Đề tài: Nghiên cứu đánh giá tiềm năng về sản lượng Biogas và thực trạng sử dụng năng lượng biogas tại khu vực Đan – Hoài – Hà Nội docx

Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài

Đề Tài
Nghiên cứu đánh giá tiềm năng về
sản lượng Biogas và thực trạng sử
dụng năng lượng biogas tại khu
vực Đan – Hoài – Hà Nội
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
1
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
MỞ ĐẦU
Năng lượng đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế của mỗi
quốc gia, một quốc gia có thể phát triển được hay không là xem có thể đảm bảo
được an ninh năng lượng hay không. Năng lượng hiện nay đang là vấn đề toàn cầu
thu hút sự quan tâm của mọi quốc gia trên thế giới không chỉ bởi những hiệu quả
lớn lao nó mang lại mà còn bởi những hậu quả nguy hại đối với trái đất. Vấn đề
này đặc biệt cấp bách đối với Việt Nam khi Việt Nam là một trong năm nước trên
thế giới chịu tổn thương nặng nề do biến đổi khí hậu theo đánh giá của Liên Hợp
Quốc. Vậy làm thế nào có thể cân bằng giữa sự phát triển kinh tế với vấn đề năng
lượng cũng như môi trường? Đó là phải tìm ra các nguồn năng lượng thay thế như
năng lượng tái tạo bao gồm: năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng sinh
khối, địa nhiệt hay cả sóng biển đã và đang được triển khai mạnh mẽ trên thế giới.
Việt Nam trong những năm gần đây năng lượng tái tạo đã được quan tâm thích
đáng trong các chương trình phát triển năng lượng quốc gia, trong đó năng lượng
sinh khối và khí sinh học được chúng ta tập trung phát triển nhiều hơn cả.
Với mong muốn tìm hiểu sâu hơn về công nghệ Khí sinh học, đặc biệt là
tiềm năng lý thuyết về sản lượng Khí sinh học cũng như khả năng phát triển Khí
sinh học định hướng thị trường ở Việt Nam, em đã tiếp cận và tìm hiểu vấn đề này
trong quá trình thực tập tại Trung tâm Công nghệ năng lượng và vật liệu mới –
Viện Khoa học nămg lượng. Ở đây, em được tiếp xúc với các dự án về tiết kiệm
năng lượng cũng như các dự án về năng lượng mới và tái tạo. Qua đó, em đánh giá

được những giá trị kinh tế mà các dự án này đem lại, đồng thời các giá trị khác về
lợi ích xã hội cũng được xem xét như xóa đói giảm nghèo, giảm ô nhiễm môi
trường. Bên cạnh đó, em cũng đã tham khảo các tài liệu từ Viện khoa học năng
lượng, Trung tâm Công nghệ năng lượng và vật liệu mới và một số nguồn thông tin
khác. Do vậy em chọn đề tài nghiên cứu trong đồ án này là : “Nghiên cứu đánh
giá tiềm năng về sản lượng Biogas và thực trạng sử dụng năng lượng biogas
tại khu vực Đan – Hoài – Hà Nội”
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
2
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
ĐỒ ÁN GỒM NHỮNG CHƯƠNG CHÍNH SAU:
Chương 1: Tình hình sử dụng năng lượng tái tạo & công nghệ sản xuất năng
lượng biogas.
Chương 2 : Đánh giá tiềm năng & hiện trạng sử dụng năng lượng biogas tại hai
huyện Đan – Hoài – Hà Nội.
(Đan Phượng – Hoài Đức)
Chương 3: Đánh giá hiệu quả sử dụng NL biogas tại hộ gia đình thuộc khu vực
Đan – Hoài – Hà Nội & đề suất giải pháp sử dụng năng lượng biogas hiệu
quả.
Sinh viên thực hiện.
Ngô Thị Hoàng Mai
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
3
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
CHƯƠNG I: TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO &
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NĂNG LƯỢNG BIOGAS
1. TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.1. Khái niệm Năng lượng tái tạo
Năng lượng tái tạo là năng lượng thu được từ những nguồn liên tục mà theo
chuẩn mực của con người là vô hạn. Hầu hết các nguồn năng lượng tái tạo đều

