Rác thải, nguồn điện lớn: Biến chất thải thành năng lượng

Rác thải, nguồn điện lớn: Biến chất thải thành năng lượng

    [Vui lòng đăng ký trang Youtube của Pacific Group tại

    https://www.youtube.com/channel/UCAxje1GxiUpZD6MEcR0f5Jg/videos

    Chúng tôi có các buổi chia sẻ về kinh doanh thực tế hàng tuần]

    Waste not, want watts – turning waste into energy

    Rác thải, nguồn điện lớn: Biến chất thải thành năng lượng
    của Anthony King, Horizon: Tạp chí Nghiên cứu & Đổi mới của EU

    Nhìn từ trên không về nhà máy khí sinh học và trang trại ở Czechia. Năng lượng từ sinh khối sẽ bổ sung cho năng lượng tái tạo khi chúng ta chuyển đổi sang hệ thống năng lượng xanh hơn. Ảnh: © Kletr, Shutterstock


    Cuộc đua đang diễn ra để tái sử dụng chất thải làm năng lượng theo cách hiệu quả nhất có thể. Nhiệt và công suất kết hợp là một ý tưởng cũ để tiết kiệm nhiên liệu với yêu cầu mới là cắt giảm lượng khí thải. Các lò cải tiến dựa trên hệ thống nhiên liệu sinh học sẽ tạo ra nhiệt và điện từ các vật liệu phế thải với hiệu suất gần như hoàn toàn và lượng khí thải rất thấp.


    Câu thần chú cũ về không lãng phí, không muốn, dành cho năng lượng cũng như thức ăn. Chúng ta càng lãng phí ít năng lượng thì lượng khí thải carbon của chúng ta càng thấp.

    Có thể ngạc nhiên khi biết rằng khoảng một nửa tổng năng lượng bị lãng phí theo các cách thông thường là sản xuất nhiệt và điện từ nhiên liệu hóa thạch. Nhưng có một cách khác để tạo ra cả năng lượng điện và nhiệt trong cái được gọi là "nhiệt và điện kết hợp" (CHP), hay đồng phát. Ngoài việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, nó còn mở ra cánh cửa để đưa nhiều năng lượng sinh học từ vật liệu thải vào hỗn hợp năng lượng. Loại vật liệu này thường không được coi là tài nguyên nhưng nó có tiềm năng đáng kể.

    Chuyển động sinh khối

    Martin Stroleny tại Greenovate Europe, một mạng lưới có trụ sở tại Brussels, cho biết: “Đây là một cách để sản xuất nhiệt và điện cùng một lúc. "Nó có thể tiết kiệm đến 40% năng lượng so với các hệ thống chỉ sử dụng điện thông thường." Ông là một phần của dự án do EU tài trợ có tên SmartCHP, đang thiết kế một động cơ mới có thể biến sinh khối thành nhiệt và điện.

    Công việc liên quan đến việc sửa đổi một động cơ diesel để nó có thể xử lý dầu sinh học, thay vì dầu diesel. Các nhà khoa học và kỹ sư của dự án đã nghiên cứu các đai ốc và bu lông của máy trong hai năm qua.

    Ý tưởng đầu tiên là sử dụng một chiếc máy (nhà máy nhiệt phân nhanh) có thể biến chất thải hữu cơ như hạt ô liu, cũng như thức ăn thừa của nông nghiệp và lâm nghiệp, thành dầu sinh học. Dầu sinh học màu xanh lục sau đó có thể được chuyển xuống một trong hai con đường. Dầu có thể được đưa vào động cơ diesel đã được cải tiến để tạo ra điện, hoặc, nếu cần nhiệt, vào lò hơi đốt khí thải.

    Stroleny giải thích: “Chúng ta có thể tạo ra nhiệt và điện cùng một lúc, và hệ thống này rất năng động”. Điều này có nghĩa là việc sản sinh nhiệt có thể được tăng lên vào một ngày mùa đông lạnh giá, nhưng sau đó được giảm xuống trong những ngày hè ấm áp hơn. Nó cũng là một giải pháp tuyệt vời để cân bằng lưới năng lượng và bổ sung cho các năng lượng tái tạo có thể thay đổi được như năng lượng mặt trời hoặc gió.


     
    Động cơ mà dự án đang thiết kế sẽ phù hợp để cung cấp nhiệt và năng lượng cho các khách sạn, bệnh viện, trường học và thậm chí một số tòa nhà công nghiệp. Stroleny nói: “Chúng tôi có thể giúp họ giảm chi phí năng lượng và sưởi ấm, cũng như cải thiện hiệu quả năng lượng tổng thể và giảm phát thải khí nhà kính.

    Nhiên liệu sinh học đầu tiên

    Trong vài tháng qua, nhóm nghiên cứu đã đạt được thành công đáng kể khi tập hợp đơn vị CHP của mình trong một phòng thí nghiệm và chạy nó bằng dầu sinh học trong 500 giờ. “Đây thực sự là lần đầu tiên trên thế giới,” Stroleny nói. "Lần đầu tiên ai đó quản lý để chạy một đơn vị CHP bằng nhiên liệu sinh học trong một khoảng thời gian dài như vậy."

