SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ CẦN THƠ

Khoa học, công nghệ và Đổi mới sáng tạo - Khơi dậy khát vọng kiến tạo tương lai

Sản xuất khí sinh học từ các nguồn chất thải khác nhau ở ĐBSCL

[28/11/2022 15:58]

Mục tiêu của bài báo này là trình bày những nỗ lực của Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên (CENRes), Trường Đại học Cần Thơ về các nghiên cứu sử dụng năng lượng tái tạo khí sinh học từ các nguồn chất thải ở Đồng bằng Sông Cửu Long trong hơn một thập kỷ qua.

CENRes đã chuyển giao 515 tủi ủ PE, phát hành tín chỉ carbon (446 tCO2/năm) vào tháng 5/2016. Bên cạnh đó, 32 mô hình biogas HDPE để xử lý chất thải chăn nuôi, thực vật hoặc đồng phân hủy nâng cao hiệu suất sinh khí biogas đã được bàn giao. Ngoài ra, xử lý khí biogas thừa bằng cách chia sẻ cho cộng đồng giảm thải 12,9 tấn CO2eq/năm. Sự phối trộn thực vật với bùn thải nuôi tôm siêu thâm canh tăng hiệu suất sinh khí từ 26 đến 53%. Nhóm nghiên cứu cũng đã phát triển bếp biogas hồng ngoại cải tiến sử dụng được áp suất thấp (0,45 cmH2O), tiết kiệm biogas, giảm thời gian nấu và sản phẩm khí cháy không mùi hôi.

Thế giới đã trải qua những dấu mốc đáng chú ý về các chính sách quốc tế định hình môi trường tự nhiên, cụ thể Thỏa thuận Paris về biến đổi khí hậu và Chương trình Nghị sự 2030 về phát triển bền vững đã chỉ rõ 17 mục tiêu phát triển bền vững (SDGs) như một nền tảng chung về một kế hoạch chi tiết cho hòa bình và thịnh vượng (Bhore et al., 2016; Zhenmin et al., 2019; Khaled et al., 2022). Gần đây, tại COP26, Chính phủ Việt Nam đã cam kết giảm phát thải ròng về “0” vào năm 2050. Do đó, các giải pháp về thúc đẩy tỷ trọng sử dụng năng lượng tái tạo là xu thế tất yếu trong tương lai. Sử dụng nhiên liệu hóa thạch được cho là nguyên nhân gây ra các vấn đề về môi trường như ô nhiễm không khí và nóng lên toàn cầu (Abdeshahian et al., 2016; Munawar et al., 2019). Do đó, việc sử dụng năng lượng hóa thạch đang dịch chuyển theo hướng chuyển đổi thành năng lượng sạch, bền vững, và kiểm soát hiệu quả biến đổi khí hậu (Rabaia et al., 2021; Sayed et al., 2021). Sản xuất năng lượng tái tạo không những là phương án tốt để đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng cao trên toàn cầu, mà còn là chiến lược khả thi để phản ứng lại sự gia tăng các vấn đề về khí hậu, quốc gia và môi trường (Tewelde et al., 2017).

Công nghệ khí sinh học (biogas) được sử dụng khá phổ biến ở khu vực nông thôn để xử lý chất thải từ chăn nuôi và thu hồi “năng lượng xanh” (Matsubara et al., 2014; Izumi et al., 2015; Izumi et al., 2016; Nam và ctv., 2021; Nam et al., 2021; Nam và ctv., 2015a, Ngan et al., 2015). Khí sinh học (KSH) được tạo ra do quá trình phân hủy các chất thải hữu cơ trong điều kiện kỵ khí với thành phần chủ yếu là khí CH4 và CO2 (Ngan et al., 2020, Akkarawatkhoosith et al., 2019; Mishra et al., 2022). Chất thải từ phân gia súc, gia cầm, hộ gia đình, phế phụ phẩm nông nghiệp, và sinh khối thực vật là các nguồn nguyên liệu tiềm năng để sản xuất năng lượng tái tạo ở nông thôn (Khaled et al., 2022; Nam et al., 2021). Ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), nhiều mô hình biogas (túi ủ biogas PE, HDPE, composite, hầm ủ) đã được áp dụng để xử lý chất thải chăn nuôi và thu hồi năng lượng tái tạo KSH (Ngan et al., 2019; Nam và ctv., 2021). KSH được nhiều nông hộ sử dụng trực tiếp cho các hoạt động đun nấu và thắp sáng (Nam và ctv., 2014; Nam và ctv., 2015a). Phát triển các mô hình biogas ở nông thôn cho phép các nông hộ giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống (than, củi, gas công nghiệp) trong bối cảnh nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng. Tuy nhiên, việc sử dụng hiệu quả và bền vững nguồn năng lượng KSH yêu cầu nhiều nỗ lực hơn nữa để phát triển các mô hình biogas có chi phí phù hợp, tuổi thọ cao, vận hành ổn định, đa dạng hóa các nguyên liệu nạp và loại bỏ mùi hôi (H2S).

Trong hơn một thập kỷ qua, Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên (CENRes), Trường Đại học Cần Thơ (CTU) là đơn vị tiên phong ở ĐBSCL trong nỗ lực hợp tác nghiên cứu và triển khai thực nghiệm nhiều mô hình biogas, nhằm mục tiêu mở rộng mạng lưới sử dụng năng lượng tái tạo. Những thành công của nhóm nghiên cứu đã cho phép giảm thiểu các ô nhiễm môi trường chăn nuôi, tận dụng phế phụ phẩm nông nghiệp cho sản xuất KSH, giảm phát thải khí nhà kính, sử dụng hiệu quả năng lượng tái tạo KSH, và chia sẻ lợi ích năng lượng tái tạo KSH trong cộng đồng. Do đó, bài báo nhằm trình bày những thành tựu chính liên quan đến thúc đẩy sử dụng hiệu quả và bền vững nguồn tài nguyên tái tạo KSH ở ĐBSCL.

nqhuy

Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Tập 58, Số Chuyên đề SDMD (2022): 239-251
Bản quyền @ 2017 thuộc về Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Cần Thơ
Địa chỉ: Số 02, Lý Thường kiệt, phường Tân An, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ
Điện thoại: 0292.3820674, Fax: 0292.3821471; Email: sokhcn@cantho.gov.vn
Trưởng Ban biên tập: Ông Trần Đông Phương An - Phó Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Cần Thơ