Lịch sử hình thành và phát triển của nhiên liệu Biomass – Từ nguồn đốt truyền thống đến giải pháp năng lượng xanh cho lò hơi công nghiệp
Trong hành trình phát triển của nhân loại, năng lượng luôn là yếu tố quyết định sự tiến bộ của xã hội. Trước khi than đá, dầu mỏ hay khí tự nhiên xuất hiện, con người đã biết tận dụng sinh khối tự nhiên (biomass) để tạo ra nhiệt phục vụ đời sống. Trải qua hàng nghìn năm, biomass không chỉ tồn tại mà còn được cải tiến, chuẩn hóa và trở thành một trong những nguồn nhiên liệu tái tạo quan trọng nhất hiện nay, đặc biệt trong lĩnh vực lò hơi công nghiệp.
1. Biomass là gì? Vì sao được xem là nhiên liệu tái tạo bền vững?
Biomass là tập hợp các vật chất hữu cơ có nguồn gốc sinh học, được hình thành từ quá trình sinh trưởng của thực vật và sinh vật sống. Trong lĩnh vực năng lượng, biomass thường bao gồm gỗ, trấu, rơm rạ, mùn cưa, bã mía, vỏ cà phê và các loại viên nén sinh khối.
Điểm quan trọng khiến biomass được xếp vào nhóm năng lượng tái tạo là do vòng tuần hoàn carbon gần như khép kín. Cây trồng hấp thụ CO₂ trong quá trình quang hợp, sau đó sinh khối được thu hoạch và sử dụng làm nhiên liệu. Khi đốt, lượng CO₂ phát thải về cơ bản tương đương lượng đã hấp thụ trước đó, giúp giảm áp lực gia tăng khí nhà kính so với nhiên liệu hóa thạch.
2. Biomass – Nguồn năng lượng đầu tiên trong lịch sử loài người
Ngay từ thời tiền sử, khi con người biết sử dụng lửa, củi và gỗ đã trở thành nguồn năng lượng không thể thiếu. Lửa từ sinh khối giúp con người nấu chín thức ăn, sưởi ấm, xua đuổi thú dữ và dần hình thành các cộng đồng định cư.
Trong suốt hàng nghìn năm của xã hội nông nghiệp, biomass giữ vai trò trung tâm trong mọi hoạt động sinh hoạt và sản xuất. Rơm rạ sau mùa gặt, cành cây khô, thân gỗ đều được tận dụng làm nhiên liệu. Ở giai đoạn này, dù chưa có khái niệm “nhiên liệu tái tạo”, nhưng biomass thực chất chính là nguồn năng lượng duy nhất và bền vững nhất của con người.
Củi đã được sử dụng làm nhiên liệu đốt từ thời sơ khai tuy nhiên lúc đó chưa có khái niệm Biomass
3. Biomass trong giai đoạn hình thành lò hơi sơ khai
Khi lò hơi bắt đầu xuất hiện vào cuối thế kỷ 18 – đầu thế kỷ 19, sinh khối vẫn được sử dụng ở nhiều nơi, đặc biệt tại các khu vực thiếu than đá. Gỗ và củi được dùng để đun nước tạo hơi, phục vụ máy móc và sản xuất thủ công quy mô nhỏ.
Tuy nhiên, do biomass có nhiệt trị thấp, khối lượng cồng kềnh và khó vận chuyển, nên khi than đá trở nên phổ biến, biomass dần mất vị thế trong công nghiệp. Than đá với khả năng sinh nhiệt cao và ổn định đã nhanh chóng chiếm lĩnh vai trò nhiên liệu chính cho lò hơi trong suốt nhiều thập kỷ.
4. Thế kỷ 20 – Giai đoạn biomass bị lu mờ bởi nhiên liệu hóa thạch
Trong phần lớn thế kỷ 20, quá trình công nghiệp hóa diễn ra mạnh mẽ, kéo theo sự bùng nổ của than, dầu và khí tự nhiên. Những nhiên liệu này rẻ, dễ khai thác và thuận tiện cho sản xuất quy mô lớn.
Biomass trong giai đoạn này gần như chỉ còn tồn tại ở nông thôn, vùng sâu vùng xa, hoặc được xem là nhiên liệu “lạc hậu”. Tuy nhiên, chính sự phụ thuộc quá mức vào nhiên liệu hóa thạch đã dẫn đến hàng loạt hệ lụy như ô nhiễm môi trường, suy giảm tài nguyên và biến đổi khí hậu toàn cầu.
