Đánh giá hiệu quả ứng dụng hầm biogas trong chăn nuôi tại huyện Hạ Hòa - Tỉnh Phú Thọ”

Với việc giá các loại nhiên liệu kể trên và phân bón ngày càngtăng, việc sử dụng nhiều như vậy không những gây vấn đề nghiêm trọng đốivới môi trường như ô nhiễm không khí, gây hiệu ứng n

mô hình gia đình Error: Reference source not foundBảng 2.3 : Tình hình ứng dụng công nghệ biogas tại Nepal Error: Referencesource not found

Bảng 3.1 : Danh mục, nguồn cung cấp và phương pháp thu thập các thông tin Error:Reference source not found

Bảng 3.2 : Số lượng cán bộ địa phương và hộ phỏng vấn Error: Reference sourcenot found

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Hầm biogas của một gia đình ở Bình Định Error: Reference source notfound

Phần I

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam là một nước nông nghiệp có truyền thống lâu đời, với khoảng

90 triệu dân, trong đó có khoảng 70 % dân số sống ở nông thôn và 80 % laođộng trong nông nghiệp Trong những năm qua, nền nông nghiệp nói chung vàngành chăn nuôi nói riêng đã có những bước phát triển liên tục, hằng năm tăngvới tỷ lệ từ 5 - 12 % tùy theo loại hình chăn nuôi Sự phát triển chăn nuôi cũnggóp phần phát triển kinh tế và đặc biệt là tăng thu nhập, cải thiện đời sống chongười chăn nuôi Tuy nhiên mặt trái của sự phát triển chăn nuôi là hàng năm cáckhu vực chăn nuôi sản sinh ra trên 100 triệu tấn phân và số lượng lớn nước thảichăn nuôi gây mất vệ sinh môi trường, gây mùi hôi thối ô nhiễm nước, đất vàkhông khí tại các vùng lân cận của khu vực chăn nuôi Đặc biệt có nhiều bệnhdịch xuất phát từ các vùng nông thôn như sốt xuất huyết, viêm não Nhật Bản,cúm…do virus gây thiệt hại lớn về kinh tế đe doạ sức khoẻ dân cư nông thôn.Ngoài ra, với một số dân đông như vậy, mỗi năm lượng nhiên liệu sử dụng đểđốt như củi, gas, dầu, điện, xăng và lượng phân bón hóa học dùng cho nôngnghiệp là rất lớn Với việc giá các loại nhiên liệu kể trên và phân bón ngày càngtăng, việc sử dụng nhiều như vậy không những gây vấn đề nghiêm trọng đốivới môi trường như ô nhiễm không khí, gây hiệu ứng nhà kính, cạn kiệt tàinguyên, không những ảnh hưởng đến cân bằng sinh thái mà còn ảnh hưởng rấtlớn đối với đời sống kinh tế của các nông hộ, đặc biệt là các hộ nghèo ở vùngnông thôn

Chính những vấn đề trên mà việc ứng dụng mô hình biogas đối với cácnông hộ là rất cần thiết hiện nay chính bởi các lợi ích mà nó mang lại cho cácnông hộ Mô hình biogas không những giải quyết được vấn đề kinh tế cho các

việc sử dụng khí biogas các nông hộ có thể tiết kiệm được rất nhiều chi phí vềnhiên liệu đốt, tiết kiệm được chi phí phân bón hóa học từ bã phân và chất thảilỏng sau khi ủ biogas Về mặt môi trường xử lý được nguồn phụ phẩm nôngnghiệp dư thừa, ngoài ra khí biogas khi đốt sẽ sinh ra ít khí độc hại hơn các loạichất đốt khác làm giảm được khí nhà kính

Hạ Hòa là một huyện trung du miền núi của Tỉnh Phú Thọ, hoạt động sảnxuất nông nghiệp là chủ yếu Chăn nuôi đặc biệt đóng vai trò quan trọng trongkinh tế hộ gia đình và là một trong những nguồn thu chủ yếu của nông hộ Hiệnnay, toàn huyện Hạ Hòa có đàn gia cầm trên 1,2 triệu con, đàn lợn trên 65 nghìncon và trên 8 nghìn con trâu bò Ngành chăn nuôi phát triển ổn định và đang trởthành một ngành mũi nhọn trong phát triển kinh tế của huyện Nhiều hộ đã pháttriển chăn nuôi ở quy mô lớn, trang trại, gia trại Tuy nhiên, cùng với nhịp độphát triển chăn nuôi, tình trạng ô nhiễm môi trường cũng có những diễn biếnphức tạp Chính vì vậy, khoảng 5 năm trở lại đây, huyện Hạ Hòa đã đặc biệt chútrọng công tác bảo vệ môi trường, xử lý chất thải chăn nuôi, để vừa đảm bảophát triển đàn gia súc gia cầm vừa tạo môi trường sống trong lành Một trongnhững giải pháp hữu hiệu được huyện Hạ Hòa thực hiện là xây hầm biogas quy

mô hộ gia đình Trong đó, nổi bật là kết quả thực hiện dự án “Nâng cao chấtlượng an toàn sản phẩm nông nghiệp và phát triển chương trình khí sinh học”(QSEAP), một dự án trong chương trình xây dựng nông thôn mới ở địa phương.Đến nay, toàn huyện đã có trên 1000 hộ có hầm biogas cung cấp chất đốt chosinh hoạt và đảm bảo vệ sinh môi trường

Tuy nhiên, việc ứng dụng rộng rãi công nghệ hầm biogas tại các hộ nôngdân vẫn còn hạn chế do nhiều nguyên nhân như: người dân thiếu thông tin, hiểubiết về các chương trình hỗ trợ của Nhà nước, khó khăn trong việc tiếp cận vốn

