Nghiên cứu tiềm năng khai thác năng lượng tái tạo từ rác ở huyện thanh oai hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HÀ NỘI
------------------------

BÙI THỊ THANH MAY

NGHIÊN CỨU TIỀM NĂNG KHAI THÁC NĂNG LƢỢNG TÁI TẠO
TỪ RÁC Ở HUYỆN THANH OAI, HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2012


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HÀ NỘI
------------------------

BÙI THỊ THANH MAY

NGHIÊN CỨU TIỀM NĂNG KHAI THÁC NĂNG LƢỢNG TÁI TẠO
TỪ RÁC Ở HUYỆN THANH OAI, HÀ NỘI
Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng
Mã số:
608502

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải

Hà Nội – Năm 2012


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG .....................................................................................................
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................................
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................................3
1.1. Khái quát chung ...................................................................................................3
1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng năng lƣợng tái tạo trên thế giới ......................4
1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng năng lƣợng tái tạo ở Việt Nam .....................13
1.4. Công nghệ tận thu năng lƣợng từ rác .................................................................16
1.4.1. Biến đổi sinh hóa .....................................................................................17
1.4.2. Biến đổi nhiệt hóa ....................................................................................18
1.4.3. Thu hồi khí mêtan (CH4) từ các bãi rác cũ ..............................................26
CHƢƠNG II. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................28
2.1. Đối tƣợng và địa điểm nghiên cứu .....................................................................28
2.1.1. Vị trí địa lý ...............................................................................................28
2.1.2. Điều kiện tự nhiên ...................................................................................28
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu....................................................................................29
2.2.1. Phƣơng pháp thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu thứ cấp ................29
2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ngoài thực địa .................................................30
2.2.3.Phƣơng pháp phỏng vấn qua phiếu câu hỏi ..............................................30
2.2.4. Phƣơng pháp dự báo ................................................................................31
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................32
3.1. Hiện trạng phát sinh chất thải rắn ......................................................................32
3.1.1. Rác thải sinh hoạt.....................................................................................32
3.1.2. Rác thải công nghiệp ...............................................................................37
3.1.3. Rác thải nông nghiệp ...............................................................................38

3.2. Thành phần các loại rác trên địa bàn..................................................................48
3.3. Tiềm năng năng lƣợng từ rác .............................................................................49
3.3.1. Đánh giá phƣơng án tận thu năng lƣợng xử lý rác thải ...........................49
3.3.2. Ƣớc tính khả năng cung cấp điện từ rác thải trên địa bàn huyện Thanh
Oai......................................................................................................................54
3.4. Dự báo tiềm năng năng lƣợng từ rác đến năm 2015 ..........................................58
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................62
PHỤ LỤC ......................................................................................................................


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân tích chính sách năng lƣợng tái tạo ...................................................10
của các quốc gia trên thế giới [7] ..............................................................................10
Bảng 3.4. Tổng thành phần lƣợng rác thải sinh hoạt trên địa bàn ...........................36
Bảng 3.5. Lƣợng thải đầu ra của chăn đệm...............................................................36
Bảng 3.6. Thành phần rác thải công nghiệp phát sinh trên địa bàn ..........................38
Bảng 3.7. Số liệu về diện tích, năng suất và sản lƣợng lúa qua các năm từ 20062011 [15] ...................................................................................................................39
Bảng 3.8. Diện tích gieo trồng cả năm một số loại rau màu trên toàn huyện [15] ...40
Bảng 3.9. Sản lƣợng cả năm một số loại rau màu trên toàn huyện [15] ...................40
Bảng 3.10. Tỷ lệ các phụ phẩm so với chính phẩm từ canh tác lúa, ngô [22] ..........44
Bảng 3.11. Khối lƣợng các phụ phẩm sinh khối từ canh tác lúa, ngô diễn biến qua
các năm (*) ................................................................................................................45
Bảng 3.12. Số lƣợng và sản lƣợng gia súc, gia cầm qua các năm [15] ....................46
Bảng 3.13. Số lƣợng phân trong ngày của gia súc, gia cầm ....................................46
Bảng 3.14. Giá trị trung bình của nƣớc thải sau bể biogas truyền thống ..................47
Bảng 3.15. Thành phần rác thải sinh hoạt trên địa bàn .............................................48
Bảng 3.16. Thành phần rác thải công nghiệp trên địa bàn ........................................48
Bảng 3.17. Thành phần chất thải nông nghiệp phát sinh trên địa bàn .....................49

Bảng 3.18. Tổng nhiệt trị khi đốt chất thải rắn công nghiệp và sinh hoạt ................54
Bảng 3.19. Tiềm năng điện năng từ các phụ phẩm sinh khối từ canh tác lúa, ngô
trên địa bàn huyện Thanh Oai ...................................................................................55
Bảng 3.20. Sản lƣợng khí sinh học phát sinh trên địa bàn ........................................56
Bảng 3.21. Tiềm năng điện năng từ rác thải trên địa bàn huyện Thanh Oai ............56


Bảng 3.22. Dự báo nhiệt trị sinh ra trong 1 ngày của rác thải sinh hoạt và công
nghiệp qua các năm ...................................................................................................58


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Quy trình xử lý chất thải hữu cơ bằng phƣơng pháp hầm ủ sinh học.....18
Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống đốt rác thải thu hồi năng lƣợng [19] ................................20
Hình 1.3. Sơ đồ cơng nghệ MBT-CD08 [3]..............................................................22
Hình 1.4. Dịng vật chất trong RDF [3] ....................................................................23
Hình 1.5. Nhiệt trị trong sản phẩm RDF (CD-08) và một số nhiên liệu khác [3] ....23
Hình 1.6. Hệ thống khí hóa sinh khối cơng nghệ Nexterra [32] ...............................25
Hình 3.1. Các nguồn phát sinh chất thải tại huyện Thanh Oai .................................33
Hình 3.2. Phụ phẩm cây lúa sau thu hoạch lúa .........................................................41
Hình 3.3. Các phụ phẩm cây ngơ sau thu hoạch .......................................................44
Hình 3.4. Sơ đồ hệ thống lị đốt tầng sơi đồng phát nhiệt – điện [20] ......................53


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
NLTT: Năng lƣợng tái tạo
CTR: Chất thải rắn
WTE: Chất thải rắn thành năng lƣợng
RDF: Nhiên liệu rắn (Refuse Derived Fuel)
ERF: Nhiên liệu giàu năng lƣợng (Energy Rich Fuel)

