ĐÁNH GIÁ NHẬN THỨC CỘNG ĐỒNG VỀ TÁI SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI TẠI XÃ THÁI MỸ HUYỆN CŨ CHI ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP SỬ DỤNG HIỆU QUẢ NGUỒN SINH KHỐI TẠI ĐỊA PHƯƠNG

Trong số các nguồn năng lượng thay thế dầu mỏ đang sử dụng hiện nay năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng hạt nhân,…, năng lượng sinh khối đang là xu thế phát triển tất yếu, nh

T ỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG



ĐÁNH GIÁ NHẬN THỨC CỘNG ĐỒNG VỀ TÁI

ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP SỬ DỤNG HIỆU QUẢ

(Đã chỉnh sửa bổ sung theo ý kiến đóng góp của Hội đồng bảo vệ luận văn, ngành Khoa học môi

trường ngày 10 tháng 01 năm 2013)

Sinh viên th ực hiện: NGUYỄN THÙY GIANG

L ớp : 08MT1D MSSV : 082170B Khoá : 12

ThS ĐẶNG VŨ XUÂN HUYÊN

Xác nh ận của Giảng viên hướng dẫn

(Ký tên và ghi rõ h ọ tên)

T ỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG



ĐÁNH GIÁ NHẬN THỨC CỘNG ĐỒNG VỀ TÁI

ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP SỬ DỤNG HIỆU QUẢ

Sinh viên th ực hiện: NGUYỄN THÙY GIANG

L ớp : 08MT1D MSSV : 082170B Khoá : 12

ThS ĐẶNG VŨ XUÂN HUYÊN

Tp H ồ Chí Minh, tháng 1 năm 2013

L ỜI CẢM ƠN

Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn và cảm tạ sâu sắc đến 2 cô giảng viên hướng dẫn

TS Đặng Vũ Bích Hạnh và ThS Đặng Vũ Xuân Huyên đã tin tưởng, động viên,

hướng dẫn tận tụy trong thời gian thực hiện và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Em cũng xin tỏ lòng cám ơn đến các đến những lời khuyên, những kinh nghiệm quý báu của các cô, các chú, các anh chị trong Phòng Thí nghiệm khoa Môi Trường trường Đại học Bách Khoa và UBND xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi đã nhiệt tình hỗ

trợ, giúp đỡ, cung cấp số liệu và thông tin liên quan trong thời gian thực hiện đề tài

Xin tỏ lòng cảm ơn đến tập thể thầy cô giảng viên khoa Môi trường và Bảo hộ lao động đại học Tôn Đức Thắng, là những người đã nhiệt tình truyền đạt kiến thức trong thời gian em theo học tại trường

Cảm ơn sự quan tâm và giúp đỡ của bạn bè

Con xin cảm ơn gia đình, ba mẹ, những người thân yêu nhất đã luôn yêu thương, khích lệ, tạo điều kiện học tập cho con

TP.HCM , ngày 28 tháng 12 năm 2012

Sinh viên

Nguyễn Thùy Giang

M ục lục

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 2

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 2

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

1.6 Phương pháp nghiên cứu 3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 4

2.1 Sinh khối 4

2.1.1 Năng lượng sinh khối 4

2.1.1.1 Định nghĩa 4

2.1.1.2 Nguồn gốc 5

2.1.1.3 Đặc điểm 5

2.1.1.4 Các loại sinh khối nghiên cứu 5

2.1.1.5 Các phương pháp chuyển đổi sinh khối thành năng lượng 12

2.1.2 Thị trấn sinh khối 16

2.1.3 Tiềm năng phát triển năng lượng sinh khối tại Việt Nam 17

2.1.3.1 Tiềm năng sinh khối 17

2.1.3.2 Lợi ích kinh tế và môi trường 19

2.1.3.3 Cơ hội và thách thức 21

2.1.4 Hiện trạng sử dụng sinh khối tại Việt Nam 23

2.2 Các công trình nghiên cứu liên quan 23

2.2.1 Nghiên cứu ngoài nước 23

2.2.2 Nghiên cứu trong nước 26

2.3 Vai trò của cộng đồng 28

2.3.1 Vai trò của cộng đồng trong công tác bảo vệ môi trường 28

2.3.2 Vai trò của cộng đồng trong phát triển hệ thống truyền thông môi

2.3.2.1 Truyền thông môi trường 29

2.3.2.2 Vai trò của cộng đồng trong truyền thông môi trường 30

2.3.2.3 Mặt tích cực và hạn chế 31

2.4 Quản lý môi trường dựa vào cộng đồng 32

2.4.1 Khái niệm quản lý môi trường dựa vào cộng đồng(CBEM) 32

2.4.2 Các cấp độ trong quản lý môi trường dựa vào cộng đồng 32

2.4.3 Tiến trình quản lý môi trường dựa vào cộng đồng 33

2.4.3.1 Xác định các thách thức của cộng đồng 33

2.4.3.2 Chỉ định người triệu tập 33

2.4.3.3 Xây dựng nhóm cộng đồng 34

2.4.3.4 Xây dựng sự nhất trí 34

2.4.3.5 Đề ra các mục tiêu 34

2.4.3.6 Xây dựng các giải pháp tích hợp 34

2.4.3.7 Ký kết thỏa thuận 35

2.4.3.8 Thực hiện dự án 35

2.4.4 Vấn đề then chốt trong sự tham gia của cộng đồng 36

2.4.1 Cách tiếp cận và phương pháp tiếp cận cộng đồng 38

2.4.1.1 Cách tiếp cận 38

2.4.1.2 Các phương pháp truyền thông môi trường 38

2.5 Tổng quan về xã Thái Mỹ huyện Củ Chi 40

2.5.1 Điều kiện tự nhiên 40

2.5.1.1 Vị trí địa lý 40

2.5.1.2 Diện tích tự nhiên 40

2.5.1.3 Thổ nhưỡng 41

2.5.1.4 Khí hậu 41

2.5.2 Điều kiện kinh tế-xã hội 41

2.5.2.1 Đặc điểm xã hội 41

2.5.2.2 Tình hình kinh tế 42

2.5.3 Hiện trạng môi trường 43

2.5.4 Các hoạt động nâng cao nhận thức BVMT đã được thực hiện 44

2.5.5 Hiện trạng sinh khối 46

2.5.6 Tiềm năng phát triển đô thị sinh khối 47

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ NHẬN THỨC VỀ NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI CỦA NGƯỜI DÂN XÃ THÁI MỸ HUYỆN CỦ CHI 48

3.1 Phân tích hiện trạng sử dụng sinh khối tại xã Thái Mỹ huyện Củ Chi 48

3.1.1 Phương pháp ước tính khối lượng sinh khối và năng lượng sinh khối 48 3.1.1.1 Công thức ước lượng sinh khối cây trồng 50

3.1.1.2 Công thức ước tính khối lượng chất thải chăn nuôi 50

3.1.1.3 Hệ số ước tính năng lượng trong sinh khối nông nhiệp 51

3.1.2 Lượng sinh khối phát sinh tại xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi 51

3.1.2.1 Sinh khối cây trồng 51

3.1.2.2 Chất thải chăn nuôi 52

3.1.2.3 Năng lượng sinh khối 52

3.1.3 Hiện trạng sử dụng sinh khối tại xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi 53

3.1.3.1 Các hình thức sử dụng sinh khối hiện tại 53

3.1.3.2 Hiện trạng sử dụng sinh khối 54

3.2 Đánh giá nhận thức cộng đồng về sinh khối tại xã Thái Mỹ huyện Củ Chi 55 3.2.1 Tiến trình và cách thức thực hiện 55

3.2.2 Kết quả khảo sát 58

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SINH KHỐI DỰA VÀO CỘNG ĐỒNG 64

4.1 Giải pháp kỹ thuật tái sử dụng sinh khối nông nghiệp tại vùng nghiên cứu 64 4.1.1 Phân tích tiềm năng tái sử dụng năng lượng sinh khối nông nghiệp 64 4.1.1.1 Định hướng đến năm 2020 64

4.1.1.2 Khí sinh học 65

4.1.1.3 Sản xuất nấm 67

4.1.1.4 Sản xuất phân compost 67

4.1.1.5 Nuôi trùn quế 68

4.1.1.6 Sản xuất điện 69

4.1.1.7 Sản xuất ethanol 71

4.1.1.8 Sản xuất củi trấu 72

4.1.1.9 Nhận xét 72

4.1.2 Giải pháp sử dụng hợp lí nguồn sinh khối nông nghiệp 74

4.1.2.1 Mục tiêu hiệu quả sử dụng sinh khối 74

4.1.2.2 Quy mô hộ gia đình 76

4.1.2.3 Quy mô tập trung 77

4.2 Biện pháp quản lý chung 82

4.3 Nâng cao nhận thức cộng đồng 85

4.3.1 Xây dựng kế hoạch và mục tiêu 85

4.3.2 Xác định nhóm đối tượng 87

4.3.3 Xác định phương pháp tiếp cận 88

4.3.4 Chương trình hành đ ộng nâng cao nhận thức người dân và hiệu quả sử dụng sinh khối 89

4.3.4.1 Chương trình 1: Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng 89

4.3.4.2 Chương trình 2: Phổ biến biện pháp kỹ thuật-xây dựng mô hình thí điểm 90 4.3.4.3 Chương trình 3: Nhân rộng mô hình sử dụng sinh khối 92

4.3.4.4 Chương trình 4: Đánh giá, duy trì kết quả hoạt động 94

KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO 98

DANH M ỤC CHỮ VIẾT TẮT

BVMT Bảo vệ môi trường

CBEM Quản lý môi trường dựa vào cộng đồng (Community-Based

Environmental Management)

FAO Tổ chức lương thực Thế Giới (Food and Agriculture

Organization

GSO Tổng cục thống kê (General Statistics Office)

IPCC Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergoverment

Panel on Climate Change)

IPM Biện pháp quản lý sâu bệnh tổng hợp (Intergrated Pest

TTCN Tiểu thủ công nghiệp

UNEP Chương trình môi trường Liên Hợp Quốc (United Nations

Environment Programme)

DANH M ỤC BẢNG

Bảng 2 1 Thành phần hóa học có trong rơm rạ 6

Bảng 2 2 Thành phần các nguyên tố trong rơm rạ 6

Bảng 2 3 Thành phần hữu cơ của vỏ trấu 7

Bảng 2 4 Thành phần các nguyên tố trong vỏ trấu 8

Bảng 2 5 Lượng phân và nước tiểu thải ra hàng ngày ở một số loài vật nuôi 9

Bảng 2 6 Thành phần nguyên tố đa lượng trong chất thải chăn nuôi 9

Bảng 2 7 Thành phần hóa học của phân bò tươi 10

Bảng 2 8 Thành phần dinh dưỡng của phân bò tươi 10

Bảng 2 9 Thành phần dinh dưỡng phân heo 11

Bảng 2 10 Tiềm năng sinh khối gỗ năng lượng 18

Bảng 2 11 Tiềm năng sinh khối phụ phẩm nông nghiệp 18

Bảng 3 1 Hệ số phát thải của cây lúa 50

Bảng 3 2 Hệ số phát thải phân và nước tiểu một số loài vật nuôi 51

Bảng 3 3 Hệ số ước tính năng lượng sinh khối 51

Bảng 3 4 Ước tính năng lượng phát sinh tại xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi, 2012 52