được bắt nguồn từ Mặt trời.
Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng năng lượng tái tạo là tách một phần
năng lượng từ các quá trình diễn biến liên tục trong môi trường và đưa vào sử dụng
trong kĩ thuật.
1.2. Phân loại năng lượng tái tạo
Phân loại năng lượng tái tạo theo nguồn gốc hình thành :
- Nguồn gốc từ bức xạ mặt trời : Năng lượng mặt trời, gió, thủy điện, sóng…
- Nguồn gốc từ nhiệt năng trái đất : Địa nhiệt
- Nguồn gốc từ hệ động năng Trái đất – Mặt trăng : Thủy triều
- Các nguồn năng lượng tái tạo : Năng lượng Biogas, Biodiesel…
1.3 Năng lượng tái tạo trên thế giới
Việc ứng dụng các nguồn năng lượng tái tạo đang được các nhà chức trách quan
tâm bởi thị trường năng lượng thế giới hiện nay có nhiều biến động:
- Năng lượng truyền thống như than, dầu… đang ngày càng cạn kiệt.
- Nguồn cung cấp năng lượng biến động về giá cả.
- Phát thải hiệu ứng nhà kính gây hiện tượng nóng lên toàn cầu.
- Năng lượng truyền thống gây ô nhiễm môi trường.
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
4
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
- Sử dụng năng lượng truyền thống gây ra sự biến đổi khí hậu dẫn tới hạn hán,
lũ lụt trên toàn cầu.
- Và do nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng cao.
Năng lượng tái tại càng ngày được các quốc gia trên thế giới chú trọng phát
triển hơn bởi so với các nguồn năng lượng truyền thống, năng lượng tái tạo có ưu
điểm vượt trội :
- NLTT sử dụng nguồn năng lượng có sẵn trong tự hiên và không gây ô nhiễm
môi trường.
- NLTT giảm lượng ô nhiễm và khí thải từ các hệ thống năng lượng truyền
thống.

- Sử dụng NLTT sẽ làm giảm hiệu ứng nhà kính.
- Góp phần nào việc giải quyết vấn đề năng lượng.
- Giảm bớt sự phụ thuộc vào sử dụng năg lượng hóa thạch.
Được biết, để chuẩn bị đối mặt với những khó khăn đến từ nguồn dầu mỏ, một
số quốc gia trên thế giới đang đẩy mạnh các ứng dụng của năng lượng mới và năng
lượng tái tạo.
Theo ước tính của Bộ Năng Lượng Hoa Kì, nếu sử dụng tất cả nguồn nguyên
liệu có thể tạo ra khí sinh học để dùng trong vận chuyển thì lượng năng lượng này
có thể làm giảm 500 triệu tấn khí cácbonic hàng năm, tương đương với với số
lượng 90 triệu xe dùng trong một năm.
Ví dụ :
Thuỵ Điển đã triển khai một dự án mang tên Biogas City, dưới sự trợ giúp
của nhóm chuyên gia đến từ hãng Volvo là các nhà kinh tế và bảo vệ môi trường.
Những phương tiện công cộng như xe bus, taxi hoạt động trong thành phố sẽ sớm
sử dụng hoàn toàn biogas từ năm 2008. Biogas City dự tính sẽ xây dựng hệ thống
cung cấp với mật độ cứ 10 trạm bơm nhiên liệu thông thường sẽ có một trạm
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
5
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
biogas. Chính phủ Thuỵ Điển chịu trách nhiệm đảm bảo giá biogas rẻ hơn 30% so
với xăng thông qua chính sách thuế.
1.4. Năng lượng tái tạo ở Việt Nam
Từ những năm đầu của thập niên 60 của thế kỷ trước, NLTT đã bắt đầu
được nghiên cứu ở Việt Nam nhưng phải đến tận những năm cuối của thập niên 90
trở lại đây việc nghiên cứu ứng dụng cho mục đích cung cấp năng lượng nói chung
và điện năng nói riêng phục vụ sinh hoạt và các hoạt động sản xuất ở nông thôn
mới được quan tâm và phát triển.
Một số dạng NLTT chính được nghiên cứu và ứng dụng ở nước ta như : năng
lượng mặt trời (NLMT), năng lượng gió (NLG), năng lượng sinh khối (NLSK),
năng lượng địa nhiệt (NLĐN), năng lượng thuỷ triều…

2. TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG BIOGAS TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
2.1. Khái niệm về Biogas
Biogas hay khí sinh học là hỗn hợp khí methane (CH
4
) và một số khí khác
phát sinh từ sự phân huỷ các vật chất hữu cơ. Methane cũng là một khí tạo ra hiệu
ứng nhà kính gấp 21 lần hơn khí carbonic (CO
2
).
Sản xuất khí sinh học dựa trên cơ sở phân hủy kị khí các chất hữu cơ tự
nhiên, hay còn gọi là quá trình lên men methane.
2.2. Thành phần
Thành phần chính của Biogas là CH
4
(50 - 60%) và CO2 (30%), còn lại là
các chất khác như hơi nước N
2
, O
2
, H
2
S, CO… được thuỷ phân trong môi trường
yếm khí, xúc tác nhờ nhiệt độ từ 20 - 40
0
C.
Nhiệt trị thấp của CH
4
là 1012 Btu/ft3 (37,71.10
3
KJ/m

