báo cáo sử dụng công nghệ geospatial để đánh giá tiềm năng sinh khối của tỉnh vĩnh phúc

Hàng năm, tại Việt Nam có gần 60 triệu tấn sinh khối từ phế phẩm nông nghiệp, trong đó có 40% được sử dụng đáp ứng nhu cầu năng lượng cho hộ gia đình và sản xuất điện.. Có thể nói năng

Đ TÀI

Kinh t công nghi p K55

B môn: Công ngh khai thác, ch bi n

than và d u khí Ngày giao: 25/02/2013 Ngày n p: 15/04/2013

SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ GEOSPATIAL ĐỂ ĐÁNH

GIÁ TIỀM NĂNG SINH KHỐI CỦA TỈNH VĨNH

PHÚC

LỜI NÓI ĐẦU

Trong tự nhiên, sinh khối bao gồm cây cối, cây trồng công nghiệp, tảo và các loài thực vật khác, hoặc là những bã nông nghiệp và lâm nghiệp (rơm rạ, bã mía, vỏ, xơ bắp, lá khô, vụn gỗ v.v ), giấy vụn, mêtan từ các bãi chôn lấp, trạm xử lý nước thải, phân từ các trại chăn nuôi gia

súc và gia cầm…

Trên thế giới, sinh khối là nguồn năng lượng lớn thứ tư, chiếm khoảng 14 - 15% tổng năng

lượng tiêu thụ của toàn thế giới

Theo số liệu của Bộ Công Thương, nhu cầu năng lượng ở Việt Nam hiện tăng ở mức gấp đôi so với tỷ lệ tăng trưởng GDP Trong khi đó, ở các nước phát triển, tỷ lệ này chỉ ở mức xấp xỉ

1 Tiêu thụ năng lượng của Việt Nam ngày càng gia tăng và đã tăng hơn 4 lần từ 2005 - 2030,

mức tiêu thụ năng lượng điện tăng gần 400% trong vòng 10 năm từ 1998 - 2008

Trong bối cảnh ngày càng cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch, giá dầu thế giới tăng cao và sự phụ thuộc ngày càng nhiều hơn vào giá năng lượng thế giới, khả năng đáp ứng năng lượng đủ cho nhu cầu trong nước ngày càng khó khăn thì việc xem xét khai thác nguồn năng lượng tái tạo

sạch có ý nghĩa hết sức quan trọng cả về kinh tế, xã hội và phát triển bền vững

Hàng năm, tại Việt Nam có gần 60 triệu tấn sinh khối từ phế phẩm nông nghiệp, trong đó

có 40% được sử dụng đáp ứng nhu cầu năng lượng cho hộ gia đình và sản xuất điện Có thể nói

năng lượng sinh khối đang được theo đuổi như một lựa chọn tối ưu cho nguồn năng lượng tái tạo

Nhận biết được tầm quan trọng của sinh khối cũng như tiềm năng của nó, nhóm sinh viên xin được sử dụng kiến thức được cung cấp từ bộ môn “Công nghệ khai thác, chế biến than và dầu khí”, cùng sự trợ giúp của phần mềm Geospatial để hoàn thành đề tài “Đánh giá tiềm năng sinh

khối tỉnh Vĩnh Phúc”

Chịu trách nhiệm nôi dung của đề tài:

Phần 1: Tình hình kinh tế xã hội tỉnh Vĩnh Phúc

1.1.Tình hình kinh tế tỉnh Vĩnh Phúc Trương Thị Tuyết Mai

1.2.Cơ sở hạ tầng tỉnh Vĩnh Phúc Nguyễn Cảnh Vân

1.3.Nhu cầu tiêu thụ năng lượng tỉnh Vĩnh Phúc Dương Hải Vũ

1.4.Các nhà máy sản xuất điện tại tỉnh Vĩnh Phúc Đinh Ngọc Tú

1.5.Mạng lưới truyền tải tỉnh Vĩnh Phúc Nguyễn Thị Hương

Phần 2: Tiềm năng sinh khối tỉnh Vĩnh Phúc

A Suger cane crop residues

B Peanut crop residues

C Cassava crop residues

D Corn crop residues

Đề tài này là kết quả của quá trình nghiên cứu, tìm tòi và học hỏi nghiêm túc của nhóm trong suốt thời gian qua Phần mềm Geospatial là một phần mềm khá mới mẻ nên việc sử dụng

