ra từ khí hoá trấu thải ra 0,422kg CO2 [11]. Trong khi đó để tạo được 1KWh điện từ than đá thì phải ra không khí lượng CO2 là 9,5 kg CO2 [28] Lợi ích của việc sản xuất điện từ phế phẩm nông nghiệp vừa giải quyết được tình trạng ô nhiễm môi trường vừa tạo thêm thu nhập cho người dân từ việc bán phế phẩm và một điều quan trọng nửa là tạo ra được nguồn điện cung cấp trở lại cho người dân. Một lợi ích lớn về môi trường mà mô hình mang lại đó là có thể tận dụng tro trấu sau khi đốt làm chất phụ gia cho xi măng, vật liệu xây dựng, trung bình đốt 100kg vỏ trấu thu được 20kg tro [15]. Khi đốt trấu bằng lò đốt tầng sôi thì vừa ít tổn thất nhiệt lượng hơi sinh ra nhiều nên sản lượng điện tạo ra cũng nhiều, bên cạnh đó tro trấu tạo ra có giá trị cao hơn vì hàm lượng SiO2 vô định hình với độ hoạt tính cao nên độ hoạt tính trong pozzolan (hoạt tính dùng cho bê tông xi măng) cao. 4.6.1.5 Lợi thế của địa phương. - Đồng Tháp là tỉnh nông nghiệp nên việc tìm nguồn cung ứng phế phẩm nông nghiệp không có gì là quá khó khăn. - Diện tích trồng lúa toàn tỉnh năm 2009 là 450.876 ha, sản lượng đạt gần 3 triệu tấn [28], đáp ứng nhu cầu lớn về lượng phế phẩm của nhà máy. - Tỉnh có chủ trương thu hút đầu tư vào các ngành công nghiệp sạch, đầu tư và các nguồn năng lượng tái tạo phục vụ sinh hoạt và sản xuất. Các bước thực hiện mô hình. 4.6.2.1 Xác định mục tiêu của nhà máy. Xử lý rác thải nông nghiệp từ các nhà máy xay xát,tạo môi trường xanh, sạch cho nhà máy và cộng đồng dân cư trong khu vực. Cung cấp điện trực tiếp cho nhà máy để nâng cao năng lực sản xuất và xuất khẩu, cung cấp điện cho khu vực dân cư trong khu vực. Tạo nguồn thu cho doanh nghiệpvà đóng góp quỹ môi trường cho địa phương bằng cách giảm lượng khí thải -Hình thành một dạng vật liệu xây dựng mới phục vụ cho ngành công nghiệp xi măng và các ngành vật liệu xây dựng khác từ tận dụng tro của nhà máy- Xây dựng mô hình phát triển Nông nghiệp bền vững. Góp phần vào chương trình ứng phó biến đổi khí hậu toàn cầu. Tham gia giải quyết tình hình thiếu điện hiện nay của cả nước. Tiết kiệm được năng lượng điện do tạo nguồn điện năng tại chỗ nên giảm được tiêu hao trên đuờng truyền. 4.6.2.2 Xác định nơi đặt nhà máy. Vị trí đặt nhà máy là những nơi có nguồn nhiên liệu vỏ trấu dồi dào, thuận lợi cho việc vận chuyển, … Việc xác định vị trí rất quan trọng bởi vì nếu không chọn được địa điểm thích hợp thì trong quá trình sản xuất sẽ gặp nhiều khó khăn vì nhiều nguyên nhân như: thiếu nguồn nhiên liệu cung ứng ảnh hưởng đến công suất của nhà máy, hoặc tăng chi phí sản xuất điện vì phí vận chuyển lớn,… 4.6.2.3 Xác định công suất nhà máy. Cần phải khảo sát nhu cầu dùng điện, khả năng cung cấp nguồn trấu của các nhà máy xay xát máy xay xát để xác định công suất của nhà máy, để giảm chi phí lắp đặt các thiết bị, giảm vốn đầu tư, tăng tính khả thi về mặt kỹ thuât và kinh tế. 4.6.2.4 Công nghệ sử dụng trong nhà máy. Dây chuyền công nghệ cũng là một phần quyết định lượng điện tạo ra nhiều hay ít vì nếu công nghệ sử dụng cũ, không khoa học thì lượng nhiệt sinh ra khi đốt trấu sẽ bị thất thoát lớn làm hơi nước sinh ra ít và dẫn đến sản lượng điện giảm. Công nghệ được sử dụng hiện nay là lò đốt tầng sôi. Công nghệ này có thể kiểm soát được nhiệt độ đốt làm tăng giá trị của tro trấu sau khi đốt vì giữ lại hàm lượng SiO2 cao, khả năng lượng nhiệt thu được lớn, ít thất thoát, tránh lãng phí. Sơ đồ công nghệ sản xuất điện trấu: Hình 4.12 Sơ đồ công nghệ sản xuất điện từ việc đốt trấu. [29] Trấu được đưa vào lò đốt tầng sôi có kiểm soát nhiệt độ khoảng 750 0 – 850 0C, sinh ra nhiệt, nhiệt này được chuyển sang cung cấp cho lò hơi, lượng hơi sinh ra từ lò hơi được dùng làm quay turbin và làm quay máy phát điện, lượng điện được sinh ra qua máy biến áp và đưa vào mạng lưới cung cấp cho người dùng. 4.6.2.5 Tìm nguồn nhiên liệu cho nhà máy. Mặc dù nguồn nhiên liệu có sẵn nhưng cần phải có biện pháp để đảm bảo nguồn nhiên liệu cung ứng lâu dài, ổn định giá cả thì cần ký kết hợp đồng với các nhà máy xay xát để đảm bảo đủ lượng trấu, ký kết hợp đồng dài hạn, ổn định giá cả. Có thể đề xuất mức giá thu mua 250 đ/kg, mặc dù đa số là bán với giá 100 đ/kg nhưng giá cả thị trường hiện nay không ổn định, mức giá đó có thể làm hài lòng người dân tạo động lực để họ ký hợp đồng lâu dài. 4.6.2.6 Giảm phí vận chuyển và kho bãi Ngoài việc tính toán mức giá thu mua trấu từ các nhà máy xay xát thì còn tìm ra những giải pháp khác để tiết kiệm chi phí và mang lại lợi nhuận cao. Vỏ trấu chiếm thể tích rất lớn nên việc vận chuyển sẽ bị tốn kém, nên nghĩ đến biện pháp ép trấu tại nhà máy xay xát để vận chuyển về nhà máy nhiệt điện. Thể tích trấu là 120kg/m3, nếu vận chuyển từ nhà máy xay xát đến nhà máy điện bằng xe tải 20 tấn, thể tích thùng là 20m3 thì lượng trấu chuyên chở là: TCC = 120*20 =2400kg/m3 Nếu vận chuyển bằng ghe, với thể tích là 60m3 thì khối lượng trấu vận chuyển được là: TCC = 120*60 = 7200kg/m3. Như vậy nếu tính trung bình 1000 tấn trấu thì phải vận chuyển 142 chuyến ghe, hoặc 428 chuyến xe tải. Số lần vận chuyển quá lớn làm tăng chi phí lên rất nhiều. Nếu chọn giải pháp ép tấm trấu tại nhà máy xay xát thì có thể tiết kiệm được một phần chi phí trên. Về cơ bản thì có thể thực hiện mô hình ngoài thực tế dựa trên những bước thực hiện ở trên, tuy nhiên cần tiến hành điều chỉnh thích hợp với từng trường hợp cụ thể. 4.6.3 Các biện pháp hỗ trợ. 4.6.3.1 Cơ quan Nhà Nước. Việt Nam rất chú trọng trong việc khuyến khích các nhà đầu tư đầu tư vào các lĩnh vực năng lượng sạch, điều này thể hiện rõ trong nhiều văn bản pháp lý của Việt Nam: Trong chiến lược phát triển năng lượng của quốc gia của Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2050 nêu rõ “phát triển đồng bộ và hợp lý hệ thống năng lượng: điện, dầu khí, than, năng lượng mới và tái tạo,..” mục tiêu cụ thể là “phấn đầu tăng tỷ lệ các nguồn năng lượng