THỬ NGHIỆM TÍNH TOÁN PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG LĨNH VỰC TRỒNG TRỌT, CHĂN NUÔI VÀ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGHIÊN CỨU & TRAO ĐỔI THỬ NGHIỆM TÍNH TOÁN PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG LĨNH VỰC TRỒNG TRỌT, CHĂN NUÔI VÀ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Bảo Thạnh, Lê Ánh Ngọc Nguyễn Văn Tín Phân viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đởi khí hậu B iến đổi khí hậu (BĐKH) thách thức lớn nhân loại Nguyên nhân BĐKH phát thải khí nhà kính (KNK) từ hoạt động sống người KNK định nghĩa thành phần khí quyển, tạo tự nhiên hoạt động người Theo kết kiểm kê phát thải KNK năm 2010 Việt Nam, hai lĩnh vực phát thải nhiều lượng nơng nghiệp Tại thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM), mặc dù hoạt động nông nghiệp chiếm tỉ trọng nhỏ có xu hướng giảm diện tích gây lượng phát thải KNK đáng kể Hoạt động nông nghiệp địa bàn TPHCM chủ yếu tập trung huyện: Cần Giờ, Nhà Bè, Bình Chánh, Hóc Mơn Củ Chi Kết tính tốn phát thải nông nghiệp năm 2013 cho thấy lượng phát thải chăn nuôi chiếm tỉ lệ cao (64,5%), tiếp đến lĩnh vực trồng lúa (31%) nuôi trồng thủy sản (4,5%), Từ khóa: Biến đởi khí hậu, khí nhà kính, nơng nghiệp Tổng quan chung Nơng nghiệp Việt Nam dựa sở ngành trồng trọt chăn ni, trồng trọt chiếm vị trí quan trọng (78,2% giá trị tổng sản lượng nơng nghiệp) Nơng nghiệp ngành có nguồn phát thải KNK lớn cuả nước ta, mà chủ yếu khí Mêtan (CH4), Oxit nitơ (N2O), tiếp Mono xit carbon (CO) Oxit nitrogen (NOx) Trong khu vực nông nghiệp, nguồn phát thải KNK sinh từ: chăn nuôi gia súc, trồng lúa, đốt phế thải phân bón, Mặc dầu khơng có nghĩa vụ giảm nhẹ KNK, Việt Nam tiến hành xây dựng, phân tích, đánh giá phương án giảm nhẹ KNK nông nghiệp Hoạt động nông nghiệp địa bàn TPHCM chủ yếu tập trung huyện: Cần Giờ, Nhà Bè, Bình Chánh, Hc Mơn Củ Chi với trồng trọt, chăn nuôi Cụ thể [2] Trồng trọt: Cơ cấu trồng tiếp tục chuyển dịch hướng giảm diện tích lúa, tăng diện tích trồng hoa, rau an tồn, cỏ thức ăn gia súc, cơng nghiệp, giá trị sản xuất trồng trọt tăng đáng kể Cơng tác giống có bước chuyển biến tích cực, góp phần nâng cao suất, chất lượng, giá trị sản phẩm an toàn vệ sinh thực 24 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 10 - 2015 phẩm Đến năm 2013 tổng diện tích trồng lúa thành phố vào khoảng 29,293 ha, vụ đông xuân 6.065 ha, hè thu 6.271 ha, vụ mùa 8.957 ha, suất đạt 4.3 tấn/ha tổng sản lượng đạt 90.259 Chăn nuôi: Tổng đàn heo 335,621 (trong 43,083 heo nái); bị sữa 98,000 con; bò thịt 39,600 trâu 5,800 Nuôi trồng thủy sản: Nuôi trồng thủy sản nước mặn có diện tích 8460 ha, tập trung chủ yếu Cần Giờ; nước 1640 ha, tập trung chủ yếu Bình Chánh Củ Chi Phương pháp nghiên cứu Xác định tổng tải lượng phát thải từ trình theo Hướng dẫn Ban Liên phủ Biến đổi khí hậu (IPCC) [3] Phương pháp xác định phát thải KNK chủ yếu CO2, CH4, N2O thông qua hệ số phát thải theo lĩnh vực, ngành nghề Các hệ số phát thải đưa vào công thức tính phát thải IPCC theo lĩnh vực với KNK a Lĩnh