phần mềm của nhóm còn gặp nhiều khó khăn Trong quá trình thực hiện đề tài, tuy đã có gắng hết sức nhưng chắc hẳn không tránh khỏi những thiếu sót, chúng em hi vọng nhận được sự góp ý từ

thầy giáo và bạn đọc

Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Văn Đình Sơn Thọ đã hướng dẫn và tạo điều

kiện cho chúng em thực hiện đề tài này

Nhóm sinh viên– Lớp KTCN K55

1 Nguyễn Thị Hương 20104722

2 Trương Thị Tuyết Mai 20104570

3 Nguyễn Cảnh Vân 20104809

4 Đinh Ngọc Tú 20104804

5 Dương Hải Vũ 20104812

PHẦN 2 TIỀM NĂNG SINH KHỐI TỈNH VĨNH PHÚC

(PHẦN LÀM CÁ NHÂN) RICE CROP RESIDUES Dương Hải Vũ - 20104812

1 Thống kê sản lượng sinh khối

Nhìn chung sản lượng bình quân phụ phẩm từ lúa của tỉnh Vĩnh Phúc tương đối đều trong mặt bằng cả tỉnh, khoảng 557,094.91 tấn/năm

Có thể thấy trong hình, toàn bộ tỉnh Vĩnh Phúc đều một màu (trừ khu vực vùng núi Tam Đảo và 1 phần nhỏ diện tích không xác định), tức cùng một mức sản lượng

Từ đây ta có thể thấy về mặt bằng chung thì sản lượng của tỉnh Vĩnh Phúc có thể xếp ở mức trung bình (550,000 ~ 900,000 tấn/năm) khi ta đem so sánh với các địa bàn lân cận như:

- Thái Nguyên: 589,124.86 tấn/ năm

- Phú Thọ: 605,811.54 tấn/năm

- Tuyên Quang: 453,298.06 tấn/năm

- Hà Nội (bao gồm cả Hà Tây - Hà nội mở rộng): 1,987,271.16 tấn/ năm

Từ đó có thể thấy, khu vực tỉnh Vĩnh Phúc có tiềm năng tương đối trong việc thu thập phụ phẩm từ lúa gạokhi ta đem so sánh với các địa bàn khác như Thái Nguyên, Phú Thọ, Tuyên Quang, nhưng lại có sự chênh lệch tương đối cao khi ta đem so sánh vs khu

vực Hà Nội vì cơ bản là do sự khác biệt tương đối lớn về diện tích, mật độ dân số cũng như năng suất.

2 Chọn địa điểm, nguyên tắc chọn

Địa điểm: Kinh độ: 21.3245 – Vĩ độ: 105.5903, thuộc Thành phốVĩnh Yên

Nguyên tắc chọn:

- Lý do chủ quan: Là điểm trung tâm về mặt địa lý của tỉnh Vĩnh Phúc nên sẽ thuận lợi cho các quan sát tiếp theo khi thay đổi các số liệu cơ bản về cự ly để thu thập số liệu, đảm bảo số liệu sẽ chỉ nằm trong địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc

- Lý do khách quan: Thành phố Vĩnh Yên có 5.080,21 ha diện tích tự nhiên và 122.568 nhân khẩu (tháng 12 năm 2006), có chín đơn vị hành chính gồm các phường: Ngô Quyền, Liên Bảo, Tích Sơn, Đồng Tâm, Hội Hợp, Khai Quang, Đống Đa và các

xã Định Trung, Thanh Trù Địa giới hành chính thành phố Vĩnh Yên: đông giáp huyện Bình Xuyên; tây và bắc giáp huyện Tam Dương; nam giáp huyện Yên Lạc; đều thuộc tỉnh Vĩnh Phúc Xét về tiềm năng sinh khối ở khu vực này tuy không có nhiều lợi thế so với những địa bàn khácnhưng nó lại là trung tâm văn hóa, chính trị của tỉnh Vĩnh Phúc Do đó nhu cầu sử năng lượng ở khu vực này có thể coi là khá cao

