Công nghệ biogas quy mô gia đình cải tiến

Cùng với việc phát triển chăn nuôi, biogas sẽ là một trong những nguồn năng lượng quan trọng trong tương lai. Sử dụng công nghệ biogas quy mô gia đình là giải pháp hữu hiệu cho phép kết hợp hài hòa giữa cung cấp năng lượng với giảm thiểu ô nhiễm môi trường ở nông thôn miền núi nước ta.

Mặc dù công nghệ biogas đã đem lại hiệu quả thiết thực, đến nay công nghệ này vẫn chưa phát triển mạnh và rộng khắp như mong đợi. Một số nguyên nhân là do: chưa có công nghệ hoàn chỉnh về mặt kỹ thuật, việc xây dựng, lắp đặt và sử dụng hầm chưa thuận lợi, chi phí đầu tư xây dựng hầm còn cao so với thu nhập của nông dân, việc thay thế, sửa chữa khó khăn do thiếu cơ sở dịch vụ kỹ thuật. Công tác sản xuất thiết bị và phụ kiện thay thế trong nước chưa được quan tâm…

Để khắc phục tình hình trên, trong thời gian từ 2002 đến 2010, các nhà khoa học Trần Khắc Tuyến, Nguyễn Thị Mai Anh, Phạm Văn Duy thuộc Viện Khoa học năng lượng, Viện KH&CN Việt Nam đã tiến hành nghiên cứu cải tiến công nghệ hầm biogas quy mô gia đình. tập trung vào việc cải tiến cấu trúc hệ thống hầm biogas, ứng dụng vật liệu mới nhằm nâng cao chất lượng, hiệu suất, tăng tuổi thọ, thuận lợi trong xây lắp, sử dụng và hạ giá thành sản phẩm.

Căn cứ vào kết quả điều tra thực tế, loại hộ nông dân có chăn nuôi 3-5 con lợn là phổ biến, vì vậy loại hầm biogas quy mô gia đình có dung tích 4 m3 phù hợp với phần lớn hộ nông dân nước ta hiện nay và được lựa chọn để thiết kế chế tạo. Về kiểu dáng, đề xuất loại hình cầu vì có ưu điểm là tiết kiệm vật liệu, chịu lực, tăng cường khả năng phá váng và chống đóng cặn, chế tạo đơn giản. Vật liệu được chọn là vật liệu composite, một loại vật liệu có độ chống thấm rất cao.

Trong thời gian lắp đặt thử nghiệm, mô hình hầm khí sinh học đã được cải tiến nhiều lần. Các mô hình ứng dụng bước đầu cho kết quả rất khả quan, hiệu suất sinh khí tốt. Hiện nay, các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học năng lượng đang hoàn thiện thiết kế hầm biogas, về cơ bản giống với các loại hầm truyền thống đã biết: Hầm ủ được thiết kế theo kiểu lên men liên tục dạng hỗn hợp (phần dưới của hầm chứa dịch thể lên men, phía trên là ngăn trữ khí), có nắp cố định. Phần thân hầm có dạng hình trụ tròn xoay, phần đáy là hình chỏm cầu, phần trữ khí là bán cầu. Bể điều áp có dạng hình trụ tròn xoay. Tuỳ thuộc vào nhu cầu cụ thể có các kích cỡ khác nhau: 10 m3, 20 m3 hoặc lớn hơn.

Loại hầm Biogas cải tiến có nhiều ưu điểm vượt trội như khả năng chống đóng cặn, tự động phá váng bề mặt, tự động thải cặn và đã được triển khai thử nghiệm tại Hà Nam, Hà Nội, Hà Tây. Năm 2006-2007 lắp đặt 25 hầm 10 m3, có một hầm phát điện, tại Huyện Bình Lục Hà Nam. Năm 2008: Lắp đặt 2 hầm 20 m3 có sử dụng máy phát điện công suất 1.500 W cho Đông Anh và Gia Lâm Hà Nội; 01 hầm 15 m3 cho trại giam T16 Bộ công an tại Hà Tây. Lắp đặt tại Nông trường Rạng Đông tỉnh Nam Định một hệ thống máy phát điện Biogas 10 kW. Năm 2008 đến nay đã lắp đặt 100 hầm 10 m3 tại Hà Nam.

Công nghệ Biogas cải tiến quy mô gia đình có thể khắc phục được nhiều nhược điểm còn tồn tại của các loại hầm biogas trước đây. Chẳng hạn thay cho việc tự chui vào hầm để phá váng bảo dưỡng hầm, mà nếu không nắm được kỹ thuật có thể nguy hiểm đến tính mạng, thì hầm biogas cải tiến có khả năng tự động phá váng. Việc thi công đơn giản, diện tích chiếm đất nhỏ, tiết kiệm nhân công. Tuy nhiên vẫn cần có thêm thời gian khảo sát, điều tra để đánh giá toàn diện về công nghệ, độ bền, hiệu quả sử dụng, khả năng giảm giá thành, từ đó tổ chức chuyển giao công nghệ và nhân rộng mô hình.

Kể từ khi những hầm biogas đầu tiên được xây dựng cho đến nay, công nghệ này đã chứng tỏ tính ưu việt của nó so với các công nghệ khác trong việc xử lý chất thải chăn nuôi, đem lại nguồn khí đốt vừa rẻ, vừa sạch,giảm thiểu ô nhiễm môi trường, thậm chí còn góp phần giảm tải cơn khát điện ở nông thôn. Các chuyên gia cho rằng, đã đến lúc cần phát triển chăn nuôi tập trung, giúp thay đổi về cơ bản nhận thức và nếp sống ở nông thôn nước ta, đồng thời thành lập tổ chức chuyên đảm trách việc triển khai loại hình công nghệ này trong phạm vi toàn quốc.

Hải Vân (Viện Khoa học năng lượng)