(LUẬN văn THẠC sĩ) bước đầu ước tính chi phí lợi ích về kinh tế môi trường trong việc sản xuất điện từ rơm rạ trên đồng ruộng tại việt nam​

ĐẠI QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** Đỗ Hà Thu BƢỚC ĐẦU ƢỚC TÍNH CHI PHÍ - LỢI ÍCH VỀ KINH TẾ MÔI TRƢỜNG TRONG VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ RƠM RẠ TRÊN ĐỒNG RUỘNG TẠI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2020 download by : skknchat@gmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** Đỗ Hà Thu BƢỚC ĐẦU ƢỚC TÍNH CHI PHÍ - LỢI ÍCH VỀ KINH TẾ MÔI TRƢỜNG TRONG VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ RƠM RẠ TRÊN ĐỒNG RUỘNG TẠI VIỆT NAM Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 8440301.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Hoàng Anh Lê Hà Nội – 2020 download by : skknchat@gmail.com LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập, theo đuổi chương trình đào tạo thạc sĩ chuyên ngành Khoa học Môi trường, nhận giúp đỡ, bảo nhiệt tình thầy, giáo trường Đại học Khoa học Tự Nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội Các thầy cô không chia sẻ kinh nghiệm, kiến thức q báu chun mơn mà cịn nguồn động lực to lớn để tơi kiên trì theo đuổi hết chương trình học giữ vững tình u với mơi trường Với tình cảm chân thành, tơi bày tỏ lòng biết ơn Ban giám hiệu, phịng Sau Đại học, Khoa Mơi trường - Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội, thầy giáo, cô giáo tham gia quản lý, giảng dạy giúp đỡ suốt trình học tập, nghiên cứu Tơi xin bày tỏ biết ơn đặc biệt đến PGS.TS Hoàng Anh Lê - người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ khoa học để tơi hồn thành tốt đề tài luận văn “Bước đầu ước tính chi phí-lợi ích kinh tế-mơi trường việc sản xuất điện từ rơm rạ đồng ruộng Việt Nam” Khơng có bảo, hướng dẫn tận tình thầy, chắn đề tài thực đạt kết nghiên cứu vô quý báu Thầy người giúp tơi khai phóng tiềm để thử sức với đề tài nghiên cứu vô mẻ Việt Nam Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, cổ vũ, khích lệ giúp đỡ tơi suốt thời gian qua Qua xin trân trọng cảm ơn đề tài Nafosted (mã số 105.08-2018.04) “Tích hợp cơng cụ kiểm kê khí thải mơ hình hóa (TAPOM) việc xác định mức độ nhiễm khơng khí từ nguồn đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn thành phố Hà Nội đề xuất giải pháp giảm thiểu” cho phép tham gia, khảo sát, thu thập tài liệu, sử dụng phần số liệu thơng tin hữu ích để hoàn thành Luận văn tốt nghiệp Mặc dù có nhiều cố gắng suốt q trình thực đề tài, song cịn có mặt hạn chế, thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp dẫn thầy cô giáo bạn bè Hà Nội, ngày 22 tháng năm 2021 Tác giả luận văn Đỗ Hà Thu download by : skknchat@gmail.com MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan đặc điểm cấu tạo rơm rạ 1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo Việt Nam 1.3 Tình hình sử dụng rơm, rạ sau thu hoạch giới Việt Nam 10 1.3.1 Làm thức ăn chăn nuôi gia súc 10 1.3.2 Làm nguyên liệu trồng nấm 11 1.3.3 Tích hợp đất 12 1.3.4 Làm phân hữu 13 1.3.5 Đốt trực tiếp đồng 13 1.4 Tổng quan lượng lượng sinh khối Việt Nam 17 1.4.1 Tổng quan lượng nhu cầu sử dụng lượng 17 1.4.2 Tổng quan lượng sinh khối sử dụng lượng sinh khối Việt Nam giới 19 1.4.3 Công nghệ sản xuất lượng từ nguồn rơm rạ 24 1.5 Tình hình sử dụng rơm rạ để sản xuất điện giới Việt Nam 26 1.6 Tổng quan phương pháp lượng hóa giá trị môi trường 28 1.6.1 Giá trị Chi phí xã hội Cacbon (SCC) .28 1.6.2 Giá trị thống kê vòng đời (VSL) 29 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .31 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 31 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu: 31 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu: .31 2.2 Nội dung nghiên cứu 31 2.3 Phương pháp nghiên cứu 31 download by : skknchat@gmail.com 2.3.1 Phương pháp thu thập, xử lý tổng hợp tài liệu 31 2.3.2 Phương pháp phân tích chi phí- lợi ích mở rộng 32 2.3.4 Phương pháp phân tích SWOT 40 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 41 3.1 Tiềm sản xuất điện từ nguồn rơm rạ Việt Nam 41 3.1.1 Ước tính sản lượng sinh khối rơm rạ có sẵn hàng năm 41 3.1.2 Tiềm sản xuất điện từ nguồn rơm rạ Việt Nam theo tỉnh thành 43 3.2 Đánh giá chi phí- lợi ích kinh tế môi trường từ việc sản xuất điện từ rơm rạ .46 3.2.1 Đánh giá chi phí - lợi ích kinh tế từ việc sản xuất điện từ rơm rạ 46 3.2.2 Đánh giá chi phí-lợi ích môi trường từ việc sản xuất điện từ rơm rạ 50 3.3 Thuận lợi, khó khăn việc sản xuất điện từ rơm rạ Việt Nam 53 3.4 Đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao khả thực thi việc sản xuất điện từ rơm rạ 58 3.4.1 Giải pháp chế- sách 58 3.4.2 Giải pháp kỹ thuật- công nghệ .60 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 64 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC VIẾT TẮT BC (Black Carbon): Cac-bon đen CT CP: Công ty Cổ phần CT TNHH: Công ty trách nhiệm hữu hạn ĐBSCL: Đồng sông Cửu Long ĐBSH: Đồng sông Hồng GHG (Green House Gases): Khí nhà kính IRR (Internal Rate of Return): Tỷ suất thu hồi nội IRRI (International Rice Research Institue): Viện nghiên cứu lúa gạo quốc tế NLSK: Năng lượng sinh khối NMVCO (Non-methane volatile organic compound) Hợp chất hữu dễ bay không chứa metan NPV (Net Present Value): Giá trị rịng PPC (Plant Power Capacity): Cơng suất nhà máy điện SCC (Social Cost of Carbon): Chi phí xã hội Cac-bon SGR (Straw to Grain Ratio): Tỷ lệ rơm gạo TCC (Total Capital Cost): Tổng chi phí đầu tư TOC (Total Operation Cost): Tổng chi phí vận hành VSL (Value of a statistical life): Giá trị thống kê v ng đời BẢNG GIẢI TH CH VÀ QUY ĐỔI ĐƠN VỊ Gg (Giga-gram) = 103 = 109 g GW (Giga watt) = 103 MW (Mega watt) = 109 W (Watt) KTOE = 103 TOE (1 TOE tương đương với nhiệt lượng tỏa đốt cháy hết dầu, TOE = 107 kcal) download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Đặc điểm vật lý, sinh lý hóa lý rơm rạ Bảng 1.2: Hàm lượng số chất dinh dưỡng hạt lúa, rơm rạ rơm rạ bị đốt 14 Bảng 1.3: Hệ số phát thải số khí nhà kính từ đốt rơm .15 Bảng 1.4: Sự tiêu thụ lượng theo ngành năm 2018 18 Bảng 1.5: Danh sách nhà máy đường bán điện lên lưới tính đến năm 2017 22 Bảng 2.1: Chi phí đầu tư nhà máy điện sinh khối sử dụng công nghệ l đốt 33 Bảng 2.2: Giá trị chi phí xã hội phát thải CO2, CH4 N2O .29 Bảng 2.3: Mức độ phát thải khí nhà kính q trình sản xuất điện từ rơm rạ 38 Bảng 3.1: Các biến số giả định xác định nhu cầu nhiên liệu cho nhà máy lượng công suất 10MW 46 Bảng 3.2: Các chi phí đầu tư, vận hành lợi nhuận nhà máy điện sinh khối .47 Bảng 3.3: Phân tích chi phí-lợi ích dự án .50 Bảng 3.4: So sánh lượng khí nhà kính phát thải từ hoạt đông sản xuất điện 51 Bảng 3.5: Lượng hóa lợi ích mơi trường từ việc sử dụng rơm để phục vụ nhà máy điện 10 MWe thay cho hoạt động đốt rơm rạ trực tiếp 52 Bảng 3.6: Phân tích SWOT việc sản xuất điện từ rơm rạ Việt Nam 57 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cấu tạo thành phần rơm rạ Hình 1.2: Khói từ đốt rơm rạ gây cản trở tầm nhìn người tham gia giao thơng 16 Hình 1.3: Tổng nguồn cung lượng Việt Nam năm 2018 17 Hình 1.4 : Sơ đồ chuyển hóa lượng sinh khối thành dạng lượng khác 20 Hình 3.1: Phân bố vụ lúa phạm vi toàn quốc 42 download by : skknchat@gmail.com MỞ ĐẦU Là quốc gia có nơng nghiệp phát triển lâu đời, Việt Nam đứng thứ toàn giới sản lượng xuất lúa gạo, sau Thái Lan Ấn Độ Năm 2019, Việt Nam đạt tổng sản lượng lúa ước tính sơ 43,4 triệu Sau thu hoạch, lượng rơm phát sinh đạt tỷ lệ khoảng 0,7-1,4 lần suất lúa, tùy thuộc vào giống lúa, suất, vụ mùa cách thu hoạch Vì thế, sau thu hoạch phát sinh lượng lớn rơm ngồi mơi trường Đây nguồn nhiên liệu sinh khối dồi Việt Nam có tiềm lớn việc sản xuất điện chủ yếu rơm bị xem nguồn phụ phẩm dư thừa thường bị đốt bỏ Năm 2014, 13 triệu rơm - tương đương với 60% tổng lượng rơm rạ vùng Đồng sông Cửu Long bị đốt đồng Tại Cần Thơ Tiền Giang, tỷ lệ đạt 87% Nếu nguồn tài nguyên sử dụng cách hợp lý đem lại nhiều lợi ích kinh tế mơi trường, đặc biệt tiềm sản xuất điện Theo quy hoạch phát triển điện VII điều chỉnh, nhu cầu sử dụng điện Việt Nam tiếp tục tăng 8,32%/ năm giai đoạn 2021 - 2025 trì mức 7,26%/ năm cho giai đoạn 2026 - 2030, mục tiêu đạt 129.500 MW tổng công suất nguồn điện vào năm 2030 Để đạt mục tiêu này, việc đa dạng hóa nguồn điện đẩy mạnh đóng góp từ nguồn điện sinh khối lượng tái tạo việc vô cần thiết Chính phủ đề mục tiêu tăng tỷ lệ điện sản xuất từ nguồn sinh khối tổng sản lượng điện sản xuất từ khoảng 1% (2015) lên 3% (2020), 6,3% (2030) đạt 8,1% vào năm 2050 Hiện nay, nhiều quốc gia phát triển nông nghiệp Việt Nam, Thái Lan, Trung Quốc, v.v tập trung đẩy mạnh nghiên cứu tiềm sản xuất điện từ phụ phẩm nông nghiệp (rơm, rạ, trấu) bước đầu có nhiều kết Tuy vậy, chủ yếu đề tài dừng lại việc đánh giá tiềm sử dụng, phân tích chi phí- lợi ích mặt kinh tế việc sản xuất điện từ rơm, rạ, nghiên cứu đến lợi ích vấn đề môi trường hoạt động gây Từ thực trạng nêu trên, học viên thực đề tài “Bước đầu ước tính chi phílợi ích kinh tế-môi trường việc sản xuất điện từ rơm rạ đồng ruộng Việt Nam” nhằm mục đích tính tốn cụ thể chi phí/ lợi ích việc sử dụng rơm để sản xuất điện sinh khối Việt Nam, đặc biệt dựa góc độ mơi trường Kết nghiên cứu tiềm sử dụng rơm Việt Nam, chi phí lợi ích ước tính góc độ kinh tế môi trường việc sản xuất điện từ sinh khối rơm Từ đó, nghiên cứu giúp ích cho việc đánh giá tiềm hiệu việc sản xuất điện từ rơm, phục vụ cho trình định nguồn tài liệu tham khảo cho nghiên cứu chuyên sâu sau download by : skknchat@gmail.com CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan đặc điểm cấu tạo rơm rạ Rơm, rạ sản phẩm phụ hoạt động nông nghiệp sau canh tác, phần thân khơ loại lương thực (ví dụ lúa nước, lúa mạch, lúa