mới và tái tạo lên khoảng 3% tổng năng lượng thương mại”. Trong tình hình thiếu năng lượng như hiện nay thì Nhà Nước nên có những chính sách trong ngắn hạn để hỗ trợ đầu tư trong lĩnh vực năng lượng mới. Tăng giá bán lẻ điện: đây là điều thiết yếu giúp EVN có thể phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu điện đang tăng nhưng đồng thời cũng giúp EVN trả giá cao hơn trong các hợp đồng mua bán điện, điều cần thiết để khuyến khích đầu tư vào lĩnh vực năng lượng mới. Phát triển khung pháp lý trong lĩnh vực điện để vừa kiểm soát các nhà đầu tư vừa tạo sự an tâm cho họ. 4.6.3.2 Hỗ trợ của Uỷ Ban Nhân Dân tỉnh Dựa trên cơ sở về chiến lược ưu tiên phát triển ngành năng lượng mới của quốc gia, UBND tỉnh nên triển khai thực hiện nhiều biện pháp để thực hiện mục tiêu của quốc gia. Có thể: Quảng bá hình ảnh cong người, tiềm năng phát triển của tỉnh rộng rãi trên các phương tiện, để các nhà đầu tư chú ý. Có những chính sách ưu đãi thuế đối với lĩnh vực đầu tư vào các nguồn năng lượng mới. Kéo dài thời gian cho vay vốn của các dự án để giảm bớt áp lực cho nhà đầu tư. 4.6.3.3 Hỗ trợ của các Sở ban Ngành liên quan. Để bảo đảm nhà máy hoạt động tốt thì cần phải có sự hỗ trợ từ nhiều phía. Các sở, các nghành cần phối hợp hỗ trợ. Giữ ổn định diện tích canh tác lúa để đảm bảo cung ứng đủ nguồn trấu cho nhà máy. Giúp bà con nông dân ứng dụng khoa học vào trồng lúa, tìm đầu ra cho mặt hàng lúa gạo, kiểm soát chặt chẽ giá lúa trên thị trường để người dân không chuyển đổi sang cây trồng khác. Công ty điện lực thì cần phải xem xét đưa ra mức giá mua điện hợp lý để doanh nghiệp có lãi và tiếp tục duy trì hoạt động. 4.6.3.4 Hỗ trợ từ các nhà chuyên môn, các trường Đại học Sẵn sàng chuyển giao công nghệ mới giúp việc sản xuất điện hiệu quả và an toàn hơn. Sẵn sàng hướng dẫn kỹ thuật, cách vận hành, kiểm soát và xử lý các sự cố từ nhà máy. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Kết quả đạt được của đề tài: Qua ba tháng thực hiện đề tài, mặc dù trong quá trình thực hiện cũng gặp không ít khó khăn và còn nhiều hạn chế nhưng trên cơ bản đề tài cũng đã thực hiện được các nhiệm vụ đã đề ra như lúc bắt đầu thực hiện. Dựa vào các tài liệu tham khảo được từ các sách, báo, tài liệu hội thảo và các trang web có uy tín đề tài đã giới thiệu sơ lược về các loại phế phẩm nông nghiệp phổ biến hiện nay, giới thiệu về các ứng dụng của các loại phế phẩm này trong đời sống. Thông qua quá trình khảo sát, trên cơ bản đề tài đã nắm bắt được cơ cấu cây trồng – vật nuôi tại các huyện trong địa bàn tỉnh, biết được thế mạnh của từng vùng để quá trình khảo sát được tiến hành nhanh, thu thập được những thông tin chính xác. Bên cạnh đó đề tài còn thống kê được tình hình sử dụng các loại phế phẩm nông nghiệp của người dân. Từ thực tế là các hình thức sử dụng phế phẩm của người dân còn nghèo nàn, chưa có quy mô và chiều sâu nên đề tài đã đề xuất mô hình sử dụng trấu làm nguồn nhiên