Trong hình (lấy từ phần mềm geospatial) ta thấy là hiển thị ở đây vẫn còn tên gọi cũ là Thị xã Vĩnh Yên thay vì là Thành Phố Vĩnh Yên như thực tế do đó có thể những số liệu hiện tại sẽ có đôi chút khác biệt so vợi thực tế hiện tại

3 Thiết lập quan hệ sản lượng sinh khối và năng lượng điện có thể sản xuất

3.1 Thiết lập theo cự ly

Sử dụng phần mềm Geospatial thiết lập các thông số như hình:

(Giả sử khả năng thu thập nguồn biomass là 50%)

Chạy kết quả ta thu được:

- GPE - Tổng sản lượng sinh khối tiềm năng: 13,291,790,400 MJ

- NPE - Sản lượng sinh khốiròng tiềm năng: 6,645,895,200MJ

- PEGT - Năng lượng điện chuyển hóa tiềm năng:

369,216.4MWh

- PEGC - Công suất phát điện tiềm năng:

52.68MW

Thay đổi giá trị cư ly (Buffer Distance) từ 25km – 50km – 75km – 100km ta thu được kết quả trong bảng sau:

GPE (MJ) 13,291,790,400 48,828,746,400 98,280,352,800 144,793,807,200

NPE (MJ) 6,645,895,200 24,414,373,200 49,140,176,400 72,396,903,600

PEGT (MWh) 369,216.4 1,356,354.07 2,730,009.8 4,022,050.2

Từ đó ta có biểu đồ quan hệ giữa tiềm năng năng lượng điện có thể sản xuất và cự ly như sau:

Nhận xét:

Ta nhận thấy sản lượng sinh khối và điện năng tăng lên khi cự ly tăng lên

- Thấp nhất là với cự ly 25km, sản lượng sinh khối vào khoảng 13,3 tỷ MJ, điện sản

xuất được khoảng 369 nghìn MWh

- Cao nhất là ở cự ly 100km, sản lượng sinh khối vào khoảng 144 tỷ MJ, điện sản

xuất được khoảng 4022 nghìn MWh

3.2 Thiết lập theo khả năng có thể thu thập được nguồn biomass:

Tương tự như phần trên ta sử dụng phần mềmGeospatial nhưng ở đây không còn cố định khả năng thu thập nguồn biomass là 50% nữa mà sẽ cho thay đổi từ 10% -> 100% ở mỗi giá trị chúng ta tiếp tục thực hiện y hệt như phần 3.1 ở trên

0 500000 1000000 1500000 2000000 2500000 3000000 3500000 4000000 4500000

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

Axis Title

Sản lượng sinh khối ròng tiềm năng (NPE) Năng lượng điện chuyển hóa tiềm năng (PEGT)

Ta thu được bảng kết quả

NPE(MJ

)

PEGT(MWh )

NPE(MJ )

PEGT (MWh) NPE(MJ )

PEGT (MWh)

NPE(MJ )

PEGT (MWh)

10% 1,33E+09 7,38E+04 4,88E+09 2,71E+0 5 9,83E+09 5,46E+0 5 1,45E+10 8,04E+0 5 20% 2,66E+09 1,48E+05 9,77E+09 5,43E+0 5 1,97E+10 1,09E+0 6 2,90E+10 1,61E+0 6 30% 3,99E+09 2,22E+05 1,46E+10 8,14E+0 5 2,95E+10 1,64E+0 6 4,34E+10 2,41E+0 6 40% 5,32E+09 2,95E+05 1,95E+10 1,09E+0 6 3,93E+10 2,18E+0 6 5,79E+10 3,22E+0 6 50% 6,65E+09 3,69E+05 2,44E+10 1,36E+0 6 4,91E+10 2,73E+0 6 7,24E+10 4,02E+0 6 60% 7,98E+09 4,43E+05 2,93E+10 1,63E+0 6 5,90E+10 3,28E+0 6 8,69E+10 4,83E+0 6 70% 9,30E+09 5,17E+05 3,42E+10 1,90E+0 6 6,88E+10 3,82E+0 6 1,01E+11 5,63E+0 6 80% 1,06E+10 5,91E+05 3,91E+10 2,17E+0 6 7,86E+10 4,37E+0 6 1,16E+11 6,44E+0 6 90% 1,20E+10 6,65E+05 4,39E+10 2,44E+0 6 8,85E+10 4,91E+0 6 1,30E+11 7,24E+0 6 100