MSW: Chất thải rắn đô thị
EPA: Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Mỹ


MỞ ĐẦU
Hiện nay khủng hoảng năng lƣợng khơng cịn mang tính chất quốc gia mà lan
rộng tồn cầu. Cùng với q trình đơ thị hóa, việc sử dụng năng lƣợng đang tăng
mạnh trong thời gian qua, trong đó có Việt Nam. Trong khi đó các nguồn năng lƣợng
truyền thống (than đá, dầu mỏ, thủy điện...) lại ngày càng khan hiếm. Việc gia tăng
nhu cầu sử dụng năng lƣợng và sự phụ thuộc quá nhiều vào năng lƣợng hóa thạch dẫn
đến nảy sinh nhƣng vấn đề sau đây:
Nguy cơ cạn kiệt nguồn nguyên liệu hóa thạch;
Gia tăng sự phát thải các khí nhà kính từ việc khai thác, sử dụng các nguyên
liệu hóa thạch trong các hoạt động phát triển, ảnh hƣởng đến chất lƣợng môi trƣờng
sống;
Gây bất ổn về an ninh năng lƣợng, ảnh hƣớng đến đời sống cũng nhƣ sự phát
triển bền vững;
Những tiến bộ của khoa học và công nghệ của nhân loại đang đặt ra cho các
nƣớc trên thế giới phải quan tâm đến việc sản xuất và sử dụng các nguồn năng lƣợng
tái tạo (NLTT) và quan tâm đến bảo vệ mơi trƣờng.
Chất thải nói chung và chất thải rắn nói riêng đã và đang là mối lo ngại của rất
nhiều nƣớc trên thế giới nhƣ vấn đề về khơng đủ diện tích chơn lấp, chất thải khơng
đƣợc xử lý gây ơ nhiễm mơi trƣờng
Do đó, việc nghiên cứu đánh giá tiềm năng năng lƣợng từ rác, tìm hiểu phƣơng
án hợp lý để tận dụng các nguồn nhiên liệu tái tạo, tận thu năng lƣợng từ rác thải, chất
thải nơng nghiệp góp phần khơng những giải quyết đƣợc vấn đề mơi trƣờng đang bức
xúc mà cịn thu đƣợc một lƣợng năng lƣợng để phục cho các nhu cầu sinh hoạt và sản
xuất của ngƣời dân.
Thanh Oai là một huyện ngoại thành của thành phố Hà Nội, thuận lợi cho việc
phát triển kinh tế, đang trong quá trình đơ thị hóa mạnh. Vì vậy lƣợng rác thải phát

sinh hàng ngày khá lớn. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chƣa có một cơng trình nghiên

1


cứu nào đánh giá một cách cụ thể về số lƣợng, thành phần, đặc biệt là những tiềm
năng năng lƣợng từ rác này để có phƣơng án đầu tƣ và sử dụng chúng một cách hợp
lý, hiệu quả và giảm gây ô nhiễm môi trƣờng
Xuất phát từ lý do trên, tác giả lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu tiềm năng khai
thác năng lượng tái tạo từ rác ở huyện Thanh Oai, Hà Nội” nhằm đánh giá hiện
trạng phát sinh rác thải và tiềm năng năng lƣợng từ rác thải trên địa bàn huyện Thanh
Oai trên cơ sở các phƣơng án công nghệ sử dụng hiệu quả nguồn năng lƣợng này.
Nội dung nghiên cứu
- Xác định hiện trạng, thành phần, đặc điểm và tính khối lƣợng CTR (rác thải
sinh hoạt, rác thải nông nghiệp, rác thải công nghiệp) trên địa bàn huyện Thanh Oai.
- Xác định nhiệt trị của một số chất thải rắn đặc trƣng tại huyện Thanh Oai.
- Đánh giá và dự báo tiềm năng khai thác năng lƣợng tái tạo từ rác ở huyện
Thanh Oai

2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1.

Khái quát chung
Trong mọi hoạt động của xã hội loài ngƣời (lao động, sản xuất, sinh hoạt...)

đều phát sinh các chất thải.
Luật Bảo vệ môi trƣờng Việt Nam 2005 đã định nghĩa

- Chất thải: là vật chất ở thể rắn, lỏng và khí đƣợc thải ra từ sản xuất, kinh
doanh dịch vụ, sinh hoạt hoặc hoạt động khác.
- Chất thải rắn: là chất thải ở thế rắn, đƣợc thải ra từ sản xuất, kinh doanh dịch
vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động khác. Chất thải rắn bao gồm chất thải rắn thông
thƣờng và chất thải rắn nguy hại.
Chất thải rắn thải ra từ sinh hoạt cá nhân, hộ gia đình, nơi cơng cộng đƣợc gọi
chung là chất thải rắn sinh hoạt;
Chất thải rắn từ hoạt động sản xuất công nghiệp, làng nghề hoặc các hoạt động
khác đƣợc gọi chung là CTR cơng nghiệp.
- Rác thải hay cịn gọi là chất thải rắn (CTR) là một vật nào đó mà nhiều ngƣời
cho rằng nó khơng cịn lợi ích và giá trị sử dụng. Khi chúng bị vứt bỏ, nếu khơng
đƣợc thu gom, vận chuyển và xử lý thích hợp thì chúng có thể gây ơ nhiễm mơi
trƣờng, gây mất mỹ quan đô thị và ảnh hƣởng đến sức khỏe cộng đồng [12].
Theo Luật Sử dụng năng lƣợng tiết kiệm và hiệu quả:
- Năng lượng bao gồm nhiên liệu, điện năng, nhiệt năng thu đƣợc trực tiếp
hoặc thông qua chế biến từ các nguồn tài nguyên năng lƣợng không tái tạo và tái tạo.
- Tài nguyên năng lượng không tái tạo gồm than đá, khí than, dầu mỏ, khí
thiên nhiên, quặng urani và các tài nguyên năng lƣợng khác khơng có khả năng tái
tạo.
- Tài ngun năng lượng tái tạo gồm sức nƣớc, sức gió, ánh sáng mặt trời, địa
nhiệt, nhiên liệu sinh học và các tài nguyên năng lƣợng khác có khả năng tái tạo [13].

