Your SlideShare is downloading. ×
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Module 2: Assessment of international good practices in the fields of biomass energy technology

248

Published on

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 …

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)

Published in: Education, Technology, Business
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
248
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
9
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 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

×