Nghiên cứu phát triển hệ thống khí hóa sinh khối để cung cấp năng lượng quy mô nhỏ ở Việt Nam

1

MỞ ĐẦU
1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay, i ph thuc ch yu vào ngung chính là nhiên liu hóa
thu, khí t nhiên và than. Theo Lior trong s 20,2 
có 66% là t nhiên liu hóa thch, 18% là t thn, 14% là t n ht nhân và 2% là t
các ngung tái to. T trn t nhiên liu hóa thch thì than chim 62%,
khí chim 29% và t du chim 9% [66].  n t
n 2030 nhu cng 40% tc vào khong 16800 MTOE
[49]. Do nhu cu v ng ngày càng cn kit dn
v bo v ng. Vì vy, vic tìm
kim các ngung mi và s dng các ngung tái tc
bit chú trng [74]. Sinh khi là ngung có nhim: là nhiên liu giá r,
nh th, vic s dng sinh khng
phát thi CO
2
trong khí quyn [94]. Khí hóa sinh khi pháp có
ti ln  s dng ngun sinh khi cho các nhu cu cung c  ng cht
ng cao thay th c mt phn nhiên liu hóa thch [14, 15]. Tuy nhiên, hc ín có trong
sn phm khí hóa t trong nhng tn ti chính trong vic ng dng khí hóa sinh
khi cho các msn xung cao vn hành t trong, pin
nhiên liu và cung cp nhit thay th du và khí. u ht các quc gia trên th gii
u chú trng vic nghiên cu, phát trin và hoàn thin công ngh khí hóa sinh khi,  khí
sn phng hc ín thp, ng yêu cu công ngh trong sn xung
chng caoc tính vn hành nh, có th s dng các loi sinh khi.
Ni bt trong s phi k n các quc gia phát trin Lan, Nht Bn, Áo,
chn các qun c, [108]
i vi Vit Nam, nhu cu s dng ch
 phc v nhu cu phát trin kinh t n 1995
n 2005), n cung n u ht trm trong (kho,

cùng v thng phân phm bo. Theo báo cáo ca B 
n nay t l ph i mt khong trên 97% dân s [119],
ngung nhiên liu hóa thch không nhiuc tính tr ng dt
 trong vòng 40 -  và s tr c nhp khng t 2015 [7]. Mt
khác các ngun sinh khc s dp lí, vic s dng sinh kh cung
cng ch yu vn t cháy trc ti cung cp nhit, hiu sut thp và gây ô
nhing. Theo báo cáo hin 59% sinh khi c s dng là cho m
cp nhitu h  i vi công ngh khí hóa sinh
khi, phn ln các nghiên cu mi ch dng li  m lý thuyt, quy mô b gia
c nhp khu công ngh và chép mu các h thng khí hóa chi phí
tn kém, tim n nhiu ri ro do công ngh này hin nay vn nghiên
cu và th ngim [8]. C th theo tham kho t các báo cáo và kho sát thc t ca tác gi
thì sau khi nhp công ngh v Vin hành th nghim kt qu cho thy
ng hc ín cao, h thng hong không nh, h s sn sàng và hiu qu thp,
nhiên liu s dng không phù hp nên ch sau mt thi gian ngn vn hành th nghi
phi dng, gây lãng phí. Vì vy, vic nghiên cu ci tin và phát trin công ngh công
ngh khí hóa sinh khi  sn xung s góp phm bng,
[18] phc v nhu cng thit yu cho nhng khu vi, hoc
không th s di vì chi phí quá cao, nhng khu vc có ngun sinh kh 
dng, di dào, r tin mà có th thm chí là ngun gây ô nhing.
2

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
2.1 Mục tiêu tổng quát
Nghiên cu ng dng và phát trin công ngh khí hóa sinh khi ng hc ín thp,
c tính vn hành nh, s dng ngun nhiên liu sinh khi sn có  Vit
Nam  sn xung chng cao góp phm b ng và
gim ô nhing.
2.2 Mục tiêu cụ thể
- Thit k, ch to và phát trin c mt h thng khí hóa sinh khi ng hc ín

ng vic s dt trong  sn xut n công sut nh.
-  c ng ca các yu t : i) ng ch  vn hành; ii) nh
c tính nhiên liu; và iii) ng ca loi sinh khi ng ca
h thng khí hóa.
- c kh thay th du diesel và phát thng khi s dng công
ngh khí hóa sinh khi trong sn xu.
- n và s phù hp v c tính nhic tính lý, hóa ca
sinh khi  Vit Nam,  có th s dng cho công ngh khí hóa trong sn xu.
3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Nghiên cu  lý thuyt v quá trình khí hóa sinh khi và công ngh khí hóa sinh khi
trong sn xu ng quy mô nh.
- Nghiên cu c hình thành hc ín trong khí hóa sinh khi và các gii pháp loi b hc
ín trong khí sn phm t h thng khí hóa sinh khi.
- nh giá ting dng khí hóa sinh khi và  xut mô hình khí hóa sinh khi có
ng hc ín thp phù hp cho sn xut ng  Vit Nam.
- Nghiên cu ci tin và phát trin mt công ngh khí hóa sinh khi kt hp v
diesel - máy phát  sn xut .
- Nghiên cu thc nghim    m ca thit b khí hóa  ch to và nh
ng ca các yu t: i) ch  vc tính nhiên liu; iii) chng loi nhiên liu,
ng ca thit bng thi so sánh kt qu thc nghim ca thit b
va phát trin vi nhng công trình .
- Nghiên cu thc nghim kh ng dng khí sn phm t thit b khí hóa sinh khi 
thay th du diesel trong sn xuvà so sánh vi kt qu mô phng ca quá trình
trên.
4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4.1 Phạm vi nghiên cứu
- Tp trung vào các công ngh khí hóa sinh kh sn xut công sut nh, có hàm
ng hc ín thp, có th s dng linh hot các loi sinh khi.
- Nghiên cu thc nghim vi các loi sinh khi sn có  Vit Nam. (tập trung vào nghiên cứu
ảnh hưởng chế độ vận hành, đặc tính nhiên liệu và chủng loại nhiên liệu sinh khối tới đặc tính

năng lượng của thiết bị khí hóa vừa phát triển, và khả năng thay thế diesel của khí sản phẩm,
phát thải môi trường trong ứng dụng sản xuất điện năng)
4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu
3

- Nghiên cu và cp nht thông tin: Thu thp, cp nht thông tin t các 
công b c, các hi thc và quc t v quá trình khí hóa sinh
khi, công ngh khí hóa sinh khi trong sn xut nh.
- Nghiên cu lí thuyt: Da vào các lí thuyt v ng hc, nhing hc phn ng ca quá
trình cháy, khí hóa và nhit phân sinh kh
- Nghiên cu thc nghim: Xây dng h thng thí nghim khí hóa sinh khi kt hp vng
 máy phát ti hc Bách Khoa Hà Ni , i) nghiên cu quá trình khí hóa vi các
loi sinh khi  Vit Nam có c tính nhiên lii, u kin v 
giá ng ca các yu t n ng ca thit b; ii) nghiên c
 diesel ca khí sn phm, ng ca h thng.
5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
- Nghiên c có th t thit k ch to thit b khí hóa sinh khi nói chung,
và thit b khí hóa sinh khng hc ín thp nói riêng  c, mà không phi
nhp kha, có th t bo trì bng và x lí s c giúp tit kim chi phí thuê
 tin cy và h s sn sàng ca h thng.
- Kt qu nghiên cu còn giúp ch ng tn dng các ngun sinh khi sn có và
r tin  Vit Nam, thay vì ch s dc mt vài loi nhiên lit k t
tin, thm chí phi nhp khu.
- Kt qu nghiên cu còn giúp nâng cao hiu qu vn hành h thng và s dng sinh khi cho
các mng chn xu (kt ht trong,
, cung cp nhit (lò nung thy tinh, gm s) thay th mt s nhiên liu LPG, SNG
t tin và ô nhing.
- Kt qu nghiên cu c c gii quyt mt s v thc
tin  Vithit k, ch to và chuyn giao mt h thng khí hóa sinh khi
công sut 150 kW cho Vin hóa hc công nghip Vit Nam (2013)n thit k