%

6

9,83E+10 5,46E+0

6

1,45E+11 8,04E+0

6

0.00E+00

2.00E+10

4.00E+10

6.00E+10

8.00E+10

1.00E+11

1.20E+11

1.40E+11

1.60E+11

1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 %

KHẢ NĂNG THU THẬP (%)

B I Ể U Đ Ồ M Ố I Q U A N H Ệ G I Ữ A S L S K T I Ề M N Ă N G V À K H Ả N Ă N G

T H U T H Ậ P

Nhận xét:

- Sản lượng sinh khối và khả năng sản xuất điện đều tăng khi ta tăng dần cự ly và

tăng khả năng thu thập

+ Thấp nhất là với cự ly 25km, khả năng thu thập 10% thì sản lượng sinh khối vào khoảng 1,33tỷ MJ và sản lượng điện khoảng 74 nghìn MWh

+) Cao nhất là với cự ly 100km, khả năng thu thập 100% thì sản lượng sinh khối vào khoảng 145 tỷ MJ và sản lượng điện khoảng 8040nghìn MWh ~ 8 tỷ KWh ~ gấp rưỡi 1 nhà máy thủ điện loại vừa (5 tỷ KWh)

 ở cự ly xa nhất và ở khả năng thu thập cao nhất thì sản lượng điện có thể sản xuất

được từ nguồn năng lượng sinh khối từ lúa gạo là khá cao



4 Kết luận và kiến nghị

Ta nhận thấy rằng tiềm năng sinh khối từ lúa gạo để sản xuất ra điện ở tỉnh Vĩnh Phúc

là khá cao Theo như phân tích ở trên thì điện năng sản xuất được tối đa vào khoảng 8 tỷ KWh điện, gấp xấp xỉ 1,6 lần điện năng sản xuất từ 1 nhà máy thủy điện vừa (sản lượng điện trung bình của nhà máy thủy điện vừa là khoảng 5 tỷ kWh) Hay kể cả ở hiệu suất

khoảng 50% như các nhà máy nhiệt điện bình thường thì lượng điện năng chúng ta thu

được cũng vào khoảng 4 tỷ KWh điện ~ 1 nhà máy thủy điện cỡ vừa và nhỏ Nên vì thế có thể nói nguồn năng lượng sinh khối từ lúa gạo của tỉnh Vĩnh Phúc là cực kỳ hấp

dẫn.Nhưng để có thể thực hiện được con số đáng mơ ước như vậy thì còn gặp vô vàn

thách thức Chỉ kể đến đơn giản thì có thể đề cập đến 1 số vấn đề sau

0.00E+00 1.00E+06 2.00E+06 3.00E+06 4.00E+06 5.00E+06 6.00E+06 7.00E+06 8.00E+06 9.00E+06

10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

KHẢ NĂNG THU THẬP (%)

BIỂU ĐỒ MỐI QUAN HỆ GIỮA NLĐ CÓ THỂ CHUYỂN HÓA TIỀM NĂNG VÀ KHẢ

NĂNG THU THẬP

25km 50km 75km 100km

 Sự cạnh tranh về nhu cầu nguyên liệu sinh khối

Một trong những điều không biết chắc được khi phát triển NLSK là sự cạnhtranh về nguyên liệu Thí dụ rơm rạ còn làm thức ăn cho trâu bò, giấy phế liệu có thểtái chế, gỗ phế liệu và mùn cưa có thể làm gỗ ép Ngô khoai, sắn để sản xuất etanol,đậu tương, lạc, vừng, dừa để sản xuất biodiezen còn dùng làm lương thực, thực phẩmcho người và gia súc

