NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI môn NLTT

Đề tài 7: NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI

GVHD: Nguyễn Thị Mi Sa

1


1. Định nghĩa năng lượng sinh khối.

NỘI DUNG BÁO CÁO

2. Phân loại NLSK
2.1. Nhiên liệu lỏng.
2.2. Khí sinh học (Biogas).
2.3. Nhiên liệu sinh khối rắn.

3. Chuyển hóa năng lượng trong sinh khối
3.1. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong chất bã nơng nghiệp
3.2. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí ở bãi chơn lấp
3.3. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí sinh học
3.4. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong quá trình lên men

4. Ưu nhược điểm
5. Thuận lợi và khó khăn trong việc sản xuất nhiên liệu sinh khối

6. Tình hình triển khai ứng dụng trên thế giới và Việt Nam

2


PHẦN 1 ĐỊNH NGHĨA NĂNG

LƯỢNG SINH KHỐI

3


PHẦN 1 ĐỊNH NGHĨA NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI
Sinh khối là một loại vật liệu sinh học được tìm ra từ sự sống
và sinh vật sống trên trái đất, đặc biệt xuất hiện ở những giống
cây trồng và nguyên liệu có nguồn gốc từ thực vật.
Năng lượng sinh khối (biomass energy) là một loại năng
lượng tái tạo được tạo ra từ các vật liệu dư thừa như trấu,
rơm rạ, bã mía hoặc chất thải từ các hoạt động sinh hoạt
của con người.

Sinh khối là sử dụng các vật liệu này chuyển hóa thành
điện năng (sinh hóa, hóa học) hoặc nhiệt năng (đốt).
4


PHẦN 2 PHÂN LOẠI NĂNG
LƯỢNG SINH KHỐI

5


PHẦN 2 PHÂN LOẠI NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI
Năng lượng sinh khối được hình thành dưới 3 dạng vật chất: chất
lỏng, chất rắn, chất khí - được chia thành 2 cấp bậc:
• Sơ cấp: Năng lượng sinh khối được sản xuất qua ánh sáng mặt trời
tạo ra quá trình quang hợp tự nhiên ở cây xanh

• Thứ cấp: Năng lượng sinh khối được tạo ra nhờ q trình phân hủy,
chun hóa chất hữu cơ được thải ra từ hoạt động hàng ngày của con
người và hoạt động tự nhiên của động vật.

6


2.1. Nhiên liệu sinh khối rắn

Sinh khối rắn là chất hữu cơ ở dạng rắn nhờ được nén ở dạng bột viên giúp
giải phóng năng lượng do q trình đốt cháy lưu trữ.

7


2.2. Nhiên liệu lỏng

Sinh khối lỏng được gọi là một loại
vật liệu sinh học là những loại chất
lỏng được tạo ra từ chất rắn đang
phát triển và sống ở một số điểm có
xử lý sản xuất nhiên liệu.

8


2.2. Nhiên liệu lỏng

9

2.3. Khí sinh học (Biogas)

Sinh khối khơng khí là một dạng khí sinh học là
những loại khí được hình thành một cách tự
nhiên bởi máy phân hủy rác, chất thải sinh học,
bùn và phân có thể tái chế được.

10


PHẦN 3 CHUYỂN HOÁ NĂNG
LƯỢNG TRONG SINH KHỐI

CREDITS: This presentation template was created by
Slidesgo, including icons by Flaticon, and
infographics & images by Freepik.

11


3.1. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong chất bã nơng nghiệp

Các loại chất bã nơng nghiệp
thì thường được sản xuất năng
lượng thơng qua q trình đốt
cháy hoặc khí hóa trực tiếp
để tạo ra điện và nhiệt, hoặc
chuyển đổi chúng thành nhiên

liệu lỏng, hay cũng có thể thủy
phân và lên men ethanol sinh
học.

12


3.1. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong chất bã nông nghiệp

13


3.1. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong chất bã nông nghiệp

14


3.1. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong chất bã nơng nghiệp
Khí hóa trực tiếp

- Hầu hết các nhà máy sinh khối năng lượng gỗ sử dụng hệ thống đốt trực
tiếp hoặc lị hơi thơng thường, theo đó ngun liệu sinh khối trực tiếp đốt để
tạo ra hơi nước sẽ dẫn đến phát điện.
- Trong một hệ thống đốt trực tiếp, sinh khối được đưa từ dưới cùng của lò
hơi và khơng khí được cung cấp tại bên dưới lị. Khí đốt nóng được truyền
thơng qua một bộ trao đổi nhiệt trong đó nước được đun sơi để tạo ra hơi
nước.

