Module 1: Technical options and international best practices for on-grid power generation from biomass, biogas and waste-to-energy
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Module 1: Technical options and international best practices for on-grid power generation from biomass, biogas and waste-to-energy

on

  • 395 views

Module 1: Technical options and international best practices for on-grid power generation from biomass, biogas and waste-to-energy (Training on "On-Grid Applications of Biomass, Biogas and ...

Module 1: Technical options and international best practices for on-grid power generation from biomass, biogas and waste-to-energy (Training on "On-Grid Applications of Biomass, Biogas and Waste-to-Energy Power Plants for " in HN on December 10-12, 2013)

Statistics

Views

Total Views
395
Slideshare-icon Views on SlideShare
393
Embed Views
2

Actions

Likes
0
Downloads
1
Comments
0

1 Embed 2

http://www.slideee.com 2

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Module 1: Technical options and international best practices for on-grid power generation from biomass, biogas and waste-to-energy Module 1: Technical options and international best practices for on-grid power generation from biomass, biogas and waste-to-energy Document Transcript

    • 12/9/2013 Ứng dụng Điện nối lưới của Năng lượng Sinh khối, Khí sinh học và Rác thải cho Việt Nam Mô-đun 1: Những lựa chọn kỹ thuật và tập quán Quốc tế tốt nhất cho việc phát điện nối lưới từ năng lượng sinh khối, khí sinh học và rác thải (Bruno Wilhelm) On-Grid Applications of Biomass, Biogas and Waste-to-Energy Power Plants for Vietnam Module 1: Technical options and international best practices for on-grid power generation from biomass, biogas and waste-to-energy (Bruno Wilhelm) 1
    • 12/9/2013 Giới thiệu Sinh khối vẫn là nguồn năng lượng chủ yếu quan trọng nhất tại Việt Nam Tiêu thụ năng lượng chủ yếu của Việt Nam Xấp xỉ 90% năng lượng từ sinh khối tại Việt Nam được sử dụng trong các hộ gia đình cho việc nấu thức ăn, đun nước, sưởi ấm.. Việc ứng dụng nguồn sinh khối cho việc sản xuất điện lưới là một khái niệm tương đối mới tại Việt Nam than Dầu Khí 3 Thủy điện Sinh khối Introduction Biomass is still the most important primary energy source in Vietnam. Approx. 90% of energy from biomass in Vietnam is used in domestic households for cooking, water heating, space heating … Utilization of biomass for on-grid power generation is a relatively new concept in Vietnam. 4 2
    • 12/9/2013 Giới thiệu Việt nam vẫn còn tiềm năng lớn của nguồn năng lượng sinh học chưa khai thác (Nguồn:SNV: tổ chức phát triển Hà Lan tại Việt Nam) 5 Introduction Vietnam has still a large potential of untapped sources for bioenergy (Source: SNV Netherlands Development organization in Vietnam) 6 3
    • 12/9/2013 Giới thiệu Module 1 7 Introduction 8 4
    • 12/9/2013 Introduction/Giới thiệu Module 1 9 Introduction 10 5
    • 12/9/2013 Giới thiệu Năng lượng sinh khối là một trong những lựa chọn rẻ nhất để phát điện từ năng lượng tái tạo Chi phí sản xuất điện từ năng lượng tái tạo 2012 (nguồn IRENA) 11 Introduction Biomass is one of the cheapest options for power generation from renewable energies Cost of power generation from renewable energies 2012 (source: IRENA) 12 6
