Năng lượng sinh khối là gì? Phân loại, ưu nhược điểm và ứng dụng quan trọng

Meraki Center

Năng lượng sinh khối hiện chiếm vị trí lớn thứ 4 trên thế giới sau thủy điện, gió và mặt trời. Đây là nguồn năng lượng tái tạo phổ biến được sử dụng rộng rãi hiện nay. Hãy cùng tìm hiểu thêm về loại năng lượng này

1. Năng lượng sinh khối là gì?

Năng lượng sinh khối là loại năng lượng được sản xuất từ ​​nguồn tài nguyên sinh học, chủ yếu từ rừng, cây trồng hoặc chất thải hữu cơ. Quá trình sản xuất năng lượng từ sinh khối thường bao gồm việc đốt hoặc phân hủy các vật liệu hữu cơ như gỗ, bã mía, bã cỏ hoặc bã ngô, từ đó tạo ra nhiệt và điện.

Năng lượng sinh khối thường được coi là nguồn năng lượng tái tạo vì tài nguyên sinh học có thể tái tạo trong thời gian ngắn so với năng lượng từ các nguồn hóa thạch như than hoặc dầu. Điều này giúp giảm lượng khí thải carbon dioxide vào môi trường so với việc sử dụng năng lượng từ nguồn hóa thạch, giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến biến đổi khí hậu.

Nguồn năng lượng sinh khối

2. Các loại năng lượng sinh khối

2.1. Năng lượng điện sinh khối

Loại năng lượng này được tạo ra bằng cách đốt hoặc chuyển đổi sinh học các nguyên liệu thô như gỗ, bã mía, bã cây trồng, bã cỏ hoặc bã ngô. Năng lượng nhiệt từ quá trình này được sử dụng để sản xuất điện thông qua hệ thống tua-bin và máy phát điện.

2.2. Ethanol và Diesel sinh học

Ethanol là một loại nhiên liệu sinh học được sản xuất từ ​​nguyên liệu thô như bã mía, bã ngô hoặc các loại cây trồng khác. Diesel sinh học là một loại nhiên liệu sinh học được sản xuất từ ​​các loại dầu thực vật như dầu cọ, dầu hạt cải, dầu đậu nành. Cả hai loại đều được sử dụng làm nhiên liệu cho xe cộ hoặc máy móc.

2.3. khí sinh học

Khí sinh học là một loại khí sinh học được tạo ra thông qua quá trình phân hủy sinh học các chất thải hữu cơ như phân bò, cặn bã từ các nhà máy chế biến thực phẩm hoặc cặn bã từ các trang trại. Khí sinh học có thể được đốt để tạo ra nhiệt hoặc dùng làm nhiên liệu cho các thiết bị sưởi ấm hoặc nấu ăn.

2.4. Sinh học nhiệt

Nhiệt sinh học là quá trình sử dụng nhiệt sinh ra từ việc đốt các vật liệu sinh học như gỗ, bã mía hoặc bã cây trồng để tạo ra nhiệt, nhiệt hoặc nước nóng cho các ứng dụng trong gia đình hoặc công nghiệp.

2.5. Khí từ chất thải

Quá trình phân hủy sinh học chất thải hữu cơ trong môi trường có lượng oxy thấp có thể tạo ra khí metan, thành phần chính của khí sinh học. Khí mê-tan này có thể được thu thập và sử dụng để sản xuất nhiệt, điện hoặc làm nhiên liệu cho xe cộ.

Các dạng năng lượng

3. Ưu điểm của năng lượng sinh khối

Tái tạo và bền vững

Năng lượng sinh khối sử dụng các nguồn tài nguyên sinh học như cây trồng, gỗ, bã mía hoặc chất thải hữu cơ có khả năng tái tạo nhanh chóng, giúp duy trì nguồn cung cấp liên tục.

Giảm thiểu lượng khí thải

Sử dụng năng lượng sinh khối giúp giảm phát thải khí nhà kính. Quá trình sản xuất và sử dụng năng lượng từ sinh khối không làm tăng lượng khí nhà kính thải ra môi trường, giúp giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống và giảm tác động đến biến đổi khí hậu.

Giảm chất thải

Khai thác và sử dụng năng lượng sinh khối giúp giảm thiểu sự tích tụ chất thải rắn và bãi chôn lấp, bằng cách sử dụng vật liệu hữu cơ thay vì thải ra môi trường.