3
), do đó có thể sử
dụng biogas làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong. Để sử dụng biogas làm nhiên
liệu thì phải xử lý biogas trước khi sử dụng tạo nên hỗn hợp nổ với không khí. H
2
S
có thể ăn mòn các chi tiết trong động cơ, sản phẩm của nó là SOx cũng là một khí
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
6
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
rất độc. Hơi nước có hàm lượng nhỏ nhưng ảnh hưởng đáng kế đến nhiệt độ ngọn
lửa, giới hạn cháy, nhiệt trị thấp và tỷ lệ không khí/nhiên liệu của Biogas.
2.3. Tiềm năng Biogas trên thế giới
Việc giá dầu thô liên tục tăng đã gây sức ép đối với các nhà khoa học thế
giới trong việc tìm kiếm nguồn nhiên liệu mới. Và biogas hiện đang được coi là
một lời giải hoàn hảo cho bài toán kinh tế đồng thời cũng làm vừa lòng các nhà
hoạt động môi trường.
Các nhà môi trường học đã kết luận, quá trình sản xuất biogas giảm tới 40%
khí thải cacbonic do được sản xuất thông qua quá trình phân huỷ các chất thải hữu
cơ của ngành nông nghiệp, lâm nghiệp và các hoạt động sinh hoạt của con người.
Năm 1884, nhà Bác học Pháp Louis Pasteurs tiên đoán: "Biogas sẽ là nguồn
nhiên liệu thay thế cho than đá trong tương lai".
Nhưng tới khi khoa học kỹ thuật phát triển như ngày nay, biogas mới bắt
đầu được chú ý. Nguyên nhân quan trọng thu hút sự quan tâm của giới nghiên cứu
tới biogas là cách thức và nguyên liệu để sản xuất ra nó.
2.4 Tiềm năng Biogas tại Việt Nam
Hình 1.1: Hệ thống sản xuất Biogas
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
7
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài

Bởi 80% dân số Việt Nam sống ở nông thôn, nên nguồn khí biogas được
xem là rất dồi dào. Đây là vấn đề quan trọng trong việc tiết kiệm nguồn năng lượng
dầu mỏ hiện nay.
Bảng 1.1: Tiềm năng biogas tại Việt Nam
Nguồn nguyên liệu Tiềm năng
(triệu m
3
)
Dầu tương
đương (triệu
TOE)
Tỉ lệ (%)
Phụ phẩm cây trồng 1788,973 0,894 36,7
1. Rơm rạ
2. Phụ phẩm các cây trồng khác
1470,133
318,840
0,735
0,109
30,2
6,5
Chất thải của gia súc 3055,678 1,525 63,3
1. Trâu
2. Bò
3. Lợn
441,438
495,864
2118,376
0,221
0,248

1,059
8,8
10,1
44,4
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
8
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Tổng 4844,652 2,422 100,0
(Nguồn: />Tuy hiện tại, giá thành biogas vẫn cao hơn so với các loại nhiên liệu chế
biến từ dầu mỏ, nhưng với tình hình giá dầu thô tăng cao như hiện nay, khoảng
cách đó sẽ dần bị thu hẹp trong tương lai.
Việc sử dụng biogas không chỉ giải quyết vấn đề năng lượng, mà còn giảm
thiểu ô nhiễm môi trường. Đây là nguồn năng lượng tái sinh làm giảm hiệu ứng
nhà kính trong bầu khí quyển. Tại Việt Nam, việc tìm kiếm những nguồn nhiên liệu
sạch với môi trường cũng đã được quan tâm nhiều hơn. Trong tương lai, rất có thể
biogas cũng sẽ là một sự lựa chọn thực sự thân thiện với môi trường.
Nguồn khí sinh học (biogas) từ bãi rác chôn lấp, phân động vật, phụ phẩm
nông nghiệp hiện mới đang được ứng dụng trong đun nấu. Lí do, đây là nguồn
phân tán, ít sản xuất điện. Ước tính cả nước có chừng 35000 hầm biogas phục vụ
cho đun nấu gia đình với sản lượng 500 – 1000 m
3
khí/ năm mỗi hầm. Tiềm năng
lý thuyết của biogas ở Việt Nam là khoảng 10 tỉ m
3
/ năm (1 m
3
khí tương đương
0,5 kg dầu). Hiện tại đang có một số thử nghiệmdùng biogas để phát điện.
3. MỘT VÀI CÔNG NGHỆ SẢN SUẤT BIOGAS TẠI VIỆT NAM
3.1 Khái quát về công nghệ Biogas.