để đầu tư hầm Nhiều trường hợp đầu tư xây dựng, do thiếu hiểu biết về kĩ thuậtdẫn tới một thời gian không sử dụng được do hỏng hóc hay không đủ đầu vào,

Xuất phát từ những lí luận và thực tiễn trên, em tiến hành nghiên cứu đềtài: “Đánh giá hiệu quả ứng dụng hầm biogas trong chăn nuôi tại huyện Hạ Hòa

- Tỉnh Phú Thọ”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu chung

Nghiên cứu đánh giá hiệu quả ứng dụng công nghệ Biogas trong chăn nuôicủa các hộ nông dân tại huyện Hạ Hòa – tỉnh Phú Thọ, từ đó phân tích các nhân tốảnh hưởng đến hiệu quả của mô hình hầm biogas để làm rõ những kết quả đã đạt được,những tồn tại khó khăn còn vướng mắc và đề xuất những giải pháp phù hợp nhằm nângcao hiệu quả và mở rộng quy mô ứng dụng mô hình này trên địa bàn huyện

1.2.2 Mục tiêu nghiên cứu cụ thể

- Góp phần hệ thống hóa cơ sở lí luận và thực tiễn về hiệu quả nói chung

và hiệu quả sử dụng hầm biogas trong chăn nuôi nói riêng

- Đánh giá thực trạng phát triển và hiệu quả sử dụng hầm Biogas trongchăn nuôi tại huyện Hạ Hòa – tỉnh Phú Thọ

- Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả ứng dụng hầm Biogastrong chăn nuôi ở huyện

- Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả và mở rộng quy mô ứng dụng

mô hình hầm Biogas trong chăn nuôi của các nông hộ trên địa bàn huyện

1.3 Câu hỏi nghiên cứu

 Biogas là gì? Cách phân loại các loại hầm biogas?

 Vai trò của Biogas?

 Tình hình ứng dụng biogas trên thế giới và ở Việt Nam?

 Hiệu quả ứng dụng hầm Biogas trong chăn nuôi trên địa bàn huyện HạHòa, tỉnh Phú Thọ như thế nào?

 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả ứng dụng hầm Biogas trong chănnuôi trên địa bàn huyện Hạ Hòa, tỉnh Phú Thọ?

 Các giải pháp cần thiết nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng hầm biogastrong chăn nuôi và mở rộng hệ thống Biogas trên địa bàn trong thời gian tới?

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

Các hộ đã và đang sử dụng công nghệ hầm biogas trong chăn nuôi trênđịa bàn huyện Hạ Hòa – tỉnh Phú Thọ

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu

* Phạm vi nội dung nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu các vấn đề lý luận và thực tiễn về hiệu quả ứng dụng

mô hình biogas trong chăn nuôi, nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng việc ứngdụng mô hình này và đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụnghầm biogas trong chăn nuôi của các hộ nông dân trên địa bàn Huyện Hạ Hòa,Tỉnh Phú Thọ Tuy nhiên, trong nghiên cứu này tôi tập trung nghiên cứu nhữngnội dung chính sau:

(i) Tình hình chăn nuôi và ứng dụng hầm biogas trong chăn nuôi trên địabàn; (ii) các lợi ích kinh tế, môi trường và xã hội mà mô hình mang lại; (iii) cácyếu tố ảnh hưởng tới việc ứng dụng mô hình hầm biogas trong chăn nuôi

* Phạm vi thời gian

+ Thời gian làm luận văn: Từ tháng 08/2014 đến tháng 06/2015

+ Đề tài thu thập các số liệu thứ cấp trong 3 năm từ 2011 - 2013, số liệuđiều tra sơ cấp trong năm gần đây nhất 2014

*Phạm vi không gian

Đề tài được tiến hành trên phạm vi huyện Hạ Hòa – tỉnh Phú Thọ

PHẦN II

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

2.1 Cơ sở lý luận

2.1.1 Tổng quan về biogas

2.1.1.1 Khái niệm biogas

Biogas là sản phẩm khí của quá trình lên men kị khí phân giải các hợpchất hữu cơ phức tạp thành các chất vô cơ đơn giản trong đó có sản phẩm chính

mà chúng ta cần là khí metan Khí này có thể sử dụng như là một loại nhiên liệudùng để sinh nhiệt, thành phần chủ yếu của biogas gồm: CH4 (40 - 70%), CO2

(35 - 40%) và các khí khác với hàm lượng thấp như H2S, H2, O2, N2

Khí CH4 sinh ra của biogas là một chất khí rất có ích cho cuộc sống củacon người và góp phần vào việc giải quyết triệt để vấn đề môi trường, đặc biệt làtrong ngành chăn nuôi Có thể nói công nghệ này mang lại rất nhiều lợi ích, gópphần rất lớn trong việc phát triển kinh tế đất nước và đặc biệt là những nướcđang phát triển như nước ta hiện nay Đối với nước ta, công nghệ này mới đượcphát triển cách đây không lâu nhưng những sản phẩm của công nghệ này đượcứng dụng rất nhiều vào các mục đích khác nhau và mang lại rất nhiều kết quảkhông chỉ về mặt kinh tế mà còn về mặt xã hội và môi trường

2.1.1.2 Phân loại hầm biogas

Các loại hầm biogas hiện nay được chia ra thành hai loại chính theo cáchnạp nhiên liệu, đó là kiểu nạp nhiên liệu bán liên tục và nạp theo mẻ

 Loại bán liên tục

 Loại hầm biogas sinh khí kiểu vòm cố định

Loại này được cấu tạo gồm: Bể kín khí được xây dựng bằng vật liệu gạch,

đá, betong, đỉnh hầm và đáy có dạng bán cầu, được làm kín không cho thấmthoát khí ra ngoài bằng cách chát một số lớp vữa trên bề mặt phía trong của hầm

một lần, khí sinh ra được tích lại ở phía vòm trên của hầm Áp suất khí lên vòmphía trên có thể đạt 1-1.5m áp lực nước Các chất liệu cung cấp cho loại hầmnày thường là phân và các chất thải nông nghiệp Sản lượng khí sinh ra vàokhoảng 0.1-0.2 dung tích trên một khối lương dung tích tương đương trongngày, thời gian ủ trong hầm là 60 ngày trong điều kiện 250C.

