Cải tạo máy phát điện diesel thành máy phát điện biogas. Ảnh: EGreen
Tạo hướng đi mới cho biogas
Việc dùng biogas từ hầm ủ phân để chạy máy phát điện là điều khá phổ biến hiện nay, nhưng cách đây 7-10 năm lại là câu chuyện gần như xa lạ với bà con nông dân. Ở các trang trại cỡ nhỏ và trung bình, mỗi ngày chất thải gia súc có thể tạo ra hàng chục, hàng trăm mét khối khí biogas. Tuy nhiên, người dân lúc đó không biết dùng khí ủ để làm gì ngoài việc đun nấu, bởi các khí này chứa từ 50-70% metan CH4 là một loại chất rất dễ cháy.
Nhưng nhu cầu đun nấu cũng chỉ giải quyết được một phần rất nhỏ lượng khí tạo ra, bởi vậy nhiều trang trại phải đốt bỏ hỗn hợp biogas hoặc để chúng thoát ra vào không khí. Nhưng khi vào không khí, biogas có chứa H2S gây mùi hôi thối khó chịu, chưa kể đến nhân tố không mùi nguy hại hơn là CH4 có khả năng làm tăng hiệu ứng nhà kính gấp 25 lần CO2. Tìm cách sử dụng lượng biogas khổng lồ này là bài toán đau đầu với nhiều chủ trang trại.
Xuất phát từ vấn đề này, anh Phạm Đức Thọ, kỹ sư vật lý kiêm kỹ sư quản trị kinh doanh của trường ĐH Bách khoa Hà Nội, đã tìm cách đưa ra một lời giải. “Chúng ta đang thiếu một thiết bị xử lý biogas dư thừa. Máy phát điện chạy bằng biogas có thể là một lời giải thích hợp và hiệu quả”.
Các trang trại đang chuyển dần sang mô hình chăn nuôi khép kín để đảm bảo an toàn sinh học và sinh trưởng trong điều kiện ổn định. Do vậy, một trang trại chăn nuôi quy mô trung bình đã phải sử dụng lượng điện lên tới 30-50 triệu đồng/tháng cho hệ thống làm mát, chiếu sáng, sưởi ấm mùa đông…
“Hầu như trang trại nào cũng có một máy phát điện chạy diesel dự phòng. Nhưng diesel rất đắt, do vậy các máy phát điện thường chỉ chạy 2-3 tiếng rồi ngừng”, anh Thọ chia sẻ, “Nếu có thể dùng biogas để chạy máy phát điện này, chúng tôi sẽ giải quyết được bài toán kép về môi trường và chi phí năng lượng cho các chủ trang trại”.
KS. Phạm Đức Thọ (phải) và chủ trang trại ở thôn Kim Nê, xã Thanh Bình, huyện Chương Mỹ, TP. Hà Nội cạnh chiếc máy phát điện biogas mới được EGreen cải tiến. Ảnh: NVCC
Anh đã cùng một số đồng nghiệp, thầy cô từ trường ĐH Bách khoa Hà Nội và Học viện Nông nghiệp VN đề xuất một gói thầu trong Dự án Hỗ trợ Nông nghiệp Carbon thấp (LCASP) do Ngân hàng Phát triển Châu Á tài trợ và Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thông quản lý từ năm 2013. Họ đã khảo sát tình hình xử lý khí sinh học ở 1.400 trang trại trên cả nước, đánh giá thị trường sử dụng máy phát điện, hoàn thiện công nghệ xử lý biogas và cải tiến máy phát điện chạy diesel thành máy phát điện sử dụng biogas.
Trong gần ba năm, các nhà nghiên cứu đã miệt mài thiết kế những quy trình làm giàu metan và bộ lọc để loại bỏ các tạp chất gây ảnh hưởng xấu đến động cơ điện, đồng thời phát triển những kỹ thuật cải thiện động cơ và xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa đối với hệ thống máy phát điện biogas.
Khi dự án gần kết thúc vào cuối năm 2018, những thành viên chủ chốt của nhóm đã đi đến một quyết định táo bạo là thành lập công ty công nghệ mang tên EGreen để tiếp tục thu hút vốn và thương mại hóa sản phẩm.
