Nghiên cứu khả năng sử dụng nhiên liệu sinh khối trong sinh hoạt

1


MỤC LỤC

2


DANH MỤC BẢNG BIỂU

3


DANH MỤC HÌNH ẢNH

4


Tóm tắt công trình sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2016 - 2017

KTQL.06
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU SINH KHỐI LÀM
CHẤT ĐỐT SINH HOẠT TRONG KHU VỰC DÂN CƯ TẠI VIỆT NAM
Sinh viên: Hoàng Quốc Huy – Kinh tế công nghiệp – K58
Nguyễn Đức Tâm – Kinh tế công nghiệp – K58
Bùi Thị Thu Hoài – Kinh tế công nghiệp – K58
Trần Đình Khôi – Kinh tế công nghiệp – K58
Giáo viên hướng dẫn: PGS. TS. Trần Văn Bình
Viện Kinh tế và Quản lý
Năng lượng là một phần không thể thiếu được trong cuộc sống. Hiện nay, nguồn năng
lượng đang được sử dụng nhiều nhất đó là năng lượng hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt,…

Chúng đã góp phần rất lớn vào sự phát triển của xã hội, nâng cao chất lượng cuộc sống của con
người. Một trong những lĩnh vực sử dụng nhiều năng lượng hóa thạch nhất, đó là trong dân dụng
sinh hoạt.
Tuy nhiên, việc khai thác và sử dụng nguồn năng lượng này đã gây ảnh hưởng rất lớn tới
con người và môi trường tự nhiên. Trong quá trình sử dụng, chúng tạo ra rất nhiều khí độc hại
như CO, CO2, SO2,…Những khí này gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe của người sử dụng. Đây
cũng chính là các tác nhân trực tiếp gây ra biến đổi khí hậu. Và Việt Nam là một trong những
nước chịu ảnh hưởng lớn nhất của thảm họa này. Trước thực trạng đó, chúng ta cần phải tìm ra
những nguồn năng lượng thay thế mới.
Việt Nam là một nước nông nghiệp, có truyền thống trồng lúa nước từ lâu đời. Sau mỗi vụ
thu hoạch, các phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ, vỏ trấu,… bị bỏ lại rất nhiều. Hiện tại, có
nhiều cơ sở đã sử dụng những phụ phẩm này để sản xuất ra các nhiên liệu sinh khối như: Viên
nén mùn cưa, Củi trấu ép,...
Tuy nhiên, vì đây là một sản phẩm mới nên phần lớn người dân vẫn chưa biết đến. Hơn
nữa, người dân cũng đã quen thuộc với việc sử dụng các nguồn năng lượng hóa thạch truyền
thống như than, dầu,... Do đó, việc thay thế chúng bằng nhiên liệu sinh khối sẽ gặp rất nhiều khó
khăn và thách thức.
Trước thực trạng này, nhóm sinh viên quyết định thực hiện đề tài: Nghiên cứu khả năng
sử dụng nhiên liệu sinh khối làm chất đốt trong khu vực dân cư tại Việt Nam. Nhóm đã khảo sát
việc sử dụng chất đốt sinh hoạt hiện nay của người dân tại các khu dân cư ở Hà Nội, qua đó tìm
hiều được các vấn đề phát sinh trong việc sử dụng năng lượng hóa thạch. Tiếp đó, nhóm tiến
hành so sánh ưu nhược điểm của nhiên liệu sinh khối với các chất đốt truyền thống, đồng thời sử
dụng phương pháp phân tích hoàn vốn để tính toán các lợi ích mà người dân thu được khi chuyển
đổi từ năng lượng hóa thạch sang nhiên liệu sinh khối. Từ các kết quả thu được, nhóm sẽ đưa ra
các đánh giá về tiềm năng thay thế của nhiên liệu sinh khối và đề xuất những kiến nghị, giải pháp
để thực hiện việc thay thế thành công.
Từ khóa: Nhiên liệu sinh khối, Viên nén mùn cưa, Chất đốt sinh hoạt, Phân tích hoàn vốn.

5

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Năng lượng là một phần không thể thiếu được trong cuộc sống .Tất cả mọi hoạt động đều
cần phải sử dụng đến năng lượng, từ sinh hoạt hàng ngày đến giao thông đi lại, sản xuất hàng
hóa,… Hiện nay, nguồn năng lượng đang được sử dụng chủ yếu đó là năng lượng hóa thạch, như
than đá, dầu mỏ, khí đốt,… Chúng đã được con người tìm ra và sử dụng từ rất lâu. Những nguồn
năng lượng này đã góp phần rất lớn vào sự phát triển của xã hội, nâng cao chất lượng cuộc sống
của con người.
Một trong những lĩnh vực sử dụng nhiều năng lượng hóa thạch nhất, đó chính là trong dân
dụng sinh hoạt. Chúng được dùng chủ yếu làm nhiên liệu đun nấu thức ăn. Ưu điểm của loại
nhiên liệu này là giá rất rẻ, có thể mua được tại rất nhiều các nguồn cung cấp khác nhau.
Tuy nhiên, do khai thác và sử dụng quá mức, những nguồn năng lượng này đang dần cạn
kiệt. Theo dự báo của các nhà khoa học, với tốc độ khai thác và sử dụng hiện tại, lượng dầu mỏ
trên thế giới sẽ chỉ đủ dùng trong khoảng từ 32 đến 42 năm tới, lượng than đá khai thác hiện tại
cũng chỉ đáp ứng được 60% nhu cầu và đang tiếp tục giảm.
Việc khai thác năng lượng hóa thạch cũng gây hủy hoại môi trường tự nhiên, phá hủy hệ
sinh thái. Hơn nữa, trong quá trình sử dụng, chúng tạo ra rất nhiều khí độc hại như CO, CO2,
SO2,…Chúng gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe của người sử dụng, gây ra các căn bệnh liên quan
đến đường hô hấp, ung thư,…Đây cũng chính là các tác nhân trực tiếp gây ra hiệu ứng nhà kính
khiến trái đất nóng lên, kéo theo đó là hàng loạt những thảm họa tự nhiên như thiên tai, bão lũ,...
Việt Nam là một trong những nước chịu ảnh hưởng lớn nhất của biến đổi khí hậu. Trước
thực trạng này, chúng ta cần phải tìm ra những nguồn năng lượng thay thế mới, ít tạo ra khí thải
độc hại. Đó là một trong những biện pháp thiết yếu để giảm thiểu những tác động tiêu cực của
tình trạng trái đất nóng lên.
Những nguồn năng lượng thay thế được sử dụng nhiều nhất hiện nay đó là năng lượng
mặt trời, năng lượng gió,...Tuy nhiên để có thể sử dụng được những loại năng lượng này thì cần
phải có một chi phí đầu tư rất lớn cùng một đội ngũ nhân lực có trình độ cao để quản lý, vận hành
và không phải khu vực nào cũng có thể sử dụng được. Với điều kiện của nước ta hiện nay, đây
không phải là lựa chọn hàng đầu.