    • 12/9/2013 Lựa chọn kỹ thuật cho việc sử dụng năng lượng sinh khối Feedstock/Nguyên liệu Đốt nhiệt Đốt kết hợp Khí hóa Nhiệt phân Phế thải từ gỗ X X X X Bã mía X X X X Trấu X X X Rơm rạ X X Ngô (thân và lõi) X Yếm khí X X X X X Cùi café X X Dừa (vỏ và bột xơ dừa) X X X X Tre X X X X Phân ( gia cầm) X X X X Rác thải rắn đô thị X X Rác thải rắn hữu cơ X X X Phân X X X Thức ăn thừa Rác cặn X X 13 X Technical Options for the energetic Use of Biomass Feedstock Combustion Co-Firing Gasification Pyrolysis Wood residues X X X X Sugar cane bagasse X X X X Rice husk X X X Rice straw X X Anaerobic Digestion X X X Corn (cobb and stob) X X Coffee Pith X X X Coconut (coil and pith) X X X Bamboo X X X X X Manure X Manure (Poultry) X X Municipal solid waste X X Organic solid waste X X Food waste Sewage sludge X X X X X X X X 14 7
    • 12/9/2013 Chi phí đầu tư cụ thể cho các lựa chọn công nghệ khác nhau Source: IRENA 2012 Tổng chi phí lắp đặt công nghệ phát điện đốt sinh khối tại các quốc gia OECD 15 Specific investment cost for different technology options Source: IRENA 2012 16 8
    • 12/9/2013 Source> SNV Netherlands Development Organisation Vietnam Biomass Conversion Paths Power generation from biomass is always heat & power generation !!! 17 Source> SNV Netherlands Development Organisation Vietnam Cách chuyển đổi năng lượng sinh khối Phát điện từ năng lượng sinh khối luôn là Nhiệt năng và điện năng!!! 18 9
    • 12/9/2013 Tính hiệu quả năng lượng cụ thể của các lựa chọn công nghệ khác nhau Công nghệ Hiệu quả năng lượng Đốt kết hợp Đốt kết hợp CHP Đốt nhiệt Đốt nhiệt CHP 35-40% 80-90% 30-35% 80-90% Khí hóa CHP 25-30% Source: IEA ! Phát triển nhà máy điện lưới năng lượng sinh khối có khă năng thương mại bắt đầu với việc xác định nhu cầu nhiệt năng trên địa bàn, để cho phép cho CHP, điều này sẽ giúp tránh thất thoát năng lượng và giảm thiểu chi phí phát điện. 19 Specific energy efficiency of different technology options Technology Co-firing Co-firing CHP Combustion Combustion CHP Gasification CHP ! Energy Efficieency 35-40% 80-90% 30-35% 80-90% 25-30% Source: IEA Development of commerically viable on-grid biomass power plant starts with the identification of sufficient heat demand on site, in order to allow for CHP, which will help avoiding energy losses and minimizing specific power generation cost. 20 10
    • 12/9/2013 Principle of combined heat and power compared to standard power plants Source: IEA 21 Nguyên tắc về kết hợp nhiệt và điện so sánh với nhà máy điện tiêu chuẩn Nhà máy điện tiêu chuẩn 60% nhiệt thải ra môi trường 40% năng lượng có ích sản xuất điện Source: IEA 20% nhiệt thải ra môi trường Liên kết nhiệt và năng lượng 100% nhiên liệu đầu vào 40% năng lương có ích cho sưởi và/hoặc làm lạnh 22 40% năng lượng có ích để sản xuất điện 11