Công nghệ Biogas là công nghệ sản xuất khí sinh học, là quả trình ủ phân
rác, phân hữu cơ, bùn cống rãnh, để tạo ra khí sinh học sử dụng trong hộ gia đình
hay trong sản xuất.
Nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất khí sinh học là ao bùn, phế liệu, phế
thải trong sản xuất nông lâm nghiệp và các hoạt động sống, sản xuất và chế biến
nông lâm sản. Phân động vật và các chất thải rắn như rơm rạ rất thích hợp cho lên
men kỵ khí. Vi sinh vật thường hay sử dụng nguồn hữu cơ cacbon nhanh hơn sử
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
9
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
dụng nitơ khoảng 30 lần. Do vậy nguyên liệu có tỉ lệ C/N là 30/1 sẽ thích hợp nhất
cho lên men kỵ khí.
Trong thực tế, người ta thường đảm bảo tỉ lệ trên trong khoảng 20 – 40.
Phân gia súc có tỉ lệ C/N trong giới hạn này, nên rất thích hợp và được xem là
nguyên liệu chủ yếu để sản xuất Biogas.
Bảng 1.2: Khả năng cho phân và thành phần hóa học của phân gia súc, gia
cầm
Vật nuôi
Khả năng cho phân
của 500 kg vật
nuôi/ngày
Thành phần hóa học
(% khối lượng phân tươi)
Thể tích
(m
3
)
Trọng
lượng
tươi (kg)

Chất tan
dể tiêu
Nitơ Photpho Tỷ lệ C/N
Bò sữa
Bò thịt
Lợn
Trâu bò
Gia cầm
0,038
0,038
0,028
-
0,028
38,5
41,7
28,4
6,78
31,3
7,98
9,33
7,02
10,2
16,8
0,38
0,70
0,83
0,31
1,20
0,10
0,20

0,47
-
1,20
20 – 25
20 – 25
20 – 25
-
7 – 15
(Nguồn: />Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
10
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Bảng 1.3: Ảnh hưởng của các loại phân tới sản lượng và thành phần khí thu
được
Nguyên liệu Sản lượng khí
(m
3
/kg phân khô)
Hàm lượng CH
4
(%)
Thời gian lên man
(ngày)
Phân bò
Phân gia cầm
Phân gà
Phân lợn
Phân người
1,11
0,56
0,31

1,02
0,38
57
69
60
68
-
10
9
30
20
21
(Nguồn: />3.2 Cơ sở lí thuyết của công nghệ sản xuất Biogas
Dựa vào các vi khuẩn yếm khí để lên men phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ
sinh ra một hỡn hợp khí có thể cháy được: H
2
, H
2
S , NH
3
,

CH
4
, C
2
H
2
… trong đó
CH

4
là sản phẩm khí chủ yếu (nên còn gọi là quả trình lên men khí metan).
Hình 1.2: Sơ đồ Quá trình lên men khí metan
Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Giai
đoạn 3
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
11
Chất hữu cơ,
carbohydrate,
chất béo,
protein
Khối vi khuẩn
Khối vi khuẩn
Acid propionic
Acid butyric ,
Các rượu khác
& các thành
phần khác
H
2
, CO
2
Acid acetic
Khối vi khuẩn
CH
4
, CO
2
H
2

, CO
2
Acid acetic
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Tác dụng của vi Vi khuẩn Vi khuẩn
sinh
khuẩn lên men acetogenic khi
Metan
+ Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men:
- Điều kiện kỵ khí: không có O
2
trong dịch lên men
- Nhiệt độ: Quy mô nhỏ thực hiện ở 30 – 35
0
C, quy mô lớn có cơ khí hóa
và tự động hóa thực hiện ở 50 – 55
0
C.
- Độ pH: 6,5 – 7,5 (nếu < 6,4 thì vi khuẩn giảm sinh trưởng và phát triển).
- Tỉ lệ Cacbon/Nitơ: 30/1 là tốt nhất.
- Tỉ lệ pha loãng : tỉ lệ nước/phân dao động từ 1/1 tới 7/1. Tỉ lệ pha loãng
đối với phân bò là 1/1, phân lợn là 2/1 đang được phổ biến nhất.
- Sự có mặt của không khí và độc tố : tuyệt đối không có oxy. Các ion
NH
4
, Ca, K, Zn, SO
4
ở nồng độ cao có ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát
triển của vi khuẩn sinh metan.
- Đặc tính của nhiên liệu.

