Nghiên cứu đánh giá thực trạng, xác định công nghệ đốt tầng sôi bằng các chất thải sinh khối dùng trong phát nhiệt điện

nay, chØ cã mét sè Ýt nhµ m¸y thÝ ®iÓm. CÇn nghiªn cøu, thùc nghiÖm ®Ó ®¸nh gi¸ tiÒm n¨ng vµ giíi h¹n cña c«ng nghÖ nµy. Mét trong nh÷ng øng dông trùc tiÕp vµ quan träng nhÊt cña hÖ thèng sö dông n¨ng l−îng lµ s¶n xuÊt ethanol tõ sinh khèi. ë Mü, hiÖn nay mçi n¨m trªn 5 tû lÝt nhiªn liÖu ethanol ®−îc s¶n xuÊt tõ sinh khèi b»ng c«ng nghÖ lªn men sö dông tinh bét ng« lµm nguyªn liÖu. Nguyªn nh©n ch−a ®−îc øng dông c«ng nghÖ nhiÖt ph©n ë c¸c n−íc kh¸c v× vèn ®Çu t− lín, gi¸ thµnh cao. 3.3. Mét vµi ®Æc ®iÓm vµ h¹n chÕ sinh khèi dïng qu¸ tr×nh ph¸t triÓn c«ng nghÖ ®ång ph¸t ®iÖn - nhiÖt 3.3.1. Mét vµi ®Æc tr−ng cña chÊt phÕ th¶i sinh khèi ë ViÖt Nam. Thµnh phÇn c¬ b¶n cña sinh khèi lµ æn ®Þnh, bao gåm: Carbon: 40 - 50%; Oxy: 40 - 44%; Hydro: 6%. Do thµnh phÇn vËt lý thay ®æi trong d¶i réng, cho nªn ¶nh h−ëng ®Õn quy tr×nh øng dông. §Æc tr−ng vËt lý sinh khèi ®−îc biÓu hiÖn bëi: hµm l−îng h÷u c¬, ®é Èm, kh¶ n¨ng cung cÊp n¨ng l−îng, cì h¹t, l−îng t¹p chÊt vµ gi¸ trÞ n¨ng l−îng. §Ó cã quyÕt ®Þnh ®Çu t− phï hîp cÇn quan t©m ®Õn: * TÝnh s½n cã cña sinh khèi §Ó tr¸nh t×nh tr¹ng thiÕu nguyªn liÖu ®Çu “vµo” vµ nh»m ph¸t huy c«ng suÊt cña d©y chuyÒn c«ng nghÖ, ®ßi hái nguån nguyªn liÖu ph¶i æn ®Þnh. Muèn thÕ, vÊn ®Ò ®Æc biÖt quan t©m ®èi víi vïng cã nhiÒu chÊt th¶i sinh khèi (nh− T©y Nguyªn, §«ng Nam bé, §ång B»ng sång Cöu Long ë n−íc ta) lµ viÖc chuyªn chë nguyªn liÖu tõ c¸c xÝ nghiÖp chÕ biÕn vÒ n¬i s¶n xuÊt n¨ng l−îng. * TÝnh phô thuéc mïa vô S¶n xuÊt n«ng nghiÖp mang tÝnh thêi vô, lu«n cã sù biÕn ®éng vÒ nguån cung cÊp. VÊn ®Ò ®Æt ra lµ cÇn quan t©m ®Õn kho dù tr÷ (vÝ dô mïn c−a cña x−ëng chÕ biÕn gç, trÊu tõ nhµ m¸y xay x¸t, vá cµ phª ph¶i ®−îc dù trö qua nhiÒu vô s¶n xuÊt. 64 * Xö lý s¬ bé vµ t¸ch t¹p chÊt Kinh nghiÖm sö dông d©y chuyÒn c«ng nghÖ ®èt tÇng s«i t¹o nhiÖt ®iÖn tõ chÊt phÕ th¶i sinh khèi lµ trÊu, mïn c−a, yªu cÇu lµ cÇn xö lý s¬ bé tr−íc khi ®−a vµo lß ®èt. Víi trÊu: cÇn lo¹i bá t¹p chÊt khi ®−a vµo d©y chuyÒn cung cÊp (v× cã nhiÒu r¸c, giÎ r¸ch lµm t¾c nghÏn bé phËn cÊp liÖu). Víi mïn c−a dïng cho c¸c lß ®èt cung cÊp nhiÖt cho d©y chuyÒn chÕ biÕn gç cÇn nghiÒn nhá ®¶m b¶o yªu cÇu chuyÒn t¶i vµo lß ®èt. 3.3.2. Nh÷ng h¹n chÕ khi sö dông phÕ th¶i sinh khèi trong n«ng nghiÖp * TiÒm n¨ng chÊt th¶i sinh khèi lµ rÊt lín. Tuy nhiªn ®Ó biÕn tiÒm n¨ng nµy thµnh hiÖn thùc cÇn c¸c kiÕn thøc c«ng nghÖ, thiÕt bÞ vµ c¬ chÕ, chÝnh s¸ch phï hîp. KÕt qu¶ ®iÒu tra ë c¬ së s¶n xuÊt vµ c¸c chuyªn gia trong lÜnh vùc sö dông n¨ng l−îng t¹i m−êi hai TØnh cã nhiÒu chÊt phÕ th¶i sinh khèi cho thÊy râ: chÊt phÕ th¶i sinh khèi tuy cã nhiÒu, nh−ng míi sö dông gç, cñi ®Ó ®un nÊu; trÊu, vá cµ phª vµ c¸c chÊt phÕ th¶i kh¸c ®Òu bÞ th¶i bá, kh«ng (hoÆc rÊt Ýt) sö dông. Nguyªn nh©n chÝnh lµ thiÕu kinh nghiÖm, c«ng nghÖ, th«ng tin, ph−¬ng ph¸p sö dông. Do chÝ phÝ ®Çu t− cao, mÆc dï cã th«ng tin nh−ng ng−êi d©n kh«ng thÓ bá tiÒn ®Ó x©y dùng nh÷ng d©y chuyÒn ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn, hoÆc sö dông nhiÖt ®Ó lµm kh« n«ng s¶n víi gi¸ thµnh ban ®Çu cao. * Nh÷ng vÊn ®Ò cÇn quan t©m: - C¸c chÊt phÕ th¶i sinh khèi tõ s¶n xuÊt n«ng l©m nghiÖp ë ViÖt Nam (còng nh− ë c¸c n−íc trong khu vùc) ®Òu cã nhiÖt trÞ cao. Sö dông chÊt th¶i sinh khèi tõ trÊu, gç mïn c−a v.v… qua kinh nghiÖm c¸c n−íc trong khu vùc tham gia ch−¬ng tr×nh hîp t¸c kinh tÕ kü thuËt óc - ASEAN (pha 3) ®Òu cho thÊy: ®Ó vËn hµnh mét hÖ thèng ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn tõ sinh khèi ®ßi hái kü n¨ng thao t¸c thµnh thôc, quan t©m nhiÒu ®Õn vËn hµnh, b¶o d−ìng. Nh÷ng c¬ së nhiÒu chÊt th¶i sinh khèi ®−îc, sö dông ®Ó ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn ®¶m b¶o c«ng suÊt ph¶i lín, (>200 kW) míi mang l¹i hiÖu qu¶, hÖ thèng ®ång ph¸t cÇn cung cÊp ®ñ n¨ng l−îng cho qu¸ tr×nh chÕ biÕn trong néi bé nhµ m¸y,®ång thêi tiÕt kiÖm n¨ng l−îng cho c¬ së øng dông. - VÒ chi phÝ ®Çu t− Do hiÖu suÊt lß h¬i thÊp, dÉn ®Õn hiÖu suÊt ph¸t ®iÖn thÊp vµ suÊt ®Êu t− cao. B¶ng3.3 giíi thiÖu hiÖu suÊt nhµ m¸y ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn vµ suÊt ®Çu t−. 69 * T¹i Gia Lai Trong vô thu ho¹ch ng« (th¸ng 8) vµ cµ phª th¸ng 11, th¸ng 12 t¹i Gia Lai l−îng m−a lín, ®é Èm rÊt cao. Sè l−îng ng« ®−a vµo sÊy: 30 tÊn; Cµ phª ®−a vµo sÊy: 50 tÊn; Céng : 80 tÊn §é Èm ng« ban ®Çu: 29 ÷ 30%. Sau 8 giê sÊy ®−a ®é Èm xuèng cßn 14%. Cµ phª khi thu mua vÒ ®é Èm: 20%, sÊy xuèng cßn 13%. Tæng chi phÝ n¨ng l−îng ®iÖn, nh©n c«ng, khÊu hao v.v… nh− sau: - Cho mét tÊn ng«: 50.000 ÷ 60.000 ®; - Cho mét tÊn cµ phª: 80.000 ÷ 100.000 ®; - Gi¸ than kÝp lª t¹i Gia Lai: 120.000 ®/tÊn Lîi nhuËn tÝnh ®−îc cho mçi tÊn ng«: 50.000 ® vµ cho mét tÊn cµ phª lµ 100.000 ®. HiÖn nay ®ang më réng d©y chuyÒn sÊy theo c«ng nghÖ trªn t¹i Gia Lai vµ Dak lak. 70 KÕT LUËN - KIÕN NGHÞ KÕT luËn 1. VÊn ®Ò sö dông chÊt phÕ th¶i sinh khèi nh»m t¹o ra nguån nhiÖt-®iÖn lµ hÕt søc cÊp b¸ch ®èi víi n−íc ta. Thùc hiÖn ®Çy ®ñ c«ng nghÖ nµy sÏ mang l¹i lîi Ých tæng hîp vÒ kinh tÕ - x· héi - m«i tr−êng ®Æc biÖt lµ vïng n«ng th«n nhiÒu nguyªn liÖu, nh−ng thiÕu n¨ng l−îng. 2. ë ViÖt nam c¸c d¹ng phÕ phÈm sinh khèi nhiÒu nhÊt lµ trÊu tõ c¸c c¬ së xay x¸t ë §BSCL, mïn c−a vµ vá bµo tõ c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn gç (vµ tre nøa) cã nhiÒu tiÒm n¨ng øng dông c«ng nghÖ ®ång ph¸t nhiÖt-®iÖn. Hµng n¨m nguån phÕ th¶i sinh khèi tõ s¶n xuÊt, chÕ biÕn n«ng l©m s¶n cã thÓ th¶i ra hµng triÖu tÊn, ®¶m b¶o cho c¸c nhµ m¸y ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn vËn hµnh cung cÊp n¨ng l−îng cho kh©u xay x¸t, lµm kh« vµ chÕ biÕn n«ng l©m s¶n. 3. VÒ c«ng nghÖ: Sö dông c«ng nghÖ ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn b»ng chÊt phÕ th¶i sinh khèi (dïng lß ®èt tÇng s«i sö dông h¬i qu¸ nhiÖt, hoÆc ®èt trùc tiÕp v.v...). C«ng suÊt hÖ thèng ph¸t ®iÖn cÇn ®¹t > 200 kW, phôc vô cho qu¸ tr×nh chÕ biÕn vµ lµm kh«, b¶o qu¶n c¸c s¶n phÈm n«ng l©m nghiÖp phï hîp vïng ®ñ nguyªn liÖu “®Çu vµo”, cã nh− vËy d©y chuyÒn míi cã hiÖu qu¶. 