Tiểu luận Quản lý môi trường đô thị và công nghiệp, Sinh thái công nghiệp

Sinh thái công nghiệp là một hệ thống trong đó việc tiêu thụ năng lượng và nguyên vậtliệu được tối ưu hóa, phát sinh chất thải được giảm thiểu và nước thải của một quá trình phục vụnhư l

MỞ ĐẦU

Khu công nghiệp (KCN) đóng một vai trò vô cùng quan trọng thúc đẩy quá trình côngnghiệp hóa ở hầu hết các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các nước đang phát triển ở Châu Á.Hiện nay, Ấn Độ có khoảng hơn 1000 KCN; Trung Quốc có hơn 600 KCN, 32 đặc khu kinh tế

và 51 khu công nghệ cao (KCNC); Indonesia có 148 KCN; Malaysia có 311 KCN; Philippine có

77 KCN; Thái Lan có 29 KCN; Việt Nam có 100 KCN (tính đến tháng 03/2004)

Các KCN phát triển nhanh chóng đem lại lợi ích về kinh tế rất lớn cho các quốc gia Tuynhiên, sự tập trung công nghiệp trong một khu vực nhất định càng làm tăng thêm các tác độngxấu vốn có cửa công nghiệp tới môi trường Các quốc gia đều nhận ra rằng cái giá phải trả chovấn đề môi trường của sự phát triển này là rất lớn Người ta đã đặt ra câu hỏi: Liệu có nên tiếptục phát triển mô hình KCN và nếu phát triển tiếp tục thì mô hình này sẽ phải thay đổi như thếnào?

Năm 1992, Hội nghị Liên hợp quốc về môi trường và phát triển họp tại Rio de Janeiro,Brazil, đã khẳng định quyền lợi của con người, bảo vệ sự toàn vẹn của hệ thống môi trường vàphát triển bền vững Đây là một mốc lịch sử quan trọng mà từ đó các nghiên cứu một cách hệthống về phát triển bền vững trong mọi lĩnh vực công nghiệp, kinh tế, quy hoạch,… được hoànthiện và ứng dụng rộng khắp

Khái niệm KCN sinh thái (KCNST) bắt đầu được phát triển từ đầu những năm 90 của thế

kỷ 20 trên cơ sở của Sinh thái học công nghiệp (STHCN): Hệ công nghiệp không phải là cácthực thể riêng lẻ mà là một tổng thể các hệ thống liên quan giống như hệ sinh thái; STHCN tìmcách loại trừ khái niệm “chất thải” trong sản xuất công nghiệp Mục tiêu cơ bản của nó là tăngcường hiệu quả của hoạt động công nghiệp và cải thiện môi trường: giảm thiểu sử dụng tàinguyên thiên nhiên không thể tái tạo, giảm thiểu các tác động xấu môi trường, duy trì hệ sinhthái tự nhiên của khu vực,

KCN Kalundborg, Đan Mạch được coi là KCN điển hình đầu tiên trên thế giới ứng dụngCộng sinh công nghiệp, một trong những nghiên cứu của STHCN, vào việc phát triển một hệthống trao đổi năng lượng và nguyên vật liệu giữa các công ty từ năm 1972 Trong vòng 15 năm(từ 1982-1997), lượng tiêu thụ tài nguyên của KCN này giảm được 19.000 tấn dầu, 30.000 tấn

than, 600.000 m3 nước, và giảm 130.000 tấn cacbon dioxide thải ra Theo thống kê năm 2001,các công ty trong KCN này thu được 160 triệu USD lợi nhuận trên tổng đầu tư 75 triệu USD Môhình hoạt động KCN này là cơ sở quan trọng để hình thành hệ thống lý luận STHCN và cácKCNST trên thế giới

Hiện nay trên thế giới có khoảng 30 KCNST, phần lớn nằm ở nước Mỹ và Châu Âu TạiChâu Á, mạng lưới công nghiệp sinh thái với một số các KCNST đã được thành lập và phát triển

ở Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn Độ và một số nước khác

Với sự nghiên cứu ngày càng sâu về STHCN và các lĩnh vực liên quan khác, với các tiến

bộ vượt bậc của khoa học kỹ thuật và công nghệ, KCNST đã trở thành một mô hình mới chophát triển công nghiệp, kinh tế và xã hội phù hợp với tiến trình phát triển bền vững toàn cầu

