Nhằm tận dụng rơm rạ, củi, trấu, mùn cưa… sẵn có ở nông thôn Việt Nam, nhóm nghiên cứu gồm PGS-TS Lê Tất Khương, ThS Hoàng Đức Trọng, ThS Nguyễn Tùng Cương và Nguyễn Mạnh Hà thuộc Trung tâm Nghiên cứu và phát triển vùng (nay là Viện Nghiên cứu và phát triển vùng - Bộ KH&CN) đã cải tiến bếp gas sinh học hồng ngoại hay còn gọi là bếp củi lai tạo với bếp ga, sử dụng các phụ phẩm nông nghiệp. Loại bếp này được đánh giá phù hợp với quy mô hộ gia đình Việt Nam, góp phần bảo vệ môi trường nông thôn.
Bếp ga sinh học hồng ngoại tận dụng nhiên liệu có sẵn
Hiện nay trên thị trường Việt Nam, ngoài các loại bếp đun hiện đại như bếp gas, bếp điện, bếp từ thì vẫn còn loại bếp sử dụng nhiên liệu truyền thống như trấu, củi, rơm rạ. Các loại bếp dùng điện, gas, dầu... có ưu điểm là tiện dụng khi vận hành, nhưng giá thành cao và sử dụng năng lượng là các nguồn tài nguyên hóa thạch không tái tạo, lại gây ô nhiễm môi trường. Các loại bếp đốt truyền thống như củi, than, mùn cưa, trấu… có ưu điểm là dùng nguồn nhiên liệu sẵn có, giá thành rẻ, nhưng hiệu suất sử dụng năng lượng thấp, phát sinh nhiều khói bụi, khí độc hại như CO, SO2, Nox ảnh hưởng tới sức khỏe con người.
Bên cạnh đó, ở nước ta hiện đang có hai loại bếp gas sử dụng nguồn nhiên liệu là các phụ phẩm nông nghiệp: bếp gas đun trực tiếp và bếp tạo ra khí gas rồi chuyển khí gas đó ra ngoài để đun trên một hoặc nhiều bộ phận đốt. Bếp gas đun trực tiếp chi phí rẻ hơn, phù hợp với người có thu nhập thấp và dân cư của vùng nông thôn, nơi mà nguồn nhiên liệu phụ phẩm nông nghiệp dồi dào. Tuy vậy, loại bếp này có một số nhược điểm như mỗi lần mở để cấp nhiên liệu thì phải tắt bếp; không thể đun cùng một lúc trên nhiều bộ phận đốt. Trong khi đó, bếp tạo khí gas và chuyển gas ra ngoài để đun, sử dụng nguồn nhiên liệu được chế biến thành dạng viên như bếp hồng ngoại có thể dùng mọi nhiên liệu có nguồn gốc thực vật và bếp có thể đun trên nhiều đầu đốt. Đặc biệt khí gas có thể được dẫn tới đầu đốt ở khoảng cách xa tùy mục đích sử dụng.
Bếp gas sinh học hồng ngoại
Trên cơ sở khảo sát công nghệ và thiết bị đã có, các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu, cải tiến bếp gas sinh học hồng ngoại sử dụng các phụ phẩm nông nghiệp phù hợp với quy mô hộ gia đình Việt Nam. Loại bếp này có khả năng chuyển hóa các phụ phẩm nông nghiệp như vỏ trấu, rơm rạ, lõi ngô thành nguồn khí cháy chuyển đến bộ phận đốt và tạo hồng ngoại đạt hiệu quả năng lượng.
ThS Nguyễn Tùng Cương, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết, kết quả thử nghiệm bếp gas hồng ngoại cho thấy: Môi trường đun nấu có nồng độ CH4 lớn nhất, sau đó đến CO. Nồng độ H2S trong khu vực đun nấu là nhỏ nhất. Tất cả thông số nghiên cứu về thiết bị bếp sử dụng khí sinh học và bếp gas hồng ngoại đều thấp nhất (cả trước và sau khi đun) so với các loại bếp truyền thống khác. Bếp gas hồng ngoại có nồng độ bụi thấp hơn 19 lần so với bếp sử dụng củi.
Bếp ga sinh học góp phần bảo vệ môi trường nông thôn
Để đánh giá hiệu quả kinh tế của bếp gas hồng ngoại so với một số loại bếp đun truyền thống khác, nhóm nghiên cứu đã tiến hành điều tra khảo sát, thu thập thông tin về một số loại bếp đun thông dụng. Nhóm đã thu được kết quả rất khả quan về khả năng thương mại hóa cho bếp gas hồng ngoại. Tuy chi phí ban đầu cho bếp gas hồng ngoại cao hơn so với bếp than tổ ong là 170 nghìn đồng, cao hơn so với bếp đun rơm rạ 140 nghìn và 50 nghìn đồng so với bếp đun trấu, nhưng tuổi thọ của bếp gas hồng ngoại dài hơn bếp than tổ ong là 9 năm, so với bếp đun bằng rơm rạ và bếp đun trấu là 8 năm.
Những nhà nghiên cứu đã thử sử dụng nhiều loại bếp khác nhau đun sôi 5 lít nước. Kết quả cho thấy thời gian đun sôi nước bằng bếp than, bếp trấu và bếp rơm rạ lâu hơn tương đối nhiều so với bếp gas hồng ngoại. Chi phí hàng tháng sử dụng bếp gas hồng ngoại tiết kiệm hơn từ 27-42% so với bếp gas dầu hóa lỏng và từ 12-32% với bếp than tổ ong.
Nói về ưu điểm của bếp gas hồng ngoại, PGS-TS Lê Tất Khương, Viện Nghiên cứu và phát triển vùng cho rằng, loại bếp này đã tận dụng được các phụ phẩm nông nghiệp hiện đang là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường không khí, đất và nước ở một số địa phương để làm nhiên liệu đốt. Bên cạnh đó, lượng bụi lơ lửng, CO và hydrocacbon khi sử dụng than, củi và phụ phẩm nông nghiệp dạng rời thô khi đun nấu lần lượt cao gấp 45-260 lần; 185-1200 lần và 85-290 lần so với bếp gas hồng ngoại đun bằng viên nén. Bếp có hiệu suất cháy cao, tiết kiệm nhiên liệu do vậy tiết kiệm được chi phí và thời gian đun nấu cho người nội trợ. Đây cũng là giải pháp hữu ích trong việc hạn chế khai thác sử dụng các nguồn nhiên liệu chất đốt không tái tạo. Việc đưa bếp gas hồng ngoại vào thực tiễn sản xuất, đời sống góp phần tạo thêm việc làm từ việc thu mua và sản xuất viên nhiên liệu.
Trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu sẽ mở rộng mô hình thử nghiệm đến các tỉnh Đồng bằng sông Hồng và tiến tới đưa sản phẩm đến với thị trường trong nước.