Trong bối cảnh chuyển dịch năng lượng và yêu cầu giảm phát thải ngày càng được đặt ra rõ nét, việc khai thác các nguồn năng lượng tại chỗ, đặc biệt từ chất thải, đang trở thành hướng đi được nhiều quốc gia quan tâm. Tại Việt Nam, khu vực nông thôn mỗi năm phát sinh một lượng lớn chất thải sinh hoạt và chất thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, song phần lớn vẫn được xử lý bằng hình thức chôn lấp hoặc đốt thủ công, tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường và lãng phí tài nguyên.

Xuất phát từ thực tế đó, GS. TSKH Bùi Văn Ga, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng, đã chủ trì nghiên cứu “Sản xuất điện hòa lưới công suất nhỏ từ chất thải sinh hoạt và sản xuất ở nông thôn”. Nghiên cứu hướng tới mục tiêu biến chất thải thành nguồn nhiên liệu phục vụ phát điện, đồng thời hình thành mô hình năng lượng phân tán phù hợp với điều kiện nông thôn Việt Nam.

Sơ đồ tổng thể hệ thống năng lượng tái tạo (Ảnh: dbnd)

Theo nhóm nghiên cứu, chất thải sinh hoạt và chất thải sản xuất sau khi được phân loại sẽ được xử lý, ép thành nhiên liệu RDF nhằm nâng cao mật độ năng lượng và bảo đảm tính ổn định trong quá trình sử dụng. Nhiên liệu này được đưa vào hệ thống khí hóa để tạo ra khí tổng hợp làm nhiên liệu cho động cơ phát điện. Quá trình khí hóa được tối ưu nhằm nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng, đồng thời hạn chế phát sinh các thành phần gây hại cho thiết bị và môi trường.

Đáng chú ý, nghiên cứu đã xây dựng mô hình sản xuất điện từ chất thải không hoạt động độc lập mà được tích hợp với các nguồn năng lượng tái tạo khác như điện mặt trời và điện gió, tạo thành hệ thống năng lượng lai. Cách tiếp cận này giúp khắc phục tính gián đoạn của từng nguồn năng lượng riêng lẻ, nâng cao độ ổn định của dòng điện và khả năng hòa lưới ở quy mô nhỏ. Điện năng sản xuất ra có thể phục vụ nhu cầu sinh hoạt, sản xuất tại chỗ và từng bước tham gia vào lưới điện phân phối khu vực.

Bên cạnh giải pháp công nghệ chính, nhóm nghiên cứu cũng chú trọng đến việc hoàn thiện các khâu xử lý khí và cải tiến động cơ phát điện. Các vật liệu lọc được nghiên cứu nhằm loại bỏ các tạp chất có tính ăn mòn, góp phần kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm chi phí vận hành. Động cơ phát điện được thiết kế để có thể sử dụng linh hoạt nhiều loại nhiên liệu khí khác nhau, phù hợp với đặc điểm nguồn chất thải đa dạng ở nông thôn.

Đánh giá về hiệu quả tổng thể, GS. TSKH Bùi Văn Ga cho rằng mô hình này mang lại lợi ích kép. Một mặt, chất thải được xử lý ngay tại nguồn, giảm áp lực cho các bãi chôn lấp và hạn chế ô nhiễm môi trường nông thôn. Mặt khác, điện năng sạch được tạo ra giúp nâng cao khả năng tiếp cận năng lượng, đặc biệt tại các khu vực xa trung tâm hoặc có hạ tầng điện chưa ổn định.

Việt Nam đang thúc đẩy tăng trưởng xanh và thực hiện cam kết phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050, nghiên cứu về sản xuất điện hòa lưới công suất nhỏ từ chất thải nông thôn được đánh giá là hướng đi có tính thực tiễn cao. Việc tiếp tục hoàn thiện công nghệ, thí điểm và nhân rộng mô hình này không chỉ góp phần giải quyết bài toán môi trường mà còn mở ra cơ hội phát triển các nguồn năng lượng tái tạo phân tán, phù hợp với chiến lược phát triển bền vững của ngành năng lượng và khu vực nông thôn Việt Nam.

Phạm Hùng