Việt Nam là một nước nông nghiệp, có truyền thống trồng lúa nước từ lâu đời. Diện tích
đất nông nghiệp của nước ra là 262.805 km2, chiếm 79,4% diện tích cả nước. Sau mỗi vụ thu
hoạch, các phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ, vỏ trấu, bã mía, lõi ngô,… bị bỏ lại rất lớn. Chúng
thường được phơi khô và dùng làm nhiên liệu đun nấu hàng ngày của các hộ dân ở vùng nông
thôn. Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng, nhiệt lượng mà chúng tạo ra không cao và quá trình đốt
cũng sinh ra rất nhiều khí độc hại. Việc dự trữ, bảo quản chúng cũng gặp nhiều khó khăn.
Hơn nữa hiện nay, do mức sống của người dân ngày càng được tăng lên, một số vùng,
người dân không còn thu gom các phụ phẩm nông nghiệp này làm chất đốt sinh hoạt nữa mà
thường đốt bỏ ngay tại ruộng. Điều này ảnh hưởng rất lớn tới môi trường sống và gây ra một sự
lãng phí rất lớn.
Chìa khóa để giải quyết thực trạng đó là sử dụng các phụ phẩm nông nghiệp chế biến
thành nhiên liệu sinh khối. Chúng sẽ được trải qua quá trình biến đổi lý hóa giúp làm tăng nhiệt
lượng, giảm thiểu các thành phần gây ô nhiễm, đồng thời giúp cho việc vận chuyển, bảo quản trở
nên dễ dàng hơn. Hiện nay, có rất nhiều doanh nghiệp đã sản xuất được các sản phẩm này.

6


Tuy nhiên, vì đây là một sản phẩm mới nên người dân vẫn chưa biết đến nhiều. Hơn nữa,
họ cũng đã quen thuộc với việc sử dụng các nguồn năng lượng hóa thạch như than, dầu,…Do đó,
việc thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch bằng nhiên liệu sinh khối sẽ gặp rất nhiều khó
khăn và thách thức.
Dựa vào những cơ sở trên cùng các kiến thức đã học được từ chuyên ngành Kinh tế Năng
lượng, nhóm nghiên cứu đã quyết định thực hiện đề tài khoa học :” Nghiên cứu khả năng sử
dụng nhiên liệu sinh khối làm chất đốt sinh hoạt trong khu vực dân cư tại Việt Nam”.
2. Tổng quan tình hình nghiên cứu
Nhiện liệu sinh khối từ phụ phẩm nông nghiệp đã có mặt trên thị trường từ lâu. Rất nhiều
quốc gia trên thế giới đã sản xuất được và chúng được sử dụng trong rất nhiều ngành, lĩnh vực
khác nhau.
Tại Việt Nam cũng có nhiều cơ sở, doanh nghiệp sản xuất nhiên liệu sinh khối từ phụ

phẩm nông nghiệp như công ty:
− Cổ phần đầu tư Lam An ( Phòng 503, tòa CT5B, Mễ Trì Thượng, đường Đại Lộ
Thăng Long – Hà Nội).
− Công ty Cổ phần đầu tư và kinh doanh tổng hợp Thương Thảo (số 19 Trần Anh
Tông, phường Nguyễn Văn Cừ, Quy Nhơn, Bình Định)…
Tuy nhiên, hiện tại, ở Việt Nam, vẫn chưa có một cá nhân, tổ chức nào đứng ra nghiên
cứu, đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu sinh khối làm chất đốt sinh hoạt trong các khu vực dân
cư .
3. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu
 Đối tượng nghiên cứu:
− Hiện tại nhiên liệu sinh khối có 2 dạng : Biogas ( nhiên liệu sinh khối dạng khí) và
Biomass ( nhiên liệu sinh khối dạng rắn). Mỗi dạng được sản xuất từ rất nhiều nguồn
nguyên liệu khác nhau. Tuy nhiên, trong phạm vi đề tài, nhóm em sẽ tập trung vào
nghiên cứu vào một dạng, đó là Biomass được sản xuất từ phụ phẩm nông nghiệp, với 3
sản phẩm cụ thể là : Viên nén mùn cưa, Củi trấu ép, Củi mùn cưa ép.
 Mục tiêu nghiên cứu:
− Tìm hiểu được tình hình sử dụng chất đốt trong dân dụng sinh hoạt hiện nay.
− Đánh giá được khả năng thay thế năng lượng hóa thạch của các nhiên liệu sinh khối.
4. Phạm vi nghiên cứu
Do hạn chế về thời gian nghiên cứu, nhóm em đã quyết định thực hiện khảo sát, nghiên
cứu các hộ dân sử dụng than tổ ong tại một số phường của Hà Nội: Phường Bách Khoa và
phường Bạch Mai, quận Hai Bà Trưng và quận Long Biên.
5. Dữ liệu nghiên cứu
− Dữ liệu nghiên cứu thu được từ quá trình đi khảo sát thực tế của nhóm.
− Các dữ liệu được cung cấp khi thực tập tại công ty Lam An.
− Các dự liệu thu thập được từ các bài báo, bài nghiên cứu khoa học có liên quan đến đề
tài nghiên cứu.
6. Phương pháp nghiên cứu
 Phương pháp thu thập số liệu:

7


− Phương pháp phỏng vấn: Phỏng vấn các hộ dân sử dụng than tổ ong tại quận Hai Bà
Trưng và quận Long Biên về việc sử dụng than tổ ong trong đun nấu, sinh hoạt hàng
ngày của họ.
− Phương pháp phiếu câu hỏi: Nhằm thu thập các thông tin từ các hộ sử dụng than tổ ong
theo các tiêu chí nhất định.
 Phương pháp phân tích số liệu:
− Phương pháp phân tích tĩnh: Xác định những ưu nhược điểm của nhiên liệu sinh khối
so với than tổ ong.
− Phương pháp phân tích hoàn vốn: Xác định thời gian hoàn vốn của hộ sử dụng nếu đầu
tư, sử dụng nhiên liệu sinh khối.
7. Đóng góp của đề tài
Việc sử dụng các nguồn năng lượng hóa thạch đang gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi
trường sống. Việc thay thế chúng bằng các nhiên liệu sinh khối sẽ mang lại những lợi ích to lớn.
Tuy nhiên, rất nhiều người dân chưa ý thức được điều này. Qua bài bài phân tích này,
nhóm nghiên cứu sẽ giúp mọi người hiểu hơn về nhiên liệu sinh khối, những lợi ích mà chúng
mang lại và cách thức sử dụng những sản phẩm này sao cho đạt được lợi ích và hiệu quả lớn
nhất.
8. Kết cấu của bài nghiên cứu
Bài nghiên cứu của nhóm được chia làm 3 chương:
Chương 1: Nhiên liệu sinh khối và hiện trạng sản xuất, tiêu thụ nhiên liệu sinh khối tại Việt Nam
Chương này nhằm mục đích giới thiệu về nhiên liệu sinh khối, công nghệ sản xuất, sử
dụng, ưu nhược điểm so với năng lượng hóa thạch.
Chương 2: Nghiên cứu đánh giá khả năng thâm nhập của nhiên liệu sinh khối làm chất đốt sinh
hoạt trong khu vực dân cư
Chương này tiến hành nghiên cứu, khảo sát việc sử dụng chất đốt sinh hoạt tại các khu
dân cư. Sau khi thu thập số liệu sẽ tiến hành phân tích, đánh giá.
Chương 3: Đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu sinh khối làm chất đốt sinh hoạt trong khu

vực dân cư tại Việt Nam
Trình bày các kiến nghị và giải pháp để có thể đưa sản phẩm nhiên liệu sinh khối vào sử
dụng rộng rãi trong các khu vực dân cư.

8


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được bài nghiên cứu này, nhóm sinh viên đã nhận được sự giúp đỡ rất lớn
từ các thầy cô trong Viện Kinh tế & Quản lý, đặc biệt là các thầy cô thuộc bộ môn Kinh tế Công
nghiệp .
Nhóm sinh viên xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trần Văn Bình đã hướng dẫn, giải đáp
những thắc mắc của chúng em trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài.
Đồng thời nhóm cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Công ty Cổ phần đầu tư Lam
An. Công ty đã cung cấp những kiến thức, số liệu, sản phẩm cần thiết để nhóm có thể hoàn thành
được bài nghiên cứu.
Nhóm đã nỗ lực làm việc với tinh thần nghiêm túc để hoàn thành bài nghiên cứu. Tuy
nhiên, do hạn chế về thời gian và kiến thức chuyên sâu, bài nghiên cứu không thể tránh khỏi
những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô, quý công ty và mọi người đóng góp ý kiến để bài
nghiên cứu được hoàn thiện hơn.

9


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN
LIỆU SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM
1.1. Khái niệm và phân loại nhiên liệu sinh khối

Nhiên liệu sinh khối là một thuật ngữ có ý nghĩa bao hàm rất rộng dùng để mô tả các vật
chất có nguồn gốc sinh học có thể được sử dụng như một nguồn nhiên liệu. Nó được cấu tạo chủ
yếu từ các hidrocacbon ( CxHyOz,…).
Hiện tại, nhiên liệu sinh khối được tạo thành từ hai nguồn:
− Từ thực vật ( Các bộ phận của thực vật như thân cây, lá cây,…).
− Từ các loài động vật (chất thải động vật).
Các dạng nhiên liệu này thường được sử dụng thông qua quá trình đốt, tạo ra nhiệt lượng.
Trong đó, nhiên liệu sinh khối từ thực vật có thể đốt trực tiếp, còn từ động vật thì phải qua quá
trình biến đổi mới sử dụng được.
Một số dạng nhiên liệu sinh khối đang được sử dụng hiện nay:
− Phụ phẩm từ quá trình sản xuất nông nghiệp: Sau quá trình thu hoạch, các bộ phận của
cây trồng sẽ được bỏ lại như rơm rạ, vỏ trấu, lõi ngô,... Chúng có thể được sử dụng
bằng cách đốt trực tiếp, hoặc có thể chế biến thêm thành các dạng khác để sử dụng.
− Chất thải từ động vật: Trong quá trình chăn nuôi gia súc ( đặc biệt là nuôi heo), chất
thải của chúng sẽ được thu gom lại. Chúng sẽ được trải qua quá trình biến đổi yếm khí
để tạo ra các chất khí có thể đốt được như metan ( CH4), etan ( C2H6)…
− Chất thải sinh hoạt của con người: Các hoạt động hàng ngày của con người phát sinh
ra rất nhiều loại chất thải khác nhau, một trong số đó có thể được tái chế làm nhiên liệu
sinh khối. Tiêu biểu đó là rác thải sinh hoạt. Chúng sẽ được sấy khô và dùng làm nhiên
liệu trong các nhà máy điện rác.
Tuy có nguồn gốc từ nhiều nguồn khác nhau, nhưng thành phần chính của nhiên liệu sinh
khối đều bao gồm:
− Chất bốc: Là thành phần dễ bay hơi (trừ nước) và là chất cháy đầu tiên.
− Chất cốc: Hay còn được gọi là Cacbon cố định, là phần không bay hơi nhưng cháy
được, chiếm phần lớn trong năng lượng
− Tro: Là phần không cháy cũng không bay hơi được và còn lại sau quá trình cháy
− Độ ẩm: Là hàm lượng nước có trong năng lượng, làm giảm hiệu suất của quá trình
cháy. Mỗi loại chất đốt lại có độ ẩm khác nhau.
Sinh khối là loại năng lượng đầu tiên mà con người sử dụng vì theo nguồn gốc của sinh
khối, nguồn nguyên nhiên liệu để tạo ra chúng có ở khắp nơi trên Trái Đất.

Trong phần tiếp theo, chúng em xin phép đi vào tìm hiểu về công nghệ sản xuất nhiên liệu
sinh khối, cụ thể là các nhiên liệu sinh khối có nguồn gốc từ các phụ phẩm nông nghiêp.
1.2. Một số loại sản phẩm nhiên liệu sinh khối được sản xuất từ
phụ phẩm nông nghiệp
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều sản phẩm nhiên liệu sinh khối được sản xuất từ phụ
phẩm nông nghiệp, trong đó nổi bật nhất là 3 loại sản phẩm:
− Củi mùn cưa ép.
− Củi trấu ép.

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

10


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

− Viên nén mùn cưa.
Trong đó, giá mua tại cơ sở sản xuất của các sản phẩm nhiên liệu sinh khối này là:
− Viên nén mùn cưa: 2.500 đồng/kg.
− Củi trấu ép: 1.500 đồng/kg.
− Củi mùn cưa ép: 1.900 đồng/kg.
Tùy theo khối lượng mà khách hàng đặt mua hoặc quãng đường vận chuyển, giá cả của
các sản phẩm này sẽ được điều chỉnh cho phù hợp.

b)

a)

c)

Hình 1.1. Các sản phẩm nhiên liệu sinh khối
a) Củi trấu ép
b) Củi mùn cưa ép
c) Viên nén mùn cưa
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

11


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

Dưới đây là các đăc tính lý hóa của các sản phẩm này.
Bảng 1.1. Đặc tính lý hóa của các sản phẩm nhiên liệu sinh khối
STT
1
2

Các đặc tính
Nguyên liệu sản
xuất
Nhiệt lượng
(Kcal/kg)

Củi mùn cưa ép

Củi trấu ép

Viên nén mùn cưa

Mùn cưa

Vỏ trấu

Mùn cưa

4.600 -4.800

3.800 – 4.200

4.600

3

Độ ẩm ( %)

10 -15

10

8

4

Độ tro ( %)

<2

8 – 13

1,5

64

60

5
6
7

Hàm lượng chất
bốc ( %)
Hàm lượng
Cacbon ( %)
Hàm lượng Lưu
huỳnh (%)

16,04
<0,13

Đường
- Đường kính: 6
kính: 60 – 8 mm.
90mm.
- Chiều dài: 10 –
8
Đặc tính vật lý
- Chiều dài:
50 mm

2001000mm
( Nguồn: Công ty cổ phần đầu tư Lam An)
Mỗi loại sản phẩm được sản xuất ra, tuy có các đặc tính lý hóa khác nhau, nhưng chúng
đều được sử dụng trong những mục đích giống nhau:
− Được dùng làm nguyên liệu đun nấu thức ăn hàng ngày trong các hộ dân dụng sinh
hoạt.
− Sử dụng cho các thiết bị công nghiệp, dân dụng, chủ yếu là làm nhiên liệu cho lò
hơi, qua đó tạo ra hơi để:
+ Sử dụng giặt là trong xưởng may.
+ Hấp, sấy, thanh trùng, tiệt trùng trong các nhà máy thưc phẩm.
+ Sử dụng trong nấu ăn họ gia đình bình thường hay nấu ăn trong công
nghiệp.
+ Sử dụng ở bể bơi bốn mùa, máng nước nóng cho khu vui chơi, và các khu
nhà hàng khách sạn, trường học hay các khu phục hồi chức năng ở bệnh
viện.
+ Sử dụng trong các hệ thống làm bún, phở, bánh ướt và các loại thực phẩm
khác.
− Sử dụng thay thế rơm, rạ, trấu để lót chuồng trại, trang trại ( nuôi gà, lợn, bò,
trâu,vv..).Tận dụng phần tro sau khi đốt xong để làm phân bón.
-

Đường kính:
90mm.
Chiều dài: 200300mm

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

-

12

CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

1.3. Công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh khối
1.3.1. Tổng quan về công nghệ sản xuất
Có nhiều loại sản phẩm nhiên liệu sinh khối được sản xuất từ phụ phẩm nông nghiệp, với
hình dạng, đặc tính lý hóa khác nhau. Do đó cũng có nhiều công nghệ khác nhau để sản xuất ra
chúng. Hiện nay, những sản phẩm này gồm hai loại chính là: Củi sinh khối và Viên nén sinh khối.
Các loại nhiên liệu này được sản xuất từ các dây truyền công nghệ với nguyên liệu đầu vào khác
nhau. Tuy nhiên, quy trình chung để sản xuất chúng gồm ba công đoạn:
− Công đoạn 1: Sấy khô nguyên liệu
+ Các loại phụ phẩm nông nghiệp trong tự nhiên thường có độ ẩm rất cao, khi đốt sẽ
tạo ra nhiều khói và làm giảm hiệu suất. Chính bởi vậy trước khi đưa vào sản xuất
chất đốt sinh khối ta cần phải loại bỏ tối đa độ ẩm có trong nguyên liệu.
+ Độ ẩm có thể được loại bỏ thông qua quá trình phơi sấy tự nhiên và sấy bằng máy.
Nguyên liệu đạt yêu cầu thường có độ ẩm nhỏ hơn 15%
− Công đoạn 2: Nghiền nguyên liệu
+ Trước khi được nén tạo hình thì nguyên liệu phải được nghiền nhỏ tới kích thước
thích hợp (thường nhỏ hơn 1 mm). Các loại phụ phẩm nông nghiệp thường có kích
thước không giống nhau nên quá trình nghiền sẽ giúp tạo ra sản phẩm đồng đều về
hình dạng cũng như chất lượng.
− Công đoạn 3: Nén
+ Nguyên liệu sau khi được sấy và nghiền nhỏ sẽ được đưa vào máy nén tạo hình.
Tùy thuộc vào hình dạng yêu cầu của chất đốt mà công đoạn nén sẽ khác nhau.
Tùy thuộc vào từng loại sản phẩm mà các công đoạn trên có thể thay đổi sao cho phù hợp.
Phần tiếp theo, nhóm nghiên cứu xin trình bày cụ thể các công nghệ đang được áp dụng để sản
xuất 2 loại nhiên liệu sinh khối: Viên nén sinh khối và Củi sinh khối.
1.3.2. Công nghệ sản xuất viên nén sinh khối

Viên nén sinh khối thường được sản xuất từ mùn cưa, dăm bào có kích thước nhỏ (đường
kính khoảng 6-8 mm, độ dài từ 3-4 cm)
Do kích thước sản phẩm nhỏ nên viên nén sinh khối cần được nén dưới áp lực cao. Hàm
lượng chất kết dính lignin trong mùn cưa không lớn nên trước khi nén ta cần pha trộn các loại
chất phụ gia để tăng chất lượng sản phẩm. Phụ gia thường được sử dụng là bột gao hoặc bột ngô.
 Nguyên lý hoạt động
Nguyên liệu được ép qua các ống khuôn có kích thước nhỏ bằng vừa đúng kích thước
viên nén, các ống khuôn đều được gia nhiệt (đốt nóng) để tăng thêm nhiệt lượng cho mỗi viên
nén được sản xuất, nguyên liệu được ép xuống các khuôn bằng con lăn,
Công nghệ này bao gồm 2 quá trình: Quá trình nén và quá trình gia nhiệt.
− Nguyên liệu sẽ được nghiền nhỏ, sau đó được trải lên một mặt phẳng có những lỗ
nhỏ.
− Một con lăn lớn sẽ lăn trên bề mặt đó, nén nguyên liệu xuống những lỗ nhỏ.
− Mặt phẳng này đồng thời được đốt nóng để gia nhiệt cho nguyên liệu.
− Nguyên liệu sẽ được nén qua các lỗ nhỏ và tạo thành hình viên nén.
 Chi phí đầu tư và vận hành

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

13


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

Tùy thuộc vào công suất của máy nén mà chi phí đầu tư thiết bị sẽ khác nhau. Với quy mô
sản xuất nhỏ, khoảng 1 tấn/h, máy do Việt Nam sản xuất thì các chi phí như sau:
− Chi phí đầu tư thiết bị khoảng 200.000.000 đồng.
− Công suất thiết bị là 150 KW.
− Mặt bằng sản xuất yêu cầu: 1000m2.

− Nhân công vận hành: 5 người bao gồm nhiệm vụ vận chuyển nguyên liệu, vận hành
máy, đóng bao.

Hình 1.2. Máy sản xuất viên nén sinh khối
1.3.3. Công nghệ sản xuất củi sinh khối
Củi sinh khối hiện nay thường được sản xuất từ mùn cưa và trấu, có đường kính 60-80
mm, độ dài 40-50 cm. Tùy thuộc vào nguyên liệu đầu vào mà công nghệ sản xuất khác nhau. Nếu
nguyên liệu là trấu thì dùng công nghệ nén trục vít; nguyên liệu là mùn cưa thì sử dụng công
nghệ nén thủy lực.
1.3.3.1. Công nghệ sản xuất củi trấu
Củi trấu được sản xuất từ trấu có độ ẩm nhỏ hơn 15%, được nén với công nghệ trục vít.
 Nguyên lý hoạt động
Nguyên liệu sơ cấp sau khi được sấy khô sẽ được đưa vào một hệ thống quay bởi trục vít
ngang. Nguyên liệu được ép thành hình trụ qua trục vít. Tại đây củi trấu sẽ được gia nhiệt qua
ống côn bằng điện trở, chính giai đoạn này ở vỏ trấu tiết ra chất lignin là chất kết dính chính của
củi trấu. Qua giai đoạn này củi trấu sẽ chắc hơn và có nhiệt lượng cao hơn.
 Mội số lưu ý khi sử dụng công nghệ nén trục vít
− Củi trấu thanh có lỗ ở giữa để thoát ẩm trong quá trình gia nhiêt. Tuy nhiên ở một vài
trường hợp, trong quá trình nén thì lỗ thoát hơi ẩm bị bít lại khiến cho củi trấu thanh ở

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

14


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

đầu nòng sẽ bay ra kèm theo tiếng nổ, vận tốc của thanh củi bay ra là rất lớn nên rất dễ
gây ra nguy hiểm đối với con người . Do đó khí lắp đặt các loại máy ép củi trấu thì phải

quay đầu máy vào tường để không gây nguy hiểm cho con người khi xảy ra sự cố.
− Do hàm lượng silic trong trấu rất cao nên rất dễ gây bào mòn cho cánh trục vít. Vì vậy
mà phải thường xuyên thực hiện bảo dưỡng cho trục vít bằng cách dùng que hàn chuyên
dùng hàn đắp lại .
− Đối với máy ép trấu có nòng ép dài thì sau khi đắp cánh vít xong là có thể đưa vào chạy
được, nhưng năng suất lúc đấy giảm đi một phần tư, sau một giờ đồng hồ thì chỉnh lại thì
máy đạt 100% sản lượng.
− Đối với máy ép củi trấu có nòng ngắn thì các cánh vít khi đắp xong phải được mài lại cho
nhẵn trước khi đưa vào chạy máy.

Hình 1.3. Máy ép củi trấu
Tùy thuộc vào công suất đặt mà chi phí đầu tư của các loại máy sản xuất củi trấu là khác
nhau.
−
−
−
−

Ví dụ với máy ép có công suất là 2 tấn/h thì:
Chi phí đầu tư vào khoảng 350 triệu (Máy do Việt Nam sản xuất).
Công suất điện là 3 KW.
Nhân công vận hành gồm 3 người.
Mặt bằng nhà xưởng rộng khoảng 500m2.

1.3.3.2. Công nghệ sản xuất củi mùn cưa
Do đặc tính của mùn cưa là độ ẩm cao, chất lignin để kết dính có hàm lượng ít. Vì vậy, để
sản xuất củi mùn cưa thì công nghệ nén pittong thủy lực là tối ưu nhất.
Máy ép củi thủy lực thường thiết kế dạng trục ngang, cho khả năng ép nén công suất lớn.
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

15


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

 Nguyên lý hoạt động
Máy nén thủy lực được chế tạo và hoạt động dựa trên định luật truyền áp suất trong chất
lỏng, chỉ cần tác động lực nhỏ, nó có thể sản sinh một áp lực vô cùng lớn, giúp nén ép hiệu quả
các loại củi trấu với năng suất cực cao.
Nguyên liệu sẽ được đưa vào khuôn. Sau đó pittong máy ép sẽ nén xuống để ép chặt
nguyên liệu vào thành dạng thanh dài.

Hình 1.4. Máy nén thủy lực
1.3.3.3. So sánh giữa công nghệ nén trục vít và nén thủy
lực
− Công nghệ trục vít tiêu hao nhiều nhiên liệu hơn vì công nghệ này vừa phải sử dụng trục
quay để nén (cơ năng) và trục vít để gia nhiệt (nhiệt năng)
− Công nghệ pittong có chi phí đầu tư cao gấp 5 lần so với công nghệ trục vít nhưng lượng
nhiên liệu tiêu hao để sản xuất củi lại giảm đi đáng kể.
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

16


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

−

Công nghệ pittong thủy lực có độ tự động hóa cao, vận hành đơn giản, tiêu tốn ít nhân
công hơn.
1.4. So sánh giữa chất đốt sinh khối từ phụ phẩm nông nghiệp và nhiên liệu truyền thống
1.4.1. Ưu điểm của chất đốt sinh khối
 Về kinh tế-xã hội
− Do tận dụng được nguồn phụ phẩm nông nghiệp nên giá thành sản xuất của
nhiên liệu sinh khối khá thấp, có thể cạnh tranh với các dạng nhiên liệu hóa
thạch hiện nay. Ví dụ như tại khu vực Giao Thủy-Nam Định, giá than chất
lượng cao (antraxit) vào khoảng 4.000 đồng/kg nhiệt lượng là 7000-8000
Kcal/kg, trong khi đó giá củi trấu được sản xuất tại đây có giá bán trung bình
1.600 đ/kg với nhiệt lượng từ 3.800-4.200 Kcal/kg. Như vậy, bằng phép so
sánh đơn giản ta có thể tính toán được chi phí tiết kiệm nếu dung củi trấu thay
thế than là khoảng 15-20%.
− Các nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt và nước ta hiện nay đang
phải nhập khẩu các nguồn nhiên liệu này để phục vụ cho nhu cầu trong nước.
Do vậy, khi sử dụng các chất đốt sinh khối sẽ góp phần đảm bảo an ninh năng
lượng quốc gia.
 Về môi trường
− Do được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên cùng với quá trình sấy,
nén, gia nhiệt giúp giảm độ ẩm cũng như các tạp chất nên phản ứng cháy của
chất đốt sinh khối tạo ra rất ít khói bụi, giảm thiểu ảnh hưởng tới môi trường.
− Tro của các loại nhiên liệu hóa thạch thường rất khó phân hủy và gây ô nhiễm
tới nguồn nước và lòng đất. Ưu điểm của chất đốt sinh khối là tro còn lại rất ít
và lượng tro này hoàn toàn có thể được tái sử dụng thành than hoạt tính và
phân bón hóa học để bón cho cây trồng. Như vậy, sử dụng chất đốt sinh khối
tạo thành một chu trình khép kín tận dụng được mọi thành phần, không gây
ảnh hưởng tới môi trường.
 Về sức khỏe
− Do quá trình sấy, nén, gia nhiệt giúp giảm phần lớn các tập chất độc hại và hơi nước nên
giúp quá trình cháy tạo ra rất ít khói bụi, giảm thiểu tối đa ảnh hưởng tới sức khỏe người