    Hiện tại, các bộ phận khác nhau của máy như động cơ diesel, lò hơi khí thải và bộ điều khiển thông minh đang được phát triển và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Dự án vẫn đang nghiên cứu cách tốt nhất để kết hợp tất cả lại với nhau và làm cho đơn vị CHP hoạt động hiệu quả nhất có thể. Thử nghiệm toàn quy mô có thể sẽ diễn ra vào năm 2023.

    Nó cũng sẽ đánh giá các nguyên liệu sinh học khác nhau để đưa vào máy, chẳng hạn như hạt ô liu từ Hy Lạp, cây miscanthus từ Croatia hoặc chất thải lâm nghiệp từ Thụy Điển. SmartCHP đang thực hiện đánh giá thị trường ở các quốc gia khác nhau, để hỗ trợ thương mại hóa các loại máy mới này.

    CHP tạo ra điện và nhiệt tại chính khu vực trường học hoặc bệnh viện. Điều này làm cho nó đặc biệt thích hợp để sưởi ấm và cấp điện cho các tòa nhà ở những vị trí xa xôi hoặc thậm chí ở những nơi không được kết nối với lưới điện, chẳng hạn như các hòn đảo.

    Rực rỡ phía trước

    BLAZE là một dự án châu Âu khác đang nỗ lực phát triển các công nghệ linh hoạt và hiệu quả hơn để trả lại sinh khối còn sót lại dưới dạng các dịch vụ điện và nhiệt kết hợp. Các kỹ sư ở đây đang phát triển các hệ thống CHP có khả năng chuyển đổi chất thải công nghiệp, thực phẩm hoặc gỗ và sinh khối khác thành năng lượng.

    Quá trình này tạo ra khí để làm nhiên liệu, nhưng khí này không được đốt cháy trong động cơ hoặc tuabin khí. Thay vào đó, khí được đưa vào pin nhiên liệu, một thiết bị giống như pin, có chức năng chuyển hóa chất trong khí thành điện và nhiệt. Sau đó, hệ thống cung cấp điện vào lưới điện, để giúp cân bằng tải và có thể bù đắp sự thiếu hụt nếu đầu vào từ năng lượng gió hoặc năng lượng mặt trời giảm dần.

    Giáo sư Enrico Bocci tại Đại học Guglielmo Marconi, người đứng đầu dự án BLAZE, cho biết: “Thách thức là làm thế nào để chuyển đổi chất thải sinh khối một cách hiệu quả, không phát thải và với chi phí thấp. Sau 

    năm nay, máy CHP sẽ được đưa vào hoạt động. Hy vọng là hiệu suất điện gần 50% và hiệu suất CHP tổng thể là 90% — nghĩa là 50% năng lượng có sẵn từ nhiên liệu được chuyển thành điện có thể sử dụng và 40% thành sưởi ấm.

    Hiệu quả gấp đôi

    Hệ thống sẽ tiếp nhận tất cả các loại chất thải, có thể tạo ra hắc ín, các hạt, các hợp chất lưu huỳnh và clo có thể gây trở ngại cho thiết bị. Để tránh những vấn đề như vậy, nó sẽ biến chất thải thành khí ở khoảng 800 ° C và xử lý, trước khi cấp khí vào pin nhiên liệu, chuyển nhiên liệu cùng với oxy thành điện và nhiệt ở nhiệt độ khoảng 700 ° C, với lượng khí thải rất thấp. Khí cũng có thể chảy vào đầu đốt để tạo ra nhiều nhiệt hơn.

    Bocci cho biết một nhà máy điện thí điểm sẽ được lắp ráp tại Ý vào cuối năm nay và thử nghiệm đến tháng 5 năm 2023. "Chúng tôi sẽ đạt được gấp đôi hiệu suất điện của các nhà máy CHP sinh khối không phát thải từ chương trình thử nghiệm của chúng tôi".

    Ông nói thêm: “Khi giá năng lượng tăng lên, mọi người và các công ty sẽ tìm kiếm các giải pháp thay thế cho nhiên liệu hóa thạch. Ngoài ra còn có nhu cầu cấp bách để giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch vì các lý do địa chính trị và khí hậu. Nhưng không thể thay thế nhiên liệu hóa thạch chỉ bằng điện tái tạo từ năng lượng mặt trời và gió, Bocci nói, và chừng nào còn sự sống thì sẽ có sinh khối.

    BLAZE là một minh chứng đầu tiên về công nghệ này có thể chuyển đổi sinh khối còn sót lại một cách hiệu quả và ít phát thải và chi phí.

    Chúng ta vẫn chưa đến đó, nhưng các nhà nghiên cứu và kỹ sư ở Châu Âu đang tiến tới ngày của nhiệt và điện kết hợp tối ưu. Nó sẽ cung cấp nhiều lợi ích.

    Bocci nói: “Sẽ đến lúc bạn có thể lấy chất thải sinh khối của mình và đưa vào một lò phản ứng nhỏ, chi phí thấp và tạo ra điện, nhiệt và hóa chất mà không có khí thải.

    Zalo
    Hotline