4. C«ng nghÖ ®èt tÇng s«i sö dông chÊt th¶i sinh khèi ¸p dông C«ng ty cµ phª S¬n La vµ t¹i x· Ia Ph×n, Gia Lai víi l−îng nhiÖt s¶n ra kho¶ng 700 ÷ 800 kWt, dïng ®Ó sÊy ng«, cµ phª mang l¹i hiÖu qu¶ cao, ®−îc n«ng d©n chÊp nhËn, ®ang chuÈn bÞ ®Ó më réng trong s¶n xuÊt. KIÕN NGHÞ 1. Nhµ n−íc cÇn h×nh thµnh hÖ thèng chÝnh s¸ch nh»m thóc sö dông ®Èy n¨ng l−îng t¸i t¹o nãi chung, trong ®ã cã n¨ng l−îng tõ chÊt phÕ th¶i sinh khèi phôc vô tèt h¬n cho ph¸t triÓn n«ng nghiÖp vµ n©ng cao ®êi sèng céng ®ång. 2. Tr−íc m¾t Nhµ n−íc trî gióp vèn cho mét vµi c¬ së cã nhiÒu “nguyªn liÖu ®Çu vµo” x©y dùng d©y chuyÒn ®ång ph¸t nhiÖt-®iÖn t¹i mét chî g¹o ë §ång b»ng s«ng Cöu long vµ mét xÝ nghiÖp chÕ biÕn s¶n phÈm gç vµ gç rõng trång t¹i T©y Nguyªn. Hµ Néi, 11/2002 Chñ tr× ®Ò tµi nh¸nh GS.TSKH. Ph¹m V¨n Lang ViÖn c¬ ®iÖn n«ng nghiÖp & CNSTH 71 TµI LIÖU THAM KH¶O 1. Bé NN vµ PTNT. Sè liÖu thèng kª Ngµnh n«ng nghiÖp vµ PTNT, Nhµ xuÊt b¶n n«ng nghiÖp, 2002. 2. Tæng Côc thèng kª, Côc Thèng kª Hßa B×nh, Hµ T©y, Gia Lai, Daklak, Long An, §ång Nai, H¶i Phßng. Sè liÖu thèng kª “KÕt qu¶ ®iÒu tra n«ng nghiÖp n«ng th«n n¨m 2001”. 3. ViÖn N¨ng l−îng. Tµi liÖu “Héi th¶o s¶n xuÊt n¨ng l−îng t¸i t¹o tõ c¸c nguån sinh khèi” Hµ néi - 2001 . 4. ViÖn C¬ ®iÖn n«ng nghiÖp. KÕt qu¶ thùc hiÖn d©y chuyÒn c«ng nghÖ ph¸t ®iÖn vµ nhiÖt theo ph−¬ng ph¸p ®èt tÇng s«i dïng trÊu vµ phÕ th¶i sinh khèi trong n«ng nghiÖp ë §ång b»ng s«ng Cöu Long, Hµ néi - 2001. 1 Tãm t¾t b¸o c¸o “ Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ thùc tr¹ng, x¸c ®Þnh c«ng nghÖ ®èt tÇng s«i b»ng c¸c chÊt th¶i sinh khèi dïng trong ph¸t nhiÖt ®iÖn” §Ò tµi nh¸nh: KC 07. 04. 04. Thuéc ®Ò tµi: KC 07. 04 I. Thùc tr¹ng s¶n xuÊt, chÕ biÕn n«ng l©m s¶n vµ vÊn ®Ò chÊt th¶i sinh khèi. 1.1. Thùc tr¹ng chÕ biÕn n«ng s¶n vµ chÊt th¶i sinh khèi. KÕt qu¶ ®iÒu tra n«ng th«n n«ng nghiÖp vµ thuû s¶n 2001, ®−îc c«ng bè 2003 c¶ n−íc cã 164.158 c¬ s¬ chÕ biÕn n«ng s¶n; 77.153 c¬ së chÕ biÕn l©m s¶n vµ 10.818 c¬ së chÕ biÕn thuû s¶n trªn ®Þa bµn n«ng th«n; tËp trung nhiÒu ë c¸c TØnh Trung Bé, §BSH vµ §BSCL. * VÒ chÕ biÕn gç. C¸c s¶n phÈm tõ gç rõng trång bao gåm c¸c c¬ së chÕ biÕn gç xÎ, méc d©n dông, thñ c«ng mü nghÖ, v¸n nh©n t¹o, d¨m m¶nh m©y tre v.v… Mét sè c¬ s¬ chÕ biÕn lín nh− v¸n d¨m Th¸i Nguyªn 16.500 m3 s¶n phÈm/n¨m; v¸n sîi NghÖ An 15.000 m3 s¶n phÈm/n¨m; nhµ m¸y v¸n sîi Gia Lai 51.000 m3 s¶n phÈm/n¨m. VÒ tre: c¶ n−íc cã kho¶ng 2,6 tû c©y tre, luång, møc ph©n bæ ë c¸c vïng. Mçi n¨m cung cÊp cho c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn kho¶ng 1 triÖu c©y tre, nøa, luång. Tæng hîp chÊt th¶i sinh khèi tõ chÕ biÕn gç, gç rõng trång vµ c¸c chÊt th¶i sinh khèi tõ 1,0 ÷ 1,24 triÖu tÊn/n¨m. * ChÕ biÕn lóa g¹o. Xay x¸t lóa g¹o tËp trung nhiÒu ë c¸c TØnh §BSCL víi trªn 18 triÖu tÊn thãc ®−îc s¶n xuÊt ë 12 TØnh T©y Nam Bé, hµng n¨m ®· xay x¸t ®−îc trªn 16 triÖu tÊn tËp chung ë 12.018 c¬ së xay x¸t cña c¸c thµnh phÇn kinh tÕ vµ 71 c¬ së chÕ biÕn lóa g¹o cña c¶ n−íc do quèc doanh qu¶n lý, tËp trung nhiÒu ë Long An, An Giang, CÇn Th¬, TP. Hå ChÝ Minh v.v… Qua tÝnh to¸n s¬ bé, mçi n¨m cã thÓ thu gom ®−îc 3,5 triÖu tÊn trÊu tõ c¸c c¬ së chÕ biÕn lóa g¹o. * ChÕ biÕn cµ phª. C¶ n−íc cã trªn 20 d©y chuyÒn chÕ biÕn cµ phª ®ång bé quy m« võa, n¨ng suÊt tõ 4 ÷ 5 tÊn/giê tËp trung ë c¸c TØnh T©y Nguyªn, §«ng Nam Bé vµ Trung Trung Bé. Ngoµi ra cßn trªn 100 d©y chuyÒn chÕ biÕn cµ phª quy m« nhá 1 ÷ 2 tÊn/giê. Tæng c«ng suÊt chÕ biÕn gÇn 800.000 tÊn/n¨m. Kh¶ n¨ng cung cÊp chÊt th¶i sinh khèi kho¶ng 400.000 tÊn (n¬i cã thÓ tËp trung). 2 * ChÊt th¶i tõ qu¶ dõa. Dõa lµ c©y lo¹i trång l©u n¨m, s¶n phÈm cña dõa ®a d¹ng, phÇn sinh khèi sö dông ®−îc bao gåm g¸o, x¬ dõa. Vïng trång dõa tËp trung cã kh¶ n¨ng thu gom chÊt th¶i sinh khèi lµ B×nh §Þnh (2.600 ha); TiÒn Giang (8777 ha); VÜnh Long (5348 ha); BÕn Tre (35.568 ha); Cµ Mau (17.790 ha) v.v… Trong tæng sè 101.647 ha diÖn tÝch dõa trång tËp trung. Hµng n¨m vïng trång dõa tËp chung cung cÊp kho¶ng 1,2 triÖu ÷ 1,4 triÖu tÊn chÊt th¶i sinh khèi. * ChÊt th¶i tõ b· mÝa. B· mÝa tõ bªn trong nhµ, m¸y ®−êng ®−îc ®èt ®Ó cung cÊp nhiÖt cho nåi h¬i, kÐo tuèc bin ch¹y m¸y ph¸t, mét phÇn nhiÖt dïng ®Ó sÊy ®−êng vµ c¸c s¶n phÈm sau chÕ biÕn. Tuy nhiªn vÉn cßn tõ 10 ÷ 15% sè b· kh«ng sö dông ®Õn, g©y « nhiÔm m«i tr−êng. Sö dông sè b· nµy trong c«ng nghÖ ®èt tÇng s«i. Víi sè b· mÝa d− thõa ë 44 nhµ m¸y chÕ biÕn ®−êng cã thÓ thu gom kho¶ng 1,4 triÖu tÊn chÊt th¶i sinh khèi. * Vá qu¶ ®iÒu. Vá h¹t ®iÒu lµ nguån chÊt th¶i sinh khèi t¹o ra l−îng nhiÖt cao. C¶ n−íc hµng n¨m thu ho¹ch kho¶ng 200.000 tÊn h¹t ®iÒu tËp trung nhiÒu ë §«ng Nam bé, ngoµi phÇn ®èt trong nhµ m¸y cßn cã thÓ cung cÊp tõ 200.000 ÷ 220.000 tÊn chÊt th¶i sinh khèi. * C©y cao su. C¸c phô phÈm tõ c©y cao su: l¸, cµnh, hoÆc cao su hÕt thêi kú khai th¸c còng t¹o ®iÒu kiÖn cung cÊp chÊt th¶i sinh khèi dïng trong c«ng nghÖ ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn. Víi gÇn 100.000 ha cao su (diÖn tÝch trªn 100 m2) vµ 137.000 c©y cao su ®−îc hé n«ng d©n trång ph©n t¸n hµng n¨m còng sÏ cho ®−îc trªn 1 v¹n tÊn chÊt th¶i sinh khèi. 1.2. T×nh h×nh cung cÊp vµ sö dông ®iÖn trong n«ng nghiÖp vµ n«ng th«n 1.2.1. Tiªu thô ®iÖn vµ gi¸ ®iÖn * Tiªu thô ®iÖn Thùc hiÖn ®−êng lèi c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸ n«ng th«n, n«ng nghiÖp, nh÷ng n¨m qua Nhµ n−íc ®· ®Çu t− x©y dùng hÖ thèng ®iÖn vÒ x·, th«n. Vïng ®ång b»ng, trung du c¬ b¶n ®· cã ®iÖn ®Õn tËn th«n. MiÒn nói, vïng s©u, vïng xa l−íi ®iÖn ph¸t triÓn nhanh so víi 1994. Sè hé dïng ®iÖn vµo sinh ho¹t ngµy cµng nhiÒu, ®êi sèng ®−îc n©ng cao. 3 Tuy nhiªn, vïng cÇn ®iÖn phôc vô cho kh©u lµm kh« n«ng l©m s¶n, chÕ biÕn vµ sinh ho¹t th× l¹i thiÕu, ¶nh h−ëng ®Õn chÊt l−îng s¶n phÈm. B¶ng 1.1 nªu râ møc ®é cung cÊp ®iÖn t¹i vïng cÇn n¨ng l−îng sÊy (lµm kh«) n«ng s¶n. B¶ng 1.1. Cung cÊp ®iÖn cho n«ng th«n X∙ cã ®iÖn Th«n cã ®iÖn Hé cã ®iÖn TT Tªn ®Þa danh Sè x∙ TØ lÖ, % Sè th«n TØ lÖ, % Sè hé TØ lÖ, % Ghi chó 1 §ång b»ng s«ng Hång 1911 99,9 15.421 99,77 3369.632 98,78 2 §«ng B¾c - Cao b»ng Hµ Giang - Lµo Cai - Tuyªn Quang - Phó Thä - Qu¶ng Ninh 1517 118 104 104 134 221 120 81,56 67,43 58,43 64.6 97.81 88,76 91.6 13946 989 574 1524 2105 842 65.06 79,11 