Chuong 5: Năng lượng sinh khối

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
NGÀNH CNKT ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BÀI GIẢNG NĂNG LƯỢNG
TÁI TẠO
GIẢNG VIÊN: LƯU VĂN PHÚC

VINH-2018

Bộ môn CNKT Điện-Điện tử

1


CHƯƠNG 5. NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI
GIẢNG VIÊN: LƯU VĂN PHÚC

VINH-2018

Bộ môn CNKT Điện-Điện tử

2


NỘI DUNG TRÌNH BÀY
1.
2.
3.
4.

TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI

NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI DẠNG RẮN
NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI DẠNG KHÍ
NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI DẠNG LỎNG


1. TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI
 Sinh khối là gì?: Sinh khối là dạng vật liệu từ sinh vật
(sống hoặc đã chết) hay cách khác SK là các vật liệu
hữu cơ có nguồn gốc từ sinh vật có khả năng tái tạo như
cây cối,rác thải, dầu,mỡ,phân động vật,... Công thức
chung: CxHyOz


NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI ?
 Năng lượng sinh khối (SK) có nguồn gốc từ năng lượng
mặt trời được tích lũy trong thực vật qua quá trình quang
hợp.
 Trong quá trình quang hợp, cây cối chuyển đổi năng
lượng mặt trời thành carbohydrate, với hiệu suất 0,1% và
trữ trong lá,thân,cành,hoa,quả,hạt…
 Phương trình của QT quang hợp:
Buc xa MT
6CO2 + 6 H 2O 
→ C6 H12O6 + 6O2


QUÁ TRÌNH QUANG HỢP
 Quang hợp là gì?:là quá trình hấp thụ năng lượng mặt
trời của thực vật, tảo…để tạo ra hợp chất hữu cơ phục vụ
bản thân cũng như làm nguồn thức ăn cho hầu hết các sinh

vật trên trái đất



VAI TRÒ CỦA NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI
 Để có 1m3 gỗ củi, cây hấp thụ 1000kg CO2, thải ra 750kg khí
O2 và tạo ra 250kg carbon trong gỗ
 Vật liệu SH khi đốt vẫn thải ra khí quyển CO2 , Tuy nhiên C02
này sẽ được cây hấp thụ lại, kết quả tổng C0 2 gia tăng trong
khí quyển sẽ không thay đổi
 Vai trò đóng góp của sinh khối trong việc sản xuất năng
lượng là rất lớn có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch, đó là
một chu kỳ tuần hoàn kín với tác động hết sức nhỏ lên môi
trường 
 Vì vậy, NLSH là 1 giải pháp cho tương lai NL thế giới và Việt
Nam


SINH KHỐI LÀ NĂNG LƯỢNG TÁO TẠO ?
 Nguồn NLSK có thể chuyển thành: điện năng, nhiệt

năng,…qua các phương pháp chuyển hóa như đốt
trực tiếp hoặc gián tiếp
 Năng lượng sinh khối được xem là tái tạo vì nó được

bổ sung nhanh, thời gian táo tạo ngắn 
 Sử dụng sinh khối để tạo năng lượng có tác động tích

cực đến môi trường, góp phần bảo vệ cân bằng môi
trường, vì nó tạo ra ít CO2 hơn năng lượng hóa thạch.

SINH KHỐI LÀ NĂNG LƯỢNG HẤP DẪN ?
 Trước hết, đây là một nguồn NLTT, nếu chúng ta bảo
đảm được tốc độ trồng cây thay thế.
 SK được phân bố đồng đều hơn các nguồn năng
lượng khác (nhiên liệu hóa thạch...),khai thác không
đòi hỏi đến kỹ thuật hiện đại phức tạp và tốn kém.
 Tạo ra cơ hội cho các địa phương,các quốc gia tự bảo
đảm nguồn cung cấp năng lượng một cách độc lập.
 Là một giải pháp, giúp cải thiện tình hình thay đổi khí
hậu đang đe dọa Trái Đất.


PHÂN LOẠI NHIÊN LIỆU SINH KHỐI (BIOMASS)
1. Theo nguồn gốc:
 Từ thực vật: phế phẩm nông nghiệp,lâm nghiệp và cây
trồng dùng sản xuất năng lượng (củ cải đường, hướng
dương, bắp, khoai, sắn,mía…)
 Từ động vật; Chất thải động vật, mỡ các loại động vật
 Rác thải hữu cơ từ các đô thị
2. Theo dạng sử dụng:
 Dạng rắn (briquettes): Đốt phát nhiệt, sử dụng nhiệt
trực tiếp hoặc chuyển thành cơ năng để chạy động cơ
hoặc máy phát điện…
 Dạng lỏng (biofuel): chuyển thành nhiên liệu sinh học:
cồn methanol, ethanol, diesel sinh học (biodiesel)
 Dạng khí (biogas): Khí đốt, khí sinh học

PHÂN LOẠI NHIÊN LIỆU SINH KHỐI (BIOMASS)


2. NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI DẠNG KHÍ (BIOGAS)
 KHÍ SỰ HÌNH THÀNH KHÍ SINH HỌC (BIOGAS)


CƠ CHẾ HÌNH THÀNH KHÍ SINH HỌC (BIOGAS)
 Con đường thứ nhất:
- Giai đoạn 1:
+ Acid hoá xenlulozơ: (C6H10O5)n + nH2O -> 3nCH3COOH
+ Tạo muối: Các bazơ (như NH4OH)  sẽ kết hợp với acid:
CH3COOH + NH4OH -> CH3COONH4 + H2O
- Giai đoạn 2:
+ Lên men nhờ sự thuỷ phân của của muối hữu cơ
CH3COONH4 + H2O -> CH4  + CO2 + NH4OH


CƠ CHẾ HÌNH THÀNH KHÍ SINH HỌC (BIOGAS)
 Con đường thứ hai:
 - Giai đoạn 1: Cũng như giai đoạn 1 của con đường thứ
nhất, là sự Acid hoá xenlulozơ:
(C6H10O5)n + nH2O -> 3nCH3COOH
+ Thuỷ phân acid tạo ra CO2 và H2:
CH3COOH + 2H2O -> 2CO2 + 4H2
- Giai đoạn 2:Tổng hợp metan với một số trực khuẩn khi sử
dụng CO2 và H2:
CO2 + 4H2 -> CH4 + 2H2O

CƠ CHẾ HÌNH THÀNH KHÍ SINH HỌC (BIOGAS)


CƠ CHẾ HÌNH THÀNH KHÍ SINH HỌC (BIOGAS)


CƠ CHẾ HÌNH THÀNH KHÍ SINH HỌC (BIOGAS)


SẢN XUẤT BIOGAS




3. NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI DẠNG RẮN
(BIOMASS BRIQUETTES)
 Nhiên liệu SK rắn chủ yếu sử dụng dưới dạng đốt cấp
nhiệt hoặc khí hóa. Loại này đa dạng, từ nhiều nguồn
khác nhau, có kích thước, dung trọng, nhiệt độ cháy…
khác nhau.
 Nghiên cứu SK loại này ta phải phân tích nguyên tố
của sinh khối (hàm lượng nguyên tố hóa học trong
chất đốt)
VD: %C: Ảnh hưởng nhiệt lượng tạo ra
%N, %S: Ảnh hưởng môi trường
%Tro: ảnh hưởng chi phí vận chuyển
% độ ẩm (W):Làm giảm nhiệt trị,tốc độ cháy, nhiệt
cháy, dễ sinh khói, muội..

3. NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI DẠNG RẮN
(BIOMASS BRIQUETTES)


Trấu

Rơm

Lõi ngô

Vỏ dừa