I. Tổng Quan Nghiên Cứu Tiết Kiệm Năng Lượng Sản Xuất Bia
Ngành công nghiệp sản xuất bia tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, kéo theo nhu cầu năng lượng gia tăng đáng kể. Việc tiết kiệm năng lượng trở thành yếu tố then chốt để giảm chi phí sản xuất, nâng cao năng lực cạnh tranh và bảo vệ môi trường. Luận văn này tập trung vào nghiên cứu thiết kế hệ thống tiết kiệm năng lượng cho hệ thống thiết bị nhà nấu bia, với hy vọng đóng góp vào việc đáp ứng nhu cầu cấp thiết này. Cùng với việc gia tăng dân số và nền kinh tế phát triển đến chóng mặt tại các nước đang phát triển thì mức độ tiêu thụ năng lượng tại các quốc gia này cũng đang tăng mạnh.
1.1. Tiêu thụ năng lượng trong ngành công nghiệp bia toàn cầu
Ngành công nghiệp sản xuất bia, có lịch sử phát triển lâu đời. Lịch sử đã chứng minh rằng, cách đây 5000 năm, chính người Sumerien và người Assyrien là những cư dân đầu tiên biết làm ra và sử dụng một loại đồ uống lên men từ các hạt ngũ cốc nảy mầm và được người Hy Lạp gọi là beer. Ngành công nghiệp bia phát triển rất nhanh, đem lại nguồn thu nhập tương đối cao cho ngành kinh doanh bia và các dịch vụ, sản phẩm phụ đi kèm. Một số nước Châu Âu có khí hậu lạnh, nhưng lại là khu vực có truyền thống sản xuất bia, ngành công nghiệp bia ở khu vực này phát triển rất mạnh, tiêu biểu là nhu cầu tiêu thụ bia của một số nước trong khu vực rất cao so với tiêu thụ bia trên thế giới.
1.2. Tổng quan về ngành công nghiệp bia tại Việt Nam hiện nay
Trong 5 năm gần đây, do tác động của những yếu tố chính như tốc độ tăng GDP (tổng thu nhập quốc dân), tăng dân số, đô thị hóa, du lịch, tốc độ đầu tư, sắp xếp tổ chức sản xuất, ngành công nghiệp Bia Việt Nam đã có tốc độ tăng trưởng cao, bình quân 8 - 12% năm. Đặc biệt năm 2003, sản lượng bia đạt 1.290 triệu lít, tăng 20,7% so với năm 2002, đạt 79% so công suất thiết kế, tăng 90 triệu lít so chỉ tiêu năm 2005 của quy hoạch, tiêu thụ bình quân đầu người đạt khoảng 16 lít/người/năm.
II. Phân Tích Thách Thức Tiết Kiệm Năng Lượng Tại Nhà Máy Bia
Đa số các nhà máy bia tại Việt Nam hiện nay sử dụng công nghệ và thiết bị cũ kỹ, dẫn đến chi phí sản xuất cao và khả năng cạnh tranh thấp. Việc cải tiến thiết bị, đưa công nghệ mới vào nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng để hạ giá thành sản phẩm, nâng cao khả năng cạnh tranh là việc làm rất cần thiết. Đặc biệt khi Việt Nam đang trong quá trình hội nhập và gia nhập WTO. Hơn nữa, hiện nay ở Việt Nam chưa có một đơn vị nào giải quyết vấn đề tiết kiệm năng lượng nói chung và năng lượng nhiệt trong nhà máy bia nói riêng một cách bài bản.
2.1. Vấn đề tiêu thụ năng lượng trong quy trình sản xuất bia
Ngành công nghiệp sản xuất bia, có lịch sử phát triển lâu đời. Lịch sử đã chứng minh rằng, cách đây 5000 năm, chính người Sumerien và người Assyrien là những cư dân đầu tiên biết làm ra và sử dụng một loại đồ uống lên men từ các hạt ngũ cốc nảy mầm và được người Hy Lạp gọi là beer. Ngành công nghiệp bia phát triển rất nhanh, đem lại nguồn thu nhập tương đối cao cho ngành kinh doanh bia và các dịch vụ, sản phẩm phụ đi kèm. Một số nước Châu Âu có khí hậu lạnh, nhưng lại là khu vực có truyền thống sản xuất bia, ngành công nghiệp bia ở khu vực này phát triển rất mạnh, tiêu biểu là nhu cầu tiêu thụ bia của một số nước trong khu vực rất cao so với tiêu thụ bia trên thế giới.
2.2. Ảnh hưởng của biến động giá năng lượng đến sản xuất bia
Trong bối cảnh như hiện nay, sự biến động giá cả của các mặt hàng nguyên, nhiên, vật liệu mà đặc biệt là trong thị trường năng lượng trên thế giới, cũng như chính sách về giá bán điện sản xuất . thì việc tiết kiệm năng lượng lại càng trở nên cần thiết hơn bao giờ hết, có tính chất sống còn đối với các doanh nghiệp. Mặt khác hiện nay, đa số các nhà máy bia của ta đang hoạt động theo công nghệ và thiết bị cũ kỹ nên chi phí sản xuất cao, khả năng cạnh tranh kém.
III. Phương Pháp Tiết Kiệm Năng Lượng Nhà Nấu Bia Hiệu Quả
Nghiên cứu tập trung vào các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong nhà nấu bia, bao gồm tối ưu hóa quy trình trao đổi nhiệt, thu hồi nhiệt từ nước ngưng, và tái sử dụng hơi thứ. Việc áp dụng các phương pháp này giúp giảm đáng kể lượng năng lượng tiêu thụ, đồng thời giảm phát thải ra môi trường. Mục tiêu chính là giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả hoạt động của nhà máy bia.