32,14 47,19 73.94 81,37 78.99 1125224 38983 230 43767 89703 191.215 102.576 71,98 46,83 12,88 67,39 75,49 84,97 3 T©y B¾c - S¬n La - Hoµ B×nh - Lai Ch©u (cò) 330 123 157 50 62,62 65.08 79,7 35.46 2763 1188 1166 409 42,34 42,2 66,4 20,92 191.071 69.561 96.154 25.356 51,02 47.96 69.2 28 4 B¾c Trung bé - Thanh Ho¸ - NghÖ An - Hµ TÜnh - Qu¶ng b×nh - Qu¶ng TrÞ - Thõa Thiªn HuÕ 1482 517 394 241 119 98 113 90,98 88.98 91.42 100 86,86 83,76 92.96 13990 4586 4696 2539 767 637 765 87,3 84,82 88,91 97.99 77,79 75,12 83.97 169.7475 601461 498.888 257.708 133911 82920 122587 88,42 86.31 90,16 94,69 88.01 86,67 81,92 5 Duyªn H¶i MiÒn Trung - Qu¶ng Nam - Qu¶ng Ng·i - B×nh §Þnh - Phó Yªn - Kh¸nh Hoµ 596 160 117 126 75 104 86,75 82.9 71.78 100 86,21 100 3263 1002 543 784 349 467 80,55 76,72 63,66 96,55 73.01 97.9 917643 237.250 189.246 228.594 - 114.648 85.45 86.75 79.43 90,5 78,84 89.02 6 T©y Nguyªn - Kontum - Gia Lai - D¨kl¨k (cò) - L©m §ång 381 48 121 124 88 75.45 68,57 79.61 71,26 80,73 2983 358 752 1266 607 55,19 56,38 46.91 55,94 67,15 331.262 29680 67.062 154.742 79.778 51.56 62.71 44.77 50,45 57,54 7 §«ng Nam bé - Ninh ThuËn - B×nh Ph−íc - T©y Ninh - B×nh D−¬ng - §ång Nai - B×nh ThuËn - Bµ RÞa – Vòng Tµu 585 44 69 79 66 133 85 48 98,65 100 98,57 100 100 100 92.39 100 3032 182 372 417 335 663 391 292 87,30 93,33 59,33 98,58 95,44 89,36 85,7 97,6 937.711 63.158 52.394 144.397 103.261 219.823 110.573 77.039 75.48 82,90 37,14 78.99 87.42 75.82 73.68 78.63 8 §ång b»ng s«ng Cöu Long - Long An - §ång Th¸p - An Giang - TiÒn Giang - VÜnh Long - BÕn Tre - Kiªn Giang 1208 162 120 117 144 94 - - 99,02 100 100 99,15 100 100 - - 6754 778 490 519 862 738 - - 83.40 93,2 92.8 87.5 99.5 96 - - 175.5640 199.042 182.823 249.977 292.956 147.356 - - 61.91 82.66 62,5 71,66 92.43 774 - - C¶ n−íc 8010 89.66 62.152 77,24 103.25658 7904 Nguån: Tæng côc Thèng kª, 2003 4 Mét ®iÒu rÊt nghÞch lý lµ, do ®iÒu kiÖn ®Þa lý, kinh tÕ - x· héi cho nªn vïng miÒn nói, vïng s©u tuy nhiÒu tiÒm n¨ng ph¸t ®iÖn b»ng n¨ng l−îng t¸i t¹o, hoÆc cã nhiÒu chÊt th¶i sinh khèi, nh−ng ch−a ®ñ ®iÖn sö dông. TØ lÖ x· cã ®iÖn cßn thÊp: vïng T©y Nguyªn míi ®¹t 75,5%; T©y B¾c 62,6%; Hµ Giang, Lµo Cai, Lai Ch©u, S¬n La: tõ 35,5% ®Õn 65%. Vïng nhiÒu lóa g¹o, nhiÒu chÊt th¶i sinh khèi cã kh¶ n¨ng thu gom nh− ë 10 TØnh §ång b»ng s«ng Cöu Long còng míi chØ ®¹t 62% sè hé ®−îc cung cÊp ®iÖn. * VÒ gi¸ ®iÖn: Gi¸ ®iÖn n«ng th«n cßn cao h¬n gi¸ ®iÖn khu vùc thµnh thÞ. §Õn th¸ng 10/2001 céng 19 tØnh gi¸ ®iÖn cao h¬n 700 ®ång/kWh lµ H¶i D−¬ng, H−ng Yªn, Hµ Nam. Nam §Þnh, Ninh B×nh, Th¸i Nguyªn, Qu¶ng Ninh, Hoµ B×nh, Thanh Ho¸, NghÖ An, Hµ TÜnh, §µ N½ng, Qu¶ng Nam, Long An, An Giang, TiÒn Giang, BÕn Tre, CÇn Th¬, Sãc Tr¨ng. 1.2.2. Tiªu thô ®iÖn n¨ng t¹i vïng nhiÒu nguyªn liÖu chÕ biÕn VÒ sö dông n¨ng l−îng ë vïng chÕ biÕn cµ phª thuéc c¸c TØnh T©y Nguyªn hiÖn cßn khiªm tèn. B¶ng 1.2 tæng hîp sè liÖu tiªu thô ®iÖn n¨ng vµ c«ng suÊt l¾p ®Æt t¹i 4 TØnh T©y Nguyªn vµ vïng miÒn nói thuéc ba tØnh: NghÖ An, Qu¶ng TrÞ vµ S¬n La lµ n¬i cã c¬ së chÕ biÕn. B¶ng 1.12. Tiªu thô ®iÖn n¨ng ë c¸c TØnh cã c¬ së chÕ biÕn cµ phª 1998 1999 2000 T T TØnh §.n¨ng (GWh) Pmax (MW) §.n¨ng (GWh) Pmax (MW) §.n¨ng (GWh) Pmax (MW) Ghi chó 1 Gia Lai 127.7 25.9 131.3 26.4 151.2 30.7 2 Kon Tum 32.7 8.8 35.1 10.0 39.3 10.2 3 §¾c L¾c 165.4 41.8 174.5 43.7 200.5 47.9 4 L©m §ång 185.6 42.2 201.8 45.7 233.4 49.7 5 S¬n La 42.5 12.0 50.4 13.7 50.0 14.1 6 NghÖ An 351.1 80 379.6 83.2 372.0 84.8 7 Qu¶ng TrÞ 73.8 21.1 81.4 22.5 107.6 25.0 Céng 978.8 231.8 1054.1 245.2 1154 262.4 Nguån: Tæng c«ng ty ®iÖn lùc ViÖt Nam, 2001 Vïng nhiÒu tiÒm n¨ng lµ chÕ biÕn cµ phª, chÕ biÕn gç (vµ c¸c s¶n phÈm tõ gç rõng trång), ®iÖn n¨ng dïng trong n«ng nghiÖp chØ chiÕm kho¶ng 4,3% tæng ®iÖn n¨ng th−¬ng phÈm. NÕu so s¸nh víi c¸c TØnh ë §BSH th× b×nh qu©n tiªu thô ®iÖn ng−êi/n¨m lµ thÊp. B¶ng 1.3 sau tËp hîp ®iÖn n¨ng dïng trong n«ng nghiÖp vµ tiªu thô b×nh qu©n tõ 1999 ÷ 2002 cña 3 vïng ë n−íc ta. 5 B¶ng 1.3 : Tiªu thô ®iÖn n¨ng cña 3 vïng s¶n xuÊt Vïng chØ tiªu MiÒn B¾c MiÒn Trung vµ T©y Nguyªn MiÒn Nam §iÖn n¨ng dïng trong n«ng nghiÖp, GWh 464 159,25 127,5 B×nh qu©n : kWh/ng−êi-n¨m 262,63 214,62 438,95 B×nh qu©n kWh/hé nn-n¨m ≈ 108,8 ≈ 57,4 40,71 Nguån: Tæng c«ng ty ®iÖn lùc VN, 2001- Bé NN & PTNT, 2002 Nh− vËy ®iÖn dïng trong s¶n xuÊt n«ng nghiÖp lµ rÊt thÊp. Nh÷ng vïng cã tiÒm n¨ng s¶n xuÊt n«ng nghiÖp, chÕ biÕn n«ng l©m s¶n còng chØ b»ng 46 ÷ 50% cña vïng ®ång b»ng s«ng Hång. Nguån phÕ th¶i sinh khèi ë nh÷ng vïng nµy tuy phong phó, ch−a cã c¸ch tËn dông hîp lý. Do ®ã khai th¸c tiÒm n¨ng vÒ n¨ng l−îng t¸i t¹o tõ nguån phô phÈm n«ng l©m nghiÖp l¹i cµng cÊp b¸ch h¬n. Tæng hîp c¸c nguån phÕ th¶i sinh khèi trong chÕ biÕn n«ng, l©m s¶n cña n−íc ta, hµng n¨m cã thÓ thu ®−îc tõ 8 ÷ 11 triÖu tÊn phÕ th¶i sinh khèi. §Ó s¶n xuÊt 1 kWh ®iÖn b»ng nguån nhiªn liÖu nµy, cÇn kho¶ng 3 ÷ 4 kg chÊt th¶i sinh khèi (trÊu vá mïn c−a, vá cµ phª v.v...) mçi n¨m còng t¹o ®−îc tõ 28 ÷ 3,5 triÖu kWh ®iÖn vµ 10 ÷ 11kWt, tuy nhiªn cßn phô thuéc vµo kh¶ n¨ng tËp trung chÊt phÕ th¶i sinh khèi ë tõng vïng. B¶ng 1.4 giíi thiÖu tãm t¾t c¸c lo¹i chÊt th¶i sinh khèi tÝnh ®Õn vô s¶n xuÊt 2002 ÷ 2003 vµ kh¶ n¨ng ph¸t ®iÖn. B¶ng 1.4. TiÒm n¨ng chÊt phÕ th¶i sinh khèi dïng ®Ó ph¸t nhiÖt ®iÖn TT Lo¹i sinh khèi Sè l−îng phÕ th¶i sinh khèi (106t/n¨m) Kh¶ n¨ng ph¸t ®iÖn (106kWh/n¨m) Kh¶ n¨ng ph¸t nhiÖt trong n¨m (106kWt/n¨m) 1 TrÊu 3,5 1,4 ≈ 4,37 2 R¬m r¹ 1,7 0,68 2,12 3 B· mÝa 1,5 0,60 1,87 4 Vá cµ phª 0,40 0,16 0,50 5 Qu¶ dõa 1,20 0,48 1,50 6 Vá h¹t ®iÒu 0,20 0,12 0,40 7 Gç, c¸c s¶n phÈm tõ gç rõng trång 1,0 ÷ 1,24 0,4 1,24 Tæng céng 8,7 3.84 12,0 6 II. HiÖn tr¹ng, tiÒm n¨ng sö dông chÊt th¶I sinh khèi trong s¶n xuÊt n«ng nghiÖp phôc vô ph¸t ®iÖn - nhiÖt dïng trong kh©u lµm kh«, chÕ biÕn n«ng, l©m s¶n ë ViÖt Nam 2.1. Mét vµi tÝnh chÊt lý hãa sinh khèi vµ kh¶ n¨ng sinh nhiÖt 2.1.1. TÝnh chÊt * Thµnh phÇn c¬ b¶n cña sinh khèi gåm: Carbon, Oxygen, Nitrogen... KÕt qu¶ nghiªn cøu P.A. Hicks, ®¹i diÖn cña FAO t¹i c¸c n−íc Ch©u ¸ vµ Th¸i B×nh D−¬ng vÒ tÝnh chÊt cña trÊu (thãc) cho thÊy ë ®é Èm víi ®iÒu kiÖn 11,5 ÷ 12% th× c¸c thµnh phÇn cña chóng