Tiềm năng sản xuất khí sinh học từ lá cây mùa thu để cung cấp năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính

Tiềm năng sản xuất khí sinh học từ lá cây mùa thu để cung cấp năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính

    Tiềm năng sản xuất khí sinh học từ lá cây mùa thu để cung cấp năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính
    bởi Helene Foltan, Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB)

    What to do with autumn leaves from the city?
    Trừu tượng đồ họa. Nguồn ảnh: Resources, Conservation and Recycling (2022). DOI: 10.1016/j.resconrec.2022.106598


    Sử dụng Berlin làm nghiên cứu điển hình, các nhà khoa học từ Viện Kỹ thuật Nông nghiệp và Kinh tế Sinh học Leibniz (ATB) đã so sánh việc ủ phân bón lá với việc sử dụng năng lượng của nó trong các công trình khí sinh học. Nghiên cứu chỉ ra rằng tái chế lá cây đã qua xử lý trước trong hầm khí sinh học không chỉ tạo ra điện và nhiệt mà còn giảm đáng kể lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Các kết quả đã được công bố trên tạp chí Tài nguyên, Bảo tồn và Tái chế.

    Nhờ có nhiều khu công viên và cây xanh đường phố, Berlin là một trong những thành phố xanh nhất ở châu Âu. Tuy nhiên, hàng năm vào mùa thu, các nhân viên vệ sinh của thành phố phải làm việc hết công suất, thu gom khoảng 36.000 tấn lá từ gần 5.500 km đường phố ở thủ đô. Những chiếc lá này thường được ủ, nhưng điều này có liên quan đến việc phát thải khí nhà kính đáng kể. Liên quan đến giá năng lượng tăng, câu hỏi đặt ra là liệu sinh khối được tạo ra có thể được sử dụng để sản xuất khí sinh học một cách sinh lợi hơn hay không.

    Trong một nghiên cứu so sánh, các nhà khoa học tại Viện Kỹ thuật Nông nghiệp và Kinh tế Sinh học Leibniz (ATB) đã phân tích việc ủ lá và việc sử dụng chúng để sản xuất khí sinh học, cũng tính đến việc xử lý trước lá bằng cách ví dụ: sự sắp đặt. Đối với mỗi kịch bản này, lượng phát thải khí nhà kính và tiềm năng sản xuất năng lượng được xác định bằng cách sử dụng mô hình Tác động của việc sử dụng tài nguyên sinh học (BIORIM).

    Để tính toán lượng phát thải khí nhà kính, nghiên cứu đã xem xét sự đồng hóa carbon của thực vật trong quá trình sinh trưởng (như phát thải CO2 âm dựa trên hàm lượng carbon hữu cơ cho mỗi loại lá), tỷ lệ của các loài lá khác nhau trong tổng số lượng, mật độ lá, cũng như việc sử dụng máy móc phụ thuộc vào nhiên liệu, chẳng hạn như máy thổi lá và máy quét. Phát thải từ việc sản xuất và vận hành các máy này cũng đã được tính đến.

    So sánh tổng thể cho thấy rằng các kịch bản khí sinh học hoạt động tốt hơn đáng kể về phát thải khí nhà kính với -140,1 kg CO2 tương đương / tấn lá và -167,4 kg CO2eq trên tấn lá xử lý trước, tương ứng so với ủ phân với 49,0 kg CO2eq. Quá trình lên men lá cây đã qua xử lý trước trong hầm biogas cũng dẫn đến sản lượng năng lượng cao nhất trên mỗi tấn nguyên liệu. Các biện pháp ngăn chặn sự thối rữa nhanh chóng của lá, chẳng hạn như ủ hoặc cho ăn nhanh vào bể phân hủy, dẫn đến lượng khí thải ròng thấp hơn và năng suất năng lượng cao hơn.

    Khí sinh học được sản xuất từ ​​lá cây, tương tự như khí sinh học đã được sản xuất từ ​​chất thải sinh học gia đình, có thể được sử dụng để tạo ra điện và nhiệt trong các nhà máy nhiệt và điện kết hợp hoặc được đưa vào các mạng lưới khí đốt địa phương để thay thế khí đốt tự nhiên hóa thạch: Khoảng 7,5 tấn lá cây đã qua xử lý trước có thể bao gồm mức tiêu thụ điện trung bình hàng năm của một người.

    "Tán lá làm nguyên liệu thô để sản xuất khí sinh học có thể góp phần cung cấp năng lượng ở một mức độ nào đó cho các khu vực đô thị. Do có nhiều không gian xanh và cây xanh đường phố, Berlin nói riêng có một trong những tiềm năng sử dụng sinh khối cho năng lượng cao nhất ở châu Âu". Tiến sĩ Ulrich Kreidenweis, người đứng đầu nhóm làm việc về Mô hình Hệ thống Kinh tế Sinh học tại ATB và là đồng tác giả của nghiên cứu.

    "Liệu việc sử dụng phân lá từ các khu vực đô thị để sản xuất khí sinh học có mang lại hiệu quả kinh tế hay không sẽ phải được làm rõ trong các đánh giá kịch bản tiếp theo. Ví dụ, việc sửa đổi các công trình khí sinh học đối với các yêu cầu đối với quá trình lên men lá có thể tốn đáng kể chi phí", Kreidenweis giải thích.

    Zalo
    Hotline