NH?NG V?N D? PHÂT TRI?N NANG LU?NG SINH KH?I
C?A VI?T NAM
Nguy?n Quang Kh?i
Trung tđm Nang lu?ng vă M�i tru?ng
NH?NG V?N D? PHÂT TRI?N
NANG LU?NG SINH KH?I C?A VI?T NAM
M? d?u
Ti?m nang nang lu?ng sinh kh?i c?a Vi?t Nam
Hi?n tr?ng nang lu?ng sinh kh?i c?a Vi?t Nam
Nh?ng co h?i vă thâch th?c d?i v?i vi?c phât tri?n nang lu?ng sinh kh?i c?a Vi?t Nam
K?t lu?n
M? d?u
Khâi ni?m sinh kh?i
Sinh khối trong công nghiệp năng lượng được hiểu là vật chất sinh học sống hoặc mới chết có thể được dùng làm nhiên liệu.
Phổ biến nhất là những vật chất thuộc thực vật được trồng để sử dụng vào mục đích năng lượng, nhưng cũng bao gồm cả những chất thuộc thực vật và động vật dùng để sản xuất các loại sợi, hoá chất hoặc nhiệt.
Sinh khối cũng có thể bao gồm cả các chất thải có thể phân giải sinh học tạo ra sản phẩm có thể dùng làm nhiên liệu.
Nó không bao gồm các chất hữu cơ đã được chuyển hoá bởi các quá trình địa chất thành các chất như than đá hoặc dầu mỏ (nhiên liệu hoá thạch).
Sinh khối là một phần của chu trình cacbon. Cacbon từ khí quyển được biến đổi thành vật chất sinh học bằng quang hợp. Khi phân giải hoặc đốt cháy, cacbon quay trở lại khí quyển hoặc đất. Quá trình này xảy ra trong một khoảng thời gian tương đối ngắn và các cây dùng làm nhiên liệu luôn luôn được thay thế bằng những cây mới sinh trưởng. Vì vậy cacbon khí quyển được giữ ở mức tương đối ổn định.
Mặc dù nhiên liệu hoá thạch có nguồn gốc sinh khối trong thời cổ xưa nhưng chúng không được xem là sinh khối vì chúng chứa cacbon đã nằm ngoài chu trình cacbon từ rất lâu rồi. Việc đốt cháy chúng làm hàm lượng CO2 trong khí quyển mất ổn định
Năng lượng sinh khối (NLSK) là nguồn cổ xưa nhất
Gần đây khai thác NLSK nói riêng và năng lượng tái tạo (NLTT) nói chung để thay thế các nguồn năng lượng hoá thạch (NLHT) được quan tâm nhiều vì hai lý do:
Các nguồn NLHT đang ngày càng cạn kiệt dần (dự trữ dầu được đánh giá cuối năm 2002 vào khoảng 40 năm tiêu thụ với mức độ tiêu thụ như hiện nay)
Các nguồn NLHT gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Khác với các công nghệ năng lượng tái tạo khác, công nghệ NLSK không chỉ thay thế NLHT mà nhiều khi còn góp phần xử lý chất thải
Hiện SK là nguồn năng lượng lớn thứ tư, chiếm tới 14-15% tổng năng lượng tiêu thụ của thế giới.
Ở các nước đang phát triển, SK thường là nguồn năng lượng lớn nhất, trung bình đóng góp khoảng 35% trong tổng cung cấp năng lượng.
NLSK giữ một vai trò quan trọng trong các kịch bản năng lượng và có khả năng sẽ giữ vai trò sống còn trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng của thế giới trong tương lai.
Cách dùng thuật ngữ phổ biến hiện nay: sinh khối (biomas) là nhiên liệu rắn trên cơ sở sinh khối, còn nhiên liệu sinh học (biofuel) là những nhiên liệu lỏng được lấy từ sinh khối và khí sinh học (biogas) là sản phẩm của quá trình phân giải yếm khí của các chất hữu cơ.
Báo cáo này sẽ xét cả ba dạng trên và chỉ đề cập tới một số nguồn và công nghệ quan trọng đối với Việt Nam trong tương lai không xa.