Ưu điểm: Không có bộ phận nào bằng thép, chủ yêu bằng ximang, do đógiá thành xây dựng hầm tương đối rẻ và thiết kế kĩ thuật đơn giản, dễ làm

Nhược điểm: Khí dễ thấm qua vòm, hầm thường bị nẻ sau một thời gian

sử dụng nếu như xây không đạt tiêu chuẩn

 Loại nắp di động

Hầm này có một bể hình trụ, độ cao hầm so với đường kính hầm có một

tỷ lể trong phạm vi 2.5-4.1, được xây dựng bằng gạch, bê tông và lưới thép.Nguyên liệu đầu vào chủ yếu là các loại phân cung cấp bán liên tục, đường lấy

bã thải ra qua một ống tháo với lượng bằng lượng nguyên liệu đưa vào hầm.Thời gian duy trì nguyên liệu trong hầm khoảng 30 ngày đối với môi trường khíhậu ẩm và 50 ngày với môi trường khí hậu lạnh sử dụng phân chuồng với chấtrắn đặc, năng suất khí sản ra chiếm 0.2-0.3 dung tích ứng với khối nguyên liệucho vào trong ngày một cách tương đối ổn định Áp lực khí vào khoảng 4-8 áplực nước

Ưu điểm: Chịu lực tốt, sử dụng được lâu, bền Ổn định được áp suất trong hầm.Nhược điểm: Nắp vòm thường làm bằng thép có độ bền trung bình Giáthành cao, việc chống ăn mòn khó khăn do nắp phải di động

 Hầm sinh khí kiểu túi

Bao gồm một ống trụ bằng chất dẻo tổng hợp, ống nạp chất liệu vào túi vàống tháo bã phân ra Một hầm sinh khí kiểu túi có dung tích 50 m3 cân nặng 270

kg dễ dành bố trí vào một rãnh nông Nguyên liệu được nạp vào trong túi theokiểu bán liên tục với một khối lượng bằng với khối lượng bã được lấy ra từ cửa

tháo Thời gian đê ủ nguyên liệu từ 30-60 ngày tùy theo nhiệt độ Sản lượng khí

có thể đạt 0.23-0,61 dung tích so với dung tích chất liệu nạp vào hàng ngày

Ưu điểm:

- Do dùng vật liệu dẻo nên việc vận hành và lắp đặt không mấy khó khăn

- Chi phí cũng thấp hơn hẳn so với các loại hầm khác

- Do thành hầm mỏng nên có thể tăng năng suất khi mặt trời chiếu sáng vàtăng hiệu xuất phân hủy

Nhược điểm:

- Dễ hư hỏng và việc sửa chữa khó khăn hơn, dễ bị bục hầm do bị chuộtcắn hay các vật nhọn đâm phải

- Về mùa đông phải có biện pháp ủ kín chống rét nếu không thì hệ thống

sẽ hoạt động không hiệu quả do không có lớp cách nhiệt với môi trường

 Hầm biogas nạp nguyên liệu kiểu từng mẻ

Loại hầm này thường làm với nơi có nguyên liệu lớn, dồi dào và tập trunghầm chủ yếu là loại hầm dùng túi ủ loại lớn và thường đào hầm ủ, nguyên liệuthường là rác thải của các nhà máy tinh bột hay là các hợp tác xã để xử lý mộtlượng lớn rác thải nông nghiệp, nguyên liệu được nạp kín một lần và đậy nắp lại.Hầm này sinh khí liên tục trong khoảng vài tháng, sau đó được thay nguyên liệukhác, không thích hợp cho hộ gia đình Chi phí lắp đặt rẻ, thường là các hầmkhông xây mà đào trên mặt đất nên loại này cần một diện tích khá lớn và cách

xa khu dân cư để tránh xảy ra các vấn đề ngoài ý muốn, tuy nhiên nó lại có khảnăng xử lý được một số lượng lớn rác thải và lượng khí sinh ra là rất mạnh

2.1.1.3 Vai trò của biogas

 Giải quyết vấn đề chất đốt và mang lại lợi ích xã hội

Việc phát triển khí sinh học là một bước tiến quan trọng để tiến tới giải quyếtvấn đề thiếu chất đốt ở nông thôn, đó là mối quan tâm của cộng đồng dân cư nôngthôn Sử dụng biogas, một chất đốt thu được từ các nguồn sinh vật dồi dào trong tựnhiên, là một nguồn nhiên liệu thay thế cho các nhiên liệu rắn như than và củi đã

mang lại một sự thay đổi cơ bản trong lịch sử chất đốt với các vùng nông thôn Đó làmột sáng tạo kĩ thuật quan trọng không chỉ giải quyết vấn đề năng lượng cho nôngdân và các cư dân nông thôn mà còn tiết kiệm được một khối lượng lớn nhiên liệucho quốc gia Nó đã đóng vai trò to lớn trong việc kích thích sản xuất công – nôngnghiệp và còn tạo nên một sự hợp tác trong nông thôn.

