Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology ...(Training on "On-Grid Applications of Biomass, Biogas and Waste-to-Energy Power Plants for " in HN on December 10-12, 2013)
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
1. HTW –UT/RE
Ứng dụng Điện nối lưới
của Năng lượng Sinh khối, Khí sinh học và Rác thải cho Việt Nam
Khóa đào tạo ngắn hạn
Hà Nội ngày 10-11 tháng 12
(Mirko Barz)
HTW –UT/RE
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 1
On-Grid Applications of Biomass, Biogas and Waste-to-Energy
Power Plants for Vietnam
Short Term Training Seminar
December 10th – 11th, 2013, Hanoi
(Mirko Barz)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 2
1
2. HTW –UT/RE
Module II
Đánh giá những tập quán quốc tế tốt liên quan đến lĩnh vực công nghệ
năng lượng Sinh khối gắn với các tiềm năng/những hạn chế trong việc
chuyển giao công nghệ cho Việt Nam ( 180 phút)
Nội dung
Tổng quan tiềm năng năng lượng tái tạo
- Phân loại nguyên liệu sinh khối và những ví dụ
- Năng lượng sinh khối nối lưới điện hơn cả năng lượng - những phương
pháp chuyển hóa
- Nhiên liệu sinh khối- một phương cách thay thế dài hạn cho nhiệt năng
và năng lượng
- Gỗ là nguồn năng lượng
- Chất thải nông nghiệp là nguồn năng lượng
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 3
HTW –UT/RE
Module II
Assessment of international good practices in the fields of biomass energy
technology with regard to potentials/limitations for technology transfer to
Vietnam (180 minutes)
Content:
-
General overview RE potentials
Classification of Biomass fuels and examples
Biomass on grid is more than power – conversion pathways
Biomass fuels – a long term alternative for heat and power
Wood as Energy source
Agricultural Residues as Energy Source
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 4
2
3. Tiềm năng năng lượng sinh khối
HTW –UT/RE
Tính có sẵn tự nhiên của năng lượng tái tạo
Bức xạ của mặt trời =99.97% của năng lương trên trái đất
Nguồn: tập bài giảng của Bill Dupre.Peter Copeland
Mặt sau của khối lập phương: sự sẵn có tự nhiên của năng lượng tái tạo là vô cùng lớn.
Mặt trước của khối lập phương:năng lượng có sẵn về mặt kỹ thuật được thể hiện dưới dạng: điện năng,
nhiệt năng và năng lượng hóa chất Vượt quá nhu cầu năng lương hiện nay( khối lập phương màu xám
bên trái) một trong sáu nhân tố.
Source: BMU
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 5
Biomass Potentials
HTW –UT/RE
Natural Availability of renewable Energy
Solar radiation= 99.97% of energy on Earth
Source: Lecture Slides prepared by Bill Dupré • Peter Copeland
Rear cubes: The natural availability of renewable energy is extraordinarily large.
Front cubes: The technically available energy in the form of electricity, heat, and chemical energy
carriers exceeds the present-day energy demand (grey cube, left) by a factor of six.
Source: BMU
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 6
3
4. HTW –UT/RE
Tiềm năng năng lượng sinh học
Vấn đề:
Băn khoăn về sự khác biệt thông tin/con số trong các tài liệu và các báo cáo
nghiên cứu.
Lý do >định nghĩa không rõ ràng về tiềm năng
Những thuật ngữ chung:
• Tiềm năng về lý thuyết
• Tiềm năng về kỹ thuật
• Tiềm năng kinh tế khả dụng
•Các thuật ngữ khác: tiềm năng tương thích môi trường
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 7
Bioenergy Potentials
HTW –UT/RE
Problem:
confusion of different information/numbers in literature and research reports
Reason
unclear definition of potentials
Common terms:
• theoretical potential
• technical potential
• economic useable potential
• other terms: environmentally compatibily potentials
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 8
4
5. Năng lượng sinh khối-nguồn năng lượng tái tạo quan trọng nhất
Nguồn / Tiềm năng
HTW –UT/RE
Định nghĩa tiềm năng
Tiềm năng lý thuyết
Tiềm năng kỹ thuật
Một phần của tiềm năng lý thuyết, công nghệ ứng dụng
cho phần này đã có sẵn
Sẽ tăng khi trình độ khoa học phát triển hơn
Tiềm năng khả dụng
Tiềm năng khả dụng
kinh tế
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 9
Biomass - the most important Renewable Energy Source
Resources/Potentials
HTW –UT/RE
Definition Potentiale
Theoretical Potential
Technical Potential
Part of the theoretical potential, technologies to use this
part are available.
Will increase if the state of the art is more developed
Economic usable
Potential
Usable Potential
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 10
5
6. HTW –UT/RE
Tiềm năng toàn cầu của năng lượng sinh học
Vô nghĩa!
Hãy cẩn thận nếu bạn sử dụng
thông tin từ internet!
http://www.aboutbioenergy.info/implementation_resource.html
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 11
HTW –UT/RE
Global Potential of Bioenergy
Rank Nonsense!
Be careful if you use Information
from Internet!
http://www.aboutbioenergy.info/implementation_resource.html
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 12
6
7. Tiềm năng toàn cầu của năng lượng sinh học
HTW –UT/RE
Tiềm năng kỹ thuật và việc sử dụng sinh khối như % của việc tiêu thụ năng lượng(PEC) từ nhiên liệu hóa
thạch+ thủy điện (dựa trên số liệu từ Kaltschmitt 2001)
Sử dụng năng lượng sinh học và tiềm
năng (%) của PEC
?
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 13
HTW –UT/RE
Global Potential of Bioenergy
?
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 14
7
8. HTW –UT/RE
Nguồn/Tiềm năng
Tiềm năng toàn cầu của năng lượng sinh học
Tiềm năng năng lượng sinh học hàng năm
(lý thuyết) khoảng 2900 EJ.
Các nhà khoa học cho rằng, 270 EJ (tiềm
năng khả dụng kinh tế) được xem là có sẵn
trên cơ sở bên vững và với giá cả cạnh
tranh.
Xấp xỉ 55% nhu cầu năng lượng ngày nay của thế giới khoảng 500 EJ/a có thể được tạo ra từ
năng lượng sinh khối.
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 15
HTW –UT/RE
Resources/Potentials
Global Potential of Bioenergy
• The annual (theoretical) bio-energy
potential is about 2900 EJ.
• Scientists say, about 270 EJ
(economic useable potential) could be
considered available on a sustainable
basis and at competitive prices.
Approx. 55% of the present world energy demand of roughly 500 EJ/a could be generated by Biomass
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 16
8
9. HTW –UT/RE
Tiềm năng sinh khối bền vững năm 2050( 200-500EJ/năm).tiềm năng sinh khối bền vững bao gồm (i) phế
liệu từ nông nghiệp và lâm nghiệp(~100EJ); (II) thặng dư từ sản xuất lâm nghiệp-mức tăng trưởng thuần
hàng năm trừ đi mùa thua hoạch hiện tại.(~80);(III) cây trồng năng lượng, trừ đi diện tích đất bạc màu vừa
và/hoặc khan hiếm nước vừa (~120); (IV) cây trồng năng lượng ở thêm ở diện tích đất bạc màu vừa và
/hoặc khan hiếm nước vừa (~70) và (V) tiềm năng tăng thêm khi năng suất nông nghiệp tăng nhanh hơn
xu hướng lịch sử theo đó sẽ sản xuất nhiều lương thực hơn trên một diện tích đất như nhau (~140EJ)
Exemplary Projection of IEA
HTW –UT/RE
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 17
Exemplary Projection of IEA
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 18
9
10. Phân loại nhiên liệu năng lượng sinh khối
HTW –UT/RE
Có thể có nhiều cách phân loại, ví dụ
Theo nguồn gốc
- rừng
- nông nghiêp
- Hệ thủy sinh
Theo trạng thái
- rắn
- lỏng
- Thể khí
Theo cấu tạo
- gỗ
- Cuống
- Chất hải hữu cơ
- ……
Các dạng phân
Loại khác
- Nhà máy điện
- …..