3


- Nhiên liệu là các dạng vật chất đƣợc sử dụng trực tiếp hoặc qua chế biến để
làm chất đốt.
Rác thải có thể đƣợc coi là nguồn tài nguyên quý giá nếu chúng ta biết cách tái
sử dụng lại chúng, chúng là rác thải đối với ngƣời này nhƣng lại là nguồn tài nguyên
đối với ngƣời khác. Việc này có thể làm giảm đi mối lo ngại về nơi chôn lấp, vấn đề ô

nhiễm môi trƣờng. Rác thải là nguồn năng lƣợng tái tạo góp phần rất lớn vào việc
giảm thiểu khủng hoảng năng lƣợng hiện nay nhờ vào các cơng nghệ tận thu nguồn
năng lƣợng này.
1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng năng lƣợng tái tạo trên thế giới
Do sự gia tăng nhu cầu tiêu thụ điện năng làm cạn kiệt dần các nguồn năng
lƣợng nhƣ than, dầu mỏ... hầu hết các nƣớc trên thế giới đều quan tâm đến các nguồn
NLTT. Khai thác nguồn NLTT nói chung để từng bƣớc thay thế các nguồn năng
lƣợng truyền thống đang ngày càng cạn kiệt và giảm thiểu ô nhiễm mơi trƣờng, hiệu
ứng nhà kính là chiến lƣợc về năng lƣợng của các nƣớc trên thế giới, đặc biệt là các
nƣớc có nền cơng nghiệp phát triển.
Tuy nhiên, khó khăn lớn nhất đối với việc phát triển các nguồn NLTT là nguồn
vốn đầu tƣ và giá thành điện năng cao [6].
* Năng lượng mặt trời: có thể biến đổi trực tiếp thành năng lƣợng nhờ tế bào
quang điện hoặc gián tiếp qua các môi trƣờng trung gian khác nhƣ nƣớc.
Năng lƣợng mặt trời có thể đƣợc khai thác dƣới dạng nhiệt và dƣới dạng điện. Vì
chỉ có những áp dụng nhỏ hay cực nhỏ, năng lƣợng mặt trời không đặt ra nhiều vấn đề kỹ
thuật hay kinh tế.
* Địa nhiệt: Ở một số nƣớc, nguồn tài nguyên năng lƣợng địa nhiệt khá phong
phú. Inđơnesia có khoảng 500 núi lửa, trong đó có 130 núi lửa đang hoạt động. Chính
nhờ đó mà nƣớc này có nguồn năng lƣợng địa nhiệt khá phong phú. Khu vực sản xuất
điện địa nhiệt lớn nhất Indonesia là Gunung Salak, với công suất lắp đặt là 330MW.
Chính phủ Indonesia đang cơng bố kế hoạch tăng sản lƣợng cơng suất điện địa nhiệt
nhanh chóng, với mục tiêu đạt 3.000MW vào năm 2015 và 6.000MW vào năm 2020.

4


Hơi nƣớc và nƣớc nóng từ địa nhiệt cũng đƣợc sử dụng trực tiếp để nấu ăn và dùng
cho tắm giặt [43].
Tƣơng tự, ở Philippine, năng lƣợng địa nhiệt sẽ là nguồn năng lƣợng mới đƣợc

thay thế cho nguồn năng lƣợng hóa thạch. Các điểm khai thác địa nhiệt có thể tìm
thấy trên khắp lãnh thổ Philippines, 17% năng lƣợng đƣợc sản xuất từ Philippines là
địa nhiệt. Theo số liệu năm 2009, thì tổng sản lƣợng điện sản xuất từ địa nhiệt tại
quốc gia này là khoảng 2 GW. Phát triển địa nhiệt đƣợc coi là trọng tâm trong chính
sách phát triển ngành năng lƣợng tái tạo tại quốc gia này [41].
Mỹ đang là quốc gia đi đầu trong việc sản xuất địa nhiệt trong số các quốc gia
trên thế giới có phát triển địa nhiệt. Cơng suất điện địa nhiệt của Mỹ hiện chiếm 32%
công suất địa nhiệt của các nhà máy trên thế giới.Trong thời gian tới nƣớc Mỹ có thể
sản xuất tới 100.000 MW điện địa nhiệt đủ cung cấp điện cho 25 triệu hộ cƣ dân trong
50 năm (chi phí khoảng 40 triệu USD/năm) trong khi chi phí ban đầu chỉ vào khoảng
0,8-1 tỷ USD [42].

* Năng lượng gió: Tổng cơng suất điện gió tồn cầu đạt tới 24927MW vào
cuối năm 2001, trong đó cơng suất điện gió của 10 nƣớc: Đức, Tây Ban Nha, Mỹ, Đan
Mạch, Ấn Độ, Hà Lan, Anh, Ý, Trung Quốc và Hy Lạp chiếm 92,08%. Ở Đức, riêng
năm 2001 đạt mức tăng trƣởng cơng suất điện gió kỷ lục 2627MW, đƣa tổng cơng
suất điện gió lên tới 8734MW (gấp đơi Mỹ), đạt 3,3% năng lƣợng nhu cầu và sẽ đƣa
tỷ trọng đó lên 5% vào năm 2003. Đan Mạch đứng hàng đầu thế giới về tỷ trọng điện
gió trong tổng điện năng là 18%. Cả Đan Mạch và Tây Ban Nha sẽ tiếp tục phát triển
điện gió với tốc độ nhƣ của Đức. Ở Mỹ, năm 2001 cũng đạt mức tăng trƣởng kỷ lục
cơng suất điện gió là 1635MW, đƣa tổng cơng suất điện gió lên hàng thứ hai thế giới
[35].
* Năng lượng thủy triều: Năng lƣợng thủy triều hay điện thủy triều là lƣợng
điện thu đƣợc từ năng lƣợng chứa trong khối nƣớc chuyển động do thủy triều. Hiện
nay một số nơi trên thế giới đã triển khai hệ thống máy phát điện sử dụng năng lƣợng
thuỷ triều [36].