Phát triển biogas còn góp phần giải quyết một số vấn đề nảy sinh khác dothiếu chất đốt Bã thải biogas có thể đưa ra cánh đồng làm phân bón cải thiện đấttrồng trọt và cho phép đẩy mạnh thâm canh nông nghiệp Rơm rạ làm chất đốt

có thể dùng làm thức ăn khô cho gia súc Một lượng lớn lao động trước đâydùng để kiếm củi và vận chuyển than có thể đưa vào sản xuất nông nghiệp Việcgiảm nhu cầu củi trong đun nấu góp phần làm giảm nạn phá rừng và làm tăngdiện tích rừng Tiền để mua than và nhiên liệu rắn khác có thể tiết kiệm được vàgiảm gánh nặng tài chính cho người nông dân Số lượng than lớn mà nhà nướccấp cho nông thôn và chi phí khổng lồ cho việc vận chuyển cũng sẽ tiết kiệmđược để đưa vào đầu tư xây dựng các lĩnh vực khác Sau khi xây dựng biogas,người phụ nữ nông thôn cũng được giải phóng khỏi các công việc vặt trong giađình và tham gia vào sản xuất nông nghiệp nhiều hơn vì khi sử dụng gas để nấubếp thì sẽ tiết kiệm được nhiều thời gian hơn là bằng củi vì nhiệt năng mà gassinh ra là cao hơn Sử dụng biogas hiệu quả cũng là một cách để tiết kiệm điệnnăng và tiền bạc vì có thể sử dụng khí biogas để chạy các loại đèn thắp sáng haycác loại máy phát điện sử dụng nhiên liệu khí này

 Kích thích sản xuất nông nghiệp

Phát triển biogas là con đường quan trọng để kích thích sản xuất nôngnghiệp, biogas làm tăng đáng kể số lượng và chất lượng phân hữu cơ, phânngười và súc vật, rơm rạ và chất thải thực vật, các loại lá cây đều có thể trởthành phân bón sau lên men của quá trình phân hủy ở những hầm biogas đậy kínkhông khí Thay vì trước kia sau khi thu hoạch có thể mang rơm về nhà làm chất

trong hầm biogas vừa lấy được khí gas sử dụng vừa có phân để bón cho đồngruộng vì thành phần các chất hữu cơ trong bã thải tăng lên rất nhiều, thành phầnnito chuyển thành amoniac dễ hấp thụ hơn với cây trồng, như vậy cải thiện đượcphân bón Theo kết quả nghiên cứu của các viện nông nghiệp thì thành phầnamoniac của phân hữu cơ được ủ men trong 30 ngày ở một hầm biogas đã tănglên 19.3% và thành phần photphat hữu ích tăng lên 31.8% Ủ kín phân hữu cơnày trong các hầm biogas cũng ngăn cản được sự bốc hơi và mất mát amoniac.

Phân được ủ trong các hầm biogas chứng tỏ đã làm tăng năng xuất nôngnghiệp, theo thực nghiệm thì năng xuất ngô tăng 28%, năng xuất lúa tăng 10%,lúa mì 12.5%, bông tăng 24.7% Nếu dùng nước thải từ biogas để ngâm hạtgiống thì số lượng hạt giống nảy mầm sẽ tăng hơn hẳn so với các hạt giốngkhông đươc ngâm

Các thân cây, các loại cỏ dại mọc ở mặt nước, lá cây và các chất thải khácđều là vật liệu tốt để đưa vào hầm biogas Người nông dân có thể tích trữ đượcloại vật liệu này bất cứ lúc nào để đưa vào hầm biogas, do vậy làm tăng nguồnphân bón cho cây trồng Các chất hữu cơ như phân động vật, các loại cây xanhsau khi phân hủy để sản xuất biogas lại trở thành một loại phân hữu cơ giàu dinhdưỡng Các nguyên tố N, P, K của nguyên liệu hầu như không bị mất đi màchuyển hóa sang dạng mà cây có thể dễ dàng hấp thụ Ngoài ra, bã thải cả phầnđặc và phần lỏng khi sử dụng để bón cho cây đều làm cho năng suất tăng Khiđược bón loại phân này thì cây trồng khỏe mạnh và ít bị sâu bệnh Tác dụng củaloại phân này đối với việc cải tạo đất cũng được thể hiện rõ sau hai ba năm bónliên tục Cung cấp thức ăn bổ sung cho chăn nuôi khi các chất hữu cơ phân hủykị khí, một phần quan trọng được chuyển hóa thành các axit amin mới do quátrình tăng trưởng sinh khối của các vi khuẩn Chẳng hạn với phân trâu bò, người

ta đã đo được toàn bộ các axit amin đã tăng 230% sau khi phân hủy Để sử dụngđược nguồn này làm thức ăn cho gia súc, gia cầm, người ta thường tiến hành lấy

bã thải lên, tiến hành sấy khô và đóng thành bánh, để giành cho gia súc, gia cầm

sử dụng trực tiếp

Nuôi thủy sản và dùng bã thải làm thức ăn cho các thì các chất dinhdưỡng kích thích sự phát triển của các thực vật phù du lẫn các động vật phù dulàm thức ăn cho cá Do vậy sản lượng các tăng đáng kể

Biogas góp phần cải thiện sức khỏe cộng đồng và bảo vệ môi trường

Phát triển chương trình biogas cũng là con đường hiệu quả để giải quyếtvấn đề phân bón và cải thiện vệ sinh môi trường, tiêu chuẩn sức khỏe ở nôngthôn Nó là biện pháp để thủ tiêu các chứng sán, giun và các loại kí sinh trùngkhác sống trong mọi loại phân Thu gom tất cả chất thải của gia súc và conngười vào hầm biogas là biện pháp giải quyết vấn đề chất thải tốt nhất Viện kísinh trùng của nhiều nước đã công bố rằng: sau khi ủ lên men, bã thải chỉ còn rất

