Energy Potential of Agri Residual Biomass in Southeast Asia with the Focus on Vietnam

Agronomy 2021, 11, 169
6 of 18
Table 2.
Paddy rice production in Vietnam in 2018.
Production of Paddy by Regions and Provinces (t)
Region
Red River
Delta
6,298,000
Northern
Middlands and
Mountain Areas
3,382,800
Northern Central
Area and Central
Coastal Area
7,059,600
Central
Highlands
1,379,800
Mekong
River Delta
24,506,900 South East
1,418,900
Province
Ha Noi
1,024,600
Ha Giang
212,800
Thanh Hoa
1,413,500
Kon Tum
91,600
Long An
2,802,600
Binh Phuoc
42,600
Ha Tay
no data
Cao Bang
132,500
Nghe An
1,009,100
Gia Lai
362,100
Tien Giang
1,254,500
Tay Ninh
813,000
Vinh Phuc
330,600
Bac Kan
114,700
Ha Tinh
535,300
Dak Lak
697,500
Ben Tre
236,700
Binh Duong
29,100
Bac Ninh
410,400
Tuyen Quang
262,400
Quang Binh
284,700
Dak Nong
78,700
Tra Vinh
1,268,000
Dong Nai
325,300
Quang Ninh
208,600
Lao Cai
172,900
Quang Tri
275,500
Lam Dong
149,900
Vinh Long
969,500
Ba Ria—Vung Tau
129,800
Hai Duong
702,500
Yen Bai
210,000
Thua Thien-Hue
334,400
Dong Thap
3,330,200
Ho Chi Minh city
79,100
Hai Phong
440,800
Thai Nguyen
386,400
Da Nang
31,900
An Giang
3,926,900
Hung Yen
415,400
Lang Son
205,200
Quang Nam
462,600
Kien Giang
4,267,400
Thai Binh
1,030,400
Bac Giang
599,500
Quang Ngai
440,200
Can Tho
1,426,300
Ha Nam
386,300
Phu Tho
365,800
Binh Dinh
666,500
Hau Giang
1,246,100
Nam Dinh
891,200
Dien Bien
185,300
Phu Yen
392,200
Soc Trang
2,132,700
Ninh Binh
457,200
Lai Chau
143,800
Khanh Hoa
261,100
Bac Lieu
1,115,300
Son La
184,300
Ninh Thuan
243,300
Ca Mau
530,700
Hoa Binh
207,200
Binh Thuan
709,300
WHOLE COUNTRY 44,046,000
Note: Top 5 provinces by production ; Bold font—Top in a region; Source: Data from [
8
,
38
].

Agronomy 2021, 11, 169
7 of 18
The rice harvesting process generates two main types of agricultural residues: rice
straw and rice husks. Nowadays, this type of biomass is neglected regarding its potential
as raw material or material suitable for energy use [
5
,
15
]. Moreover, rice straw and rice
husks are the most unutilized parts of the crop. The high mineral content makes crop
residues unsuitable as animal feed. However, high lignocellulose content underscores the
potential of paddy rice residues as prospective energy sources [
39
].
The harvested area of paddy rice in Vietnam is around 7.5 million ha [
9
,
39
]. According
to Lim et al. [
31
] and Pode [
15
], the residual biomass in the form of rice straw generated from
rice harvesting can range from 0.41 to 3.96 kg per kg of paddy rice harvested. Furthermore,
Matías et al. [
39
] stated that out of a 19.4 t ha
−1
total biomass yield of paddy rice, on
average, about 9.7 t ha
−1
is the proportion of rice straw, i.e., one half. In addition, for
Satlewal et al. [
9
], 1.5 tons of rice straw is generated per ton of rice. However, Jeng et al. [
40
]
clarified that the weight of rice straw varies with the rice variety and further depends on
crop height, number of leaves and greens, the thickness of straw, planting method and soil
properties. Rice straw as an energy feedstock has an advantage in produced volume, and it
is also a silica-rich material [
8
,
9
,
39
]. However, as mentioned earlier, rice straw is currently
an untapped resource in Vietnam, the usual practice is indiscriminate and open burning of
the straw in the fields [
5
,
9
,
41
]. The consequence of uncontrolled burning is the emission of
trace gases and aerosols that leads to air pollution [
17
].
Generally, the appropriate procedure to obtain energy from rice straw biomass is
through different combustion processes (direct combustion, pyrolysis, gasification) [
15
].
Still, there are many challenges in the transformation of raw biomass material into bio-
fuel. Therefore, storage, transportation and operation issues have to be solved properly.
Moreover, the straw collection is also problematic as the harvest time affects the avail-
ability of material [
15
,
39
]. Since rice straw is produced in a dispersive manner that is
difficult to use directly as biofuel, this biomass material demands densification technology
to ease transportation, storage and handling process, leading to denser solids (pellets,
briquettes, or sticks) with tremendously higher energy intensity [
41
]. Production of the
rice straw biofuels is accompanied by two technical challenges: high energy consumption
during the densification process (up to 90 kWh t
−1
for rice straw pelleting process) and
relatively low calorific value [
42
]. In addition, according to Sharma et al. [
43
], rice straw
is not the best material for energy utilization due to its calorific value; on the other hand,
this material is accessible in vast amount, and with appropriate pretreatment, production
of rice straw biofuel is worthwhile, e.g., to produce quality solid biofuel it is crucial to
modify the recalcitrant nature of rice straw through the alterations in the interactions of
cellulose, hemicellulose and lignin, enhancing the accessibility of cellulose, removing the
lignin-carbohydrates complexes and decreasing the crystallinity of cellulose. Table
3
shows
various possible pretreatment methods used in previous studies.

tải về 1.15 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: