Đề tài SỬ DỤNG CÔNG CỤ GEOSPATIAL ĐỂ ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG SINH KHỐI TỪ PHỤ PHẨM LÚA GẠO CỦA TỈNH HẢI PHÒNG

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KINH TẾ VÀ QUẢN LÝ ---------------  BÀI TẬP LỚN MÔN CÔNG NGHỆ CHUYỂN HÓA THAN ĐỀ TÀI: SỬ DỤNG CÔNG CỤ GEOSPATIAL ĐỂ ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG SINH KHỐI TỪ PHỤ PHẨM LÚA GẠO CỦA TỈNH HẢI PHÒNG Giáo Viên Hướng Dẫn: PGS.TS VănĐìnhSơnThọ Sinhviênthựchiện: PhạmThị Thành-KTCN-K55 MSSV: 20104768 HàNội 4/2013 2 PHẦN 2: TIỀM NĂNG SINH KHỐI TỪ PHỤ PHẨM LÚA GẠO CỦA TỈNH HẢI PHÒNG 2.1 Thốngkêsảnlượngsinhkhốitừphụphẩmcủalúagạo 2.1.1Trữlượng Trữlượngphụphẩmtừlúagạo(rơm,rạ… ) củaHảiPhònglà 846000.83 (tấn /năm) nằmtrongkhoảngtrữlượngtừ 550000-900000 tấn/năm Gepspatial toolkit Ricecropresidues 80000-2850000( tons/yr) 2850000-550000(tons/yr) 550000-900000(tons/yr) 900000-1850000(tons/yr) 1850000-6800000(tons/yr) Trong khi đómứcphụphẩmthấpnhấtMmin=80000 (tấn/năm)vàlớnnhất là Mmax=6800000(tấn/năm) Trữlượngphụphẩmtrungbìnhtừlúagạo ở Việt Nam làMtb=(80000+6800000)/2=3440000 (tấn/năm) Vậytrữlượngphụphẩmtừlúagạo ở HảiPhòng ở mứctrungbình.CáctỉnhgiápvớiHảiPhòngcótrữlượngphụphẩmkhácaonhư: HảiDương 1343030.74 tấn/năm, TháiBìnhlà 1912534 tấn/năm.Cáctỉnhnàycóhoạtđộngsảnxuấtlúagạopháttriểnhơn so vớiHảiPhòng, lượngphụphẩmthuđượccũngnhiềuhơn. 2.2 Chọnđịađiểm,nguyêntắcchọn Thành phố Hải Phòng nằm về phía Ðông Bắc đồng bằng Bắc Bộ, có toạ độ địa lý từ 20 °30' đến 21° 01' vĩ độ Bắc, 106 °25' đến 107 °10' kinh độ Ðông, cách thủ đô Hà Nội 102 km về phía Ðông Nam. Phía Bắc giáp tỉnh Quảng Ninh, phía Tây giáp tỉnh Hải Dương, phía Nam giáp tỉnh Thái Bình, phía Ðông là vịnh Bắc Bộ.  Chọn địa điểm đặt nhà máy sản xuất năng lượng từ phụ phẩm lúa gạo: 3 Tỉnh : Hải Phòng, khu vực các huyện ngoại thành có sản lượng lúa gạo hàng năm lớn( Vĩnh Bảo, Kiến Thụy… )  Nguyên tắc chọn: - Hải Phòng là địa phương có sản lượng lúa gạo tương đối lớn, tỉnh cũng giáp với hai nguồn cung lúa gạo lớn của miền Bắc là Thái Bình và Nam Định do đó dễ dàng đáp ứng được nguồn cung của nhà máy - Hải Phòng là tỉnh giáp biển,là cầu nối với các khu vực khác, có vị trí giao thông thuận lợi cho việc cung ứng nguyên liệu cũng như tiêu thụ sản phẩm - Tỉnh cũng có mạng lưới giao thông, cơ sở hạ tầng, kĩ thuật phát triển tạo điều cho hoạt động sản xuất của nhà máy. 2.3 Thiết lập quan hệ sản lượng sinh khối và năng lượng điện có thể sản xuất 2.3.1 Thiết lập theo cự ly Sử dụng phần mềm Geospatal Toolkit với các giả thiết:  Energy Resource: Biomass Biomasss Resource: Solid Biomass  Solid Biomass Resource Residue Type: Crop Resource Resource: Rice Crop Residues  Query Point anh Buffer Distance Latitude: 20.8295° Longitude: 106.6317° Giữnguyêncácyếutốkhácchocựli( buffer distance ) thayđổilầnlượtlà: 25, 50, 75, 100 ta cóbảng Input sau: Buffer Distance 25 50 75 100 Availlable Resource(tấn) 1,164,434 3,761,452 7,640,119 10,952,769 Energy content(MJ/kg)) 16.8 16.8 16.8 16.8 % obtainable 50 50 50 50 Heat rate(MJ/kWh) 18 18 18 18 Capacity Factor 0.8 0.8 0.8 0.8 Saukhi thực hiện lệnh Run Query ta có Bảng kết quả( Result ) ứng với từng cự li thay đổi như sau: Buffeer Distance 25 50 75 100 Gross Potential Energy(MJ) 