nh− sau: Thµnh phÇn §é Èm Tro Carbon Hydrogen Oxygen Nitrogen L−u huúnh % 11,51 17,49 35,49 4,56 30,44 0,51 - 2.1.2. Kh¶ n¨ng sinh nhiÖt cña phÕ phÈm sinh khèi §Ó cã c¬ së chän d¹ng phô phÈm sinh khèi, cÇn x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng cung cÊp n¨ng l−îng cña tõng lo¹i. Khi chän d¹ng sinh khèi cho qu¸ tr×nh ®èt trùc tiÕp th× nhiÖt trÞ lµ mét trong nh÷ng tham sè quan träng ®Ó x¸c ®Þnh møc ®é thiÕt kÕ c¸c d©y chuyÒn ®èt t¹o ra n¨ng l−îng. B¶ng 2.1 nªu râ gi¸ trÞ sinh nhiÖt cña mét sè chÊt th¶i sinh khèi hiÖn ®ang phæ biÕn ë n−íc ta. B¶ng 2.1. NhiÖt trÞ cña chÊt th¶i sinh khèi TT ChÊt th¶i sinh khèi §é Èm % Gi¸ trÞ sinh nhiÖt MJ/Kg §æi ra Kcal/Kg 1 Gç (−ít, c¾t cµnh) 40 10,9 2604 2 Gç (kh«, ®Ó n¬i Èm thÊp) 20 15,5 3703 3 Gç kh« 15 16,6 3965 4 Gç thËt kh« 0 20 4778 5 Than cñi 5 29 6928 6 B· mÝa (víi ®é Èm cao) 50 8,2 1960 7 B· mÝa (kh«) 13 16,2 3870 8 Vá cµ phª (kh«) 12 16,0 3823 9 Vá trÊu (kh«) 9 14,4 3440 10 Vá lóa m× 12 15,2 3631 11 Th©n c©y ng« 12 14,7 3512 12 Lâi ng« 11 15,4 3679 13 H¹t b«ng 24 11,9 2843 14 Th©n c©y b«ng kh« 12 16,4 3918 15 Vá dõa 40 9,8 2341 16 Sä dõa 13 17,9 4276 17 Ph©n sóc vËt ®ãng thµnh b¸nh 12 12 2867 18 R¬m r¹ 12 - 20 14,6 - 15 3488 - 3583 19 Mïn c−a (gç) 12 - 20 18,5 - 19 4420 - 4778 20 Vá h¹t ®iÒu 11 ÷ 12 24,0 - 25,0 5056 21 Vá qu¶ døa 16 ÷ 18 - - 7 §Ó tiÖn so s¸nh gi÷a chÊt th¶i sinh khèi víi chÊt ho¸ th¹ch, b¶ng 2.2 giíi thiÖu gi¸ trÞ sinh nhiÖt cña mét sè chÊt ho¸ th¹ch. B¶ng 2.2. NhiÖt trÞ cña c¸c chÊt ho¸ th¹ch TT Nhiªn liÖu ho¸ th¹ch §é Èm % Gi¸ trÞ sinh nhiÖt KJ/Kg Quy ®æi KCal/Kg 1 Than antracite 5 31.4 7502 2 Than bitum 5 29.3 ≈ 7.000 3 Than chøa mét sè bitum 5 18.8 4491 4 Than n©u - 11.3 2.700 5 Than bïn - 6 Than n©u viªn - 20.1 4802 7 Than cèc viªn - 23.95710 8 Than bïn viªn - 28.5 6809 9 Cèc dÇu má - 35.2 8410 Nguån: Biomass fuels various moder/non-tradition a fuels-FEA (1977). Nh− vËy tõ sè liÖu b¶ng 2.1 vµ 2.2 cho thÊy gi¸ trÞ sinh nhiÖt cña tõ 2 ÷ 3 kg chÊt th¶i sinh khèi t−¬ng ®−¬ng víi 1 kg than antracid. Mçi kg than antracid lµ 1.000 ®ång, ba kg chÊt th¶i (vÝ dô trÊu) chØ lµ 30 ®ång, tøc b»ng 3% cña nhiªn liÖu ho¸ th¹ch. 2.1.3. Mét vµi tÝnh chÊt ho¸ häc cña trÊu Trong qu¸ tr×nh chuÈn bÞ x©y dùng d©y chuyÒn c«ng nghÖ ®ãt tÇng s«i (FBC – CHP) t¹i Long An (1998 ÷ 2001), chóng t«i ®· tiÕn hµnh ph©n tÝch c¸c hîp chÊt s½n cã trong trÊu, ®ång thêi tham kh¶o tµi liÖu cña nhiÒu t¸c gi¶ n−íc ngoµi, cho thÊy mét sè tÝnh chÊt ho¸ häc cña trÊu nh− b¶ng sau: B¶ng 2.3. Thµnh phÇn hãa häc trong trÊu vµ tro Thµnh phÇn c¸c chÊt % ChÊt mÒm dÔ ch¸y 2.06 ChÊt gç 32.83 Cellulose 22.53 Man nan & galactan 7.66 Tro 14.50 Tæng 100 SIO2 82.7 K2O 12.3 P2O5 3.5 MgO 0.6 CaO 0.6 Tro Na2O 0.3 8 2.1.4. VÒ gi¸ trÞ sinh nhiÖt thùc tÕ cña trÊu Th«ng th−êng, tuú tõng lo¹i thãc, tØ lÖ trÊu trong thãc chiÕm tõ 15 ÷ 26% trung b×nh lµ 20%. VÒ nguyªn t¾c, nhµ m¸y xay x¸t g¹o s¶n ra l−îng trÊu khi dïng ®Ó ®èt ph¸t nhiÖt ®iÖn sÏ ®−îc dïng trong kh©u lµm kh«, chÕ biÕn cña nhµ m¸y. Gi¸ trÞ sinh nhiÖt cña trÊu kh¸ cao, nh−ng th«ng qua d©y chuyÒn ph¸t nhiÖt - ®iÖn hiÖu suÊt thùc tÕ sÏ lµ: * HiÖu suÊt d©y chuyÒn trÊu: η1 = 0,90; * HiÖu suÊt lß ®èt: η2= 0,90; * HiÖu suÊt nåi h¬i: η3 = 0,80; * HiÖu suÊt nhiÖt cña ®éng c¬ (hoÆc tuèc bin): η4 = 0,75 ÷ 0,85; * HiÖu suÊt calorife: η5 = 0,30. * HiÖu suÊt m¸y ph¸t ®iÖn: η6 = 0,90 ÷ 0,95 HiÖu suÊt toµn phÇn tõ b¨ng truyÒn trÊu ®Õn khi ph¸t ®iÖn 6 η = ∏ηi = 0,90 x 0,90 x 0,80 x 0,80 x 0,30 x 0,92 ≈ 0,10 i=1 Víi hiÖu suÊt tæng lµ 10%, mçi kg trÊu t¹o ®−îc 3300 kCal. Mçi kWh sinh ®−îc 860 kCal, vÒ ph−¬ng diÖn lý thuyÕt mçi kWh cÇn: 860 kCal/kWh = 2,6 Kg trÊu/kWh 330 kCal/kg trÊu Cø mçi mét tÊn thãc ®−îc xay x¸t thu ®−îc 200 kg trÊu. Nh− vËy x¸t 1 tÊn thãc dïng c«ng nghÖ ph¸t ®iÖn cho ®−îc 77 kWh. (hay lµ 105 m· - lùc - giê). Tõ ®ã cho thÊy kh¶ n¨ng s¶n sinh n¨ng l−îng tõ trÊu ë n−íc ta lµ kh¸ lín. 2.2. Sö dông chÊt th¶i sinh khèi trong ph¸t nhiÖt ®iÖn 2.2.1. Sö dông trÊu lµm nguyªn liÖu ®èt ph¸t nhiÖt - ®iÖn lµm kh« lóa hÌ thu ë §ång b»ng s«ng Cöu Long. Theo sè liÖu cña Tæng côc thèng kª vµ tæ chøc FAO mÊt thu ho¹ch lóa ë n−íc lµ trªn 10%. Ph¬i sÊy lµ kh©u quan träng, ¶nh h−ëng trùc tiÕp ®Õn sè l−îng, chÊt l−îng cña h¹t. Thêi kú thu ho¹ch lóa hÌ thu ®é Èm cña h¹t thãc tõ 20 ÷ 30% vµ ®ang lµ mïa m−a, h¹t bÞ n¶y mÇm, bÞ Èm vµng, chÊt l−îng g¹o kÐm, tû lÖ g¹o 9 nguyªn thÊp khi xay x¸t. nÕu ®iÒu kiÖn th«ng tho¸ng tèt, h¹t lóa ë ®é Èm lµ 14%, khi ®ã cã thÓ b¶o qu¶n ®−îc tõ 3 ÷ 4 th¸ng: ng−îc l¹i chØ ®−îc vµi tuÇn nÕu ®é Èm h¹t lµ 18% trë lªn. nÕu sö dông trÊu ®Ó ch¹y m¸y ph¸t ®iÖn, nhiÖt thø cÊp dïng ®Ó xÊy (nÕu lß ®èt theo c«ng nghÖ tÇng s«i) FBC - CHP, lµ c«ng nghÖ sÊy s¹ch. Ngoµi thêi gian sÊy lóa, hÖ thèng FBC - CHP cßn ®ñ nhiÖt ®Ó sÊy g¹o, sÊy c¸m, thøc ¨n gia sóc hoÆc c¸c lo¹i qu¶, cñ kh¸c v.v… Víi kho¶ng 4 ÷ 5 triÖu tÊn thãc thu ho¹ch vµ vô hÌ thu ë §ång b»ng s«ng Cöu Long trong ®iÒu kiÖn ®é Èm cao nh− trªn ®©y nh−ng kh©u lµm kh« b»ng m¸y míi chØ ®¹t d−íi 10%. Nguyªn nh©n chÝnh lµ thiÕu n¨ng l−îng, thiÕu thiÕt bÞ sÊy hoÆc thiÕt bÞ sÊy kh«ng phï hîp, gi¸ thµnh sÊy cßn cao nh−ng ch−a ®−îc øng dông réng. Còng do ®ã hao hôt lóa hÌ thu lµ lín. 2.2.2. X©y dùng nhµ m¸y c«ng nghÖ FBC - CHP t¹i XÝ nghiÖp chÕ biÕn l−¬ng thùc hai Thanh Ho¸, C«ng ty l−¬ng thùc Long An tØnh Long An Víi tiÒm n¨ng cña trÊu trong c«ng nghÖ ph¸t ®iÖn - nhiÖt tõ 1998 ®−îc sù hç trî cña chÝnh phñ óc trong ch−¬ng tr×nh óc - ASEAN - giai ®o¹n III ViÖn c¬ ®iÖn N«ng nghiÖp ®· phèi hîp c«ng ty l−¬ng thùc Long An x©y dùng d©y chuyÒn ph¸t nhiÖt - ®iÖn sö dông nguyªn liÖu trÊu theo c«ng nghÖ ®èt tÇng s«i theo s¬ ®å nguyªn lý sau. 10 B¶ng sau giíi thiÖu tãm t¾t ®Æc ®iÓm kü thuËt cña d©y chuyÒn ph¸t nhiÖt - ®iÖn ë Long An. B¶ng 2.4. §Æc ®iÓm kü thuËt c¸c lo¹i d©y chuyÒn FBC - CHP I. Nåi h¬i vµ lß ®èt 1.1. L−u l−îng n−íc t¹i cöa ra cña nåi h¬i, t/h 2,5 1.2. ¸p h¬i cùc ®¹i, kG/cm2 17 1.3. NhiÖt ®é cña h¬i n−íc t¹i cöa ra cña nåi h¬i, 0C 209,9 (h¬i n−íc b·o hoµ) 1.4. NhiÖt ®é cña n−íc cung cÊp t¹i cöa vµo nåi h¬i, 0C 70 1.5. Vá nåi h¬i hîp kim 1.6. §−êng kÝnh trong, mm 1.685 1.7. ChiÒu dµi vá nåi h¬i, mm 3.600 1.8. DiÖn tÝch bÒ mÆt thu nhiÖt cña èng löa, m2 70 1.9. KiÓu v¸ch cña buång ®èt cÊu tróc v¸ch mµng 1.9. Lß ®èt kiÓu buång ®èt tÇng s«i kh«ng khÝ ®−îc cung cÊp vµo lß DiÖn tÝch c¸t lµm nÒn, m2 1,70 §iÓm cÊp liÖu vµo lß ®èt 1 II. Tuèc bin h¬i III. M¸y ph¸t 2.1. C«ng suÊt, kW 50 2.2. ¸p suÊt vµo, at 17 2.3. ¸p suÊt ra ë èng tho¸t, at 4 2.4. VËn tèc tuèc bin, min-1: 3000 ÷ 3300 2.5. SuÊt tiªu thô h¬i, kg/kWh 50 2.6. L−u l−îng h¬i, kg/h 2500 3.1. C«ng suÊt, kW 50 3.2. §iÖn ¸p, V 380 3.3. Sè pha 3 3.4. TÇn sè, Hz 50 3.5. HÖ sè h÷u Ých 0,8 3.6. Tèc ®é quay, min-1 1500 3.7. §iÒu chØnh tù ®éng ®iÖn ¸p IV. ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt V. M¸y sÊy tÇng s«i 5.1. Sè l−îng m¸y sÊy tÇng s«i trong hÖthèng: 1 5.2. Kh¶ n¨ng gi¶m ®é Èm tõ 28% xuèng 20%, t h¹t/h 4 ÷ 5 5.3. Chi phÝ c«ng suÊt ë qu¹t, kW 32 ÷ 33 VI. M¸y sÊy th¸p 4.1. L−îng h¬i nhËn tõ hÖ thèng FBC, kg/h: 2 x 1250 = 2500 4.2. ¸p suÊt nåi h¬i, at : 4 4.3. NhiÖt ®é h¬i n−íc vµo calorife, 0C: 110 ÷ 120 4.4. NhiÖt ®é n−íc ng−ng tô, 0C: 100 4.5. L−îng kh«ng khÝ qua calorife, m3/h : 30.000 4.6. NhiÖt ®é kh«ng khÝ cña m«i tr−êng vµo calorife, 0C: 25 ÷ 30 4.7. NhiÖt ®é kh«ng khÝ ra khái calorife, 0C 75 ÷ 80 - Vµo m¸y sÊy th¸p, 0C: 60 - Vµo m¸y sÊy tÇng s«i, 0C: 110 4.8. DiÖn tÝch bÒ mÆt trao ®æi nhiÖt, m2: 500 6.1. Sè l−îng m¸y sÊy th¸p, m¸y: 2 6.2. N¨ng suÊt sÊy (®−a ®é Èm tõ 20% xuèng cßn 15%), tÊn h¹t/h: 4 6.3. C«ng suÊt qu¹t, kW/1 qu¹t m¸y: 11 11 Nhiªn liÖu (trÊu) ®−îc cung cÊp cho nåi h¬i nhê bé phËn cÊp liÖu 13. Lß ®èt tÇng s«i FBC lµm viÖc t¹o ra mét nhiÖt l−îng cung cÊp h¬i n−íc cã ap suÊt 17,5 ÷ 18 at víi l−u l−îng 2.500 kg/h vµ kÐo tuèc bin h¬i 10 quay m¸y ph¸t ®iÖn ph¸t ra ®iÖn ¸p 220/380 V, c«ng suÊt 50 kW cung cÊp ®iÖn cho nhµ m¸y sÊy (hoÆc xay x¸t) 14. Nguån h¬i ra khái tuèc bin (h¬i thø) cã ¸p suÊt 3 ÷ 4 at víi l−u l−îng 2500 kg/h, nhiÖt l−îng thu ®−îc trong mçi giê kho¶ng 1.296.000 kcal. Nguån nhiÖt s¹ch nµy cã thÓ sÊy kho¶ng 8 tÊn). Khi hÖ thèng FBC - CHP lµm viÖc, turbine-generator ph¸t ®iÖn vµ cung cÊp cho l−íi ®iÖn néi bé cña nhµ m¸y víi ®iÖn thÕ, c−êng ®é dßng ®iÖn ®ñ ®¶m b¶o hoµ vµo m¹ng. Víi kh¶ n¨ng cung cÊp ®iÖn mçi giê lµm viÖc hÖ thèng cã thÓ thu ®−îc ≤ 50 kWh. Nguån n¨ng l−îng trªn gãp phÇn tiÕt kiÖm cho xÝ nghiÖp trong kh©u chÕ biÕn, b¶o qu¶n vµ sinh ho¹t. VÒ chÊt l−îng tro sau khi ®èt, qua nhiÒu lÇn thùc nghiÖm, ViÖn VËt liÖu x©y dùng (Bé X©y dùng) ®· tiÕn hµnh ph©n tÝch tro sau khi ®èt, so s¸nh víi c«ng nghÖ ®ét th«ng th−êng. B¶ng sau ghi râ kÕt qu¶ ph©n tÝch, so s¸nh víi mÉu tro ®−îc mang tõ Australia (1999) B¶ng 2.5. KÕt qu¶ ph©n tÝch mÉu tro sau khi vËn hµnh FBC - CHP Thµnh phÇn ho¸ häc khi ph©n tÝch tro tõ nhµ m¸y FBC-CHP ChØ tiªu ph©n tÝch §¬n vÞ tÝnh Thanh ho¸, Long An Tõ Australia Thµnh phÇn ho¸ häc khi ph©n tÝch tro tõ c«ng nghÖ ®èt th«ng th−êng Ghi chó SiO2 % 92,5 91,0 48,78 MKN % 3,39 4,44 MKN lµ l−îng mÊt khi nung trong mÉu chñ yÕu lµ carbol vµ trÊu ch−a ch¸y hÕt. Tro lÊy tõ nhµ m¸y FBC - CHP cña Australia (mang vÒ 4/1999) 12 2.2.3. Tæng hîp c¸c d¹ng lß ®èt tÇng s«i ë ViÖt Nam vµ øng dông + D¹ng FBC - CHP (®ang l¾p t¹i Thanh Ho¸ - Long An) 2.2.3.4. Sö dông vá cµ phª, mïn c−a, c¸c s¶n phÈm sinh khèi tõ gç rõng trång ®èt ph¸t nhiÖt ®Ó sÊy n«ng s¶n t¹i T©y Nguyªn, T©y B¾c. Trªn c¬ së ph©n tÝch qui tr×nh c«ng nghÖ ®· nªu, trong ®iÒu kiÖn vèn ®Çu t− h¹n chÕ, kh¶ n¨ng thu nhËp chÊt phÕ th¶i sinh khèi ch−a thuËn lîi, trong nh÷ng n¨m 2000 ÷ 2003, ViÖn C¬ ®iÖn n«ng nghiÖp & CNSTH ®· chän hÖ thèng ®èt tÇng s«i nh»m t¹o khÝ nãng nhiÖt ®é thÝch hîp ®Ó sÊy n«ng l©m s¶n. Kh«ng khÝ PhÕ th¶i Kh«ng khÝ nãng Cã nhiÖt ®é thÝch hîp Lß ®èt tÇng s«i Calorife SÊy c¸c s¶n phÈm n«ng nghiÖp cÇn s¹ch 13 Víi lß ®èt nªu trªn, ViÖn C¬ ®iÖn NN & CNSTH ®· l¾p ®Æt hai lß sÊy t¹i S¬n La (tõ n¨m 2001) vµ t¹i Gia Lai (tõ n¨m 2003) 1) T¹i S¬n La C«ng ty cµ phª vµ c©y ¨n qu¶ S¬n La, TØnh S¬n La Thêi gian sÊy: tõ th¸ng 9/2001 ®Õn th¸ng 10/2003 - SÊy cµ phª: §é Èm cµ phª cÇn sÊy: W = 36-37%; §é Èm sau khi sÊy: W = 10 – 12%; Thêi gian sÊy mçi mÎ: 6 - 7h; Tæng khèi l−îng ®· sÊy: 900 tÊn. - SÊy m¬: §é Èm qu¶ m¬ cÇn sÊy: W = 68 – 71 %; §é Èm sau khi sÊy: W = 18 – 20%; Thêi gian sÊy 12h; §· sÊy ®−îc 120 tÊn Tæng khèi l−îng m¬ vµ cµ phª sÊy: 1020 tÊn Chi phÝ nhiªn liÖu ®èt (Vá cµ phª): 52 kg/h. 2) T¹i Gia Lai. Sö dông c«ng nghÖ ®èt tÇng s«i ®Ó sÊy ng«, cµ phª trong 2003 Khèi l−îng sÊy: 80 tÊn §é Èm ban ®Çu: 29 ÷ 30%. Sau 8 giê sÊy ®· h¹ ®é Èm xuèng cßn 13 ÷ 14%. Tæng chi phÝ n¨ng l−îng: ®iÖn, nh©n c«ng, KhÊu hao v.v… cho mét tÊn ng« lµ tõ 50.000 ®ång ®Õn 60.000 ®ång; KhÊu hao cho 1 tÊn cµ phª lµ 80.000 ®ång ÷ 100.000 ®ång. Lîi nhuËn thu ®−îc tõ 50.000 ®ång ÷ 100.000 ®ång/tÊn. §ang më réng d©y chuyÒn trªn cho c¬ së s¶n xuÊt ë c¸c vïng kh¸c nhau. 2.2.3.2. VÒ gi¸ trÞ t¹o nhiÖt vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ HiÖn nay, than ®¸ lµ nhiªn liÖu phæ biÕn nhÊt ®−îc dïng cho c¸c m¸y sÊy n«ng s¶n. Theo nhiÖt trÞ cña nhiªn liÖu, mét tÊn than t−¬ng ®−¬ng víi hai tÊn r−ìi vá trÊu. Víi gi¸ trÞ than ®¸ lµ 900.000 ®ång/tÊn vµ gi¸ vá trÊu hoÆc chÊt th¶i sinh khèi lµ 80.000 ®ång/tÊn hoÆc kh«ng cÇn mua ta cã thÓ so s¸nh ®−îc gi¸ trÞ cña 14 mét tÊn than ®¸ (900.000 ®ång) víi gi¸ trÞ cña hai tÊn r−ìi vá trÊu (200.000 ®) hoÆc lµ kh«ng tèn tiÒn ®Ó cïng ®¹t ®−îc mét n¨ng l−îng nhiÖt ®Çu ra nh− nhau. Do ®ã viÖc sö dông vá trÊu hoÆc chÊt th¶i sinh khèi sÏ thu ®−îc hiÖu qu¶ kinh tÕ cao h¬n so víi sö dông than ®¸ lµm nguån chÊt ®èt. C¸ch ®¸nh gi¸ nµy còng cã thÓ ¸p dông ®−îc víi c¸c chÊt ®èt sinh khèi ®· tr×nh bµy trong b¶ng trªn ®Ó ®èi chiÕu víi c¸c nhiªn liÖu ®ang ®−îc sö dông. III. C«ng nghÖ sö dông chÊt phÕ th¶i sinh khèi. TriÓn väng øng dông trong n«ng nghiÖp, n«ng th«n. 3.1. C«ng nghÖ sö dông chÊt phÕ th¶i sinh khèi 3.1.1. Ph©n lo¹i c«ng nghÖ HiÖn nay trªn thÕ giíi ®· h×nh thµnh nhiÒu d¹ng c«ng nghÖ kh¸c nhau nh»m t¹o n¨ng l−îng tõ chÊt phÕ th¶i sinh khèi. Sù chuyÓn ho¸ phÕ th¶i sinh khèi cã thÓ t¹o ra c¸c s¶n phÈm: - NhiÖt; - N¨ng l−îng (c¬ khÝ, ®iÖn); - KhÝ, khÝ sinh häc; - Ph©n bãn, ph©n hçn hîp; - Nhiªn liÖu gi¸n tiÕp (viªn Ðp); - C¸c s¶n phÈm c«ng nghiÖp (cån, ethanol, dÇu v,v...). 