cho công ty c phn thu Bc Ninh) mt h thng
khí hóa sinh kh tn dng ngun ph phm (cht thi) t quá trình ch bin thuc lá 
2012) lc 3.5.2).
6 ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN
- Kt qu nghiên cu và thc nghic tin và kh 
hóa ca mt s loi sinh khi  Viu này giúp cho nhng nhà làm chính sách
c mc tiêu và chic phát trin công ngh khí hóa sinh kh sn xut
ng  Vit Nam.
- ng quy trình thit k, ch to và lt thành công mt h thng khí hóa sinh
khi công sut 150 kW vi nhng ci tin v công ngh. Kt qu nghiên cu thc nghim
trên h thng khí hóa mi phát trin vi mt s loi sinh khi  Vit Nam cho thy:
ng hc ín thp nht khi khí hóa than hoa và mu g keo lt là 19,51
mg/m
3
và 31,55 mg/m
3
, các kt qu này thc yêu cu và hoàn toàn có th cho
phép cp khí sn phm trc tip cho vt trong.
+ ng ca các yu t   vn hành (cp gió G1, G2, G3 và ER), ii)
c tính nhiên li m, chng loi nhiên li
ng ca thit b khí hóa ca các loi sinh khi  Vit Nam, kt qu nghiên cu thc
nghi ra ch  vn hành phù hp vt trong ca nhiên liu than hoa
và mu g  sn xu.
4

+ H thng vn hành nh và có th s dng ngun sinh khu vào.
Các kt qu nghiên cu trên giúp nâng cao hiu qu  tin cy trong vn hành, giúp
các nhà thit k, ch to có th t thit k, ch to thit b c vi di công sut ln
n dng tn sinh khi   sn xung  Vit
Nam.

- u thc nghim trên h thng khí hóa sinh khi kt h máy
 sn xut qu cho thy kh p trc tip khí sn phm
t h thng khí hóa sinh kh vn xung chng cao là
hoàn toàn kh thi và rt ti th khi vn hành  ch  nhiên liu kép thì khí sn
phm có th thay th t 30  ng diesel tiêu thu này giúp gim chi phí vn
hành và gim ô nhing trong sn xu
7 TRÌNH TỰ LUẬN ÁN
Lun án gm 4  chính, 113 trang. Phn M u: trình bày nh nghiên
cu ca lun án, mc tiêu nghiên cu, ph
hc ca lu1 - Tng quan v khí hóa sinh khi trong sn xung
quy mô nh: c  v công ngh khí hóa sinh khi trong sn xu n
t nh, m ca công ngh này, tình hình nghiên cu ng dng, và
nhng tn ti ca công ngh cn gii quyng thi gii thiu mt s  h thng khí
hóa sinh kh sn xung quy mô nh n hình trên th gii hin nay. Ngoài
ra, cnày còn nghiên ctin công ngh khí hóa sinh
khi trong sn xung  Vit Nam thông qua vitin và s
phù hp ca các loi sinh khi  Vit Nam s dng cho công ngh khí hóang th
xut mt công ngh khí hóa sinh kh  nghiên cu và phát trin trong sn xu 
ng quy mô nh  Vit Nam.   lý thuyt v quá trình khí hóa sinh khi:
c lý thuyt v khí hóa sinh khi, các phn ng, 
phn ng và các yu t n quá trình khí hóa sinh khi. 
 cn hc ín,  hình thành và các gii pháp kh hc ínng thi gii thiu
các mu thit k lò khí hóa kh hc nghiên cu ng dng trên th gii hin
nay. 3- Ci tin công ngh và nghiên cu thc nghim quá trình khí hóa vi ngun
sinh khi  Vit Nam: ctrình bày v  và nhng ci tin công ngh khí hóa
sinh khi, xây dng c tính toán thit k mt h thng khí hóa sinh khi công sut
khong 150 kW, ng thng ng tính toán thit k cho h thng khí hóa
sinh khi công sun 2 MW. Ngoài ra, cnày còn tp trung vào nghiên cu
thc nghim v ng ca các yu t ch  cp gió,  m ca sinh khi, chng
loi nhiên lin ng hc ín và ng ca thit b khí hóa sinh khi,

ng thi phân tích, tho lun và so sánh kt qu c trên h thng mi phát trin
(150 kW) vi h th(50 kW) và các h th khác hin nay.  -
Nghiên cu thc nghim khí hóa sinh kh sn xuc
nhng nghiên cu thc nghim,   diesel ca khí sn phm trên h
th máy phát n công sut 9,6 kW, da trên các ch ng
và ng. Nghiên cc tin hành vi các ch  vn hành i, s dng mt
vài loi sinh kh m Kt qu thí nghim
c i chiu vi kt qu mô phng trên phn mm AVL Boost. Phn Kt lun,
 xut: Gm các kt lun, nhn xét và  xut, khuyn ngh c tác gi trình bày
trong phn cui cùng ca lun án.


5

Hình 1.2 Khí hóa
thuận chiều [5]
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ KHÍ HÓA SINH KHỐI TRONG SẢN XUẤT
NĂNG LƢỢNG QUY MÔ NHỎ
Tóm tắt chƣơng 1
C cn các công ngh khí hóa sinh khi trong sn xut ng quy
mô nh, và nhc thù ca công ngh này, trình bày khái quát tình hình nghiên cu ng
dng công ngh  trong và ngoài c, ng thi tng h h thc
nghiên cu phát trin trên th gii hin nay, t phân tích và ch ra nhng tn ti cn
nghiên cu, gii quyt. in
công ngh khí hóa sinh khi trong sn xua Ving
chính: i) nhu cng ca Vit Nam hin tn
sinh khi ca Vit Nam và tính phù hp ca các dng sinh khi  Vit Nam s dng cho
công ngh  sn xu Qua phân tích thc t ngun sinh khi  Vit
Nam kt hp vi nhng nghiên cu tng quan, tác gi  la chn công ngh khí hóa nhiu

cp kiu thun chiu, ng hc ín phù hp cho mc  sn xuquy
mô nh  nghiên cu, phát trin  Vit Nam.
1.1 Công nghệ khí hóa sinh khối trong sản xuất năng lƣợng quy mô
nhỏ
Khí hóa sinh khi ng dng trong sn xut ng quy
mô nh ng s dng công ngh khí hóa lp c nh. Công
ngh này c chia làm ba loi theo chiu di chuyn ca khí
sn phu ra:
-  c chiu: chiu di chuyn ca khí sn phm
c vi chiu di chuyn ca nhiên liu.
- Lò khí hóa thun chiu: chiu di chuyn ca khí sn phu
ra cùng vi chiu di chuyn ca nhiên liu.
- Lò khí hóa dòng ct nhau: chiu di chuyn ca khí sn phm
u ra ct ngang vuông góc vi chiu di chuyn ca nhiên liu.
1.1.1 Lò khí hóa ngƣợc chiều
Nguyên lí lò khí hóa sinh khc chic trình bày
trên hình 1.1. Nhiên liu rn chuyng t nh ca
thit b xu
c cp vào t i và chuyng lên phía trên
ca thit b. Khí sn phm c to ra s chuyng lên phía
trên và thoát ra ngoài  gnh ca thit bng hp
này, nhiên liu r u vào và dòng khí sn phm u ra
chuyc chiu trong thit b khí hóa.
1.1.2 Lò khí hóa thuận chiều
Nguyên lí lò khí hóa sinh khi thun chic trình bày
trên hình 1.2. C nhiên liu rn và không khí cp cho quá trình
  u chuy ng t phía trên xung. Khí sn phm
c to ra s chuyng xui và thoát ra ngoài 
ga thit bng hp này, nhiên liu ru
Hình 1.1 Khí hóa

