Năng lượng sinh học hiện đang được xem là giải pháp xanh, góp phần giảm lượng khí thải carbon và hạn chế tác động tiêu cực đến môi trường. Việc khai thác năng lượng sinh học không chỉ cung cấp điện năng, nhiên liệu sinh học mà còn giúp tái chế và tận dụng hiệu quả nguồn phế thải tự nhiên. Vậy năng lượng sinh học là gì? Ưu nhược điểm và tiềm năng của nguồn năng lượng này là như thế nào? Hãy cùng Alternō tìm hiểu trong bài viết dưới đây.
1. Năng lượng sinh học là gì?
Năng lượng sinh học là một dạng năng lượng tái tạo được tạo ra từ sinh khối. Sinh khối là các vật liệu hữu cơ có nguồn gốc từ thực vật và động vật. Một số loại sinh khối phổ biến dùng để sản xuất năng lượng sinh học bao gồm gỗ, cây trồng đa dụng, cây trồng chuyên dụng và chất thải hữu cơ từ công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp,..(1)
Ngoài ra, sinh khối còn có thể được chuyển đổi thành nhiên liệu rắn, lỏng hoặc khí, dùng để sản xuất nhiệt, điện hoặc làm nhiên liệu cho phương tiện giao thông.
Hiện nay, nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt, tình trạng khan hiếm nguồn năng lượng đang trở thành vấn đề của nhiều quốc gia. Chính vì vậy mà Chính phủ các nước đang tìm kiếm nguồn năng lượng thay thế khác thân thiện với môi trường. Một trong những nguồn năng lượng đó là năng lượng sinh học.
2. Quá trình tạo ra năng lượng sinh học từ sinh khối
Khi sinh khối được sử dụng để tạo ra năng lượng sinh học thì nó được gọi là “nguyên liệu đầu vào” . Nguyên liệu này có thể là cây trồng chuyên dụng để sản xuất năng lượng hoặc là sản phẩm thải từ các ngành như nông nghiệp, chế biến thực phẩm và sản xuất gỗ.
Quá trình tạo ra năng lượng:
- Sinh khối khô dễ cháy như củi, cỏ khô có thể được đốt trong lò để tạo nhiệt. Nhiệt này làm cho nước sôi biến thành hơi nước có áp suất cao. Hơi nước sau đó đẩy tua-bin quay, tạo ra điện năng.
- Sinh khối ướt chẳng hạn như rác, thực phẩm được đưa vào các bể kín để phân hủy và tạo ra khí metan (biogas). Khí này có thể được đốt để sản xuất điện hoặc bơm vào hệ thống khí đốt quốc gia để sử dụng trong nấu ăn và sưởi ấm.
Năng lượng sinh học là nguồn năng lượng linh hoạt, có thể điều chỉnh nhanh chóng theo nhu cầu. Nhờ đó, nó đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các nguồn năng lượng tái tạo phải phụ thuộc vào thời tiết như gió và mặt trời.
>> Xem thêm: Năng lượng địa nhiệt là gì? Ưu nhược điểm và ứng dụng
3. Ưu và nhược điểm của năng lượng sinh học
3.1. Ưu điểm
- Giảm phát thải khí nhà kính: Giúp cắt giảm lượng khí CO2 và các khí gây hiệu ứng nhà kính so với việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, góp phần bảo vệ môi trường và chống biến đổi khí hậu.
- Nguồn năng lượng tái tạo: Có khả năng tái tạo liên tục từ các nguồn tự nhiên như cây trồng, chất thải nông nghiệp và rác hữu cơ, giúp duy trì nguồn cung ổn định và bền vững.
- Đa dạng hóa nguồn năng lượng: Việc phát triển năng lượng sinh học giúp đa dạng hóa nguồn cung năng lượng quốc gia, giảm sự phụ thuộc vào các loại nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, than đá,…
3.2. Nhược điểm
- Chi phí sản xuất cao: Việc sản xuất năng lượng sinh học hiện nay thường tốn kém hơn so với khai thác và sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
- Tác động tiêu cực đến môi trường: Quá trình phát triển có thể gây ra các vấn đề môi trường như phá rừng, suy giảm đa dạng sinh học và ô nhiễm nguồn nước.