Công nghiệp hóa nhanh chóng và bền vững là yêu cầu đặt ra đối với các nước đang pháttriển như Việt Nam Từ khi KCN đầu tiên được thành lập năm 1991 đến nay, các KCN ở ViệtNam đã đạt được rất nhiều thành công nhưng cũng đang gây ra không ít các ảnh hưởng môitrường và xã hội Định hướng phát triển công nghiệp theo STHCN và xây dựng mô hình KCNmới - KCNST là một việc làm không thể chậm trễ Trong năm 2002 và 2003, Bộ công nghiệpViệt Nam (MOI) đã kết hợp với Hiệp hội môi trường Mỹ-Châu Á (US-AEP) và Ban quản lý cácKCN Thái Lan (IEAT) tiến hành các hội thảo, các khóa đào tạo, tham quan học tập,… về pháttriển công nghiệp sinh thái và dự định sẽ áp dụng Kế hoạch quản lý môi trường sinh thái côngnghiệp vào một số KCN ở Việt Nam

I KHÁI NIỆM CHUNG

1 Lịch sử hình thành

Năm 1989 Robert Frosch và Nicholas Gallopoulos đã đề xuất khái niệm hệ sinh thái côngnghiệp trong bài báo tựa đề “Chiến lược cho các nhà sản xuất” trong hội thảo về sinh thái côngnghiệp đăng tải trên Tạp Chí Khoa Học Mỹ Chiến lược này nhấn mạnh đến sử dụng tối ưu nănglượng và nguyên vật liệu, giảm thiểu chất thải và sản xuất kinh tế hơn

Năm 1990 khái niệm khu công nghiệp sinh thái được hình thành và có nhiều sách xuấtbản

Năm 1997 ra đời tạp chí Sinh thái côn nghiệp (Journal of Industrial Ecology) và đưa vàochương trình giảng dạy tại đại học Nauy Hội thảo quốc tế Châu Âu về sinh thái công nghiệp lầnđầu tiên được tổ chức

Năm 2001 thành lập cộng đồng quốc tế về sinh thái công nghiệp ISIE (InternationalSociety for Industrial Ecosystem) Sau đó hàng loạt các dự án sinh thái công nghiệp, khu côngnghiệp sinh thái, cụm công nghiệp sinh thái được nghiên cứu và thành lập

2 Sinh thái công nghiệp là gì?

Sinh thái công nghiệp là một hệ thống trong đó việc tiêu thụ năng lượng và nguyên vậtliệu được tối ưu hóa, phát sinh chất thải được giảm thiểu và nước thải của một quá trình phục vụnhư là nguyên liệu cho quá trình khác (Frosch & Gallopoulos, 1989)

GIA CÔNG CHẾ BIẾN NGUYÊN LIỆU

NGUYÊN LIỆU

NĂNG LƯỢNG NGUYÊN THỦY

KHU VỰC TIÊU THỤ

XỬ LÝ CHẤT THẢI

Hình 1: Sơ đồ chức năng hệ sinh thái công nghiệp

3 Đặc trưng :

 Có quy định nghiêm ngặt về tái chế, tái sử dụng

 Sản xuất và tiêu thụ bền vững

 Chú trọng bảo tồn năng lượng, phát triển vật liệu và quản lý chất thải

 Chú trọng công nghệ môi trường và công nghệ thân thiện môi trường

 Tăng cường nâng cao sản phẩm và phát triển theo hướng bền vững

 Nhà nước và chính quyền địa phương lãnh đạo cơ sở sản xuất phát triển bền vững

II ƯU ĐIỂM VÀ KHUYỂT ĐIỂM CỦA KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI

1 Ưu điểm

a Mang lại lợi ích về kinh tế

Khu công nghiệp sinh thái đem lại nhiều lợi ích cho bản thân các doanh nghiệp thànhviên và chủ đầu tư KCNST:

- Giảm chi phí sản xuất, tăng hiệu quả sản xuất bằng cách: tiết kiệm, tái chế và tái sử dụng các chất thải Điều đó sẽ làm tăng tính cạnh tranh của sản phẩm

- Đạt hiệu quả kinh tế cao hơn nhờ chia sẻ phí cho các dịch vụ chung như: quản lý chất thải, đào tạo nhân lực, nguồn cung cấp, hệ thống thông tin môi trường cùng các dịch vụ

hỗ trợ khác

- Những doanh nghiệp vùa và nhỏ thường gặp khó khăn trong việc tiếp cận nguồn thông tin, tư vấn và bí quyết công nghệ Giải pháp toàn diện trong sự phát triển KCNST giúp các doanh nghiệp này vượt qua các rào cản và nhận được nguồn đầu tư để phát triển

