Năng lượng sinh khối trở thành là một trong những nguồn năng lượng tái tạo, giúp giảm thiểu ô nhiễm. Vậy năng lượng sinh khối là gì và nó được hình thành từ những nguồn nào? Sau đây, mời bạn hãy cùng Alternō khám phá chi tiết hơn về ứng dụng, nguồn gốc, ưu và nhược điểm của năng lượng sinh khối trong bài viết này nhé!
1. Năng lượng sinh khối là gì?
Năng lượng sinh khối (biomass energy) là một dạng năng lượng tái tạo được tạo ra từ các chất hữu cơ như cây cối, rác thải nông nghiệp, chất thải hữu cơ và các nhiên liệu sinh học khác. Khi các vật liệu này được đốt cháy, phân hủy hoặc chuyển hoá thì sẽ được giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt hoặc điện năng.
Năng lượng sinh khối đang là nguồn năng lượng sạch thứ 4 trên thế giới. Năng lượng sinh khối có ưu điểm lớn là khả năng giảm thiểu lượng khí thải carbon và sự phụ thuộc vào các năng lượng hóa thạch, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường, giảm ảnh hưởng tiêu cực đến biến đổi khí hậu. Hơn nữa, việc sử dụng năng lượng sinh khối còn củng cố an ninh năng lượng, tạo thêm cơ hội việc làm, từ đó thúc đẩy phát triển kinh tế khu vực.
2. Ứng dụng của năng lượng sinh khối
Năng lượng sinh khối được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng phi tái tạo. Dưới đây là ba ứng dụng chính như sau:
- Trong công nghiệp: Năng lượng sinh khối được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp sinh khối. Các dẫn xuất từ sinh khối (biodiesel, etanol) có thể dùng như một giải pháp thay thế tiềm năng cho dầu diesel hoặc xăng. Điều này không chỉ giúp giảm lượng khí thải nhà kính mà còn tạo điều kiện cho phát triển công nghiệp hoá chất bền vững hơn.
- Trong sản xuất điện: Sản xuất điện là một ứng dụng phổ biến không thể bỏ qua của năng lượng sinh khối. Các nhà máy điện thường dùng nguyên liệu sinh khối đốt cháy để tạo ra hơi nước, làm tuabin quay và sản xuất ra điện. Điều này vừa giúp giảm sự phụ thuộc vào các nhiên liệu hóa thạch vừa khai thác nguồn năng lượng từ các sản phẩm phụ của quá trình sản xuất lâm và nông nghiệp hiệu quả.
- Trong nông nghiệp: Sử dụng phân bón từ sinh khối như compost từ rác hữu cơ, có thể cung cấp dinh dưỡng cho đất, giúp tăng năng suất cây trồng. Ngoài ra, việc phân huỷ sinh khối tạo ra biogas.
3. Nguồn gốc của năng lượng sinh khối
Năng lượng sinh khối được hình thành từ các nguồn sau:
3.1. Chất thải từ nông nghiệp
Các chất thải sau các mùa thu hoạch sẽ được gom và giữ lại để bổ sung chất dinh dưỡng cho đất trồng và mùa vụ tiếp theo. Ví dụ như rơm rạ, thân lá, vỏ trấu,… của cây trồng sẽ được giữ lại để bổ sung thêm chất dinh dưỡng cho cây trồng. Mỗi năm có khoảng 80 triệu cây bắp và vỏ bắp sau khu hoạch được tận dụng để làm nguồn sinh khối. Tuy nhiên, ở một số khu vực, đất trồng không hấp thụ tối đa các chất dinh dưỡng, làm thất thoát năng lượng sinh khối.
3.2. Chất thải gỗ
Các chất thải gỗ như thân cây, cành lá hoặc các nhánh cây đã được cắt tỉa sẽ được thu gom lại và biến thành phân trộn hoặc nhiên liệu cho nhà máy. Theo số liệu của Hiệp hội năng lượng Việt Nam, năm 2030 ở nước ta có tiềm năng sinh khối từ gỗ khoảng 14,6 triệu tấn dầu quy đổi. Không chỉ chất thải gỗ mà tiềm năng sinh khối từ các chất thải khác cũng rất lớn.
3.3. Chất thải từ chăn nuôi gia súc
Việc chăn nuôi gia súc thải ra phân như phân trâu, heo, bò, gà là những nhiên liệu sinh khối được dùng để chuyển thành gas hoặc đốt trực tiếp để sản xuất điện và năng lượng trong nấu nướng. Tuy nhiên, trong phân gia súc có hàm lượng khí metan cao có thể ảnh hưởng tiêu cực tới sức khoẻ con người.
3.4. Bã giấy, bột giấy
Trong cây cối có các thành phần như lignin, sợi cellulose, hemicellulose,… Quá trình nghiền gỗ làm tách rời và chia nhỏ cellulose và lignin để sản xuất ra giấy. Còn phần bột dư thừa sẽ tạo ra bã, sau đó các nhà máy giấy sẽ tận dụng bã giấy để tạo ra điện giúp nhà máy vận hành, tiết kiệm chi phí.
3.5. Chất thải rắn đô thị
Lượng chất thải rắn ở đô thị, khu dân cư, trung tâm thương mại, cơ quan nhà nước và trường học chứa lượng vật chất hữu cơ. Tại các bãi chôn lấp rác xảy ra quá trình phân huỷ yếm khí và phân huỷ chất hữu cơ sinh ra các sản phẩm phụ tự nhiên. Nó tạo ra khí methane và chuyển hoá thành nguồn năng lượng.