Phân loại đơn giản
Sinh khối thể rắn
Sinh khối gỗ
Sinh khối không phải gỗ
Sinh khối khác
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 19
Classification of Biomass fuels
HTW –UT/RE
Different classifications of Biomass possible, e.g.
According origin
- forest
- agriculture
- aquatic systems
According state
- solid
- liquid
- gaseous biomass
According constituents
- wood
- stalk
- organic waste
- ……
Other classif.
Possible
- energy plants
- …..
Simple classification
Solid biomass
Woody biomass
Non-woody biomass
Other biomass
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 20
10
11. HTW –UT/RE
HTW –UT/RE
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 21
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 22
11
12. HTW –UT/RE
Ví dụ nhiên liệu sinh khối ,Nhiên liệu sinh khối gỗ
• Nhiên liệu sinh học quan trọng nhất tất nhiên là gỗ và những phần gỗ còn lại
được tích trữ trong rừng, nhà máy gỗ hoặc như gỗ cũ
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 23
Examples for Biomass Fuels
HTW –UT/RE
Woody Biomass fuels
• Included among the most important biogenic fuels are of course wood and
leftover timber accumulating from forestry, in sawmills or as old timber.
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 24
12
13. Ví dụ nhiên liệu sinh khối
HTW –UT/RE
Những cây phát triển nhanh như cây poplars và Willow, có thể được trồng theo
khu vực cây ngắn ngày và có thể thu hoạch được trong vòng vài năm
Cây tăng trưởng nhanh ngắn ngày có thể đạt mức sản xuất sinh khối lên
đến 15t/(ha* năm)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 25
Examples for Biomass Fuels
HTW –UT/RE
Fast-growing trees, e.g. poplars and willows, can be planted in so-called
short-turnaround plantations and be harvested within a few years.
Fast growing trees at short rotation plantations can reach a biomass
production rate of up to 15 t/(ha * year)!!!
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 26
13
14. Ví dụ về nhiên liệu sinh khối
HTW –UT/RE
sậy và các loại cỏ thực vật khác như cỏ voi miscanthus là những nguyên
liệu thô tái sinh có tiềm năng cho năng suất cao.
Sậy có thể đạt sản lượng sinh khối mức 10-12 t(ha*năm), cỏ Napier
có thể đạt 60-70 tdm/ha( năng suất cao là 71 tdm/ha được ghi nhận cho Thái Lan)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 27
HTW –UT/RE
Examples for Biomass Fuels
Reed and other grass-like plants as e.g. miscanthus are potentially very
high-yield regenerative raw materials,
Reed can reach an annual biomass production rate of 10 – 12 t/(ha*year)
Napier grass can reach up to 60 -70 tdm/ha (high yields of 71 tdm/ha are reported
for Thailand)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 28
14
15. Ví dụ về nhiên liệu sinh khối
HTW –UT/RE
Phế thải nông nghiệp như rơm rạ cũng như các loại cây có hạt đặc biệt như
cây Wheat rye hybrid tricicale cũng rất phù hợp cho sản xuất năng lượng
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 29
HTW –UT/RE
Examples for Biomass Fuels
Agricultural residues such as straw, as well as special grain plants like e.g.
the wheat-rye hybrid triticale, are also suitable for producing energy.
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 30
15
16. Ví dụ về nhiên liệu sinh khối
HTW –UT/RE
Cây thực vật chứa đường và tinh bột như ngô, mía, củ cải đường, sắn..vv có thể
dùng sản xuất Ethanol sinh học
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 31
Examples for Biomass Fuels
HTW –UT/RE
Plants which contain sugar and starch, like maize and sugar cane, sugar beets,
cassava etc. can be used for making bio ethanol.
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 32
16
17. Ví dụ về nhiên liệu sinh khối
HTW –UT/RE
Cũng là các nguồn sinh khối cho năng lượng bao gồm những cây thực vật chứa dầu
sẽ được ép và quá trình cô lập , có thể chuyển thành chất mang năng lượng dạng
lỏng
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 33
Examples for Biomass Fuels
HTW –UT/RE
Also included as biomass sources for energy are those oil-containing plants which, by
pressing and subsequent processing, can be converted into liquid energy carriers.
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 34
17
18. HTW –UT/RE
Ví dụ về nhiên liệu sinh khối
Chất thải hữu cơ cũng là những nguồn năng lượng phù hợp
- phân lỏng
- rác sinh học
- rác cặn
- rác thải đô thị và
- thức ăn thừa
Chúng có thể được chuyển hóa thành khí sinh học
Thậm chí chôn lấp để sinh khí sinh học cũng có thể sử dụng
Haase Container- CHP plant
10 MW in Seoul (Corea)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 35
HTW –UT/RE
Examples for Biomass Fuels
Organic leftovers are also suitable energy sources.
- liquid manure,
- bio-waste,
- sewage sludge,
- municipal sew age and
- food leftovers
They can be converted into biogas.
Even landfills release biogas which can also be utilized.
Haase Container- CHP plant
10 MW in Seoul (Corea)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 36
18
19. Sinh khối nối lưới thì hơn cả năng lượng!!!
HTW –UT/RE
Phương pháp chuyển hóa sinh khối và chuyển vào hệ thống logistic năng lượng
hiện hữu.
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 37
Biomass on grid is more than power!!!
HTW –UT/RE
Biomass conversion Pathways and transfer into the existing energy logistic systems
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 38
19
20. Ứng dụng nối lưới cho sinh khối =hơn cả năng lượng
HTW –UT/RE
Vì sao sinh khối nối lưới hơn cả năng lượng?
Khía cạnh:
Sinh khối có thể cung cấp nhiều dạng
năng lượng( nhiệt năng, điện năng và nhiên liệu vận chuyển
Năng lượng được cung cấp từ sinh khối thông qua công nghệ chuyển đổi khác nhau
có thể dễ dàng đưa vào nguồn cung năng lượng
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 39
On grid Applications for Biomass = more than power!!!
HTW –UT/RE
Why is Biomass on grid more than power?
Aspect:
Biomass can provide various forms of Energy
(heat, electricity and transport fuels)
The Energy, provided from Biomass through the different conversion technologies can be easily feed
into the existing energy supply pathways
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 40
20
21. HTW –UT/RE
Ứng dụng nối lưới cho sinh khối =hơn cả năng lượng
Khía cạnh:
Chuyển nhiên liệu sinh khối rắn thành nhiên liệu năng lượng sinh học (thứ cấp) dạng lỏng
và / hoặc thể khí.
Nhiên liệu sinh học lỏng/khí phù hợp cho nhiều mục tiêu sử dụng.
- vận hành nhà máy CHP với hiệu suất cao gần người tiêu dùng nhiệt và năng lượng.
- sử dụng trong các ứng dụng, phù hợp cho điều chỉnh tải nhanh( động cơ, tuốc bin khí)
- thay thế nhiên liệu hóa thạch trong ngành vận tải
- tăng tính linh hoạt của việc sử dụng sinh khối
- …………………
Ngoài ra: Khả năng tích trữ cao sẵn có
Ví dụ
Lưới điện của Đức vận chuyển khoảng 620TWh/a( tiêu thụ của Đức 2010 =604 TWh) và
có khả năng tích trữ 0,04 TWh.
Lưới khí tự nhiên của Đức vận chuyển xấp xỉ 1000 TWh/năm và có khả năng tích
200 TWh.
Khí tích trữ từ khí tự nhiên có thể được sử dụng với tính linh hoạt cao.
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 41
HTW –UT/RE
On grid Applications for Biomass = more than power!!!
Aspect:
Conversion of solid Biomass fuels into liquid and/or gaseous (secondary)
Bioenergy fuels
Liquid/gaseous Biofuels are suitable for multi purpose uses
- operation of CHP plants with high efficiency close to consumers of heat and power
- use in applications, suitable for fast load adjustments (engines, gas turbines)
- substitution of fossil fuels in the transportation sector
- increase of the flexibility of the biomass use
- …………………
Additional Aspects:
- High storage capacities available!
Example:
The German Power grid transport approximately 620 TWh/a (consumption Germany 2010 = 604 TWh)
and has a storage capacity of 0,04 TWh.