    • 12/9/2013 Đốt hỗn hợp Nhà máy điện đốt than có tuổi thọ từ 20 đến 50 năm và đại điện cho một lượng vốn đầu tư khổng lồ trên toàn cầu. Để giảm thải carbon dioxide một lượng than sẽ được thay thế bằng năng lượng sinh khối-đốt cả hai nhiên liệu này cùng nhau được gọi là đốt kết hợp. Sự cải tiến tối ưu nhất có thể cho phép các nhà máy điện đốt than thay thế lên tới 20% lượng than đang sử dụng hiện nay, như trường hợp sử dụng viên nén sinh khối thì làm giảm được 20% lượng phát thải CO2 của một nhà máy điện. Đốt kết hợp cho phép nhà máy điện đáp ứng được mục tiêu giảm thải khí carbon trong thập kỷ tới Nhiều nhà máy điện than ở Châu Âu đã sử dụng đốt kết hợp trong hơn 10 năm qua. Module 1 23 Co-firing Coal-fired power plants have a life of 20 to 50 years and represent a huge global capital investment. In order to reduce carbon dioxide emissions some of the coal may be replaced with biomass - burning both fuels together which is called co-firing. Modest cost modification can allow most coal-fired power plants to replace up to 20% of the coal currently being used, e. g. with biomass pellets, and thus reduce the power plant's carbon dioxide emissions by 20%. Co-firing will allow power plants to meet their carbon emission reductions targets for the next decade. Many coal-fired power plants in Europe have been co-firing for more than 10 years. Module 1 24 12
    • 12/9/2013 Công nghệ đốt kết hợp Đốt kết hợp trực tiếp là lựa chọn phổ biển nhất, đơn giản nhất và rẻ nhất ;sinh khối có thể được nghiền cùng với than (tiêu biểu dưới 5% hàm lượng năng lượng) hoặc nghiền trước sau đó nạp riêng rẽ cùng lò hơi. Sử dụng lò đốt chung hoặc riêng biệt, sử dụng phương án hai cho phép linh hoạt hơn liên quan đến chủng loại và khối lượng của sinh khối. Đốt kết hợp gián tiếp: là quy trình ít phổ biến trong đó bộ khí hóa chuyển đội sinh khối rắn sang nhiên liệu khí sau đó được đốt cùng với than trong cùng lò hơi. Tuy đắt hơn vì thiết bị bổ sung thêm là bộ khí hóa, phương pháp này cho phép lượng sinh khối đa dạng và nhiều hơn được sử dụng. Cần làm sạch, lọc khí để loại bỏ tập chất trước khi đốt. Tro của hai nhiên liệu sẽ tồn tại riêng rẽ. Đốt kết hợp song song cần lò hơi sinh khối riêng cung cấp hơi nước cho cùng chu trình hơi. Phương pháp này cho phép một lượng sinh khối lớn, thường được sử dụng trong các cơ sở sản xuất giấy, bột giấy để sử dụng phụ phẩm từ sản xuất giấy như vỏ cây, gỗ thừa 25 Co-firing technology Module 1 26 13
    • 12/9/2013 Nhiên liệu đốt kết hợp Sinh khối cho thị trường đốt kết hợp đã trở thành hàng hóa quốc tế. Năm 2005 tổng số 1,4 triệu tấn sinh khối được đốt kết hợp ở Anh so với tổng số 52 triệu tấn than để phát điện. 33% là sản phẩm cọ nhập khẩu: cùng sản phẩm với ngành công nghiệp dầu cọ( Cùi cọ và các phế phẩm như bã chùm và sợi hoa quả.) 21% là sản phẩm Oliu nhập khẩu: cùng sản phẩm với ngành công nghiệp dầu Oliu( Viên và miếng Oliu) 20% là sản phẩm gỗ: mùn cưa, dăm gỗ, viên gỗ và đầu thừa gỗ chủ yếu là nhập khẩu. 7% là vỏ trấu và các sản phẩm cùng loại khác của quá trình sản xuất ngũ cốc. Các dạng sinh khối khác được sử dụng trong đốt kết hợp bao gồm năng lượng thực vật như những cây ngắn ngày cỏ voi Miscanthus và Willow. Rác cặn, phế thải từ nhiên liệu(RDF), mặc dù được xếp là chất thải , có thể sử dụng tại EU trong các nhà máy tuân thủ chỉ thị về đốt rác thải(WID) Thường sử dụng cho dạng đốt kết hợp là viên gỗ hoặc các dạng năng lượng sinh khối khác. Module 1 27 Co-firing fuels Biomass for co-firing market has become an international commodity. In 2005 a total of 1.4 million tons of biomass was co-fired in the UK to a total of 52 million tons of coal for electricity generation. 