- Những lợi ích của các DNTV cũng làm tăng giá trị bất động sản và lợi nhuận cho chủ đầutư

Đối với nền công nghiệp nói chung:

- KCNST là một động lực phát triển kinh tế công nghiệp cho toàn khu vực: gia tăng giá trị sản xuất công nghiệp, dịch vụ, thu hút đầu tư, tăng việc làm…

- Tạo điều kiện hỗ trợ và phát triển các ngành công nghiệp nhỏ địa phương

- Thúc đầy quá trình đổi mới, nghiên cứu và ứng dụng các thành tựu khoa học công nghệ mới

Chính phủ cũng có thể được hưởng lợi từ sự phát triển các KCNST thông qua:

- Thu nhập từ thuế tăng nhờ sự phát đạt tron kinh doanh và việc làm.

- Giảm gánh nặng thủ tục (cho phép và tuân thủ).

- Giảm chi phí khắc phục do hủy hoại sức khỏe và môi trường.

- Cắt giảm nhu cầu về hạ tầng liên kết với các tổ chức kinh doanh trong xã hội.

b Lợi ích cho xã hội

- KCNST là động lực phát triển kinh tế - xã hội mạng của khu vực lân cận, thu hút các tập

đoàn lớn trong nước và nước ngoài Tạo việc làm mới trong các lĩnh vực công nghiệp và dịch vụ

- Tạo động lực hỗ trợ các sự án phát triển mở rộng của địa phương về: đào tạo và phát triển

nguồn nhân lực, phát triển nhà ở, cải tạo và nâng cấp hệ thống hạ tầng kĩ thuật…

- Tạo bộ mặt mới, môi trường trong sạch và hấp dẫn cho toàn khu vực, thay đổi cách nhìn

thiếu thiện cảm cố hữu của công đồng với sản xuất công nghiệp lâu nay

- HCNST tạo điều kiện hợp tác với các cơ quan nhà nước trong viejc thiết lập các chính

sách, luật lệ về môi trường và kinh doanh ngày càng thích ứng với xu thế hội nhập và phát triển bền vững

c Lợi ích cho môi trường

- Giảm các nguồn gây ô nhiêm môi trường, giảm chất thải cũng như giảm nhu cầu sử dụng

tài nguyên thiên nhiên, bao gồm: hạn chế ô nhiễm, tiết kiệm năng lượng, quản lý chất thảitái tạo tài nguyên và các phương pháp quản lý môi trường và công nghệ mới khác

- Đảm bảo cân bằng sinh thái trong suốt quá trình hình thành và phát triển KCNST từ việc

chọn địa điểm, quy hoạch, xây dựng, tổ chức hệ thống hạ tầng kĩ thuật, lựa chọn doanh nghiệp, quá trình hoạt động, quản lý,…đều phù hợp với các điều kiện thực tế và đặc điểmsinh thái của khu đất xây sựng và khu vực xung quanh

- Tất cả vì mục tiêu môi trường, mỗi KCNST có một mô hình phát triển, và quản lý riêng

để không ngừng nâng cao đặc trưng cơ bản của nó về BVMT

2 Khó khăn

- Chi phí khá lớn, thời gian hoàn vốn nhìn chung dài hơn so với các KCN khác.

- Cần có sự hoạt động đồng bộ, liên kết chặt chẽ, nâng cao hiệu quả hoạt động trên mọi

- Thiếu các động cơ thúc đẩy nếu các nhà chứ trách địa phương không sẵn sàng hợp tác

chặt chẽ - có nghĩa là sẵn sàng chia sẻ thông tin có giá trị về các quy trình sản xuất trước đây được giữ bí mật thương mại

III PHÁT TRIỂN SINH THÁI CÔNG NGHIỆP

1 Các nguyên tắc xây dựng khu công nghiệp sinh thái:

- Hòa nhập với tự nhiên

o Lựa chọn địa điểm bằng việc đánh giá khả năng của môi trường sinh thái và thiết

kế trong phạm vi xác định đó

o Hoà nhập khu sinh thái công nghiệp với cảnh quan khu vực, hệ thống thoát nước

tự nhiên và hệ sinh thái toàn vùng

o Giảm thiểu các tác động môi trường toàn cầu (vd: giảm khí nhà kính, )

o Mọi hoạt động liên quan tới phát triển KCNST cần được tiến hành đồng bộ, hợpnhất trên nguyên tắc bảo vệ môi trường và phù hợp với hệ sinh thái tự nhiên