sử dụng.
− Trong khi đó, các dạng nhiên liệu hóa thạch chứa rất nhiều tạp chất độc hại đặc biệt là lưu
huỳnh khiến cho khi cháy sinh ra nhiều loại khí độc hại ảnh hưởng không tốt tới sức
khỏe, nhất là hệ hô hấp của người sử dụng.
 Các ưu điểm khác
− Do có hiệu suất cao hơn khi đốt trực tiếp nên các chất đốt sinh khối giúp tiết kiệm thời
gian đun nấu cho các hộ gia đình
− Nhiên liệu đang được các hộ tiêu thụ sử dụng nhiều nhất hiện nay là gas, tuy nhiên vấn
đề an toàn khi sử dụng gas đang là quan ngại của rất nhiều người. Khi sử dụng chất đốt
sinh khối sẽ giúp giảm thiểu những vấn đề không an toàn khi sử dụng.
1.4.2. Nhược điểm của chất đốt sinh khối so với nhiên liệu truyền thống
− Nhiệt trị: So với các nguồn nhiên liệu hóa thạch thì các chất đốt sinh khối thường có
nhiệt trị thấp hơn. Nhiệt trị của củi trấu từ 3800-4200 Kcal/kg, viên nén mùn cưa từ
4.200-4.600 Kcal/kg, trong khi đó nhiệt trị của than vào khoảng 7.000-8.000 Kcal/kg
(than antraxit) 6.000 Kcal/kg (than lignit)
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

17


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

−

Thói quen sử dụng: Các chất đốt truyền thống đã được mọi người sử dụng trong sinh
hoạt hàng ngày với khoảng thời gian dài, tạo ra thói quen sử dụng. Như vậy, muốn thay
đổi chất đốt thì trước tiên phải thay đổi được thói quen sử dụng của các hộ gia đình.
− Kênh phân phối: Vì là nguồn nhiên liệu còn mới với mọi người nên mạng lưới phân
phối các loại chất đốt sinh khối chưa được phổ biến, tiện lợi cho người sử dụng như các

nhiên liệu truyền thống.
Nhiên liệu sinh khối là một nguồn năng lượng mới. Cũng như giống như khí gas, để có
thể sử dụng được chúng thì ta cần phải có một loại bếp chuyên dụng. Trong phần tiếp theo, nhóm
nghiên cứu xin giới thiệu về các loại bếp đun nhiên liệu sinh khối hiện nay trên thị trường.
1.5. Các loại bếp sử dụng chất đốt sinh khối
Chất đốt sinh khối gồm nhiều loại khác nhau. Một số có thể sử dụng thông qua các loại
bếp đun truyền thống như: củi trấu,củi mùn cưa. Một số loại có kích thước nhỏ như viên nén mùn
cưa lại cần có các loại bếp chuyên dụng để phản ứng cháy xảy ra với hiệu suất cao nhất.
Nguyên lý chung của các loại bếp đốt nhiên liệu sinh khối là nguyên lý khí hóa. “Khí hóa
là biến đổi năng lượng rắn hoặc lỏng thành năng lượng khí (chất bốc) và đốt cháy chúng để giải
phóng năng lượng. Trong quá trình khí hóa, chất đốt được gia nhiệt đến một nhiệt độ cao, dẫn
đến thay đổi tính chất vật lý và hóa học, tạo ra các sản phẩm dễ bay hơi như CO, H2, CH4.” .
Nhiên liệu

To, P
Khí hóa

CO, H2, CH4

To

Nhiệt lượng

Hình 1.5. Nguyên lý khí hóa
1.5.1. Các loại bếp sử dụng củi sinh khối
Củi trấu và củi mùn cưa là sản phẩm chất đốt sinh khối có kích thước lớn, độ bén cao, có
thể sử dụng trực tiếp bằng các loại bếp đun than truyền thống hoặc sử dụng các loại bếp chuyên
dụng để đạt hiệu suất cao hơn.
Bếp đun thường có dạng hình trụ tròn, miệng bên trên hở, có hệ thống kiềng đề đỡ xoong,
nồi. Gần bên dưới đáy có một lỗ thông khí để cung cấp không khí cho quá trình cháy. Chúng ta

có thể sử dụng quạt khò để ngọn lửa cháy mạnh hơn.
 Nguyên lý hoạt động
Nguyên liệu sẽ được cho vào lòng bếp, sau đó được nhóm lửa. Không khí sẽ được cung
cấp thông qua lỗ thông khí bên dưới. Quá trình cháy diễn ra và tạo ra nhiệt lượng.
Do củi sinh khối có kích thước lớn nên khi sử dụng sẽ thường được đập nhỏ ra để tiện sử
dụng và cũng giúp tăng hiệu quả của quá trình cháy.
Khác với việc đốt than – than có thể cháy trong thời gian dài mà không cần thay, củi sinh
khối cháy rất nhanh và đòi hỏi phải thay liên tục. Do đó, khi sử dụng các loại bếp có sẵn, ta nên
cải tạo một phần bếp để nâng cao hiệu quả sử dụng. Ví dụ như mở rộng lòng bếp để xếp được
nhiều chất đốt, giúp giảm thiểu tối đa số lần thay năng lượng, hoặc xây viền bao xung quanh trên
mặt bếp để ngăn hiện tượng bức xạ nhiệt ra môi trường bên ngoài làm giảm hiệu suất. Tùy vào
điều kiện cũng như nhu cầu sử dụng, các hộ gia đình có thể cải tạo bếp sao cho phù hợp.

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

18


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

Ngoài ra, trên thị trường hiện nay cũng sản xuất một số loại bếp được thiết kế riêng để sử
dụng củi sinh khối, đa phần chúng được áp dụng nguyên lý khí hóa. Các loại bếp này được thiết
kế với công suất khác nhau phù hợp với từng nhu cầu sử dụng.
So với các loại bếp truyền thống thì bếp đun chuyên dụng có hiệu suất cao hơn do được
áp dụng nguyên lý khí hóa, nhiệt năng ít bị thất thoát ra bên ngoài. Tuy nhiên chi phí đầu tư của
các loại bếp này là khá cao.