3.1.2. Qu¸ tr×nh biÕn ®æi sinh khèi * NhiÖt - §èt: nhiÖt, ®iÖn vµ n¨ng l−îng c¬ khÝ; - KhÝ hãa: KhÝ, nhiÖt, ®iÖn; - NhiÖt ph©n: KhÝ, nhiªn liÖu r¾n; - Carbon hãa: than. * Hãa sinh - Ph©n compst: ph©n, nhiÖt (lo¹i thÊp); - ñ hÇm: KhÝ sinh häc, ph©n. 15 * VËt lý: - Ðp: Viªn Ðp; - Ðp: dÇu, cån. ë c¸c n−íc ®ang ph¸t triÓn th−êng sö dông chÊt phÕ th¶i sinh khèi trong ®un nÊu vµ t¹o nhiÖt cho qu¸ tr×nh lµm kh« n«ng l©m s¶n. Qóa tr×nh biÕn ®æi sinh khèi ®−îc tr×nh bµy ë h×nh 3.1. H×nh 3.1. Qu¸ tr×nh biÕn ®æi chÊt phÕ th¶i sinh khèi ViÖc lùa chän hÖ thèng ®èt cÇn c¨n cø trªn yÕu tè “®Çu vµo”. Môc tiªu chÝnh lµ ®¶m b¶o ch¸y hoµn toµn; ®¶m b¶o trong s¹ch m«i tr−êng. HiÖu suÊt cña hÖ thèng ®èt phô thuéc ®é Èm vËt liÖu cung cÊp, ®é ch¸y hoµn toµn vµ sù truyÒn nhiÖt trong hÖ thèng. 1. §ång ph¸t nhiÖt ®iÖn HiÖn nay nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi ®· tËn dông chÊt th¶i sinh khèi trong n«ng l©m nghiÖp ®Ó ®ång ph¸t nhiÖt - ®iÖn, víi cì c«ng suÊt tõ 100 ÷ 1000 KW, kÌm ChÊt th¶i sinh khèi Ho¸ nhiÖt Qóa tr×nh VËt lý Ho¸ sinh §èt KhÝ hãa T¸ch, Ðp §ãng B¸nh ñ Ph©n compost Ph©n nhiÖt Nhiªn liÖu r¾n Nhiªn liÖu khÝ Ch¸y Cån, dÇu Ph©n bãn N¨ng l−îng nhiÖt N¨ng l−îng c¬ N¨ng l−îng ®iÖn 16 theo s¶n xuÊt h¬i nãng phôc vô cho kh©u lµm kh« n«ng, l©m, thuû s¶n. Tuú thuéc yªu cÇu cña d©y chuyÒn c«ng nghÖ, tû lÖ gi÷a ®iÖn vµ h¬i s¶n xuÊt tõ chÊt th¶i sinh khèi cã thÓ ®iÒu chØnh thÝch hîp. Tro sau khi ®èt lµ hîp chÊt ®−îc sö dông trong c«ng nghiÖp chÕ t¹o vËt liÖu x©y dùng, luyÖn gang thÐp. 2. KhÝ hãa NhiÖt ®é trong qu¸ tr×nh khÝ hãa t−¬ng ®èi cao. L−îng kh«ng khÝ cung cÊp vµo qu¸ tr×nh nµy h¹n chÕ (oxy hãa mét phÇn) sÏ biÕn sinh khèi thµnh nhiªn liÖu khÝ (50% lµ N; 20% CO vµ 15% -H2). KhÝ t¹o ra víi nhiÖt trÞ thÊp, ®−îc sö dông trong lµm kh«, kÐo turbine khÝ hoÆc lµm nhiªn liÖu cho ®éng c¬ ®èt trong. 3. NhiÖt ph©n NhiÖt ph©n lµ qu¸ tr×nh biÕn ®æi sinh khèi thµnh 3 phÇn: nhiªn liÖu láng, hçn hîp khÝ gäi lµ “khÝ ph¸t sinh” vµ c¸c chÊt th¶i r¾n. Qu¸ tr×nh nhiÖt ph©n sinh khèi víi nhiÖt ®é cao, møc ®é «xy hãa thÊp, kh«ng ®−îc ch¸y hoµn toµn do nhiÖt ph©n nhanh vµ ph¸t s¸ng. −u ®iÓm cña viÖc biÕn ®æi sinh khèi r¾n (gç, mïn c−a, trÊu...) sang nhiªn liÖu láng (dÇu nhiÖt ph©n) cã c−êng ®é n¨ng l−îng cao h¬n, sö dông v¹n n¨ng vµ dÔ vËn chuyÓn. C«ng nghÖ nhiÖt ph©n ®ang ë giai ®o¹n nghiªn cøu ban ®Çu v× cßn vÊn ®Ò vÒ kü thuËt vµ chi phÝ cao. ViÖc sö dông dÇu nhiÖt ph©n phøc t¹p, cho ®Õn nay ch−a ®−îc øng dông réng. 4. Carbon ho¸ Carbon ho¸ lµ mét d¹ng cña qu¸ tr×nh nhiÖt ph©n chuyÓn ho¸ than hÇm sang n¨ng l−îng. Sù biÕn ®æi truyÒn thèng tõ gç sang than hÇm cã hiÖu suÊt rÊt thÊp v× c«ng nghÖ ®¬n gi¶n. 5. Ph©n ChÕ biÕn ph©n lµ qu¸ tr×nh sinh häc tù nhiªn trong ®ã nguyªn liÖu h÷u c¬ ®−îc ph©n hñy chËm víi sù gióp ®ì cña vi sinh vËt. C«ng nghÖ chÕ biÕn ph©n trén lµ t¹o ra c¸c ®iÒu kiÖn yÕm khÝ cã kiÓm so¸t ë nhiÖt ®é cao. Qu¸ tr×nh nµy th−êng x¶y ra trong r¬m, r¹. Sö dông ph©n tõ phÕ th¶i sinh khèi ®Ó bãn cho c©y trång vµ c¶i t¹o ®Êt. TØ lÖ nguyªn liÖu ®Çu vµo/®Çu ra lµ 1/10. ë ViÖt nam cã trªn 60 c¬ së chÕ biÕn ph©n h÷u c¬ vi sinh tõ c¸c nguån nguyªn liÖu “vµo” kh¸c nhau. 17 6. HÇm yÕm khÝ (khÝ sinh häc) ñ chÊt th¶i trong hÇm lµ mét qu¸ tr×nh vi sinh tù nhiªn lµm ph©n hñy chÊt h÷u c¬ trong ®iÒu kiÖn yÕm khÝ (thiÕu « xy). §iÒu nµy x¶y ra ë c¸c hÖ thèng kh«ng ®−îc kiÓm so¸t nh− trong c¸c ®èng phÕ th¶i, c¸c b·i r¸c hoÆc trong c¸c ®iÒu kiÖn cã kiÓm so¸t (nh− c¸c lß khÝ sinh häc, c¸c b·i r¸c cã kiÓm so¸t v.v...) Môc ®Ých chÝnh cña c«ng nghÖ yÕm khÝ lµ t¹o khÝ n¨ng l−îng cao (chøa ®Õn 70% khÝ mª tan); t¹o ra ph©n vµ lµm gi¶m « nhiÔm m«i tr−êng. Qu¸ tr×nh nµy gäi lµ “lªn men”. Qu¸ tr×nh yÕm khÝ ®−îc sö dông réng r·i ®Ó xö lý n−íc th¶i c«ng nghiÖp vµ c¸c chÊt th¶i d¹ng bïn sÖt, ph©n dïng trong n«ng nghiÖp. ViÖc xö lý chÊt th¶i r¾n (c¸c chÊt h÷u c¬ ®· ®−îc t¸ch ra) lµ øng dông t−¬ng ®èi míi, nh−ng ®−îc phæ cËp nhanh v× cã −u ®iÓm lµ t¹o ra n¨ng l−îng. C«ng nghÖ yÕm khÝ phô thuéc nguyªn liÖu ®Çu “vµo”. Sau ®©y giíi thiÖu quy m« c¸c lo¹i hÇm yÕm khÝ. §¬n vÞ: m3 Cì hÇm 10 - 20 < 200 < 2000 §èi t−îng sö dông Dïng cho sinh ho¹t gia ®×nh Cung cÊp ®iÖn th¾p s¸ng cho liªn hé Tr¹m, tr¹i ch¨n nu«i c¬ së chÕ biÕn 7. Lªn men (cån) §−êng, cÆn vµ c¸c chÊt h÷u c¬ senlul« ®−îc biÕn ®æi nhê vi khuÈn vµ chuyÓn sang c¸c s¶n phÈm cã gèc r−îu cån. S¶n phÈm ethanol t−¬ng ®èi tinh khiÕt sau khi ®−îc ch−ng cÊt. C«ng nghÖ nµy ph¸t triÓn réng v× r−îu ®−îc dïng phæ biÕn. Do ®ßi hái vèn ®Çu t− lín vµ cÇn nhiÒu nguyªn liÖu “®Çu vµo”, c«ng nghÖ lªn men ch−a cã hiÖu qu¶ cao. 8. §ãng b¸nh Th−êng sö dông chÊt th¶i sinh khèi ë d¹ng gèc (vá dõa, chÊt h÷u c¬ ph¬i kh«: mïn c−a, vá trÊu ...) ®ãng thµnh b¸nh víi ®−êng kÝnh viªn Ðp lµ 55 - 65 mm, träng l−îng mçi b¸nh tõ 5 kg ®Õn 50 kg. ChÊt l−îng ch¸y, hiÖu suÊt thu håi nhiÖt cao h¬n khi ®èt cñi (hoÆc ®èt than hÇm). VÒ ph−¬ng diÖn kinh tÕ gi¸ thµnh vÉn cßn cao so víi ®èt vËt liÖu tr−íc khi Ðp. Tuy nhiªn c«ng nghÖ ®ãng b¸nh dÔ vËn chuyÓn v× thÓ tÝch chÊt phÕ th¶i ®−îc thu nhá. 18 9. BÕp ®un c¶i tiÕn HiÖu suÊt sö dông nhiÖt ≈10%. Dïng bÕp c¶i tiÕn t¨ng hiÖu suÊt nhiÖt lªn kho¶ng 30%. Qua qu¸ tr×nh sö dông bÕp ®un ®· dÇn dÇn ®−îc hoµn thiÖn, hiÖu suÊt nhiÖt t¨ng ®¸ng kÓ. Tuy nhiªn bÕp ®un c¶i tiÕn còng chØ phï hîp víi gç (cñi); cßn c¸c chÊt th¶i sinh khèi kh¸c Ýt ®−îc dïng v× nhiÒu lý do, trong ®ã cã vËn chuyÓn vµ kho cÊt gi÷. 