Nguyên liệu từ thiên nhiên, các phế phẩm từ gỗ, nông nghiệp, công nghiệp, chất thải… trải qua quá trình chuyển khóa đã tạo nên năng lượng sinh khối. Năng lượng sinh khối đã giúp giải quyết những vấn đề về nông nghiệp, công nghiệp và môi trường.

1. Năng lượng sinh khối là gì?

Năng lượng này được định nghĩa là năng lượng mà chuyển hóa từ các vật liệu và phế phẩm sinh học để sử dụng như là một dạng năng lượng để tạo ra nhiệt, tạo ra năng lượng và vận chuyển. Những hợp chất các bon từ các vật liệu, chất liệu sẽ mất một khoảng thời gian dài để tạo thành nhiên liệu hóa thạch đây không được gọi là sinh khối.

Tuy nhiên bản chất của nó thì vẫn được coi là sinh khối. Đó là bởi vì sự chia cắt các bon trong chu trình các bon.

Năng lượng sinh khối được sử dụng từ thời kì cổ đại từ khi mà con người biết đốt cháy gỗ và than để tạo ra nhiệt. Gỗ vẫn là nguồn năng lượng chủ yếu để tạo ra năng lượng sinh khối. Bên cạnh gỗ còn có các sản phẩm khác cũng được sử dụng để tạo ra năng lượng sinh khối là thực vật, mùa màng, rác thải, phế phẩm công nghiệp, cây cối và rác thải nông nghiệp.

Năng lượng sinh khối là nguồn năng lượng thay thế vì chúng không thải ra khí nhà kính trong cả quá trình đốt cháy và làm giảm lượng rác thải một cách đáng kể.

2. Nguồn gốc của năng lượng sinh khối?

Sinh khối là những vật chất tái tạo bao gồm: chất xơ gỗ, chất thải gia súc, chất thải nông nghiệp, cây cối, và thành phần giấy của các chất thải rắn đô thị.

Chất bã của sinh khối đã qua xử lý: quá trình xử lý sinh khối sẽ sinh ra các sản phẩm phụ và chất bã. Những chất bã có năng lượng thế năng nhất định có thể được sử dụng để sản xuất điện năng.

Bột giấy, các chất bã khi sản xuất giấy: trong quá trình sản xuất giấy, việc xử lý gỗ sẽ thải ra mùn cưa, vỏ, nhánh, lá cây và bột giấy. Những chất thải này được dùng để tạo ra điện để vận hành nhà máy.

Bã nông nghiệp: những bã nông nghiệp thường thấy là thân, lá, bắp, rơm, vỏ trấu… ở những vùng nông nghiệp ở nước ta và các vùng khô: bã nông nghiệp thường được giữ lại để bổ sung chất dinh dưỡng cho đất. Tuy nhiên việc này chưa tận dụng được hết những lợi ích mà bã nông nghiệp mang lại.

Chất thải từ gia súc: phân trâu, bò, heo, gà là những chất thải được sử dụng để chuyển thành gas hoặc được đốt trực tiếp tạo ra nhiệt và sản xuất năng lượng.

Các loại chất bã khác: củi gỗ đô thị, chất thải từ trường học, cơ quan, nhà ở… là những chất thải mang đến những nguồn sinh khối không nhỏ

3. Ưu – khuyết điểm của năng lượng sinh khối

3.1. Ưu điểm

- Việc dùng năng lượng sinh khối làm giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch – nguồn nhiên liệu đắt đỏ và đang dần cạn kiệt.

- Giúp tăng cường an ninh năng lượng quốc gia. Giảm thiểu sự phụ thuộc nguyên liệu từ các nước khác.

- Làm giảm tình trạng thải khí nhà kính, vấn đề ô nhiễm môi trường và xử lý chất thải được giải quyết hiệu quả hơn.

- Tận dụng hết được những nguồn nguyên có sẵn của nông nghiệp, giúp tăng thu nhập cho người nông dân.

- Năng lượng sinh khối tạo ra các nhiên liệu sạch, thay thế cho các nhiên liệu hóa thạch.

3.2. Nhược điểm

- Chi phí đầu tư, chi phí sản xuất cao, dẫn đến giá thành sản phẩm cao.

- Năng suất có thể thấp hơn so với sử dụng các công nghệ khác.

- Vì chi phí cao nên năng lượng sinh khối chỉ phù hợp với các nước phát triển, đời sống người dân ở mức cao

4. Ứng dụng của năng lượng sinh khối

Năng lượng sinh khối được ứng dụng để sản xuất nhiệt truyền thống: Việc đốt sinh khối khô để tạo ra nhiệt đã có từ rất lâu về trước, nhiệt lượng này được dùng để sưởi ấm, nấu ăn, tạo hơi nước… Thành phần năng lượng ở sinh khối khô từ 7.000 Btu/lb (ở rơm) đến 8.500 Btu/lb (ở gỗ).

Tạo ra nhiên liệu sinh khối: Để cung cấp nhiên liệu cho xe hơi, máy cơ khí chúng ta cần chuyển đổi sinh khối dạng rắn thành nhiên liệu lỏng. Ba dạng nhiên liệu phổ biến thường được dùng đến là: methanol, ethanol, và biodiesel. Để tăng hiệu suất của các sản phẩm dầu khí thì việc pha thêm vào chúng nhiên liệu sinh học đã được ứng dụng.

Dùng để sản xuất điện: Hiện nay có rất nhiều phương pháp chuyển đổi sinh khối thành điện năng. Chúng ta có thể kể đến là:-

- Đốt trực tiếp/tạo hơi nước thông thường (direct-fired or conventional steam approach)

- Nhiệt phân (pyrolysis)

- Đốt kết hợp co-firing, khí hóa (biomass gasification)

- Tiêu yếm khí (anaerobic digestion)

- Sản xuất điện từ khí thải bãi chôn lấp rác.