Nh?ng con du?ng bi?n d?i sinh kh?i
Viên,bó, bánh
Đốt
Sử dụng
năng lượng
cuối cùng
Khí
Khí, dầu, cốc
Khí hoá
Nhiệt phân
Gỗ vụn, mùn cưa
Dầu thực vật
Etanol
Khí sinh học
Phân giải kỵ khí
Lên men rượu
Quá trình
Sinh học
Sinh khối
Quá trình
Vật lý
Quá trình
Nhiệt hoá
Nén chặt, sấy
Giảm kích cỡ
Ép
Câc quâ tr�nh v?t l�
Viên, bó, bánh
Đốt
Sử dụng
năng lượng
cuối cùng
Khí
Khí, dầu, cốc
Khí hoá
Nhiệt phân
Gỗ vụn, mùn cưa
Dầu thực vật
Etanol
Khí sinh học
Phân giải kỵ khí
Lên men rượu
Quá trình
Sinh học
Sinh khối
Quá trình
Vật lý
Quá trình
Nhiệt hoá
Nén chặt, sấy
Giảm kích cỡ
Ép
Câc quâ tr�nh sinh h?c
Viên,bó, bánh
Đốt
Sử dụng
năng lượng
cuối cùng
Khí
Khí, dầu, cốc
Khí hoá
Nhiệt phân
Gỗ vụn, mùn cưa
Dầu thực vật
Etanol
Khí sinh học
Phân giải kỵ khí
Lên men rượu
Quá trình
Sinh học
Sinh khối
Quá trình
Vật lý
Quá trình
Nhiệt hoá
Nén chặt, sấy
Giảm kích cỡ
Ép
Câc quâ tr�nh nhi?t hoâ
Viên,bó, bánh
Đốt
Sử dụng
năng lượng
cuối cùng
Khí
Khí, dầu, cốc
Khí hoá
Nhiệt phân
Gỗ vụn, mùn cưa
Dầu thực vật
Etanol
Khí sinh học
Phân giải kỵ khí
Lên men rượu
Quá trình
Sinh học
Sinh khối
Quá trình
Vật lý
Quá trình
Nhiệt hoá
Nén chặt, sấy
Giảm kích cỡ
Ép
2. Ti?m nang nang lu?ng sinh kh?i c?a Vi?t Nam
2.1. Sinh khối
Bảng 1- Tiềm năng gỗ năng lượng
Bảng 2- Tiềm năng phụ phẩm nông nghiệp
2.2. Nhiên liệu sinh học
Bảng 3- Tiềm năng bioetanol
* 10% sản lượng
Trong các quy hoạch phát triển ngành Bia - Rượu - Nước giải khát và ngành Dầu thực vật tới năm 2010 không đề cập tới vấn đề sản xuất nhiên liệu sinh học.
Bảng 4- Tiềm năng biođiêzen
Về dầu thực vật, hiện nay chúng ta mới chỉ đáp ứng được khoảng 10% nguyên liệu, còn phải nhập 90% từ nước ngoài.
2.3. Khí sinh học
Bảng 4- Tiềm năng lý thuyết KSH
3. Hi?n tr?ng nang lu?ng
sinh kh?i c?a Vi?t Nam
3.1. Sinh khối
Bảng 5- Vai trò của năng lượng sinh khối trong tổng tiêu thụ năng lượng
Trong tổng tiêu thụ năng lượng toàn quốc, NLSK vẫn chiếm tỷ lệ lớn, tới trên một nửa. Mặc dù giá trị tuyệt đối vẫn không ngừng tăng nhưng tỷ lệ giảm dần do năng lượng thương mại tăng nhanh hơn.
Bảng 6- Sử dụng sinh khối theo lĩnh vực
Bảng 7- Sử dụng sinh khối theo NL cuối cùng
Nhận xét:
Các bảng 5, 6 và 7 cho thấy trên 3/4 sinh khối hiện được sử dụng phục vụ đun nấu gia đình với các bếp đun cổ truyền hiệu suất thấp. Bếp cải tiến tuy đã được nghiên cứu thành công nhưng chưa được ứng dụng rộng rãi mà chỉ có một vài dự án nhỏ, lẻ tẻ ở một số địa phương.
1/4 sinh khối còn lại được sử dụng trong sản xuất.
Sử dụng sản xuất:
Sản xuất vật liệu xây dựng, gốm sứ hầu hết dùng các lò tự thiết kế theo kinh nghiệm, đốt bằng củi hoặc trấu, chủ yếu ở phía Nam.