Bảng 3 5 Hiện trạng sử dụng sinh khối tại Thái Mỹ 54

Bảng 4 1 Lượng sinh khối nông nghiệp ước tính đến năm 2020 65

Bảng 4 2 Các thông số tính toán lượng khí thải CH4 66

Bảng 4 3 Giá máy chạy 100% BIOGAS công suất từ 2KVA đến 50KVA 69

Bảng 4 4 Đánh giá tính khả thi của các phương pháp 73

Bảng 4 5 Danh sách và trọng số ảnh hưởng của các tiêu chí 73

Bảng 4 6 Thang điểm đánh giá các tiêu chí lựa chọn 74

Bảng 4 7 Mục tiêu sử dụng sinh khối đến năm 2020 75

Bảng 4 8 Tiềm năng sử dụng sinh khối đến năm 2020 75

Bảng 4 9 Mục tiêu theo từng giai đoạn cụ thể 86

Bảng 4 10 Xác định phương pháp truyền thông 88

DANH M ỤC HÌNH

Hình 2 1 Định nghĩa năng lượng sinh khối tại Nhật Bản 4

Hình 2 4 Sơ đồ phân loại các dạng xử lý và chuyển hóa sinh khối 12

Hình 2 5 Quá trình khí hóa 13

Hình 2 6 Sơ đồ cấp độ quản lý dựa vào cộng đồng 33

Hình 2 7 Mô hình truyền thông một chiều 38

Hình 2 8 Mô hình truyền thông hai chiều 39

Hình 2 9 Mô hình truyền thông đa chiều 39

Hình 2 10 Bản đồ xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi, TP.HCM 40

Hình 2 12 Phân loại sinh khối theo khả năng sử dụng 48

Hình 3 1 Phân loại sinh khối theo khả năng sử dụng 48

Hình 3 2 Phương pháp xác định dữ liệu sinh khối 49

Hình 3 3 Tiến trình khảo sát tại hộ gia đình xã Thái Mỹ huyện Củ Chi 55

Hình 3 4 Làm việc với UBND xã Thái Mỹ 56

Hình 3 5 Phỏng vấn hộ dân canh tác nông nghiệp 56

Hình 3 6 Khảo sát hiện trạng sử dụng hầm ủ Biogas tại hộ dân 58

Hình 3 7 Trình độ học vấn đối tượng canh tác nông nghiệp xã Thái Mỹ, 2012 58

Hình 3 8 Hiện trạng sử dụng rơm tại Thái Mỹ 2012 59

Hình 3 9 Hiện trạng sử dụng trấu tại Thái Mỹ, 2012 59

Hình 3 10 Hiện trạng sử dụng chất thải chăn nuôi tại xã Thái Mỹ, 2012 60

Hình 4 1 Sơ đồ hệ thống lò đốt tâng sôi đồng phát nhiệt - điện 70

Hình 4 2 Mô hình sử dụng sinh khối cây trồng 76

Hình 4 3 Mô hình sử dụng chất thải chăn nuôi 77

Hình 4 4 Sơ đồ dòng vật chất và năng lượng sinh khối 80

CHƯƠNG 1 M Ở ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay, nhu cầu sử dụng năng lượng trên thế giới ngày càng gia tăng trong khi nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt Với tốc độ tiêu thụ như hiện nay và

trữ lượng dầu mỏ hiện có, nguồn năng lượng này sẽ nhanh chóng bị cạn kiệt trong tương lai gần Bên cạnh đó, việc khai thác nguồn nhiên liệu hóa thạch này còn đem

lại một số vấn đề môi trường nghiêm trọng trong quá trình khai thác và sử dụng Để đối phó tình hình đó, c ần tìm ra các nguồn năng lượng thay thế, ưu tiên hàng đầu cho các nguồn năng lượng tái sinh và thân thiện với môi trường Trong số các nguồn năng lượng thay thế dầu mỏ đang sử dụng hiện nay (năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng hạt nhân,…), năng lượng sinh khối đang là xu thế phát triển tất yếu, nhất là ở các nước nông nghiệp và nhập khẩu nhiên liệu như Việt Nam, do các lợi ích của nó

Tài nguyên sinh khối được xem là nguồn năng lượng mới, có khả năng tái sinh, phát sinh lượng khí thải nhà kính ở mức độ thấp, đồng thời, là nguồn tài nguyên có trữ lượng sinh khối dồi dào Việt Nam với thế mạnh là một đất nước nông nghiệp, đa

dạng các loại sinh khối, điều kiện khí hậu thuận lợi để phát triển nhiều loại cây làm nguyên liệu cho nhiên liệu sinh học Tuy nhiên, hiện nay nguồn tài nguyên quan

trọng này vẫn chưa được quan tâm, sử dụng, phân phối hiệu quả Phần lớn được đem đi thải bỏ dẫn đến các tác động tiêu cực đến môi trường và gây lãng phí tài nguyên

Trên thế giới, đã và đang hình thành mô hình “Biomass town” (thị trấn sinh khối), trong đó nguồn chất thải nông nghiệp được tái sử dụng một cách hiệu quả Ở Việt Nam, xã Thái Mỹ huyện Củ Chi là một trong vùng sản xuất nông nghiệp của thành

phố Hồ Chí Minh được chọn làm xã thí đi ểm xây dựng mô hình thị trấn sinh khối,

với mục dích sử dụng hiệu quả nguồn phụ, phế phẩm nông nghiệp, tiến tới xây

dựng mô hình thị trấn mới, thị trấn nông nghiệp không chất thải

Tuy nhiên, việc ứng dụng thực tế còn gặp nhiều khó khăn, cần nhiều biện pháp

quản lý chặt chẽ, phối hợp giữa các cơ quan đoàn thể và sự hợp tác của cộng đồng

Trên cơ sở đó, đề tài “ Đánh giá nhận thức cộng đồng về tái sử dụng năng lượng sinh kh ối tại xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi Đề xuất biện pháp sử dụng hiệu quả nguồn sinh kh ối tại địa phương” với mục tiêu đánh giá và đề xuất các hình thức sử dụng

hợp lý nguồn năng lượng sinh khối tại địa phương, đồng thời dựa vào nhận thức

cộng đồng, đề ra các giải pháp giúp nâng cao hiệu quả trong việc tái sử dụng nguồn

năng lượng sinh học này Từ đó có thể tạo tiền đề cho những chương trình quản lý thích hợp, nhằm nâng cao tính khả thi cũng như hiệu quả khi xây dụng thí điểm một

thị trấn sinh khối tại xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi

1.2 M ục tiêu nghiên cứu

Đánh giá hiện trạng nguồn tài nguyên sinh khối nông nghiệp và nhận thức cộng đồng tại địa phương, từ đó đề xuất mô hình sử dụng sinh khối hợp lý và một số giải pháp về chương trình quản lý, tuyên truyền giúp nâng cao nhận thức cộng đồng,

nhằm sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên sinh khối, bảo vệ môi trường

1.3 N ội dung nghiên cứu

- Thu thập số liệu, khảo sát thực địa đánh giá hiện trạng kinh tế xã hội xã Thái

Mỹ, huyện Củ Chi

- Khảo sát đánh giá tiềm năng sinh khối nông nghiệp tại xã Thái Mỹ

- Đánh giá nhận thức của cộng đồng về năng lượng sinh khối và ý thức bảo vệ môi trường

- Đề xuất mô hình sử dụng sinh khối nông nghiệp hiệu quả tại địa phương

- Đề xuất một số biện pháp quản lý, tuyên truyền nâng cao nhận thức của người dân về năng lượng sinh khối và bảo vệ môi trường

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

Các hộ dân sản xuất nông nghiệp tại xã Thái Mỹ, xã nông nghiệp điển hình tại Tp

Hồ Chí Minh

1.4.2 Ph ạm vi nghiên cứu

Vùng canh tác nông nghiệp tại xã Thái Mỹ, sinh khối nông nghiệp bao gồm rơm,

trấu và chất thải chăn nuôi

Mẫu khảo sát: 15 hộ dân sinh sống và canh tác nông nghiệp tại xã Thái Mỹ, huyện

Củ Chi

Thời gian nghiên cứu: tháng 9 năm 2012 đến tháng 12 năm 2012

1.5 Ý ngh ĩa khoa học và thực tiễn

Đề tài thu thập và tổng hợp các thông tin về đời sống nông nghiệp, tình hình sử

dụng và thải bỏ sinh khối nông nghiệp cũng như nhận thức về môi trường của người

dân Giúp các nhà quản lý nắm sâu hơn được tình hình sản xuất nông nghiệp cũng như hiện trạng sử dụng sinh khối nông nghiệp tại địa phương

Đánh giá tiềm năng phát triển năng lượng sinh khối trong địa bàn xã Hỗ trợ cho công tác xây dựng và phát triển các dự án nâng cao hiệu quả sử dụng sinh khối nông nghiệp trong tương lai

Trong quá trình khảo sát hộ dân, một phần giúp người dân nâng cao hiểu biết và thay đổi cách nghĩ về tầm quan trọng của sinh khối nông nghiệp và công tác bảo vệ môi trường

Đề tài bước đầu đề xuất mô hình sử dụng sinh khối một cách hợp lý từ hiện trạng sử

dụng sinh khối và các biện pháp nâng cao nhận thức của người dân nhằm nâng cao tính ứng dụng thực tế của mô hình

Đề tài là tài liệu tham khảo đối với công tác quản lý nâng cao hiệu quả sử dụng sinh

khối tại các địa phương có điều kiện tương tự

1.6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thống kê, điều tra, khảo sát bổ sung: thu thập thông tin, số liệu điều

tra cơ bản về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội và hiện trạng môi trường xã Thái

Mỹ, huyện Củ Chi;

- Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: tiến hành khảo sát các hộ dân mẫu canh

tác nông nghiệp, trồng trọt và chăn nuôi tại xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi Xác định lượng sinh khối phát sinh; tìm hiểu nhận thức của người dân về tài nguyên sinh

khối

- Phương pháp tính toán và xử lý số liệu: Dựa trên kết quả của quá trình khảo sát,

xử lý các thông tin thu được và tính toán ước tính lượng sinh khối phát sinh và tiềm năng sử dụng sinh khối tại địa phương

