Có thể đồng đốt biomass pellets với than trong nồi hơi công nghiệp không?

Có — viên nén sinh khối có thể được đốt chung với than trong các lò hơi công nghiệp. Tại tỷ lệ thay thế từ 5–20% theo năng lượng đầu vào, hầu hết các lò hơi stoker, lò xích, và lò tầng sôi tuần hoàn (CFB) chỉ cần cải tiến vừa phải, đồng thời mang lại những giảm đáng kể về khí CO₂, SO₂ và chi phí nhiên liệu.

---

Các yêu cầu kỹ thuật cần thiết cho việc đốt chung viên nén sinh khối là gì?

Việc đốt chung không phải là dễ dàng. Ba tham số điều chỉnh khả năng khả thi trước khi có quyết định mua hàng.

Ngưỡng chất lượng viên nén. Sự ổn định đốt cháy trong một giường nhiên liệu hỗn hợp yêu cầu độ ẩm của viên nén dưới 15%, giá trị calo trên 3.800 kcal/kg (viên nén sinh khối Kingwood cung cấp 4.800 kcal/kg), lưu huỳnh dưới 0,3%, và tro dưới 18%. Những số liệu này không phải là tùy ý — chúng phù hợp với tiêu chuẩn Class A1 EN ISO 17225-2 và tiêu chuẩn sản xuất của Kingwood. Viên nén nằm ngoài các khoảng này tăng nguy cơ tạo xỉ và giảm hiệu suất nhiệt.

Tính tương thích của loại lò. Lò hơi stoker và lò xích chấp nhận viên nén 6–10 mm trực tiếp vào hệ thống cấp nhiên liệu mà không cần chỉnh sửa nhiều. Các lò CFB xử lý tốt các mảnh viên nén do chế độ đốt cháy hỗn loạn của chúng. Các lò hơi đốt than nghiền là khó khăn nhất: viên cần phải được nghiền lại xuống dưới 100 micron, yêu cầu một máy nghiền sinh khối chuyên dụng — một chi phí vốn chuyển đổi đáng kể kinh tế của việc đốt chung.

Chỉnh sửa hệ thống cấp liệu. Tại các tỷ lệ dưới 10%, hầu hết các nhà vận hành pha trộn viên nén vào băng tải than hiện có. Trên 10–15%, một kho chứa sinh khối chuyên biệt, băng tải vít và van cấp liệu định lượng được khuyến nghị để duy trì độ chính xác tỷ lệ nhiên liệu trong khoảng ±2% theo khối lượng — một mức độ mà hầu hết các hệ thống DCS nhà máy có thể thực thi với các điều chỉnh lập trình nhỏ.

---

Việc đốt chung ảnh hưởng đến khí thải và tuân thủ quy định ra sao?

IEA Bioenergy Task 32 (2024) xác nhận rằng việc đốt chung ở tỷ lệ thay thế năng lượng 10% làm giảm CO₂ ròng từ một lò hơi đốt than xuống 9–11%, dựa trên viên nén gỗ được thu hoạch bền vững với giả định chu kỳ 50 năm.

Giảm SO₂ thì đơn giản hơn: vì viên nén sinh khối Kingwood có lưu huỳnh dưới 0,3% so với than đá bitum thông thường ở mức 0,6–1,2%, đầu ra SO₂ pha trộn giảm theo tỷ lệ thay thế.

NOx là biến số. Các viên nén từ gỗ có hàm lượng nitơ thấp hơn so với than và thường làm giảm NOx một cách khiêm tốn. Viên nén từ phụ phẩm nông nghiệp — vỏ gạo, rơm — có thể có các phần nitơ nhiên liệu tương đương hoặc cao hơn; các nhà vận hành nên yêu cầu giấy chứng nhận phân tích nhiên liệu từ nhà cung cấp viên nén của họ trước khi cam kết tỷ lệ trên 10%.

Lưu ý quy định. Tại Trung Quốc, tất cả các chỉ số khí thải của nhiên liệu sinh khối Kingwood đều thấp hơn GB13271-2001 (Tiêu chuẩn khí thải các chất ô nhiễm không khí cho lò hơi). Tuy nhiên, việc thay đổi hỗn hợp nhiên liệu trên một lò hơi lắp đặt được phép thường kích hoạt nghĩa vụ kiểm tra lại. Tại EU, Phụ lục I Chỉ thị Khí thải Công nghiệp yêu cầu phải thông báo nếu vượt ngưỡng đầu vào nhiệt hoặc nếu thay đổi thông số kỹ thuật nhiên liệu một cách đáng kể. Các đội mua sắm nên phối hợp với cơ quan kiểm tra địa phương và cơ quan cấp phép môi trường song song với đánh giá kỹ thuật — không phải sau khi thiết bị được đưa đến hiện trường.

---

Tỷ lệ đốt chung so với chi phí cải tiến: Ma trận quyết định

Tỷ lệ đốt chung (Căn cứ năng lượng)	Các loại lò tương thích	Phạm vi cải tiến điển hình	Chi phí tương đối
5–10%	Lò xích, stoker, CFB	Pha trộn cấp liệu, tinh chỉnh DCS nhỏ	Thấp
10–20%	Stoker, CFB	Kho chứa sinh khối chuyên dụng + cấp liệu định lượng, hiệu chỉnh tỷ lệ không khí của bộ đốt	Trung bình
20–30%	Thích hợp CFB	Mạch cấp sinh khối riêng biệt, khả năng nâng cấp bộ đốt	Cao
>30%	CFB hoặc lò hơi sinh khối chuyên dụng	Thiết kế lại hệ thống đốt hoàn toàn	Rất cao

Đối với hầu hết các dự án đốt chung công nghiệp nơi mục tiêu là giảm carbon và tiết kiệm chi phí nhiên liệu thay vì thay thế hoàn toàn than, khoảng 10–15% mang lại lợi tức đầu tư kỹ thuật tốt nhất. IRENA (2023) ghi nhận khoảng này như là sự lựa chọn chính yếu trong các ứng dụng nhiệt công nghiệp ở Đông Nam Á và Đông Âu.