5

Để thu đƣợc năng lƣợng từ sóng, ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp dao động cột
nƣớc. Sóng chảy vào bờ biển, đẩy mực nƣớc lên trong một phòng rộng đƣợc xây dựng
bên trong dải đất ven bờ biển, một phần bị chìm dƣới mặt nƣớc biển. Khi nƣớc dâng,
khơng khí bên trong phòng bị đẩy ra theo một lỗ trống vào một tua bin. Khi sóng rút
đi, mực nƣớc hạ xuống bên trong phịng hút khơng khí đi qua tua bin theo hƣớng
ngƣợc lại. Tua bin xoay tròn làm quay một máy phát để sản xuất điện.
Trong lịch sử, các nhà máy điện thủy triều đã đƣợc sử dụng cả ở châu Âu và
trên bờ biển Đại Tây Dƣơng của Bắc Mỹ.
Nhà máy điện thủy triều đầu tiên là nhà máy điện thủy triều Rance đƣợc xây
dựng trong khoảng thời gian 6 năm từ 1960 đến 1996 ở La Rance, Pháp có cơng suất
cài đặt 240 MW [36, 37].
Nhà máy điện thủy triều hồ Sihwa với công suất cài đặt 254MW đƣợc hoàn
thành vào năm 2011 là nhà máy điện thủy triều lớn nhất thất giới
Chính phủ Scotland đã thơng qua kế hoạch cho một mảng của các máy phát
điện dòng thủy triều gần Islay , Scotland 10MW , chi phí 40 triệu bảng, và bao gồm
10 tua bin đủ cung cấp điện cho hơn 5.000 ngôi nhà. Các tuốc bin đầu tiên đƣợc dự
kiến sẽ đi vào hoạt động vào năm 2013 [36].
* Thủy điện: Tiềm năng thủy điện của thế giới ƣớc tính vào khoảng 2214000
MW, riêng Việt Nam 30.970 MW chiếm 1,4% tổng trữ lƣợng thế giới. Hiện nay thế
giới đã khai thác đƣợc trung bình 17% tiềm năng. Thủy điện đƣợc xếp vào loại năng lƣợng
sạch không thải ra chất ô nhiễm. Tuy nhiên việc xây dựng các hồ chứa nƣớc lớn và đập
chắn có thể tạo ra các tác động lớn tới môi trƣờng và tài nguyên thiên nhiên khu vực nhƣ
động đất kích thích, thay đổi khí hậu thời tiết khu vực, mất đất canh tác, tạo ra lƣợng
CH4 do phân huỷ chất hữu cơ lòng hồ, tạo ra các biến đổi thuỷ văn hạ lƣu, tăng độ
mặn nƣớc sông, ảnh hƣởng đến sự phát triển của các quần thể cá trên sông, tiềm ẩn tai
biến môi trƣờng [6].

6

Thuỷ điện đã đƣợc phát triển mạnh ở các nƣớc châu Âu, Bắc Mỹ trong các
năm 1950 - 1980, ở châu Á (Nhật Bản), châu Phi phát triển chậm hơn, nhƣng từ sau
1975-1980 trở lại đây đã đƣợc phát triển nhanh, đặc biệt là Trung Quốc.
Một số nƣớc có nguồn thuỷ năng khá dồi dào đã phát triển thuỷ điện đạt tỷ lệ
trên 99% trong tổng sản lƣợng của hệ thống điện ở nƣớc họ nhƣ Na Uy đạt 99%,
nhiều nƣớc châu Phi cũng đạt tỷ lệ cao nhƣ: Nambia (99%), Conggo (99%), Cộng hoà
Trung Phi (99%), Cộng hoà Congo (99,9%), Uganda (99,9%), thậm chí đạt tới 100%
nhƣ Burundi [35].
* Năng lượng sinh khối: Nhiên liệu để sản xuất năng lƣợng sinh khối bao gồm:
- Nhiên liệu có nguồn gốc từ động vật: Phân gia súc, gia cầm ( trâu, bò, lợn, gà,
vịt …) , phân ngƣời vv…;
- Nhiên liệu có nguồn gốc từ thực vật: Phụ phẩm nơng nghiệp: rơm, ra, thân,
lõi và lá ngô, hạt cải, vỏ dừa, bã mía, mùn cƣa, vỏ trấu, rác thải sinh hoạt, rau Bina hạt
cây Jatropha, cây Khuynh diệp, cây Cọ dầu, cây Lục bình (bèo Tây) vv..
- Ngồi những nhiên liệu trên, ngƣời ta còn dùng một số nhiên liệu: cồn
ethanol để chạy động cơ. Sử dụng mỡ cá Ba sa, cá Tra, dầu thực vật đã qua sử dụng
và một số loại cây vv…chế biến nhiên liệu này [6,9,10].
Hiện nay, nhiều nƣớc trên thế giới đã nghiên cứu, áp dụng kĩ thuật, công nghệ
sử dụng nguồn nhiên liệu sinh khối đa dạng, phong phú.
Trung Quốc và Mỹ đã tập trung nghiên cứu sản xuất thử nhiên liệu sạch thế hệ
thứ hai. Theo họ năng lƣợng sạch tƣơng lai sẽ đƣợc sản xuất từ các loại cây trồng trên
các vùng đất xấu nhƣ cây Khuynh diệp, hoặc các thứ phẩm nông nghiệp nhƣ lõi ngơ,
bã mía, rơm, rạ … loại nhiên liệu này giá thành rẻ nhƣng khả năng giảm thiểu khí nhà
kính lại cao.
Malaysia vào tháng 2 năm 2004 đã đƣa vào sử dụng trạm phát điện nhỏ, nhiên
liệu là khí rác thải tại khu rác Java gần thủ đơ Kualalumpur. Đây là cơng trình đầu tiên
của Malaysia sử dụng rác thải để sản xuất điện và là bƣớc tiến quan trọng trong nỗ lực

7

sử dụng năng lƣợng tái sinh. Cơng trình này đã thu hút sự chú ý của nhiều quốc gia và
là mẫu hình triển khai ở các nƣớc Đơng Nam châu Á. Trạm phát điện này có cơng
suất 2MW, bao gồm 2 tổ máy chạy bằng khí đốt.
Thái Lan đã khuyến khích xây dựng các nhà máy sản xuất dầu diesel sinh học
cỡ nhỏ tại các địa phƣơng trong cả nƣớc. Cũng nhƣ các nƣớc của khu vực Đông Nam
Á, Thái Lan có nguồn dầu có dồi dào, cung cấp nhiên liệu cho việc sản xuất điện
bằng năng lƣợng sinh khối. Trong kế hoạch phát triển năng lƣợng sạch, Chính phủ
Thái Lan dành 725 triệu USD xây dựng 85 nhà máy sản xuất dầu Diezel sinh học vào
năm 2012 [34, 35].
Thụy Điển đã sản xuất con tàu đầu tiên trên thế giới chạy bằng khí sinh học
(Biogas) từ chất thải hữu cơ, tàu thân thiện với môi trƣờng. Con tàu nối thành phố
Linkoping miền Nam Thụy Điển với thành phố Vaestervik dài 80 km. Tàu có một toa
duy nhất với 45 chỗ ngồi. Trên tàu đƣợc trang bị 11 bình khí, đủ chạy 600 km với vận
tốc 130km/h. Chi phí để chế tạo con tàu là 1,3 triệu USD. Ngoài ra, Thụy Điển hiện
có 779 xe bt chạy bằng khí sinh học và 4500 xe hơi chạy bằng hỗn hợpxăng – khí
sinh học [34].
Ở California có nhà máy điện Biomass, cơng suất 50MW. Nhà máy này sử
dụng phụ phẩm gỗ của nhà máy cƣa để làm nhiên liệu. Các nƣớc Úc và Mỹ đầu tƣ
vào công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai để sản xuất Ethanol (Hiện 2
nƣớc này đang sản xuất ethanol gốc bắp). Mỹ đã đầu tƣ 600 triệu USD, dự kiến sẽ
tăng 2 lần sơ với ethanol gốc bắp; Úc đầu tƣ 15 triệu đô la Úc để sản xuất nhiên liệu
tƣơng tự [11].
* Năng lượng từ rác thải: Trong những năm đầu thế kỷ 20, một số thành phố
của Mỹ bắt đầu tạo ra điện hoặc hơi nƣớc từ đốt chất thải. Những năm 1920, Atlanta
bán hơi nƣớc từ lò đốt của Công ty Ánh sáng Gas và Công ty Điện lực Georgia
Atlanta [39].
Tuy nhiên, châu Âu phát triển công nghệ đốt chất thải thành năng lƣợng triệt
để hơn, một phần bởi vì những quốc gia có ít đất cho các bãi chôn lấp.

8


Trong giai đoạn 2001 - 2007, các dự án Biến CTR thành năng lƣợng (Waste to
Enerergy, WTE) xử lý đƣợc khoảng 4.000.000 tấn mỗi năm. Ở Trung Quốc có
khoảng 50 nhà máy WTE [39]. Trong năm 2007 có hơn 600 nhà máy ở 35 quốc gia
khác nhau. Các thiết bị này xử lý 170 triệu tấn chất thải đô thị. Đó là nguồn năng
lƣợng tƣơng đƣơng với 220 triệu thùng dầu. Năng lƣợng đƣợc sản xuất từ 400 lò đốt
chất thải ở châu Âu cung cấp điện cho 27 triệu dân. Thị trƣờng đốt chất thải ở châu
Âu ƣớc tính trị giá 9 tỷ USD. Các bãi chôn lấp hiện đại nhất cho phép sản xuất khí
biogas thơng qua việc lên men chất thải, có thể tái sử dụng dƣới dạng điện năng. Ở
Hoa Kỳ có 340 trong số 2975 bãi chơn lấp thu hồi khí biogas và xử lý chất thải có liên
quan đến vấn đề giảm các khí nhà kính [32,44].
Một số nhà máy đốt rác thải WTE trên thế giới [39]:
- Cơ sở phục hồi tài nguyên Montgomery,

Dickerson, Maryland , Mỹ

(1995)
- Spittelau (1971), và Flötzersteig (1963), Vienna, Áo
- SYSAV ở Malmö (2003 và 2008), Thụy Điển
- Nhà máy Teesside EfW, Middlesbrough, Anh (1998)
- Cơ sở đốt chất thải thành năng lƣợng, Metro Vancouver , Canada (1988).
Ngoài ra, tiềm năng thu khí từ rác thải ở các nƣớc Đông nam Á là rất phong
phú. Tuy nhiên, các bãi rác này lại không đƣợc quản lý chặt chẽ và chƣa có các biện
pháp nhằm tái sử dụng chúng. Chính vì vậy, rác thải đang bị lãng phí và gây tác hại
đến sức khỏe cho con ngƣời và môi trƣờng.
Các quốc gia đang có xu hƣớng nghiên cứu các nguồn năng lƣợng tái tạo nhằm
tận dụng giảm bớt áp lực tới nguồn tài nguyên không tái tạo đang dần cạn kiệt. Nội
dung quan trọng của chính sách năng lƣợng tái tạo của các quốc gia này chính là: lựa

chọn nguồn năng lƣợng và mục tiêu phát triển, chính sách hỗ trợ tài chính phát triển
nguồn năng lƣợng, sử dụng cơng cụ kinh tế trong quản lý, chính sách tiêu dùng

9


Bảng 1.1. Phân tích chính sách năng lƣợng tái tạo
của các quốc gia trên thế giới [7]
Quốc gia

Nguồn
năng
lƣợng và mục tiêu
phát triển năng
lƣợng tái tạo

Thụy Điển

Năng lƣợng sinh
học, đạt 15,3%
tổng năng lƣợng sử
dụng năm 2001

Anh

Năng lƣợng gió,
mặt trời, sóng và
thủy triều; đạt 15%
tổng sản lƣợng
điện từ nguồn NL

tái tạo vào năm
2020

Phần Lan

Hà Lan

Đan Mạch

Chính sách
hỗ trợ tài
chính
phát
triển nguồn
năng lƣợng
Trợ cấp đầu
tƣ các nhà
máy đốt than
bùn và sinh
khối
4000
Sek/KW
Hồ trợ tài
chính thơng
qua
các
chƣơng trình
khoa học cơng
nghệ
phát

triển
nguồn
năng lƣợng tái
tạo

Sử dụng cơng cụ Chính sách
kinh tế trong tiêu dùng
quản lý
Đánh thuế cacbon
đối với nhiên liệu
hóa thạch, miễn
thuế nhiên liệu
sinh học

Ngƣời tiêu
dùng phải
chịu
giá
mua
điện
sản xuất từ
nguồn năng
lƣợng
tái
tạo cao hơn
chi phí sản
xuất
Năng lƣợng sinh Hỗ trợ đầu tƣ Áp dụng thuế Đánh thuế
học,
đạt

mức nhà mắy sử cacbon đối nhiên tiêu thụ điện
19,4% nguồn năng dụng than bùn liệu than đá, dầu
sinh
hoạt
lƣợng tái tao vào và sinh khối
cao hơn tiêu
năm 2001
thụ
điện
cơng nghiệp
Năng lƣợng gió và
mặt trời, đạt mức
9% điện từ năng
lƣợng tái tạo vào
năm 2010
Năng lƣợng gió
Nhà nƣớc đầu Trợ cấp 30% vốn
tƣ sản xuất đầu tƣ, miễn thuế
tuabin gió và cá nhân sản xuất
mua điện gió đạt 7.000KWh;
với mức 85% thƣởng tiền môi
giá của nhà trƣờng
0,013
sản xuất
euro/1kwh
từ
2001