- Phương pháp phân tích đánh giá, so sánh: Dựa vào thông tin ghi nhận trong quá

trình khảo sát, thống kê đánh giá nhận thức của cộng đồng về việc sử dụng sinh

khối tại địa bàn huyện

- Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia: tham khảo và lấy ý kiến của các

chuyên gia trong lĩnh vực nông nghiệp và môi trường

CHƯƠNG 2 T ỔNG QUAN 2.1 Sinh kh ối

2.1.1 Năng lượng sinh khối

2.1.1.1 Định nghĩa

Sinh khối là một thuật ngữ có ý nghĩa bao hàm rất rộng dùng để mô tả các vật chất

có nguồn gốc sinh học vốn có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng hoặc do các thành phần hóa học của nó

Với định nghĩa như vậy, sinh khối bao gồm cây cối tự nhiên, cây trồng công nghiệp,

tảo và các loài thực vật khác, hoặc là những bã nông nghiệp và lâm nghiệp Sinh

khối cũng bao gồm cả những vật chất được xem nhưng chất thải từ các xã hội con người như chất thải từ quá trình sản xuất thức ăn nước uống, bùn/nước cống, phân bón, sản phẩm phụ gia (hữu cơ) công nghiệp (industrial by-product) và các thành

phần hữu cơ của chất thải sinh hoạt

Sinh khối còn có thể được xem như một dạng tích trữ năng lượng Mặt Trời Năng lượng từ Mặt Trời được "giữ" lại bởi cây cối qua quá trình quang hợp trong giai đoạn phát triển của chúng Năng lượng sinh khối được xem là tái tạo vì nó được bổ sung nhanh hơn rất nhiều so với tốc độ bổ sung của năng lượng hóa thạch

Theo định nghĩa được đề cập trong Luật Năng lượng ở Nhật Bản vào ngày 25 tháng

1 năm 2002 lần đầu tiên công nhận tài nguyên sinh khối như là một nguồn năng lượng mới tại Nhật Bản Trước đây, sinh khối được xem như một phần trong tài nguyên tái tạo, nhưng trong luật sửa đổi đã tách sinh khối ra thành loại năng lượng

mới, riêng biệt Trong đó, bột giấy, dư lượng thức ăn và dịch đen vừa được xét nằm trong nhóm tài nguyên tái tạo, vừa nằm trong tài nguyên sinh khối

Hình 2 1 Định nghĩa năng lượng sinh khối tại Nhật Bản

Theo Tổ chức liên minh phi lợi nhuận của các nhà khoa học (UCS), sinh khối được định nghĩa không ch ỉ là một nguồn năng lượng tái tạo mà còn là một nguồn

“carbonneutral” bởi khả năng hấp thu năng lượng từ mặt trời Trong định nghĩa này, sinh khối được giải thích như sau: khi thực vật bị đốt cháy, sinh khối giải phóng năng lượng mặt trời đã tích lũy nh ờ quá trình quang hợp Bằng cách này, sinh khối

là nguồn tài nguyên có các chức năng sinh học được mô tả như là một loại pin tự nhiên để lưu trữ năng lượng mặt trời Khi nguồn nhiên liệu sinh học này được sản

xuất bền vững, nguồn năng lượng dữ trữ này được xem là vô hạn

2.1.1.2 Ngu ồn gốc

Cây dự trữ năng lượng mặt trời trong các tế bào cellulose và lignin (chất gỗ) thông qua quá trình quang hợp Cellulose là một chuỗi polymer của các phân tử đường 6-carbon Lignin là chất hồ kết dính các chuỗi cellulose với nhau Khi đốt, các liên kết

giữa các phân tử đường này vỡ ra và phóng thích năng lượng dưới dạng nhiệt, đồng

thời thải ra khí CO2

2.1.1.3 Đặc điểm

và hơi nước Các sản phẩm phụ của phản ứng này có thể được thu thập và sử dụng để sản xuất điện năng Các chất này thường đươc gọi là năng lượng sinh học hoặc nhiên liệu sinh học

Dựa trên sự luân chuyển carbon, tài nguyên sinh khối được xem là nguồn tài nguyên không giới hạn bởi sự hấp thu và tích lũy năng lư ợng của thực vật nhờ quá trình quang hợp Tài nguyên này sau khi được khai thác và sử dụng vẫn phát thải khí CO2, lượng khí này lại được thực vật hấp thu và tích lũy tr ở lại nhờ quá trình quang hợp

Đây là vòng luân chuy ển carbon khép kín Trong khi đó, nguồn tài nguyên hóa

thạch là nguồn tài nguyên giới hạn Khí thải CO2 phát thải từ nguồn tài nguyên này thông qua quá trình đ ốt cháy nhiên liệu không được hấp thụ trở lại mà tiếp tục thải

thẳng và tích lũy trong môi trư ờng không khí ảnh hưởng nghiêm trọng đến khí hậu toàn cầu

2.1.1.4 Các lo ại sinh khối nghiên cứu

a) Sinh kh ối cây trồng

Bao gồm các phụ phẩm, phế phẩm nông nghiệp phát sinh từ cây lúa trong quá trình canh tác hay trong quá trình thu hoạch như: rơm, rạ và trấu

 Rơm, rạ: Rơm rạ dễ lên men nên có nhiều ứng dụng trong sản xuất ethanol

 Trấu: Trấu có cấu trúc cứng và ít thích hợp cho quá trình lên men do có hàm lượng lignin và silica (SiO2

+ Thành ph ần hóa học trong rơm rạ

) lớn Hầu hết trấu được sử dụng làm chất đốt Do hàm lượng silica khá cao (khoảng 10-20% khối lượng) nên có thể làm hỏng

lò đốt Vì vậy hiện nay các nhà khoa học đang nghiên cứu chuyển sang làm

vật liệu xây dựng hay sản xuất điện từ trấu

Thành phần hóa học trong rơm rạ được đưa ra ở bảng 2.2:

Bảng 2 1 Thành phần hóa học có trong rơm rạ

Tro T ổng

Tỷ lệ

(Ngu ồn: E.Putun và cs ,2004)

Theo bảng 2.2, các hợp chất polime như cellulose, hemicellulose và lignin là thành

phần chính của rơm rạ, chiếm đến 73,68% và đó cũng là nguyên liệu chính cho quá trình nhiệt phân

Thành phần các nguyên tố của rơm rạ được đưa ra ở bảng 2.3

Bảng 2 2 Thành phần các nguyên tố trong rơm rạ

cũng sẽ có các hợp chất chứa oxy

Đây là nhược điểm chung của các bio-oil sinh ra từ nhiệt phân biomass vì các hợp

chất chứa oxy sẽ làm cho dầu không bền về mặt hóa học, gây ăn mòn máy móc, động cơ đồng thời làm giảm nhiệt trị của dầu Hàm lượng N không đáng kể nên

trong thành phần khí sinh ra sẽ ít hợp chất NxOy

Đặc biệt, trong rơm rạ đều không tìm thấy lưu huỳnh Đó là một ưu điểm của rơm

rạ khi được sử dụng làm nguyên liệu Do đó, thành phần khí sau phản ứng không

chứa các khí SO

, là các khí độc hại gây ô nhiễm môi trường

x

+ Thành ph ần hóa học trong trấu:

gây ô nhiễm môi trường hoặc làm ngộ độc xúc tác trong các phản ứng nhiệt phân có xúc tác

Ngoài rơm rạ, lượng trấu phát sinh chiếm khối lượng đáng kể và có tiềm năng sử

dụng sản xuất năng lượng sinh khối cao Hiện nay, tại Việt Nam, một số ứng dụng

sử dụng trấu như làm giá thể trồng nấm, trồng lan, ép thành thanh trấu hoặc trấu viên, sử dụng làm phân compost bón cho cây trồng, đốt đồng phát nhiệt và điện đã được thực hiện và dần được lan rộng Ngoài ra còn có một số nghiên cứu tiến hành

loại bỏ hàm lượng Cacbon và thêm vào các thành phần phụ gia kết dính, ứng dụng

trấu làm vật liệu xây dựng

Thành phần hữu cơ có trong vỏ trấu được trình bày theo bảng 2.4:

Bảng 2 3 Thành phần hữu cơ của vỏ trấu

Thành ph ần chủ yếu T ỷ lệ theo khối lượng (%)

Trấu là nguyên liệu thực vật nên thành phần chủ yếu trong trấu là cenllulose, bên

cạnh đó hàm lượng lignin cũng khá cao

Bảng 2 4 Thành phần các nguyên tố trong vỏ trấu

TRẤU Hàm lượng chất bay hơi % 60,30 Hàm lượng Cacbon cố định % 17,00

(Ngu ồn: Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển về Tiết kiệm Năng lượng,2004)

Từ bảng 2.4 cho thấy, trong trấu hàm lượng lưu huỳnh cực thấp nên việc ứng dụng

trấu làm nguyên liệu đốt sinh ra lượng khói ít gây ô nhiễm cho môi trường hơn là sử

dụng than củi hoặc các loại nhiên liệu hóa thạch khác

b) Ch ất thải chăn nuôi

Chất thải chăn nuôi có chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy và chất dinh dưỡng như

N, P Chất lượng phân và nước tiểu rất khác nhau phụ thuộc vào loại vật nuôi, chế

độ dinh dưỡng, hệ thống chăn nuôi và điều kiện chăn nuôi Tùy theo đặc điểm của

chất thải, phân và nước tiểu được xử lý, sử dụng theo nhiều phương pháp thích hợp Phân chuồng là dạng chất thải rắn sau khi qua cơ quan tiêu hóa của vật nuôi và bài

tiết ra ngoài, có thành phần chính như: cellulose, hemicenllulose, lignin, protein, các sản phẩm phân giải protein, lipid, acid hữu cơ, vi sinh vật, ký sinh trùng Còn nước tiểu là chất thải dạng lỏng sau quá trình trao đ ổi chất bằng việc hấp thu các dinh dưỡng trong thức ăn gia súc đã tiêu hóa vào máu có thành phần như: ure, acid hippuric và các muối vô cơ

Lượng phân, nước tiểu phát sinh ở một số loài vật nuôi được trình bày theo bảng 2.5:

Bảng 2 5 Lượng phân và nước tiểu thải ra hàng ngày ở một số loài vật nuôi

V ật nuôi Lượng phân trung

( Hill & Toller, 1974)

Thể hiện trong bảng 2.5, lượng chất thải hằng ngày tính trên đầu trâu bò lớn hơn nhiều so với chất thải của heo

Trong chất thải động vật có chứa nhiều các thành phần dinh dưỡng đa lượng và vi lượng mà động vật chưa hấp thu triệt để và thải ra trong phân Thành phần các nguyên tố đa lượng có trong chất thải chăn nuôi được thể hiện trong bảng 2.6

Bảng 2 6 Thành phần nguyên tố đa lượng trong chất thải chăn nuôi

V ật nuôi H 2 O (%) N (%) P 2 O 5 (%) K 2 O (%)