- Hệ thống năng lượng

o Tiết kiệm tối đa năng lượng thông qua việc thiết kế hay cải tạo các công trìnhphục vụ, tái sử dụng năng lượng thừa hay bằng những phương pháp khác

o Tiết kiệm thông qua mạng lưới dòng năng lượng liên hoàn giữa các nhà máy

o Sử dụng rộng rãi nguồn năng lượng tái sinh

- Quản lý dòng nguyên vật liệu và chất thải:

o Tăng cường sản xuất sạch và hạn chế ô nhiễm, đặc biệt đối với chất độc hại

o Tăng cường tái sử dụng và tái chế nguyên vật liệu

o Giảm ảnh hưởng các chất độc hại thông qua giải pháp thay thế vật liệu và xử lýchất thải chung

o Liên kết các doanh nghiệp thành viên với các công ty ngoài khu công nghiệp sinhthái trong việc sản xuất và tiêu thụ các phế phẩm thông qua mạng lưới các công tytái chế và tái sử dụng

- Cấp thoát nước

o Thiết kế hệ thống cấp thoát nước để bảo vệ các nguồn nước và giảm ô nhiễm theocác nguyên tắc tương tự như đối với năng lượng và nguyên vật liệu

o Tái sử dụng nước ở nhiều mức độ khác nhau

- Quản lý khu công nghiệp sinh thái hiệu quả

o Ngoài việc cung cấp các dịch vụ, lựa chọn doanh nghiệp, duy trì các hoạt động,ban quả lý còn có trách nhiệm:

 Duy trì hoạt động một tập hợp các công ty sử dụng phế phẩm của nhau.

 Hỗ trợ từng doanh nghiệp cũng như khu công nghiệp sinh thái cải thiệncác hoạt động nâng cao chất lượng môi trường

 Cung cấp thông tin rộng khắp, hỗ trợ liên lạc giữa các doanh nghiệp thànhviên với nhau và với các doanh nghiệp bên ngoài khác, các thông báo vềđiều kiện môi trường khu vực và các phản hồi từ hoạt động của khu côngnghiệp sinh thái

- Xây dựng và cải tạo

o Việc xây dựng và cải tạo các công trình hiện có cần theo sát các nghiên cứu mớinhất về môi trường trong việc lựa chọn vật liệu và công nghệ tìa nhà như: tái chếhay tái sử dụng vật liệu, thời hạn sử dụng vật liệu, năng lượng vật liệu và cáccông nghệ khác

- Hòa nhập với cộng đồng địa phương

o Đem lại lợi ích cho nền kinh tế và xã hội địa phương thông qua các chương trìnhđào tạo, phát triển kinh doanh, xây nhà cho các công nhân viên, hợp tác quyhoạch đô thị,…

2 Các bước xây dựng khu công nghiệp sinh thái:

 Bước 1: Xác định thành phần và khối lượng chất thải

Thành phần và khối lượng chất thải của tất cả các nhà máy thược khu công nghiệp nghiêncứu, các phương pháp xử lý vàquản lý hiện tại cũng như các tác động của chúng đến môi trườngphải được xác định Bên cạnh đó, nguyên liệu và năng lượng cần thiết cho dây chuyền sản xuấtcủa các nhà máy cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá khả năng tái sử dụng chất thải

từ nhà máy để thay thế một phần nguyên liệu của các nhà máy khác trong cùng khu công nghiệphay khu vực các số liệu thu này là cơ sở cho việc đề xuất các biện pháp khắc phục trong cácbước tiếp theo

 Bước 2: Đánh giá và lựa chọn phương án tái sinh và tái sử dụng chất thải

Một cách tổng quát, việc tái sinh, tái sử dụng chất thải của một nhà máy này cho các nhàmáy khác có thể phân thành 2 dạng chính:

 Tái sử dụng trực tiếp trong quy trình sản xuất của các nhà máy khác

 Xử lý hoặc tái chế thành nguyên liệu mới trước khi tái sử dụng

Điều quan trọng cần xsac định là loại và lượng chất thải cần xử lý và nhu cầu cần thiếtcủa các cơ sở có khả năng tiếp nhận các chất thải này làm nguyên liệu sản xuất Một cách cụ thể,

