Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Chủ nhật, 05/05/2024 | 09:10

Chủ nhật, 05/05/2024 | 09:10

Nhiên liệu sinh học

Cập nhật lúc 08:43 ngày 14/07/2013

Phương pháp khí hóa biến bã cây rừng thành nhiên liệu sinh học

 

Theo kết quả nghiên cứu mới của Trung tâm Nghiên cứu kỹ thuật VTT của Phần Lan, sinh khối lignocellulose có thể sử dụng trong quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học chất lượng cao với giá chưa đến một Euro cho mỗi lít. Một công nghệ mới được phát triển ở Phần Lan cho phép chuyển đổi hơn một nửa năng lượng của nguyên liệu gỗ thô thành sản phẩm cuối cùng. Công nghệ này được xem là đã sẵn sàng cho việc xây dựng một nhà máy sản xuất quy mô thương mại ở Châu Âu.

 

biofuels.jpg

 

VTT đã đánh giá kỹ thuật-kinh tế của việc sản xuất nhiên liệu vận chuyển chất lỏng tái tạo từ bã cây rừng. Các nghiên cứu trường hợp tập trung tìm hiểu về việc sản xuất 4 loại nhiên liệu sinh học bằng một phương pháp dựa trên khí hóa tầng sôi. Các loại nhiên liệu được nghiên cứu là methanol, dimethyl ether (DME), chất lỏng Fischer-Tropsch và xăng tổng hợp.

 

Kết quả cho thấy việc sản xuất nhiên liệu sinh học tái tạo từ sinh khối lignocellulose - chủ yếu là vỏ cây và bã cây rừng - có thể đạt được hiệu suất năng lượng 50%, tùy thuộc vào sản phẩm cuối cùng là gì và điều kiện vận hành quy trình ra sao. Nếu năng lượng nhiệt tạo ra ở dạng sản phẩm phụ được khai thác để cung cấp nhiệt cho một khu phố hoặc để làm hơi công nghiệp chẳng hạn, thì tổng hiệu suất từ sinh khối so với sản phẩm năng lượng bán được có thể đạt 74%.

 

Dựa trên các nghiên cứu trường hợp, các nhà khoa học nghiên cứu ước tính rằng một khi được thương mại hóa thì công nghệ này có thể sử dụng để sản xuất nhiên liệu vận chuyển ở dạng chất lỏng với chi phí 58 euro/MWh. Chuyển đổi thành giá tương đương với giá xăng tính trên một lít, thì chi phí sản xuất ước tính sẽ là 0.5.7 euro/lít. Giá các giải pháp năng lượng tái tạo do đó sẽ ở mức với giá trước thuế hiện tại của các loại nhiên liệu vận chuyển ở dạng hóa thạch, và rẻ hơn so với nhiên liệu sinh học nhập khẩu hiện tại.

 

Mỗi nghiên cứu trường hợp được thiết kế dựa trên một nhà máy BTL với công suất 300 MW, tương đương với một nhà máy điện cung cấp nhiệt cho một khu phố lớn. Một nhà máy tinh luyện sinh học ở cỡ này có thể sản xuất nhiên liệu vận chuyển ở dạng chất lỏng cho khoảng 150 000 xe ô tô. Châu Âu đã đặt mục tiêu đạt 10% hàm lượng năng lượng tái tạo trong ngành giao thông vận tải đến năm 2020. Đối với Phần Lan, mục tiêu này là 20%.

 

Sau quá trình nghiên cứu phát triển lâu dài, chức năng kỹ thuật của quá trình sản xuất đã được kiểm chứngthông qua thử nghiệm rộng rãi tại giàn khoan thử nghiệm VTT cũng như công nghiệp thí điểm ở Phần Lan và ở Mỹ. Công nghệ này hiện đã sẵn sàng cho việc triển khai quy mô thương mại lần đầu tiên. Tuy nhiên, thế hệ đầu tiên của các nhà máy sản xuất đột phá này đòi hỏi phải có sự đầu tư vốn mạo hiểm đáng kể, và việc lập kế hoạch  đầu tư đã được triển khai ở cả Phần Lan và Châu Âu.

 

Theo kết quả nghiên cứu, hiệu suất tốt nhất và chi phí sản xuất thấp nhất đạt được khi sản xuất methanol sinh học. Những rủi ro liên quan đến việc thương mại hóa công nghệ tổng hợp cũng được ước tính là thấp hơn ở các nhà máy sản xuất methanol sinh học so với các tùy chọn khác.

 

Methanol là một loại nhiên liệu rượu có thể sử dụng trong xe hơi hiện đại với hàm lượng tối đa 3 vol-% kết hợp cùng xăng, hoặc như với ethanol, ở nồng độ cao trong xe FlexFuel được thiết kế cho mục đích này. Methanol cũng có thể được chuyển đổi thành xăng tổng hợp hoặc dùng làm nguyên liệu thô tái tạo trong sản xuất nhiều loại hóa chất và cá  vật liệu sinh học khác nhau.

Theo Eurekalert.

 

lên đầu trang