Omvandla avfall till ren energi: Teknologiska lösningar för hållbar landsbygdsutveckling

I samband med energiomställningen och genomförandet av Net Zero-åtagandet har en forskargrupp ledd av professor Dr. Bui Van Ga (University of Science and Technology - University of Danang) slutfört projektet "Småskalig nätansluten elproduktionsmodul från hushålls- och produktionsavfall i landsbygdsområden", vilket har lett till banbrytande resultat som både löser miljöproblem och öppnar upp möjligheter för utveckling av ren energi för landsbygdsområden.

Enligt forskargruppen är hushålls- och produktionsavfall inte bara en miljöbelastning utan också en värdefull resurs om det hanteras på rätt sätt.

För närvarande måste det mesta av det fasta avfallet efter återvinning fortfarande grävas ner, vilket orsakar mark- och vattenföroreningar, utsläpp av växthusgaser (CH₄, CO₂) och slöseri med resurser. Samtidigt bedöms biomassaenergi ha stor potential och rankas som nummer fyra efter kol, olja och gas. Om den omvandlas till syntesgasbränsle för att producera elektricitet kommer den mängd koldioxid som släpps ut att absorberas av träd, vilket bidrar till kolbalansen istället för att skapa CH₄ - en växthusgas som är 20 gånger starkare.

Övergripande diagram över hybridsystem för förnybar energi från sol-vind-biomassa.

Projektets speciella kännetecken är avfalls-elmodulen som är integrerad i det hybrida förnybara energisystemet (HRES), och kombinerar solkraft, vindkraft, biomassa och grön vätgasproduktionsteknik. I vilken svårnedbrytbart avfall komprimeras till RDF-bränslepellets som förgasas till syntesgas, medan lättnedbrytbart organiskt avfall används för att producera biogas. Dessa två typer av gas, efter att ha renats, blandas med vätgas som produceras från vattenelektrolys med hjälp av förnybara energikällor. Denna flexibla bränsleblandning matas in i en förbättrad förbränningsmotor för att generera elektricitet och kan anslutas direkt till elnätet.

HOMER-programvaruanalys visar att den kombinerade avfalls-till-elektricitetsmodulen med vätgasproduktion är lika ekonomiskt effektiv som modulen utan vätgasproduktion, men minskar koldioxidutsläppen mer. Den producerade väten kan också användas som ett rent bränsle för motorcyklar – ett populärt fordon på landsbygden. I synnerhet har motorcyklar som använder vätgasbränsleceller utsläpp av växthusgaser på endast 15 % jämfört med batteridrivna elfordon, samtidigt som de har fördelen med snabb tankningstid och lång räckvidd.

För att övervinna de tekniska begränsningarna med biomassa föreslog forskargruppen många lösningar: komprimering av avfall till RDF-pellets för att öka energitätheten med 10 gånger, användning av syrerik luft för att fördubbla syntesgasens värmevärde, tillämpning av nya H₂S-filtermaterial från bentonit och regenererad zeolit ​​för att förlänga motorns livslängd. Dessutom har den traditionella stationära motorn modifierats med ett elektroniskt styrt system med dubbla munstycken, vilket möjliggör flexibel användning av syntesgas-biogas-väteblandningen.

En annan anmärkningsvärd forskningsinriktning är kombinationen av vätgas och biobränsle. När vätgas tillsätts förbättras de tekniska problemen med biobränsle med hög etanolhalt (korrosion, startsvårigheter vid låga temperaturer, minskad körsträcka) avsevärt, vilket stöder färdplanen för att öka andelen E10 och E20 i framtiden.

Forskningsresultaten öppnar upp för möjligheter till bred tillämpning: Från små elproduktionsmoduler som betjänar hushåll och kooperativ, till hybridsystem för förnybar energi som kombinerar grön vätgasproduktion för landsbygdssamhällen; från att förbättra befintliga motorer till att tillverka vätgasdrivna motorcyklar med biobränsle, och gå mot vätgasdrivna bränslecellsmotorcyklar.

Ämnet har inte bara vetenskaplig betydelse utan även praktiskt värde, eftersom det bidrar till avfallshantering, minskar utsläppen av växthusgaser, sparar fossil energi och samtidigt skapar momentum för den förnybara energiindustrin i Vietnam. Mot bakgrund av att regeringen har tillkännagivit en färdplan för att stoppa fossilbränslefordon från 2040, förväntas arbetet i professor Bui Van Gas grupp vara en effektiv lösning som bidrar till att förverkliga nettonollåtagandet till 2050.

Centrum för vetenskaps- och teknikkommunikation

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