Sản xuất điện từ chất thải rắn - Tiềm năng ở Việt Nam
Trong những năm gần đây, sự gia tăng dân số và phát triển kinh tế đã dẫn đến tỷ lệ phát sinh chất
thải trên toàn thế giới ngày càng tăng. Chất thải rắn có thể được phân loại theo các cách khác nhau,
ví dụ, chất thải sinh hoạt, chất thải xây dựng, chất thải công nghiệp, chất thải nông nghiệp và chất
thải rắn y tế. Chất thải rắn là một vấn đề rất được quan tâm ở Việt Nam. Chuyển đổi chất thải thành
năng lượng là một cách quản lý đầy thách thức ở các nước đang phát triển. Có nhiều công nghệ
khác nhau để tạo ra điện hoặc nhiệt từ chất thải rắn. Bài báo này trình bày một số phương pháp sản
xuất điện từ chất thải rắn và đề xuất một số tiêu chí lựa chọn công nghệ, tiềm năng tại Việt Nam.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Sản xuất điện từ chất thải rắn - Tiềm năng ở Việt Nam
t chất thải thu hồi năng lượng (EfW): là công nghệ được sử dụng phổ biến nhất cho xử lý CTR để phát năng lượng. 4. SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ CHẤT THẢI RẮN TẠI VIỆT NAM 4.1. Một số tiêu chí lựa chọn công nghệ sản xuất điện từ chất thải rắn ở Việt Nam Để lựa chọn được công nghệ sản xuất phù hợp với điều kiện thực tế cần có những tiêu chí cụ thể. Bảng 3 là một số tiêu chí đánh giá công nghệ sản xuất điện từ CTR. Bảng 3. Tiêu chí đánh giá công nghệ sản xuất điện từ CTR Tiêu chí Công nghệ sản xuất điện từ CTR Đốt Phân hủy kỵ khí Thu khí từ bãi chôn lấp Nhiệt phân/khí hóa 1. Hiện trạng áp dụng Áp dụng rộng rãi ở các nước phát triển Áp dụng rộng rãi Áp dụng rộng rãi ở các nước phát triển Áp dụng rộng rãi ở các nước phát triển 2. Loại CTR Chất thải chưa phân loại Chất thải hữu cơ đã phân loại; Chất thải của người và động vật; Bùn. Chất thải chưa phân loại (không bao gồm chất thải nguy hại và lây nhiễm) Chất thải chưa phân loại, đặc biệt chất thải nhựa 3. Quy mô Quy mô lớn Quy mô nhỏ và lớn Quy mô lớn Quy mô lớn 4. Điều kiện áp dụng Tiền xử lý, đồng nhất nguyên liệu đầu vào; Kiểm soát tốt quá trình (hỗn hợp khí) Tiền xử lý, đồng nhất nguyên liệu đầu vào; Kiểm soát tốt quá trình. Tiền xử lý, đồng nhất nguyên liệu đầu vào; Kiểm soát tốt quá trình (nước rỉ rác, khí metan, chất ô nhiếm khác) Tiền xử lý, đồng nhất nguyên liệu đầu vào; Kiểm soát tốt quá trình (hỗn hợp khí) 5. Vốn đầu tư Cao Cao Trung bình Cao 6. Chi phí vận hành Cao Trung bình Trung bình Cao 7. Nhu cầu sử dụng đất Thấp Thấp Thấp Thấp 8. Yêu cầu về năng lực Yêu cầu năng lực về kỹ thuật Yêu cầu năng lực về kỹ thuật Yêu cầu năng lực về kỹ thuật Yêu cầu năng lực về kỹ thuật 9. Tác động đến môi trường Ô nhiễm do khí thải Rò rỉ khí mêtan Mùi, côn trùng; phát sinh khí mêtan; Nước rỉ rác; không thu hồi các thành phần có khả năng tái chế; cháy nổ Tiêu thụ năng lượng cao cho quá trình vận hành; Ô nhiễm bụi và tiếng ồn. TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) 76 Số 21 Tiêu chí Công nghệ sản xuất điện từ CTR Đốt Phân hủy kỵ khí Thu khí từ bãi chôn lấp Nhiệt phân/khí hóa 10. Đóng góp vào an ninh năng lượng Phát điện từ nhiệt Phát điện từ khí sinh học Phát điện từ khí sinh học Phát điện từ nhiệt 11. Đóng góp vào an ninh lương thực Không Sử dụng như chất bổ trợ chất Không; thành phần ô nhiễm cao Không Đối với điều kiện thực tế về CTR ở Việt Nam: CTR chưa phân loại tại nguồn: mặc dù có những ảnh hưởng đến môi trường tuy nhiên công nghệ thu khí từ bãi chôn lấp để sản xuất điện phù hợp hơn do: vốn đầu tư, chi phí vận hành không cao. CTR đã được phân loại tại nguồn: từ thành phần có trong CTR (bảng 1) có thể thấy công nghệ phân hủy kỵ khí sau đó thu hồi khí để sản xuất điện là công nghệ phù hợp nhất, các thành phần còn lại ngoài chất hữu có trong CTR sẽ thu hồi, tái chế hoặc sử dụng biện pháp xử lý khác. Bên cạnh việc xử lý được rác thải, sản xuất điện, bã thải của công nghệ này có thể được sử dụng để sản xuất phân phục vụ nông nghiệp. 