10

Ban hành quy
định cung cấp
điện từ nguồn
năng lƣợng tái
tạo, ban hành
quota điện tái tạo,
miễn thuế cacbon
cho cơ sở sử dụng
năng lƣợng tái tạo

Đánh thuế
tiêu
thụ
điện, miễn
thuế
sản
xuất điện


Đức

Thủy điện, sinh Cho vay lãi
khối, địa nhiệt, gió, suất thấp với
quang điện
dự án năng
lƣợng gió, hỗ
trợ đầu tƣ dự
án năng lƣợng
mặt trời hộ
gia đình

Tây
Ban Tuabin gió, quang Nhà nƣớc hỗ
Nha
điện, sinh khối, trợ mua điện
thủy điện, đạt 30% từ nguồn năng
điện sản xuất từ lƣợng tái tạo
nguồn năng lƣợng bằng 80-90%
tái tạo vào năn giá bán điện
2010
tiêu dùng
Hy Lạp
Nhiệt mặt trời,
tuabin gió, địa
nhiệt, sinh khối;
đạt 30% điện từ
nguồn năng lƣợng
tái tạo năm 2010
Izơlan
Thủy điện, tuabin
gió, hiện 5% điện
đƣợc sản xuất từ
năng lƣợng tái tạo
Tiệp Khắc Năng lƣợng sinh Đầu tƣ kinh
khối, phế thải nơng phí nhà nƣớc
nghiệp, đạt 3-6% khoảng 7,6 tỷ
điện sản xuất từ USD để sản
nguồn năng lƣợng xuất điện từ
tái tạo vào năm nguồn năng
2010
lƣợng tái tạo

Mỹ
Nhiên liệu sinh
học, năng lƣợng
mặt trời

Brazin

Thủy điện, nhiên
liệu
sinh
học
(Etanol và dầu cọ),
trên 90% điện sản

Đầu tƣ
nƣớc
chƣơng
sản

11

nhà
cho
trình
xuất

Đánh thuế nhiên Đánh thuế
liệu hóa thạch, tiêu thụ điện
đƣa ra thuế sinh
thái bồi thƣờng

cho cơ sở sản
xuất năng lƣợng
tái tạo
Hỗ trợ và giảm
thuế cho ngƣời
sản xuất điện từ
nguồn năng lƣợng
tái tạo

Ban hành
chính sách
tiết
kiệm
năng lƣợng
và điện
Hỗ trợ tài chính
cho hoạt động
phân phối năng
lƣợng tái tạo

Ban hành
chƣơng
trình
Marketing
xanh
cho
năng lƣợng
tái tạo

xuất từ năng lƣợng
tái tạo
Nhật Bản
Quang điện, năng
lƣợng gió, sinh
khối, thủy điện
nhỏ, đạt 1,35%
điện sản xuất từ
nguồn năng lƣợng
tái tạo vào 2010
Trung
Tuabin gió, năng
Quốc
lƣợng mặt trời,
thủy điện nhỏ, thu
khí metan từ mỏ
than, chất thải
nông
nghiệp,
biogaz; đạt 10%
điện sản xuất từ
nguồn năng lƣợng
tái tạo vào năm
2010
Bangladesh Quang điện, tuabin
gió và khí biogaz

Etanol (18 tỷ
USD)
Hỗ trợ đầu tƣ

nghiên
cứu
khoa học về
năng lƣợng tái
tạo
Nhà nƣớc đầu
tƣ phát triển
nguồn năng
lƣợng tái tạo

Miễn thuế 15
năm nhà máy
sản xuất điện
từ năng lƣợng
tái tạo, miễn
thuế
xuất
nhập
khẩu
thiết bị sản
xuất
năng
lƣợng tái tạo

Mục tiêu đạt 15%
điện sản xuất từ
nguồn năng lƣợng
tái tạo vào năm
2020
New

Hệ thống đun nƣớc
Zealand
nóng bằng năng
lƣợng mặt trời
Các quốc Năng lƣợng mặt
gia vùng trời
vịnh
Nam Phi

12

Ban hành quota
dƣới dạng chứng
chỉ điện sản xuất
từ nguồn năng
lƣợng tái tạo
Tài trợ cho điện
sản xuất từ khí
than và các dạng
năng lƣợng tái tạo
khác, ban hành
thuế cacbon


Theo Bảng 1.1, mỗi quốc gia tùy vào tiềm năng về nguồn năng lƣợng tái tạo và
trình độ phát triển để lựa chọn phƣơng án nguồn năng lƣợng tái tạo ƣu tiên, với tỷ
trọng năng lƣợng tái tạo trong tổng sản lƣợng năng lƣợng quốc gia liên tục gia tăng
theo thời gian. Với các quốc gia trình độ phát triển thấp thƣờng lựa chọn các loại
nguồn có suất đầu tƣ nhỏ, cơng nghệ ít phức tạp, giá thành sản xuất ở mức tƣơng
đƣơng với giá năng lƣợng hóa thạch, nhƣ: thủy điện nhỏ, sử dụng nhiệt bức xạ mặt

trời (đun nƣớc nóng bằng mặt trời, bếp đun và thiết bị sấy bằng ánh sáng mặt trời,
v.v.), năng lƣợng sinh khối, biogas, dầu thực vật, v.v. Khi trình độ kinh tế kỹ thuật ở
mức tƣơng đối cao, các quốc gia lựa chọn các phƣơng án có suất đầu tƣ cao, trang
thiết bị đòi hoiử phải vận hành và bảo dƣỡng phức tạp, nhƣ: tuabin gió, quang điện,
nhiên liệu sinh học (Etanol, Metanol, v.v.), điện địa nhiệt, điện thủy triều, điện sóng
biển, v.v.
1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng năng lƣợng tái tạo ở Việt Nam
Với điều kiện thiên nhiên và thổ nhƣỡng, Việt Nam đƣợc đánh giá là quốc gia
không chỉ phong phú về nguồn năng lƣợng hóa thạch mà còn rất tiềm năng nguồn
năng lƣợng tái tạo (NLTT). Thậm chí, theo đánh giá của ơng Roman Ritter, một
chun gia về năng lƣợng tái tạo, Việt Nam có thể đảm bảo 100% điện từ NLTT. [35]
Hiện nay, Việt Nam có đến 7 dạng NLTT có tiềm năng khai thác. Năng lƣợng
gió: tiềm năng 8% diện tích tồn lãnh thổ, đã đo xác định 1800MW, hiện khai thác
1.25MW; Năng lƣợng mặt trời: tiềm năng 4-5kWh/m2, hiện khai thác 1.2KW; Thủy
điện nhỏ: hiện khai thác 300MW/4000MW tiềm năng; Năng lƣợng sinh khối: hiện
khai thác 150MW/800MW tiềm năng; Rác thải: hiện khai thác 2.4MW/350MW tiềm
năng; Khí sinh học: hiện khai thác 2MW/150MW tiềm năng; Năng lƣợng địa nhiệt:
hiện khai thác 0MW/340MW tiềm năng [2].
Theo đó có thể thấy năng lƣợng gió và năng lƣợng mặt trời là hai nguồn NLTT
có tiềm năng lớn nhất. Tuy nhiên, đây lại là 2 nguồn NLTT đƣợc khai thác ít nhất cả
về cơng suất và hiệu quả. Có rất nhiều nguyên nhân, trong đó nguyên nhân về mặt
kinh tế (chi phí đầu tƣ ban đầu quá cao, quy mô đầu tƣ lớn, giá thành sản phẩm không