 Sự cạnh tranh về chi phí của các công nghệ

Hiện nay nhiều công nghệ sinh khối còn đắt hơn công nghệ truyền thống sử dụngnhiên liệu hoá thạch cả về trang thiết bị lẫn nhiên liệu nên việc đưa công nghệ mới vàoViệt Nam còn gặp trở ngại lớn.Việt Nam còn là một nước nghèo nên thiếu kinh phí đầu tư phát triển công nghệmới là một rào cản rất lớn Thí dụ bếp đun cổ truyền hiệu suất thấp nhưng đầu tưkhông đáng kể, đôi khi bằng không, trong khi đầu tư để có một bếp cải tiến phải tốnvài chục nghìn đồng Đây là một khoản đầu tư lớn đối với người dân ở nông thôn khimà một ngày công của họ chỉ được vài nghìn đồng

 Trở ngại về môi trường

Năng lượng sinh khối có một số tác động môi trường.Khi đốt, các nguồn sinh khối phát thải vào không khí bụi và khí sulfurơ (SO2).Mức độ phát thải tuỳ thuộc vào nguyên liệu sinh khối, công nghệ và biện pháp kiểmsoát ô nhiễm

Việc phát triển quy mô lớn các cây năng lượng để sản xuất nhiên liệu sinh học(biofuel) có thể dẫn tới gia tăng sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón, gây tác hại đối vớiđộng vật hoang dã và môi trường sống.Sản xuất năng lượng từ gỗ có thể gây thêm áp lực cho rừng

Đây là những vấn đề cần xem xét kỹ lưỡng khi phát triển năng lượng sinhkhối

 Thiếu nhận thức của xã hội về năng lượng sinh khối

Hiện nay khi nói tới năng lượng thường người ta chỉ nghĩ tới điện, than, dầu khí.Các nhà hoạch định chính sách thường không quan tâm tới NLSK Một thí dụ điểnhình là ngành điện có dự án Năng lượng nông thôn nhưng thực ra đây là chỉ là dự ánđiện khí hoá nông thôn

Do thiếu nhận thức nên hầu như không có các doanh nhân kinh doanh trong lĩnh vực NLSK Người ứng dụng các công nghệ mới gặp rất nhiều khó khăn trong việc mua sắm trang thiết bị, tìm kiếm dịch vụ hậu mãi Thí dụ Dự án Khí sinh học xây dựng 18.000 công trình nhưng không có màng lưới cung cấp các dụng cụ sử dụng khí như bếp, đèn Thị trường thường mới phát triển phía nhu cầu, còn phía cung cấp chưa được quan tâm

 Thiếu các chính sách và thể chế cụ thể của chính phủ

Hiện nay Việt Nam chưa có chính sách năng lượng nói chung và chính sách năng lượng tái tạo nói riêng Năng lượng tái tạo không có các mục tiêu cụ thể trong kế hoạch phát triển của nhà nước trung ương và địa phương Hiện cũng chưa có một cơ quan nhà

nước nào chịu trách nhiệm quản lý lĩnh vực này (Ấn Độ có hẳn một bộ riêng)

Tuy nhiên việc phát triển năng lượng sinh khối vẫn cần được đầu tư và phát triển bởi đây là nguồn năng lượng tái tạo và thân thiện với môi trường, trong tương lai sẽ dần thay thế các năng lượng hóa thạch hiện có Vì vậy cần có chiến lược phát triển, những chính sách, thể chế và quy hoạch cụ thể của nhànước Trên cơ sở đó có biện pháp huy động vốn đầu tư từ các nguồn nhà nước, tư nhân, quốc tế cho nghiên cứu triển khai và phát triển ứng dụng

 Khi chúng ta có được các chính sách hợp lý, có sự đầu tư, tính toán thật kỹ lưỡng và cái nhìn đúng đắn về tiềm năng năng lượng sinh khối từ lúa gạo

của tỉnh thì nguồn năng lượng dồi dào này sẽ góp phần không nhỏ vào quá trình phát triển và xây dựng của tỉnh Vĩnh Phúc

PHỤ BẢNG

Bảng 1: Biểu giá bán điện 2012 theo thông tư 38/2012/TT-BCT

- Giờ TĐ 767.34 - Cho 201-300kWh 1930.00

- Cho 151-200kWh 1947.00 4.4.4 Nhà cao tầng tại TP & KĐTM

4.3.1 Điện SHNT cho hộ BT

- Cho 401kWh trở lên 1799.00