33% was imported palm products: co-products of the palm oil industry (palm kernels and residues such as empty fruit bunches and fibre) 21% was imported olive products: co-products of the olive oil industry (olive cake and pellets) 20% was wood products including sawdust, wood shavings, pellets and chips, predominantly imported 7% was straw and other co-products of cereal production. Other forms of biomass used in co-firing include energy crops such as short rotation coppice (SRC) willow and miscanthus. Sewage sludge and refuse derived fuel (RDF), although classified as wastes, can be used in the EU only in plants that comply with the Waste Incineration Directive (WID). A very commonly used form of co-firing fuel are pellets from wood or other biomass. Module 1 28 14
    • 12/9/2013 Viên nén sinh khối Dạng viên dùng làm nguyên liêu tốt hơn so với nguyên liệu thô Dạng viên chứa nhiều năng lượng hơn, dễ vận chuyển và phù hợp cho hệ thống nạp liệu tự động. Hầu hết các viên được làm từ mùn cưa và các chất thải khác từ gỗ. Ở Anh, nhu cầu cho dạng viên đã vượt quá khối lượng gỗ và chất thải nông nghiệp sẵn có, và thực vật dùng cho nhu cầu năng lượng là cỏ kê Swithchgrass và cỏ voi miscanthus được dùng thay thế. Source: Penn State University College of Agricultural Sciences: http://pubs.cas.psu.edu/ Con số viên cụ thể được làm từ các loại năng lượng sinh khối khác nhau Module 1 29 Biomass pellets Pellets are a better-performing fuel, compared to their raw feedstock. Pellets are more energy dense, easier to transport and suitable for automatic feed systems. Most pellets today are made from sawdust and other wood waste. In the UK, the demand for pellets has exceeded the amount of wood and agricultural waste available, and dedicated energy crops such as switchgrass, and miscanthus are used instead. . Source: Penn State University College of Agricultural Sciences: http://pubs.cas.psu.edu/ Specific data of pellets made out of different types of biomass Module 1 30 15
    • 12/9/2013 Than bùn và sinh khối Tăng việc sử dụng sinh khối tại nhà máy điện Edenderry, lượng điện tái tạo đã tăng nhanh chóng trong thời gian qua từ 14,900 MWH năm 2008 lên 84,800 MWh năm 2010 nhà máy điện Edenderry vận hành năm 2000, nhà máy điện Edenderry có công suất tổng là 128 MW, nó tiêu thụ trên 1 triệu tấn nhiên liệu mỗi năm (7.7PJ) nhà máy sử dụng công nghệ lò hơi đốt than phun hiện đại, có khả năng đốt đa nhiên liệu. Đốt phối hợp ở Edenderry cho phép đốt nhiều loại nhiên liệu sinh khối sạch. Bao gồm nguyên liệu gỗ từng rừng Irland, có thể được nhà thầu lâm nghiệp cung cấp trực tiếp hoặc gián tiếp là các phế thải của xưởng gỗ-cây trồng mục đích năng lượng như liễu, cỏ voi-nguyên liêu khô như viên gỗ hoặc phế thải nông nghiệp nhập khẩu như hạt cọ hoặc vỏ hạnh nhân. Việc đốt kết hợp sinh khối với bùn bắt đầu năm 2008. trên 19,000 tấn năng lượng (ET) than bùn được đổi chỗ trong năm đầu tiên. tỷ lệ đốt kết hợp tăng từng năm như bảng bên phải. 31 Co-firing fuels Module 1 32 16
