Biomass Energy là gì? Nguồn năng lượng sạch cho tương lai

Trong bối cảnh giá nhiên liệu hóa thạch ngày càng biến động và áp lực giảm phát thải ngày càng tăng, nhiều doanh nghiệp đã tìm đến Biomass Energy như một hướng đi mới. Vậy Biomass Energy là gì? Và tại sao ngày càng nhiều nhà máy đang chuyển sang sử dụng lò hơi đốt sinh khối như một giải pháp tiết kiệm và bền vững? Cùng GreenBoiler.vn tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

Biomass Energy là gì?

Biomass Energy (năng lượng sinh khối) là dạng Energy (năng lượng) được tạo ra từ các vật liệu hữu cơ có thể tái tạo như: trấu, mùn cưa, vỏ cà phê, rơm rạ, gỗ vụn, bã mía,...

Tại Việt Nam, lượng sinh khối từ nông – lâm nghiệp vô cùng dồi dào, đặc biệt thích hợp làm nhiên liệu cho lò hơi công nghiệp.

Tìm hiểu về Biomass Energy là gì?

Đặc điểm nổi bật của Biomass Energy:

• Nguồn nguyên liệu rẻ, dễ khai thác nội địa, đặc biệt ở các vùng có ngành chế biến gỗ hoặc nông nghiệp mạnh.
• Ít phát thải, giảm CO₂ nếu thiết bị đốt và thu hồi khí thải được tối ưu.
• Phù hợp với các hệ thống lò hơi hiện đại như lò hơi tầng sôi, lò hơi ghi xích.

Tham khảo các loại lò hơi đốt sinh khối chuyên dụng tại: greenboiler.vn/san-pham.html

Phân loại năng lượng sinh khối (Biomass Energy)

1. Sinh khối rắn (Solid Biomass)

Sinh khối rắn bao gồm các vật liệu như gỗ, mùn cưa, trấu, rơm rạ, bã mía, phân động vật... Đây là dạng phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống đốt trực tiếp để sinh nhiệt. Ngoài ra, sinh khối rắn còn có thể được chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác thông qua các quá trình như khí hóa hoặc nhiệt phân.

Ưu điểm:

• Dễ thu gom và lưu trữ.
• Công nghệ xử lý đơn giản.
• Nguồn cung dồi dào, chủ yếu từ nông nghiệp và công nghiệp chế biến gỗ.

Hạn chế:

• Hiệu suất chuyển đổi năng lượng còn thấp.
• Nếu không xử lý triệt để khí thải, có thể gây ô nhiễm môi trường.

Sinh khối rắn (Solid Biomass)

2. Khí sinh học (Biogas)

Biogas được tạo ra từ quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ như phân chuồng, rác thải sinh hoạt, bùn thải… Thành phần chính là methane (CH₄) – một loại khí có khả năng cháy cao.

Biogas có thể sử dụng để:

• Đốt trực tiếp phục vụ sinh hoạt hoặc sản xuất.
• Phát điện.
• Làm nhiên liệu thay thế cho khí thiên nhiên sau khi xử lý làm sạch.

Ưu điểm:

• Giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tận dụng chất thải hữu cơ.
• Phù hợp với quy mô hộ gia đình và trang trại chăn nuôi.

Hạn chế:

• Quá trình sinh khí diễn ra chậm.
• Cần hệ thống thiết bị chuyên dụng để lên men và thu hồi khí.

Khí sinh học (Biogas)

3. Nhiên liệu sinh học lỏng (Liquid Biofuels)

Được sản xuất từ cây trồng chứa dầu hoặc tinh bột như ngô, mía, đậu nành… Hai loại phổ biến là:

• Ethanol: thường pha với xăng tạo ra các loại nhiên liệu sinh học như E5, E10.
• Biodiesel: có thể dùng trực tiếp hoặc pha trộn với dầu diesel trong động cơ.

Ưu điểm:

• Giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.
• Hạn chế phát thải các chất độc hại trong quá trình đốt cháy.

Hạn chế:

• Giá thành sản xuất còn cao.
• Có thể cạnh tranh với sản xuất lương thực về đất và nguồn nguyên liệu.