13


cạnh tranh) và các chính sách hỗ trợ của Nhà nƣớc đang là rào cản lớn đối với việc
phát triển nguồn năng lƣợng này [35].
Thủy điện nhỏ hiện đang đƣợc khai thác với công suất lớn nhất (hơn 300MW).
Tổng công suất của các trạm đang còn hoạt động chỉ vào khoảng 3% tiềm năng và chỉ

đạt khoảng 50 đến 70% công suất thiết kế [35]. Nguyên nhân là do: năng suất không
ổn định do những bất ổn của thời tiết và biến đổi khí hậu; và thủy điện nhỏ chƣa đƣợc
đầu tƣ đúng mức. Vùng núi phía Bắc, Miền Trung và Tây Nguyên là địa bàn thích
hợp để phát triển thủy điện nhỏ, giá rẻ nhờ đƣợc trợ giá bằng cơ chế phát triển sạch.
Nếu kết hợp việc phát triển năng lƣợng thủy điện nhỏ với dự trữ nguồn nƣớc thì hiệu
quả kinh tế mơi trƣờng của các dự án thủy điện nhỏ càng đƣợc phát huy.
Năng lƣợng sinh khối ở Việt Nam hiện nay vẫn chƣa phát triển, quá trình
thƣơng mại hóa vẫn cịn hạn chế. Cho đến nay, chỉ có 33 trên tổng số 43 nhà máy mía
đƣờng của Việt Nam sử dụng hệ thống đồng phát nhiệt điện bằng bã mía với tổng
cơng suất lắp đặt 130MW. Ngồi ra, sinh khối đƣợc sử dụng ở vùng nơng thôn nhƣ
nguồn nguyên liệu phục vụ đun nấu với quy mơ nhỏ và chƣa có cơng nghệ thích hợp
nên hiệu suất thấp [11].
Năng lƣợng sinh khối dƣới dạng phế thải nơng nghiệp có thể chuyển đổi thành
nhiên liệu rắn làm chất đốt sinh hoạt và lấy nhiệt ở các vùng đồng bằng và trung du
nƣớc ta.
Nhiên liệu sinh học dƣới dạng Etanol hiện đang đƣợc phát triển dựa trên
nguyên liệu tinh bột sắn và chất thải của nhà máy đƣờng, có thể bổ sung thêm một số
phụ phẩm nơng nghiệp khác (khoai, cây ngô, đậu, v.v.). Hiện ở nƣớc ta đã có 3 nhà
máy sản xuất Bio-Etanol với cơng suất 320 triệu lít/năm, trong đó nhà máy của cơng
ty Cổ phần Đồng Xanh có cơng suất 120 triệu lít / năm đã đi vào sản xuất. Tuy nhiên,
tiềm năng phát triển nhiên liệu sinh học ở nƣớc ta có giới hạn vì quỹ đất canh tác nơng
nghiệp của nƣớc ta cịn khơng nhiều, đang bị thu hẹp do q trình đơ thị hóa, cơng
nghiệp hóa và biến đổi khí hậu. Phƣơng hƣớng sản xuất dầu thực vật dựa trên các loại
cây trồng (dừa, cọ, Jatropha, v.v.) cũng rất hạn chế vì quỹ đất trồng các loại cây này

14


cịn lại khơng nhiều, hơn nữa bị khống chế bởi các nhu cầu sử dụng đất khác, kể cả
nhu cầu sử dụng cho các dự án năng lƣợng tái tạo đã nêu [10].

Năng lƣợng địa nhiệt chƣa đƣợc nghiên cứu nhiều, hiện mới xác định đƣợc 5
địa điểm có nguồn nƣớc nóng nhiệt độ cao, có thể xây dựng nhà máy điện địa nhiệt
quy mô 40-50MW [44]; các điểm nƣớc nóng khác có nhiệt thấp và trung bình, chỉ có
thể sử dụng cho nhu cầu chữa bệnh và sấy nông sản.
Có thể thấy hơn 10 năm trở lại đây, các nhà khoa học và các nhà đầu tƣ trong
và ngoài nƣớc đã bắt đầu quan tâm phát triển các nguồn NLTT. Một loạt các dự án
phát triển các nguồn NLTT đã đƣợc lên kế hoạch và bƣớc đầu triển khai. Đã có đƣợc
những thành cơng bƣớc đầu ở các nguồn nhƣ biogas, phong điện và năng lƣợng mặt
trời.
Dự án thử nghiệm “Chƣơng trình khí sinh học cho ngành chăn ni ở Việt
Nam” (giai đoạn 1 từ 2003-2006) do Cục Chăn nuôi - Bộ Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn thực hiện cùng hợp tác với Tổ chức phát triển Hà Lan (SNV). Mục tiêu của
Chƣơng trình là áp dụng hiệu quả cơng nghệ khí sinh học trong nƣớc, phát triển thị
trƣờng khí sinh học, phát triển và bảo vệ mơi trƣờng nông thôn thông qua việc cung
cấp nguồn năng lƣợng sạch cho các hộ gia đình nơng thơn, cải thiện điều kiện vệ sinh
cộng đồng và sức khoẻ ngƣời dân nông thôn, tạo công ăn việc làm cho ngƣời dân
nông thơn và giảm sự phát thải khí nhà kính [10, 24].
Dự án phong điện Bình Thuận, dự án đƣợc đặt tại huyện Tuy Phong, tỉnh Bình
Thuận, do Liên doanh giữa Cơng ty Năng lƣợng Gió Fuhrlaender AG của Đức và
Cơng ty cổ phần NLTT Việt Nam làm chủ đầu tƣ. Nhà máy có tổng cơng suất là 120
MW với 80 tuabin dự kiến hoàn thành vào năm 2011, đƣợc thực hiện theo nhiều giai
đoạn [44]. Ngày 21/8/2009, tuabin điện gió đầu tiên cơng suất 1,5MW tại xã Bình
Thạnh, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận đã khởi động an tồn và phát điện. Dự
kiến nhà máy đi vào hoạt động ổn định, ngành công nghiệp năng lƣợng Việt Nam sẽ
tăng thêm một sản lƣợng điện khoảng 100 triệu KWh/năm, mặc dù khơng lớn song có