ngược chiều [5]
6

Hình 1.3 Khí hóa
dòng cắt ngang [5]
vào và dòng khí sn phm u ra chuyng cùng chiu trong thit b khí hóa.
1.1.3 Lò khí hóa dòng cắt ngang
Nguyên lí lò khí hóa sinh khi dòng ct ngang c trình
bày trên hình 1.3. Không khí cn cho quá trình khí hóa chuyn
i chuyng ca nhiên liêu
rn trong thit b khí hóa. Khí sn phc ly ra gn vùng
cp không khí  i din.
1.1.4 Đặc điểm của khí hoá sinh khối theo lớp cố định
ng, kh i theo lp c nh
ph thuc vào tính cht ca sinh kh: hình dng sinh khi,
kh ng cht bng tro,
thành phn hóa hc ca tro và nhit tr ca sinh khi.
Kh n ca sinh khi bên trong thit b khí
hóa ph thuc vào hình dng và khng riêng ca sinh khi.
Tn tht áp sut trong thit b khí hóa s c ht nhiên liu và do
vy có th hn ch t ng ca không khí bên trong thit b hóa khí.
Nói chung, hiu sut khí hoá s gi m ca sinh kh m ca sinh khi
vì th t quá 30% vi lò khí hóa thun chiu. [45, 87]
Sinh khng cht bc thp là ngun nhiên liu phù hp cho các thit b khí
c bit trong các ng dng có s d sn xut
ut nh.
Sinh kh tro cao có th gây nên nhng s c khi vn hành. Vic thi tro x do
vy phc tin hành liên tc honh k.
Bng 1.1 Đặc tính vận hành của một số lò khí hóa sinh khối lớp cố định [45, 101, 34]
ng

c
chiu
Lò thun
chiu
Lò ct ngang
 m ln nht (%)
60
30
10 - 20
 tro ln nht (%)
25
6
0,5 - 1
Nhi chy mm ca tro (
0
C)
> 1000
> 1250

c nhiên liu (mm)
5 - 100
20 - 100
5 - 20
Di công sut làm vic (MW)
2 - 30
1 - 2

Nhi khí sn phm ra (
0
C)

200 - 400
450 - 700
1250
ng hc ín (g/m
3
)
30 - 150
0,015 - 3
0,01 - 0,1
Nhit tr thp ca khí sn phm (MJ/m
3
)
5 - 6
4,5 - 5
4 - 4,5
Hiu sut nhit (khí ngui)
40 - 60
65 - 75
60 - 70
1.1.5 Ƣu, nhƣợc điểm của các loại lò khí hóa sinh khối lớp cố định
Mi loi lò khí hóa sinh khi (KHSK) kiu lp c u có nhc
m riêng, vì vy khi s dng cn la ch phát huy nhm và hn ch t
m ca nó.
Bng 1.2 Một số ưu, nhược điểm của các loại lò KHSK lớp cố định [75, 27]
Kiu thit b
KHSK
m
m
c chiu
1.Tn tht áp sut nh

2. Hiu qu nhit cao
1. Hiu qu thit b ph thuc nhiu vào
ng hc ín  m ca nhiên liu
7

3. Xng hình thành x ít
4. Thit k n
5. Linh hot cho nhiên liu u
vào c, hình dng và 
m)
6. Khí sn phm có nhit tr cao
2. Khí sn phm s d
i thi gian khng

3. Kh ng ph ti
l
4.  cha hc ín cao
Thun chiu
1. Khí sn phm rt linh hot thích
ng cho các nhu cu ph ti khác
nhau
2. Thit k n
3. Chi phí thp
4. Chng khí tng hc ín
thp
5. Nng  bi thp
1. Thit b c thit k
ng cao
2. Không kh i vi c ht
rt nh ca nhiên liu

3. Nhit tr khí sn phm thp (lng
CO
2
nhiu)
4. Có th 
5. Hiu qu i thp
6. Yêu cu c th v nhiên liu (kích
c, hình dng và  m)
Dòng ct
ngang
1. Thit b có thit k thp
2. Thng ph ti là rt
nhanh
3. Khí sn phm thích ng cho các
nhu cu ph ti khác nhau
1. Kh  cao
2. Tr lc áp sut cao
1.2 Đặc điểm của công nghệ khí hóa sinh khối trong sản xuất điện năng
 


 1 MWe
+ Công 






1.2.1 Đặc điểm công nghệ khí hóa sinh khối trong sản xuất điện năng công suất nhỏ










 - 6 MJ/m
3

:  100 mg/m
3

 30 mg/m
3

8



 








1.2.2 Những tồn tại trong phát triển công nghệ khí hóa sinh khối để sản xuất điện
năng quy mô nhỏ




, 
, 
, 

1.2.3 Xu hƣớng nghiên cứu trong phát triển công nghệ khí hóa sinh khối để sản xuất
điện năng
Xu 
a. Nâng cao hiệu suất
  máy
 
khí hóa, 



b. Cải thiện chất lượng khí sản phẩm

, 
, 



c. Giảm thiểu hắc ín
 
 

 

  


9

d. Sử dụng đa dạng các loại sinh khối



, 

e. Dễ sử dụng, rẻ tiền, vận hành ổn định

           

 

1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ khí hóa sinh khối
trong sản xuất năng lƣợng quy mô nhỏ
Nh khí hóa sinh khc các quc gia quan tâm và phát
trin mnh do 3 yu t: i) Ngun nhiên liu hóa thn cn kit và tr .
ii) Ô nhing ngày càng tr lên nghiêm trng xi s
t hi rt ln v kinh t, ví d: Tình hình ô nhim khói bi  th c Kinh
(Trung Qu       t li ti nhiu quc gia gây hu qu
nghiêm trng g2]; iii) công ngh .
Các nghiên cu gng tp trung vào nhng v sau: i) nâng cao công sut
khí hóa, ii) nâng cao chng khí sn phm (ging hc ín, bt tr
khi sn phm)  s dng cho mn xung chn hành

nh và s dng các ngun sinh kh ng nhu c
nh cho nhng khu vc không ni thì công ngh c quan tâm nghiên cu nhiu
nht là khí hóa lp c nh. Mc tiêu nghiên chiu sut và
chng khí sn phm, gim thiu hc ín  ng yêu cu ca t trong hoc
tua bin khíc tính vn hành nh.
1.3.1 Các công trình công bố trong và ngoài nƣớc có liên quan trực tiếp đến đề tài
a. Các công trình công bố trên thế giới
Mc dù công ngh khí hóa sinh khn t  sn xut khí
sn phm s dng cho mng chcao thì hc ín sinh ra trong quá
trình khí hóa vn là mt trong nhng tn ti ln nh i hóa công ngh này, và
hin nó vc rt nhic quan tâm và nhiu tác gi nghiên cu. Tuy nhiên,
vi sn xung quy mô nh, vic x lí hc ín ch yu tp trung vào 
t và phân hy nhit, t s công trình công b 
- Jindrich Sulc và công s 53u phát trin lò khí hóa sinh khi
thành hai bung riêng bit dng ci hc k thu
Mu thc nghim vi nhiên liu là g, kt qu cho thng hc
ín ch còn khong 135 mg/kg g. Tuy nhiên t s ER là 0,71 và nhit tr ca khí sn phm
ch còn khong 3,15 MJ/m
3
.
- Luisa Burhenne và cng s 68ng mt h thng khí hóa g
nhiu ca cp gió, không có thót, quy mô phòng thí nghim vi công sut 50  
nghiên cu ng ca nhi vùng phân hy hc ín, thí nghim cho thng
10

hc ín b ng bi nhi vùng phân hy và chiu cao ca vùng này, kt qu cho
thng hc ín có th i 50 mg/m
3
và nhit tr ng t 4,5 - 5,5 MJ/m
3