4. Ứng dụng năng lượng sinh học vào đời sống
4.1. Trong sản xuất điện
Trong lĩnh vực sản xuất điện, năng lượng sinh học đóng vai trò quan trọng nhờ khả năng cung cấp nguồn điện sạch và bền vững. Quá trình sản xuất điện bằng năng lượng sinh học bắt đầu từ việc thu gom các nguyên liệu sinh khối như gỗ, trấu, rơm rạ, phế phẩm nông nghiệp hoặc chất thải hữu cơ. Những nguyên liệu này được sơ chế, làm khô hoặc nghiền nhỏ để dễ dàng đưa vào hệ thống xử lý.
Tiếp theo, sinh khối được chuyển hóa thành năng lượng thông qua các phương pháp như đốt trực tiếp để tạo hơi nước làm quay tua-bin phát điện, hoặc khí hóa để tạo ra khí dễ cháy dùng cho động cơ phát điện. Ngoài ra, quá trình phân hủy yếm khí từ chất thải hữu cơ tạo ra khí biogas, cũng được sử dụng làm nhiên liệu cho máy phát điện. Điện năng tạo ra sau đó được hòa vào lưới điện quốc gia hoặc sử dụng trực tiếp tại các hộ gia đình và nhà máy. Đây là một giải pháp năng lượng tái tạo, góp phần giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường.
4.2. Trong công nghiệp
Trong lĩnh vực công nghiệp, năng lượng sinh học được sử dụng để sản xuất điện và nhiệt cho các nhà máy, đặc biệt trong các ngành chế biến nông sản, giấy, dệt may và sản xuất vật liệu xây dựng. Sinh khối như mùn cưa, vỏ trấu, bã mía được tận dụng làm nhiên liệu đốt lò hơi, tạo ra hơi nước hoặc điện năng phục vụ sản xuất.
Ngoài ra, biogas thu từ chất thải hữu cơ cũng cung cấp năng lượng cho các thiết bị công nghiệp, giúp giảm chi phí và phát thải khí nhà kính, đồng thời thúc đẩy sản xuất sạch hơn và bền vững hơn.
4.3. Trong nông nghiệp
Trong lĩnh vực nông nghiệp, năng lượng sinh học đóng vai trò quan trọng trong việc tận dụng các nguồn tài nguyên tái tạo để phục vụ sản xuất và phát triển bền vững. Các phế phẩm nông nghiệp như rơm rạ, trấu, bã mía, phân động vật và chất thải hữu cơ được dùng để sản xuất biogas, cung cấp năng lượng cho hệ thống sưởi ấm, máy phát điện và thiết bị tưới tiêu tự động. Ngoài ra, quá trình sản xuất biogas còn tạo ra phân bón hữu cơ sau khi xử lý, giúp cải thiện chất lượng đất và tăng năng suất cây trồng.
Việc ứng dụng năng lượng sinh học trong nông nghiệp không chỉ giúp tiết kiệm chi phí, giảm ô nhiễm môi trường mà còn góp phần phát triển nông nghiệp xanh, thân thiện với môi trường.
4.4. Trong giao thông vận tải
Trong giao thông vận tải, nhiên liệu sinh học như biodiesel và ethanol đang ngày càng phổ biến nhờ khả năng thay thế một phần hoặc hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Ethanol được pha trộn vào xăng để giảm lượng khí thải CO2, trong khi biodiesel có thể sử dụng trực tiếp trong động cơ diesel mà không cần thay đổi kết cấu máy móc.
Việc sử dụng nhiên liệu sinh học giúp giảm phát thải khí nhà kính, hạn chế ô nhiễm không khí và góp phần vào chiến lược phát triển giao thông xanh, thân thiện với môi trường.
5. Cơ hội và thách thức khi phát triển năng lượng sinh học tại Việt Nam
Tại Hội nghị các bên tham gia Công ước khung của Liên Hợp quốc về biến đổi khí hậu (COP26) (2) trong việc thực hiện Thỏa thuận Paris, Việt Nam đã cam kết đạt mức phát thải khí nhà kính bằng 0 vào 2050.
Tại Hội nghị COP28, Việt Nam tiếp tục khẳng định sự cam kết mạnh mẽ cùng cộng đồng quốc tế chung tay đối phó biến đổi khí hậu và thể hiện những nỗ lực từ hệ thống chính trị, các Bộ, ngành cũng như người dân trong việc thực hiện cam kết tại COP26.