    • 12/9/2013 Đốt nhiệt sinh khối Công nghệ phổ biến sử dụng năng lượng sinh khối phát điện bao gồm việc đốt nhiệt trong lò hơi để tạo ra hơi nước áp suất cao. Sơ đồ nguyên lý đơn giản được trình bày bên cạnh. 33 Biomass combustion The most used technology for using biomass in power generation involves its combustion in a boiler for the production of high pressure steam. A simple diagram of this process is shown here. 34 17
    • 12/9/2013 Đốt năng lượng sinh khối Sinh khối được đốt để tạo ra hơi nước áp suất cao. Hơi nước làm quay turbin được nối với máy phát-quy trình tương tự và công nghệ tương tự được áp dụng cho nhà máy nhiệt điện dùng than. Khi turbin quay, máy phát chạy và điện được tạo ra. Các thiết bị đồng phát sẽ thu giữ nhiệt thải và một dạng hơi nước ( thứ 2) và sử dụng nó để sưởi ấm, cung cấp hơi và nhiệt cho quá trình công nghiệp. Nhà máy điện sinh khối có công suất 30 MW Module 1 35 Biomass combustion Biomass is burned to produce high pressure steam. The steam turns a turbine connected to a generator – same procedure and same technology as in coal-fired power plants. As the turbine rotates, the generator turns, and electricity is produced. Cogeneration facilities capture waste heat and "secondary" steam and use it to heat buildings and provide steam and heat for industrial processes. Module 1 36 18
    • 12/9/2013 Biomass combustion Lọc khí thải Lò hơi Tuốc bin Máy phát Module 1 37 Biomass combustion Module 1 38 19
    • 12/9/2013 Đốt nhiệt sinh khối Tác động môi trường của việc đốt nhiệt sinh khối so với đốt than và khí tự nhiên Nguồn: đại học California, Berkeley Đốt than Khí thải Module 1 Khí tự nhiên 39 Biomass combustion Environmental impact of biomass combustion compared to combustion of coal and natural gas. Source: University of California, Berkeley Module 1 40 20
    • 12/9/2013 Đốt rác (một dạng đốt nhiệt sinh khối) Giao hàng Module 1 Kho chứa Đốt/tạo hơi nước Làm sạch khí thải ống khói 41 Waste incineration (a specific form of biomass combustion) Module 1 42 21
    • 12/9/2013 Đốt rác (một dạng cụ thể đốt nhiệt sinh khối) Module 1 43 Waste incineration (a specific form of biomass combustion) Module 1 44 22
    • 12/9/2013 Rác thành năng lượng Được mở từ năm 1988, Metro Vancouver cơ sở rác thành năng lượng(WTEF) đã đóng vai trò quan trọng trong hệ thống quản lý chất thải rắn, được sở hữu bởi Metro Vancouver, cơ sở này được vận hành và bảo trì bởi công ty năng lượng tái tạo Covanta Burnaby. Cơ sở này đảm bảo rác thải được quản lý theo chuẩn an toàn môi trường , tạo ra nguồn năng lượng tái tạo và giá trị; hơi nước và điện. Cơ sở rác thải thành năng lượng(WTEF) được đặt tại khu thương mại/công nghiệp phía nam của Burnaby, New Westminter và bờ Bắc, chịu trách nhiệm tiêu hủy 25% lượng rác thải khu vực một cách an toàn về môi trường. Mỗi năm WTEF biến 280,000 tấn rác thải thành hơi nước và điện. Hơi nước được bán cho cơ sở tái chế giấy,trong khi đó điện được bán cho BC Hydro, đủ cung cấp cho 15,000 hộ dân. Những quy định nghiêm ngặt và quản lý môi trường xác nhận rằng WTEF là một trong những cơ sở sạch nhất trong số những cơ sở này. Hiệp hội chất thải rắn Bắc Mỹ (SWANA) công nhân nó là một cơ sở tốt nhất trên lục địa. 45 Waste incineration See the fact sheet Module 1 46 23