Sản xuất đường, tận dụng bã mía để đồng phát nhiệt và điện ở tất cả 43 nhà máy đường trong cả nước với trang thiết bị nhập từ nước ngoài. Mới đây Viện Cơ điện nông nghiệp đã nghiên cứu thành công dây chuyền sử dụng phụ phẩm sinh khối đồng phát điện và nhiệt để sấy. Viện đã lắp đặt được 7 hệ thống và hiện đang triển khai ứng dụng ở các tỉnh.
Sấy lúa và các nông sản: hiện ở Đồng bằng sông Cửu long có hàng vạn máy sấy đang hoạt động. Những máy sấy này do nhiều cơ sở trong nước sản xuất và có thể dùng trấu làm nhiên liệu. Riêng dự án Sau thu hoạch do Đan Mạch tài trợ triển khai từ 2001 đã có mục tiêu lắp đặt 7000 máy sấy.
Công nghệ cacbon hoá sinh khối sản xuất than củi được ứng dụng ở một số địa phương phía Nam nhưng theo công nghệ truyền thống, hiệu suất thấp.
Một số công nghệ khác như đóng bánh sinh khối, khí hoá trấu hiện ở giai đoạn nghiên cứu, thử nghiệm.
3.2. Nhiên liệu sinh học
Việc sử dụng etanol và dầu động thực vật làm nhiên liệu chưa được áp dụng rộng rãi ở Việt Nam.
Một thỏa thuận hợp tác tay ba giữa Công ty Rượu Bình Tây, Công ty Saigon Petro, Công ty Nguyễn Chí đã được ký kết từ 31/8/2005 nhằm thử nghiệm pha chế, sản xuất nhiên liệu sinh học gasohol (xăng pha cồn). Dự kiến tháng 10/2006 gasohol sẽ xuất hiện tại TP HCM.
Xí nghiệp chế biến thực phẩm thuộc Công ty cổ phần Xuất nhập khẩu thủy sản An Giang, từ những năm 90 đã sản xuất mỡ cá ba sa thành biođiêzen. Xí nghiệp đã ứng dụng loại nhiên liệu này tại xí nghiệp thay cho dầu điêzen truyền thống, giúp xí nghiệp tiết kiệm hàng trăm triệu đồng mỗi năm.
Gần đây nhất, Trung tâm Hóa dầu Đại học Bách khoa TPHCM đã nghiên cứu và ứng dụng thành công việc chưng cất dầu ăn phế thải thành biođiêzen… Công ty chuyên sản xuất và chế tạo thiết bị công nghiệp đã sản xuất được nhiều loại máy có thể chưng cất mỡ cá ba sa thành dầu biođiêzen…
Phòng công nghệ tế bào thực vật - Viện Sinh học nhiệt đới công bố thử nghiệm thành công dầu điêzen từ hạt cây dầu mè (Jatropha curcas), mở ra triển vọng sản xuất biođiêzen từ loại cây nguyên liệu mới này. Đây là loại cây có thể trồng trên các vùng đất khô cằn. Công nghệ này cũng đã phát triển ở Ấn Độ, Inđonêxia...
3.3. Khí sinh học
Chủ yếu phát triển ở quy mô gia đình.
Theo đánh giá của chương trình mục tiêu quốc gia Nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn thì hiện có khoảng 7% chuồng trại chăn nuôi có xử lý chất thải (mục tiêu đề ra là 30%) = khoảng trên 770 nghìn chuồng trại chăn nuôi có xử lý chất thải.
Dự án Khí sinh học cho ngành chăn nuôi do Cục Nông nghiệp, Bộ Nông nghiệp và PTNT chủ trì, Hà Lan tài trợ trong giai đoạn 2003 – 2006 đã xây dựng được 27 nghìn công trình KSH gia đình.
Công nghệ do Việt Nam phát triển, phổ biến nhất hiện nay là thiết bị KSH nắp cố định vòm cầu xây gạch do Viện Năng lượng phát triển trước đây. Công nghệ này đã được Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn xây dựng thành thiết kế mẫu trong bộ tiêu chuẩn ngành về công trình KSH nhỏ.
Sử dụng cuối cùng chủ yếu là dùng KSH để đun nấu. Thắp sáng và phát điện cũng được ứng dụng nhưng không phổ biến.