Vào năm 2016, ngành năng lượng là lĩnh vực có tỷ lệ phát thải lớn nhất chiếm gần 65% tổng lượng phát thải ở Việt Nam. Việt Nam sẽ thực hiện các dự án cụ thể để hiện thực hoá JETP (Tuyên bố chính trị thiết lập quan hệ đối tác chuyển đổi năng lượng công bằng) với mục tiêu đạt Net Zero sớm trong giai đoạn 2024-2028.
Viện Nghiên cứu Chiến lược, Chính sách Công Thương (Bộ Công Thương) (3) cho rằng việc phát triển và mở rộng các nguồn năng lượng tái tạo như thuỷ điện, gió, sinh học,.. để giảm bớt sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch tại Việt Nam.
Công ty tư vấn chiến lược McKinsey & Company của Mỹ đã đưa ra các hành động, khuyến nghị và tập trung cẩn thận vào việc giảm lượng khí thải trong lĩnh vực năng lượng, tạo cơ hội cho Việt Nam đạt mục tiêu Net Zero vào năm 2050 (4). Hiện nay, Việt Nam là 1 trong 5 nền kinh tế ở khu vực Châu Á – Thái Bình Dương có tốc độ khử carbon đáp ứng mức đóng góp do quốc gia tự quyết định (NDC) với tỷ lệ 6.5% vượt mức 2.5% cần thiết để đạt mục tiêu NDC.
5.1. Tiềm năng phát triển năng lượng sinh học
Việt Nam là quốc gia nông nghiệp, vì vậy tiềm năng phát triển năng lượng sinh học rất lớn, đặc biệt trong bối cảnh giá dầu tăng cao và nhiệt độ toàn cầu tăng lên. Mặc dù quá trình này vẫn đang được thúc đẩy mạnh mẽ nhưng kết quả đạt được vẫn chưa quá nổi bật.
Về mặt lý thuyết, Việt Nam nằm trong khí hậu nhiệt đới có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển năng lượng sinh học. Các hoạt động sản xuất nông lâm nghiệp của Việt Nam mỗi năm đều tạo ra lượng lớn phụ phẩm và chất thải hữu cơ, là nguồn năng lượng tiềm năng cho sản xuất nhiệt và điện. Theo tính toán của nhiều chuyên gia kinh tế năng lượng, khí đốt và dầu mỏ hiện chiếm tỷ lệ gần 80% tổng năng lượng tiêu thụ toàn cầu. Nếu tiếp tục khai thác và sử dụng, nguồn năng lượng này sẽ cạn kiệt trong vòng chưa tới 50 năm.
Đây là một nguồn tài nguyên tái tạo quan trọng, cùng với năng lượng thủy triều và năng lượng địa nhiệt, mở ra hướng đi bền vững cho tương lai.
5.2. Các thách thức
Ngoài những cơ hội và tiềm năng ở trên thì nguồn năng lượng sinh học ở Việt Nam cũng gặp một số thách thức như:
- Năng lượng sinh học sử dụng dựa trên công nghệ, gây khó khăn.
- Việc cung cấp nhiên liệu và giá các loại nguyên liệu đầu vào không ổn định, thay đổi theo mùa và có thể tác động tới giá bán đầu ra.
- Các nhà máy điện than chưa nhìn lại, đánh giá về tiềm năng sử dụng viên gỗ thay thế một phần nguyên liệu trong nhà máy.
- Cơ chế khuyến khích các nhà máy điện sinh khối từ bã mía hoặc điện khí sinh chưa hấp dẫn.
Bài viết trên đây là tất tần tật các thông tin về năng lượng sinh học mà Alternō đã tổng hợp được . Nếu bạn còn có câu hỏi thắc mắc nào thì hãy liên hệ ngay để được giải đáp chi tiết và đừng quên theo dõi trang Blog của chúng tôi để xem thêm các bài viết hữu ích khác nhé!
Nguồn tham khảo:
(1).https://www.ieabioenergy.com/blog/publications/what-is-bioenergy/
(3).https://moit.gov.vn/phat-trien-ben-vung/tan-dung-nang-luong-sinh-hoc-cho-cac-nganh-tiem-nang.html
(4).https://nhandan.vn/viet-nam-cam-ket-manh-me-phan-dau-dat-net-zero-2050-post829918.html
English