The German Natural Gas grid transports approx. 1000 TWh/year and has a storage capacity of
200 TWh.
Stored gas from the natural gas grid can be used with high flexibility.
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 42
21
22. HTW –UT/RE
Nhiên liệu sinh khối –giải pháp thay thế dài hạn cho nhiệt năng và
điện năng
HTW –UT/RE
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 43
BIOMASS FUELS – A LONG-TERM ALTERNATIVE FOR HEAT AND ELECTRICITY
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 44
22
23. HTW –UT/RE
Sinh khối như một nguồn năng lượng- cách thức
chuyển đổi
Sinh khối
Phế thải sinh học
Gỗ /thực vật năng lượng
Sản phẩm phụ
Chất thải hữu cơ
Thu hoạch, vận chuyển, sơ chế, lưu kho
chuyển đổi nhiệt hóa
Đốt nhiệt
Khí hóa
chuyển đổi sinh hóa
Nhiệt phân
Quá trình lên
men
chuyển đổi lý hóa
Quá trình
Yếm khí
nén
Chiết xuất
Este hoá
Nhiên liệu rắn/lỏng/khí
Đốt nhiệt
nhiệt năng
điện năng
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 45
HTW –UT/RE
Biomass as source for energy – conversion routes
Biomass
Energy crops/timber
Biogeneous residues
By-products
Organic waste
Harvesting/Collecting, Transportation, Preparation, Storage
thermo-chemical
conversion
combustion gasification
bio-chemical
conversion
pyrolysis
alcohol
biogas
fermentation fermentation
physical-chemical
conversion
compacting
extraction esterification
solid/ liquid/gaseous fuels
combustion
thermal energy
electric energy
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 46
23
24. HTW –UT/RE
Các nguồn sinh khối gỗ
Ở nhiều vùng sinh khối gỗ là nguồn năng lượng tái tạo lớn nhất được sử dụng ngày nay!
Lý do
- Rất sẵn( đặc biệt ở vùng có nhiều rừng)
- Đặc tính nhiên liệu tuyệt vời( giá trị calo cao, ít tro, ít thành phần không mong muốn.
feedstock
HHV volatile
in
in %
MJ/kg
ash
in %
ultimate analysis (mf)
in %
C
H
N
O
S
fossil fuels
hard coal
31,8
38,8
6,3
79,4 5,1
1,5
6,6
1,8 15,4
brown coal
27,0
55,0
7,6
68,4 5,5
biomass fuels
1)
17,7
66,8
8,8
46,5 5,9
0,3 42,5
common reed
0,7 41,7
miscanthus
17,8
81,0
2,7
47,2 6,5
pine wood
18,7
84,0
0,3
50,9 6,6
0,2 42,0
wheat straw
17,1
79,6
5,3
46,7 6,3
0,4 41,2
0,4 41,7
grain straw
17,5
80,1
4,6
47,0 6,2
maize straw
16,8
5,3
45,6 6,4
0,3 43,3
rape straw
17,0
78,7
6,5
48,3 6,3
0,7 38,0
Table 1: Comparison of fuel analysis for biomass samples and fossil fuels
Cl
1,0
1,3
<0,2
-
0,14 0,16
0,13 0,23
0,02 0,01
0,1
0,4
0,1
0,34
0,04 0,16
0,2
[5], 1) [6]
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 47
Woody biomass sources
HTW –UT/RE
In many regions woody Biomass is the largest source of Renewable Energy in use today!
Reason:
- Good availability (especially in forest rich regions)
- Excellent fuel characteristic (high caloric value, low ash content, low content of
unwanted components)
feedstock
HHV volatile
in %
in
MJ/kg
ash
in %
ultimate analysis (mf)
in %
C
H
N
O
fossil fuels
hard coal
31,8
38,8
6,3
79,4 5,1
1,5
6,6
brown coal
27,0
55,0
7,6
68,4 5,5
1,8 15,4
biomass fuels
1)
17,7
66,8
8,8
46,5 5,9
0,3 42,5
common reed
miscanthus
17,8
81,0
2,7
47,2 6,5
0,7 41,7
pine wood
18,7
84,0
0,3
50,9 6,6
0,2 42,0
wheat straw
17,1
79,6
5,3
46,7 6,3
0,4 41,2
grain straw
17,5
80,1
4,6
47,0 6,2
0,4 41,7
maize straw
16,8
5,3
45,6 6,4
0,3 43,3
rape straw
17,0
78,7
6,5
48,3 6,3
0,7 38,0
Table 1: Comparison of fuel analysis for biomass samples and fossil fuels
S
Cl
1,0
1,3
<0,2
-
0,14 0,16
0,13 0,23
0,02 0,01
0,1
0,4
0,1
0,34
0,04 0,16
0,2
[5], 1) [6]
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 48
24
25. HTW –UT/RE
Các mặt lợi khác của việc sử dụng sinh khối gỗ là nguồn năng lượng
Đường logistic đã được phát triển tốt
Công nghệ truyền thống (như công
Nghệ nhà máy nhiệt điện) có thể được sử dụng
Công nghệ đã được chứng minh và hoàn thiện
Có sẵn trong cả năm( không bị hạn chế về mùa)
Khi đốt gỗ, lượng phát thải chất độc hại thấp
Chú ý việc khai thác quá mức có thể dẫn đến phá rừng và vô vàn các vấn
đề liên quan.
Biomass exploitation has to be in accordance to economic, environmental
and social aspects!!/khai thác sinh khối phải tuân theo các khía cạnh kinh tế
Môi trường và xã hội
Policy has to prevent overexploitation!!!
Chính sách hải ngăn chặn việc khai thác quá mức
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 49
HTW –UT/RE
Further advantages of using woody biomass as energy source
Logistic pathways are well developed,
Conventional technologies (e.g. thermal power plant technologies) can be used,
Technologies are proven and robust,
Available over the whole year (no seasonal limitations),
Low emmisions of harmfull substances when burning wood
Attention should be paid that overexploitation can lead to deforestration and a
multitude of interconnected problems.
Biomass exploitation has to be in accordance to economic, environmental
and social aspects!!
Policy has to prevent overexploitation!!!
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 50
25
26. Chúng ta phải xem xét khả năng tác động tiêu cực đến môi trường!
HTW –UT/RE
Ví dụ:
Tác động môi trường tiêu cực của việc trồng cây có thể xẩy ra
ở cấp địa phương nếu
- Không quản lý rừng tự nhiên hoặc không quản lý
rừng thưa hoặc thay thế bằng các dạng sinh khối khác
(ảnh hưởng việc sử dụng đất)
Tác động tiêu cực bao gồm:
- kết quả việc thu hoạch rừng làm tăng sói mòn đất và giảm chất lượng nước.
- làm tăng khả năng mất nước và giảm khả năng giữ nước
- làm tăng ô nhiêm hóa chất từ phân bón, thuốc trừ sau
- giảm năng suất và chất lượng đất
- giảm đa dạng sinh học do thay đổi cấu trúc rừng như việc trồng một
loại cây hoặc sử dụng giống cây không phải bản địa mà động vật hoang giã
khôn thể
sử dụng được
Thảo luận nhóm liên hệ những ảnh hưởng tiêu cực như vậy
với Việt Nam?
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 51
We have to consider possible negative environmental impacts too!
Examples:
HTW –UT/RE
Negative environmental effects of plantations may occur locally if:
-unmanaged natural forests or forests
managed for low intensity uses are
removed (or) replaced with other forms
of Biomass (Land use change impact)
Such negative impacts can include:
- increased erosion and reduction of water quality as a result of forest harvesting
- increased rates of runoff and decreased water-holding capacity;
- increased chemical pollution from fertilizers and pesticides;
- degradation of soil quality and productivity; and
- reduction of biodiversity through alteration of forest structure, e.g. creation of
tree monocultures, and use of non-native tree species which local wildlife are
unable to use.
Group discussion Are such negative impacts relevant for Vietnam?