Thời kỳ đầu phát triển công nghiệp than đá và nhiên liệu hoá thạch chiếm vai trò thống lĩnh
5. Biomass quay trở lại sau khủng hoảng năng lượng thập niên 1970
Cuộc khủng hoảng dầu mỏ toàn cầu vào thập niên 1970 đã khiến nhiều quốc gia nhận ra sự mong manh của an ninh năng lượng. Giá dầu tăng cao buộc các chính phủ và doanh nghiệp phải tìm kiếm nguồn năng lượng thay thế.
Từ thời điểm này, biomass bắt đầu được nghiên cứu lại một cách nghiêm túc. Các công nghệ đốt mới ra đời giúp nâng cao hiệu suất, kiểm soát quá trình cháy tốt hơn và giảm phát thải. Biomass không còn bị xem là nhiên liệu thô sơ, mà dần được định vị là nguồn năng lượng có thể công nghiệp hóa.
Biomass dần lấy lại lợi thế nhờ các cuộc khủng hoảng năng lượng
6. Biomass được công nhận là năng lượng tái tạo (2000–2010)
Bước sang thế kỷ 21, khi các vấn đề môi trường trở thành ưu tiên toàn cầu, biomass chính thức được nhiều tổ chức quốc tế và chính phủ công nhận là nhiên liệu tái tạo. Các chính sách khuyến khích sử dụng năng lượng sạch đã tạo động lực lớn cho ngành biomass phát triển.
Một trong những cột mốc quan trọng nhất là sự ra đời và phổ biến của viên nén sinh khối (biomass pellet). Nhờ quá trình nén ép, sinh khối được chuẩn hóa về kích thước, độ ẩm và nhiệt trị, giúp việc vận chuyển, lưu trữ và đốt trong lò hơi trở nên hiệu quả và ổn định hơn.
7. Ứng dụng nhiên liệu Biomass trong lò hơi công nghiệp hiện đại
Ngày nay, biomass được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống lò hơi hiện đại như lò ghi xích, lò tầng sôi và lò tầng sôi tuần hoàn. Các loại nhiên liệu phổ biến gồm trấu, mùn cưa, bã mía và viên nén gỗ.
So với than đá, biomass có ưu điểm nổi bật về môi trường, giúp doanh nghiệp giảm phát thải CO₂, đáp ứng các tiêu chuẩn ESG và xu hướng Net Zero. Đồng thời, việc tận dụng phế phụ phẩm nông – lâm nghiệp còn giúp giảm chi phí xử lý chất thải và tạo giá trị kinh tế bổ sung.
Ngày nay Biomass là cái tên rất hot trong lĩnh vực nhiên liệu xanh
8. Sự phát triển mạnh mẽ của Biomass tại Việt Nam
Việt Nam là quốc gia có nguồn sinh khối rất dồi dào nhờ nền nông nghiệp, lâm nghiệp và công nghiệp chế biến phát triển. Trấu từ đồng bằng sông Cửu Long, mùn cưa từ ngành gỗ, bã mía từ nhà máy đường là những nguồn biomass có trữ lượng lớn.
Từ khoảng năm 2010 đến nay, ngày càng nhiều doanh nghiệp chuyển đổi từ than sang biomass để vận hành lò hơi. Không chỉ giúp giảm chi phí nhiên liệu, biomass còn hỗ trợ doanh nghiệp đáp ứng các yêu cầu về môi trường ngày càng khắt khe.
9. Xu hướng và vai trò của Biomass trong tương lai
Trong tương lai gần, biomass sẽ tiếp tục đóng vai trò là nhiên liệu chuyển tiếp giữa nhiên liệu hóa thạch và các nguồn năng lượng sạch hoàn toàn. Khi kết hợp với công nghệ thu hồi và lưu trữ carbon, biomass có thể trở thành giải pháp năng lượng có phát thải âm.
Đối với các quốc gia đang phát triển như Việt Nam, biomass là lựa chọn thực tế, phù hợp với điều kiện tài nguyên, hạ tầng và chi phí đầu tư.
10. Kết luận
Từ những bó củi thô sơ đến các viên nén sinh khối hiện đại, nhiên liệu biomass đã trải qua một hành trình dài cùng với lịch sử phát triển của loài người. Biomass không phải là giải pháp mới, mà là giải pháp được hoàn thiện và nâng tầmtrong bối cảnh phát triển bền vững. Với tiềm năng sẵn có và công nghệ ngày càng tiến bộ, biomass sẽ tiếp tục là nguồn nhiên liệu quan trọng cho lò hơi công nghiệp trong nhiều năm tới.
Mayzer chuyên thiết kế lắp đặt lò hơi đốt Biomass nâng cao hiệu suất và giảm phát thải, nếu Khách hàng cần tư vấn lò hơi hãy liên hệ chúng tôi.