Nhiên liệu sinh học lỏng (Liquid Biofuels)

Nguyên lý hoạt động của Biomass Energy

Để chuyển hóa sinh khối thành năng lượng, các doanh nghiệp thường áp dụng những phương pháp sau:

Đốt trực tiếp sinh khối

Đây là phương pháp phổ biến nhất trong hệ thống lò hơi công nghiệp. Sinh khối được đốt để tạo ra nhiệt, làm sôi nước và sinh ra hơi nước áp suất cao dùng để:

• Chạy tua-bin phát điện
• Truyền nhiệt cho dây chuyền sản xuất (thực phẩm, giấy, dệt, gỗ…)

Khí hóa (Gasification)

Sinh khối được chuyển thành khí tổng hợp (syngas) trong môi trường yếm khí. Phương pháp này yêu cầu công nghệ cao hơn, thường dùng cho nhà máy lớn.

Lên men tạo nhiên liệu sinh học

Phương pháp dùng cho sản xuất bioethanol, biogas – tuy ít dùng hơn trong ứng dụng lò hơi công nghiệp.

Nhiều doanh nghiệp hiện nay đang sử dụng lò hơi tầng sôi đốt trấu, đốt mùn cưa để thay thế hoàn toàn lò đốt than dầu truyền thống – giúp tiết kiệm chi phí nhiên liệu lên đến 40%.

Ưu và nhược điểm của năng lượng sinh khối

Ưu điểm:

• Nhiên liệu rẻ hơn dầu/than, đặc biệt nếu doanh nghiệp có nguồn phế phẩm tại chỗ.
•  Tái tạo, thân thiện môi trường.
• Giảm chi phí vận hành hệ thống lò hơi.
• Tối ưu hóa dây chuyền sản xuất nhiệt – hơi liên tục.

Lợi ích của năng lượng sinh khối

Nhược điểm:

•  Đòi hỏi hệ thống cấp liệu tự động nếu chạy quy mô lớn.
•  Cần xử lý tro thải và kiểm soát độ ẩm nguyên liệu.

Giải pháp: Sử dụng lò hơi đốt Biomass do GreenBoiler cung cấp – thiết kế phù hợp với từng loại nguyên liệu & công suất riêng biệt.

Các nguồn cung cấp năng lượng sinh khối (Biomass Energy)

Khi tìm hiểu Biomass Energy là gì, nhiều người sẽ bất ngờ trước sự đa dạng và phong phú của các nguồn nguyên liệu có thể chuyển hóa thành năng lượng sinh học. Những nguồn này hiện diện rộng khắp, từ nông thôn đến đô thị, cụ thể gồm:

• Chất thải nông nghiệp: Bao gồm rơm rạ, bã mía, vỏ trấu, phân chuồng… Đây là nguồn nguyên liệu dồi dào, dễ thu gom, đặc biệt tại các vùng chuyên canh nông nghiệp.
• Chất thải hữu cơ sinh hoạt: Thức ăn thừa, giấy vụn, bã cà phê và các loại rác hữu cơ khác từ hộ gia đình và khu đô thị có thể được xử lý để sản xuất khí sinh học hoặc phân compost.
• Cây trồng năng lượng: Một số loại cây như cỏ voi, cây sậy, cây phi lao... có tốc độ sinh trưởng nhanh, sản lượng sinh khối cao, thích hợp trồng quy mô lớn phục vụ cho phát điện hoặc sản xuất nhiên liệu sinh học.
• Rừng trồng và phụ phẩm ngành gỗ: Gỗ rừng trồng, mùn cưa, dăm gỗ và phế phẩm từ các xưởng chế biến gỗ là nguồn sinh khối rắn ổn định và dễ vận chuyển.
• Tảo: Là nguồn sinh khối thế hệ mới, có khả năng sản xuất dầu sinh học và các dẫn xuất hóa học. Tảo được đánh giá cao nhờ khả năng sinh trưởng nhanh và không cạnh tranh đất với nông nghiệp.

Các nguồn cung cấp năng lượng sinh khối

Ứng dụng của Biomass Energy trong công nghiệp và lò hơi

Năng lượng sinh khối (Biomass Energy) là một dạng năng lượng tái tạo được tạo ra từ các vật liệu hữu cơ như gỗ, phế phẩm nông nghiệp, rác thải sinh học, và phân động vật. Trong công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực sử dụng lò hơi, Biomass Energy được ứng dụng rộng rãi nhờ tính kinh tế và thân thiện với môi trường. Dưới đây là các ứng dụng cụ thể:

1. Ứng dụng trong công nghiệp

a. Cung cấp nhiệt cho các quy trình sản xuất

• Biomass được đốt trong lò hơi để tạo ra hơi nước hoặc khí nóng, cung cấp nhiệt cho:
  • Sấy nguyên liệu (nông sản, gỗ, giấy)
  • Chưng cất, nấu, hấp, thanh trùng (trong ngành thực phẩm, đồ uống)
  • Gia nhiệt cho quy trình xử lý hóa chất hoặc cơ khí

b. Sản xuất điện (Cogeneration – CHP)

