ĐÁNH GIÁ VÒNG ĐỜI SẢN XUẤT BIODIESEL TỪ VI TẢO GVHD: Th.s ĐINH SỸ KHANG Nhóm: Lớp: 02_ĐH QTTB&ĐK Our Team Hồng Phương Thành Trung Thanh Tuyền 0250020118 02500201 02500201 Tài liệu tham khảo Thuyết trình viên Nội dung PowerPoint TÀI LIỆU 01 ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY / VOL 43, NO.17, 2009 02 Tạp chí Thơng Tin Khoa Học Công Nghệ (STINFO) số - 2014 PGS.TS Trương Vĩnh, 2008 Nghiên cứu quy trình cơng nghệ sản xuất biodiesel từ vi tảo Việt Nam Báo cáo tổng 03 kết đề tài khoa học công nghệ cấp Mục Lục 01 Giới thiệu 02 Tổng quan hệ thống sản xuất 03 Phân tích kết 04 Đánh giá 05 Kết luận GIỚI THIỆU Sự phát triển nhanh chóng ngành cơng nghiệp giới làm cạn kiệt dần nguồn nhiên liệu hóa thạch dầu mỏ Vi tảo có khả quang hợp mạnh, khoảng -8% lượng mặt trời chuyển đổi sang sinh khối Đặc biệt khả thu hoạch nhanh – 10 ngày lượng chất béo tích lũy cao Vì vậy, Biodiesel nhiên liệu thay tiềm cho diesel hóa thạch phân hủy sinh học, khơng độc, tái chế, thân thiện với mơi trường Vì thế, sử dụng vi tảo nguồn nhiên liệu thay dầu thực vật cho sản xuất diesel sinh học cần thiết Tuy nhiên, giá thành sản xuất biodiesel cao chưa thể cạnh tranh với diesel hóa thạch hai yếu tố nguồn nguyên liệu công nghệ sản xuất Các nghiên cứu thực đề tài Mục đích nghiên cứu để đánh bị hạn chế phòng thí giá tác động mơi trường ni cấy nghiệm quy mơ thí điểm Do đó, phòng thí nghiệm Bằng việc khơng đánh giá tồn diện dây quan sát thí nghiệm kết hợp với chuyền sản xuất ni cấy vi tảo từ q trình biết đến để phát triển thực tế nhiên liệu sinh học hệ từ thiết kế mơ hình thực tế Ngoài tổng lượng dây chuyền sản xuất, tác động đốt cháy nhiên liệu sinh học từ tảo so sánh với việc sản xuất nhiên liệu sinh học hệ nhiên liệu diesel (sự đốt cháy MJ nhiên liệu động diesel) Giới hạn nghiên cứu bao gồm khai thác sản xuất nguyên liệu, xây dựng sở tháo dỡ, qui trình sản xuất nhiên liệu sinh học, sử dụng động Mục tiêu nghiên cứu khơng cung cấp LCA cho công nghệ nhiên liệu sinh học tảo nay, mà nhằm xác định trở ngại hạn chế từ phát triển quy trình thân thiện với môi trường GIỚI THIỆU Tảo thực vật bậc thấp gồm hay nhiều tế bào có cấu tạo đơn giản, có màu khác nhau, ln ln có chất diệp lục sống mơi Tảo thực vật vách ngăn chứa xenluloz, tự  Vi tảo tất tảo có kích thước hiển vi (từ dưỡng, quang tổng hợp nhờ ánh sáng CO2 vài đến vài trăm ).Trong số 50.000 loài tảo giới vi tảo chiếm khoảng 2/3 trường nước GIỚI THIỆU Kiểm kê LCA dựa trên: Các số liệu từ nguồn học thuật Liên hệ với nhà sản xuất công nghiệp Hàng tồn kho thực đơn vị quy trình chuyển đổi tương tự mô tả sở liệu Ecoinvent Tổng quan hệ thống sản xuất Khác với lồi vi tảo khác, Chlorella thích ứng với thiếu hụt nitơ cách tích tụ lipid carbohydrate Cả hai lựa chọn: ni cấy bình thường thấp Nitơ đánh giá Nước thu từ chất làm đặc nước thải chuyển đến ao để xữ lý biodiesel