Từ 2 mô hình thí điểm ban đầu trong Dự án LCASP, dưới nguồn tài trợ mới gọi được của Tổ chức Phát triển Hà Lan (SNV), họ đã phát triển thêm 4 mô hình ở trang trại và đến nay đã có tổng cộng 12 mô hình – mười hệ thống trong đó “là thương mại hóa thực sự”, tức người dùng đã có lãi và trả tiền cho công ty, theo chia sẻ của anh Thọ, hiện là giám đốc công ty .
Mang chuyên môn vào sản phẩm
Trong quá trình phát triển, đội ngũ của EGreen đã nhận ra nhiều vấn đề để cải thiện công nghệ. “Trước đây cũng có nhiều nghiên cứu chuyển đổi chạy từ nguyên liệu truyền thống sang biogas, nhưng thường ở dạng lưỡng nguyên liệu”- TS. Nguyễn Đức Khánh, giảng viên trường ĐH Bách khoa Hà Nội chuyên ngành động cơ đốt trong, một thành viên chủ chốt của nhóm nghiên cứu chia sẻ.
“Máy phát điện của chúng tôi đòi hỏi phải chạy 100% biogas, do vậy chúng tôi phải thiết kế hệ thống lọc khí để loại bỏ 80% hơi nước và khí H2S đầu ra còn dưới 100ppm. Đồng thời, chúng tôi cũng phải cải tạo buồng đốt của động cơ, thay đổi tỷ số nén tìm ra phương pháp nén phù hợp và gia công thêm để tạo được những hệ thống đánh lửa trên bề mặt máy”.
TS. Khánh cũng cho biết thêm vì chất lượng và áp lực nhiên liệu biogas luôn thay đổi, nên họ cần đảm bảo động cơ máy phát điện chạy ổn định – cả về tốc độ quay, điện áp sinh ra hay tần số điện – bằng cách thiết kế các hệ thống tự động điều chỉnh có cảm biến, do vậy ít cần sự can thiệp của công nhân trang trại vốn không nhiều kinh nghiệm về an toàn hệ thống điện. “Thường thì tốc độ động cơ luôn duy trì ở 1500 - 1600 vòng/phút, tạo ra mức điện tần số 50Hz và điện áp khoảng 380-400V điện ba pha. Nếu trong trường hợp máy phát có vấn đề, hệ thống sẽ tự động động chuyển sang điện lưới”, anh cho biết.
So với các đối thủ chính là máy phát điện biogas Trung Quốc, đại diện công ty cho biết giá thành của họ rẻ hơn 50% với các máy công suất tương đương.
Các máy phát điện biogas đã tạo ra một sự thay đổi cuộc chơi về năng lượng với các chủ trang trại. Anh Tịnh, một chủ trang trại gần 6000 con lợn ở Đại Từ - Thái Nguyên cho biết sau khi lắp máy phát điện chuyển đổi 150kVA, cơ sở của anh đã giảm tiền điện từ 70 triệu/tháng xuống còn 20 triệu/tháng. Dự tính, trang trại này sẽ thu hồi được vốn đầu tư trong vòng hai năm.
TS. Khánh cho biết do nguồn biogas sẵn có nên các máy phát điện có thể chạy liên tục từ 15-20 tiếng để cung cấp cho nhu cầu tiêu thụ. Thậm chí, nếu các trang trại lắp nhiều máy để luân phiên nhau chạy thì “điện biogas có thể trở thành nguồn chính và ngược lại, biến điện lưới thành nguồn dự phòng của trang trại”. Theo anh, điều này sẽ cho phép người sản xuất chủ động hơn về điện năng tiêu thụ, đồng thời cũng giải quyết bài toán môi trường về dư thừa biogas. Theo tính toán, một máy phát điện khí sinh học công suất 100KVA của EGreen sẽ giúp giảm 100 tấn CO2/năm.
Tiếp cận thị trường
Khi được hỏi về chân dung khách hàng, anh Thọ chia sẻ họ nhắm đến các chủ trang trại quy mô trung bình và lớn bởi họ có sẵn tư duy và nguồn lực kinh tế, thậm chí nhiều trang trại là mắt xích chăn nuôi gia công cho những công ty chăn nuôi rất lớn như Masan, Hòa Phát… Những chủ trang trại này thường tập trung thành các hiệp hội, nhóm chăn nuôi để chia sẻ kinh nghiệm, do vậy đại diện EGreen bộc bạch rằng việc tiếp cận họ không phải là điều khó, nhưng thuyết phục được họ lại là câu chuyện khác.
Để làm được điều này, EGreen để các chủ trang trại trải nghiệm trước, khi thấy hiệu quả họ sẽ giới thiệu cho nhau. Đồng thời, công ty cũng tham gia vào một số nhiệm vụ khoa học công nghệ do các Sở ngành địa phương đặt ra để từ đó đưa mô hình máy phát điện biogas của mình vào và vận động các chính sách hỗ trợ cho chủ trang trại sử dụng giải pháp này.
“Điều quan trọng nhất là chúng tôi cần chứng minh rằng sản phẩm của mình đủ tốt, mang lại hiệu quả kinh tế và môi trường cho họ”, anh Thọ nói. Từ những trang trại ban đầu của dự án ở Nam Định, giờ đây công ty đã bắt đầu có một số khách hàng khác ở Hà Nội, Hải Dương, Bắc Ninh và Bắc Giang và đang có ý định mở rộng ra Thanh Hóa và Bình Phước. Anh Thọ hiểu rằng các chủ trang trại dù không trực tiếp vận hành nhưng lại yêu cầu về giám sát quản lý rất cao. Do vậy, các thiết kế của sản phẩm phải đảm bảo hiệu suất dễ sử dụng và theo dõi.
Thành lập từ năm 2018 nhưng phải đến năm 2020, EGreen mới tự tin bước ra thị trường. Tuy nhiên, dịch tả lợn châu Phi và đại dịch Covid-19 đã làm giảm bước tiến của họ. Mặc dù vậy, họ vẫn tận dụng thời gian này để củng cố nguồn nhân lực và chuẩn bị marketing cho việc mở rộng quy mô.
Dự tính đóng gói quy trình
Hiện nay, các khách hàng của công ty vẫn còn nhỏ lẻ, thường có nhu cầu cải tạo máy phát điện mà mỗi động cơ một kiểu, gặp động cơ nào sửa động cơ ấy. Do vậy sẽ tốn không ít thời gian và công sức cho mỗi đợt và có thể nảy sinh những vấn đề không thể kiểm soát hết, TS. Khánh cho biết. Anh cũng đề cập đến việc hiện tại công nghệ gia công cơ khí của Việt Nam vẫn còn khá thủ công, nên chất lượng linh kiện chưa đáp ứng được kì vọng.
Dưới vai trò giám đốc kỹ thuật của công ty, theo TS. Khánh về lâu dài, công ty sẽ tập trung vào một số dòng động cơ nhất định để làm chủ toàn bộ tất cả quy trình và các vấn đề kỹ thuật liên quan, và thiết lập các chuỗi đối tác cơ khí chế tạo tốt hơn.
Tự tin rằng mình hội tụ nhiều yếu tố mà các công ty cùng ngành khó có được, bao gồm một nền tảng nghiên cứu vững chắc, nguồn chuyên gia nắm rõ know-how tận tụy với công việc, sự nhạy cảm về kinh doanh và mạng lưới quan hệ ngày càng mở rộng – EGreen đặt tham vọng sẽ chiếm lĩnh được thị phần không nhỏ trong miếng bánh tiềm năng với hơn 23.500 trang trại chăn nuôi trong nước, 4.000 cơ sở chế biến tinh bột sắn, 3.800 cơ sở chế biến thủy sản và 6.000 cơ sở chế biến nông sản đang tạo ra biogas hằng ngày.
“Đó là mục tiêu lớn”, anh Thọ thừa nhận, “nhưng tương lai chúng tôi còn hướng tới mục tiêu lớn hơn là làm sao để đóng gói được các quy trình này và xâm nhập vào thị trường Đông Nam Á”. Để mở rộng quy mô, EGreen sẽ dần hướng tới các sản phẩm chuyên biệt, chẳng hạn như kêu gọi vốn để đầu tư máy phát điện về chuyển đổi sẵn và lập tức chuyển đi khi có đơn hàng. Hoặc thậm chí nếu nhu cầu đủ lớn, họ có thể đặt hàng các công ty sản suất động cơ mới theo thiết kế của mình. Dự tính năm 2021, EGreen có nhu cầu gọi vốn ít nhất 3 triệu USD.
Nguồn: Ngô Hà - khoahocphattrien.vn