15


ý nghĩa, mở đầu cho ngành cơng nghiệp điện gió Việt Nam góp phần nâng dần tỷ lệ

của NLTT trong cơ cấu năng lƣợng quốc gia.
Mặc dù đƣợc đánh giá là có tiềm năng rất đáng kể về năng lƣợng mặt trời,
nhƣng do nhiều nguyên nhân khác nhau, tỉ trọng của năng lƣợng mặt trời trong cán
cân năng lƣợng chung của tồn đất nƣớc vẫn cịn rất bé.
Bên cạnh các phƣơng thức khai thác truyền thống, đơn giản, mang tính dân gian
nhƣ phơi lúa và sấy khô các loại thủy hải sản, các hoạt động nghiên cứu và sử dụng
năng lƣợng mặt trời ở Việt Nam cho đến hiện nay thƣờng tập trung vào các lĩnh vực
nhƣ cung cấp nƣớc nóng dùng trong sinh hoạt và phát điện ở qui mơ nhỏ
Nhằm mục đích đẩy mạnh việc sử dụng nƣớc nóng mặt trời, ở một số tỉnh thành
đã thực hiện chƣơng trình “Hỗ trợ sản xuất và tiêu dùng máy nƣớc nóng năng lƣợng
mặt trời”, theo đó, khi mua một sản phẩm nƣớc nóng mặt trời ngƣời dân sẽ đƣợc hỗ
trợ một triệu đồng đối với các tổ chức, đoàn thể [1].
Trong khoảng hơn 10 năm trở lại đây, đã xuất hiện một vài công ty chuyên kinh
doanh về pin mặt trời, đã có một số dự án thành lập các nhà máy sản xuất pin mặt trời,
và trong thực tế đã và đang xây dựng nhà máy sản xuất pin mặt trời. Có thể xem
SELCO-Vietnam là cơng ty chun kinh doanh về pin mặt trời đầu tiên ở Việt Nam,
đây là cơng ty 100% vốn nƣớc ngồi, đƣợc thành lập vào năm 1997. Nhà máy pin mặt
trời thuộc Công ty cổ phần Năng lƣợng Mặt trời đỏ đƣợc xem là nhà máy đầu tiên ở
Việt Nam trong lĩnh vực này, nhà máy đƣợc khởi công vào ngày 20.3.2008 tại huyện
Đức Hịa, tỉnh Long An, cơng suất dự kiến của giai đoạn 1 là 3MWp/năm và của giai
đoạn 2 là 5MWp/năm.
1.4. Công nghệ tận thu năng lƣợng từ rác
WTE đƣợc thực hiện bằng 2 phƣơng pháp:
- Biến đổi sinh hóa (Bio-chemical conversion) đƣợc thực hiện với các chất
thải hữu cơ có thể phân hủy sinh học qua q trình thủy phân, lên men kỵ khí sinh khí
methane. Sau đó đốt khí methane tạo nhiệt, phát điện.

16

- Biến đổi nhiệt hóa (Thermo-chemical conversion) bằng các giải pháp đốt
(Incineration), nhiệt phân (pyrolysic), khí hóa (gasification). Trong đó giải pháp đốt
sinh nhiệt để phát điện đƣợc áp dụng phổ biến hơn. Có 2 cách đốt đƣợc thực hiện:
+ Đốt trực tiếp khối rác (Mass - burn);
+ Tạo dạng nhiên liệu giàu năng lƣợng (Energy Rich Fuel, ERF) để gia tăng
nhiệt trị, sau đó đốt tạo nhiệt và phát điện.
Ngồi ra, nhằm tận dụng lƣợng khí mêtan từ các bãi rác cũ, hiện nay cơng nghệ
thu hồi khí mêtan từ các bãi rác cũ cũng đang đƣợc triển khai [13].
1.4.1. Biến đổi sinh hóa
Phƣơng pháp nổi trội trong quá trình biến đổi sinh hóa đƣợc sử dụng để xử lý
chất thải là sử dụng biogas.
Biogas hay khí sinh học là hỗn hợp khí methane (CH4) và một số khí khác phát
sinh từ sự phân huỷ các vật chất hữu cơ. Methane cũng là một khí tạo ra hiệu ứng nhà
kính gấp 21 lần hơn khí carbonic (CO2). Thành phần chính của Biogas là CH4
(50¸60%) và CO2 (>30%) cịn lại là các chất khác nhƣ hơi nƣớc N2, O2, H2S, CO …
đƣợc thuỷ phân trong mơi trƣờng yếm khí, xúc tác nhờ nhiệt độ từ 20 - 40oC. Nhiệt trị
thấp của CH4 là 1012 Btu/ft3 do đó có thể sử dụng biogas làm nhiên liệu cho động cơ
đốt trong. Tuy nhiên, để sử dụng biogas làm nhiên liệu thì phải xử lý biogas trƣớc khi
sử dụng. Vì khí H2S có thể ăn mòn các chi tiết trong động cơ, sản phẩm của nó là SOx
cũng là một khí rất độc. Hơi nƣớc có hàm lƣợng nhỏ nhƣng ảnh hƣởng đáng kế đến
nhiệt độ ngọn lửa, giới hạn cháy, nhiệt trị thấp và tỷ lệ khơng khí/nhiên liệu của
Biogas [15, 19].
* Cơ chế tạo thành khí sinh học
Các chất hữu cơ dƣới tác dụng của vi sinh vật yếm khí sẽ bị phân hủy thành các
chất hòa tan và các chất khí. Các phản ứng trong đó phần lớn là carbon, hydro, oxy bị
chuyển hóa chủ yếu thành methane và khí carbonic. Một phần nhỏ các nguyên tố
canxi, phospho, nitơ cũng bị thất thoát khi qua sự phân hủy trong hầm biogas.

17