vực trồng trọt - Phát thải CH4 từ ruộng lúa: CH4Rice = Σi,j,k (EFi,j,k x ti,j,k x Ai,j,k x 10-6) Trong đó: CH4Rice phát thải khí mêtan hàng năm từ trồng lúa, Gg CH4/năm, 1Gg = 1000 tấn; Người đọc phản biện: TS Ngô Tiền Giang NGHIÊN CỨU & TRAO ĐỔI EFi,j,k hệ số phát thải, kg CH4 ha/ ngày; tijk thời gian canh tác lúa, ngày; Ai,j,k diện tích lúa, /năm - Phát thải từ đốt phụ phẩm nông nghiệp: LfireCH4 = A x MB x Cf x Gef x 10-3 Trong đó: LfireCH4 lượng phát thải khí mêtan cháy, tấn; A diện tích cháy, ha; MB khối lượng vật liệu để đốt, tấn/ha; Cf hệ số đốt (giá trị mặc định); Gef hệ số phát thải, g/kg vật chất khô bị đốt cháy (giá trị mặc định Gef CH4 = 2,7 g/kg Gef NO2 = 0,07 g/kg) Trong trường hợp liệu cho MB Cf khơng có sẵn, sử dụng phương pháp cấp 1, MB.Cf = 5,5 tấn/ha b Lĩnh vực chăn nuôi - Lên men đường ruột E = EF(T)×(N(T)/106) (GgCH4/năm) Trong đó: E lượng phát thải mêtan từ trình lên men đường ruột, (GgCH4/năm); N(T) loại vật nuôi (con); EF(T) hệ số phát thải (kg CH4/năm) Bảng Hệ số phát thải mêtan vật nuôi áp dụng Tier1 IPCC [3] Vұt nuôi Bò sӳa Bò thѭӡng Trâu Heo Nѭӟc phát triӇn kgCH4/con/năm 55 1,5 - Quản lí phân: + Phát thải CH4 từ q trình quản lí phân: E=EF(T)×(N(T)/106) (GgCH4/năm) Nѭӟc ÿang phát triӇn kgCH4/con/năm 61 47 55 HӋ sӕ áp dөng kgCH4/con/năm 61 47 55 Trong đó: E lượng phát thải mêtan từ q trình quản lí phân, (GgCH4/năm); N(T) loại vật nuôi (con); EF(T): hệ số phát thải từ quản lí phân (kgCH4/năm) Bảng Hệ số phát thải mêtan từ phân số vật ni theo IPCC [3] Vұt ni Bị sӳa 260C 28 270C 31 >280C 31 Bò thѭӡng 1 Trâu 2 Heo 7 + Phát thải N2O từ q trình quản lí phân N2OD = [Σs(ΣTNT x NexT x MSTS) x EF3s] x 44/28 Trong đó: NT Số vật nuôi; MS (T,S) tỉ lệ phân xử lí theo hệ thống S; EF3(S) hệ số phát thải hệ thống xử lí S (kg N2O - N/kg N); 44/28 hệ số chuyển đổi từ phát thải N2O sang N; NexT lượng phát thải N trung bình hàng năm, (kg N/con/năm Trong đó: Nrate (T) tốc độ thải N, kg N /(1000kg khối lượng vật nuôi); TAM sinh khối loại vật nuôi, (kg/con) Bảng Hệ số Nrate số vật nuôi khu vực châu Á [3] Vұt ni Bị sӳa Bị thѭӡng Heo thӏt Trâu Nrate kgN/tҩn/ngày 0,47 0,34 0,42 0,32 TAM kg/con 350 200 - 275 60 350 - 550 + Nitơ thất thoát từ q trình quản lý phân TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 10 - 2015 25 NGHIÊN CỨU & TRAO ĐỔI FracGasMS: Tỷ lệ lượng Nitơ thất thoát theo loại vật nuôi c Nuôi trồng thủy sản khu vực bị ngập nước, CH4EmissionWWflood=365 x E(CH4) x Aflood_totalsurface*10 - Trong đó: CH4EmissionsWWflood tổng phát thải CH4 từ đất nuôi trồng ngập nước, GgCH4/năm; P thời gian khơng có băng, ngày/năm = 365; Aflood_totalsurface tổng diện tích Kết tính tốn Bài báo ước tính dự báo phát thải lĩnh vực trồng trọt (trồng lúa) chăn ni (bị sữa, bị thịt, trâu, heo), ni trồng thủy sản nước mặn nước 3.1 Phát thải KNK từ trồng trọt Bảng Tổng lượng phát thải KNK từ trồng lúa TPHCM Ĉơng Xn Hè Thu Vө mùa DiӋn tích (ha) 6.065 6.271 8.957 CO2 tѭѫng ÿѭѫng (tҩn) 113.719 117.581 167.944 Ĉӕt phө phҭm Tәng 21.293 10.348 399.244 N ͛ [1] Kết tính tốn cho thấy