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 52
26
27. HTW –UT/RE
Đóng góp của năng lượng gỗ cho tổng lượng gỗ được sử dụng tại Châu Âu
(EU27 + Na Uy/ Thuỵ Sỹ)
Source: UNECE, FAO, University of Hamburg (March 2008)
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 53
Contribution of wood energy to total wood use in Europe
HTW –UT/RE
(EU27 + Norway/Switzerland)
Source: UNECE, FAO, University of Hamburg (March 2008)
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 54
27
28. HTW –UT/RE
Sinh khối gỗ là nguyên liệu thực vật từ cây, bụi rậm có thể bao gồm
thân cây
cành và nhánh
rễ
vỏ
lá
Sinh khối gỗ có thể đến từ nhiều nguồn như:
phế thải hoạt động lâm nghiệp
phế thải sản phẩm gỗ
gỗ thải đô thị
cây trông cho năng lượng
gỗ nhiên liệu
rừng thưa đi sẽ giảm thiệt hại
Từ cháy và loài gây hại.
HTW –UT/RE
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 55
Woody biomass is plant material from trees and shrubs that can include
Trunks
Branches and limbs,
roots,
Bark and
leaves,
Woody biomass can come from many sources, including:
forestry operation residues,
wood product residues,
urban waste wood,
trees grown specifically for energy,
fuelwood, and
forest thinnings that reduce damage from fires and pests
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 56
28
29. Các nguồn quan trọng nhất cho năng lượng sinh khối ở Đức
HTW –UT/RE
A. Rừng
Hoạt động quản lý rừng mang lại sinh khối.
Quản lý rừng hướng đến mục tiêu sản xuất sản phẩm gỗ giá trị cao để bán ra thị
trường ví dụ cho xây dựng, đồ đạc và các ngành công nghiệp khác.
Quản lý đòi hỏi việc thường xuyên phát quang cho cây gỗ( để đảm bảo điều kiện
sinh trưởng tốt cho những cây có giá trị cao)
Việc phát quang thường diễn ra theo lịch 10 năm với việc thu hoạch xấp xỉ 10 tấn
gỗ khô/ha ( tương ứng với 1 t/ha*năm)
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 57
Most important sources for Energy Biomass in Germany
HTW –UT/RE
A. Forests
Biomass resulting from Forest Management activities
Forest management is targeted on the production of high value wood products to be sold
on the market e.g. for construction, furniture or other industries.
Forest management requires a regular thinning of the wood stands (to ensure good growing
conditions for high value trees).
Thinning occurs usually every 10 years with a yield of approx. 10 tonnes dry wood/ha
(respectively 1 t/(ha*a)
GIZ Training RE Vietnam Dec. 2013 - 58
29
30. Các nguồn quan trọng nhất cho năng lượng sinh khối ở Đức
HTW –UT/RE
B. Gỗ tăng trưởng đặc biệt từ đồn điền năng lượng( trồng cây ngắn ngày)
Trồng cây ngắn ngày =việc sản xuất các giống cây tăng trưởng nhanh( dưới dạng canh
tác) với mục đích thu hoạch sản lượng gỗ nhanh nhất.Nếu việc sản xuất nhằm sản
xuất gỗ năng lượng chúng ta gọi là ươm “ đồn điền năng lượng”
Gỗ được thu hoạch thường xuyên
theo chu kỳ 3-5 năm.sau khi thu
hoạch các chồi của cây này sinh
trưởng lại cực nhanh
Đồn điền ngắn ngày thường được
sử dụng trong khoảng thời gian
từ 20-30 năm
ác giống tiêu biểu là liễu -willow và
dương-poplar
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 59
Most important sources for Energy Biomass in Germany
HTW –UT/RE
B. Special grown wood from energy plantations (short rotation plantations)
Short rotation plantation = Is a production of fast-growing tree species (in the form of
field cultivation) with the aim to produce quickly high yields of wood. If the production is
targeted to produce energy wood we call the plantation “energy plantation”.
Wood is harvested frequently every 3 – 5 years.
The plant species (their shoots) rapidly
Regrow after harvesting.
A short rotation plantation is usually used over
A time of 20 – 30 years
Typical plant species are willow and poplar.
.
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 60
30
31. HTW –UT/RE
Gỗ từ các đồn điền năng lượng
Sử dụng từng phần của máy nông nghiệp đã chuyển đổi ít
cho việc thu hoạch sinh khối là có thể
Năng suất gỗ phụ thuộc vào
giống
điều kiện thổ nhưỡng
tưới nước và bón phân
giai đoạn thu hoạch
……….
Thu hoạch cây trong giai đoạn từ 3-5 năm, sản lượng 8t/(ha*năm) sấy khô là có thể ( các tài liệu
nói 12 t( ha/năm)
Sản lượng làm mẫu của nông trường ngắn ngày ở Thuringia( nguồn Vetter,TLL)
Cây bạch dương (chu kỳ thu hoạch 3 năm) 8tdm/(ha*a)
Cây bạch dương (chu kỳ thu hoạch 5 năm) 7tdm/(ha*a)
Cây liễu (chu kỳ thu hoạch 1 năm) 4tdm/(ha*a)
Cây liễu (chu kỳ thu hoạch 3 năm) 7tdm/(ha*a)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 61
HTW –UT/RE
Wood from energy plantations
Partly use of slightly modified agricultural machinery
For harvesting the biomass is possible
Wood yield depends on
Plant species,
Soil conditions
Watering and fertilizing
Harvesting sequence
……….
Harvesting the trees in a sequence of 3 – 5 years, yields of 8 t/(ha*a) dry matter are
possible (Literature refers up to 12 t/(ha*a)
Exemplary yiels of a short rotation plantation in Thuringia (Source: Vetter, TLL):
- poplar (3 years harvesting sequence)
8 tdm/(ha*a)
- poplar (5 years harvesting sequence)
7 tdm/(ha*a)
- willow (1 years harvesting sequence)
4 tdm/(ha*a)
- willow (3 years harvesting sequence)
7 tdm/(ha*a)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 62
31
32. HTW –UT/RE
Các nguồn khác cho năng lượng gỗ
gỗ phế thải( gỗ thừa) như từ công nghiệp ( lưu ý! Khi mức ô nhiễm được chỉ định chỉ
dùng trong nhà máy đốt rác.)
dăm gỗ từ biện pháp quản lý cảnh quan
rễ, gốc cây( việc sử dụng có ảnh hưởng tiêu cực đến sói mòn đất và độ phì nhiêu của
đất.
gỗ từ hệ nông lâm
….
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 63
HTW –UT/RE
Further sources for energy wood
Waste wood (scrap wood) e.g. from industry (remark! When contamination indicated
only usuable in waste incineration plants)
Wood chips from landscape management measures
Roots and stumps (using has negative impacts on soil erosion and soil fertilicity)
Wood from agro-forest systems
….
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 64
32
33. HTW –UT/RE
Nguồn gỗ ở Việt Nam ( 2008)
Theo bộ NN&PTNT ( MARD), rừng chiếm 13.1 triệu ha ( 38.7% diện tích đất)
10.3 triệu ha là rừng tự nhiên
2.8 triệu ha là rừng trồng
Rừng ở Việt Nam được xếp thành 3 loại
Rừng đặc dụng ( 2.1 triệu ha hoặc 15.7 % tổng diện tích rừng)
Rừng sản xuất ( 6.2 triệu ha hoặc chiếm 48.2 tổng diện tích rừng)
/Rừng phòng hộ( 4.7 triệu ha hoặc 36.1% tổng diện tích rừng)
Diện tích rừng tăng tổng cộng được báo cáo là từ 9.2 triệu ha năm 1992 lên 12.6 triệu ha
năm 2006 nhưng tại những vùng như cao nguyên trung bộ, bờ biển miền trung và
miền đông của khu vực phía nam vẫn còn tỷ lệ phá rừng cao.
Source: United Nations Collaborative Programme on Reducing Emissions from/nguồn
chương trình phối hợp giảm thải từ việc phá rừng và làm suy kiệt rừng tại các quốc gia
đang phát triển
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 65
HTW –UT/RE
Wood Ressources in Vietnam (2008)
According to the Ministry of Agriculture and Rural Development (MARD), forests occupied
13.1 million ha (38.7% of land area),
10.3 million ha of natural forests and
2.8 million ha of plantation forests.