4.2. Tiềm năng sản xuất điện từ chất thải rắn tại Việt Nam Lượng CTR phát sinh ngày càng nhiều, đa dạng về nguồn gốc, thành phần đặt ra những vấn đề cấp bách trong xử lý, tái chế. Tiềm năng thu hồi năng lượng (sản xuất điện) từ CTR ở nước ta rất lớn, tính cho 07 khu liên hợp xử lý rác là Nam Sơn (Hà Nội), Sơn Dương (Quảng Ninh), Hương Văn (Thừa Thiên Huế), Bình Nguyên (Quảng Ngãi), Cát Nhơn (Bình Định) Tân Thành (Long An), Tây Bắc Củ Chi (Thành phố Hồ Chí Minh) đạt khoảng 1.400 triệu kWh/năm với nguồn thu hàng năm khoảng 140 triệu USD (10,05 USCent/kWh). Giai đoạn 2015-2020, với lượng rác trung bình của các thành phố lớn như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Hải Phòng..., là nguồn cung cấp nhiên liệu ổn định cho các nhà máy điện - rác công suất 500 tấn/ngày (8 MW) tương đương sản lượng gần 350 MW điện được sản xuất từ rác. Đối với dự án phát điện từ bã mía, hiện có 41 nguồn phát điện tiềm năng, tổng công suất trên 500 MW phân bố tại các vùng nông thôn. Mặc dù tiềm năng rất lớn nhưng trên thực tế, phần lớn các dự án điện rác ở nước ta vẫn còn nằm trên giấy. Hiện nay, nước ta chỉ có một số dự án triển khai công nghệ đốt chất thải thu hồi năng lượng (EfW) đối với CTR sinh hoạt; 01 Dự án nhà máy nhiệt điện đốt trấu; 01 dự án phát điện từ chất thải phân gia súc, gia cầm và 06 dự án điện bã mía. Có thể nói, tiềm năng sản xuất năng lượng nói chung và điện nói riêng từ CTR ở Việt Nam là rất lớn và có rất nhiều triển vọng phát triển. Với điều kiện thực tế ở Việt Nam, sản xuất điện từ CTR với quy mô nhỏ sẽ phù hợp hơn do không cần đến vốn đầu tư quá lớn. TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) Số 21 77 Chính phủ Việt Nam cũng đã có những chính sách ưu đãi đặc biệt cho vấn đề này, thông qua Quyết định số 31/2014/QĐ- TTg của Thủ tướng Chính phủ về cơ chế hỗ trợ phát triển các dự án phát điện sử dụng chất thải rắn tại Việt Nam trong đó: mức giá mua điện là 10,05 US cent/kWh trong 20 năm; ưu đãi thuế thu nhập doanh nghiệp trong 15 năm; miễn thuế nhập khẩu thiết bị, máy móc phục vụ dự án; miễn, giảm tiền thuê đất, sử dụng đất; ưu đãi vay vốn ngân hàng với lãi suất thấp. 5. KẾT LUẬN CTR đang là vấn đề rất được quan tâm của toàn xã hội, CTR tăng nhanh về số lượng với thành phần ngày càng phức tạp gây khó khăn cho công tác thu gom, xử lý. Tuy nhiên, vấn đề thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải nói chung và CTR nói riêng ở Việt Nam vẫn còn nhiều bất cập, chất thải nhiều khi tập kết bừa bãi, chôn lấp không đạt yêu cầu. Hiện nay có một số công nghệ xử lý CTR như: ủ sinh học làm phân hữu cơ, đốt, chôn lấp, tái chế. Công nghệ tái chế đang là công nghệ mang lại nhiều hiệu quả, các loại chất thải rắn như kim loại, giấy, đồ nhựa có thể tái chế và sử dụng vào các mục đích khác; tro, xỉ than ở các nhà máy có thể được tái chế để làm gạch không nung, phụ gia bê tông, phụ gia xi măng,... Công nghệ sản xuất điện từ CTR là một biện pháp không những xử lý CTR mà còn thu hồi được năng lượng phục vụ đời sống và sản xuất. Chính phủ đã có những chính sách khuyến khích, hỗ trợ để phát triển công nghệ này tại Việt Nam như: ưu đãi thuế, mua lại điện với giá cao,... Tuy nhiên, đây là một công nghệ mới, giá đầu tư cao, yêu cầu trình độ cao về cả xây dựng, lắp đặt và vận hành. Để phát triển công nghệ sản xuất điện từ rác thải cần tập trung vào nghiên cứu, nắm bắt, làm chủ hệ thống để xây dựng, vận hành các nhà máy mang lại hiệu quả cao. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ripa M, Fiorentino G, Giani H, Clausen A, Ulgiati S. Refuse recovered biomass fuel from municipal solid waste. A life cycle assessment. Apply Energy 2017; 186:211e25. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.05.058 [2] Nigussie A, Bruun S, Kuyper TW, de Neergaard A. Delayed addition of nitrogen-rich substrates during composting of municipal waste: effects on nitrogen loss, greenhouse gas emissions and compost stability. Chemosphere 2017; 166:352e62. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.09.123 [3] Lino FAM, Ismail KAR. Energy and environmental potential of solid waste in Brazil. Energy Policy 2011; 39:3496e502. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2011.03.048. [4] Edjabou ME, Jensen MB, Gotze R, Pivnenko K, Petersen C, Scheutz C, et al. Municipal solid waste composition: sampling methodology, statistical analyses, and case study evaluation. Waste Manag 2015; 36:12e23. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2014.11.009. TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) 78 Số 21 [5] Moh Y, Manaf LA. Solid waste management transformation and future challenges of source separation and recycling practice in Malaysia. Resour Conservat Recycl 2017; 116:1e14. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2016.09.012 [6] Hoornweg D, Bhada-Tata P. What a waste, a global review of solid wastemanagement. Urban development series. World Bank; 2012. [7] Tabasova A, Kropac J, Kermes V, Nemet A, Stehlik P. Waste-to-energy technologies: impact on environment. Energy 2012; 44:146e55. https://doi.org/10.1016/j.energy.2012.01.014. [8] Tang Y, Ma X, Lai Z, Zhou D, Lin H, Chen Y. {NOx} and {SO2} emissions from municipal solid waste (MSW) combustion in CO2/O2 atmosphere. Energy 2012; 40:300e6. https://doi.org/10.1016/j.energy.2012.01.070 [9] Deus RM, Battistelle RAG, Silva GHR. Current and future environmental impact of household solid waste management scenarios for a region of Brazil: carbon dioxide and energy analysis. J Clean Prod 2016. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.05.158. [10] Havukainen J, Zhan M, Dong J, Liikanen M, Deviatkin I, Li X, et al. Environmental impact assessment of municipal solid waste management incorporating mechanical treatment of waste and incineration in Hangzhou, China. J Clean Prod 2017; 141:453e61. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.09.146 [11] Reddy PJ. Municipal solid waste management vol. 9. The Netherlands: CRC Press/Balkema; 2011. p. 2012. Retrieved October. [12] Miranda ML, Hale B. Paradise recovered: energy production and waste management in island environments. Energy Policy 2005; 33:1691e702. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2004.02.007 [13] Psomopoulos CS, Bourka A, Themelis NJ. Waste-to-energy: a review of the status and benefits in USA. Waste Manag 2009; 29:1718e24. [14] Teixeira S, Monteiro E, Silva V, Rouboa A. Prospective application of municipal solid wastes for energy production in Portugal. Energy Policy 2014; 71:159e68. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2014.04.002. [15] Tomic T, Dominkovic DF, Pfeifer A, Schneider DR, Pedersen AS, Duic N. Waste to energy plant operation under the influence of market and legislation conditioned changes. Energy 2017. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.04.080 [16] Pirotta FJC, Ferreira EC, Bernardo CA. Energy recovery and impact on land use of Maltese municipal solid waste incineration. Energy 2013; 49:1e11. https://doi.org/10.1016/j.energy.2012.10.049. [17] Nixon JD, Dey PK, Ghosh SK, Davies PA. Evaluation of options for energy recovery from municipal solid waste in India using the hierarchical analytical network process. Energy 2013; 59:215e23. https://doi.org/10.1016/ j.energy.2013.06.052 [18] Tsai W-T, Kuo K-C. An analysis of power generation from municipal solid waste (MSW) incineration plants in Taiwan. Energy 2010; 35:4824e30. https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.09.005. TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) Số 21 79 [19] Münster M, Lund H. Comparing Waste-to-Energy technologies by applying energy system analysis. Waste Manag 2010; 30:1251e63. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2009.07.001. [20] Urbancl D, Zlak J, Anicic B, Trop P, Goricanec D. The evaluation of heat production using municipal biomass co-incineration within a thermal power plant. Energy 2016; 108:140e7. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.07.064 [21] Chang Y-H, Chen WC, Chang N-B. Comparative evaluation of (RDF) and (MSW) incineration. J Hazard Mater 1998; 58:33e45. https://doi.org/10.1016/S0304-3894(97)00118-0. [22] Holmgren K, Gebremedhin A. Modelling a district heating system: introduction of waste incineration, policy instruments and co-operation with an industry. Energy Policy 2004; 32:1807e17. https://doi.org/10.1016/S0301-4215(03)00168-X [23] Vlcek J, Velicka M, Jancar D, Burda J, Blahuskova V. Modelling of thermal processes at waste incineration. Energy Sources, Part A Recovery, Util Environ Eff 2016; 38:3527e33. [24] Lopez-Gonzalez D, Fernandez-Lopez M, Valverde JL, Sanchez-Silva L. Gasification of lignocellulosic biomass char obtained from pyrolysis: kinetic and evolved gas analyses. Energy 2014; 71:456e67. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.04.105 [25] Lin Y, Ma X, Peng X, Yu Z, Fang S, Lin Y, et al. Combustion, pyrolysis and char CO2-gasification characteristics of hydrothermal carbonization solid fuel from municipal solid wastes. Fuel 2016; 181:905e15. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.05.031. [26] Moon J, Mun T-Y, Yang W, Lee U, Hwang J, Jang E, et al. Effects of hydrothermal treatment of sewage sludge on pyrolysis and steam gasification. Energy Convers Manag 2015; 103:401e7. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.06.058 [27] Meng A, Chen S, Long Y, Zhou H, Zhang Y, Li Q. Pyrolysis and gasification of typical components in wastes with macro-TGA. Waste Manag 2015; 46:247e56. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2015.08.025 [28] Baruah D, Baruah DC. Modeling of biomass gasification: a review. Renew Sustain Energy Rev 2014; 39:806e15. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.129 [29] Asadullah M. Barriers of commercial power generation using biomass gasification gas: a review. Renew Sustain Energy Rev 2014; 29:201e15. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.08.074 [30] Kirkels AF, Verbong GPJ. Biomass gasification: still promising? A 30-year global overview. Renew Sustain Energy Rev 2011; 15:471e81. https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.09.046 [31] Mahinpey N, Gomez A. Review of gasification fundamentals and new findings: reactors, feedstock, and kinetic studies. Chem Eng Sci 2016; 148:14e31. https://doi.org/10.1016/j.ces.2016.03.037 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) 80 Số 21 [32] Suffolk energy-from-waste facility. [Online] Available: from-waste.jpg [33] GIZ. Waste-to-Energy Options in Municipal Solid Waste Management. A Guide for Decision Makers in Developing and Emerging Countries. 2017. [34] Image adapted from p. 8 of “Biowaste to Biogas”, Fachverband Biogas, Freising, 2016. [Online] [35] Image based on [36] “www.dgengineering.de,” Giới thiệu tác giả: Tác giả Đặng Văn Bính tốt nghiệp Trường Đại học Giao thông Vận tải chuyên ngành trang thiết bị nhiệt và lạnh năm 2009; năm 2017 nhận bằng Thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật năng lượng tại Trường Đại học Điện lực. Hiện nay tác giả là giảng viên Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội. Lĩnh vực nghiên cứu: tiết kiệm năng lượng trong hệ thống điều hòa không khí, hệ thống lạnh; ống nhiệt; công nghệ năng lượng. Tác giả Tiêu Xuân Hoàng tốt nghiệp Trường Đại học Điện lực chuyên ngành nhiệt điện năm 2015; năm 2017 nhận bằng Thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật năng lượng tại Trường Đại học Điện lực. Hiện nay tác giả đang công tác tại Phòng Quản lý khoa học và Hợp tác quốc tế - Trường Đại học Điện lực. Lĩnh vực nghiên cứu: tiết kiệm năng lượng, công nghệ năng lượng, năng lượng tái tạo. TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) Số 21 81
File đính kèm:
- san_xuat_dien_tu_chat_thai_ran_tiem_nang_o_viet_nam.pdf