( Nguy ễn Chí Minh, 2002)

Về mặt hóa học, những chất trong phân chuồng có thể được chia làm 2 nhóm:

Hợp chất chứa Nito ở dạng hòa tan và không hòa tan

Hợp chất không chứa Nito bao gồm: hydratcarbon, lignin, lipid…

Tỷ lệ C/N có vai trò quyết định đối với quá trình phân giải và tốc độ phân giải các

hợp chất hữu cơ có trong phân chuồng

+ Đặc điểm phân bò tươi

Trâu bò là đ ộng vật nhai lại, thức ăn được nhai lại nên nhỏ và mịn, trâu bò uống nhiều nước lượng phân nhiều nên lượng nước trong phân cao làm hàm lượng vật

chất khô thấp Thành phần phân bò chủ yếu là chất xơ khó phân huỷ nên thời gian phân giải chậm, lâu hoai, nhiệt độ khi ủ thấp, sau khi ủ cho hiệu quả bón phân cao

Bảng 2 7 Thành phần hóa học của phân bò tươi

(Lê Văn Tri, 2000)

Phân bò chứa hầu hết các dinh dưỡng cho cây trồng như: Đạm, Lân, Kali, Bo, Mo,

Cu, Mn, Zn và các chất kích thích tố cho cây như: Auxin, Heteroauxin Ngoài ra phân bò còn chứa các vi khuẩn có khả năng phân hủy cellulose hơn các loại phân khác Tỷ lệ C/N trong phân bò từ 17-19

Bảng 2 8 Thành phần dinh dưỡng của phân bò tươi

(Nguy ễn Văn Bảy, 2002)

Trùn Quế (Perionyx excavatus) và ruồi lính đen rất ưa thích phân bò vì nó không

những là nguồn giàu dinh dưỡng mà nó còn là nguồn phân giàu vi sinh vật đóng góp tham gia phân giải các chất hữu cơ còn l ại trong phân bò thải ra Đối với trùn

Quế có thể sống và sử dụng trực tiếp phân bò tươi làm nguồn thức ăn mà không cần qua quá trình xử lý

+ Đặc điểm phân heo

Phân heo được xếp vào loại phân lỏng hoặc hơi lỏng Phân heo chứa 56 - 83 % nước, phần còn lại là chất khô gồm các chất hữu cơ, hợp chất NPK dưới dạng các

- Tỳ lệ N và P được tiêu thụ và được dùng cho phát triển và sinh sản

- Lượng N và P hiện diện từ chất tiết, tế bào chết và vi khuẩn trong đường

ruột

Khả năng gây mùi hôi của phân heo tùy thuộc vào khẩu phần ăn, lượng N trong phân heo càng cao thì mùi hôi càng cao Ngoài ra phân heo còn chứa các mầm

bệnh, kháng sinh và hormone Lượng muối trong phân heo cũng khá cao vì hầu như

tất cả các muối mà heo ăn đểu được thải ra ngoài theo đường tiểu là 75% và 25% qua phân

Mặc dù vậy, phân heo đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu tận dụng

do hàm lượng các chất dinh dưỡng trong phân khá cao, đặc biệt là N Nếu không được quản lý và tái sử dụng đúng đắn, chất thải chăn nuôi sẽ là nguồn gây tiêu tốn cho các cơ sở chăn nuôi, ngược lại nếu tận dụng đúng cách, chất thải chăn nuôi sẽ

trở thành một nguồn tài nguyên

2.1.1.5 Các phương pháp chuyển đổi sinh khối thành năng lượng

Sinh khối có thể được chuyển đổi bằng nhiều phương pháp khác nhau để tạo ra năng lượng, nhiệt lượng, hơi và nhiên liệu Hầu hết các quá trình chuyển đổi sinh

khối có thể được chia ra làm hai loại như sau:

- Chuy ển đổi nhiệt hóa (thermochemical): bao gồm đốt nhiệt (combustion), khí

hóa và nhiệt phân

- Chuy ển đổi sinh hóa (biochemical): bao gồm phân hủy yếm khí (sản phẩm

sinh khối và hỗn hợp methane và CO2

Một quá trình khác là chiết xuất, chủ yếu là quá trình cơ h ọc, được sử dụng để sản

xuất chất tải năng lượng từ sinh khối Cũng có nhiều sự phân biệt các cách chiết

suất khác nhau, phụ thuộc vào sản phẩm của quá trình này là nhiệt, điện năng hoặc nhiên liệu

) và lên men (sản phẩm ethanol)

(Ngu ồn: renewable energy policy project,2005)

Chuy ển đổi sinh hóa

Năng lượng sinh học

Sơ đồ phân loại các dạng xử lý và chuyển hóa sinh khối

a) Chuy ển đổi nhiệt hóa

• Đốt nhiệt

Quá trình khai thác sinh khối để tạo nhiệt đã có một lịch sử rất lâu dài, và vẫn tiếp

tục đóng một vai trò quan trọng trong xã hội loài người trong thời kỳ hiện đại Nhiệt lượng từ việc đốt sinh khối được sử dụng để đốt sửa ấm, để nấu chín thức ăn, để đun nước tạo hơi Thành phần năng lượng trong sinh khối khô dao động tự 7.000 Btu/lb (rơm) cho đến 8.500 Btu/lb (gỗ) Để nấu một bữa ăn thì cần khoảng 10.000 Btu, trong khi đó một gallon xăng thì tương đương 124.884 Btu

• Khí hóa

Khí hóa sinh khối nghĩa là đốt cháy sinh khối một cách không hoàn toàn, sản phầm

nhận được của khí đốt bao gồm cacbon oxid (CO), hydro (H2), và một ít khí metan (CH4

Trong quá trình khí hóa , vật liệu được gia nhiệt đến một nhiệt độ cao→ dẫn đến thay đổi tính chất vật lý và hóa học→ tạo ra các sản phẩm cháy dễ bay hơi (Co, H

) Hỗn hợp này được gọi là sản phẩm Gas, sản phẩm Gas này có thể sử dụng

để chạy động cơ đốt trong, các tuabin khí sản xuất điện năng, hay có thể sử dụng thay thế cho lò hơi đốt trực tiếp bằng dầu

2

và CH4) và các chất thải như tro, hắc ín

Quá trình này có thuận lợi hơn so với việc đốt trực tiếp Khí sinh học có thể được làm sạch và lọc để phân loại và tách các hợp chất hóa học có thể có hại Sản phẩm khí có thể được dùng ở các máy phát điện hiệu suất cao– như liên hợp turbine khí

và hơi – để sản xuất điện năng Hiệu suất của những hệ thống dạng này có thể lên đến 60%

Nhiều chuyên gia hy vọng rằng khí hóa sinh khối sẽ có hiệu suất cao hơn nhà máy điện sinh khối thông thường Tuy nhiên, cho đến nay, chủ yếu công nghệ khí hóa sinh khối hiện nay được áp dụng với quy mô nhỏ lẻ tại một số cơ sở nhỏ lẻ và hộ

gia đình Quá trình khí hóa trong công nghiệp vẫn chưa được ứng dụng rộng trong

thực tế mà chỉ vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm kỹ thuật

• Nhi ệt phân

Nhiệt phân là quá trình đ ốt sinh khối ở nhiệt độ rất cao và sinh khối phân rã trong môi trường thiếu khí oxy Vấn đề trở ngại ở đây là rất khó tạo ra một môi trường hoàn toàn không có oxy Thông thường, một lượng nhỏ oxy hóa vẫn diễn ra và có

thể tạo ra một số sản phẩm phụ không mong muốn Ngoài ra, công nghệ này đòi hỏi

một nguồn thu nhiệt lượng cao và do đó vẫn còn rất tốn kém Quá trình đ ốt sinh

khối tạo ra dầu nhiệt phân (pyrolysis oil), than hoặc khí tổng hợp (char & syngas) Các sản phẩm này có thể được sử dụng tương tự như dầu khí để tạo điện năng Như

vậy, quá trình nhiệt phân không tạo ra tro hoặc năng lượng một cách trực tiếp, mà

nó chuyển sinh khối thành các nhiên liệu có chất lượng cao hơn Tiến trình này bắt đầu từ việc hun khô sinh khối để tăng tối đa hiệu suất đốt, tương tự như trong quá trình đốt trực tiếp Khi nguội lại, dầu nhiệt phân có dạng lỏng, màu nâu, và được sử

dụng như nhiên liệu đốt gasifier

b) Chuy ển đổi sinh hóa

• Lên men

Lên men là phương pháp được sử dụng rộng rãi đ ể sản xuất ethanol từ những cây

trồng có lượng đường cao như mía đường, củ cải đường hay các loại cây trồng tinh

bột như ngô, lúa, mì Sinh kh ối và tinh bột được chuyển đổi bởi các enzyme thành đường, lên men rồi chuyển đổi đường thành ethanol Theo ước tính mỗi tấn ngô khô

sẽ sản xuất được khoảng 450 lít ethanol Các sản phẩm phụ từ quá trình lên men được sử dụng như thức ăn cho gia súc Và trong trường hợp chuyển đổi từ cây mía,

bã mía có thể được sử dụng như một loại nhiên liệu cho nồi hơi hoặc cho quá trình khí hóa tiếp theo

Việc chuyển đổi các loại sinh khối như gỗ và các loại cỏ bằng phương pháp lên men sẽ phức tạp hơn, do sự có các phân tử polysaccharide theo chuỗi dài hơn và đòi

hỏi phải có sự thủy phân của acid hoặc enzyme trước khi đường được lên men thành ethanol

• K ỵ khí

Quá trình kỵ khí chuyển đổi trực tiếp các chất hữu cơ thành khí hay còn g ọi là khí sinh học Đây là một hỗn hợp chủ yếu gồm khí methane và carbon dioxide với một lượng nhỏ các khí khác như hydro, sunfua Trong quá trình này, sinh khối được

biến đổi bởi vi khuẩn trong môi trường yếm khí, sản phẩm là một hỗn hợp khí với hàm lượng năng lượng từ 20-40% nhiệt trị thấp của nguyên liệu Kỵ khí là một công nghệ đã được chứng minh và được sử dụng rộng rãi để xử lý các chất thải hữu cơ có