.
- Bui Tuyen và cng s [102] mt trong nhu tiên phát trin công ngh khí hóa
sinh khi nhiu cp gió dng ci tin, thit b khí hóa
ch còn mt bung duy nh kt cu bung khí hóa hai ca cp gió,
kt qu cho thng hc ín gim 40 ln so vi khí hóa mt ca cp gió và ch còn
khong 50 mg/m
3
.
- P. Raman và cng s 90, 91 các kt qu v phát trin công
ngh khí hóa sinh khi vi hai ca cng thi tn dng nhit th
gia nhit không khí c ci thin hiu sut lò và kt qu ng hc ín t
i 100 mg/m
3
, hiu sut ti 89%.
- Bhattacharya và công s [24, 25 nhng kt qu nghiên cu phát trin h
thng khí hóa sinh khi vi ba ca cp gió và hai ng thi kt ni trc
tip v máy phát, kt qu ng hc ín gim ch còn 19 - 34 mg/m
3
và
khí sn phm thay th diesel t l cao nhn 81%.  h thc trình bày
trong hình 1.8.
- Zhongqing Ma và công s [115 kt qu nghiên cu thc nghim
trên h thng khí hóa hai ca cp gió vn hành liên tc kt hp v máy phát vi
nhng ci tin  vùng nhit phân (thit b phá tng) và vùng ghi lò kt hp vi h thng
ph tr làm sch khí, công sun 190 c xem là mt h thng khá
hoàn thin có trin vng nhi và quá
trình vn hành          ng b dch chuyn lên hoc
xung rt nhy cm vi quá trình cp liu và thi x.
- Kittipong Jaojaruek và cng s [57 kt qu nghiên cu khí
hóa g thông trên h thng khí hóa sinh khi hai cp ci tin, có s kt hp gia lò khí hóa

hai ca cp gió vn hành kiu lai ghép c chiu và thun chiung thi tun hoàn
khí khí sn phm. Kt qu cho thy vi lò khí hóa hai cp ci ting hc ín
gii 45 mg/m
3
, và khí sn phm có th cp trc tit trong và
hiu sut tng ct 14%.
- Juan Daniel Martinez và công s [54 mt s kt qu nghiên
cu thc nghim v ng ca ch  vn chng khí sn phm
trên h thng khí hóa sinh khi hai ca cp gió, các kt qu thc nghim cho thy lò khí
hóa nhiu cp giúp ci thin hc ín và t l cp không khí hp lí giúp ci thin hiu sut lò.
- Daya Ram Nhuchhen và P. Abdul Salam [37u thc nghim
trên h thng khí hóa sinh khi hai cp kt hp va trên mt s ci tin và
phát trin t h thng khí hóa ca Bhattacharya, kt qu cho thy có th s dng trc tip
khí sn phm t thit b khí hóa sinh kh thay th diesel và hiu sut tng có th t ti
13,86%.
- Ana Lisbeth Galindo và công s [16 nhng nghiên cu v
ng cu kin vn chng khí sn phm trên h thng khí hóa sinh
khi hai ca cp gió và kt qu cho thy khí hóa hai ca cp gió cho phép ging
hc ín trong khí sn phn 87%.
- Stafan Hamel và cng s  98    ng khí hóa
nhiu c phát trin lò khí hóa lp sôi tu kh hc ín.
- Ngoài ra còn có mt s công trình nghiên cu v ng ca các yu t vn hành,
c nhiên liu, thn quá trình khí hóa sinh khi trên h thng khí
hóa thun chiu thuZ.A Zainal [113], Van De Steen [ 105] và Juan J.Hernandez
[56]. Hay mt s nghiên cu v c tính vn hành ci khi vn hành 
11

ch  lai ghép diesel và khí sn phm (dual ng s [23], Vinay
Shrivastava và cng s [107, 108], Somrat Kerdsuwan và cng s [97].
Nhn xét: T các kt qu nghiên cu trên cho thy, các nghiên cng ti sn xut

g sut nh gn ch yu tp trung vào vic x lý và gim thiu hc ín
bng phân hy nhiã có nhng công ngh c minh chng là có th gim thic
hc ín xung m vn hành trc tit trong  quy mô phòng
thí nghim. Tuy nhiên, tính ng dHàm lượng hắc ín thấp nhưng chỉ
trong điều kiện thí nghiệm, vận hành rất phức tạp, và tính ổn định trong vận hành chưa
cao, nên khi đưa vào ứng dụng thực tế còn nhiều tồn tại, chưa sử dụng được đa dạng các
loại sinh khối trong thực tế đặt ra.
b. Các công trình công bố trong nước
Hin nay, các công trình công b c ch yu dng li  nghiên cu lí thuyt và
u [9, 10, 12, 77, 104]. Các nghiên cu thc nghim
và phát trin công ngh này  sn xung mt cách chi tit và tin cy h
, hoc dng li  dng các bi h 
m tài nghiên cc phê duyt hàng ca b  khoa
hc và công ngh, b nông nghip và phát trin nông thôn v sn xung t khí
hóa sinh khi, tuy nhiên hin nay vn trin khai thc hin, vì vy
 nào liên quan trc ti tài.
1.3.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng tại một số quốc gia trên thế giới
Vi giá du hi, cng vi nhu cng gia
t bin nên rt nhiy mnh nghiên cu và phát trin công ngh này  di
công sut va và nh, n hình là Trung Quc, Nht Bn, , Thái Lan vì nu so sánh
n sn xut t khí hóa sinh khi vn r n xut t diesel. D,
công ngh khí hóa sinh khi sn xung quy mô nh c xem là rt ti
ng phát trin  châu Á. Theo báo cáo ct khong
59,2% và 37,8% tng dân s  c s dn, báo cáo
y  mt s c kém phát trii Myanmar và Nepal t l n khí hóa
t rt thp lt ch khong 5% và 15%. Vic ci thin tình trng thin là v
sng còn trong phát trin kinh t - xã hc bii vi nhng vùng xa xôi ho lánh.
Nhng nghiên cu phát trin ga  cho thy ng dng công ngh khí hóa
sinh khi kt h sn xun quy mô nh t trong nhng là gii pháp
hu hiu cho nhng vùng nông thôn, vùi. [96]

a. Tình hình nghiên cứu ứng dụng tại Trung Quốc
Sau chin tranh th gii th 2 Trung Quc là mt trong s ít quc gia tip tc phát trin
công ngh khí hóa sinh kh sn xut nhiu nhà máy sn xu
ng t khí hóa sinh khi vi công sun 15 - 200 kW ch yu s dng nhiên liu tru
và ph phm. [45, 114]
Khí hóa sinh khi hic s dng vào nhiu mp nhit,
sn xun. [38]
Bng 1.3 Ứng dụng công nghệ khí hóa sinh khối ở quy mô vừa và nhỏ tại Trung Quốc [38]
ng dng
Công sut
S ng lò
u
100 - 1000 kW
164
Sy g
100 - 500 kW
370