19,562,491,2 00 63,192,393,200 128,353,999,200 184,006,519,200 4 Net Potential Energy(MJ) 9,781,245,60 0 31,596,196,800 64,176,999,600 92,003,259,600 MWh Potential(M Wh) 543,402.53 1,755,344.27 3,565,388.87 5,111,292.2 MW Potential(M W) 77.54 250.48 508.76 729.35 Trongđó: - Buffeer Potential energy: cự li - Gross Potential Energy(MJ): Tổngsảnlượngsinhkhối - Net Potential Energy(MJ): sảnlượngsinhkhốithuần - MWh Potential(MWh): Tiềmnăngphátđiện(nănglượngđiện) - MW Potential(MW): Tiềmnăngcôngsuấtphátđiện Từ biểu đồ ta thấy khi cự li tăng thì sản lượng sinh khối và năng lượng điện có thể sản xuất được cũng tăng theo nhưng mức tăng là khác nhau. Cụ thể khi cự li thay đổi từ 25km→50 km thì năng lượng điện và sản lượng sinh khối tăng tương ứng là: 31596196800/9781245600 =1755344.27/543402= 3.23 lần. Tương tự ta có: Cự li thayđổi 25 km→50 km 50 km→ 75 km 75 km→ 100 km Mứctăngthêm 3.23 lần 2.03 lần 1.43 lần 1 2 3 4 cự li 25 50 75 100 năng lượng điện(MWh) 543402.53 1755344.2 3565388.8 5111292.2 sản lượng sinh khối(MJ) 9781245603.1596E+16.4177E+19.2003E+1 0 1E+10 2E+103E+10 4E+10 5E+10 6E+107E+10 8E+10 9E+10 1E+11 0 1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 Ax is T itl e Biểu đồ mối quan hệ giữa sản lượng sinh khối và năng lượng điện khi cự li thay đổi 5 Khi cự li mở rộng thêm sản lượng sinh khối và năng lượng điện có tăng nhưng mức tăng nhỏ hơn lúc đầu và có xu hướng giảm dần. 2.3.2 Thiếtlậptheokhảnăngcóthểthuthậpđượcnguồn biomass TH1: Cự li = 25 km Giữnguyêncự li chogiátrị % obtainable ( tỉlệtàinguyênsẵncócóthểbiếnđổithànhđiện hay khảnăngcóthểthuthậpđượcnguồn biomass) thayđổitừ 10%→90% ta đượcbảngkếtquả: % obtainabe 10 20 30 40 Gross Potential energy(MJ) 19562491200 19562491200 19562491200 19562491200 Net Potential energy(MJ) 1956249120 3912498240 5868747360 7824996480 MWh Potential(MWh) 108680,51 217361,01 326041,52 434722,03 MW Potential(MW) 15,51 31,02 46,52 62,03 % obtainabe 50 60 70 80 90 Gross Potential energy(M J) 19562491200 19562491200 19562491200 19562491200 19562491200 Net Potential energy(M J) 9781245600 11737494720 13693743840 15649992960 17606242080 MWh Potential( MWh) 543402,53 652083,04 760763,55 869444,05 978124,56 MW Potential( MW) 77,54 93,05 108,56 124,06 139,57 6 Từbảngkếtquảvàbiểuđồ ta thấykhikhảnăngthuthậpnguồnbiomass( % obtainable ) tăngthìsảnlượngsinhkhốivànănglượngđiệncũngtăng. Cụthểkhi % obtainable tăng 10 %( từ 10% đến 20 %) thìnănglượngđiệnvàsảnlượngsinhkhốităngtươngứnglà: (217361,01 – 108680,51)/108680,51=99,99% Tươngtựkhităng % obtableđến 30, 40,50,…90 % nănglượngđiệncũngtăngnhưngmứctăngnhỏhơn Vậyđểthuđượclượngđiệnnăngtừcácphụphẩmsinhhọclớnthìyếutốkhảnăngthuthậpnguồnbiom ass( hay khảnăngcungứngngyênliệusinhhọc) làrấtquantrọngquyếtđịnhlượngđiệnnăngcóthểsảnxuất. Đểlàmđượcđiềunày ta cầnchọnđượcđịađiểmcónguồncungnguyênliệudồidàocũngnhưthuậnlợichosựpháttriểncủanhà máy. Vớicáctrườnghợpsaukhithaycự li bằng 50, 75, 100 km ta cũngcónhậnxéttươngtự. TH2: Cự li = 50 km % obtainabe 10 20 30 40 50 Gross Potential energy(MJ) 63192393600 63192393600 63192393600 63192393600 63192393600 Net Potential energy(MJ) 6319239360 12638478720 18957718080 25276957440 31596196800 MWh Potential(MWh) 351068,85 702137,71 1053206,56 1404275,41 