để xây dựng mạng lưới tái sinh-tái sử dụng chất thải giữa các nhà máy trong khu công nghiệp,những thông tin sau đây cần thu thập:

 Nguyên vật liệu và năng lượng cần thiết cũng như sản phẩm và chất thải tạo ra của tất cảnàh máy trong khu công nghiệp (bao gồm cả các nhà máy phát sinh chất thải và các nhàmáy có thể sử dụng chất thải làm (một phần) nguyên liệu sản xuất) Trong đó:

 Thành phần đặc tính của dòng chất thải, vật liệu và năng lượng có khả năng táichế (tính ổn định của chúng theo thời gian);

 Lượng vật liệu và năng lượng thải;

 Sự phân bố của các dòng vật liệu và năng lượng thải này theo thời gian (liên tục,gián đoạn, thỉnh thoảng)

 Các cơ sở (bao gồm cả nhà máy công nghiêp, khu trồng trọt, nguồn nước mặt,…) có khảnăng tái sử dụng vật liệu và năng lượng thải Những thông tin sau đây cần xác định:

 Tiềm năng tái sinh, tái sử dụng vật liệu và năng lượng thải;

 Công nghệ xử lý sơ bộ hay chế biến cần thiết để chuyển chất thải thành nguyênliệu theo yêu cầu của cơ sở tái chế

 Nhu cầu về vật liệu và năng lượng thải của các cơ sở hiện có trong khu côngnghiệp hay khu vực,

 Bước 3: Đánh giá và lựa chọn giải pháp xử lý cuối đường ống và thải bỏ hợp vệ sinhĐối với các chất thải còn lại (không có khả năng tái sinh, tái sử dụng), công nghệ xử lýcuối đường ống sẽ là giải pháp chính để bảo đảm loại trừ hoàn toàn tác động của chất thải phátsinh đến môi trường và tiến tới mô hình khu công nghiệp không chất thải Để lựa chọn côngnghệ xử lý phù hợp, những nộp dung sau cần được xem xét, đánh giá:

 Đặc tính và khối lượng chất thải;

 Tiêu chuẩn môi trường và yêu cầu giảm thiểu ô nhiễm;

 Công nghệ xử lý sẵn có;

 Yếu tố môi trường đối với công nghệ xử lý;

 Hiệu quả kinh tế

 Bước 4: Tổ hợp các giải pháp lựa chọn

Để đưa mô hình kỹ thuật đã thiết kế và thực tế áp dụn, điều quan trọng là cần xem xét vàhiểu rõ mối quan hệ giữua các thành phần trong mô hình với các yếu tố kinh tế, xã hội và thể chếchính sách hiện tại ở nước ta Chỉ có hiểu rõ mối quan hệ giữa KCNST xây dựng với các cơ quanquản lý nhà nước về công nghiệp và môi trường, về kinh tế tài chính, về chính sách luật lệ và các

tổ chức xã hội khác, chúng ta mới có thể xác định những yếu tố cản trở việc áp dung mô hình đãxây dựng và thực tế từ đó đề xuất các giải pháp tương ứng

Những phân tích này là cơ sở để đề xuất công cụ quản lý (luật lệ, chính sách, quy định,tiêu chuẩn, ) và các cơ quan chức năng chịu trách nhiệm đưa mô hình kỹ thuật KCNST đã xâydựng vào thực tế ứng dụng

Trên cơ sở hai nhà máy Nhà máy nhiệt điện than đá Asnaes (công suất 1.500 MW) vàNhà máy lọc dầu Statoil (công suất 1,8 triệu tấn/năm), năm 1972, nhà máy sản xuất tấm plasticGyproc (công suất hiện tại 14 triệu m2/năm) bắt đầu phát triển hệ thống trao đổi năng lượng vànguyên vật liệu giữa các công ty (cộng sinh công nghiệp) bằng việc sử dụng khí gas butan từStatoil.

Trong vòng 15 năm (từ 1982-1997), lượng tiêu thụ tài nguyên của KCN này giảm được19.000 tấn dầu, 30.000 tấn than, 600.000 m3 nước, và giảm 130.000 tấn carbon dioxide thải ra.Theo thống kê năm 2001, các công ty trong KCN này thu được 160 triệu USD lợi nhuận trêntổng đầu tư 75 triệu USD