1000 - 10000 kW
15
Sn xun
200 - 1000 kW
150
12


Hình 1.4 Phân phối năng lượng từ khí hóa sinh khối tại Trung Quốc
Ngoài ra, hin ti Trung Quc còn trin khai, xây dng và lt nhiu d án khí hóa
sinh khi sn xung: ví d  d án sn xun và nhit công sut 1,2 MW
ti Changxing, tnh Zhejiang s dng tru t các nhà máy xay sát g]

Do s ng v chng loc tính ca sinh khi nên Trung Quc nghiên cu và
phát tring các công ngh khí hóa sinh khi, chi tit trong bng 1.4.
Bng 1.4 Một số công nghệ khí hóa sinh khối chính sử dụng ở Trung Quốc [38]
Kiu thit b khí hóa
c chiu
M np
Thun chiu
CFB
Nhiên liu s dng
V cây, g
mu
Tru
,
g mu
Tr,

Công sun
2  30 kW
60  200 kW
60  200 kW
400  2000 kW
Theo thng kê hin nay  Trung Qung phát trin công ngh khí hóa sinh
khi sn xung chính là: i) công ngh khí hóa sinh khi sn xung quy
mô nh, vi công su này s dng thit b khí hóa ki,
thun chiu kt hp vi máy phát - t trong, vi hiu sut toàn phn khong 20%
ng gn 800 - 100 USD/kW [28]; ii) công ngh khí hóa sinh khi sn
xut nng quy mô ln, công ngh ng s dng thit b khí hóa kiu tng sôi
kt hp máy phát  tuabin khí ho dng chu trình kt hp, công sun
n trên 5 MW. [114]
Hin ti, Trung Quc có khong trên 40 nhà máy và doanh nghip tham gia nghiên cu,

thit k và ch to thit b khí hóa sinh khi, ni bt trong s t s công ty ch to
và chuyn giao công ngh khí hóa cho nhi ging
xanh Hefei Tianyan, Vin công ngh chuyng Guangzhou. [28]
b. Tình hình nghiên cứu ứng dụng tại Ấn Độ
Theo s liu thng kê ca vin khoa h ng sinh khi ca
 khong 400 triu tng 125 triu t s dc cho
sn xung tin xun là khong 16000 MW. Tuy nhiên, hin
ti tng công sun sn xut t sinh khi ch khong 87 MW
c sn xut t công ngh khí hóa sinh khi.
Hin nay,   lc nghiên cu nhm phát trii hóa các công
ngh n t sinh kh cn cho nhc bit là 
vùng sâu, vùng xa và nông thôn. D án nghiên cu lt và vn hành 5 lò khí hóa sinh
khi công sut nh c trin khai  mt s  i I.I.T. Bombay, I.I.T. Delhi,
I.I.Sc. i hc Madurai và SPRERI Nagar phc v mu.
Trung tâm nghiên cu I.I.Sc Bangalore u phát trin và chuyn giao thành
công h thng khí hóa sinh khi thun chiu, công sun  n 500 kW. Hin có
6% Trong  lò   
6% Trong    
25,5% Trong    gia 
62,5% Trong  
13

khong trên 25 nhà máy c xây dng và lt theo công ngh này [30]. Chi tit
trình bày trong bng ph lc PL1.1.
Ngoài ra còn có mt s công ty có nghiên cu phát trin công ngh khí hóa sinh khi
ng , mt trong s i k n công ty khoa hc công
ngh Ankuru ch to, xây dng và chuy 
thng khí hóa sinh kh cung cng   c trong khu vc [30].
S h thng và danh sách các nhà ng theo công ngh c trình bày
trong hình 1.5 và bng ph lc PL1.2.

T  y vic s dng công ngh khí hóa sinh khi cho sn
xun, chính ph  có chính sách h tr tài chính trc ti xây
dng nhà máy sn xu n t khí hóa sinh khi: ví d: Chính ph s h tr 150000
Rs/100 kW, nên hin nay s ng nhà máy sn xun t khí hóa sinh khi là trên 1800
nhà máy [30]. Chi tic trình bày trong bng ph lc PL1.3.
c. Tình hình nghiên cứu ứng dụng tại Thái Lan
Vic ng dng khí hóa sinh kh sn xun hin nay mn nghiên
cu th nghim quy mô nhng 25 nhà máy
khí hóa sinh khc lt và 10 nhà máy trong s n hành phc v m
nghiên cu th nghic tài tr bi chính ph, s còn li là vi.
Tt c công ngh khí hóa sinh kh sn xuc s dng hin nay là thun chiu,
kic chic s dng cho mp nhit. Công ngh khí hóa sinh
khi hin nay  Thái Lan ch yu c phát trin và chuyn giao t Trung Quc, Nht Bn
và  [81]. Tng công sun ca các nhà máy trên khong 5,4 MW, vu
ng t 8000  10000 Bath/ kW. [76]
Bng 1.5 Danh sách nhà máy khí hóa sinh khối sản xuất điện ở Thái Lan [81]
Stt
Tên nhà máy
Công sut
n (kW)
Kiu thit b
khí hóa
ng

Nhiên
liu
ng dng
1
Thermal Tech Ltd.,
Samutsakorn

200
thun chiu
diesel
ph phm
nha
ni
2
A+ Power Co., Ltd.
Nhongmoung, Lopburi
1500
thun chiu
khí
g mu
ni
3
Rice Mill, Lam Luk Ka
80
thun chiu
(3 cp)
diesel
tru
dùng xay
xát
4
Supreme Renewable
Chiang Rai.
150
thun chiu
diesel
lõi ngô

ni
5
Tha-Khlong Agricultural
Cooperation, Lopburi
400
thun chiu
(3 cp
khí
tru
hn hp
6
Ubon Rachathani
University
80
thun chiu
(2 thót)
diesel
g/ lõi
ngô
c
7
Rajamangala University of
Technology Thanyaburi,
Pathumthani
30
thun chiu

than hoa
ni
8

Suranaree University of
Technology, Nakhon
100
thun chiu
(tách hc ín)
khí
ng
ni
9
Rice Mill Ban Non Muay,
Surin
20
thun chiu
(2 cp)
diesel
tru
dùng xay
xát
10
Prachuap Khiri Khan
Province
100
thun chiu
diesel
g mu/
v da
ni i
14

11

Asian Institute of
Technology, Pathumthani
10
thun chiu
diesel
g mu
NA
12
Naresuan University
10
thun chiu
diesel
g mu
NA
13
Rice Mill, Chai Nat
NA
thun chiu
diesel
tru
NA
14
Prince of Songkla
University, Songkla
30
thun chiu
NA
g mu
NA
Các nhà máy v sn xung gp s c, và phi dng sau

mt thi gian vi s d c công
ngh và thiu s h tr dch v sau bán hàng ca các nhà sn xut thit b, trong s các nhà
máy th nghim hin nay ch còn nhà máy Supreme vi công sun 150 kW còn hot
ng [81, 76]. t thc t t ra cho các nhà khoa hc ca Thái Lan, mc dù các
nghiên cu gc nhng kt qu u, trong phát trin công ngh khí hóa
ng hc ín thp,  vn hành trc ting  máy phát công sut nh.
 ng dng vào thc t thì công ngh này vc nghiên cu phát trin
và hoàn thi
1.3.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam
 Vit Nam, khí hóa sinh khc chú ý t nhu thp niên 1980 do
thiu ht cung cp sn phm du m n. Khí sn phc sn xut t khí hóa ci
g c s dng cho xe buýt [8]. C th khí hóa tru kt hp sn xuc phát
trin  min Nam ca Vit Nam thi gian này, có khong 15 h thng vi công sun
c lt ti các tng bng sông Cu Long và  thành ph H Chí Minh
(ch yu nhp khu và sao chép công ngh). Tuy nhiên, công ngh  b qua do
tình hình cung cp du m c ci thic s dng tru cho các
mn xut gch, lò gi hiu qu kinh t và li ích thc t cao
     khí hóa sinh khi vn còn rt mi m  Vit Nam, kinh
nghim v công ngh này vn còn rt ít ngay c trong s nhng chuyên gia v sinh khi.
Gc mt s t chc, nhóm nghiên cu quan tâm nghiên
cu và ng dng, c th 
- Vin Công ngh sau thu hoch (hin nay là Vip và công ngh sau
thu hoch, B Nông nghip và phát trip 1 thit b khí hóa tru vào
- 1990. Khí sn ph t cp nhit quy mô nh [64].
- Trong nh- 1996, Trung tâm Nghiên cn thuc B Nông nghi
nghiên cu và công b kt qu chuyn giao 10 but tru hoá khí vt nhit
là 160.000 - 200.000 kcal/gi, cung cp nhit trc tip cho các máy sy nông sn dng máy
st sy 5 tn/m cho trung tâm Nghiên cu Nông nghii,
ng C ng Sông Hu tnh Cc thit k theo
nguyên lý hóa khí dng m nên gp hn ch trong khâu np tru vào lò và thi tro [3].

-  các kt qu thuc D án cp vùng v nghiên cu, phát trin và ph bin các
công ngh ng tái to t 1997 - 2001, mt nhóm nghiên cu công ngh sinh khi
ci hc Bách khoa Hà Nt hp vi Ving (B
u, thit k, ch to và th nghim 3 loi bi có hiu
sut nhit khá cao so vi bng (17 - 25% so vi 10%) và ch s phát thi CO
thp (6,7  12,7 gCO/MJ) [11, 84].
-  p tác vi Trung tâm nghiên cu
quc t v nông hc phc v phát trin (CIRAD, Cng hòa Pháp) trong vic vn hành th
nghim mt h thng khí hóa sinh kht phân sinh khi
và khí hóa sinh khi din ra  các bung phn ng khác nhau. Nguyên liu s dng cho h
thn này là g vn. Khí sn phm có th c s dng cho m
15

sn xu n) hoc to khí H
2

phc v cho công nghip hóa cht [109].
- Trung tâm nghiên cu và phát trin v tit king Tp H 
cu áp dng thành công công ngh khí hóa tru cho lò nung gch gm liên tc ti công ty
gm Tân Mai, tng Tháp. Vt áp dng công ngh ng khí thi
ng git tiêu chun Vit Nam v cht thúp
ging tru s dng so vi lò gch th công [121].
- Tháng 5/2010 m tài nghiên cu thit k bp khí hóa tru s dng cho h 
nông thôn khu vc ngoi thành Tp. Ca Trung tâm R&Dtech - i hc
Công Nghip Tp. H Chí Minc S Khoa hc & Công ngh Tp. Ct
cp kinh phí thc hin, hi n giao các bt xung các h dân s dng
 kt qu chính th tài này ch nm  m hoá khí dng
thô, không cn lc sch và làm ngui, quy mô nh, chuyên s dng trong các h 
cng bng sông Cu Long [3].
-  phu và sn

xut ra mt loi bp khí hóa sinh khi mi, vi nhiên liu là các ph phm trong nông
nghip bao gm v tr hay ph liu t g i vn. Nguyên liu ban
ng, có th  ho khí hóa. Nhi ca ngn lt có
th lên ti 700
0
m bo cp nhiun nng [117].
- Công ty c phn ch tm nhn ra vai trò và tim
ng dng công ngh khí hóa sinh kh sn xui Vi
1 s c lân c-pu-chia, Lào. Mp khu công ngh
khí hóa tru t Trung Qu lt 1 nhà máy sn xun t-pu-chia vi công
sun khong 3 - n nay, Công ty vp nhi
v vn hành và khai thác thit b (v v hc ín, ng b vic kt ni v- máy
phát) [4].
Nhn xét: T tình hình nghiên cu và ng dng v khí hóa sinh kh sn xu
c hin nay cho thy, vic nghiên cu ng dng công ngh khí hóa sinh
khi  Vit Nam còn rt hn ch. Hin nay, vic ng dng công ngh này ch ch yu tp
c cung cp nhiu h n xu
rt mi và h u ng d , mt vài h th
nghiên cu th nghim hiu là nhp khu.
Tình hình nghiên cu ng dng và các công trình công b trong và ngoài c cho thy
vic nghiên cu phát trin h thng khí hóa sinh kh sn xung  Vit Nam
là rt cn thit, và  quy mô nh là hoàn toàn phù hp. Tuy nhiên hng nghiên cu cn
tp trung là tip thu công ngh ng thi ci tin và phát tri khc phc nhng tn ti
ca công ngh này him thiu hc tính vn hành 
ng yêu c có th vn hành trc tip cho các h tiêu th t trong, tua bin
khí, pin nhiên li; ii) có th s dng các loi sinh khi,  tn dng t 
ngun sinh khi sn có t iii) vp.
1.4 Một số sơ đồ hệ thống khí hóa sinh khối sản xuất năng lƣợng quy
mô nhỏ điển hình hiện nay
Vi s phát trin ca công ngh hin nay, khí hóa sinh kh sn xu

mô va và nh hing s dng kiu lò khí hóa thun chiu, tuy nhiên cu hình
ca h thng và ngày càng hoàn thin vi m nâng cao
c chng khí sn phm, ii) s dt hp sn xun, nhi
16

ng hóa các loi sinh khi, linh hot trong vn hành hoc iii) ci thiên hiu sut ca h
tht s  nguyên lí và hình nh ca mt vài cu khí hóa sinh khi
sn xuc xây dng và lt trên th gii. [8]
- Nhà máy sn xun t khí hóa sinh khi Gosaba, Bengal, 
Công sun là 500 kW vi 5 t máy mi t 100 kW (5x100). H thc lt
n hành  o Gosaba, West Bengal,  n 5
làng bao gi. S dng công ngh ca Ankur,  vi nhiên liu là g
mu, sn trung bình 351,798 kWh. Ci và du diesel tiêu th trung bình mi
n ln lt là 0,822 và 0,135l kg. Khí sn phm thay th c khong 59% nhiên
liu diesel.

Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống khí hóa sinh khối sản xuất điện tại Bengal, Ấn Độ [8]
H thm là vn hành nh, chng khí sn phm tt. Tuy nhiên
ng t u ln.
- Nhà máy sn xun t khí hóa sinh khi TERI, 

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống khí hóa sinh khối sản xuất điện của TERI, Ấn Độ [81]
TERI s dng công ngh khí hóa sinh khi thun chiu, tuy nhiên h i tin bung
lò không thót và cp gió nhiu cp. V h thng kiu này công sun trong di t
3,5  100 kW, s dng các loi sinh khi. Khí sn phm có th thay th n 70%
Sinh khi
t
Màng lc
T
Qut

Làm lnh
Khí SP
Ra
Khí SP-2
Ra
Khí SP-1
Khí SP ra
Cyclon
Thi x
Không
khí
Vòi phun
B lc khí SP (bng cát)
lc khí
SP (giy)
lc không khí

Máy phát
62,5kVA
c ti tháp
làm mát
c làm mát
Cyclon
Sinh khi
Không
khí
Lò khí hóa
Khoang tách bi
Ra và làm ngui khí
Lò

P.ng
17

nhiên liu diesel. Tuy nhiên h thng vn hành phc tn hành ln,
phát thc thi cao.
- H thng khí hóa sinh khi 2 cp kt hp sn xuch

Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống khí hóa sinh khối kiểu thuận chiều 2 cấp kết hợp sản xuất điện [81]
Công ngh này da trên nguyên lí khí hóa sinh khi nhiu cp, vi 2 bung nhit phân
và khí hóa tách bit, giúp gim hc ín ti mc thp nht, tuy nhiên vn hành phc tp,
không nh, hiu sut thp.
- H thng khí hóa sinh khi nhiu cp kt hp sn xun, Thái Lan