ít trứng các kí sinh trùng, giun sán giảm bớt 95% Số lượng trứng sán, giun và kísinh trùng gây hại khác tìm thấy có thể giảm tới 99%

Nơi nào phát triển hầm khí sinh học tốt hơn, nơi đó kiểm soát có hiệu quảcác bệnh về kí sinh trùng và bệnh giun sán, vệ sinh nông thôn được triển khai tốthơn, người làm nông nghiệp được bảo vệ, tiêu chuẩn chung về bảo vệ sức khỏeđược nâng lên rõ rệt

Ngoài ra như trên ta đã nói thì trong thành phần khí sinh học do phân hủyxác của sinh vật nên có một lượng lớn khí metan khoảng trên 50% lượng khíthoát ra và 30% còn lại là cacbonic và hơi nước, đây là các khí góp phần to lớngây nên hiệu ứng nhà kính, một vấn đề nóng bỏng không kém Như vậy, việcgom xác động thực vật lại một chỗ để phân hủy và sử dụng khí metan là gópphần vào giảm thiểu nguy cơ gây hiệu ứng nhà kính

 Cơ giới hóa nông nghiệp

Phát triển biogas cũng có thể tạo nên nguồn nhiên liệu mới cho việc cơgiới hóa nông nghiệp Hiện nay ở các quốc gia trên thế giới trong đó có Việt

Nam, biogas được dùng với số lượng lớn không chỉ để nấu ăn, thắp sáng mà còndùng để kéo các máy nông nghiệp

Biogas được dùng như một loại nhiên liệu chất lượng cao để nấu ăn, thápsáng cũng như cơ giới hóa, điện khí hóa nông nghiệp: khí biogas được dùng đểchạy các máy phát điện quy mô hộ gia đình và một số động cơ khác Như máycày công suất nhỏ đặt gần các bể khí biogas và có dây dẫn nạp khí liên tục chomáy hoặc là có các bình trữ khí cỡ nhỏ lắp đặt trên máy

2.1.2 Cơ sở lý luận về hiệu quả ứng dụng mô hình hầm biogas trong chăn nuôi

2.1.2.1 Khái quát về hiệu quả

Hiệu quả là phép so sánh dùng để chỉ mối quan hệ giữa kết quả thực hiệncác mục tiêu, hoạt động của chủ thể và chi phí mà chủ thể bỏ ra để có được kếtquả đó trong những điều kiện nhất định

Phân loại hiệu quả:

 Theo lĩnh vực hoạt động của xã hội, hiệu quả bao gồm: hiệu quả kinh

tế, hiệu quả kỹ thuật, hiệu quả xã hội, hiệu quả quốc phòng

 Theo phạm vi lợi ích, hiệu quả bao gồm hiệu quả tài chính và hiệu quảkinh tế - xã hội

 Theo mức độ phát sinh, hiệu quả bao gồm: hiệu quả trực tiếp và hiệuquả gián tiếp

 Theo cách tính toán, hiệu quả bao gồm: hiệu quả tuyệt đối và hiệu quảtương

đối Hiệu quả tuyệt đối được tính bằng hiệu số giữa kết quả và chi phí.Hiệu quả tương đối được tính bằng tỷ số giữa kết quả và chi phí

Tuy nhiên, đối với đề tài đánh giá hiệu quả sử dụng hầm biogas trongchăn nuôi, ta tập chung đánh giá chủ yếu khía cạnh về hiệu quả kinh tế và hiệuquả môi trường do mô hình này mang lại

2.1.2.2 Hiệu quả kinh tế

 Các quan điểm về hiệu quả kinh tế

 Quan điểm truyền thống:

Quan điểm truyền thống cho rằng, nói đến hiệu quả kinh tế là nói đếnphần còn lại của kết quả sản xuất kinh doanh sau khi đã trừ chi phí Hiệu quảkinh tế được đo bằng các chi phí và lãi Hiệu quả kinh tế được xem như là tỷ lệgiữa kết quả thu được với chi phí bỏ ra, hay ngược lại là chi phí trên một đơn vịsản phẩm hay giá trị sản phẩm Những chỉ tiêu hiệu quả này thường là giá thànhsản phẩm hay mức sinh lời của đồng vốn được tính toán khi kết thúc một quátrình sản xuất kinh doanh

Quan điểm truyền thống trên chưa thật toàn diện khi xem xét đến hiệu quảkinh tế Sự thiếu toàn diện được thể hiện qua những khía cạnh sau: Thứ nhất, hiệuquả kinh tế được xem xét với quá trình sản xuất kinh doanh trong trạng thái tĩnh,chỉ xem xét hiệu quả sau khi đã đầu tư Trong khi đó, hiệu quả kinh tế lại là mộtvấn đề rất quan trọng không những cho phép chúng ta biết được kết quả đầu tư màcòn giúp chúng ta xem xét trước khi ra quyết định có nên tiếp tục đầu tư hay không

và nên đầu tư bao nhiêu, đến mức độ nào Trên phương diện này, quan điểm truyềnthống chưa đáp ứng được đầy đủ Thứ hai, quan điểm truyền thống không tính yếu

tố thời gian khi tính toán thu và chi cho một hoạt động sản xuất kinh doanh Do đó,thu và chi trong tính toán hiệu quả kinh tế là chưa đầy đủ và chính xác Thứ ba,hiệu quả kinh tế chỉ bao gồm hai phạm trù cơ bản là thu và chi Hai phạm trù nàychủ yếu liên quan đến yếu tố tài chính đơn thuần như chi phí về vốn, lao động, thu

về sản phẩm và giá cả Trong khi đó, các hoạt động đầu tư và phát triển lại cónhững tác động không chỉ đơn thuần về mặt kinh tế mà còn trên cả các phươngdiện khác nữa Bên cạnh đó, có những phần thu lợi hoặc những khoản chi phí màlúc đầu khó hoặc không lượng hoá được nhưng lại đáng kể thì lại không được phảnánh ở cách tính theo quan điểm truyền thống này