1755344,27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 % obtainabe 10 20 30 40 50 60 70 80 90 MWh Potential(MWh)1E+02E+03E+04E+05E+07E+08E+09E+01E+0 Net Potential energy(MJ) 2E+04E+06E+08E+01E+11E+11E+12E+12E+1 0 2E+09 4E+09 6E+09 8E+09 1E+10 1.2E+10 1.4E+10 1.6E+10 1.8E+10 2E+10 0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 Ax is T itl e Biểu đồ quan hệ giữa sản lượng sinh khối và năng lượng điện có thể sản xuất 7 MW Potential(MW) 50,1 100,19 150,29 200,38 250,48 % obtainabe 60 70 80 90 Gross Potential energy(MJ) 63192393600 63192393600 63192393600 63192393600 Net Potential energy(MJ) 37915436160 44234675502 50553914880 56873154240 MWh Potential(MWh) 2106413,12 2457418,97 2808550,82 3159619,68 MW Potential(MW) 300,57 350,67 400,76 450,86 1 2 3 4 5 6 7 8 9 % obtainabe 10 20 30 40 50 60 70 80 90 MWh Potential(MWh) 4E+07E+01E+01E+02E+02E+02E+03E+03E+0 Net Potential energy(MJ) 6E+01E+12E+13E+13E+14E+14E+15E+16E+1 0 1E+10 2E+10 3E+10 4E+10 5E+10 6E+10 0 500000 1000000 1500000 2000000 2500000 3000000 3500000 Ax is T itl e Biểu đồ quan hệ giữa sản lượng sinh khối và năng lượng điện 8 TH3: cự li = 75 km % obtainabe 10 20 30 40 50 Gross Potential energy(MJ) 1,28354E+11 1,28354E+11 1,28354E+11 1,28354E+11 1,28354E+11 Net Potential energy(MJ) 12835399920 25670799840 38506199760 51343599680 64176999600 MWh Potential(MW h) 713077,77 1426155,55 2139233,32 2852311,09 3565388,87 MW Potential(MW ) 101,75 203,5 305,26 407,01 508,76 % obtainabe 60 70 80 90 Gross Potential energy(MJ) 1,28354E+11 1,28354E+11 1,28354E+11 1,28354E+11 Net Potential energy(MJ) 77012399520 89847799440 1,02683E+11 1,15519E+11 MWh Potential(MWh) 4278466,64 4991544,41 5704622,19 6417699,96 9 MW Potential(MW) 610,51 712,26 814,02 915,77 TH4: Cự li = 100 km % obtainabe 10 20 30 40 50 Gross Potential energy(MJ) 1,84007E+11 1,84007E+11 1,84007E+11 1,84007E+11 1,84007E+11 Net Potential energy(MJ) 18400651952 36801303840 55201955760 73602607680 92003259600 MWh Potential(MWh) 1022258,44 2044516,88 3066775,32 4089033,76 5111292,2 MW Potential(MW) 145,87 291,74 437,61 583,48 729,35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 % obtainabe 10 20 30 40 50 60 70 80 90 MWh Potential(MWh) 713071E+062E+063E+064E+064E+065E+066E+066E+06 Net Potential energy(MJ) 1E+103E+104E+105E+106E+108E+109E+101E+111E+11 0 2E+10 4E+10 6E+10 8E+10 1E+11 1.2E+11 1.4E+11 0 1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000 A xi s Ti tle Biểu đồ quan hệ giữa sản lượng sinh khối và năng lượng điện 10 % obtainabe 60 70 80 90 Gross Potential energy(MJ) 1,84007E+11 1,84007E+11 1,84007E+11 1,84007E+11 Net Potential energy(MJ) 1,10404E+11 1,28805E+11 1,47205E+11 1,65606E+11 MWh Potential(MWh) 6133550,64 7155809,08 8178067,52 9200325,96 MW Potential(MW) 875,22 1021,09 1166,96 1321,83 1 2 3 4 5 6 7 8 9 % obtainabe 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Net Potential energy(MJ) 2E+14E+16E+17E+19E+11E+11E+11E+12E+1 MWh Potential(MWh) 1E+02E+03E+04E+05E+06E+07E+08E+09E+0 0 1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000 8000000 9000000 10000000 0 2E+10 4E+10 6E+10 8E+10 1E+11 1.2E+11 1.4E+11 1.6E+11 1.8E+11 Ax is T itl e Biểu đồ quan hệ giữa sản lượng sinh khối và năng lượng điện