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống khí hóa sinh khối kiểu thuận chiều nhiều cấp kết hợp sản xuất điện, Thái
Lan [25, 94]
* Ưu điểm của công nghệ
Cyclon
Lò khí hóa
sinh khi
nhiu cp
Khí SP
Ly mu
phân tích

Diesel
Máy phát
Ph ti
B
ng


Tháp ra
và làm
ngui khí
SP
Sinh khi
Khí thi
Sy khô và nhit phân
H thng làm sch và làm
mát khí SP
Không khí
Bi
Sy
không khí
Thi x
Sy du
   máy
n
18

- V mt kinh t: công ngh n, d ch to, nh gt ph
thuc vào m yêu cu ca h s dng.
- V k thut: công ngh này cho phép gim hc ín xung còn 28 mg/m
3
, thc
yêu c chy trc tiu sut ca h thng v
i cao (khong 70%), có th s dng nhiên liu.
- V mng: công ngh này s d hc ín ngay trong quá trình
khí hóa nên có th ging.
* Nhược điểm của công nghệ
n hành khá vt v và phc tp, tính 

i vn hành phi có kinh nghim. Công ngh u
và hoàn thin.
1.5 Tiềm năng phát triển công nghệ khí hóa sinh khối để sản xuất điện
năng ở Việt Nam
1.5.1 Nhu cầu năng lƣợng
Vin vi dân s ng trên 90 trii, ch yu
  tui tr, GDP khong 122 t USD (2011), tiêu th p là 58,370 KTOE
(2009), tiêu th ng cui cùng khong 46,774 KTOE (2009) và t l ng
GD t t   n 2005 - 2010), vì vy nhu cu v 
ng là rt ln, vi t l ng kinh t  n nay thì nhu cu
v  a, hin trng s dng
sinh khi cho thu s dng sinh khi ca vit nam trong các ngun
ng là rt lu qu, t l này theo thng
46%. [65, 117, 118]

Hình 1.9 Dự báo tổng nhu cầu về năng lượng của Việt Nam đến 2030 [1]
ng tái to
Thn
Du thô
Tng nhu cu p
Thn nh
Khí
Than
2005 2008 2010 2015 2020 2025 2030
300000

250000

200000

150000

100000

500000

0
KTOE
19

Vic la chn công ngh bing sinh kh s dng hp lí ngu
ng này là yu t rt quan trng thi phi có chin cho các
công ngh s dng sinh khi trong ngn hn và dài hn.
- Nhu c

-2021. [1]
1.6 Dự báo tăng trưởng nhu cầu điện của Việt Nam đến 2021 [31]
Dữ liệu và dự báo tổng tiêu thụ điện của Việt Nam giai đoạn 2008-2021
Năm
2008
2009e
2010e

2011e

2012f

2013f

2014f

2015f
2016f
Tổng tiêu thụ
(TWh)
62,60
72,93
84,56
90,94
101,85
115,98
130,78
147,33
160,26
Tổng tăng
trưởng hằng
năm (%)
10,89
16,50
15,94
7,55
12,00
13,87
12,76
12,66
8,77
e: BMI ước tính; f: BMI dự báo. Nguồn EIA/BMI
Năm
2017f
2018f
2019f

2020f

2021f





Tổng tiêu thụ
(TWh)
174,17
189,16
205,3
0
222,68
241,41




Tổng tăng
trưởng hằng
năm (%)
8,68
8,60
8,53
8,47
8,41

e: BMI ước tính; f: BMI dự báo. Nguồn EIA/BMI
- 
 

]
1.7 Điện năng và tỷ lệ gia tăng điện năng sản xuất từ năng lượng tái tạo
Stt





1
2010
100,02

3,5%
2
2015
194  201


3
2020
330  362

4,5%

4
2030
695  834

6,0%
1.8 Định hướng phát triển nguồn điện đến năm 2020 [1]
TT




75000 MW
100,0%
1

17325 MW
23,1%
2

1800 MW
2,4%
3

36000 MW
48,0%
4
       

12375 MW
16,5%

5

4200 MW
5,6%
20

6

975 MW
1,3%
7

2325 MW
3,1%
1.9 Định hướng phát triển nguồn điện đến năm 2030 [1]
TT




146800 MW
100,0%
1

17322,4 MW
11,8%
2

5725,2 MW
3,9%

3

75748,8 MW
51,6%
4
       

17322,4 MW
11,8%
5

13799,2 MW
9,4%
6

9688,8 MW
6,6%
7

7193,2 MW
4,9%
1.5.2 Tiềm năng nguồn và sự phù hợp của sinh khối ở Việt Nam với công nghệ khí
hóa


n
                

tin







sT 






1.5.2.1 Tr ng, chng loi và phân b ngun sinh khi

, 
, 


cho 2, 93, 6
1.4.
0 và 1.11 



21

 Giang, Thanh Hóa,




 h


Hình 1.10 Sản lượng sinh khối một số tỉnh phía Bắc

Hình 1.11 Sản lượng sinh khối một số tỉnh Miền trung và Nam bộ
22






784 - 861  
Nam 
Bng 1.10 Tiềm năng và khả năng khai thác năng lượng sinh khối ở Việt Nam [46, 6]
Loi sinh khi
Ti
(triu t
Kh 

ng
(triu t
Kh 
thác cho sn
xun
(MW)
1. Ci g và các ph thi g
27 - 31
25

-
2. Ph phm t cây nông nghip
72 - 83
58
504 - 581
3. Cht th
54 - 60
50
58
4. Rác thi phát sinh t
7 - 10
8
212
5. Ph thi cho sn xut NLSH
0,8 - 1,4
1
-
Tng
160,8 - 185,4
142
784 - 861
Nhìn chung, ngun sinh khi ca Vit Nam có tr ng khá lc bit là ph phm
g, nông nghing loi sinh kht phân
tán và phân b u do: i) vùng sn xut tri dài theo lãnh th, ii) tp tc, quy
mô sn xut cn cc.
1.5c tính hóa hc và công ngh ca sinh khi  Vit Nam

1.11 Thành phần công nghệ và nhiệt trị thấp của sinh khối ở Việt Nam [8, 120]

W

ad
(%)
A
ad
(%)
V
ad
(%)
FC
ad
(%)
LHV (MJ/kg)

13,40
12,05
69,60
18,35
14,61

12,20
13,48
67,38
19,14
15,23

14,20
2,25
82,09
15,71
17,98


13,00
12,86
68,71
18,43
14,27

15,30
1,52
82,98
15,51
18,25

10,00
0,72
71,68
17,60
18,46
Than hoa
8,20
0,62
21,72
69,46
29,63
Lõi ngô
17,00
3,12
78,17
18,71
16,38


14,00
0,40
76,50
21,30
17,60

18,00
16,70
67,40
15,90
14,20

16,00
1,10
88,9
10,00
16,20
Bng 1.11 cho thy các loi sinh khi  Vi ng cht bc khá cao,
ng hc ín trong khí sn phm s nhiu. 
vic la chn công ngh kh hc ín ngay trong quá trình khí hóa là rt cn thi gim ô
nhing và gim ri ro cho thit b u cuc bit là s dt
ng tro ca các loi nhiên liu có ngun gc t g thi nhiên liu t
ph phm nông nghing cacbon c nh (fixed-cacbon) nhìn chung là thp ch
khong 15 - 19% (ngoài tr y vic s d kh hc ín s
23

gp nhiu quá trình nhit phân không tt: hc ín nhiu, char không xp, kh
ch tán ct trong lò khí hóa kém thì vic gim hc ín s 
i chú trng nghiên cu thit k lò có kh m hc ín tt.