mì) sau thu hoạch từ loại cỏ, họ đậu, thân thảo khác cắt Rơm rạ từ lúa bao gồm vỏ trấu, phiến lá, thân lúa, mắt rễ rơm [25] Sau trồng thu hoạch, phần rơm rạ c n lại cánh đồng xử lý hình thức khác như: đốt ruộng, làm tro bón cho đất để cải thiện suất trồng, thu gom làm thức ăn cho gia súc phục vụ cho hoạt động khác đời sống thường ngày nông thôn làm chất đốt, lợp mái, trồng nấm Mỗi kilogam (kg) lúa thành phẩm tạo khoảng 0,7 - 1,4 kg rơm tùy thuộc vào giống lúa, độ cao thân gặt lúa độ ẩm thu hoạch [24] Năng suất tổng sinh khối rơm dao động từ 7,5 đến 8,0 tấn/ha, lượng rơm rạ bị loại bỏ dao động từ 2,7 đến tấn/ha, tương ứng với phần cắt nằm khoảng từ 50% đến 100% tổng sinh khối rơm [15] Ước tính, tổng sinh khối rơm rạ hàng năm toàn giới đạt 370 - 520 triệu tấn/năm, châu Á nói chung đạt 330 - 470 triệu tấn/ năm khu vực Nam Á nói riêng đạt 100 - 140 triệu tấn/năm [15] Hình 1.1: Cấu tạo thành phần rơm rạ Nguồn: Viện Nghiên cứu Lúa giới- IRRI (2003) [24] Rơm rạ thuộc nhóm sinh khối lignocelluloza, có cấu tạo từ ba thành phần là: lignin (12%), cellulose (38%) hemi-cellulose (25%) [50], thể cụ thể hình 1.1 Cellulose hemi-cellulose nguồn chất xơ hữu cơ, lignin thành tế bào thực vật Các thành phần hóa học giúp xác định giá trị dinh dưỡng rơm rạ khiến chúng có khả trở thành nhiên liệu sinh nhiệt Do cấu tạo từ nguồn xơ hữu cơ, rơm rạ giàu chất hữu (80%) Carbon hữu có khả download by : skknchat@gmail.com oxi hóa (34%) [25], tỷ lệ C/N cao (xấp xỉ 50%), điều kiện khả thi để vi sinh vật tồn điều kiện ủ phân Về tính chất vật lý, mật độ khối lượng rơm thay đổi đáng kể tùy thuộc vào cấu trúc riêng nó, từ 13 - 18 kg/m3 (đối với rơm rạ) [15] đến 50 - 120 kg/m3 (đối với rơm nghiền nhỏ) [30] Khi sử dụng làm lượng sinh học, đặc điểm mật độ khối lượng rơm ảnh hưởng đến trình đốt tác động đến thời gian cần thiết l phản ứng [51] Những tính chất giúp cho rơm rạ có cấu trúc phù hợp để trộn với bùn thải, khiến vật liệu có độ pH, tỷ lệ C/N độ ẩm phù hợp cho phát triển vi sinh vật có liên quan đến trình ủ phân [25] Các đặc điểm cụ thể vể vật lý, sinh lý hóa lý rơm rạ trình bày cụ thể bảng 1.1: Bảng 1.1: Đặc điểm vật lý, sinh lý hóa lý rơm rạ Chỉ số Đơn vị Phạm vi Giá trị trung bình - 30 – 58,3 46,8 g/cm3 0,05 – 0,1 0,06 Độ ẩm tổng số 11 – 20 12,7 Tồn dư khoáng 10 – 13 11,8 78,1 – 85 80,3 32,1 – 35,6 33,6 0,6 – 1,3 0,93 P2O5 0,12 – 0,35 0,19 K2O5 0,91 – 2,1 1,55 CaO 0,46 – 0,6 0,32 MgO 0,1 – 0,3 0,2 Na2O 0,1 – 0,97 0,5 C/N Tỷ trọng Chất hữu tổng số Cacbon hữu oxy hóa N tổng số % download by : skknchat@gmail.com ... giá chi phí - lợi ích kinh tế từ việc sản xuất điện từ rơm rạ 46 3.2.2 Đánh giá chi phí- lợi ích môi trường từ việc sản xuất điện từ rơm rạ 50 3.3 Thuận lợi, khó khăn việc sản xuất điện từ rơm. .. điện từ rơm, rạ, nghiên cứu đến lợi ích vấn đề môi trường hoạt động gây Từ thực trạng nêu trên, học viên thực đề tài ? ?Bước đầu ước tính chi ph? ?lợi ích kinh tế- môi trường việc sản xuất điện từ rơm. .. Thu BƢỚC ĐẦU ƢỚC TÍNH CHI PHÍ - LỢI ÍCH VỀ KINH TẾ MÔI TRƢỜNG TRONG VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ RƠM RẠ TRÊN ĐỒNG RUỘNG TẠI VIỆT NAM Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 8440301.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