    • 12/9/2013 Khí hóa sinh khối • Sơ đồ Module 1 47 Biomass gasification • Schematic Module 1 48 24
    • 12/9/2013 Khí hóa sinh khối • Online Movie Phim trực tuyến giải thích quá trình hóa khí của năng lượng sinh khối. Module 1 49 Biomass gasification • Online Movie explaining biomass gasification Module 1 50 25
    • 12/9/2013 Dự án khí hóa sinh khối Gothenburg Trong những năm 80, mạng lưới khí tự nhiên được xây dựng tại khu vực phía tây và nam Thụy Điển. Với khi thiên nhiên từ Đan Mạch. Mạng lưới này là một phần quan trọng chuyển đổi năng lượng tái tạo. Gothernburg đã đầu tư nhiều vào khí sinh học và xem khí sinh học là một nguồn năng lượng quan trọng nhất trong tương lai. Một trong những lợi ích chủ yếu của khí sinh học là bạn có thể sử dụng mạng lưới khí tự nhiên để phân phối. Khí tự nhiên thành chiếc cầu cho khí sinh học tái tạo. Dự án khí hóa sinh khối Gothenburg, GobiGas, là tên của của dự án đầu tư quy mô lớn sản xuất khí sinh học bằng cách khí hóa nhiên liệu sinh học và chất thải từ lâm nghiệp. Dự án được triển khai với đối tác E.O.N và nhận được viện trợ tài chính là 222 triệu vào tháng 9 từ cơ quan năng lượng Thụy Điển, là một trong số 3 dự án được ủy Ban Châu Âu chấp thuận. Năm 2020 công ty Goteborg dự kiến cung cấp lượng khí sinh học tương đương 1 TWh. Chiếm 30% lượng cung hiện tại trong công 51 ty Gothenburg hoặc cung cấp nhiên liệu cho 100 000 xe hơi. • Schematic Module 1 52 26
    • 12/9/2013 Nhiệt phân 53 Pyrolysis 54 27
    • 12/9/2013 Phân hủy yếm khí Thực vật và phế thải Module 1 55 Anaerobic digestion Module 1 56 28
    • 12/9/2013 Phân hủy yếm khí Module 1 57 Anaerobic digestion Module 1 58 29
    • 12/9/2013 Nhà máy Rác thành NL khí sinh học ở Namakkal , Ấn Độ Mabagas Giữ 50% cổ phần Magabas IOT, chúng tôi vận hành nhà máy khí sinh học 2.4 MW ở miền nam Ấn Độ năm 2012.Hàng năm nhà máy sản xuất nhiệt, điện và phân từ hơn 110,000 tấn phân gia cầm và các phế thải hữu cơ và vật liệu thải từ khu vực đó.Công ty IOT Mabaga tự ý thức được việc kiềm chế sử dụng năng lượng tái tạo để tránh cạnh tranh với sản xuất lương thực. Nhà máy là nhà máy lên men ướt một lớp, bao gồm 4 bể lên men với tổng khối lượng là 16,000 m3. Trong quá trình vận hành công suất này cho phép sản xuất 8 triệu m3 hay 40 triệu KWh khí sinh học hàng năm và tiếp đến là chuyển hóa thành năng lượng sử dụng hai nhà máy liên kết nhiệt và điện với 1.3 MW cho mỗi nhà máy. Khi hoạt động đủ công suất, nhà máy có thể tạo ra một lượng điện đủ cho nhu cầu của trên 5000 hộ dân Ấn Độ,Chất thải trong quá trình trên được tách và phơi khô và sau đó được sử dụng làm phân bón cho các diện tích đất nông nghiệp ở xung quanh. 59 Module 1 60 30
    • 12/9/2013 Đánh giá/ thảo luận bàn tròn Lựa chọ kỹ thuật nào đã được trình bày có thể hấp dẫn nhất cho việc thúc đẩy phát điện nối lưới từ năng lượng sinh học? Ưu điểm và nhược điểm cụ thể của các công nghệ khác nhau dưới góc nhìn của người Việt Nam? Module 1 61 Intermediate assessment / roundtable: Which of the presented technical options might be the most attractive for the promotion of ongrid power generation from bioenergy ? What are specific advantages or disadvantages of the different technologies from the Vietnamese point of view? Module 1 62 31