Đa dạng hóa nguồn năng lượng

Sử dụng năng lượng sinh khối tạo ra sự đa dạng trong nguồn cung cấp năng lượng, giúp giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch và tăng tính an toàn, ổn định trong nguồn cung cấp năng lượng.

Phát triển kinh tế địa phương

Việc khai thác và sử dụng năng lượng sinh khối tạo việc làm và kích thích phát triển kinh tế ở nông thôn và địa phương.

Quá trình chuyển hóa năng lượng sinh khối thành năng lượng sản xuất

4. Nhược điểm của năng lượng sinh khối

Tác động đến môi trường

Việc sản xuất và sử dụng năng lượng sinh khối vẫn gây ra một số tác động tới môi trường như khói, bụi và các chất độc hại thải ra khi đốt các vật liệu hữu cơ. Điều này có thể gây ô nhiễm không khí và gây hại cho sức khỏe con người và hệ sinh thái.

Sử dụng đất

Sử dụng đất để trồng trọt và sản xuất năng lượng sinh khối có thể cạnh tranh với việc sử dụng đất cho các mục đích khác như trồng lương thực hoặc bảo vệ môi trường tự nhiên. Điều này có thể gây ra tranh chấp sử dụng đất và làm giảm đa dạng sinh học.

Tiêu thụ nước

Sản xuất năng lượng sinh khối có thể cần một lượng lớn nước, đặc biệt là trong tưới tiêu cây trồng hoặc trong các quy trình sản xuất nhiên liệu sinh học như ethanol. Tiêu thụ nước có thể gây ra vấn đề cấp nước ở những khu vực có nguồn nước khan hiếm.

Khả năng cạnh tranh với nguồn thức ăn

Việc sử dụng đất và tài nguyên để sản xuất năng lượng sinh khối có thể cạnh tranh với việc sử dụng chúng để sản xuất lương thực. Điều này có thể gây căng thẳng về nguồn cung cấp thực phẩm và năng lượng cho dân số ngày càng tăng.

Hiệu suất không cao

Mặc dù năng lượng sinh khối có thể là nguồn năng lượng tái tạo nhưng hiệu quả của quá trình sản xuất và sử dụng vẫn chưa đạt mức cao nhất. Điều này có thể làm giảm hiệu quả kinh tế và môi trường của năng lượng sinh khối so với các nguồn năng lượng khác.

5. Ứng dụng năng lượng sinh khối

5.1. Trong lĩnh vực sản xuất điện

Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của năng lượng sinh khối là sử dụng nó trong sản xuất điện. Cụ thể, các nhà máy điện thường sử dụng nguyên liệu từ năng lượng sinh khối để đốt cháy và tạo ra hơi nước, từ đó vận hành tua-bin và phát điện. Điều này không chỉ giúp giảm sự phụ thuộc vào than và dầu – hai nguồn năng lượng chính gây ô nhiễm – mà còn khai thác được nguồn năng lượng tái tạo từ phụ phẩm của sản xuất nông, lâm nghiệp.

5.2. Trong lĩnh vực công nghiệp hóa chất

Năng lượng sinh khối cũng là nguồn năng lượng phổ biến và được sử dụng rộng rãi. Các dẫn xuất sinh khối, chẳng hạn như ethanol và dầu diesel sinh học, có thể được sử dụng như một nguồn thay thế tiềm năng cho xăng hoặc dầu diesel. Việc làm này không chỉ giúp giảm lượng khí thải carbon mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển bền vững của ngành hóa chất.

5.3. Trong lĩnh vực nông nghiệp

Sử dụng phân bón dựa trên sinh khối, chẳng hạn như phân trộn từ chất thải hữu cơ, có thể cung cấp chất dinh dưỡng cho đất và tăng năng suất cây trồng. Ngoài ra, quá trình phân hủy sinh khối còn tạo ra khí sinh học, nguồn năng lượng tái tạo có thể ứng dụng cho nhiều mục đích khác nhau.

Năng lượng sinh khối không chỉ là nguồn năng lượng tiềm năng mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng cuộc sống. Nhận thức và sự quan tâm của chúng ta đối với nguồn năng lượng này sẽ tạo ra những thay đổi tích cực trong ngành năng lượng. Tiếp tục nghiên cứu, phát triển và ứng dụng các công nghệ tiên tiến sẽ giúp nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất năng lượng, từ đó đưa sinh khối trở thành một trong những nguồn năng lượng quan trọng của tương lai.