độ ẩm cao từ 80-90%

Ở mức độ phân tử, quá trình thủy phân chuyển hóa các chất hữu cơ thành đường và amino acid Quá trình lên men các vật chất này sinh ra các acid chất béo dễ bay hơi Các acid chất béo này sau đó tạo thành hydrogen, CO2, và acetate trong quá trình Acidogenesis Cuối cùng, quá trình methanogenesis sản xuất các khí sinh học, hỗn

và các chất vi lượng như nitrogen và hydrogen sulfide

Khi được sử dụng như một quá trình xử lý chất thải, tốc độ phân hủy tăng khá cao trong khoảng nhiệt độ 20-40 độ C Đối với các chất thải rắn đô thị, tốc độ phân hủy

có thể được tăng cao ở nhiệt độ cao hơn như 50-60 độ C

Các vi sinh vật phân hủy yếm khí được bán trên thị trường với các giá khá cạnh tranh, chúng được dùng trong các trang trại mặc dù ở quy mô nhỏ Việc sử dụng methane bằng cách này có thể giúp giảm thiểu các mùi hôi thối và ngăn chặn chúng phát tán vào không khí, làm tăng các khí nhà kính và gây ra sương mù

c) Chi ết xuất

Đây là một quá trình chuyển đổi sinh khối sử dụng cơ học để sản xuất dầu, chẳng

hạn như ép các hạt có dầu, ép thân cây bông và vỏ lạc Quá trình sản xuất không chỉ thu được dầu mà các phụ phẩm còn được sử dụng làm thức ăn cho động vật Theo

thực tế, ba tấn hạt cải dầu sẽ sản xuất được một tấn dầu Tuy nhiên, hạt cải dầu có

thể được xử lý tốt hơn bằng cách phản ứng với rượu bằng cách sử dụng một quá trình gọi là este hóa để thu được Diesel sinh học Loại nhiên liệu này đang được sử

dụng ở một số nước châu Âu như là một loại bổ sung nhiên liệu cho hoạt động giao thông vận tải

2.1.2 Th ị trấn sinh khối

Trong đề tài nghiên cứu, một định nghĩa nữa được đề cập đến là thị trấn sinh khối Trong đó, thị trấn sinh khối được hiểu như là một cộng đồng, thị trấn, thành phố, các khu tự trị có hệ thống sử dụng tài nguyên sinh khối thống nhất được hình thành

bởi mạng lưới các quá trình sử dụng hiệu quả sinh khối từ khâu phát sinh đến khâu

sử dụng cuối cùng Có mối liên hệ gần và chặt chẽ giữa các thành phần trong cộng đồng, được hỗ trợ, khuyến khích, thúc đẩy phát triển nhằm đạt hiệu quả sử dụng sinh khối bền vững, phù hợp với hướng phát triển của cộng đồng (

Mục tiêu thị trấn sinh khối hướng tới là:

Japanese Ministry of Agriculture Forestry and Fisheries, 2006)

 Ngăn chặn hiện trượng trái đất nóng lên: Sinh khối là nguồn nhiên liệu tái sinh, có khả năng thay thế nhiên liệu hóa thạch, góp phần ngăn cản sự nóng lên toàn

Các lợi ích của thị trấn sinh khối:

 Nguồn nhiên liệu thay thế cho tài nguyên xăng dầu cạn kiệt

 Giảm khí thải ảnh hưởng đến sự nóng lên toàn cầu

 Nâng cao mức sống

 An ninh năng lượng

 Xuất khẩu năng lượng sinh học cũng như bán chứng chỉ phát thải CO2 cho các nước phát triển

2.1.3 Ti ềm năng phát triển năng lượng sinh khối tại Việt Nam

2.1.3.1 Ti ềm năng sinh khối

Với lợi thế một quốc gia nông nghiệp, Việt nam có nguồn sinh khối lớn và đa dạng

từ gỗ củi, trấu, bã cà phê, rơm r ạ và bã mía Phế phẩm nông nghiệp rất phong phú

dồi dào ở Vùng đồng bằng sông Mê kông, chiếm khoảng 50% tổng sản lượng phế

phẩm nông nghiệp toàn quốc và vùng đồng bằng sông Hồng với 15% tổng sản lượng toàn quốc (theo Tran Dinh Man, 2007; FAO, 2005; GSO, 2002)

Hàng năm tại Việt Nam có gần 60 triệu tấn sinh khối từ phế phẩm nông nghiệp trong đó 40% được sử dụng đáp ứng nhu cầu năng lượng cho hộ gia đình và sản

xuất điện (theo Nguyễn Thiện Thanh, 2005) Các nguồn sinh khối khác bao gồm

sản phẩm từ gỗ, chất thải đô thị và chất thải gia súc Các sản phẩm và phế phẩm từ

gỗ tại các công ty sản xuất chế biến gỗ có nguồn gốc từ rừng tự nhiên hoặc rừng

trồng và gỗ nhập khẩu

Tiềm năng sinh khối cho sản xuất điện ít hơn rất nhiều so với tiềm năng sinh khối cho năng lượng sơ cấp Chiến lược và quy hoạch phát triển Năng lượng tái tạo Việt nam đến năm 2015 tầm nhìn 2025 đưa ra con s ố tiềm năng khả dụng của năng lượng sinh khối cho sản xuất điện năm 2005 là khoảng 4,4 triệu tấn, chiếm một

phần rất nhỏ của tổng tiềm năng sinh khối Con số này tương đương với 230 đến

305 MW sản lượng điện sản xuất từ năng lượng sinh khối (theo Tổng công ty điện

lực Việt Nam, 2012)

Nguồn sinh khối ở Việt Nam chủ yếu gồm gỗ và phụ phẩm cây trồng Tiềm năng các nguồn này theo đánh giá của Viện Năng lượng được trình bày ở các bảng sau (theo số liệu Niên giám thống kê 2003)

Bảng 2 10 Tiềm năng sinh khối gỗ năng lượng

Ngu ồn cung cấp Ti ềm

năng (tri ệu

t ấn)

Quy d ầu tương đương (triệu TOE)

T ỷ lệ (%)

(Niên giám th ống kê 2003)

Theo đó, sinh khối gỗ năng lượng chủ yếu tập trung tại khu vực rừng tự nhiên và cây trồng phân tán Tuy nhiên, đây là nguồn sinh khối nhạy cảm, nếu sử dụng không hợp lý và thiếu kiểm soát chặt chẽ, dễ dẫn tới các tác động tiêu cực đối với môi trường

Bảng 2 11 Tiềm năng sinh khối phụ phẩm nông nghiệp

Ngu ồn cung

c ấp

Ti ềm năng (tri ệu tấn)

Quy d ầu tương đương (tri ệu TOE)

T ỷ lệ (%)

2.1.3.2 L ợi ích kinh tế và môi trường

a) Ngu ồn nhiên liệu thay thế cho tài nguyên xăng dầu cạn kiệt

Trữ lượng dầu thế giới được ước tính ở mức 2.000 tỷ thùng, trong đó mức tiêu thụ hàng ngày là 71.700.000 thùng Như vậy, ước tính có khoảng 1.000 tỷ thùng đã được tiêu thụ và 1.000 tỷ thùng dầu có khả năng tái tạo lại mất đi trên thế giới (Asifa, 2007) Đồng thời, giá các loại nhiên liệu xăng tăng lên dẫn đến những biến động kinh tế trầm trọng, vì vậy, ngày nay, con người đang cố gắng tìm kiếm nguồn năng lượng thay thế mới thay thế cho nhiên liệu hóa thạch Tăng cường sử dụng tài nguyên sinh khối sẽ làm giảm đi vấn đề nguồn sẽ làm giảm đi vấn đề nguồn cung

cấp dầu thô đang bị suy giảm, tạo nguồn nhiên liệu mới bổ sung cung cấp vào nguồn năng lượng hiện nay

b) Gi ảm khí thải ảnh hưởng đến sự nóng lên toàn cầu

Hiện nay, nồng độ khí nhà kính đang dần tăng lên, đang là một mối đe dọa với khí

hậu thế giới Theo ước tính trong năm 2000, hơn 20 triệu tấn CO2

Sinh khối là nguồn cacbon trung tính, có vòng luân chuyển khép kín, là nguồn năng lượng lớn thứ tư trên thế giới sau than, dầu mỏ và khí tự nhiên, cung cấp khoảng 14% lượng tiêu thụ năng lượng sơ cấp của thế giới (Saxena và cộng sự), được coi là

một nguồn năng lượng quan trọng trên toàn thế giới Để giảm phát thải khí nhà kính

từ tiêu thụ năng lượng, một số chính sách lựa chọn thay thế tài nguyên hóa thạch

bằng tài nguyên sinh khối như thuế phát thải và giấy phép phát thải có thể giao dịch

phát thải trong

bầu khí quyển (Saxena và cs., 2000) Nếu xu hướng này tiếp tục xảy ra dẫn đến cường độ và mức độ thiên tai xảy sẽ dẫn đến cường độ và mức độ thiên tai xảy ra thường xuyên như lũ lụt, hạn hán và sự mất cân bằng sinh học tại khu vực

c) Nâng cao m ức sống

Nông nghiệp có tầm quan trọng đối với nền kinh tế ở các nước đang phát triển, vì

vậy cần thiết hình thành nền nông nghiệp bền vững dẫn đến cải thiện tiêu chuẩn

sống của nông dân Vấn đề giáo dục cũng là vấn đề quan trọng, vì tỷ lệ biết chữ ở khu vực nông thôn của các nước đang phát triển được ước tính còn thấp Vì vậy, điều quan trọng là cung cấp thông tin thích hợp về công nghệ, kỹ thuật sử dụng và chuyển đổi sinh khối cho nông dân Điều quan trọng đối với việc sử dụng nhiên liệu sinh học đối với các hệ thống sử dụng sinh khối hay năng lượng sinh khối vì ngay

cả nếu nông dân sở hữu hoặc sản xuất nguyên liệu sinh khối, điều đó sẽ vô nghĩa

nếu họ không có quyền tiếp cận vào các hệ thống nơi tài nguyên sinh khối được sử

dụng

d) Gia tăng thu nhập cho nông dân

Cơ hội cho các nước đang phát triển tăng doanh thu từ xuất khẩu năng lượng sinh

học Các hoạt động như lên men khí mêtan ở quy mô nhỏ đã cung cấp khí đốt cho nông dân nấu ăn, vì vậy họ không cần phải mua khí Điều này hỗ trợ cho nông dân

về mặt tiết kiệm chi phí và tăng tính hiệu quả sử dụng tài nguyên cho một nền nông nghiệp bền vũng cho việc giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch Ngoài ra, sản phẩm có

sử dụng tái tạo sinh khối luôn là sản phẩm ưu tiên tại các thị trường tiêu thụ tại các nước phát triển

e) An ninh năng lượng

Nền kinh tế của tất cả các nước đặc biệt là của các nước phát triển phụ thuộc vào nguồn cung cấp năng lượng an toàn An ninh năng lượng có nghĩa là sẵn có nguồn năng lượng phù hợp đầy đủ với các hình thức khác nhau với giá cả phải chăng Các điều kiện này phải ưu tiên áp dụng dài hạn cho sự phát triển bền vững