Hình 1.6. Một số bếp được cải tạo để sử dụng củi trấu tại GiaoThủy, Nam Định

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

19


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

Hình 1.7. Bếp đun củi trấu của công ty cổ phần đầu tư Lam An
(Bếp Lam An-03 có thể đun được 20kg củi trấu phù hợp cho việc nấu ăn quy mô lớn, nấu rượu,
đun thức ăn cho gia súc… Với giá bán hiện nay trên thị trường là 1.200.000 đồng/bếp)
1.5.2. Các loại bếp đun viên nén sinh khối
Viên nén sinh khối được làm chủ yếu từ mùn cưa, dăm bào, bã mía…, được nén với kích
thước nhỏ thích hợp cho việc sử dụng trong gia đình để nấu ăn, đun nước nóng… Hiện nay, trên
thị trường có rất nhiều loại bếp thiết kể để sử dụng viên nén sinh khối. Nguyên lý chung của các
loại bếp này đều là nguyên lý khí hóa. Có hai loại bếp chính hiện nay là bếp khí hóa hoàn toàn và
khí hóa không hoàn toàn.
1.5.2.1. Bếp khí hóa hoàn toàn
Khí hóa hoàn toàn tức là toàn bộ nhiên liệu tham gia phản ứng cháy đều được chuyển
thành chất bốc. Ưu điểm của các loại bếp này là hiệu suất cao, lượng tro còn lại thấp, tiêu hao ít
năng lượng tuy nhiên chi phí đầu tư khá lớn.
Cấu tạo của bếp khí hóa hoàn toàn gồm 4 bộ phận chính:
− Bình chứa nhiên liệu (hay còn gọi là lò sinh gas): Là nơi nạp năng lượng và đốt yếm khí
gây phản ứng ô-xy hóa ở nhiệt độ cao sinh ra các chất bốc.
− Bếp đốt: Dùng để đốt cháy chất bốc tạo ra nhiệt lượng
− Hệ thống ống van để khống chế tỉ lệ chất bốc và không khí giúp điều chỉnh ngọn lửa theo
ý muốn.
− Quạt thổi gió để cung cấp một lượng không khí mới vừa đủ để duy trì sự cháy yếm khí ở
dưới đáy lò, tạo phản ứng ô-xy hóa sinh ra chất bốc trong nồi lò.

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

20


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

1
3
4
2

Hình 1.8. Bếp khí hóa hoàn toàn
Bình chứa nhiên liệu
2.
Bếp đốt
Hệ thống ống van
4.
Quạt thổi gió
Tùy dung tích bình chứa mà giá bán các loại bếp này dao động từ 2-3 triệu đồng/bếp.
1.
3.

 Nguyên lý hoạt động của bếp

Buồng khí hóa
Bếp đun

Ống dẫn khí

Hình 1.9. Sơ đồ nguyên lý của bếp khí hóa hoàn toàn

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

21


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

−

Viên nén sẽ được cho vào buồng khí hóa, tại đây sẽ diễn ra quá trình cháy yếm khí. Chất
đốt sẽ được chuyển hóa thành chất bốc.
− Chất bốc này sẽ được dẫn qua ống dẫn khí tới bếp đun đế tham gia vào quá trình đốt cháy
hoàn toàn, sinh nhiệt lượng.
1.5.2.2. Bếp khí hóa không hoàn toàn
Khí hóa không hoàn toàn tức là chất tham gia phản ứng cháy không chỉ gồm chất bốc mà
còn có cả chất cốc của năng lượng. So với khí hóa hoàn toàn thì các loại bếp khí hóa không hoàn
toàn có hiệu suất thấp hơn tuy nhiên cấu tạo lại đơn giản hơn, giá thành sản xuất thấp hơn.
Cấu tạo của bếp khí hóa không hoàn toàn:
− Lòng bếp: Dùng để chứa năng lượng, tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng mà lòng bếp được
thiết kế với các kích thước khác nhau. Lòng bếp thường có một hàng lỗ dưới đáy để cung
cấp oxi cho quá trình khí hóa và hàng lỗ phía trên để cung cấp oxi cho quá trình cháy.
− Quạt gió: Dùng để cung cấp oxi cho quá trình cháy và điều chỉnh ngọn lửa.
− Vỏ bếp: Là phần cách nhiệt bao quanh long bếp, giúp bảo vệ long bếp và an toàn cho
người sử dụng.
 Nguyên lý hoạt động:
− Viên đốt sẽ được cho vào lòng bếp, sau đó được nhóm lửa.

− Quạt sẽ thổi gió từ dưới và xung quanh lòng bếp vào. Quá trình cháy yếm khí sẽ
diễn ra.
− Viên đốt sẽ được chuyển hóa thành chất bốc, bay lên, gặp ngọn lửa và bị cháy hoàn
toàn tạo ra nhiệt lượng.
Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại bếp khí hóa không hoàn toàn dùng để đun viên
nén sinh khối. Chúng thường có kích thước nhỏ dùng để đun nấu thức ăn, nước nóng trong gia
đình.

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

22


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

Hình 1.10. Sơ đồ cấu tạo của bếp khí hóa không hoàn toàn

(a)

(b)
Hình 1.11. Một số loại bếp đun viên nén
a-Bếp khí hóa Tre Xanh
b-Bếp đun viên nén Lam An - 03

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

23

CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

Bếp Lam An – 03 có thể chứa tối đa 0,7 kg viên nén mùn cưa và có thể đun liên tục trong
1,5 giờ nếu để quạt bật ở chế độ thấp nhất.
Giá của các loại bếp này trung bình khoảng 300.000 – 500.000 đồng/bếp. Nhược điểm
của chúng là phải dùng thêm nhiều loại năng lượng khác khi sử dụng như cồn (khi nhóm), điện
(để chạy quạt gió) và độ bền không cao.
Nhiên liệu sinh khối là một loại năng lượng mới. Do đó hiện nay chúng vẫn chưa được sử
dụng rộng rãi. Phần tiếp theo, nhóm nghiên cứu sẽ trình bày thực trạng sử dụng nhiên liệu sinh
khối trên thế giới và ở Việt Nam.
1.6. Hiện trạng sử dụng nhiên liệu sinh khối trên thế giới và ở
Việt Nam
1.6.1. Trên thế giới
Hiện nay việc sử dụng năng lượng sinh khối chỉ chiếm 14,1% tiêu thụ năng lượng cuối
cùng nên năng lượng sinh khối chưa được sử dụng phổ biến và rộng rã trong sinh hoạt cũng như
sản xuất.
Theo như Nghiên cứu của Viên Hóa học Công nghiệp Việt Nam thì trên thế giới hiện nay
có khoảng 50 nước sử dụng năng lượng sinh khối với các mức độ khác nhau.
Các cường quốc trên thế giới chủ yếu đầu tư vào phát triển các chế phẩm sinh học được
sản xuất từ sinh khối ( hạt ngô, hạt cọ, tảo biển) như xăng ethanol, dầu diesel sinh học,…Còn các
quốc gia có thế mạnh về nông nghiệp hoặc chưa có đủ tiềm lực thì sẽ tập trung vào sản xuất các
nhiên liệu sinh khối từ phụ phẩm nông nghiệp. Dưới đây là sản lượng nhiên liệu sinh khối của
một số quốc gia trên thế giới qua các năm:
Bảng 1.2. Tổng sản lượng năng lượng sinh khối của một số nước qua các năm
(Đơn vị: KTOE)
STT
1
2
3