Nhu cầu ứng dụng ở quy mô trang trại và công nghiệp đang trở nên cấp bách nhưng chưa được đáp ứng.
Một số công trình trang trại chủ yếu ở miền Nam.
Một số công trình xử lý nước thải công nghiệp: Cồn Lam Sơn (Thanh Hoá), Bia Đông Nam Á (Hà Nội), Tinh bột sắn (Quảng Ngãi).
Dự án Khí sinh học công nghiệp thuộc Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã được triển khai 2007.
Bể xử lý nước thải nhà máy Cồn Lam Sơn, Thanh Hoá
Trạm phát điện bãi rác Gò Cát, TP. HCM
4. Nh?ng co h?i vă thâch th?c d?i v?i vi?c phât tri?n nang lu?ng sinh kh?i c?a Vi?t Nam
4.1. Cơ hội
4.1.1. Tiềm năng lớn chưa được khai thác
Việt Nam là một nước nhiệt đới nhiều nắng và mưa nên sinh khối phát triển nhanh.
Ba phần tư lãnh thổ là đất rừng nên tiềm năng phát triển gỗ lớn.
Là một nước nông nghiệp nên nguồn phụ phẩm nông nghiệp phong phú. Nguồn này ngày càng tăng trưởng cùng với việc phát triển nông nghiệp và lâm nghiệp.
4.1.2. Nhu cầu ngày càng phát triển
Cùng với sự tăng trưởng kinh tế - xã hội của đất nước, nhu cầu ứng dụng các công nghệ NLSK ngày càng phát triển. Thí dụ:
Việc phát triển trồng lúa làm nảy sinh nhu cầu xử lý trấu ở các nhà máy xay xát, nhu cầu sấy thóc sau thu hoạch → kích thích việc phát triển các máy sấy và công nghệ đồng phát sử dụng sinh khối.
Việc phát triển chăn nuôi đã tạo ra nhu cầu xử lý chất thải vật nuôi, thúc đẩy công nghệ khí sinh học phát triển mạnh mẽ.
4.1.3. Các chính sách và thể chế đang từng bước hình thành
Quyết định của Thủ tướng chính phủ số 176/2004/QĐ-TTg ban hành ngày 05 tháng 10 năm 2004 về việc phê duyệt chiến lược phát triển ngành Điện Việt Nam giai đoạn 2004 – 2010, định hướng đến năm 2020.
Luật Điện lực được Quốc hội thông qua ngày 03 tháng 12 năm 2004.
Luật Bảo vệ môi trường được Quốc hội thông qua ngày 29 tháng 11 năm 2005.
Chỉ thị của Thủ tướng chính phủ số 35/2005/CT-TTg ban hành ngày 17 tháng 10 năm 2005 về việc tổ chức thực hiện nghị định thư Kyoto thuộc công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu.
Ngày 26/10, tại Hà Nội, Hội đồng chính sách Khoa học - Công nghệ quốc gia đã tổ chức Hội thảo: "Nhiên liệu sinh học cho vận tải: Tiềm năng - điều kiện phát triển".
140 đại biểu đại diện cho giới khoa học, giới doanh nghiệp trong cả nước cùng đại diện các cơ quan Nhà nước có liên quan như Bộ Khoa học - Công nghệ, Bộ Công thương, Văn phòng Chính phủ đã tham dự hội thảo. 
Hội thảo đã hướng sự chú ý đến việc phát triển nhiên liệu sinh học ở Việt Nam từ cây dầu mè, mía, dừa và cá basa.
4.1.4. Môi trường quốc tế thuận lợi
NLTT ngày càng phát triển: cuối 2005, ít nhất 43 nước có mục tiêu quốc gia về NLTT, 48 nước có chính sách khuyến khích phát triển điện tái tạo.
Kế hoạch hành động năng lượng giai đoạn 2005 – 2010 của các nước ASEAN đề ra mục tiêu đạt ít nhất 10% điện tái tạo trong cơ cấu sản xuất điện.
Nhiều tổ chức quốc tế quan tâm phát triển công nghệ NLSK ở Việt Nam: nhiều hội thảo, dự án phát triển NLSK ở nước ta.