 Quan điểm hiện đại

Các nhà kinh tế đã đưa ra quan niệm hiện đại về hiệu quả kinh tế nhằmkhắc

phục những hạn chế của quan điểm truyền thống Theo quan điểm hiệnđại, khi tính hiệu quả kinh tế phải căn cứ vào tổ hợp các yếu tố Cụ thể là:

- Trạng thái động của mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra Về mối quan hệ này,cần phân biệt rõ ba phạm trù: hiệu quả kỹ thuật, hiệu quả phân bổ các nguồn lực vàhiệu quả kinh tế Hiệu quả kỹ thuật là số sản phẩm (O) thu thêm trên một đơn vị đầuvào (I) đầu tư thêm Tỷ số ∂O/∂I được gọi là sản phẩm biên Hiệu quả phân bổ nguồnlực là giá trị sản phẩm thu thêm trên một đơn vị chi phí đầu tư thêm Thực chất nó làhiệu quả kỹ thuật có tính đến các yếu tố giá đầu vào và giá sản phẩm Hiệu quả phân

bổ đạt tối đa khi doanh thu biên bằng chi phí biên Hiệu quả kinh tế là phần thu thêmtrên một đơn vị đầu tư thêm Chỉ đạt được hiệu quả kinh tế khi cả hiệu quả kỹ thuật vàhiệu quả sử dụng nguồn lực là tối đa

- Yếu tố thời gian: các nhà kinh tế đương đại đã coi thời gian là một yếu tốtrong tính toán hiệu quả Cùng đầu tư một lượng vốn như nhau và cùng cótổng doanh thu bằng nhau nhưng có thể có hiệu quả khác nhau trong những thờiđiểm khác nhau

- Hiệu quả tài chính, xã hội và môi trường: các quan điểm hiện đại cho rằnghiệu quả về tài chính phải phù hợp với xu thế thời đại, phù hợp với chiếnlược tăng trưởng và phát triển kinh tế bền vững của các quốc gia hiện nay

 Nội dung và bản chất của hiệu quả kinh tế

Cho dù theo quan điểm truyền thống hay hiện đại, hiệu quả kinh tế luônliên quan đến các yếu tố tham gia vào quá trình sản xuất kinh doanh Nội dungxác định hiệu quả kinh tế bao gồm:

- Xác định các yếu tố đầu vào: đó là chi phí trung gian, chi phí sản xuất,chi phí lao động và dịch vụ, chi phí vốn đầu tư và đất đai, v.v

- Xác định các yếu tố đầu ra (mục tiêu đạt được): trước hết hiệu quả kinh tế làcác mục tiêu đạt được của từng hộ gia đình, từng cơ sở sản xuất phải phù hợpvới mục tiêu chung của nền kinh tế quốc dân, hàng hóa sản xuất ra phải trao đổiđược trên thị trường, các kết quả đạt được là: khối lượng sản phẩm, giá trị sảnxuất, giá trị gia tăng, lợi nhuận, v.v

Bản chất hiệu quả kinh tế, về mặt định lượng là xem xét, so sánh kết quả thuđược và chi phí bỏ ra, người ta chỉ thu được hiệu quả kinh tế khi kết quảthu được lớn hơn chi phí bỏ ra, chênh lệch này càng lớn thì hiệu quả kinh tếcàng cao và ngược lại

Về mặt định tính, mức độ hiệu quả kinh tế cao là phản ánh nỗ lực củatừng khâu, của mỗi cấp trong hệ thống sản xuất phản ánh trình độ năng lực quản

lý sản xuất kinh doanh Sự gắn bó của việc giải quyết những yêu cầu và mụctiêu kinh tế với những yêu cầu và mục tiêu chính trị xã hội Hai mặt định tính vàđịnh lượng là cặp phạm trù của hiệu quả kinh tế có quan hệ mật thiết với nhau

2.1.2.3 Hiệu quả môi trường

Ô nhiễm môi trường đang là một vấn đề thời sự và được cả thế giới quantâm Hàng ngày, dù là hoạt động sản xuất công nghiệp hay nông nghiệp thì đềuthải ra một lượng chất thải không hề nhỏ làm ảnh hưởng tới môi trường xungquanh , môi trường sống của sinh vật cũng như ảnh hưởng tới sức khỏe của conngười Chính vì vậy, xu hướng trong tương lai là tiến tới những công nghệ tiêntiến, công nghệ sạch để xử lí hoặc giảm thải chất thải đó, làm cho môi trườngcủa chúng ta ngày càng sạch đẹp, giảm bớt tình trạng ô nhiễm môi trường Nhưvậy, để một hoạt động sản xuất nào đó đạt được hiệu quả môi trường, điều đó cónghĩa là hoạt động đó không gây tổn hại hay tác động xấu nào tới môi trườngxung quanh như đất, nước, không khí hay hệ sinh thái; là quá trình hoạt độngsản xuất không những không làm tổn hại môi trường mà còn có tác động cải tạomôi trường, mang lại một môi trường xanh, sạch đẹp hơn trước

Trong lĩnh vực nông nghiệp, việc lạm dụng các loại phân bón, hóa chấtbảo vệ thực vật trong sản xuất nông nghiệp và quá trình xử lý các phụ phẩm,chất thải trong trồng trọt, chăn nuôi chưa triệt để đã gây ô nhiễm môi trường,ảnh hưởng tới sức khỏe con người Thay đổi theo hướng sản xuất gắn với bảo vệmôi trường là biện pháp bắt buộc để thực hiện một nền sản xuất nông nghiệpbền vững mang tính hiệu quả lâu dài, vừa đảm bảo lợi ích hiện tại mà không làmảnh hưởng xấu đến tương lai, gắn chặt quá trình khai thác, sử dụng và bảo vệ tàinguyên đất, nước và môi trường sinh thái.