The forest types in Vietnam are categorized into three types:
Special-use Forest (2.1 million ha or 15.7% of total forest area),
Production Forest (6.2 million ha or 48.2% of total forest area).
Protection Forest (4.7 million ha or 36.1% of total forest area)
An overall increase in forest area from 9.2 million ha in 1992 to 12.6 million ha in 2006
Is reported but some areas such as the Central Highlands, the Central Coast and the
East of southern region – still have high rates of deforestation.
Source: United Nations Collaborative Programme on Reducing Emissions from
Deforestation and Forest Degradation in Developing Countries (UN_REED)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 66
33
34. HTW –UT/RE
Gỗ là nguồn năng lượng tại Việt Nam
Thảo luận bàn tròn/thảo luận nhóm
1. Các học viêc sẽ ước lượng nguồn gỗ có thể được tạ ra tại Việt Nam
(dựa trên kinh nghiệm từ Đức đã được trình bày và xét đến điều kiện cụ thể của Việt Nam)
According GIZ and MOTI the rates of sustainable logging of fuel wood are legally set at:
- 1 ton/ha/year for natural forest and
- 2.5 tons/ha/year for forest plantations
At such regulated rates the total wood fuel harvested from natural forests and forest plantations
amount respectively to 10.35 million and 6.9 million tons a year.
Source: STUDY AND RECOMMENDATION OF SUPPORTING MECHANISMS FOR DEVELOPMENT OF
GRID-CONNECTED BIOMASS POWER, Vietnam Institute of Energy, Ministry of Industry and Trade
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 67
HTW –UT/RE
Wood as Energy Source in Vietnam
Round table – group discussion
1. Participants will make an estimation of the wood ressources which can be made
available in Vietnam.
(Based on the presented experiences from Germany and under consideration of the
knowledge of the specific conditions in Vietnam)
According GIZ and MOTI the rates of sustainable logging of fuel wood are legally set at:
- 1 ton/ha/year for natural forest and
- 2.5 tons/ha/year for forest plantations
At such regulated rates the total wood fuel harvested from natural forests and forest plantations
amount respectively to 10.35 million and 6.9 million tons a year.
Source: STUDY AND RECOMMENDATION OF SUPPORTING MECHANISMS FOR DEVELOPMENT OF
GRID-CONNECTED BIOMASS POWER, Vietnam Institute of Energy, Ministry of Industry and Trade
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 68
34
35. HTW –UT/RE
Phế thải nông nghiệp là nguồn sinh khối
-
Hiện nay khoảng 5.1 tỷ tấn phế thải nông nghiệp dạng khô được tạo
ra trên toàn cầu (IEA 2010)
Lượng này sẽ chiếm xấp xỉ 75EJ, tương ứng với 15 % nhu cầu năng lượng năng lượng
Chủ yếu hiện nay trên toàn cầu là 500EJ
Picture source: Ecopanel Systems Ltd.
Phụ thuộc vào vị trí ước tính rằng khoảng 25 -50% phế thải nông nghiệp có thể được dùng sản xuất
năng lượng sinh học trên cơ sở bền vững.
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 69
HTW –UT/RE
Agricultural Residues as Bioenergy Sources
-
-
Currently, around 5.1 billion dry tones of agricultural
residues are produced globally (IEA 2010)
This amount represents approx. 75 EJ
or respectively 15 % of the current global primary energy demand of 500 EJ
Picture source: Ecopanel Systems Ltd.
-
Depending on the location it is assumed that 25 – 50 % of the agricultural residues
could generally be used for bioenergy production on a sustainable basis
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 70
35
36. HTW –UT/RE
Phế thải nông nghiệp là nguồn năng lượng sinh học
Tiềm năng năng lượng của phế thải chế biến nông
nghiệp là phần % của tổng số năng lượng chủ yếu
được sản xuất,nguồn www.fao.org
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 71
HTW –UT/RE
Agricultural Residues as Bioenergy Sources
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 72
36
37. Ví dụ phế thải nông nghiệp, phù hợp là nguồn năng lương
HTW –UT/RE
EFB
Phân động vật
Vỏ dừa
Rơm rạ
Vỏ trấu
Bã mía
Source: Pham Quang Ha, Nguyen Van Bo
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 73
Examples for Agricultural Residues, Suitable as Energy Sources
HTW –UT/RE
EFB
Animal manure
Coo-nut shell
Rice straw
Rice husk
Sugar can bagasses
Source: Pham Quang Ha, Nguyen Van Bo
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 74
37
38. HTW –UT/RE
Bao nhiêm chất thải nông nghiệp được tạo ra tại châu Á
Ví dụ việc chọn số liệu..số liệu từ các nước châu Á được chọn
Quốc gia
Sản lượng chất thải nông nghiệp
trung bình 2000(kg/người*ngày)
Sản lượng chất thải nông nghiệp kỳ
vọng 2025
Indonesia
0,114
0,150
Vietnam
0,092
0,150
Malaysia
0,122
0,210
Thailand
0,096
0,225
Laos
0,083
0,135
Cambodia
0,078
0,165
Source: Prof. Agamuthu, University of Malaya (Malaysia)
Regional 3R Meeting, Tokyo 2009
Con số này có tin được không ???
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 75
HTW –UT/RE
How much Agrowaste is produced in Asia
Example of data selection ….data from selected Asian countries
Country
Average agrowaste production 2000
[kg/cap*day]
Expected agrowaste production 2025
Indonesia
0,114
0,150
Vietnam
0,092
0,150
Malaysia
0,122
0,210
Thailand
0,096
0,225
Laos
0,083
0,135
Cambodia
0,078
0,165
Source: Prof. Agamuthu, University of Malaya (Malaysia)
Regional 3R Meeting, Tokyo 2009
Are this data trustable???
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 76
38
39. HTW –UT/RE
Chất thải nông nghiệp tại Việt Nam là bao nhiêu?
Theo số liệu được trình bày trước đây, tại Việt Nam khoảng 0.1 kg chất thải nông nghiệp được tạo ra
trên đầu người một ngày.
Xấp xỉ 90 triệu người * 365 ngày= 3.285 triệu tấn/năm > không thực tế
Sao không?
ví dụng sản xuất lúa
mỗi năm Việt Nam sản xuất được trên 30
Triệu tấn lúa
Con số này sẽ mang đến một sản lượng vỏ trấu và
Rơm rạ cực lớn
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 77
HTW –UT/RE
How much Agrowaste is produced in
Vietnam
According to the data presented before, in Vietnam approx. 0.1 kg agrowaste is produced
per capita and day.
Approx. 90 Mio people * 365 days = 3.285 Mio t/year
not realistic!
Why not?
Example Rice production:
More than 30 Mio ton of Rice are
Produced in Vietnam each year!
This ammount will result in the production
of a huge ammount of husk and straw
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 78
39
40. Logistic của việc tận dụng rơm rạ năng lượng
HTW –UT/RE
Rơm rạ là phế thải ngoài đồng
Rơm rạ là phế thải ngoài đồng..bước chuẩn bị chuyển đổi logistic
được yêu cầu.
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 79
Logistic of Energetic Straw Utilization
HTW –UT/RE
Rice straw is a field based Residue!
Straw is a field based residue … pre conversion logistic
steps are required
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 80
40
41. HTW –UT/RE
Phế thải nông nghiệp được tạo ra ( đống khô) ở các nước châu Á được
chọn.
Quôc gia
Phế liệu cây trồng 1000t/năm
Phụ phẩm nông nghiệp 1000t/năm
Rice straw
Rơm rạ
Bagasse
Bã mía
rice husk
Vỏ trấu
palm oil waste
Chát thải dầu cọ
China
138,000
45,206
11,520
n.a.
India
104,000
15,658
55,802
n.a.
Indonesia
40,800
n.a.
8,990
11,250
Philippines
11,500
n.a.
7,482
126
Thailand
22,000
17,255
1,643
Vietnam
Kami et. al. 2010
IEA 2010
Malaysia
26,900
n.a.
3,480
1,600
n.a.
464
5,800
n.a.