tổng lượng phát Tổng lượng phát thải CO2 tương đương thải trồng lúa xấp xỉ 400 nghìn CO2 trình lên men đường ruột năm 2013 là: tương đương, phát thải chủ yếu khí 197.706 tấn, phát thải từ bị sữa chiếm CH4 từ ruộng lúa ngập nước: 388,896 CO2 chủ yếu với 149.450 tấn (75%), tiếp đến phát (97%) đốt phụ phẩm nơng nghiệp 10,348 thải từ bị thịt 31.891 tấn CO2 (16%) CO2 (3%) − Q trình quản lí phân: gờm phát thải khí 3.2 Phát thải KNK từ chăn nuôi CH4, phát thải trực tiếp N2O gián tiếp N2O − Lên men đường ruột: Bảng Tổng lượng phát thải CH4 từ lên men đường ruộ̣t Vұt ni CH4 (GgCH4/năm) CO2 tѭѫng ÿѭѫng (tҩn) Bị sӳa Bị thӏt Trâu Heo Tәng 6,0 1,3 0,32 0,34 7,9 149.450 31.891 7.975 8.390,5 197.706 Bảng Tổng lượng phát thải CO2 tương đương từ q trình quản lí phân Bị sӳa 75.950 221.824 5.766 Tәng phát thҧi tҩn CO2/năm 303.539 Bò thӏt 679 53.350 1.508 55.537 Trâu 290 12.783 242 13.315 Heo 58.734 197.017 4.814 260.565 41 Tәng 135.652 21,4 484.974 76,6 12.330 1,9 632.956 100 100 Quҧn lí phân vұt ni Vұt ni TӍ lӋ (%) CH4 (tҩn CO2/năm) N2O trӵc tiӃp (tҩn CO2/năm) Tổng lượng phát thải quy đởi CO2 từ q trình quản lý phân vật ni khoảng 632 nghìn tấn, phát thải N2O trực tiếp lớn nhất 26 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 10 - 2015 N2O gián tiӃp (tҩn CO2/năm) TӍ lӋ (%) 48 (76,6%), thứ hai phát thải từ CH4 (21,4%), phát thải N2O gián tiếp nhỏ nhất (1,9%) Loại vật nuôi phát thải nhiều từ q trình quản lí NGHIÊN CỨU & TRAO ĐỔI phân bò sữa (48%), tiếp đến heo (41%) bị thịt (9%), nhất trâu (2%) Bảng trình bày kết tính tốn phát thải KNK lĩnh vực chăn nuôi TPHCM năm 2013 Theo đó, tởng lượng phát thải KNK quy đởi CO2 tương đương 830,663 tấn, theo vật ni, bị sữa đóng góp lượng phát thải nhiều nhất, chiếm 55%; tiếp đến heo chiếm 33%; bị thịt chiếm 11% trâu, chiếm 3% Về loại hình phát thải, phát thải từ quản lí phân chiếm chủ yếu chiếm 76% từ trình lên men đường ruột chiếm 24% Như để giảm phát thải KNK từ chăn nuôi TP HCM cần trọng đến giảm phát thải thông qua q trình quản lý phân vật ni Bảng Tổng lượng phát thải CO2 từ chăn nuôi năm 2013 Lên men ÿѭӡng ruӝt Vұt ni Quҧn lí phân vұt ni 75.950 N2O trӵc tiӃp (tҩn CO2 tѭѫng ÿѭѫng/năm) 221.824 N2O gián tiӃp (tҩn CO2 tѭѫng ÿѭѫng/năm) 5.766 31.891 679 53.350 Trâu 7.975 290 Heo 8.391 197.706 CH4 (tҩn CO2 tѭѫng ÿѭѫng/năm) CH4 (tҩn CO2 tѭѫng ÿѭѫng/năm) Bò sӳa 149.450 Bò thӏt Tәng Tәng phát thҧi CO2 tѭѫng ÿѭѫng (tҩn/năm) TӍ lӋ (%) 452.989 55 1.508 87.428 11 12.783 242 21.290 58.734 197.017 4.814 268.955 32 135.652 484.974 12.330 830.663 100 ͙ ͛ Hình Tỉ lệ % đóng góp phát thải chăn nuôi Tp HCM năm 2013 3.3 Phát thải KNK từ nuôi trồng thủy sản phát thải CH4 từ đất ngập (GgCH4 /năm); P =365; E(CH4) = 0,63 kg CH4/ha/ngày [3] Tổng diện tích ni trồng thủy sản năm 2013 10,100 tập trung chủ yếu huyện Cần Giờ, Bình Chánh Nhà Bè [1] Tổng lượng phát thải CH4 từ hoạt động nuôi trồng thủy sản TPHCM: Lượng phát thải khí CH4 từ hoạt động ni trồng thủy sản tính tốn sau CH4 (Gg CH4) = 365 x 0,63 x 10,200 x 10−6 = 2,345 (GgCH4/năm) CH4EmissionWWflood = 365 x E(CH4) x