15

3.2. Chuyển hóa năng lượng sinh
khối trong khí ở bãi chơn lấp
Khí sinh học là sản phẩm của q trình
phân hủy các chất hữu cở có trong bãi
chơn lấp, trong đó khí metan là thành
phần chủ yếu và chiếm tỷ lệ cao,
cacbonic.

16


3.2. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí ở bãi chơn lấp
Tỉ lệ thành phần các khí chủ yếu sinh ra từ bãi chôn lấp

17


3.2. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí ở bãi chôn lấp
- Giai đoạn đầu là giai đoạn hiếu khí, kéo dài từ khoảng vài ngày đến nhiều tuần. Thời
gian diễn ra giai đoạn này phụ thuộc vào độ đầm nén chất thải và một vài nhân tố khác.
- Giai đoạn 2 bắt đầu khi điều kiện trong bãi chơn lấp thay đổi từ hiếu khí sang kỵ khí. Ở
thời điểm này, các vi sinh vật hiếu khí bắt buộc chết dần và các vi sinh vật tùy nghi sẽ
chuyển từ hoạt động hiếu khí sang kỵ khí. Trong suốt giai đoạn 2, CO2 và một phần nhỏ
H2 là sản phẩm khí chủ yếu.

18


3.2. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí ở bãi chơn lấp

- Giai đoạn 3 có thể được nhận biết bởi sự xuất hiện từ từ khí metan(CH4).

- Trong giai đoạn 4 và giai đoạn cuối, CH4 sinh ra trở nên liên tục và bắt đầu giảm
khi lượng CH4 đạt tỉ lệ như đã nêu ở đoạn trước (45-60% CH4; 40-60% CO2).

19


3.3. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí sinh học (biogas)
- Chuyển hóa năng lượng sinh khối thành khí sinh học
(biogas) là quá trình phân hủy sinh học chất hữu cơ
trong điều kiện thiếu oxy hóa để tạo ra một hỗn hợp khí,
chủ yếu là methane (CH4) và carbon dioxide (CO2),
cùng với một số khí khác như nitơ, hidro, và sulfur
dioxide.
- Quá trình này được thực hiện bởi một số loài vi khuẩn
và vi sinh vật khác nhau trong môi trường ẩm ướt và ấm
áp.

20


3.3. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí sinh học (biogas)

21


3.3. Chuyển hóa năng lượng sinh khối trong khí sinh học (biogas)

22

Q trình chuyển hóa năng lượng sinh khối thành khí sinh học bao gồm ba
giai đoạn chính:
Giai đoạn hydrolysis: các hợp chất hữu cơ được phân hủy bởi các enzyme thành các đường
đơn giản hơn như glucose và amino acid.
QT Chuyển hóa protein, xenlulozo→ axit amin, glucozơ, axit béo, glycerol,H2,CO2
Giai đoạn acidogenesis: các đường và axit amin được phân hủy bởi vi khuẩn acidogenic để tạo
ra axit hữu cơ như axit axetic, propionic và butyric.

QT Chuyển hóa đường, axit amin, axit béo → axit hữu cơ (acetic, formic, propionic, lactic
Giai đoạn methanogenesis: các axit hữu cơ được chuyển hóa bởi vi khuẩn methanogenic
thành khí methane (CH4) và carbon dioxide (CO2).
23


Q trình chuyển hóa năng lượng sinh khối thành khí sinh học bao gồm
ba giai đoạn chính:
QT Vi khuẩn (VK) metan chia thành 3 nhóm phụ:
+ VK metan hydrogenotrophic:
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O
+ VK metan acetotrophic:
CH3COOH → CH4 + CO2

+ VK methaSnogen:
3CH3OH + 6H+ → 3CH4 + 3H2O

24

3.4. Chuyển hóa năng lượng sinh
khối trong q trình lên men

Bao gồm quá trình lên men để
chuyển đổi sinh khối thành etanol và
phân huỷ kỵ khí để sản xuất ra khí tự
nhiên tái tạo. Ethanol được sử dụng
làm nhiên liệu cho xe cộ.

25