Chú ý đến an ninh năng lượng là rất quan trọng bởi vì hiện nay các nước đang phải

phụ thuộc vào sự phân phối không đồng đều của các nguồn nhiên liệu hóa thạch

Việc cung cấp năng lượng có thể trở nên khó khăn trong thơi gian tới có sự phụ thuộc về dầu mỏ nhập khẩu Sinh khối là nguồn tài nguyên trong nước mà không

phụ thuộc vào biến động giá cả thế giới hay sự cung ứng không chắc chắn các nhiên

liệu nhập khẩu

f) L ợi ích môi trường

Đây là một nguồn năng lượng khá hấp dẫn với nhiều ích lợi to lớn cho môi trường như năng lượng sinh khối có thể tái sinh được và có thời gian tái sinh ngắn; năng lượng sinh khối tận dụng chất thải làm nhiên liệu, do đó nó vừa làm giảm lượng rác

vừa biến chất thải thành sản phẩm hữu ích

Sử dụng năng lượng sinh khối không làm tăng lượng CO2 trong khí quyển Đốt sinh

khối cũng thải ra CO2 nhưng ta có thể cân bằng lượng CO2 thải vào khí quyển nhờ

trồng cây xanh hấp thụ chúng Vì vậy, sinh khối lại được tái tạo thay thế cho sinh

khối đã sử dụng nên cuối cùng không làm tăng CO2 trong khí quyển Ngoài ra, khi đốt sinh khối mức S và tro thấp hơn đáng kể so với việc đốt than bitum Như vậy, phát triển năng lượng sinh khối làm giảm sự thay đổi khí hậu bất lợi, giảm hiện tượng mưa axit, giảm sức ép về bãi chôn lấp

2.1.3.3 C ơ hội và thách thức

a) Cơ hội

 Ti ềm năng lớn chưa được khai thác

Việt Nam là một nước nhiệt đới nhiều nắng và mưa nên sinh khối phát triển nhanh,

là một nước nông nghiệp nên nguồn phụ phẩm nông nghiệp phong phú Nguồn này ngày càng tăng trưởng cùng với việc phát triển nông nghiệp và lâm nghiệp

 Nhu c ầu ngày càng phát triển

Cùng với sự tăng trưởng kinh tế - xã hội của đất nước, nhu cầu ứng dụng các công nghệ NLSK ngày càng phát triển Việc phát triển trồng lúa làm nảy sinh nhu cầu xử

lý trấu ở các nhà máy xay xát, nhu cầu sấy thóc sau thu hoạch Chính những nhu

cầu này đã kích thích vi ệc phát triển các nhà máy sấy và công nghệ đồng phát sử

dụng sinh khối Việc phát triển chăn nuôi đã tạo ra nhu cầu xử lý chất thải vật nuôi, thúc đẩy công nghệ khí sinh học phát triển mạnh mẽ

Các chính sách và thể chế đang từng bước hình thành tạo thuận lợi cho phát triển năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng sinh khối nói riêng

Mặc dù chưa có chính sách năng lượng nói chung và năng lượng tái tạo nói riêng nhưng từng bước năng lượng tái tạo đã đư ợc đề cập đến trong các văn bản nhà nước Gần đây nhất là Quyết định của Thủ tướng chính phủ số 176/2004/QĐ-TTG ban hành ngày 05 tháng 12 năm 2004 về việc phê duyệt chiến lược phát triển ngành điện Việt Nam giai đoạn 2004-2010, định hướng đến năm 2020 và Luật Điện lực được Quốc hội thông qua ngày 03 tháng 12 năm 2004 đều có ghi sử dụng nguồn năng lượng mới, tái tạo để cung cấp điện cho vùng nông thôn, miền núi hay hải đảo

Chỉ thị của Thủ tướng chính phủ số 35/2005/CT-TTG ban hành ngày 17 tháng 10 năm 2005 về việc tổ chức thực hiện nghị định thư Kyoto thuộc công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu cũng là một cơ sở pháp lý thuận lợi cho năng lượng tái tạo

 Môi trường quốc tế thuận lợi

- Năng lượng tái tạo ngày càng được quan tâm và đầu tư phát triển tại các nước trên

thế giới

- Nhiều tổ chức quốc tế đang quan tâm phát triển công nghệ NLSK ở Việt Nam: họ

tổ chức nhiều hội thảo, tài trợ nhiều dự án phát triển NLSK ở nước ta Các dự án NLSK có cơ hội tận dụng cơ chế phát triển sạch (CDM) để thu hút vốn đầu tư

- Nhiều công nghệ đã được hoàn thiện, ứng dụng thương mại nên Việt Nam có thể

nhập và ứng dụng, tránh được rủi ro về công nghệ

b) Thách th ức

 S ự cạnh tranh về nhu cầu nguyên liệu sinh khối

Rơm rạ ngoài làm nguyên liệu chế tạo năng lượng sinh khối,còn làm thức ăn cho trâu bò, giấy phế liệu có thể tái chế, gỗ phế liệu và mùn cưa có thể làm gỗ ép Sử

dụng ngô, khoai, sắn để sản xuất etanol; đậu tương, lạc, vừng, dừa để sản xuất biodiezen còn dùng làm lương thực, thực phẩm cho người và gia súc

 S ự cạnh tranh về chi phí của các công nghệ

Hiện nay nhiều công nghệ sinh khối còn đắt hơn công nghệ truyền thống sử dụng nhiên liệu hoá thạch cả về trang thiết bị lẫn nhiên liệu nên việc đưa công nghệ mới vào Việt Nam còn gặp trở ngại lớn

Việt Nam còn là một nước nghèo nên thiếu kinh phí đầu tư phát triển công nghệ

mới là một rào cản rất lớn Thí dụ bếp đun cổ truyền hiệu suất thấp nhưng đầu tư không đáng kể, đôi khi bằng không, trong khi đầu tư để có một bếp cải tiến phải tốn vài chục nghìn đ ồng Đây là một khoản đầu tư lớn đối với người dân ở nông thôn khi mà một ngày công của họ chỉ được vài nghìn đồng

 Tr ở ngại về môi trường

Năng lượng sinh khối có một số tác động môi trường

Khi đốt, các nguồn sinh khối phát thải vào không khí bụi và khí sunfurơ (SO2

Việc phát triển quy mô lớn các cây năng lượng để sản xuất nhiên liệu sinh học (biofuel) có thể dẫn tới gia tăng sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón, gây tác hại đối

với động vật hoang dã và môi trường sống

Đây là tất cả những vấn đề cần xem xét kĩ lư ỡng khi phát triển năng lượng sinh

khối

 Thi ếu nhận thức của xã hội về năng lượng sinh khối

Hiện nay khi nói tới năng lượng người ta chỉ nghĩ tới điện, than, dầu khí Các nhà

hoạch định chính sách thường không quan tâm tới NLSK Một thí dụ điển hình là ngành điện có dự án Năng lượng nông thôn nhưng thực ra đây chỉ là dự án điện khí hoá nông thôn

Do thiếu nhận thức nên hầu như không có các doanh nhân kinh doanh trong lĩnh

vực NLSK Người ứng dụng các công nghệ mới gặp rất nhiều khó khăn trong việc mua sắm trang thiết bị, tìm kiếm dịch vụ hậu mãi Thí dụ Dự án Khí sinh học xây

dựng 18000 công trình nhưng không có m ạng lưới cung cấp các dụng cụ sử dụng khí như bếp, đèn Thị trường mới phát triển phía nhu cầu, còn phía cung cấp chưa được quan tâm

2.1.4 Hi ện trạng sử dụng sinh khối tại Việt Nam

Tuy Việt Nam được đánh giá là nước có nguồn tài nguyên năng lượng tái tạo sạch khá dồi dào, nhưng ứng dụng công nghệ năng lượng tái tạo vẫn ở bước đầu chập

chững và còn nhiều hạn chế ở Việt Nam Theo “Chiến lược phát triển năng lượng

quốc gia của Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đ ến năm 2050”, được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt từ năm 2007, mục tiêu hướng tới của các nguồn năng lượng

mới và tái tạo vẫn còn ở mức khiêm tốn (đạt tỉ lệ khoảng 5% tổng năng lượng thương mại sơ cấp đến năm 2010 và 11% vào năm 2050) Trong khi đó, nhu cầu sử

dụng năng lượng đang gia tăng ở mức chóng mặt ở Việt Nam

Hiện nay, 90% sản lượng sinh khối được dùng để đun nấu hoặc thải bỏ, trong khi

chỉ có 2% được dùng làm phân bón hữu cơ và phân bón vi sinh (từ nguồn phế phẩm chăn nuôi trồng trọt, bùn và bã mía từ các nhà máy đường); 0,5% được sử dụng để

trồng nấm và khoảng 7,5% chưa được sử dụng (theo Nguyễn Thiện Thanh, 2005)

2.2 Các công trình nghiên c ứu liên quan

2.2.1 Nghiên c ứu ngoài nước

Trên toàn cầu có khoảng 140 tỷ tấn sinh khối được tạo ra mỗi năm từ nông nghiệp (UNEP, 2009) Khối lượng sinh khối này có thể được chuyển đổi sang một lượng

lớn năng lượng và nguyên liệu thô tương đương với khoảng 50 tỷ tấn dầu Sinh khối

từ chất thải nông nghiệp chuyển đổi thành năng lượng đáng kể có thể thay thế nhiên

liệu hóa thạch, góp phần giảm phát thải khí nhà kính và cung cấp năng lượng tái tạo năng lượng cho khoảng 1,6 tỷ người ở các nước đang phát triển, chưa tiếp cận với điện Sinh khối nông nghiệp có thể là tiềm năng cho ngành công nghiệp quy mô lớn

và các doanh nghiệp ở cấp cộng đồng Sinh khối tồn tại gồm nhiều dạng như rơm,

lá, rễ, vỏ, chất thải gỗ và chất thải chăn nuôi Để ứng phó với biến đổi khí hậu, các nước hiện nay đang tìm ki ếm các nguồn năng lượng thay thế để giảm thiểu khí thải nhà kính Sinh khối được sử dụng như nguồn năng lượng làm giảm sự phụ thuộc vào việc tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch, góp phần an ninh năng lượng và giảm thiểu

tác động của biến đổi khí hậu (UNEP, 2009)

Năng lượng phát sinh từ chất thải chăn nuôi tính cho toàn cầu tương đương với 50 -

150 W/người/năm Năng lượng rơm là 50 - 150 W/người/năm (Etal, 2003) Tiêu thụ năng lượng cho mỗi đầu người là 2,5 kW/ngày Lượng dầu sản xuất trên toàn thế

giới là 80 triệu thùng mỗi ngày (1 kW/người/ngày) Khí sinh học từ rơm, rạ và phân bón có thể thay thế khoảng 10 - 30% lượng dầu thế giới sản xuất (Oosterkamp,

2011)

Trung Quốc là nước nông nghiệp lớn có nguồn năng lượng sinh khối dồi dào, trong

đó chủ yếu là xuất phát từ chất thải nông nghiệp Khoảng 0,75 tỷ tấn chất thải nông nghiệp được sản xuất trong năm 2010 và tương đương với khoảng 12.000 tỷ kJ Lượng sinh khối của cây trồng khoảng 52% tổng tài nguyên sinh khối ở Trung