T kt qu y ting dng nhiên liu than hoa, g, tr
phù hp. Tuy nhiên, vi quy mô nh thì tr tr là
rt ln nên c ng tro cao nên thit b thi tro c
hóa, nhng v t trên s gây ra mt s nh cho khí hóa sinh khi
s dng tr quy mô nh. Hình nh v các mu sinh khi  Vic trình
bày trong bng ph lc PL1.5.
Bng 1.12 Thành phần hóa học của sinh khối ở Việt Nam [8, 120]

A
ad
(%)
C
ad
(%)
H
ad
(%)
O
ad
(%)

12,05
33,13
4,92
49,91

13,48
40,53
2,71
43,28


2,25
45,87
6,45
45,43

12,86
30,26
2,13
54,75

1,52
47,67
5,31
45,52

0,80
50,73
5,71
41,93
Than hoa
0,62
81,23
3,71
14,44
Lõi ngô
3,12
46,51
5,68
44,13


0,40
48,70
7,00
43,90

16,70
43,00
4,50
35,80

1,10
46,40
5,70
47,70
T bng 1.12 ng oxy trong sinh khi là rt cao khon
ng các bon ch ng trong khou này
mt ln na cho thy vic thit k  kh hc ín o nhiu char, có khí
ng trong lò tt cc chú trc bit là  các vùng nhit phân, cháy và khí hóa.
Bng 1.13 Hàm lượng các oxit kim loại có trong tro [8]
T bng 1.13 ta th ng SiO
2
 ng cao nh   ng trong
khong t n 92%, tin là các kim loi kim và kim th (K
2
O và CaO). S có mt
ca các kim loi này có th giúp cho vic kh hc ín trong khí sn phm t 
 trong lò  nhi cao và gây s c 
t thách thc không nh cho vic thit k và s dng lò khí hóa sinh khi.
1.5.2.3 Pc tính nhit ca sinh khi  Vit Nam

Các kt qu c trình bày trong bng 1.14 và hình 1.12, 1.13, 1.14.

Stt
Khng
oxit kim loi (%)
Viên nén

Viên nén
tru
Tru


1
SiO
2

34,02
89,78
91,86
71,26
29,24
2
Al
2
O
3

4,99
0,35
0,25

0,67
2,54
3
Fe
2
O
3

7,96
1,01
0,91
0,89
3,99
4
CaO
23,75
2,28
3,13
7,05
36,54
5
MgO
1,99
0,31
0,12
1,46
4,39
6
K
2

O
6,07
3,14
1,54
15,62
3,77
7
Na
2
O
7,40
0,15
0,29
0,98
1,63
8
c
11,37
2,21
1,90
2,07
17,90
24

Bng 1.14 Kết quả phân tích quá trình nhiệt phân và cháy của mẫu sinh khối
Thông s

Tru

Quá trình sy

Nhi (
0
C)
160
160
160
Khng gim (%) (lượng nước mất)
15,02
6,90
4,20
Quá trình nhit phân và cháy cht bc
Nhi (
0
C)
337
287
312
Khng gim (%) (Lượng nhiên liệu thoát chất
bốc và cháy)
49,82
53,89
46,17
Quá trình cháy cc
Nhi (
0
C)
476
456
462
Khng gim (%) (Lượng nhiên liệu cháy)

34,93
27,27
34,17
Khng tro (%)
0,00
14,64
12,36
T kt qu trong bng 1.14  th hình 1.12, 1.13 và 1.14 ta thng cht bc
thoát ra rt ln  nhi khong 250  350
0
C, khong 50%. Tuy nhiên, khi cht bc thoát
ra mnh  vùng nhi 300 - 400
0
C nu lúc này ta cp không khí vào vùng nhit phân thì
a. Giản đồ phân tích nhiệt của mẫu rơm
b. Giản đồ phân tích nhiệt của mẫu trấu
0 100 200 300 400 500 600 700 800
DSC (mW/mg)
temperature (oC)
0
20
40
60
80
100
Mass loss (%)
-6
-4
-2
0

DSC
TG
DTG

Hình 1.13 Giản đồ kết quả
phân tích nhiệt của mẫu trấu
với tốc độ gia nhiệt β
t
=
10
0
C/ph

c. Giản đồ phân tích nhiệt của mẫu mùn cưa
0 100 200 300 400 500 600 700 800
-2
0
2
4
6
8
Temperature (oC)
DSC (mW/mg)
DSC
TG
DTG
0
20
40
60

80
100
120
Mass loss (%)

Hình 1.12 Giản đồ kết quả
phân tích nhiệt của mẫu rơm
với tốc độ gia nhiệt β
t
=
10
0
C/ph

25

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
temperature
DSC/(mW/mg)
DSC
DTG

TG
0
20
40
60
80
100
Mass/%

Hình 1.14 Giản đồ kết quả
phân tích nhiệt của mẫu mùn
cưa với tốc độ gia nhiệt β
t
=
10
0
C/ph
hoàn toàn có kh y ra phn ng cháy khí nhit phân (flamingpyrolysis) m
u này giúp ci thic chiu cao vùng nhi a khí sn
phm  vùng nhi y có th làm gim hc ín trong khi sn ph
ng mà mt s tác gi nghiên cu gc 1.3.1).  nhit
 trên 500
0
C thì hu ht cn ng, nhi này th thông
ng ca vùng khí hóa (khong 800  1000
0
 n hóa hoàn toàn
các bon  vùng khí hóa là rt kh quan. Vi kt qu phân tích nhic
tính ca sinh khi  Vit Nam hoàn toàn phù hp cho vic ng dng công ngh khí hóa, và
vic ng dng, phát trin công ngh khí hóa sinh khi kiu cp gió nhiu cp là rt phù

hp và có kh  lí tng hc ín sinh ra trong quá trình nhit phân.
T các kt qu nghiên cu v tr ng, chng loi, phân b ngun sinh khc tính
nhiên liu và kh na mt s loi sinh khi  Vit Nam, mt ln na cho thy
vic s dng công ngh khí hóa sinh khi là rt ti thi. Tuy nhiên,
ng cht bc ca hu ht các loi sinh khu khá ln, nên x lí hc ín vn là
thách thc không nh cc nghiên cu, và gii quy ng yêu cu công ngh,
c bit là s d sn xu quy mô nh.
Kết luận chƣơng 1
- Nghiên cy thc trng tình hình nghiên cu ng dng khí hóa sinh khi
 sn xung trên th gic hin nay. Nó cho thy s c
bit ng tt yu ca vic phát trin công ngh khí hóa sinh kh sn xu
ng cc trên th gi Vit Nam, nhm bo an ng
và phát trin bn vng. Kt qu y, các nghiên cu v công ngh khí hóa sinh
khi  Vit Nam hin còn rt hn ch và vic nghiên cu phát trin, ng dng trong sn
xung là rt cn thit.
- Qua nghiên cu  trên cho thy, khí hóa sinh kh sn xua
và nh hin nay ch yu s dng công ngh khí hóa lp c nh kiu thun chiu kt hp
vc thù ca công ngh i chng khi sn phm khá
cao và ng hc ín trong khí sn phm rt thp (100 mg/m
3
), nhit tr
trong khong 4 - 6 MJ/m
3
, t trong nhng tn ti chính trong vic phát trin rng
rãi công ngh này hin nay. Dc nghiên cu phát trin công ngh khí hóa sinh khi
ng hc ín thpc tính vn hành nh ng yêu cu trên là mt thách
thc lt ra hin nay.
- Nghiên cu cho thy tin công ngh khí hóa sinh kh sn xut
a Vit Nam là rt ln do: i) nhu c- 