- Tốc độ bổ sung nguyên liệu: bổ sung đều đặn thì sản lượng khí thu được
cao.
- Khuấy đảo môi trường lên men : tăng cường sự tiếp xúc cơ chất.
- Thời gian lên men : 30 – 60 ngày.
3.3. Quy trình sản xuất Biogas
Quy trình sản xuất Biogas tuân theo 3 giai đoạn chính:
- Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu:
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
12
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Chọn lọc và sử lí nguyên liệu phù hợp với yêu cầu sau: giàu xenluloza, ít ligin,
NH
4
ban đầu khoảng 2000 mg/1, tỉ lệ C/N từ 20 – 30, hòa tan trong nước ( hàm
lượng chất khô từ 9 – 9,4%, với chất tan dễ tiêu khoảng 7%)
- Giai đoạn lên men: lên men theo mẻ, liên tục hoặc bán liên tục.
- Giai đoạn sau lên men: thu và làm sạch khí.
Hình 1.3: Sơ đồ Nguyên lí công nghệ lên men
Tái sử dụng
Bùnthải Bùn thải
Nước
ra
Xử lý
Nước ra
3.4. Công nghệ hầm Biogas trên thế giới và Việt Nam
Qua tình hình nghiên cứu và phát triển năng lượng Biogas trên thế giới trong
những năm qua, hiện trạng các hệ thống công nghệ năng lượng Biogas trên thế giới
cũng như ở Việt Nam được phát triển theo mô hình VACB và ba xu hướng phát
triển công nghệ năng lượng Biogas chính như sau:
1. Xu hướng thứ nhất ở các nước công nghiệp phát triển phần lớn các cơ sở

sản xuất khí sinh học triển khai trên quy mô công nghiệp (ở các nhà máy sản xuất
khí sinh học cỡ lớn). Nguồn nguyên liệu chính được sử dụng là chất thải của các
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
13
Nguyên liệu
(phân, rác…)
Phối chế (nguyên
liệu, nước)
Bổ sung giống VSV
Sử dụng
Đem sử dụng hoặc
sử lí hiếu khí tiếp
Lò phản ứng khí
sinh metan
Thu khí
Mùn (chế biến
phân bò)
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
thành phố, các khu công nghiệp và cả các phế liệu nông nghiệp. Khí sinh học từ
các nhà máy này được sử dụng làm nguyên liệu cung cấp cho các nhà máy hóa
chất, hoặc được sử dụng làm chất đốt phục vụ sinh hoạt.
2. Xu hướng thứ hai phát triển trên quy mô bán công nhiệp (ở những bể sản
xuất khí sinh học cỡ vừa). Các bể này phần lớn sử dụng các chất thải của các xí
nghiệp thực phẩm làm nguyên liệu. Khí sản xuất ra được dùng trực tiếp để cung
cấp năng lượng điện (cho các động cơ đốt trong), làm chất đốt sinh hoạt, chế biến
nông sản, làm nhiên liệu chạy các động cơ máy nông nghiệp. Đại diện cho xu
hướng này là Ấn Độ và một số nước Châu Á.
3. Xu hướng thứ ba phát triển trên quy mô các bể phân hủy cỡ nhỏ, phục vụ
nhu cầu chất đốt sinh hoạt và thắp sáng trong phạm vi từ 1 đến 3 gia đình.
Trong đó, ở Việt Nam Hiện trạng công nghệ biogas đang ứng dụng mạnh