4
5
6
7
8
9
10

Quốc gia
Mỹ
Brazil
Germany
France
China
Argentina
Netherlands
Thailand
Indonesia
Canada
Thế giới

Năm 2013
28.462
15.687
2.632
2.220
2.101
2.005
1.445
1.251

1.740
972
67.260

Năm 2014
30.118
16.517
3.371
2.603
2.207
2.577
1.749
1.402
2.532
1.104
74.208

Năm 2015
30.983
17.636
3.130
2.592
2.430
1.961
1.749
1.508
1.344
1.059
74.847

( Nguồn: BP-Statistical review of word energy 2016)
Có thể nhìn thấy rằng quốc gia đứng đầu trong việc sản xuất năng lượng sinh khối đó là
Mỹ, Brazil, Đức, Pháp, Trung Quốc, Argentina, Hà Lan, Thái Lan, Indonesia và một số quốc gia
Châu Á khác. Tại các quốc gia này, chính phủ đã có các chính sách cụ thể về phát triển và định
hướng cho ngành sinh khối.

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

24


CHƯƠNG 1. NHIÊN LIỆU SINH KHỐI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU
SINH KHỐI TẠI VIỆT NAM

Đơn cử, một đất nước lớn như Mỹ họ sản xuất các nhiên liệu sinh học từ hạt bắp và củ cải
đường. Mỹ luôn luôn là cường quốc đứng đầu trong lĩnh vực này kể từ năm 2008 đến nay. Khi
đó, Mỹ cung cấp trên 28 tỷ lít ethanol và diezel sinh học, chiếm 3,5% lượng xăng dầu sử dụng.
Nước Mỹ đã đưa ra các chính sách để đẩy mạnh tiêu dùng các sản phẩm từ sinh khối, ví dụ việc
thực hiện giảm thuế 0,05 USD/gallon ethanol và 1USD/gallon xăng sinh học. Đồng thời, nước
này cũng có chính sách hỗ trợ các doanh nghiệp nhỏ sản xuất năng lượng sinh khối.
Brasil cũng là một trong những quốc gia đầu tiên sử dụng ethanol từ những năm 1970. Có
thể nói, Brasil là quốc gia đi đầu trong việc định hình cho đất nước mình sử dụng các loại nhiên
liệu từ sinh khối.
Một đất nước ít tài nguyên và hầu như không có tiềm năng gì trong ngành sinh khối như
Nhật Bản nhưng Chính phủ nước này vẫn ban hành Chiến lược năng lượng sinh khối (Nippon
Biomas Strategy) từ năm 2003 và hiện nay đang tích cực thực hiện Dự án phát triển các đô thị
sinh khối (Biomass town) và cụ thể đã có 208 đô thị đạt được danh hiệu này.
Hàn Quốc cũng đã xây dựng cho mình một Chiến lược tăng trường xanh, phát thải ít
Cacbon trong vòng 60 năm tới với các công cụ chính là công nghệ, chính sách và thay đổi lối
sống. Năng lượng sinh khối đang được tích cực nghiên cứu , phát triển ở đất nước này với mục

tiêu đến năm 2030 năng lượng tái tạo sẽ đạt tới 11%, trong đó năng lượng từ sinh khối đạt 7,12%.
Riêng đối với đất nước đông dân bậc nhất thế giới cũng như tốc độ phát triển kinh tế và
nhu cầu về năng lượng không ngừng tăng lên như Trung Quốc thì Chính phủ của đất nước này
còn ban hành Luật năng lượng tái tại và hiện nay đã có hơn 80 nhà máy sản xuất điện từ sinh
khối với công suất đến 50MW/nhà máy.
Một điển hình cho việc sử dụng năng lượng sinh khối nữa trên thế giới đó chính là Thái
Lan, đây là đất nước có diện tích trồng lúa nước rất lớn và đã xây dựng nhà máy sản xuất điện từ
đốt rơm rạ có công suất 10MW với tổng nhu cầu rơm rạ thực tế hằng năm của nhà máy này lên
đến 92.549 tấn/năm.
1.6.2. Ở Việt Nam
Hiện nay, Việt Nam đã bước đầu có những chính sách, hỗ trợ, đầu tư vào ngành nhiên liệu
sinh khối.
Ở Việt Nam, khí gas sinh học bắt đầu được biết đến, nghiên cứu và phát triển vào những
năm 1960. Năm 1964, “ Nhà máy sản xuất khí metan” đầu tiên được xây dựng ở tỉnh Bắc Thái
( Bắc Kạn và Thái Nguyên hiện nay), sau đó thêm một số nhà máy sản xuất khí biogass được xây
dựng từ những năm 1965-1975 ở miền Bắc (Hà Nội, Hà Nam Ninh và Hải Hưng). Việc sử dụng
biogass vẫn tiếp tục phát triển tại nước ta cho đến hiện nay với nhiều cải tiến mới về kỹ thuật và
công nghệ với sự hỗ trợ rất lớn từ Chính phủ và các tổ chức Quốc tế:
Vài năm trở lại đây, chúng ta đã có những tiến bộ trong việc sản xuất nhiên liệu sinh khối
từ phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ, bã mía, mùn cưa, trấu với các sản phẩm chủ yếu là Củi
sinh khối và Viên nén sinh khối.
Sản xuất nhiên liệu sinh khối đang trở thành một ngành nghề có tiềm năng phát triển rất
lớn trong tương lai. Tuy nhiên hiện tại, sản phẩm này mới được chủ yếu dùng trong công nghiệp,
còn thị trường dân dụng sinh hoạt thì vẫn đang bị bỏ ngỏ. Đây là cơ hội nhưng cũng là thách thức
cho các doanh nghiệp sản xuất nhiên liệu sinh khối.
Trong Chương 1, nhóm sinh viên đã giới thiệu về nhiên liệu sinh khối, đặc điểm, tính chất
của các sản phẩm nhiên liệu sinh khối khác nhau. Đồng thời giới thiệu công nghệ sản xuất và các
loại bếp đốt sinh khối hiện nay trên thị trường. Qua đó, nhóm muốn mang đến một cái nhìn toàn

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2016 – 2017

25