• Nhiệt từ việc đốt Biomass có thể được sử dụng để:
  • Tạo hơi quay tua-bin phát điện
  • Đồng thời cung cấp nhiệt và điện cho nhà máy (hệ thống CHP – Combined Heat and Power)

c. Thay thế nhiên liệu hóa thạch

• Biomass giúp giảm phụ thuộc vào than đá, dầu DO/FO, và gas LPG.
• Góp phần giảm phát thải CO₂, hỗ trợ các chính sách giảm khí nhà kính trong các ngành như:
  • Dệt nhuộm
  • Giấy và bột giấy
  • Gạch, ngói, xi măng
  • Chế biến gỗ và cao su

Một số ứng dụng của năng lượng sinh khối trong công nghiệp

2. Ứng dụng trong hệ thống lò hơi công nghiệp

Biomass là nhiên liệu chính cho các lò hơi tầng sôi (CFB), lò ghi xích, lò hơi ghi tĩnh với công suất từ nhỏ đến rất lớn.

a. Lò hơi đốt Biomass (đốt trấu, mùn cưa, dăm gỗ, vỏ cà phê, than bùn...)

• Lò hơi tầng sôi tuần hoàn (CFB): hiệu suất cao, đốt được nhiều loại Biomass có độ ẩm cao, tro xỉ ít.
• Lò hơi ghi xích: phổ biến trong các nhà máy vừa và nhỏ, dùng cho Biomass dạng rắn khô.
• Lò ghi tĩnh: dùng cho Biomass có tính chất ổn định, phù hợp với công suất thấp hơn.

>>>Tìm hiểu: Chứng chỉ vận hành lò hơi – Yêu cầu bắt buộc khi sử dụng thiết bị đốt Biomass trong công nghiệp.

b. Ưu điểm khi dùng Biomass cho lò hơi

• Nhiệt trị khá cao (12-18 MJ/kg tùy loại Biomass)
• Giá thành thấp hơn dầu DO, FO và LPG từ 30-60%
• Giảm phát thải CO₂, NOx, SOx đáng kể
• Có thể tận dụng nguồn phế phẩm nông – lâm nghiệp sẵn có tại địa phương

c. Yêu cầu kỹ thuật

• Cần hệ thống cấp liệu chuyên biệt (vít tải, băng tải)
• Hệ thống xử lý tro và bụi (cyclone, lọc tay áo, scrubber)
• Hệ thống điều khiển tự động để đảm bảo an toàn và hiệu suất đốt

Ảnh minh hoạ về ứng dụng Biomass Energy trong lò hơi công nghiệp

Một số ví dụ ứng dụng thực tế của Biomass Energy

• Nhà máy chế biến gỗ: sử dụng mùn cưa làm nhiên liệu đốt lò hơi sấy gỗ
• Nhà máy sản xuất giấy: dùng vỏ cây, bã mía, trấu cho lò hơi hơi nước
• Trang trại chăn nuôi: tận dụng phân và phụ phẩm nông nghiệp để tạo biogas đốt lò
• Khu công nghiệp xanh: sử dụng Biomass kết hợp điện mặt trời và năng lượng gió để tối ưu hiệu quả vận hành

Tiềm năng phát triển Biomass Energy tại Việt Nam

Việt Nam là quốc gia có nền nông nghiệp mạnh, đồng nghĩa với nguồn sinh khối dồi dào:

• Trấu (từ đồng bằng sông Cửu Long)
• Mùn cưa (từ nhà máy chế biến gỗ)
• Rơm, vỏ cà phê, bã mía (từ các vùng nguyên liệu lớn)

Chính sách khuyến khích sử dụng năng lượng tái tạo cũng đang mở ra cơ hội cho doanh nghiệp chuyển đổi sang lò hơi Biomass.

So sánh năng lượng sinh khối với các nguồn khác

Biomass Energy là gì – không chỉ là một khái niệm mới mà đang trở thành xu hướng thiết yếu trong ngành công nghiệp hiện đại. Việc đầu tư vào hệ thống lò hơi đốt sinh khối không chỉ giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí mà còn đón đầu chính sách phát triển bền vững trong tương lai.

Bạn đang tìm giải pháp lò hơi Biomass tối ưu? Truy cập ngay: https://greenboiler.vn/san-pham.html để được tư vấn, thiết kế và lắp đặt trọn gói hệ thống phù hợp cho nhà máy của bạn.