30,330
Zafar/Dahlen 2009
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 81
HTW –UT/RE
Produced agricultural residues (dry mass) in selected Asian countries
Country
crop residues in 1000 t/year
agricultural byproducts 1000 t/year
Rice straw
Bagasse
rice husk
palm oil waste
China
138,000
45,206
11,520
n.a.
India
104,000
15,658
55,802
n.a.
Indonesia
40,800
n.a.
8,990
11,250
Philippines
11,500
n.a.
7,482
126
Thailand
22,000
17,255
1,643
Vietnam
26,900
n.a.
3,480
1,600
n.a.
464
Kami
Malaysia et. al. 2010
IEA 2010
5,800
n.a.
30,330
Zafar/Dahlen 2009
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 82
41
42. ví dụ rơm rạ là nguồn năng lượng
HTW –UT/RE
Rơm rạ ở châu Á
Quốc gia
Sản xuất lúa triệu tấn/năm
Tổng lượng rơm rạ triệu tấn/năm
China
184.1
138.1
India
139.1
104.4
Vietnam
35.8
26.9
Cambodia
6.3
4.7
Laos
2.7
2.0
Thailand
29.3
22.0
Myanmar
30.6
23.0
Malaysia
2.2
1.6
Indonesia
54.5
40.8
Philippines
15.3
11.5
Asean total
176.6
132.4
Total ammount
499.8
374.9
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 83
Example rice straw as energy source
HTW –UT/RE
Rice straw in Asia
Rice Production
in Mio t/year
Country
Total amount of rice straw
in Mio t/year
China
184.1
138.1
India
139.1
104.4
Vietnam
35.8
26.9
Cambodia
6.3
4.7
Laos
2.7
2.0
Thailand
29.3
22.0
Myanmar
30.6
23.0
Malaysia
2.2
1.6
Indonesia
54.5
40.8
Philippines
15.3
11.5
Asean total
176.6
132.4
Total ammount
499.8
374.9
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 84
42
43. HTW –UT/RE
Làm việc nhóm-thảo luận
Các học viên sẽ ước tính số lượng chất thải nông nghiệp được tạo ra ở Việt Nam và thảo
luận phương cách chuyển đổi phù hợp để sử dụng nguồn phế thải này như một nguồn
năng lượng.
Cơ sở số liệu: sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam theo FAO
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 85
HTW –UT/RE
Group work - discussion
Participants will estimate the amount of agro waste produced in Vietnam and discuss
suitable conversion pathways to make use of this residues as energy source.
Data Basis: Agricultural production in Vietnam adopted from FAO
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 86
43
44. Sản xuất nông nghiệp của Việt Nam
HTW –UT/RE
Tổng diện tích đất nông nghiệp Việt Nam: 102400 km2
Crop/cây trồng
Area (1000 ha)
Production (1000 tonnes)
Yield (quintal/ha)
Diện tích
Sản lượng
Năng suất
7,362.4
29,141.7
39.6
Sweet potato/khoai lang
649.7
254.9
1,612.0
1,517.3
24.8
59.5
Cassava/sắn
231.6
1,783.4
77.0
Vegetables/rau
401.4
221.5
20.2
8.7
5,150.0
144.1
20.7
18.6
128.3
6.5
10.2
21.3
Sugar cane/mía
11.0
283.0
67.0
13,843.5
60.9
489.2
Peanut/lạc
269.4
386.0
14.3
Soybean/ đậu nành
127.8
141.3
11.1
Tea/trà
31.2
370,602
79,180
31.7
409.3
229,540
10.2
-
Rubber/cao su
389,778
199,733
-
142,504
105,450
Cash crops/hoa lợi
196,003
53,251
Data Source: FAO.org, adopted from Source: Statistical Publishing House, Hanoi, 1999.
-
Paddy rice/Lúa
Corn/Ngô
Beans/đậu tương
Cotton/bông
Jute, kanef/đay
Rush/cây bấc
Tobacco/thuốc lá
Coffee/cafe
Coconut/dừa
Fruit crops/ăn trái
438.4
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 87
-
Agricultural Production in Vietnam
HTW –UT/RE
Total agricultural area in Vietnam: 102400 km²
Crop
Paddy rice
Area (1000 ha)
Production (1000 tonnes)
Yield (quintal/ha)
7,362.4
29,141.7
39.6
Corn
Sweet potato
649.7
254.9
1,612.0
1,517.3
24.8
59.5
Cassava
Vegetables
231.6
401.4
1,783.4
5,150.0
77.0
128.3
Beans
221.5
144.1
6.5
Cotton
Jute, kanef
Rush
20.2
8.7
11.0
20.7
18.6
67.0
10.2
21.3
60.9
Sugar cane
Peanut
Soybean
Tobacco
283.0
269.4
127.8
31.2
13,843.5
386.0
141.3
31.7
489.2
14.3
11.1
10.2
Coffee
370,602
409.3
-
Tea
Rubber
Coconut
79,180
389,778
142,504
229,540
199,733
105,450
-
Cash crops
Fruit crops
196,003
53,251
-
438.4
Data Source: FAO.org, adopted from Source: Statistical Publishing House, Hanoi, 1999.
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 88
44
45. HTW –UT/RE
Nguồn sinh khối theo nghiên cứu của GIZ/IE( MOIT)
Source: STUDY AND RECOMMENDATION OF SUPPORTING
MECHANISMS FOR DEVELOPMENT OF GRID-CONNECTED
BIOMASS POWER,
(Vietnam Institute of Energy, Ministry of Industry and Trade)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 89
HTW –UT/RE
Biomass Resources according GIZ/IE (MOTI) study
Source: STUDY AND RECOMMENDATION OF SUPPORTING
MECHANISMS FOR DEVELOPMENT OF GRID-CONNECTED
BIOMASS POWER,
(Vietnam Institute of Energy, Ministry of Industry and Trade)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 90
45
46. HTW –UT/RE
Số liệu tin cây về nguồn sinh khối sẵn có
Có được số liệu tin cậy về nguồn sinh khối sẵn có là một trong những tiêu chí quan trọng trong quá trình
lập kế hoạch.(phát triển dự án) của dự án Năng lượng sinh học ( phần trọng tâm của nghiên cứu thị
trường
Liệu các số liệu có sẵn tại Việt Nam là những số liệu đầy đủ và thực sự tin cậy được?
Đúng! Xem: nghiên cứu và khuyến nghị cơ chế ủng hộ cho phát triển năng lượng sinh khối đấu lưới
điện (Viện năng lượng, Bộ Công thương và GIZ)
Nếu số liệu cụ thể không có sawnc, việc tham gian của các chuyên gia địa phương (từ các trường đại
học, viện nghiên cứu có thể giúp được.
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 91
HTW –UT/RE
Reliable Data about available Biomass sources
To get reliable data about the real available Biomass sources is one of the most important
decision criteria for the planning process (project development) of bioenergy projects!
(essential part of the market analysis)
Are such data available in Vietnam and are the data comprehensible and real reliable?
Yes! See: STUDY AND RECOMMENDATION OF SUPPORTING MECHANISMS FOR DEVELOPMENT
OF GRID-CONNECTED BIOMASS POWER, (Vietnam Institute of Energy, Ministry of Industry and Trade and GIZ)
If specific data are not available, involvement of local experts (e.g. from Universities, Research institution
or Academies can help…
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 92
46
47. HTW –UT/RE
Đánh giá công nghệ/quy trình
Nếu nhà đầu tư nước ngoài muốn nhẩy vào thị trường, thông tin cần được chuẩn bị sẵn cho họ...
Các số liệu về Việt Nam có sẵn bằng tiếng Anh không?
HTW –UT/RE
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 93
If foreign investors want to jump into the market, the information should be made available to them …
Are the data about Vietnam available in English language?
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 94
47
48. Phế thải nông nghiệp là nguồn năng lượng
HTW –UT/RE
Ưu điểm:
lương thực hay thảo luận về nhiên liệu>sử dụng phế thải nông nghiệp không mâu thuẫn với lương thực
không cần thêm đất
sử dụng năng lượng giảm các vấn đề môi trường
(như khí thải độc hại từ việc đốt ngoài đồng và giảm phát thải GHG nhiên liệu
Hóa thạch.