theo xu hướng thứ 2 và thứ 3. Trong đó xu hướng thứ 3 hiện đang phát triển phổ
biến và đã đem lại những hiệu quả nhất định trong những năm qua.
Hầm khí sinh học là thiết bị thực hiện quá trình biến đổi sinh khối thành khí
sinh học. Một trong các yêu cầu quan trọng nhất đối với hầm khí sinh học là phải
kín để các chủng vi khuẩn kỵ khí hoạt động bình thường tạo ra metan.
Từ khi bắt đầu tìm ra khí sinh học đưa vào ứng dụng cho tới nay các mô
hình biogas đã không ngừng thay đổi nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng
biogas đã được nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng, và cải tiến. Hiện nay, Trên thế
giới cũng như ở Việt Nam đang sử dụng các loại hầm khí sinh học hầm có nắp trôi
nổi, hầm có nắp cố định và hầm làm bằng chất dẻo đều có cấu tạo gồm các thành
phần chính là:
- Cửa nạp nhiên liệu.
- Buồng lên men, phân hủy và tạo khí.
- Buồng chứa khí (Hệ thu khí gồm: van, đường ống, các thiết bị đo lường)
- Ngăn tháo cặn bùn đã lên men.
Hình 1.4: Hầm sinh khối có lắp trôi nổi
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
14
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Hình 1.5: Thiết bị sản xuất khí sinh học túi chất dẻo
Hình 1.6: Hầm sinh khối lắp cố định
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
15
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Hiện nay công nghệ Biogas theo hai mô hình KT1 và KT2 là khá phổ biến
bên cạnh đó một số đơn vị có cải tiến các mô hình này như Viện Khoa học năng
lượng, v.v. nhằm nâng cao hiệu quả của việc sử dụng năng lượng biogas. Dự án áp
dụng công nghệ khí sinh học nắp cố định vòm cầu kiểu KT1 và KT2 có thể tích
phân giải từ 4,2 m3 đến 48,8m3. KT1 và KT2 là hai thiết kế mẫu được xây dựng
theo tiêu chuẩn ngành 10TCN 492:499-2003 và 10TCN 97:102-2006 do Bộ Nông

nghiệo và PTNT ban hành.
Hình 1.7: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT.1
Kiểu KT1 được ứng dụng tại những vùng có nền đất tốt, mực nước ngầm
thấp, có thể đào sâu và diện tích mặt bằng hẹp.
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
16
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Kiểu KT2 phù hợp với những vùng có nền đất yếu, mực nước ngầm cao,
khó đào sâu và diện tích mặt bằng rộng.
Hình 1.8: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT.2
3.5 Ứng dụng
 Sản suất phân hữu cơ vi sinh:
“Phân hữu cơ vi sinh là sản phẩm chứa các vi sinh vật sống đã được tuyển chọn
có mật độ phù hợp với tiêu chuẩn ban hành, thông qua các hoạt động sống của
chúng tạo nên các chất dinh dưỡng mà cây trồng có thể sử dụng được (N, P, K , S,
Fe…) hay các hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao năng suất và chất kượng nông
sản. Phân VSV phải đảm bảo không gây ảnh hưởng xấu tới người, động thực vật,
môi trường sinh thái và chất lượng nông sản.”
(Nguồn: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6168 - 1996)
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
17
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Hình 1.9: Sơ đồ tổng quát Quy trình sản xuất Phân hữu cơ vi sinh
Khi các hộ gia tình tận dụng được các loại phế phẩm nông nghiệp và công
lao động, thì giá thành sản xuất ra 1 tấn phân VSV chỉ còn 80.000đ mua phế phẩm
sinh học Biovac và chất xúc tác Bocat.
 Máy phát điện khí sinh học:
Chi phí đầu tư ban đầu cho việc sử dụng máy phát điện sinh học tương đối cao
và cần có kĩ năng vậ hành máy, song lại giúp tiết kiệm điện năng và điện áp luôn
ổn định.

Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
Phần gia súc
Phân người
Hầm
Biogas
Dịch thải
biogas
Phụ phẩm Nông nghiệp
và rác thải sinh hoạt
Ủ kị khí
Không hoàn toàn
Phân hữu cơ
Vi sinh
Biovac
18
Biogas sử
dụng làm chất đốt
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Hình 2.10. Mô hình lắp đặt máy phát điện hộ gia đình
+ Loại nhỏ:
- Máy phát điện công suất từ 2 – 5 kW có thể sử
dụng được 2 chế độ riêng biệt: xăng hoặc khí Biogas,
phù hợp với các hộ gia đình có quy mô chăn nuôi từ
10 – 10 đầu lợn.
- Máy có hệ thống gas tự động.
- Điện đầu ra: Điện 1 pha 2 dây,điện áp ổn định
(220V) phù hợp chạy các TB điện hiện có trên thị
trường.
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
Hầm KSH