liệu sản xuất điện. Mô hình một mặt giải quyết được tình trạng ô nhiễm môi trường, mặt khác giải quyết được phần nào việc thiếu hụt điện cung cấp cho người dân và cũng mang lại lợi ích kinh tế cho người dân. Thực hiện mô hình nhà máy nhiệt điện bằng phế phẩm nông nghiệp mà cụ thể ở đây là vỏ trấu là việc tưởng chừng như rất nhỏ nhưng mang lại hiệu quả rất lớn. Sản xuất điện từ trấu nhờ vào công nghệ lò đốt tầng sôi, không những tạo ra được nguồn điện cung cấp cho người dân xung quanh mà còn giải quyết được một vấn đề lớn về môi trường. Việc dùng vỏ trấu sản xuất điện góp phần giảm thải lượng phát thải khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính, không phát sinh ra các khí độc hại như nhà máy nhiệt điện chạy bằng nhiên liệu hoá thạch, giải quyết được vỏ trấu tồn đọng trong các nhà máy xay xát, mang về cho các chủ nhà máy nguồn lợi lớn. Những nhà máy điện trấu đa phần là có công suất nhỏ hơn nhiều lần so với nhà máy điện than, nhưng nhờ có quy mô nhỏ nên nó có thể có mặt ở khắp nơi, tận dụng và xử lý một lượng trấu rất lớn ở rãi rác khắp nơi, chi phí đầu tư ít hơn nên dễ triển khai thực hiện và nhanh thu hồi vốn, góp một phần sản lượng điện vào điện lưới quốc gia. Hạn chế của đề tài. Mặc dù đề tài cũng đã đạt được một số kết quả quan trọng nhưng vẫn còn nhiều vấn đề chưa thực hiện được. Vì thời gian có hạn nên chỉ mới tiến hành khảo sát tại một số huyện tiêu biểu, chưa tiến hành khảo sát được trên quy mô rộng hơn. Bên cạnh đó, đề tài cũng chưa ước tính được chính xác tiềm năng sản xuất điện trên quy mô toàn tỉnh. Đề tài cũng chỉ mới dừng lại ở bước đề xuất mô hình nhà máy điện trấu mà chưa đề xuất được các bước triển khai chi tiết mô hình này trên thực tế. Mặt khác, đề tài chỉ mới quan tâm đến công nghệ sản xuất điện từ vỏ trấu, chưa đưa ra được các giải pháp cho các loại phế phẩm nông nghiệp khác. KIẾN NGHỊ Việt Nam là một nước nông nghiệp nên tiềm năng về phế phẩm nông nghiệp là rất lớn, và tỉnh Đồng Tháp cũng vậy. Nhưng trên thực tế thì các dự án đầu tư vào lĩnh vực này còn quá ít, chưa tận dụng hết tiềm năng. Để phát triển lĩnh vực năng lượng sạch trong tương lai thì cần phải có nhiều chương trình, chính sách ưu tiên cho lĩnh vực này hơn nữa. Và sau đây là một số kiến nghị mà đề tài đưa ra: Xây dựng chiến lược ưu đãi lâu dài đối với các ngành công nghiệp sạch, ngành năng lượng mới. Nhân rộng mô hình nhà máy điện từ phế phẩm nông nghiệp ở nhiều nơi trong tỉnh, quy mô nhà máy có thể là ở mức độ vừa và nhỏ. Thành lập mạng lưới cung cấp, vận chuyển nguồn nhiên liệu đến nhà máy. Xem xét nâng giá mua điện từ các nhà máy để khuyến khích nhà đầu tư mạnh dạn đầu tư. Hỗ trợ kỹ thuật và chuyên môn cho cán bộ, công nhân nhà máy. Tạo nơi lưu trữ thông tin, thông tin lưu trữ ở nhiều khía cạnh để cung cấp thêm thông tin cho nhà máy, khi có đủ thông tin thì các nhà đầu tư mới có thể quyết định. Xây dựng khung pháp lý để kiểm soát hoạt động của nhà máy.