Giải pháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả trong nông nghiệp tại Nam phi

Việc chi phí vận hành các trang trại trồng ngũ cốc, đặc biệt là giá điện đầu vào tăng đáng kể trong suốt một thập kỷ qua, đã và đang là một trong những thách thức nghiêm trọng nhất đối với hàng nghìn hộ nông dân ở Nam Phi. Tuy vậy, vẫn có nhiều cách để họ cải thiện hiệu quả năng lượng và cắt giảm chi phí trong trang trại của mình.

Trước hết cần xác định rõ các nguồn tiêu thụ năng lượng trong trang trại. Chi phí năng lượng trực tiếp bao gồm điện, nhiên liệu cho việc lái xe và các thiết bị máy móc khác được sử dụng trong sản xuất cây trồng và sấy hạt.

Chi phí năng lượng gián tiếp bao gồm nhiên liệu cho việc vận chuyển, phân phối sản phẩm đầu ra và bón phân khoáng sản cho cây trồng. Dựa vào kết quả phân loại trên, các hộ nông dân cần tìm những biện pháp kỹ thuật tương thích để giảm thiểu tiêu thụ năng lượng trong từng hoạt động của mình. Dưới đây là một số kỹ thuật cụ thể:

Tăng cường hiệu quả quá trình sấy

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến mức tiêu thụ năng lượng của quá trình này, bao gồm quy trình sấy (liên tục, theo từng đợt hoặc theo từng loại sản phẩm), độ ẩm ban đầu của sản phẩm và điều kiện thời tiết.

Để cải thiện hiệu quả năng lượng trong quá trình sấy, người nông dân có thể thay thế các máy sấy đời mới hiệu quả năng lượng. Việc xác định độ dày của lớp sản phẩm cũng cần được tính toán kỹ để tối ưu hoá hoạt động của máy sấy.

Mặc khác, có thể tăng nhiệt độ sấy lên mức cao hơn bình thường (trong giới hạn được ghi rõ trên thân máy hoặc tờ hướng dẫn sử dụng) để cải thiện hiệu quả nhiên liệu.

Độ ẩm và nhiệt độ ban đầu của sản phẩm đầu vào cũng cần được đo liên tục để đảm bảo nhiệt độ sấy và thời gian sấy của máy luôn trong trạng thái thích hợp nhất, tránh tình trạng quá tải.

Kiểm toán năng lượng

Việc trang bị thêm các công nghệ và hệ thống tiết kiệm năng lượng là cách hiệu quả nhất để kiểm soát và giảm thiểu lượng tiêu thụ năng lượng trong các trang trại trồng ngũ cốc. Tuy nhiên, trước đó, các hộ nông dân nên tiến hành kiểm toán năng lượng tổng thể để có thể xác định được tiềm năng tiết kiệm năng lượng tối đa trong trang trại của mình. 

Kiểm toán năng lượng thường bao gồm việc phân tích các hóa đơn, dữ liệu về lượng tiêu thụ năng lượng, các thiết bị và quy trình sử dụng năng lượng, tình trạng của các hệ thống truyền động, động cơ, máy nén khí, vật liệu cách nhiệt, hệ thống trao đổi nhiệt, chiếu sáng và thông gió. Từ đó, xác định chính xác các giải pháp phù hợp với điều kiện cụ thể của trang trại.

Một số khuyến cáo thường được đưa ra sau quá trình này là: thay thế hệ thống chiếu sáng bằng đèn dây tóc bằng đèn LED, đèn compact huỳnh quang, hệ thống T-5, thiết bị điều khiển điện tử và hấp thu ánh sáng ban ngày; thay thế các động cơ không hiệu quả hoặc quá khổ bằng các sản phẩm có hiệu quả năng lượng cao hơn, hoặc lắp đặt thêm hệ thống truyền động tốc độ dọc/thăng tốc; sử dụng các máy bơm hiệu quả năng lượng với kích cỡ vừa vặn, đồng thời kết hợp thêm các hệ thống truyền động tốc độ dọc/thăng tốc. 

Năng lượng tái tạo

Sử dụng các nguồn năng lượng thay thế như bình nước nóng năng lượng mặt trời, các tua-bin thuỷ điện cỡ nhỏ và tấm pin năng lượng mặt trời có thể đem lại hiệu quả năng lượng không nhỏ cho các trang trại. Các hộ nông dân có thể căn cứ vào ngân sách của chính mình, kết hợp với việc nghiên cứu kỹ càng các chính sách trợ cấp cho phát triển năng lượng tái tạo cuả chính quyền để đưa ra lựa chọn phù hợp với quy mô hoạt động của mình.

Sinh khối là giải pháp năng lượng tái tạo phù hợp nhất với phần lớn các hộ gia đình nghèo ở Nam Phi. Nếu sử dụng nguồn chất thải nông nghiệp này để sản xuất điện, họ sẽ không cần phải tiêu tốn thêm chi phí nhiên liệu. Đồng thời, làm giảm lượng khí thải ni-tơ ô-xít và lưu huỳnh ô-xít trong quá trình sản xuất điện, góp phần bảo vệ môi trường.

Anh Tuấn (Theo Eskom)