Trong nghiên cứu này, hiệu quả môi trường của việc ứng dụng công nghệhầm biogas trong chăn nuôi đó là việc xử lí các chất thải chăn nuôi, giảm thiểu ônhiễm môi trường ở khu vực chuồng trại, tránh các bệnh lây nhiễm cho conngười và vật nuôi như sốt xuất huyết, tiêu chảy; tạo điều kiện cho sinh vật cóđiều kiện tốt nhất để sinh trưởng và phát triển, đảm bảo nguồn nước sạch chosinh hoạt

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới việc ứng dụng mô hình hầm biogas trong chăn nuôi

Có thể chia ra làm ba loại yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phát triểnbiogas: kinh tế -xã hội, tổ chức và kỹ thuật Trong số các yếu tố trên, các yếu tố

có tác động mạnh như: giá các nguồn chất đốt khác, tình trạng kinh tế của kháchhàng, chính sách của nhà nước về phát triển và bảo vệ môi trường, phương phápchuyển giao công nghệ, sự tham gia của các bên có liên quan Đánh giá hiệuquả của mô hình hầm biogas không chỉ dựa vào số lượng hầm ủ lắp đặt được màchính là phải xem xét tỷ lệ hầm còn hoạt động tốt sau một thời gian

Ngày nay, biogas không những được dùng để đun nấu, chúng còn lànguồn năng lượng để chế biến sản phẩm nông nghiệp, sản xuất ra điện để chạycác máy trong nông trại cũng như bán ra ngoài

Bảng 2.1 Một số yếu tố chính ảnh hưởng tới việc ứng dụng mô hình biogas

trong chăn nuôi

hoặc được hỗ trợTình hình phát triển

nước

Chính sách bảo vệ môi trường, chínhsách hỗ trợ

Hoạt động khuyếnnông Triển khai, tuyên truyền

Kỹ thuật

Nguồn nước Đủ nước cho biogasDiện tích mặt bằng Mặt bằng tùy lượng đầu vàoThời tiết Bão lụt làm hỏng túi ủ

- Giá chất đốt: trong thời buổi giá cả leo thang, việc sử dụng chất đốt tiêutốn một lượng tiền không nhỏ trong chi tiêu của các hộ gia đình nông dân Do

đó, xu hướng của các hộ đó là tìm đến các dạng năng lượng mới với giá thành rẻhơn nhằm cắt giảm chi tiêu Chính điều đó đã ảnh hưởng tới việc quyết định sửdụng công nghệ biogas hay không

- Nguồn vốn và tình hình phát triển chăn nuôi của hộ gia đình: Muốn ứngdụng được công nghệ biogas vào trong chăn nuôi thì trước hết phải đầu tư mộtkhoản vốn ban đầu cho việc lắp đặt hoặc xây dựng hầm biogas Và hiệu quả của

mô hình phụ thuộc vào nguồn vốn đó là vốn tự có, vốn cho vay hay là được hỗtrợ từ các chương trình dự án khí sinh học Bên cạnh đó, muốn cho hầm biogas

động chăn nuôi của hộ gia đình Để đảm bảo không lãng phí cho việc xây dựng,các nhà khoa học đã đưa ra công thức xây dựng hầm biogas sao cho phù hợp vớiquy mô chăn nuôi của hộ gia đình Cụ thể:

Bảng 2 2 : Cách tính kích thước hầm biogas cho mô hình trang trại nhỏ,

theo mô hình gia đình

Công thức tính kích thước của hầm biogas loại gia đình

Phân tươi/ngày x số gia súc x 2 (với bò) hoặc x 3 (với heo) x thời gian lưugiữ (60 ngày

- Nhận thức của chủ hộ về các lợi ích mà biogas mang lại, nếu người dânhiểu được những lợi ích đó thì họ mới quyết định đầu tư xây dựng Muốn nhưvậy, các hoạt động của cơ quan khuyến nông-đơn vị trịu trách nhiệm triển khaiứng dụng mô hình phải có các hoạt động tuyên truyền thiết thực tới người dân,đồng thời có những biện pháp hỗ trợ tích cực cho người dân từ khâu lắp đặt tớiquá trình sử dụng hầm biogas

- Chính sách của Nhà nước: hiện nay có rất nhiều các chương trình nhằm

hỗ trợ người nông dân phát triển mô hình biogas trong nuôi, do đó, quy mô ứngdụng công nghệ này ngày càng đường mở rộng và phát huy được hiệu quả Do

đó, trong thời gian tới, Nhà nước cần có những chính sách hỗ trợ nhằm nhânrộng mô hình này trên phạm vi cả nước

- Kỹ thuật: quyết định tới tuổi thọ cũng như hiệu quả hoạt động của hầmbiogas Và bao gồm các yếu tố như: nguồn nước, diện tích mặt bằng hay ảnh