Aflood_totalsurface x 10 Lượng phát thải KNK quy đổi CO2 tương đương = 2,345 x 25 x 1000 = 58,625 CO2 tương đương -6 Trong đó: CH4 EmissionsWWflood tổng TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 10 - 2015 27 NGHIÊN CỨU & TRAO ĐỔI Bảng Tổng phát thải khí nhà kính nông nghiệp Tp HCM Năm 2013 Phát thҧi (tҩn CO2 tѭѫng ÿѭѫng) TӍ lӋ % Trӗng trӑt 399.244 31,0 Tổng lượng phát thải ba lĩnh vực trồng trọt, chăn nuôi nuôi trồng thủy sản Tp HCM năm 2013 vào khoảng 1,3 triệu CO2 tương đương, chăn ni đóng góp 830 nghìn CO2 tương đương (64,5%), trồng trọt đóng góp 400 nghìn CO2 tương đương (31%) ni trồng thủy sản đóng góp tỉ lệ nhỏ khoảng 58 nghìn (4,5%) Kết luận Mặc dù hoạt động nông nghiệp TPHCM chiếm tỉ trọng nhỏ cấu kinh tế Thành phố, phát thải từ chăn nuôi khoảng 830 nghìn CO2 tương đương chiếm 64,5%, trồng trọt phát thải gần 400 nghìn (31%) thủy sản 58 nghìn (4,5%) Trong hoạt động chăn ni, phát thải nhiều Chăn nuôi 830.663 64,5 Thӫy sҧn 58.625 4,5 Tәng 1.288.532 100 từ q trình quản lí phân (76%) Theo loại vật ni, bị sữa heo hai vật ni phát thải KNK nhiều nhất (bị sữa chiếm 55% heo chiếm 32% tổng lượng phát thải chăn ni) Do vậy cần có sách hỡ trợ, hướng dẫn sở chăn ni bị sữa heo việc quản lý phân để giảm thiểu phát thải KNK Hoạt động trồng lúa TPHCM chủ yếu canh tác truyền thống nên diện tích nhỏ phát thải lượng đáng kể KNK, Thành phố cần có sách khuyến khích người dân sử dụng phương pháp canh tác cải tiến hệ thống canh tác lúa cải tiến (System of Rice Intenfisication – SRI), ba giảm ba tăng (3G3T) vừa mang lại hiệu kinh tế đồng thời làm giảm lượng phát thải KNK lĩnh vực Tài liệu tham khảo Lê Việt Bảo (2014), Tình hình sản xuất nông nghiệp địa bàn TPHCM 2011 - 2014, TPHCM Niêm giám thớng kê thành phố Hờ Chí Minh 2011, 2012, 2013 IPCC (2006), Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Vol4 Agriculture, Forestry and Other Land Use PGREENHOUSE GAS INVENTORY IN THE FIELD OF RICE CULTIVATION, LIVESTOCK AND AQUACULTURE IN HO CHI MINH CITY Bao Thanh, Le Anh Ngoc and Nguyen Van Tin Sub-Institude of Hydrometeorology and Climate Change Abstract: Climate change which is one of the biggest challenge of mankind is caused by greenhouse gas (GHG) resulted from human activities GHG is defined as the composition of the atmosphere, created by natural and human activities As a result of 2010 National GHG Inventory,two sectors emitting most GHG emissions are energy and agriculture In Ho Chi Minh City, although agricultural activities accounts for a small proportion and tends to decrease in areas, but also contribute a significant GHG emission Agricultural activities in HCM City including rice cultivation and livestock in districts: Can Gio, Nha Be, Binh Chanh, Hoc Mon and Cu Chi GHG inventory result in agriculture (2013) dedicated that the biggest GHG emission source was livestock (64.5%), the second was rice cultivation (31%) and aquaculture (4.5%) Keywords: Climate change, gas green house, agriculture 28 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 10 - 2015