3.1. Tối ưu hóa quy trình trao đổi nhiệt trong nhà nấu bia
Phân tích, lựa chọn phương án tiết kiệm năng lượng cho hệ thống nấu. Cơ sở đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống nấu. Hiện nay, hai công nghệ lên men vẫn được sử dụng song song tại Việt Nam là lên men cổ điển và lên men theo công nghệ mới. Theo công nghệ này, quá trình lên men chính và phụ cùng (thực hiện) trong một thùng hình trụ đáy côn; là công nghệ thuộc loại tiên tiến hiện nay, chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy có công suất vừa và lớn mới được xây dựng hoặc được cải tạo.
3.2. Thu hồi và tái sử dụng nhiệt từ nước ngưng hơi thứ
Tính và chọn cụm thiết bị gia nhiệt cho dịch trước đun hoa. Tính và chọn các thiết bị cho cụm trao đổi nhiệt nước ngưng . Các nhà máy vừa và lớn mới được xây dựng hoặc được cải tạo thường trang bị hệ thống thiết bị hiện đại, tự động hóa một phần – chủ yếu là do các nước có nền công nghiệp tiên tiến sản xuất. Còn lại các cơ sở nhỏ và rất nhỏ ở địa phương thường sử dụng các thiết bị cũ, thiết bị nhập lẻ và các dây chuyền thiết bị được sản xuất ở các nước có trình độ công nghiệp thấp, thiếu đồng bộ.
IV. Ứng Dụng Thực Tế Hệ Thống Tiết Kiệm Năng Lượng Tại Việt Nam
Nghiên cứu trình bày kết quả ứng dụng hệ thống tiết kiệm năng lượng tại một nhà máy bia cụ thể ở Việt Nam (ví dụ: nhà máy bia Thanh Hóa). Phân tích hiệu quả kinh tế, hiệu quả về môi trường và đánh giá khả năng nhân rộng mô hình này cho các nhà máy bia khác trong nước. Thực trạng sản xuất và tiêu thụ năng lượng tại nhà máy bia Thanh Hóa lúc trước và sau khi hệ thống tiết kiệm năng lượng đưa vào hoạt động.
4.1. Đánh giá hiệu quả kinh tế của hệ thống tiết kiệm năng lượng
Chi phí đầu tư và khả năng thu hồi vốn. Ngành công nghiệp sản xuất bia, có lịch sử phát triển lâu đời. Lịch sử đã chứng minh rằng, cách đây 5000 năm, chính người Sumerien và người Assyrien là những cư dân đầu tiên biết làm ra và sử dụng một loại đồ uống lên men từ các hạt ngũ cốc nảy mầm và được người Hy Lạp gọi là beer. Ngành công nghiệp bia phát triển rất nhanh, đem lại nguồn thu nhập tương đối cao cho ngành kinh doanh bia và các dịch vụ, sản phẩm phụ đi kèm.
4.2. Tác động tích cực đến môi trường từ việc giảm tiêu thụ năng lượng
Nghiên cứu chỉ ra các tác động tích cực đến môi trường, đặc biệt là giảm lượng khí thải CO2 và các chất gây ô nhiễm khác. Điều này góp phần vào mục tiêu phát triển bền vững của ngành công nghiệp bia Việt Nam. Đánh giá hiệu quả về việc bảo vệ môi trường. Phân tích lựa chọn phương án tiết kiệm năng lượng cho hệ thống nấu. Cơ sở đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống nấu. Hiện nay, hai công nghệ lên men vẫn được sử dụng song song tại Việt Nam là lên men cổ điển và lên men theo công nghệ mới.
V. Kết Luận Tiềm Năng Phát Triển Tiết Kiệm Năng Lượng Ngành Bia
Nghiên cứu khẳng định tiềm năng to lớn của việc áp dụng các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong ngành sản xuất bia tại Việt Nam. Cần có sự đầu tư, hỗ trợ từ nhà nước và doanh nghiệp để thúc đẩy việc ứng dụng các công nghệ tiên tiến, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành. Ngành công nghiệp sản xuất bia phát triển rất nhanh, đem lại nguồn thu nhập tương đối cao cho ngành kinh doanh bia và các dịch vụ, sản phẩm phụ đi kèm.
5.1. Định hướng nghiên cứu và phát triển trong tương lai
Đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo, tập trung vào các giải pháp tiết kiệm năng lượng sáng tạo và hiệu quả hơn. Cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, kỹ sư và doanh nghiệp để đưa ra các giải pháp phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam. Các nhà máy vừa và lớn mới được xây dựng hoặc được cải tạo thường trang bị hệ thống thiết bị hiện đại, tự động hóa một phần – chủ yếu là do các nước có nền công nghiệp tiên tiến sản xuất.
5.2. Chính sách hỗ trợ và khuyến khích tiết kiệm năng lượng
Nhấn mạnh vai trò của chính sách nhà nước trong việc khuyến khích các doanh nghiệp đầu tư vào các giải pháp tiết kiệm năng lượng. Các chính sách ưu đãi về thuế, tín dụng và hỗ trợ kỹ thuật sẽ giúp thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang sản xuất xanh và bền vững hơn. Công ty Bia Thanh Hoá từ 20 triệu lít/năm lên 40 triệu lít/năm. Tổng công ty đã tiếp nhận Công ty Bia Hải Dương và Công ty Bia Quảng Bình về làm công ty con đồng thời chuẩn bị đầu tư nâng cống suất tại các doanh nghiệp này.