---

Công suất sản xuất viên nén yêu cầu để cung cấp cho chương trình đốt chung là gì?

Sản xuất viên nén tự chủ — nơi nhà máy vận hành máy ép viên của riêng mình — ngày càng được ưa chuộng bởi các quản lý mua sắm muốn sự chắc chắn về giá nhiên liệu và kiểm soát chuỗi cung ứng.

Một lò hơi chạy than 50 MW(th) hoạt động với hệ số tải 85% và thay thế 10% sinh khối yêu cầu khoảng 3.800–4.200 tấn viên nén mỗi tháng, tùy thuộc vào giá trị calo và giờ vận hành. Điều này tương ứng với yêu cầu sản xuất liên tục khoảng 5–6 t/h.

Máy ép viên JWZL-928 của Kingwood cung cấp 4–5 t/h mỗi đơn vị, làm cho nó trở thành thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho một kịch bản cung cấp tự chủ lò hơi đơn. Đối với các cụm công nghiệp nhiều lò hơi hoặc cung cấp viên nén thương mại cho các khách hàng đốt chung bên thứ ba, các dây chuyền sản xuất ẩm hoàn chỉnh của Kingwood có thể quy mô lên tới 200.000 tấn mỗi năm — cấu hình được triển khai trong dự án viên nén gỗ 24 t/h tại Việt Nam.

Thiết kế dây chuyền cấp ẩm — xử lý sinh khối có độ ẩm cao thông qua nghiền, xay thô, sấy, xay mịn, ép viên và đóng gói trong một chuỗi hoàn toàn khép kín, tự động — đặc biệt phù hợp cho các chuỗi cung cấp đốt chung nơi các mảnh gỗ xanh hoặc phụ phẩm nông nghiệp là nguyên liệu chính, vì các vật liệu này thường đến với độ ẩm từ 40–55% và cần được sấy khô trước khi ép viên để đạt được ngưỡng độ ẩm dưới 15%.

---

Các yếu tố kinh tế chi phí thực tế cho việc đốt chung công nghiệp là gì?

Tiết kiệm chi phí nhiên liệu từ 40–50% so với nhiên liệu hóa thạch là khả thi nơi nguyên liệu sinh khối có giá cạnh tranh — một con số phù hợp với kinh tế dự án đã được Kingwood ghi nhận và với các tiêu chuẩn chi phí sinh khối công nghiệp của IRENA năm 2023 cho Đông Nam Á.

Các biến số chi phí chính là:

• Giá thành nguyên liệu (mảnh gỗ, phụ phẩm nông nghiệp, sản phẩm phụ từ nhà máy chế biến gỗ)
• Chi phí sản xuất viên nén OPEX (tiêu thụ điện năng của máy nghiền búa, máy sấy trống, máy ép viên với die vòng, máy làm lạnh ngược dòng)
• Doanh thu tín dụng carbon (nếu áp dụng theo hệ thống ETS quốc gia hoặc các thị trường carbon tự nguyện)
• Khả năng hiệu suất lò hơi — việc đốt chung ở các tỷ lệ thấp thường làm giảm hiệu suất lò hơi ròng từ 0,5–1,5 điểm phần trăm do độ ẩm của sinh khối và mật độ khối lượng thấp hơn; điều này phải được tính vào phép tính tỷ lệ nhiệt

Hầu hết các nhà vận hành ở Đông Nam Á báo cáo thời gian hoàn vốn đơn giản từ 18–36 tháng cho khoản đầu tư kết hợp vào thiết bị sản xuất viên nén và cải tiến lò hơi khi đốt chung ở mức 10–15%. Các dự án truy cập tín dụng carbon tại EU hoặc Cơ chế tín dụng bù đắp song phương của Nhật Bản (J-BOCM) báo cáo thời gian hoàn vốn ngắn hơn, đôi khi dưới 12 tháng tại mức giá carbon hiện tại.

Để có đánh giá chi tiết về công suất sản xuất và ROI đối với cấu hình lò hơi và sự sẵn có của nguyên liệu của bạn, hãy liên hệ trực tiếp với đội ngũ kỹ thuật của Kingwood.

---

Nguồn tài liệu

• IEA Bioenergy Task 32 — Đốt cháy và Đốt chung sinh khối (2024). https://www.ieabioenergy.com/task/combustion-and-co-firing/
• IRENA — Chi phí phát điện tái tạo 2023, Phụ lục: Các yếu tố phát thải sinh khối đốt chung. Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế, Abu Dhabi (2023).
• ISO 17225-2:2021 — Nhiên liệu sinh khối rắn: Thông số kỹ thuật và phân loại nhiên liệu — Phần 2: Viên nén gỗ có phân loại. Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế.
• GB13271-2001 — Tiêu chuẩn khí thải các chất ô nhiễm không khí cho lò hơi. Bộ Sinh thái và Môi trường, Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa.
• Chỉ thị Khí thải Công nghiệp EU 2010/75/EU, Phụ lục I — Các loại hình hoạt động công nghiệp.