Lọc khí
Túi chứa khí
Máy phát điện
Bảng điều khiển
Phụ tải
19
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
+ Loại lớn: Máy có công suất 10kW – 100 kW
- Có 2 loại: điện 1 pha và điện 3 pha.
- Sử dụng 100% khí Biogas để chạy máy phù hợp cho hộ gia đình chăn nuôi
từ 100 đầu lợn trở lên.
- Điện áp dàu ra luôn ổn định ở mức 220V hoặc 380V.
- Tất cả các loại máy của công ty được bán trên thị trường luôn được dán tem
và bảo hành 6 tháng kể từ ngày lắp đặt máy.
+ Hiệu quả kinh tế của loại máy nhỏ 3kW:
- Giá thành 9.000.000 VND.
- Đối với máy phát điện sử dụng xăng có công suất 3kW thường có mức tiêu
tốn 1,3 lít/h.
- Như vậy, để sử dụng 1 giờ, chi phí phải trả: 1,3 × 17.000 = 22.100 (VND)
- Thời gian hoàn vốn: 9.000.000/ 22.100 = 407,2 giờ sử dụng.
Vậy là với gần 17 ngày sử dụng máy, chúng ta đã hoàn vốn mua máy phát điện.
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
20
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Bảng 2.4. Lựa chọn Công suất máy phát điện theo quy mô chăn nuôi và thể
tích bể Biogas
STT Công suất (kW) Thể tích bể Biogas (m
3
) Đầu lợn (con)
1 2 7 – 10 10 – 20

2 2,5 7 – 10 10 – 20
3 3 10 – 15 20 – 40
4 5 15 – 20 40 – 60
5 10 40 – 80 150 – 250
6 15 80 – 120 250 – 400
7 20 120 – 150 400 -500
8 25 150 – 200 500 – 800
9 30 ≥ 200 ≥ 800
(Nguồn: Phòng Nông nghiệp và phát triển nông thôn huyện Đan Phượng)
CHƯƠNG II : TIỀM NĂNG VÀ THỰC TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG
LƯỢNG BIOGAS TẠI HAI HUYỆN ĐAN – HOÀI – HÀ NỘI
(Đan Phượng – Hoài Đức)
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
21
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI ẢNH HƯỞNG TỚI VIỆC SỬ
DỤNG NĂNG LƯỢNG BIOGAS
1.1. Điều kiện tự nhiên
a. Vị trí địa lí
Hoài Đức là huyện đồng bằng thuộc trung tâm thủ đô Hà Nội với vị trí địa lí
của huyện như sau :
Phía Bắc giáp huyện Đan Phượng, huyện Phúc Thọ.
Phía Đông giáp huyện Từ Liêm.
Phía Nam giáp huyện Hà Đông, huyện Chương Mỹ.
Phía Tây giáp huyện Quốc Oai.
Đan Phượng là huyện đồng bằng nằm phía Đông Bắc thành phố Hà Nội với
vị trí địa lí của huyện như sau :
Phía Đông giáp với ngoại ô thành phố Hà Nội.
Phía Tây giáp huyện Phúc Thọ.
Phía Nam giáp huyện Hoài Đức.

Phía Bắc giáp sông Hồng, ngăn cách với tỉnh Vĩnh Phúc
b. Địa hình, địa mạo
Huyện Hoài Đức có dạng địa hình đồng bằng, dốc từ Tây Bắc sang Đông
Nam và chia thành hai vùng là vùng bãi và vùng đồng :
- Vùng bãi nằm ở ngoài đê sông Đáy : Gồm một phần diện tích của 9 xã và
toàn bộ diện tích của xã Vân Côn. Cao trình mặt ruộng trung bình từ 6,5 – 9 m, có
xu hướng dốc từ đê vào sông. Những vùng trũng thường xen kẽ lẫn vùng cao, nên
thường gây úng, hạn cục bộ.
- Vùng đồng : Gồm một phần diện tích của 9 xã vùng bãi và toàn bộ diện
tích của 10 xã và 1 thị trấn vùng đồng. Cao trình nặt ruộng trung bình từ 4,0 – 8,0
m, địa hình tương đối phức tạp, vùng trũng xen kẽ vùng cao nên mặc dù hệ thống
tủy lợi đã được đầu tư nhiều nhưng những năm mưa lớn thường gây ra úng.
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
22
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Huyện Đan Phượng có dạng địa hình đồng bằng châu thổ, độ cao trung bình
từ 6 – 8m. Có 2 sông chảy qua huyện là sông Hồng và sông Đáy, xưa đây là vùng
đầu nguồn sông Nhuệ.
Huyện Đan Phượng bao gồm thị trấn Phùng và 15 xã là: Trung Châu, Đồng
Tháp, Song Phượng, Đan Phượng, Liên Hà, Liên Trung, Thọ An, Thọ Xuân,
Phương Đình, Thượng Mỗ, Hạ Mỗ, Hồng Hà, Liên Hồng, Tân Hội, Tân Lập.
c. Khí hậu
Hai huyện Đan – Hoài nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, chịu ảnh
hưởng của gió mùa, có 2 mùa rõ rệt :
- Mùa hè nóng ẩm : Nhiệt độ trung bình trên 23
0
C.
- Mùa đông khô lạnh : Nhiệt độ trung bình từ 15 – 16
0
C