Tối ưu hóa tính địa phương không
tập trung mang lại
- tạo thu nhập
- phát triển nông thôn
Hệ năng lượng gắn với
Cộng đồng
Nhược điểm:
hàm lượng năng lượng thấp>không phù hợp cho việc vận chuyển nhiên liệu đi xa
sẵn theo mùa
mâu thuẫn với các nhu cầu sử dụng khác như thức an cho động vật hoặc chuyển đổi làm mâu mỡ
cho đất( vòng dinh dưỡng)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 95
Agricultural Residues as Energy Sources
HTW –UT/RE
Advantages:
Food or fuel discussion using agricultural residues no competition with food;
No additional land required;
Energetic use can reduce environmental problems (e.g. harmful emissions from open
field burning and reduce fossil fuel based GHG emissions)
Decentralized local utilization contributes to:
- income generation,
Community Based
- rural development
Energy Systems
Disadvantages:
low energy density not suitable for long distance transportation of fuels
Seasonal availability
Competition to other uses, e.g. animal feed or conservation of soil fertilizity (nutrient
cycle)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 96
48
49. Phế thải nông nghiệp là nguồn năng lượng
HTW –UT/RE
Nhiều phế thải nông nghiệp có thể tiềm Năng được sử dụng là nguồn năng lượng
Sinh học
Ví dụ:
Phế thải cây trồng như
- Rơm rạ ( phế thải trên đồng
- Vỏ trấu (phế thải chế biến)
phân động vật và bùn
Phụ phẩm của quá trình chế biến sản phẩm nông nghiêp
- bã mía từ công nghiệp mía đường
- EFB từ công nghiệp dầu cọ
- chất thải từ chế biến lương thực
việc phân chia giữa các phế thải chủ yếu khô ( như rơm rạ)> phù hợp cho quá trình chuyển đổi hóa nhiệt
phế liệu ướt ( bùn phân động vật> phù hợp cho quá trình chuyển đổi sinh hóa
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 97
Agricultural Residues as Energy Sources
HTW –UT/RE
Many agricultural residues can potentially be used as bioenergy sources.
Examples:
crop residues such as
- straw (field based residue) or
- husks (process based residue)
Animal manures and slurries
Byproducts from industrial processing of agricultural products
- bagasse from sugar industry
- EFB from palm oil industry
- wastes from food processing
industries
The most significant division is between those residues that are
predominantly dry (such as straw)
suitable for thermo-chemical conversion routes
and those that are wet (such as animal slurry)
suitable for biological conversion routes
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 98
49
50. Phương cách chuyển đổi
HTW –UT/RE
Agricultural residues
Dry residues,
such as straw
Thermo-chemical conversion
Combustion
Wet residues
such as manure
Pre-conversion logistics
Harvesting / collecting – Transportation – Preparation - Storage
Gasification
Bio-chemical conversion
Alcohol
fermentaiton
Pyrolysis
Biogas
fermentation
Physico-chemical conversion
Compacting
Solid / liquid / Gaseous fuels
Electric energy
Thermal energy
Combustion
Phương cách chuyển đổi ưu chuộng cho nhiệt năng và phát điện từ phế thải nông nghiệp khô là
- A) đốt trực tiếp rơm rạ với quy trình hơi nước truyền thống
- B) nhiệt phân/khí hóa rơm rạ to ra ( chủ yếu) nhiên liệu sinh học dạng khí và lỏng để sử dụng chúng trong IGE, tuốc bin khí hoặc FCs
to use them in IGE, gas turbines or FC’s
- C) chu kỳ liên kết đồng bộ khí hóa và sinh khối. phương cách chuyển đổi nhiệt năng và phát điện từ phế thải nông nghiệp dạng ướt được ưu
chuộng là:
- hệ thống khí sinh học
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 99
Conversion routes
HTW –UT/RE
Agricultural residues
Dry residues,
such as straw
Pre-conversion logistics
Harvesting / collecting – Transportation – Preparation - Storage
Thermo-chemical conversion
Combustion
Gasification
Pyrolysis
Bio-chemical conversion
Alcohol
fermentaiton
Biogas
fermentation
Wet residues
such as manure
Physico-chemical conversion
Compacting
Solid / liquid / Gaseous fuels
Electric energy
Thermal energy
Combustion
The favorable conversion pathways for heat and power generation from dry agro-residues are:
- A) direct combustion of straw combined with conventional steam cycle processes
- B) Pyrolysis/Gasification of straw to generate (secondary) liquid or gaseous biofuels
to use them in IGE, gas turbines or FC’s
- C) combined BIGCC (Biomass Integrated Gasification Combined Cycle) technologies
The favorable conversion pathway for heat and power generation from wet agro-residues are:
- Biogas systems (covered lagoon and plug flow versus CSTR and UASB)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 100
50
51. HTW –UT/RE
Ví dụ “rơm là nguồn năng lượng”
Rơm ứng cho nhiêu loại cây trồng cho cọng,bao gồm các cây ngũ
cốc như lúa mì, lúa, ngô, hoa hướng dương và các giống họ dầu ( như bã nho) vv
rơm là một trong những phế thải nông nghiệp hứa hẹn nhất, phù hợp cho việc tạo
năng lượng
ước tính khoảng 2.5-3 tỷ tấn rơm (dạng khô) được tạo ra trên toàn cầu mỗi năm.
chỉ một lượng nhỏ được sử dụng cho mục đích nông nghiệp hoặc
sản xuất năng lượng.
tính sẵn có của số rơm thừa cho việc hát triển năng
lượng phụ thuộc vào điều kiện khu vực và biến đổi trên
một dải rộng( 0 -60% khối lượng được tạo ra.)
Photo source: Thrän, D. (DBFZ)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 101
HTW –UT/RE
Example „Straw as Energy Source“
Straw applies to a wide range of crops delivering straw, including all cereals such as wheat,
rice, maize, sunflower and other oil seeds (e.g. rape) etc.
Straw is one of the most promising agricultural
residues, suitable for energy generation
It’s estimated that approx. 2.5 – 3 billion ton
of straw (dry matter) are produced globally
each year
Only a fraction of these amount is used for
agricultural purposes or energy production
The availability of «excess»-straw“ for energy
generation depends on regional conditions and
varies in a wide range (0 to 60% of the produced
mass).
Photo source: Thrän, D. (DBFZ)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 102
51
52. Ví dụ rơm là nguồn năng lượng
HTW –UT/RE
Tiềm năng giảm GHG thông qua việc phát điện từ sinh khối tại Thái Lan.
Source: W. Siemers, (JGSEE 2009)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 103
Example rice straw as energy source
HTW –UT/RE
Potential GHG reduction through power generation from biomass in
Thailand
Source: W. Siemers, (JGSEE 2009)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 104
52
53. Ví dụ rơm là nguồn năng lượng
HTW –UT/RE
Khía cạnh sinh khối cung cấp nhiều dạng năng lượng( nhiệt, điện và nhiên liệu vận chuyển.
Chứa năng lượng hóa học
Sinh khối rơm
Chuyển đổi sàn nhiên liệu
(khí hóa)
Đốt trực tiếp
CHP đồng phát
Nhiệt
Nhiệt
Điện
Chứa năng lướng hóa học
Công năng
Động cơ đốt ( xe hơi)
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 105
HTW –UT/RE
Example „Straw as Energy Source“
Aspect:
Biomass can provide various forms of Energy
(heat, electricity and transport fuels)
Storaged chemical Energy
Straw
Biomass
Conversion to
secondary fuels
(e.g. gasification)
Direct combustion
CHP cogeneration
Heat
Heat
Electricity
Storaged chemical Energy
Combustion engine
(in cars)
Mechanical/kinetic Energy
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 106
53
54. Rơm là nguồn năng lượng
HTW –UT/RE
Ưu điểm đốt trực tiếp rơm
Nhà máy nhiệt điện cho nhiên liệu rắn là tiên tiến
công nghệ được cứng minh và hoàn thiện
20 years (e.g. Denmark) vận hành hệ thống
thương mai cho viêc đốt rơm tại một số quốc gia>20 năm 9
ví dụ Đan Mạch
Công nghệ cũng sẵn có ở Thái Lan
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 107
Example rice straw as energy source
HTW –UT/RE
Advantage of direct combustion of rice straw:
-
Thermal power plants for solid fuels are state of art
Proven and robust technology
Commercial operated systems for straw combustion
in many countries since > 20 years (e.g. Denmark)
Technology is available in Thailand too!