glycerol Phần dầu mỏ sau vận chuyển đến sở chuyển đổi cơng nghiệp, nơi biến đổi thành dầu diesel sinh học Hình 1:Tổng quan chuỗi trình, từ nuôi cấy tảo Chlorella đến việc sử dụng diesel sinh học động diesel 10 Tổng quan hệ thống sản xuất Các nhà máy lọc dầu cho hai sản phẩm, dầu thô bánh dầu BIẾN Tiếp theo, Dầu este hóa cồn để trở thành dầu diesel sinh học ĐỔI Sự chuyển đổi thực nhà máy công nghiệp chuyển đổi dầu từ nguồn nhiên liệu khác DẦU TẢO Chúng giả định suất chế biến tương tự loại dầu biodiesel khác (như đậu nành) 17 Tổng quan hệ thống sản xuất ĐỐT Đánh giá tác động bao gồm phát thải q trình đốt cháy khơng phải vận chuyển từ kho tới mạng lưới phân phối Hiện khơng có liệu lượng khí thải động xăng hoạt động với vi tảo biodiesel Tuy nhiên, nghiên cứu liên quan (*) đặc tính nhiên liệu sinh học tảo cho phép giả định biodiesel từ tảo đốt cháy động diesel tương tự nhiên liệu sinh học khác (*): scragg, A H.; Morrison, J.; Shales, S W The use of a fuel containing Chlorella vulgaris in a diesel engine Enzyme Microb Technol 2003, 33, 884–889 18 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 19 Bảng 3: Tóm tắt nguồn phát thải ảnh hưởng nhiều đến sản lượng 1kg dầu sinh học tảo Bảng số liệu cho thấy tổng lượng có mức cao so với lượng chứa nhiên liệu sinh học (37,8 MJ / kg) Tuy nhiên, mức phân bón nhu cầu lượng cho điều kiện nuôi cấy Nitơ mức thấp thấp Khai thác dầu ướt làm giảm đáng kể yêu cầu nhiệt sản lượng khai thác thấp khai thác khơ 20 Hình Nhu cầu lượng tích lũy lượng sản xuất liên quan đến việc sản xuất MJ diesel sinh học Nhu cầu lượng tích lũy (CED) bao gồm lượng sử dụng trình sản xuất, lượng cần Cũng nhận thấy khai thác thấp nitơ cải thiện CED 60% thiết để sản xuất đầu vào cần thiết (phân bón) xây CED tăng 25% với việc khai thác ướt dựng tòa nhà sở hạ tầng 21 Tác động tiềm ẩn đánh giá cách sử dụng phương pháp CML, bao gồm: abiotic depletion - AbD 01 Các tác động lựa chọn cạn kiệt sinh học, tương ứng với việc khai thác khoáng sản nhiên liệu hố thạch Ac 02 axit hóa tiềm phát tán chất axit hóa Eu 03 Q trình phú dưỡng hóa, bao gồm tác động việc giải phóng lượng chất dinh dưỡng mức GWP 04 Tiềm nóng lên tồn cầu, xác định cho khoảng thời gian 100 năm 22 Tác động tiềm ẩn đánh giá cách sử dụng phương pháp CML, bao gồm: Ozone 05 suy giảm tầng ôzôn, xác định khoảng thời gian 40 năm 06 07 HumTox, MarTox người độc tính biển: đánh giá tác động việc phát thải vào người hệ sinh thái biển khoảng thời gian 100 năm, tính tốn sử dụng bề mặt trái đất 08 Rad phát xạ xạ ion hoá Photo 09 trình quang hóa đề cập đến phát thải chất phản ứng có hại cho sức khoẻ người hệ sinh thái 23 Để phân tích chuỗi quy trình với tác động khác nhau, bước sản xuất phân thành nhóm Sản xuất bao gồm phát thải tiêu thụ liên quan đến sản xuất tảo, bao Năng lượng đề cập đến tác động tạo việc nuôi cấy tảo este gồm thu hoạch chuẩn bị sinh khối không bao gồm phân bón hóa dầu 01 lượng 02 Xử lý chất thải xử lý nước thải sản xuất q trình ni xử lý tảo Phân bón đề cập đến việc khai thác sản xuất phân bón Chuyển đổi bao gồm khai thác chuyển đổi dầu 07 03 06 04 Cơ sở hạ tầng bao gồm xây dựng tái xây dựng 05 Sử dụng nhiên liệu đốt động đốt 24 Hầu hết tác động chủ yếu tiêu thụ lượng, đốt nhiên liệu, sử dụng phân bón Chuyển từ bình thường sang Nitơ thấp ln ln cải tiến tất tác động Hình Phân bố ảnh hưởng liên quan đến đốt cháy MJ nhiên liệu tảo động diesel Đối với hạng mục, tương ứng với, bình thường khơ, bình thường ướt, Nitơ thấp khơ Nitơ thấp ướt 25 Vì điều kiện ni cấy mức Nitơ thấp cho kết tốt nghiên cứu Dầu diesel sinh học từ củ cải đường cho sản xuất châu Âu, Các kết LCA so sánh với kết LCA nhiên liệu khác để có nhìn sâu lợi hạn chế dầu diesel sinh học từ tảo phân tích dầu cọ sinh học từ cọ này, có nươi cấy Nitơ thấp so sánh với nguồn nhiên liệu sinh học đề cập đến sản xuất Malaysia, phân tích nhiên liệu sinh học đậu tương đề cập đến bối cảnh Hoa Kỳ 26 Do yêu cầu nhiệt điện, dầu diesel sinh học tảo tốt nhiên liệu sinh học khác Hình So sánh tác động phát cho thấy tảo có tác động thấp dinh dưỡng sử dụng đất, tác động trung sinh từ trình đốt cháy MJ loại dầu diesel sinh học khác vấn đề nóng lên tồn cầu, nguồn tài ngun khống sản suy giảm tầng ơzơn Tuy bình axit hóa, độc tính người nhiên, khơng có nguồn diesel sinh học suy giảm ozone khác tốt dầu diesel sinh học từ tảo tác động 27 Đánh giá LCA đánh giá vòng đời q trình mà khơng tồn quy mơ cơng nghiệp, nhiều vấn đề công nghệ chưa giải Hơn nữa, giải pháp công nghệ liên quan tồn tại, chúng cần xem xét lại giai đoạn tối ưu hóa quy trình Mục tiêu nghiên cứu LCA xác định thông số bước chuyển đổi có tác động nhiều đến cân lượng hoạt động môi trường tồn qui trình 28 Đánh giá Phân tích phân bố tác động mơi trường so sánh với nhiên liệu sinh học khác, disel từ tảo không cải thiện cân lượng mà giảm đáng kể nhiều Mặt khác, kích thước nhỏ (2-5 μm) làm cho tác động bước thu hoạch chiết tách trở nên khó khăn Vì vậy, cải thiện hiệu mơi trường nói chung so với nhiên liệu sinh học khác Sự thiếu hụt nitơ cần thiết để sản xuất Tìm kiếm lồi trì suất cao điều kiện lipid, điều kiện nuôi cấy ảnh hạn chế Nitơ thách thức quan trọng hưởng mạnh đến tốc độ tăng trưởng, ảnh hưởng đến suất thực 29 Kết luận Tuy nhiên, đánh giá tác động cân lượng cho thấy biodiesel sinh học tảo có số LCA cơng cụ thích hợp để nhược điểm đánh giá công nghệ cho sản xuất lượng Sản xuất diesel sinh học từ tảo vi So với lượng thông công nghệ phát triển thường, suất quang hợp cao coi nguồn tảo làm giảm đáng kể việc sử dụng đất lượng đầy hứa hẹn thuốc trừ sâu mà không cần nhu cầu phân bón Ngay cơng nghệ trẻ chưa hồn thiện, công cụ xác định hạn chế cơng nghệ hỗ trợ tạo mơ hình sản xuất hiệu bền vững 30 Thank You !