3.6. Chất bã của sinh khối đã xử lý
Trong quá trình xử lý sinh khối sẽ sản sinh ra các chất bã và sản phẩm phụ. Những chất bã này có thể có năng lượng thế năng và có thể dùng để sản xuất điện năng.
>> Khám phá: Tài nguyên tái tạo là gì? Phân loại và tầm quan trọng của nó
4. Ưu điểm của năng lượng sinh khối là gì?
Năng lượng sinh khối mang lại nhiều ưu điểm đáng kể, đặc biệt là trong việc phát triển bền vững và giảm tác động tiêu cực đến môi trường. Dưới đây là một số ưu điểm chính của năng lượng sinh khối
- Tái tạo và bền vững: Năng lượng sinh khối được sản xuất từ các vật liệu hữu cơ như cây trồng, chất thải sinh học, rác thải nông nghiệp. Các nguồn vật liệu này có khả năng tái tạo cao, duy trì nguồn cung cấp liên tục.
- Giảm thiểu phát thải: Năng lượng sinh khối giúp giảm thiểu khí nhà kính vào khí quyển, là giải pháp thay thế cho nguồn năng lượng hóa thạch, góp phần giảm tác động đến biến đổi khí hậu.
- Giảm chất thải: Việc khai thác và sử dụng năng lượng sinh khối giúp giảm sự tích tụ của bãi rác và chất thải rắn. Con người có thể tận dụng các nguồn tài nguyên hữu cơ để tái tạo thành năng lượng sinh học phục vụ cuộc sống.
- Phát triển kinh tế khu vực: Năng lượng sinh khối tạo ra công ăn việc làm, đảm bảo nguồn cung năng lượng cho mỗi quốc gia, từ đó giúp thúc đẩy nền kinh tế địa phương, đặc biệt là ở các vùng nông thôn.
- Việc khai thác năng lượng sinh khối an toàn, đơn giản mà không yêu cầu kỹ thuật tiên tiến.
5. Nhược điểm của năng lượng sinh khối
Tuy năng lượng sinh khối có nhiều ưu điểm nổi bật kể trên, nhưng nó còn tồn tại một số nhược điểm cần xem xét:
- Việc sản xuất năng lượng sinh khối đòi hỏi lượng nước và gây áp lực lên tài nguyên đất đai, đặc biệt nếu các cây trồng sinh khối được sản xuất thay cho các loại cây lương thực. Điều này có thể dẫn đến mất đa dạng sinh học và giảm diện tích đất trồng.
- Năng lượng sinh khối có tính ổn định thấp hơn so với năng lượng truyền thống.
- Chi phí xây dựng và vận hành nhà máy sử dụng năng lượng sinh khối khá tốn kém so với các nhà máy sử dụng các nguồn năng lượng khác.
- Hiệu suất của quá trình sản xuất và sử dụng năng lượng sinh khối vẫn chưa đạt được mức cao nhất, từ đó hiệu quả môi trường và kinh tế của năng lượng sinh khối có thể giảm so với các nguồn năng lượng khác.
6. Tiềm năng phát triển năng lượng sinh khối
Năng lượng sinh khối là một trong những nguồn năng lượng sạch quan trọng trong tương lai. Hiện nay, năng lượng sinh khối đang chiếm 15% tổng năng lượng tiêu thụ trên thế giới. Nguồn năng lượng này còn có tỉ lệ đến 35-45% tổng năng lượng cung cấp ở các quốc gia đang phát triển. Điều này có thấy tầm quan trọng của năng lượng sinh khối trong đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia và phát triển đất nước.
Việt Nam là nước có điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm thuận lợi cho sự phát triển nguồn năng lượng này. Do đó, nguồn cung từ thực vật với quá trình sản xuất nông lâm nghiệp liên tục, nguyên liệu sinh khối luôn có sẵn. Các chất thải, phụ phẩm đều coi là rác thải tự nhiên, nếu không tái sử dụng sẽ gây ô nhiễm môi trường.
Nước ta là nước sản xuất nông nghiệp mạng với nhiều chất thải nông nghiệp như rơm rạ, trấu, vỏ cà phê, bã mía. Những nhiên liệu này chưa được tận dụng triệt để và hiệu quả, người dân chủ yếu đốt để phục vụ nhu cầu trong cuộc sống. Tiềm năng phát triển năng lượng sinh khối ở Việt Nam là không nhỏ, nhưng để có thể áp dụng hiệu quả và phát triển mạnh mẽ thì cần sự hợp tác giữa các bên liên quan gồm cả chính phủ, ngành công nghiệp và toàn thể xã hội.
Năng lượng sinh khối là năng lượng tái tạo đầy tiềm năng, có khả năng đóng góp lớn vào việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường và phụ thuộc vào các nguồn năng lượng hoá thạch.
Thông qua bài viết này, hy vọng đã giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về năng lượng sinh khối là gì, nguồn gốc, ưu nhược điểm và ứng dụng của nó trong cuộc sống. Nếu bạn còn có bất kỳ câu hỏi thắc mắc nào thì đừng chần chờ, hãy liên hệ với Alternō ngay hôm nay nhé!
English