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 108
54
55. Ví dụ rơm là nguồn năng lượng
HTW –UT/RE
Công nghệ phù hợp có sẵn ở Thái Lan
nhà sản xuất nồi hơi( như BIB) Đang cung cấp nồi hơi hạng nhất và hệ thống đốt dựa trên hợp
đồng li xăng với nhà sản xuất nồi hơi của Đức
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 109
Example rice straw as energy source
HTW –UT/RE
Suitable Technologies are available in Thailand!
Thai Boiler manufacturer (such as e.g. BIB) are offering first-class boiler and combustion systems
based on license agreements with German boiler manufacturer …..
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 110
55
56. HTW –UT/RE
Trường hợp nghiên cứu: dựng nhà máy nhiệt điện rơm 10MW tại Thái Lan
Source: M.K. Delivand; “Assessing the feasibility of Process Chains for Energy production from
Rice straw in Thailand”, Dissertation at the Joint Graduate School of Energy and Environment,
King Mongkut’s University of Technology Thonburi
nguồn M.K Delivand “ đánh giá tính khả thi của quy trình sản xuất năng lượng từ rơm tại Thái Lan” luận văn tốt nghiệp trường năng
lượng và môi trường, đại học công nghệ King Mongkut Thonburi.
Nhu cầu nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện 10 MW
Các giả định
công suất bình thường của nhà máy
10 MW e
thời gian vận hành hàng năm
6000 hrs
hiệu quả của nhà máy dựa trên LHV
23%
giá trị nhiệt thấp của rơm
12.39 MJ/kg
độ ẩm
11%
nhu cầu rơm khô hàng năm
75,798 ton db /year
nhu cầu rơm ướt hàng năm
84,135 ton wb /year
thất thoát rơm trong quá trình thao tác và cất trữ.
10%
Nhu cầu rơm thực tế hàng năm cho nhà máy dự án
92,549 t/yr RE Vietnam_Dec.
GIZ Training
2013 - 111
HTW –UT/RE
Case study: Setup of a 10 MW straw fired power plant in Thailand
Source: M.K. Delivand; “Assessing the feasibility of Process Chains for Energy production from
Rice straw in Thailand”, Dissertation at the Joint Graduate School of Energy and Environment,
King Mongkut’s University of Technology Thonburi
Fuel demand for a 10 MW power plant
Assumptions
Nominal capacity of the plant
10 MWe
Annual operation hours
6000 hrs
Overall efficiency of the plant based on LHV
23%
Low heating value of rice straw
12.39 MJ/kg
Moisture content (MC)
11%
Annual rice straw demand on dry basis (db)
75,798 ton db /year
Annual rice straw demand on wet basis (wb)
84,135 ton wb /year
Loss of rice straw during handling and storage
10%
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 112
56
57. Trường hợp nghiên cứu: dựng nhà máy nhiệt điện rơm 10MW tại Thái Lan
90
1000 THB/kW
HTW –UT/RE
Source: M.K. Delivand; “Assessing the feasibility of Process Chains for Energy production from Rice straw
in Thailand”, Dissertation at the Joint Graduate School of Energy and Environment,King Mongkut’s
University of Technology Thonburi/nguồn M.K Delivand “ đánh giá tính khả thi của quy trình sản xuất năng
lượng từ rơm tại Thái Lan” luận văn tốt nghiệp trường năng
Lượng và môi trường, đại học công nghệ King mongkut Thonburi.
Chi phí đầu tư cụ thể
80
70
60
50
Chi phí do nhà sản xuất nồi hơi của
Thái cung cấp.
40
30
5
10
% tổng chi phí
20
Capacity MWe
thành phần chính
5 MWe
10 MWe
20 MWe
Lò hơi bao gồm phần nạp liệu, quạt và bơm
38.17
36.39
36.18
Tuốc bin hơi và bình ngưng
15.27
14.05
17.63
Trao đổi nhiệt
3.31
3.31
3.25
Xây lắp và công trình
10.69
9.92
9.28
Truyền điện
8.91
9.09
8.35
Xử lý khói
3.82
5.79
6.03
Khác
19.85
21.49
19.29
Tổng
100
100
100
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 113
Case study: Setup of a 10 MW straw fired power plant in Thailand
90
1000 THB/kW
HTW –UT/RE
Source: M.K. Delivand; “Assessing the feasibility of Process Chains for Energy production
from Rice straw in Thailand”, Dissertation at the Joint Graduate School of Energy and
Environment,King Mongkut’s University of Technology Thonburi
Specific Investment Cost
80
70
60
50
Cost provided from
Thai Boiler Manufacturer
40
30
5
10
20
Capacity MWe
% of total capital cost
Major components
5 MWe
10 MWe
20 MWe
Boiler including fuel handling, fan and
pumps
38.17
36.39
36.18
Steam turbine and condenser
15.27
14.05
17.63
Heat exchanger
3.31
3.31
3.25
Civil work and building facility
10.69
9.92
9.28
Electricity transmission
8.91
9.09
8.35
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 114
57
58. Trường hợp nghiên cứu: dựng nhà máy nhiệt điện rơm 10MW tại Thái Lan
Source: M.K. Delivand; “Assessing the feasibility of Process Chains for Energy production from Rice straw in
Thailand” /nguồn M.K Delivand “ đánh giá tính khả thi của quy trình sản xuất năng lượng từ rơm tại Thái Lan”
Kết quả
HTW –UT/RE
Thông số kinh tế trong phương thức đầu tư 30% vốn tự có, 70% vốn vay
dựa trên mô hình DEDE> phân tích kinh tế và tài chính cho phát triển năng lượng tái tạo tại Thái Lan
Parameter/thông số
Capacity 5 MWe
Công suất
Capacity 10 MWe
Công suất
Capacity 20 Mwe
Công suất
NPV (MB)
255
733
9
22
31
PB (year)
•
•
18
IRR (%)
8
4
3.2
Từ quan điểm kinh tế việc sử dụng rơm để phát điện rất hứa hẹn
Có một vài rào cản cần giải quyết
- Nỗ lực cao để gom và cất trữ rơm
- Chi phí đầu tư và thiết bị cao hơn so với nhà máy điện chỉ dùng nguồn sinh khối gỗ
- Thiếu kinh nghiệm và hiểu biết kỹ thuật tại Thái Lan.
- ...........
Phối hợp giữa các trường đại học, nhà sản xuất và nhà đầu tư có thể giúp giải quyết vấn đề
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 115
Case study: Setup of a 10 MW straw fired power plant in Thailand
Source: M.K. Delivand; “Assessing the feasibility of Process Chains for Energy production
from Rice straw in Thailand”
HTW –UT/RE
Results
Economic parameters in Investment scenario 30% equity, 70% loan
(based on model of DEDE
Economic and Financial Analysis of RE Power Development in Thailand)
Parameter
Capacity 20 MWe
NPV (MB)
18
255
733
IRR (%)
•
•
Capacity 5 MWe Capacity 10 MWe
9
22
31
PB (year)economic view the use of rice straw4for power generation is promising!
From the
8
3.2
There are still a number of some barriers to be solved, as:
- high logistic efforts to collect and store the straw,
- higher investment and equipment costs compared to power plants using only
woody biomass sources,
- lack of technical know-how and experiences in Thailand
- ...........
Cooperation between Universities, Manufacturers and Investors can help to solve problems
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 116
58
59. HTW –UT/RE
Liên hệ:
Prof. Dr. Mirko Barz
barz@htw-berlin.de
HTW –UT/RE
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 117
contact:
Prof. Dr. Mirko Barz
barz@htw-berlin.de
GIZ Training RE Vietnam_Dec. 2013 - 118
59