+ Độ ẩm không khí trung bình trong năm từ 83 – 85% (tháng 3, tháng 4 thường
có độ ẩm lớn nhất, lên tới 98%).
+ Gió theo mùa :
- Gió đông thường là gió Đông Bắc, tốc độ trung bình 4 m/s.
- Gió hè thường là gió Đông Nam, tốc độ gió trung bình 2,5 – 3
m/s.
- Bão úng thường xảy ra vào tháng 5 tới tháng 8 trong năm.
+ Lượng mưa trunh bình từ 1.600 – 1.800 mm. Mua lớn thường tập trung vào
tháng 6,7,8 chiếm 80 – 86% lượng mưa cả năm ; từ tháng 1 – 4 thường có mưa
phùn.
+ Số giờ nắng trung bình trong năm là 1.600 – 1.700 giờ. Trong tháng 2,3,12 có
số giờ nắng thấp nhất trong năm.
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
23
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
Bảng 2.1: Tổng hợp các yếu tố khí hậu qua một số năm.
Tháng Lượng mưa
(mm)
Nhiệt độ
không khí TB
0
C
Độ ẩm KK
tương đối (%)
Số giờ nắng
(giờ)
1 46,9 26,4 73 176,9
2 62,9 21 74 100,6
3 40,5 18,1 71,5 123,5
4 154 24,5 92,5 120,5

5 125 33 93,3 253,1
6 150,5 35 95,2 225,1
7 180,2 34,1 95,4 230,5
8 98 30,6 90 196,7
9 52,5 24,3 80,3 125,8
10 57,3 21,7 80,5 116,5
11 42,5 22,9 84,5 102,2
12 42 17,8 87,9 93
( Nguồn : Trạm khí tượng Nhổn – Hoài Đức – Hà Nội)
1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội.
1.2.1. Dân số, lao động, việc làm và thu nhập
a. Dân số
Dân số hai huyện Đan – Hoài tăng từ 228.885 người năm 2000 lên 334.186
người năm 2008. Mật độ dân số của hai huyện Đan – Hoài năm 2008 là hơn 2.100
người/km
2
, cao hơn nhiều so với mật độ dân số chung của vùng đồng bằng sông
Hồng ( khoảng 910 người/km
2
) và cả nước ( 250 người/km
2
).
b. Lao động và việc làm
Dân số trong độ tuổi lao động của hai huyện năm 2008 có 165.256 nghìn
người, chiếm 50,9% tổng dân số hai huyện. Trong đó, lao động đang làm việc trong
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
24
Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài
các nhành kinh tế có khoảng 170,82 nghìn người. Lao động trong nhành công
nghiệp chiếm tỉ trọng cao, khoảng gần 50% tổng số lao động trong các ngành.

Bảng 2.2: Cơ cấu lao động hai huyện Đan – Hoài (Đơn vị : 1.000 người)
Cơ cấu lao động Năm 2008
1. Dân số trong độ tuổi lao động 165.256
Tỷ trọng so với tổng dân số (%) 49,45
2. Lao động làm việc trong các ngành KTQD 159.191
- Công nghiệp 45.528
Tỷ trọng so với tổng số lao động(%) 28,6
- Nông nghiệp 74.697
Tỷ trọng so với tổng số lao động (%) 45,2
- Dịch vụ 37.513
Tỷ trọng so với tổng số lao động (%) 22,7
3. Lao động khi vực Nhà nước 6.065
Tỷ trọng so với tổng số lao động (%) 3,5
(Dựa trên nguồn: Niên giám thống kê huyện Hoài Đức & Đan Phượng năm 2008)
c. Thu nhập và mức sống
Những năm gần đây đời sống nhân dân đã tăng lên rõ rệt. Năm 2008 giá trị
sản xuất bình quân đầu người là 8,6 triệu/người/năm. Bình quân lương thực năm
2003 đạt 262,5 kg/người/năm ; năm 2008 là 252 kg/người/năm.
Hai huyện Đan Hoài đã vận dụng thực hiện tốt nhiều chính sách, giải pháp
đẩy mạnh quá trình thực hiện xóa đói, giảm nghèo, số hộ nghèo (theo tiêu chí mới)
mỗi năm giảm bình quân từ 1% – 1,5% ; năm 2006 là 3.169 hộ chiếm 7,91% số
hộ ; năm 2008 là 2.298 hộ chiếm tỉ lệ 4,8% trên tổng số hộ.
1.2.2. Thực trạng phát triển kinh tế
a. Tăng trưởng kinh tế
Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL
25