Transformarea deșeurilor în energie curată: Soluții tehnologice pentru dezvoltare rurală durabilă

În contextul tranziției energetice și al implementării angajamentului Net Zero, un grup de cercetare condus de Prof. Dr. Bui Van Ga (Universitatea de Știință și Tehnologie - Universitatea din Danang) a finalizat proiectul „Modul de generare a energiei electrice de mică capacitate conectat la rețea din deșeuri menajere și de producție în zonele rurale”, aducând rezultate inovatoare, atât rezolvând problemele de mediu, cât și deschizând perspective pentru dezvoltarea energiei curate în zonele rurale.

Potrivit echipei de cercetare, deșeurile menajere și de producție nu reprezintă doar o povară pentru mediu, ci și o resursă valoroasă dacă sunt tratate corespunzător.

În prezent, majoritatea deșeurilor solide, după reciclare, trebuie încă îngropate, ceea ce provoacă poluarea solului și a apei, emisii de gaze cu efect de seră (CH₄, CO₂) și risipă de resurse. Între timp, energia din biomasă este evaluată ca având un mare potențial, clasându-se pe locul patru după cărbune, petrol și gaze. Dacă este transformată în combustibil gaz de sinteză pentru a produce electricitate, cantitatea de CO₂ emisă va fi absorbită de copaci, contribuind la echilibrul de carbon în loc să creeze CH₄ - un gaz cu efect de seră de 20 de ori mai puternic.

Diagramă generală a sistemului hibrid de energie regenerabilă solară-eoliană-biomasă.

Caracteristica specială a proiectului este modulul deșeuri-electricitate integrat în sistemul hibrid de energie regenerabilă (HRES), care combină energia solară, energia eoliană, biomasa și tehnologia de producție a hidrogenului verde. În cadrul acestui proces, deșeurile greu descompuse sunt comprimate în pelete de combustibil RDF pentru a fi gazificate în gaz de sinteză, în timp ce deșeurile organice ușor descompuse sunt utilizate pentru a produce biogaz. Aceste două tipuri de gaz, după ce sunt purificate, sunt amestecate cu hidrogen produs prin electroliza apei folosind surse de energie regenerabilă. Acest amestec flexibil de combustibil este introdus într-un motor cu ardere internă îmbunătățit pentru a genera electricitate și poate fi conectat direct la rețea.

Analiza software-ului HOMER arată că modulul combinat de transformare a deșeurilor în electricitate cu producere de hidrogen este la fel de eficient din punct de vedere economic ca și modulul fără producere de hidrogen, dar reduce mai mult emisiile de CO₂. Hidrogenul produs poate fi utilizat și ca și combustibil curat pentru motociclete - un vehicul popular în zonele rurale. În special, motocicletele care utilizează pile de combustie cu hidrogen au emisii de gaze cu efect de seră de doar 15% în comparație cu vehiculele electrice cu baterie, având în același timp avantajul unui timp de realimentare rapid și a unei autonomii lungi de funcționare.

Pentru a depăși limitele tehnice ale biomasei, echipa de cercetare a propus numeroase soluții: comprimarea deșeurilor în pelete RDF pentru a crește densitatea energetică de 10 ori, utilizarea aerului bogat în oxigen pentru a dubla puterea calorică a gazului de sinteză, aplicarea de noi materiale filtrante H₂S din bentonită și zeolit ​​regenerat pentru a prelungi durata de viață a motorului. În plus, motorul staționar tradițional a fost modificat cu un sistem cu duze duble controlate electronic, permițând utilizarea flexibilă a amestecului de gaz de sinteză - biogaz - hidrogen.

O altă direcție de cercetare notabilă este combinarea hidrogenului cu biocombustibilul. Prin adăugarea de hidrogen, problemele tehnice ale biocombustibilului cu conținut ridicat de etanol (coroziune, dificultatea pornirii la temperaturi scăzute, distanța redusă de deplasare) sunt îmbunătățite semnificativ, susținând foaia de parcurs pentru creșterea proporției de E10, E20 în viitor.

Rezultatele cercetării deschid posibilitatea unor aplicații pe scară largă: de la module mici de producție a energiei electrice care deservesc gospodăriile și cooperativele, la sisteme hibride de energie regenerabilă care combină producția de hidrogen verde pentru comunitățile rurale; de ​​la îmbunătățirea motoarelor existente la fabricarea de motociclete pe bază de hidrogen și biocombustibil, trecând la motociclete cu pile de combustie cu hidrogen.

Subiectul are nu doar o semnificație științifică , ci și o valoare practică, deoarece contribuie la tratarea deșeurilor, reduce emisiile de gaze cu efect de seră, economisește energie fosilă și, în același timp, creează un impuls pentru industria energiei regenerabile din Vietnam. În contextul în care guvernul a anunțat o foaie de parcurs pentru oprirea vehiculelor pe combustibili fosili începând cu 2040, se așteaptă ca munca grupului profesorului Bui Van Ga să fie o soluție eficientă, contribuind la realizarea angajamentului Net Zero până în 2050.

Centrul pentru Comunicare în Știință și Tehnologie

Sursă: https://mst.gov.vn/bien-rac-thanh-nang-luong-sach-giai-phap-cong-nghe-cho-nong-thon-phat-trien-ben-vung-197251120081322798.htm