Các viên sinh khối, như một nguồn năng lượng sinh khối sạch và tái tạo, có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm khói bụi đô thị khi thay thế nhiên liệu hóa thạch (đặc biệt là than) bằng cách giảm đáng kể lượng khí thải ô nhiễm. Hiệu quả của chúng trong việc giảm lượng khí thải khói bắt nguồn từ các lợi thế kết hợp của các đặc tính nhiên liệu, cơ chế đốt cháy và các thuộc tính môi trường. Điều này có thể được phân tích từ các khía cạnh sau:

1. Các chất gây ô nhiễm cốt lõi của khói bụi và logic giảm phát thải với các viên sinh khối

Nguyên nhân chính của khói bụi đô thị là sự tích tụ quá mức của các chất ô nhiễm như vật chất hạt mịn (PM2.5), sulfur dioxide (SO₂), oxit nitơ (NOₓ) và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) trong khí quyển. Đốt cháy than và đốt nhiên liệu công nghiệp là nguồn phát thải quan trọng.

Các viên sinh khối được hình thành bằng cách nén các nguyên liệu thô dựa trên thực vật như rơm, chip gỗ và chip tre. Các đặc điểm của khí thải gây ô nhiễm trong quá trình đốt của chúng khác nhau về cơ bản với các loại nhiên liệu hóa thạch (đặc biệt là than). Logic cốt lõi là: bằng cách thay thế nhiên liệu ô nhiễm cao, việc tạo ra và phát xạ các chất ô nhiễm liên quan đến khói bụi được giảm tại nguồn.

2. Biểu hiện cụ thể của các viên sinh khối trong việc giảm các chất gây ô nhiễm khói bụi

1） Giảm đáng kể lượng khí thải lưu huỳnh Dioxide (SO₂) và giảm các viên sunfat

Phát thải lưu huỳnh cao từ đốt than: hàm lượng lưu huỳnh của than (đặc biệt là than nhiệt) thường nằm trong khoảng 0,5% đến 3% và trong quá trình đốt cháy, nó tạo ra một lượng lớn SO₂. Vì vậy, oxy hóa hơn nữa trong khí quyển để tạo thành sulfate (So₄²⁻), là thành phần chính của PM2.5 (chiếm tới 20%-40%), trực tiếp làm trầm trọng thêm khói khói.

Lợi thế lưu huỳnh thấp của các viên sinh khối: hàm lượng lưu huỳnh tự nhiên của nguyên liệu thô sinh khối (như rơm, gỗ) cực kỳ thấp (thường <0,1%), và do đó phát thải trong quá trình đốt cháy chỉ là 1/20-1/50 của các loại từ than đá Điều này làm giảm việc tạo ra các viên sunfat tại nguồn.

2） Giảm khí thải oxit nitơ (NOₓ) và giảm các viên nitrat

Phát thải cao từ đốt than: Nhiệt độ đốt than cao (nhiệt độ ngọn lửa thường đạt hơn 1500 ° C) và nitơ trong không khí phản ứng với oxy ở nhiệt độ cao để tạo thành một lượng lớn NO (chủ yếu là NO và NO). NO được chuyển đổi thành nitrat (NO₃⁻) trong khí quyển, đây cũng là một thành phần quan trọng của PM2.5 và tham gia vào sự hình thành khói quang hóa.

Đặc tính nitơ thấp của các viên sinh khối: hàm lượng nitơ của sinh khối thường là 0,3%-1,5%(thấp hơn nhiều so với than, là 1%-2%) và nhiệt độ đốt cháy tương đối thấp (thông qua công nghệ đốt cháy tối ưu hóa, nó có thể được kiểm soát ở 800-1000 ° C). Không có thế hệ chỉ là 1/3-1/2 trong số đó từ than. Nếu kết hợp với đầu đốt nitơ thấp, lượng khí thải có thể giảm thêm xuống dưới 50mg/m³, làm giảm đáng kể lượng khí thải nitrat.

3） Giảm khí thải trực tiếp của vật chất hạt (PM2.5, PM10)

Ô nhiễm chất vật chất từ đốt than: Khi đốt than là không đủ, một lượng lớn tro bay (chứa viên carbon và tro) được sản xuất, với PM2.5 chiếm tỷ lệ cao (kích thước viên <2,5 micrometer, có thể trực tiếp đi vào phổi).

Đốt cháy sạch các viên sinh khối:

Các viên sinh khối có mật độ cao (1,1-1.3g/cm³) và cấu trúc dày đặc, dẫn đến sản xuất tro bay ít hơn (chỉ 1/10-1/20 trong số đó từ than đá);

Hàm lượng tro của nguyên liệu thô là thấp (thường <5%, trong khi than có hàm lượng tro cao 10%-30%) và dư lượng sau khi đốt cháy ít hơn và dư lượng có thể được sử dụng làm nguyên liệu phân bón hữu cơ để tránh sự lây lan của viên tro vào khí quyển. Dữ liệu đo thực tế cho thấy nồng độ phát xạ PM2.5 từ quá trình đốt cháy các viên sinh khối thường dưới 30mg/m³, trong khi sự phát xạ từ đốt than không được xử lý có thể đạt tới hơn 500mg/m³. 

Các viên sinh khối có thể làm giảm lượng khí thải của các chất ô nhiễm lõi như So, NOₓ và PM2.5, là nguyên nhân chính của khói bụi, bằng cách thay thế nhiên liệu hóa thạch thụ phấn cao tại nguồn. Đồng thời, các đặc điểm trung tính carbon của chúng có thể cải thiện môi trường khí quyển. Đây là một giải pháp hiệu quả về chi phí và thân thiện với môi trường để kiểm soát khói bụi đô thị. Với tiến bộ công nghệ và hỗ trợ chính sách, tỷ lệ của chúng trong cấu trúc năng lượng đô thị sẽ tiếp tục tăng, cung cấp động lực liên tục để giảm bớt khói bụi và cải thiện chất lượng không khí.