3.2. TriÓn väng ph¸t triÓn c«ng nghÖ ®èt tÇng s«i sö dông chÊt phÕ th¶i sinh khèi ®Ó ph¸t nhiÖt - ®iÖn (xem thªm phô lôc 4; 5; 6) 3.2.1. Sö dông chÊt phÕ th¶i sinh khèi dïng trong c«ng nghÖ nhiÖt ®iÖn. Nguyªn liÖu truyÒn thèng t¹o ra n¨ng l−îng ë c¸c n−íc lµ: nhiÖt ®iÖn, thñy ®iÖn, than, nhiªn liÖu láng vµ n¨ng l−îng t¸i t¹o. Theo tµi liÖu cña Ng©n hµng thÕ giíi: c¸c n−íc ph¸t triÓn Ch©u ©u, B¾c Mü ®i ®Çu trong viÖc ph¸t triÓn sö dông n¨ng l−îng t¸i t¹o, c«ng suÊt cã n¬i lªn ®Õn 4.000 kW/tæ m¸y ph¸t chiÕm 6%/tæng n¨ng l−îng ph¸t ra. Còng theo dù b¸o cña Ng©n hµng thÕ giíi ®Õn n¨m 2010 sÏ cã kho¶ng 50.000 MW, ®−îc ph¸t ®iÖn b»ng chÊt phÕ th¶i sinh khèi. C¸c n−íc Mü, Trung Quèc, NhËt B¶n, Ên §é... vµ c¸c n−íc ASEAN: Myama, Philippines, Insonesia, Th¸i Lan, Malaysia... ®· tËn dông chÊt th¶i sinh khèi (trÊu, b· mÝa, mïn c−a...) lµm nhiªn liÖu ®èt theo c«ng nghÖ míi (c«ng nghÖ tÇng s«i) ®Ó ph¸t ®iÖn, phôc vô ®êi sèng vµ s¶n xuÊt. Nhµ m¸y dïng chÊt th¶i sinh khèi th−êng cã c«ng suÊt tõ 50 - 4000 kW, víi mét l−îng h¬i lín, do ®ã còng ®Æt bªn c¹nh c¸c nhµ m¸y sÊy, chÕ biÕn n«ng s¶n, thuû s¶n. Riªng ch−¬ng tr×nh hîp t¸c theo kªnh Australia - ASEAN ®· h×nh thµnh 4 d©y chuyÒn c«ng nghÖ: Indonesia sö dông mïn c−a ®èt theo c«ng nghÖ tÇng s«i dïng ph¸t nhiÖt ®iÖn (55 kW), h¬i thø cÊp dïng sÊy gç, víi l−îng h¬i 2,5 tÊn/h. ë Philippin dïng c«ng nghÖ tÇng s«i ®Ó s¶n xuÊt nhiÖt ®iÖn vµ d©y chuyÒn, c«ng nghÖ nµy ®−îc l¾p ®Æt bªn c¹nh nhµ m¸y s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm gia ®×nh b»ng m©y tre, c«ng suÊt tæ m¸y ph¸t ®iÖn 100 kW h¬i cung cÊp tõ nåi h¬i theo c«ng nghÖ tÇng s«i 3,0 at. ë Th¸i Lan sö dông c«ng nghÖ ®èt (tÇngs«i) nguyªn liÖu ®èt lµ phô phÈm cña dõa (x¬ vá, mïn dõa...) víi c«ng suÊt 250 kW, cung cÊp h¬i 10t/h (30 at) dïng sÊy c¸c s¶n phÈm tõ qu¶ dõa ®Ó xuÊt khÈu. TËp ®oµn c«ng nghiÖp nÆng Mitsubishi ®· l¾p ®Æt 15 d©y chuyÒn c«ng nghÖ sö dông trÊu vµ ho¹t ®éng h¬n 16 n¨m t¹i Malaisia, Mianma víi c«ng suÊt tõ 150 ®Õn 445 kW, mçi kWh. tiªu thô tõ 3,0 ®Õn 5 kg trÊu. Víi 19 c«ng nghÖ cao trÊu sau khi ®èt sÏ t¹o tro cã mµu tr¾ng, øng dông trong s¶n xuÊt vËt liÖu x©y dùng. Mü, Australia, NhËt, Italia sö dông c«ng nghÖ ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn t¹i vïng cã nhiÒu nguyªn liÖu “®èt”. Tãm l¹i, c«ng nghÖ ®èt chÊt phÕ th¶i sinh khèi dïng trong n«ng nghiÖp ®−îc c¸c n−íc rÊt quan t©m vµ ®· øng dông thµnh c«ng v×: + T¹o ®−îc l−îng h¬i lín, tõ ®ã cung cÊp cho turbin ph¸t ®iÖn; + ThiÕt bÞ t¹o nhiÖt h×nh thµnh trong nåi h¬i; + Sö dông c«ng nghÖ ®èt chÊt phÕ th¶i (víi ®iÒu kiÖn dïng trÊu tõ lóa g¹o) ®¶m b¶o trÊu ®−îc ®èt ë nhiÖt ®é cao æn ®Þnh. Sau khi ®èt, tro thu ®−îc cã mµu tr¾ng tû lÖ Si02 (trong tro) chiÕm trªn 90%, ph¹m vi øng dông réng lo¹i tro nµy trong c«ng nghiÖp x©y dùng. + L−îng h¬i (thø cÊp) tõ c«ng nghÖ ®èt nµy lµ d¹ng c«ng nghÖ s¹ch cã thÓ sö dông ®Ó sÊy thãc g¹o, sÊy s¶n phÈm cña n«ng, l©m, thñy, h¶i s¶n chÊt l−îng cao h¬n. 3.2.2. VÒ møc ®é øng dông: 1) Sö dông sinh khèi ®Ó ph¸t ®iÖn vµ thu håi nhiÖt. C«ng nghÖ ®ång ph¸t nhiÖt - ®iÖn ®· t¨ng lªn trong thËp kû võa qua. ë Mü s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng tõ chÊt phÕ th¶i sinh khèi t¨ng 7%/n¨m trong giai ®o¹n 1990 - 1994. Céng ®ång Ch©u ©u cã c¸c ch−¬ng tr×nh nghiªn cøu kh¸c nhau lµm t¨ng kh¶ n¨ng sö dông chÊt th¶i sinh khèi lªn ®Õn 15% tæng tiªu thô n¨ng l−îng. HÇu hÕt c¸c nhµ m¸y ®iÖn sö dông chÊt th¶i sinh khèi hiÖu suÊt lß h¬i vµ hiÖu suÊt ph¸t ®iÖn thÊp. Ngoµi ra, c«ng nghÖ sinh khèi lu«n c¹nh tranh víi c¸c d¹ng n¨ng l−îng truyÒn thèng kh¸c, v× vËy viÖc ¸p dông c«ng nghÖ nµy ch−a ®−îc khuyÕn khÝch. 2) C«ng nghÖ thiªu vµ ®èt: C«ng nghÖ thiªu vµ ®èt ®· ph¸t triÓn trong suèt 20 n¨m qua do ®ã sö dông ngµy cµng nhiÒu chÊt th¶i sinh khèi vµ phÕ th¶i. C«ng nghÖ thiªu ®èt chñ yÕu dùa vµo nhiªn liÖu vµ phÕ th¶i tõ gç, mïn c−a v.v... N−íc dÉn ®Çu trong lÜnh vùc nµy lµ Mü vµ c¸c n−íc Ch©u ©u. HÖ thèng ®èt hót giã tù nhiªn lµ lo¹i lß thiªu ®èt phæ biÕn ë c¬ së c«ng nghiÖp n«ng th«n víi gç lµ nhiªn liÖu chÝnh. 3) C¸c qu¸ tr×nh khÝ hãa cña sinh khèi: qu¸ tr×nh khÝ ho¸ ®· ®−îc ¸p dông tõ kho¶ng 10 n¨m trë l¹i ®©y. HiÖn nay c«ng nghÖ nµy ®ang sö dông than hÇm vµ nhiªn liÖu cã khèi l−îng riªng cao nh− gç, vá dõa. ë Th¸i Lan vµ Philippin phæ biÕn lµ khÝ hãa trÊu, cßn ë Brazil, Ên §é vµ Trung Quèc lµ khÝ hãa b· mÝa. C«ng 20 nghÖ nµy còng ®−îc øng dông ë c¸c n−íc c«ng nghiÖp, ®Æc biÖt ë c¸c n−íc §Þa Trung H¶i. §©y lµ c«ng nghÖ cã nhiÒu høa hÑn. 4) Ph©n h÷u c¬. §©y lµ c«ng nghÖ ®−îc sö dông t−¬ng ®èi phæ biÕn. ë n−íc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn ®· sö dông réng c«ng nghÖ nµy nh»m xö lý chÊt th¶i h÷u c¬ ë thµnh phè. BÊt tiÖn cña qu¸ tr×nh lµm ph©n h÷u c¬ lµ kh«ng t¹o ra n¨ng l−îng, ë ®ã chÊt h÷u c¬ ®−îc sö dông l¹i lµm ph©n bãn. 5) C«ng nghÖ sinh khèi ph©n huû yÕm khÝ: ë nhiÒu n−íc ®Æc biÖt lµ Ên §é, Trung Quèc ®· sö dông réng r·i n¨ng l−îng th«ng qua hÇm ñ yÕm khÝ. Theo sè liÖu cña c¸c chuyªn gia Trung Quèc, hÇm khÝ sinh vËt ë Trung Quèc lµ trªn 5 triÖu vµ ë Ên §é trªn 1 triÖu hé gia ®×nh cã hÇm khÝ sinh vËt víi quy m« nhá. HÇu hÕt c¸c hÇm nµy dïng ®Ó t¹o khÝ. HiÖn nay c¸c n−íc nµy ®ang b¾t ®Çu triÓn khai c¸c hÇm yÕm khÝ lín. ë ViÖt Nam cã trªn 3000 hÇm. ë Indonesia, cã kho¶ng 100 hÇm ®ang ho¹t ®éng b»ng ph©n gia sóc. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, ë c¸c n−íc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn, sù ph©n hñy c¸c chÊt th¶i r¾n tõ c«ng nghiÖp vµ thµnh phè tËp trung trong c¸c nhµ m¸y lín. Cho ®Õn nay, trªn thÕ giíi cã kho¶ng 200 nhµ m¸y xö lý chÊt th¶i r¾n tõ thµnh phè b»ng ph−¬ng ph¸p yÕm khÝ cã thÓ tÝch >50 m3. B¶ng 3.2 d−íi ®©y tr×nh bµy c¸c øng dông xö lý yÕm khÝ ë c¸c n−íc. B¶ng 3.2: C¸c øng dông xö lý yÕm khÝ trong c¸c n−íc kh¸c nhau trªn thÕ giíi N−íc N−íc th¶i thµnh phè N−íc th¶i c«ng nghiÖp ChÊt th¶i h÷u c¬ Braxil +++ +++ 0 Columbia ++ ++ 0 Mexico ++ ++ 0 Bolivia + 0 * Ecuador + 0 0 India +++ +++ * * China ++ ++ ** Th¸i Lan 0 ++ ** Malaysia 0 + * Indonesia + + 0 ViÖt Nam 0 + 0 Lµo 0 0 0 Cambodia 0 0 0 Morocco + 0 * 21 3.3. Mét vµi ®Æc ®iÓm vµ h¹n chÕ sinh khèi dïng qu¸ tr×nh ph¸t triÓn c«ng nghÖ ®ång ph¸t ®iÖn - nhiÖt 3.3.1. Mét vµi ®Æc tr−ng cña chÊt phÕ th¶i sinh khèi ë ViÖt Nam. Thµnh phÇn c¬ b¶n cña sinh khèi lµ æn ®Þnh, bao gåm: Carbon: 40 - 50%; Oxy: 40 - 44%; Hydro: 6%. Do thµnh phÇn vËt lý thay ®æi trong d¶i réng, cho nªn ¶nh h−ëng ®Õn quy tr×nh øng dông. §Æc tr−ng vËt lý sinh khèi ®−îc biÓu hiÖn bëi: hµm l−îng h÷u c¬, ®é Èm, kh¶ n¨ng cung cÊp n¨ng l−îng, cì h¹t, l−îng t¹p chÊt vµ gi¸ trÞ n¨ng l−îng. §Ó cã quyÕt ®Þnh ®Çu t− phï hîp cÇn quan t©m ®Õn: 1) TÝnh s½n cã cña sinh khèi §Ó tr¸nh t×nh tr¹ng thiÕu nguyªn liÖu ®Çu “vµo” vµ nh»m ph¸t huy c«ng suÊt cña d©y chuyÒn c«ng nghÖ, ®ßi hái nguån nguyªn liÖu ph¶i æn ®Þnh. Muèn thÕ, vÊn ®Ò ®Æc biÖt quan t©m ®èi víi vïng cã nhiÒu chÊt th¶i sinh khèi (nh− T©y Nguyªn, §«ng Nam bé, §ång B»ng sång Cöu Long ë n−íc ta) lµ viÖc chuyªn chë nguyªn liÖu tõ c¸c xÝ nghiÖp