Các dự án NLSK có cơ hội tận dụng cơ chế CDM để thu hút vốn đầu tư (hiện có 200 DA được đăng ký, VN có 1: Thu hồi và sử dụng khí đồng hành ở mỏ dầu Rạng Đông - VN, Nhật, Anh và Ai-rơ-len) .
Nhiều công nghệ đã được hoàn thiện, ứng dụng thương mại nên Việt Nam có thể nhập và ứng dụng, tránh được rủi ro về công nghệ.
4.2. Thách thức
4.2.1. Sự cạnh tranh về nhu cầu nguyên liệu sinh khối
Một trong những điều không biết chắc được khi phát triển NLSK là sự cạnh tranh về nguyên liệu. Thí dụ:
Rơm rạ còn làm thức ăn cho trâu bò,
Giấy phế liệu có thể tái chế,
Gỗ phế liệu và mùn cưa có thể làm gỗ ép.
Ngô khoai, sắn để sản xuất etanol, đậu tương, lạc, vừng, dừa... để sản xuất biodiezen còn dùng làm lương thực, thực phẩm cho người và gia súc.
4.2.2. Sự cạnh tranh về chi phí của các công nghệ
Hiện nay nhiều công nghệ sinh khối còn đắt hơn công nghệ truyền thống sử dụng nhiên liệu hoá thạch cả về trang thiết bị lẫn nguyên liệu
Việt Nam còn là một nước nghèo nên thiếu kinh phí đầu tư phát triển công nghệ mới. Thí dụ bếp đun cổ truyền hiệu suất thấp nhưng đầu tư không đáng kể, đôi khi bằng không, trong khi đầu tư để có một bếp cải tiến phải tốn vài chục nghìn đồng.
4.2.3. Trở ngại về môi trường
Khi đốt, các nguồn sinh khối phát thải vào không khí bụi và khí sulfurơ (SO2).
Việc phát triển quy mô lớn các cây năng lượng để sản xuất nhiên liệu sinh học (biofuel) có thể dẫn tới gia tăng sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón, gây tác hại đối với động vật hoang dã và môi trường sống.
Sản xuất năng lượng từ gỗ có thể gây thêm áp lực cho rừng...
4.2.4. Thiếu nhận thức của xã hội về năng lượng sinh khối
Khi nói tới năng lượng thường người ta chỉ nghĩ tới điện, than, dầu khí.
Các nhà hoạch định chính sách thường không quan tâm tới NLSK. Một thí dụ điển hình là ngành điện có dự án Năng lượng nông thôn nhưng thực ra đây là chỉ là dự án điện khí hoá nông thôn.
Không có các doanh nhân kinh doanh trong lĩnh vực NLSK. Người ứng dụng các công nghệ mới gặp rất nhiều khó khăn trong việc mua sắm trang thiết bị, tìm kiếm dịch vụ hậu mãi.
4.2.5. Thiếu các chính sách và thể chế
Chưa có chính sách năng lượng nói chung và chính sách năng lượng tái tạo nói riêng (TQ: Luật về năng lượng tái tạo có hiệu lực từ 1/2006; tỷ lệ NLTT hiện 7% ↑ 13% năm 2020) .
Kế hoạch phát triển của nhà nước trung ương và địa phương không có các mục tiêu cụ thể về Năng lượng tái tạo.
Hiện cũng chưa có một cơ quan nhà nước nào chịu trách nhiệm quản lý lĩnh vực này (Ấn Độ có Bộ Các nguồn năng lượng phi truyền thống; mục tiêu thêm 10%=10GW công suất điện tái tạo năm 2012).
5. K?t lu?n
NLSK hiện chiếm một tỷ lệ lớn trong tiêu thụ năng lượng toàn quốc nhưng lâu nay không được quan tâm. Việc khai thác sử dụng còn tự phát theo lối cổ truyền nên hiệu suất thấp và gây ô nhiễm môi trường.
Cần có chiến lược phát triển, những chính sách, thể chế và quy hoạch cụ thể của nhà nước. Trên cơ sở đó có biện pháp huy động vốn đầu tư cho nghiên cứu và triển khai ứng dụng.
Trong các công nghệ NLSK hiện nay, cần tập trung vào một số công nghệ: bếp cải tiến, sấy và phát điện dùng sinh khối, khí sinh học → dự án quốc gia về bếp cải tiến