Quốc và sinh khối rơm là khoảng 62% tổng chất thải thực vật Hiện nay, rễ cây

trồng chủ yếu được sử dụng làm nhiên liệu, thức ăn gia súc, phân bón và nguyên

liệu công nghiệp Việc thúc đẩy sử dụng các nguồn tài nguyên rơm là rất quan

trọng Việc sử dụng rơm còn tiết kiệm tài nguyên, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tăng thu nhập và bảo vệ môi trường Rơm là nguồn năng lượng chính đặc biệt là ở vùng nông thôn các khu vực chủ yếu được sử dụng làm nhiên liệu cho nấu ăn hoặc đốt cháy trực tiếp Tỷ lệ sử dụng toàn diện các nguồn tài nguyên rơm dự kiến sẽ

vượt 80% vào năm 2015 (Liu và cs., 2011)

Năm 2001 tiềm năng chất thải nông nghiệp Thái Lan được xác định là 20 triệu tấn

trấu chiếm 0,15% tổng chất thải, 2,2 tấn dư lượng dầu cọ (0,26%), 50 tấn bã mía (0,057% ) và 5,8 tấn chất thải gỗ (0,31% ) (Chungsangunsit và cs., 2004) Trong khi

tỷ lệ sử dụng nguồn năng lượng lần lượt cho trấu, dầu cọ và bã mía lần lượt là 0,0005%, 0,006%, 0,0003% và 3.10-7

Trấu chiếm khoảng 20% khối lượng lúa Trước đây trấu được xem như rác thải và

cũng là vấn đề xả thải của các nhà máy Ngoài ra trấu được lên men tạo ra khí

% Những số liệu này đã ch ỉ ra rằng tiềm năng sinh khối nông nghiệp cao hơn nhiều so với tỷ lệ sử dụng

mêtan gây ra hiệu ứng nhà kính Trấu ở dạng bột có trọng lượng nhẹ gây ra các vấn

đề về sức khỏe như hô hấp do đó các chủ nhà máy đã tìm cách đ ể xử lý chất thải này Ngành xi măng có thể sử dụng trấu để bổ sung silicat do trấu có hàm lượng silicat cao và được sử dụng làm phân bón Ngoài ra trấu được sử dụng nhiên liệu đốt và sản xuất điện Theo số liệu chỉ có 50-70 % trấu tại Thái Lan được sử dụng Cây trồng năng lượng sử dụng 290 tấn trấu và 1400 tấn nước trong ngày và cần 1

MW điện Điện đầu ra là 8.8 MW được bán cho cơ quan có thẩm quyền thuộc đề án

sản xuất nhỏ Nghiên cứu cho thấy lượng khí thải SO2 và NOx thấp hơn lượng phát

thải từ than đá và dầu đốt cho máy chạy điện nhưng cao hơn so với khí thiên nhiên Lượng phát thải CO2

Tiềm năng năng lượng tái tạo ở Hà Lan từ phân hủy kỵ khí của 1,5 triệu tấn chất

thải hữu cơ hiện hữu năm 2002 và 4,5 triệu tấn phân động vật tương đương 125 triệu m

từ quá trình đốt trấu được xem là không đáng kể vì nó không góp phần gây ra hiệu ứng nhà kính Nghiên cứu chỉ ra rằng trấu có tiềm năng cao để

sử dụng làm nhiên liêụ để sản xuất điện(Chungsangunsit và cs., 2004)

3

Dân số thế giới đang gia tăng ở mức báo động vì vậy nhu cầu nhiên liệu cho lĩnh

vực giao thông vận tải cũng tăng Nóng lên toàn cầu làm cạn kiệt nhiên liệu hóa

thạch và giá của nhiên liệu dầu mỏ ngày càng tăng đang là mối quan tâm lớn và nhu

cầu hiện tại phải tìm kiếm nguồn nhiên liệu thay thế bền vững, các nguồn năng lượng tái tạo, hiệu quả và chi phí-hiệu quả với lượng khí thải thấp hơn nhà kính (Nigam và cs., 2010) Biomass là một nguồn thay thế để đáp ứng nhu cầu nhiên liệu

hiện tại và tương lai Bất kỳ loại nhiên liệu được tạo ra từ sinh khối được gọi là nhiên liệu sinh học Sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học đã tăng cao trong vài năm qua Hai sản phẩm được sản xuất chủ yếu là ethanol sinh học và diesel sinh

học Trong khi diesel sinh học thu được từ este hóa các loại hạt có dầu thì ethanol sinh học được sản xuất bằng quá trình lên men từ bất kỳ vật liệu chứa carbohydrate

hoặc cellulose Trong năm 2008, nguồn nguyên liệu chính để sản xuất ethanol sinh

học ở châu Âu là hạt đặc biệt trong lúa mì và ngô (Ebio, 2010) Theo chỉ thị của

Viện năng lượng tái tạo EU năm 2009, đến năm 2020 thì năng lư ợng tái tạo đạt 20% tổng tiêu thụ năng lượng Ngoài ra, trong lĩnh v ực giao thông vận tải, tất cả các quốc gia thành viên đạt được 10% năng lượng tái tạo (EU Directive 2009/28/EC, 2009) Do đó nhu cầu về ngũ cốc như là một chất nền để sản xuất ethanol sinh học dự kiến sẽ tăng đáng kể trong tương lai gần Vì vậy yêu cầu cải

tiến sản xuất ethanol là cần thiết (Pohl và cs., 2010)

khí đốt tự nhiên (Escobar và cs 2002)

Ethanol sinh học được coi là một giải pháp bền vững trong việc thay thế xăng dầu

để giảm thiểu các vấn đề năng lượng toàn cầu do sự suy giảm của nhiên liệu hóa

thạch và cũng đ ể giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính Việc sản xuất ethanol sinh học từ lignocellulosic bằng cách sử dụng các công nghệ hiện có vẫn không khả thi về mặt kinh tế trong bối cảnh giá xăng dầu hiện nay (Hendriks và cs., 2009; Hu, 2008; Mosier, 2005; Laus, 2005; Karunanithy, 2008)

Quan tâm đến ethanol sinh học được phát triển nhanh chóng trên thế giới do sự thiếu hụt của nhiên liệu hóa thạch Trong năm 2006, khoảng 16,3 tỷ lít ethanol (4,3

tỷ gallon) được sản xuất tại Hoa Kỳ, bằng hai lần số lượng được sản xuất vào năm

1999, và khả năng bổ sung 4,9 tỷ lít ethanol (1,3 tỷ gallon) đã đư ợc lên kế hoạch (Wright, 2006) Hoa Kỳ là nhà sản xuất ethanol lớn nhất thế giới, theo sau là Brazil

và cùng nhau đóng góp khoảng 70% tổng sản lượng của thế giới Ngày nay Châu

Âu, chỉ đóng góp một vài phần trăm vào etanol được sản xuất trên thế giới, nhưng

có mục tiêu thay thế 5,75%, năng lượng của xăng và dầu diesel cho các mục đích

vận chuyển với các loại nhiên liệu tái tạo 2010 (Directive 2003/30 / EC) Brazil sử

dụng mía để sản xuất ethanol sinh học trong khi Mỹ và châu Âu chủ yếu là sử dụng tinh bột từ ngô, lúa mì và lúa mạch (Linde và cs., 2008)

Đến cuối năm 2005, ít nhất đã có 43 nư ớc (trong đó có 25 nước Cộng đồng Châu

Âu và 10 nước đang phát triển: Ai Cập, Ấn Độ, Bra-xin, Cộng hoà Đô-mi-nic, lai-xia, Mali, Nam Phi, Phi-lip-pin, Thái Lan, Trung Quốc) có mục tiêu quốc gia về năng lượng tái tạo, 48 nước (34 nước phát triển và có nền kinh tế đang chuyển đổi,

Ma-14 nước đang phát triển) có chính sách khuyến khích phát triển điện tái tạo

Kế hoạch hành động năng lượng giai đoạn 2005-2010 của các nước ASEAN trong

đó có đề ra mục tiêu đạt ít nhất 10% điện tái tạo trong cơ cấu sản xuất điện

2.2.2 Nghiên c ứu trong nước

Tại Việt Nam đã có rất nhiều nghiên cứu về việc tái sử dụng chất thải nông nghiệp, nghiên cứu của Dương Nguyên Khang (2009) đã cho thấy khi sử dụng nguồn chất

thải chăn nuôi trâu, bò và heo c ủa cả Việt Nam năm 2008 có thể sản xuất khoảng 7.931.700m3 gas/ngày Nguồn biogas này tương đương với 9.121.455 lít xăng/ngày

Một nghiên cứu khác của Đỗ Thành Nam (2008) về hiệu quả sinh gas từ tái sử dụng

chất thải chăn nuôi làm biogas, kết quả thu được là thể tích gas theo thể tích hầm là 0,223 lít gas/ lít hầm/ngày; hoặc tính theo nồng độ vật chất khô (VCK) trong phân heo là 4% thì lư ợng gas sinh ra là 265,16 lít gas/kgVCK/ngày Lượng gas thực tế trong bể biogas chỉ đạt 59,8 % so với lượng gas lý thuyết

Ngoài giải pháp tái sử dụng chất thải chăn nuôi làm biogas, trong nghiên cứu của

Vũ Đình Tôn (2009) đã đề cập tới việc tái sử dụng sinh khối để phát triển nuôi giun

quế Có nhiều thí nghiệm về cách pha trộn phân bò, phân heo và rơm đư ợc thực

hiện nhằm tìm ra tỷ lệ hiệu quả cho phát triển của giun quế Kết quả là giun quế phát triển mạnh nhất khi sử dụng 100% phân bò tươi S ự phát triển của trùn quế có

khả năng xử lý các chất thải hữu cơ rất hiệu quả, làm tăng hàm lượng các chất khoáng (P, K, Ca ) và chuyển chúng thành các dạng dễ hấp thu với cây trồng (như