2.2 Cơ sở thực tiễn

2.2.1 Thực trạng ứng dụng biogas trên thế giới

Dân số thế giới ngày càng tăng khiến cho nhu cầu tiêu thụ năng lượngcũng tăng theo nên nhu cầu về năng lượng là rất cần thiết, trong khi các nguồnnăng lượng dự trữ như than đá, dầu mỏ, khí đốt thiên nhiên và ngay cả thủy điện

là có hạn khiến cho nhân loại có nguy cơ đứng trước việc thiếu năng lượng.Việc tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng mới là một trong nhữnghướng quan trọng trong kế hoạch phát triển năng lượng Và biogas là một dạngnăng lượng mới được các nước rất chú trọng trong thời gian gần đây Nó khôngchỉ mang lại các lợi ích về kinh tế mà còn mang lại các lợi ích về xã mội và môitrường: cung cấp năng lượng, chuyển dịch cơ cấu kinh tế ở nông thôn hay bảo

vệ môi trường sống

Hiện nay ở quy mô toàn cầu, biogas là nguồn năng lượng lớn Tổng sảnlượng ứng dụng chiếm 9% đến 10 % tổng năng lượng trên thế giới Theo tínhtoán, nếu tận dụng xử lý được hết nguồn phế thải toàn cầu thì hàng năm người ta

có thể tạo 200 tỷ m3 khí sinh học, tương đương 150 đến 200 triệu tấn nhiên liệu

và kèm theo nó là khoảng 20 triệu tấn phân bón hữu cơ chất lượng cao Nhiềunước đã tập chung nghiên cứu triển khai, sử dụng các nguồn khí sinh học và đạtđược một số thành tựu đáng kể Cụ thể:

nấu, thắp sáng và chạy các động cơ phát điện Đến giai đoạn 2006 – 2011, chínhphủ nước này tiếp tục đầu tư 21,2 tỷ Nhân dân tệ để phát triển việc sử dụng khísinh học tại các khu vực nông thôn Tính đến cuối năm 2010, 40 triệu hộ giađình, chiếm 1/3 dân số ở khu vực nông thôn tại Trung Quốc đã được tiếp cận vớikhí sinh học Tại những vùng nghèo nhất của Trung Quốc, khí sinh học (biogas)

và năng lượng Mặt Trời được coi là những nguồn năng lượng thân thiện với môitrường và hiệu quả hơn so với các năng lượng khác Hiện nay, mỗi năm TrungQuốc sản xuất ít nhất 16 tỷ m3 khí sinh học, đáp ứng 13% nhu cầu tiêu thụ khíđốt tự nhiên của cả nước

Hội đồng Bảo vệ các nguồn Tài nguyên Tự nhiên, có trụ sở tại Mỹ, đánhgiá rằng việc sử dụng rộng rãi khí sinh học trong 10 năm qua tại Trung Quốc làmột ví dụ thành công cho thấy mô hình khí sinh học (biogas) đã có tác động tíchcực đáng kể đến các vấn đề xã hội, môi trường và kinh tế ở cấp địa phương Tuynhiên, chi phí cao để duy trì hoạt động cho các hầm biogas đang là gánh nặngcho những người sử dụng Bên cạnh đó, chính quyền không cung cấp đủ cáckhoản trợ cấp để các địa phương triển khai những chương trình khuyến khích sửdụng khí sinh học Do đó, những chương trình này thường có chất lượng giớihạn, tính hiệu quả không cao và các số liệu báo cáo thiếu chính xác

 Nepal

Nepal là nước đã ứng dụng khí sinh học từ thập kỷ 80 và từ năm 1992 với

sự hỗ trợ của Dự án SNV, Chính phủ Nepal đã xây dựng Chương trình Hỗ trợKhí sinh học (KSH) và nhờ đó đã xây dựng thêm được rất nhiều bể KSH Từchỗ chỉ có khoảng 2000 bể KSH vào năm 1991-1992 đến năm 2008, Nepal đãxây dựng thêm mỗi năm khoảng 16 000 đến 18 000 bể KSH Từ năm 2008 ởNépal đã có 140 000 bể KSH cho các gia đình nông dân ở 62 địa phương vàphục vụ cho lợi ích thiết thực của 11000 hộ nông dân

Nepal không nuôi lợn cho nên chủ yếu chỉ dùng phân và nước tiểu của

cách rõ rệt Chuồng trâu bò sạch sẽ , không có ruồi muỗi và không có mùi hôithối, môi trường sống được thay đổi Nguồn phân và nước tiểu được tận dụng vàđược chuyển hóa thành các loại phân hữu cơ vừa có chất lượng cao, vừa an toàn,lại không có mùi hôi thối và dễ cho cây trồng hấp thu, dễ chuyển thành chất mùnlàm cải thiện chất đất Đáng chú ý là nếu chăn nuôi đủ số lượng trâu bò cần thiếtthì sẽ có đủ lượng KSH để chạy máy nổ nhỏ nhằm có điện thắp sáng và xem

TV, nghe rađiô…

Bảng 2.3 : Tình hình ứng dụng công nghệ biogas tại Nepal

Hầm biogas Chi phí

xây dựng(rupi)

Tiết kiệm/năm(USD) Tăng năng xuất cây

trồng (%)

Loại bể

(m3)

Tỷ trọng(%)

15 1.60 >7500 Kali 8.07 Rau, đậu 30.40

Nguồn: blogtiengviet.net/nguyenlandung

2.2.2 Thực trạng ứng dụng biogas tại Việt Nam

2.2.2.1 Tình hình triển khai biogas tại Việt Nam

Biogas là công nghệ sản xuất khí sinh học, là quá trình ủ phân rác, phânhữu cơ, bùn cống rãnh, để tạo ra nguồn khí sinh học sử dụng trong hộ gia đìnhhay trong sản xuất Sản xuất khí sinh học dựa trên cơ sở phân hủy kỵ khí cácchất hữu cơ tự nhiên hay là quá trình lên men mêtan Nguồn nguyên liệu để sảnxuất biogas có thể nói là vô tận từ các loại bùn từ ao tù, đầm lầy, phế liệu, phếthải trong sản xuất nông, lâm nghiệp và các hoạt động sản xuất và chế biến nôngsản, xác động vật

Hiện nay trên địa bàn cả nước có khoảng 500.000 hầm phân hủy biogas,

có quy mô dưới 10m3 của các hộ gia đình nông dân Riêng chương trình Khí