chÕ biÕn vÒ n¬i s¶n xuÊt n¨ng l−îng. 2) TÝnh phô thuéc mïa vô S¶n xuÊt n«ng nghiÖp mang tÝnh thêi vô, lu«n cã sù biÕn ®éng vÒ nguån cung cÊp. VÊn ®Ò ®Æt ra lµ cÇn quan t©m ®Õn kho dù tr÷ (vÝ dô mïn c−a cña x−ëng chÕ biÕn gç, trÊu tõ nhµ m¸y xay x¸t, vá cµ phª ph¶i ®−îc dù trö qua nhiÒu vô s¶n xuÊt. 3) Xö lý s¬ bé vµ t¸ch t¹p chÊt Kinh nghiÖm sö dông d©y chuyÒn c«ng nghÖ ®èt tÇng s«i t¹o nhiÖt ®iÖn tõ chÊt phÕ th¶i sinh khèi lµ trÊu, mïn c−a, yªu cÇu lµ cÇn xö lý s¬ bé tr−íc khi ®−a vµo lß ®èt. Víi trÊu: cÇn lo¹i bá t¹p chÊt khi ®−a vµo d©y chuyÒn cung cÊp (v× cã nhiÒu r¸c, giÎ r¸ch lµm t¾c nghÏn bé phËn cÊp liÖu). Víi mïn c−a dïng cho c¸c lß ®èt cung cÊp nhiÖt cho d©y chuyÒn chÕ biÕn gç cÇn nghiÒn nhá ®¶m b¶o yªu cÇu chuyÒn t¶i vµo lß ®èt. 22 3.3.2. Nh÷ng h¹n chÕ khi sö dông phÕ th¶i sinh khèi trong n«ng nghiÖp 1) TiÒm n¨ng chÊt th¶i sinh khèi lµ rÊt lín. Tuy nhiªn ®Ó biÕn tiÒm n¨ng nµy thµnh hiÖn thùc cÇn c¸c kiÕn thøc c«ng nghÖ, thiÕt bÞ vµ c¬ chÕ, chÝnh s¸ch phï hîp. KÕt qu¶ ®iÒu tra ë c¬ së s¶n xuÊt vµ c¸c chuyªn gia trong lÜnh vùc sö dông n¨ng l−îng t¹i m−êi hai TØnh cã nhiÒu chÊt phÕ th¶i sinh khèi cho thÊy râ: chÊt phÕ th¶i sinh khèi tuy cã nhiÒu, nh−ng míi sö dông gç, cñi ®Ó ®un nÊu; trÊu, vá cµ phª vµ c¸c chÊt phÕ th¶i kh¸c ®Òu bÞ th¶i bá, kh«ng (hoÆc rÊt Ýt) sö dông. Nguyªn nh©n chÝnh lµ thiÕu kinh nghiÖm, c«ng nghÖ, th«ng tin, ph−¬ng ph¸p sö dông. Do chÝ phÝ ®Çu t− cao, mÆc dï cã th«ng tin nh−ng ng−êi d©n kh«ng thÓ bá tiÒn ®Ó x©y dùng nh÷ng d©y chuyÒn ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn, hoÆc sö dông nhiÖt ®Ó lµm kh« n«ng s¶n víi gi¸ thµnh ban ®Çu cao. 2) Nh÷ng vÊn ®Ò cÇn quan t©m: - C¸c chÊt phÕ th¶i sinh khèi tõ s¶n xuÊt n«ng l©m nghiÖp ë ViÖt Nam (còng nh− ë c¸c n−íc trong khu vùc) ®Òu cã nhiÖt trÞ cao. Sö dông chÊt th¶i sinh khèi tõ trÊu, gç mïn c−a v.v… qua kinh nghiÖm c¸c n−íc trong khu vùc tham gia ch−¬ng tr×nh hîp t¸c kinh tÕ kü thuËt óc - ASEAN (pha 3) ®Òu cho thÊy: ®Ó vËn hµnh mét hÖ thèng ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn tõ sinh khèi ®ßi hái kü n¨ng thao t¸c thµnh thôc, quan t©m nhiÒu ®Õn vËn hµnh, b¶o d−ìng. Nh÷ng c¬ së nhiÒu chÊt th¶i sinh khèi ®−îc, sö dông ®Ó ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn ®¶m b¶o c«ng suÊt ph¶i lín, (>200 kW) míi mang l¹i hiÖu qu¶, hÖ thèng ®ång ph¸t cÇn cung cÊp ®ñ n¨ng l−îng cho qu¸ tr×nh chÕ biÕn trong néi bé nhµ m¸y, ®ång thêi tiÕt kiÖm n¨ng l−îng cho c¬ së øng dông. - VÒ chi phÝ ®Çu t− Do hiÖu suÊt lß h¬i thÊp, dÉn ®Õn hiÖu suÊt ph¸t ®iÖn thÊp vµ suÊt ®Êu t− cao. B¶ng 3.3 giíi thiÖu hiÖu suÊt nhµ m¸y ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn vµ suÊt ®Çu t−. B¶ng 3.3. HiÖu suÊt nhµ m¸y ph¸t nhiÖt ®iÖn vµ suÊt ®Çu t−. C¸c th«ng sè Ph¸t nhiÖt ®iÖn b»ng sinh khèi Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn b»ng than Ghi chó HiÖu suÊt nhµ m¸y % 40 45 USD/kW 1.100 ÷ 1.500 1500 ÷ 1.600 23 4) Mét sè d©y chuyÒn c«ng nghÖ ph¸t nhiÖt ®iÖn b»ng chÊt th¶i sinh khèi ®iÓn h×nh: - TËp ®oµn c«ng nghiÖp nÆng Mitsuibishi (NhËt) ®· x©y dùng 15 d©y chuyÒn sö dông chÊt th¶i sinh khèi ®ång ph¸t ®iÖn nhiÖt t¹i Myanmar, c«ng suÊt 445 kW, ®¶m b¶o cung cÊp ®ñ n¨ng l−îng cho mét nhµ m¸y chÕ biÕn g¹o xuÊt khÈu (xay x¸t, ®¸nh bãng 100÷150 tÊn g¹o/ngµy ®ªm). H¬i qu¸ nhiÖt: 5.500 kg/h, ¸p xuÊt h¬i: 20 at. Chi phÝ trÊu ®Ó ®èt: 4 kg/h. Tro cña trÊu sau khi ®èt b»ng c«ng nghÖ nµy cã mµu tr¾ng, thµnh phÇn: Si02 lµ 96%, sö dông trong c«ng nghÖ pha trén vËt liÖu x©y dùng. SuÊt ®Çu t− cao (gåm 2000 USD/kW). - T¹i Indonesia Vïng ngo¹i « thµnh phè Giacata, theo ch−¬ng tr×nh hîp t¸c óc - ASEAN, mét nhµ m¸y chÕ biÕn gç ®· sö dông mïn c−a ®èt theo c«ng nghÖ tÇng s«i, l¾p ®Æt d©y chuyÒn ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn c«ng suÊt 55kW. SuÊt ®Çu t− ≈2000 USD/kW. L−îng h¬i kho¶ng 2,5 t/h dïng ®Ó sÊy gç. - Theo ch−¬ng tr×nh hîp t¸c kinh tÕ kü thuËt óc - ASEAN víi nguån vèn tµy trî kh«ng hoµn l¹i (cña CP.óc), t¹i Th¸i Lan ®· l¾p ®Æt nhµ m¸y ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn c«ng suÊt 250 kW. Nguyªn liÖu ®èt lµ chÊt phÕ th¶i sinh khèi tõ vá dõa vµ môn dõa. * * * 24 KÕT LUËN - KIÕN NGHÞ KÕT luËn 1. VÊn ®Ò sö dông chÊt phÕ th¶i sinh khèi nh»m t¹o ra nguån nhiÖt - ®iÖn lµ hÕt søc cÊp b¸ch ®èi víi n−íc ta. Thùc hiÖn ®Çy ®ñ c«ng nghÖ nµy sÏ mang l¹i lîi Ých tæng hîp vÒ kinh tÕ - x· héi - m«i tr−êng ®Æc biÖt lµ vïng n«ng th«n nhiÒu nguyªn liÖu, nh−ng thiÕu n¨ng l−îng. 2. ë ViÖt Nam c¸c d¹ng phÕ phÈm sinh khèi nhiÒu nhÊt lµ trÊu tõ c¸c c¬ së xay x¸t ë §BSCL, mïn c−a vµ vá bµo tõ c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn gç (vµ tre nøa) cã nhiÒu tiÒm n¨ng øng dông c«ng nghÖ ®ång ph¸t nhiÖt - ®iÖn. Hµng n¨m nguån phÕ th¶i sinh khèi tõ s¶n xuÊt, chÕ biÕn n«ng l©m s¶n cã thÓ th¶i ra hµng triÖu tÊn, ®¶m b¶o cho c¸c nhµ m¸y ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn vËn hµnh cung cÊp n¨ng l−îng cho kh©u xay x¸t, lµm kh« vµ chÕ biÕn n«ng l©m s¶n. 3. VÒ c«ng nghÖ: Sö dông c«ng nghÖ ®ång ph¸t nhiÖt ®iÖn b»ng chÊt phÕ th¶i sinh khèi (dïng lß ®èt tÇng s«i sö dông h¬i qu¸ nhiÖt, hoÆc ®èt trùc tiÕp v.v...). C«ng suÊt hÖ thèng ph¸t ®iÖn cÇn ®¹t > 200 kW, phôc vô cho qu¸ tr×nh chÕ biÕn vµ lµm kh«, b¶o qu¶n c¸c s¶n phÈm n«ng l©m nghiÖp phï hîp vïng ®ñ nguyªn liÖu “®Çu vµo”, cã nh− vËy d©y chuyÒn míi cã hiÖu qu¶. 4. C«ng nghÖ ®èt tÇng s«i sö dông chÊt th¶i sinh khèi ¸p dông C«ng ty cµ phª S¬n La vµ t¹i x· Ia Ph×n, Gia Lai víi l−îng nhiÖt s¶n ra kho¶ng 700 ÷ 800 kWt, dïng ®Ó sÊy ng«, cµ phª mang l¹i hiÖu qu¶ cao, ®−îc n«ng d©n chÊp nhËn, ®ang chuÈn bÞ ®Ó më réng trong s¶n xuÊt. KIÕN NGHÞ 1. Nhµ n−íc cÇn h×nh thµnh hÖ thèng chÝnh s¸ch nh»m thóc sö dông ®Èy n¨ng l−îng t¸i t¹o nãi chung, trong ®ã cã n¨ng l−îng tõ chÊt phÕ th¶i sinh khèi phôc vô tèt h¬n cho ph¸t triÓn n«ng nghiÖp vµ n©ng cao ®êi sèng céng ®ång. 2. Tr−íc m¾t Nhµ n−íc trî gióp vèn cho mét vµi c¬ së cã nhiÒu “nguyªn liÖu ®Çu vµo” x©y dùng d©y chuyÒn ®ång ph¸t nhiÖt - ®iÖn t¹i mét chî g¹o ë §ång b»ng s«ng Cöu long vµ mét xÝ nghiÖp chÕ biÕn s¶n phÈm gç vµ gç rõng trång t¹i T©y Nguyªn. Hµ Néi, 11/2002 Chñ tr× ®Ò tµi nh¸nh GS.TSKH. Ph¹m V¨n Lang ViÖn c¬ ®iÖn n«ng nghiÖp & CNSTH