NH4+, NO3

-Bên cạnh những nghiên cứu về tái sử dụng chất thải chăn nuôi, tại Việt Nam cũng

đã có nhiều nghiên cứu về tái sử dụng chất thải trồng trọt Điển hình trong đó có nghiên cứu của Trần Đình Toại (2012) về sản xuất ethanol từ rơm Theo ước tính

của nghiên cứu, năm 2011 tại Việt Nam có lượng phế thải nông nghiệp ước tính khoảng hơn 80 – 100 triệu tấn/năm Nếu chuyển hóa được 10% lượng phế thải nông nghiệp trên thành ethanol, với hiệu suất 20%, có thể thu được 2 triệu tấn ethanol/năm Theo nghiên cứu thử nghiệm, cứ 1 kg rơm sẽ thu được khoảng 0,4 kg cellulose Nếu chọn được các chủng vi sinh có hệ enzyme với hoạt tính cao thì hiệu

suất của giai đoạn thủy phân có thể đạt 80-90 %, có nghĩa là t ừ 0,4 kg cellulose sẽ được trung bình là 0,34 kg glucose Bằng phương pháp trên, ước tính cứ khoảng 6

tấn cellulose độ ẩm 6% có thể tạo ra 1 tấn nhiên liệu sinh học

) Bên cạnh đó, lượng giun quế phát triển sẽ được làm thức ăn cho gà Khi bổ sung giun quế đã làm cho khẩu phần ăn của gà được cân bằng các chất dinh dưỡng hơn, vì vậy gà cần lượng thức ăn ít hơn nhưng vẫn đáp ứng được nhu cầu và

vẫn cho tăng trọng tốt hơn

Một ứng dụng khác của chất thải nông nghiệp được Lê Văn Trí (2012) nghiên cứu

là xử lý rơm và các phụ phẩm nông nghiệp thành phân bón cho cây trồng bằng chế

phẩm sinh học Theo ước tính trung bình 1ha thu đư ợc 6 tấn rơm, lượng rơm này tương đương với 51,5 kg N, 25,4 kg P2O5 và 137,4 kg K2

Nghiên cứu của Nguyễn Văn Nghị (2011) về tái sử dụng chất thải trồng trọt là nghiên cứu tái chế vỏ trấu thành vật liệu chất đốt Sản xuất củi từ vỏ trấu là một

hướng đi khả thi nhất hiện nay để giải quyết lượng trấu dư thừa Cứ 1,05 kg trấu sẽ

O Nếu sử dụng sản phẩm

phụ nông nghiệp, hàng năm sẽ có hàng nghìn tấn phân bón hữu cơ thay thế nguồn phân bón khác Theo tính toán, 1 tấn phân hữu cơ từ rơm rạ tương đương với 10kg đạm, 9,5 kg lân và 21 kg kali Ở Việt Nam lượng rơm phát sinh là gần 45 triệu

tấn/năm, nếu xử lý hết khối lượng rơm trên sẽ thu được gần 20 triệu tấn phân hữu cơ/năm, với con số này tiết kiệm số tiền mua tương đương với 200 ngàn tấn đạm,

190 ngàn tấn lân và 460 ngàn tấn kali

cho ra 1 kg củi trấu thành phẩm dạng ống với giá thành giảm được khoảng 25% so với than đá, than cám và dầu FO Nhiệt lượng của củi trấu đạt khoảng 4,000 kcal/kg Mỗi kg củi trấu có thể tạo ra 0,125kW giờ điện và 4kW giờ nhiệt tùy theo công nghệ.

20%-2.3 Vai trò c ủa cộng đồng

2.3.1 Vai trò c ủa cộng đồng trong công tác bảo vệ môi trường

Trong công tác bảo vệ môi trường, đặc biệt là đối với các vấn đề liên quan trực tiếp đến phương thức canh tác, đời sống nông nghiệp của người dân như các chương trình về năng lượng sinh khối thì vai trò của người dân là vô cùng quan trọng

Sự tham gia của cộng đồng vào BVMT khác với sự tham gia của từng cá nhân, bởi

vì trước hết cộng đồng là một tập hợp dân cư có lịch sử gắn bó lâu dài và chia sẻ nhiều đặc điểm chung

Một số tổ chức chính trị- xã hội cũng có th ể đại diện cho cộng đồng như Đoàn Thanh niên, Hội Liên hiệp phụ nữ, Hội Cựu chiến binh và Hội Nông dân

Những tính chất có sức mạnh nổi bật của cộng đồng là tính đoàn kết, gắn bó, hỗ trợ

lẫn nhau vì quyền lợi chung; sự sáng tạo và duy trì các kiến thức bản địa; lòng tự hào về truyền thống của làng xóm, của quê hương gắn với tình yêu dân tộc, đó cũng chính là cội nguồn lớn nhất của sức mạnh cộng đồng

Hiện nay, công tác BVMT đang đứng trước thách thức to lớn, khi mà nhu cầu về

một môi trường sống trong lành và an toàn luôn mâu thuẫn với nhu cầu hưởng thụ

một đời sống vật chất sung túc Nói cách khác, công tác BVMT đang phải đối mặt

với các mẫu thuẫn trong suy nghĩ, thái đ ộ, hành vi về môi trường giữa các nhóm người khác nhau trong xã hội, giữa người này với người khác và ngay cả trong bản thân một con người

Tại Việt Nam, BVMT ở cơ sở xã, phư ờng, thị trấn là một vấn đề còn mới mẻ, nhưng rất bức bách và gắn liền với lợi ích của cộng đồng Sự tham gia của cộng đồng vào BVMT là một trong những giải pháp quan trọng của công tác quản lý, BVMT ở địa phương, vì qua các c ấp quản lý hành chính thì càng xuống cấp thấp hơn vai trò của người dân càng trở nên quan trọng Sự tham gia của cộng đồng vào BVMT không chỉ tạo thêm nguồn lực tại chỗ cho sự nghiệp BVMT, mà còn là lực lượng giám sát môi trường nhanh và hiệu quả, giúp cho các cơ quan quản lý môi trường giải quyết kịp thời sự ô nhiễm môi trường ngay từ khi mới xuất hiện

Sự tham gia của cộng đồng là việc một cộng đồng được tham gia tư vấn ý kiến, tỏ thái độ và mối quan tâm của họ về một kế hoạch phát triển hay một qui hoạch phát triển kinh tế vùng, khu vực, hoặc kế hoạch sử dụng tài nguyên Đây là cơ hội để người dân có thể bày tỏ ý kiến của mình và bằng cách đó họ có thể làm ảnh hưởng đến sự ra quyết định của cấp có thẩm quyền Điều này sẽ tác động rất lớn đến kế

hoạch của một vùng rộng lớn, hoặc cũng có thể là một dự án nhỏ

Mức độ và loại hình tham gia của cộng đồng ở từng vùng mang tính đặc trưng riêng, đặc biệt còn tùy thuộc vào tâm lý, trình đ ộ dân trí và khả năng nhận thức

những vấn đề liên quan đến ý kiến tham vấn, đóng góp của cộng đồng

Sự tham gia của cộng đồng đóng vai trò rất quan trọng trong xã hội do những quyết định về quy hoạch, kế hoạch sử dụng tài nguyên sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuộc sống của cộng đồng khu vực Những người phải chịu tác động bao gồm

những người sống, làm việc, học tập và người thường qua lại trong khu vực đó; do

đó sự cần thiết phải có những ý kiến về những gì họ đang làm, những gì họ đang

muốn, họ đang tìm hi ểu Trong quá trình giám sát và cư ỡng chế tuân thủ Luật BVMT, vai trò của cộng đồng gồm ngăn ngừa các hành vi vi phạm, phát hiện sự cố môi trường và các vi phạm, đấu tranh với các hành vi vi phạm

2.3.2 Vai trò c ủa cộng đồng trong phát triển hệ thống truyền thông môi trường

2.3.2.1 Truy ền thông môi trường

Truyền thông được hiểu là một quá trình trao đ ổi thông tin, ý tư ởng, tình cảm, suy nghĩ, thái độ giữa hai hoặc một nhóm người với nhau

"Truy ền thông môi trường là một quá trình tương tác xã h ội hai chiều nhằm giúp cho nh ững người có liên quan hiểu được các yếu tố môi trường then chốt, mối quan

h ệ phụ thuộc lẫn nhau của chúng và cách tác động vào các vấn đề có liên quan một cách thích h ợp để giải quyết các vấn đề về môi trường"

Truyền thông môi trường không nhằm quá nhiều vào việc phổ biến thông tin mà

nhằm vào việc chia sẻ nhận thức về một phương thức sống bền vững và nhằm khả năng giải quyết các vấn đề môi trường cho các nhóm người trong cộng đồng xã hội

Mục tiêu của truyền thông môi trường nhằm:

- Thông tin cho người bị tác động bởi các vấn đề môi trường biết tình trạng

của họ, từ đó họ quan tâm đến việc tìm kiếm các giải pháp khắc phục

- Huy động các kinh nghiệm, kỹ năng, bí quyết địa phương tham gia vào các chương trình bảo vệ môi trường

- Thương lượng hoà giải các xung đột, khiếu nại, tranh chấp về môi trường

giữa các cơ quan, trong nhân dân

- Tạo cơ hội cho mọi thành phần trong xã hội tham gia vào việc bảo vệ môi trường, xã hội hoá công tác bảo vệ môi trường

2.3.2.2 Vai trò c ủa cộng đồng trong truyền thông môi trường

Trong truyền thông môi trường, sự tham gia của cộng đồng vào tất cả các bước có ý nghĩa quan trọng đối với sự thành công của một chiến lược hay kế hoạch truyền thông Sự tham gia ở đây chính là quá trình t ạo điều kiện cho cộng đồng có thể sử

dụng nguồn lực của mình, huy đ ộng nguồn lực đó cho quá trình thi ết kế, vận hành

và duy trì hoạt động của chương trình truyền thông môi trường

Cộng đồng là bộ phận nòng cốt trong các chương trình truy ền thông môi trường, quyết định thành công của chương trình truy ền thông Việc thực hiện nội dung tuyên truyền phụ thuộc vào việc họ hiểu được gì từ chương trình truyền thông và thái độ quan tâm đối với vấn đề được tuyên truyền; vừa đóng vai trò như b ộ phận tham gia truyền thông (trực tiếp hoặc gián tiếp), vừa là đối tượng chịu tác động chính của quá trình truyền thông Nhưng có nhiều trường hợp, cộng đồng lúc đầu đóng vai trò là đối tượng chịu tác động của truyền thông, sau đó trở thành bộ phận tham gia truyền thông một cách hữu hiệu

Các chương trình truy ền thông khi thành lập phải dựa trên đặc tính của đối tượng

nhận thông điệp, nhu cầu truyền thông, thái độ của họ đối với vấn đề, các kiến thức căn bản về vấn đề mà họ đã có, các vấn đề về giới, trình độ học vấn, văn hóa, ngôn

ngữ của họ Chúng ta có thể ép một người nào đó ngồi trong phòng và nghe Nhưng chúng ta không thể ép người đó nghe và hiểu

Truyền thông là một quá trình giao tiếp hai chiều giữa người truyền đạt và người

nhận thông điệp Người truyền đạt quyết định sẽ nói cái gì Nhưng nghe hay không thì phụ thuộc hoàn toàn vào người nhận Do đó, trong truyền thông, người nhận thông điệp là người quyết định làm thế nào để nghe được và xử lý các thông điệp

của người truyền đạt Một quá trình truyền thông thành công có nghĩa là để đạt mục đích của người đưa ra thông điệp thì ngư ời đó phải thoả mãn được những nhu cầu

của người nhận thông điệp