Bài giảng quản lý tổng hợp chất thải rắn chủ đề 5 quản lý chất thải rắn và biến đổi khí hậu

Nguồn phát thải GHGs từ quản lý CTR• Phát thải GHG từ lĩnh vực chất thải waste sector chiếm~ 3% tổng phát thải nhân tạo:Share of different sectors in total anthropogenic GHG emissions in

Chủ đề 5

“Quản lý chất thải rắn và

biến đổi khí hậu”

Nội dung

1 Nguồn phát thải GHGs từ quản lý CTR

2 Ước tính phát thải GHGs từ xử lý CTR

3 Giảm phát thải GHGs trong quản lý CTR

4 Quản lý CTR trong bối cảnh BĐKH

GHGs: Greenhouse Gases – Các khí nhà kính

1 Nguồn phát thải GHGs từ quản lý CTR

• Phát thải GHG từ lĩnh vực chất thải (waste

sector) chiếm ~ 3% tổng phát thải nhân tạo:

Share of different sectors in total

anthropogenic GHG emissions in 2004

Greenhouse gas emissions, by source

sector, EU-28, 2012

https://ourworldindata.org/emissions-by-sector

1 Nguồn phát thải GHGs từ quản lý CTR (tt)

• Các GHG và nguồn phát sinh thường gặp:

Thu gom, vận chuyển CO2 Phương tiện thu gom, vận chuyển

Lưu trữ tạm thời CH4, CO2 Phân hủy chất thải hữu cơ

Tái chế (giấy, kim loại,…) CO Sử dụng năng lượng cho thiết bị máy móc

1 Nguồn phát thải GHGs từ quản lý CTR (tt)

• Hướng dẫn kiểm kê GHG của IPCC (2006) và Bản tinh chỉnh

2019 cho Hướng dẫn năm 2006 : chỉ tính đến phát thải ở hoạt động chôn lấp, đốt và ủ CTR.

• Cấu trúc phát thải GHG trong lĩnh vực chất thải (Waste

sector) theo IPCC gồm:

The 2019 Refinement does not revise the 2006 IPCC Guidelines, but updates, supplements and/or elaborates the 2006 IPCC Guidelines where gaps or out-of-date science have been

2019: bổ sung nhiệt phân, khí hóa, plasma

1 Nguồn phát thải GHGs từ quản lý CTR (tt)

1 Nguồn phát thải GHGs từ quản lý CTR (tt)

Phát thải GHG từ bãi chôn lấp

Chất hữu cơ VSV CH4 + CO2

Kỵ khí VSV Chất hữu cơ

• Xem phần đã học về bãi chôn lấp.

• Các yếu tố ảnh hưởng phát thải:

 thời gian làm việc của bãi

 thành phần và đặc điểm của chất thải chôn lấp

 thiết kế, cấu tạo và vận hành của bãi

 điều kiện khí hậu…

1 Nguồn phát thải GHGs từ quản lý CTR (tt)

Phát thải GHG từ ủ CTR

• Liên quan đến sự thiếu oxy trong quá trình ủ

• Các yếu tố ảnh hưởng phát thải:

 loại chất thải, thành phần chất thải,

Waste type and composition

• Wastes with a low C/N ratio and high water content have a great potential for generating GHG emissions both during the storage and the composting process In fact, wastes lacking

of nutrients, porosity and structure, or presenting low biodegradability can hamper the correct evolution of the process, increasing the GHG emission In order to minimize these emissions, optimal conditions for the initial mixture are required.

1 Nguồn phát thải GHG từ quản lý CTR (tt)

Phát thải GHG từ đốt CTR Từ khí hóa (gasification)

• Xem phần đốt CTR

• Các yếu tố ảnh hưởng phát thải:

 loại chất thải, thành phần chất thải,

 kỹ thuật đốt (hở, kín)

 thiết kế lò đốt

 kiểm soát quá trình đốt

 có không hệ thông xử lý khí thải…

2 Ước tính phát thải GHG từ xử lý CTR

• Có nhiều mô hình, phương pháp ước tính khác nhau,

ví dụ:

– 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories; The

2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories (áp dụng cho quy mô quốc gia)

– Landfill gas emission model (LandGEM) của US EPA (áp dụng cho bãi chôn lấp)

– Waste Reduction Model (WARM) của US EPA - dùng so sánh phát thải nền và các phương án quản lý CTR khác nhau.

• CO2 từ các quá trình sinh học (chôn lấp, ủ) không tính vào phát thải nhân tạo vì là carbon nguồn gốc sinh

học (biogenic source).

• Cần tập hợp đủ thông tin, dữ liệu về chất thải

2 Ước tính phát thải GHG từ xử lý CTR (tt)

Waste Reduction Model (WARM) http://www3.epa.gov/warm/index.html

• EPA’s Waste Reduction Model (WARM) is a tool for assessing the GHG emissions of

a baseline and an alternative waste management method for handling any of 32 materials and 8 mixed materials categories It was created to help solid waste

planners and organizations track and voluntarily report GHG emissions reductions from several different waste management practices WARM is publicly available both as a Web-based calculator and as a Microsoft Excel spreadsheet

WARM calculates and totals GHG emissions of baseline and alternative waste

management practices (i.e landfilling, incineration, source reduction, recycling, and composting) The model calculates emissions in metric tons of carbon

equivalent (MTCE), metric tons of carbon dioxide equivalent (MTCO2E), and

energy units (million BTU) across 40 material types commonly found in municipal solid waste (MSW) The emission factors represent the GHG emissions associated with managing 1 short ton of MSW in a specified manner GHG savings must be calculated by comparing the emissions associated with the alternative scenario with the emissions associated with the baseline scenario

Without the comparison, part of the emissions savings or cost will be excluded

2 Ước tính phát thải GHG từ xử lý CTR (tt)

lấp

• Dựa trên phương pháp chất hữu cơ

phân hủy tạo metan theo động học

• Các công thức tính:

2 Ước tính phát thải GHG từ xử lý CTR (tt)

Theo IPCC (2006, 2019 Refinement)

• Với BCL không thu hồi khí metan, điều kiện trong bãi

gần như hoàn toàn kỵ khí, lượng khí metan phát thải

bằng lượng khí metan sinh ra:

CH4E,T = (DDOCmd,T+ DDOCma,T-1) ( 1- e-k)  F  16/12 (1)

Trong đó:

CH4E,T: lượng khí CH4 phát thải trong năm T (tấn/năm);

DDOCmd,T: lượng DOC bị phân hủy được chôn lấp trong năm T

đặc điểm thành phần của CTR; giá trị mặc định đối với CTR không xác định được là 0,5);

MCF: hệ số hiệu chỉnh methane.

2 Ước tính phát thải GHG từ xử lý CTR (tt)

• DOC của CTR và hệ số k của quá trình

phân hủy CTR được tính từ DOC và k của từng thành phần (DOC i và k i ) và tỷ lệ của các thành phần (f i ) theo công thức 3 và 4.

(3) (4)

Các giá trị DOCi và ki của từng thành phần CTR được lấy từ các bảng tra của IPCC (2006)

(Bảng 3.1 trong 2019 Refinement đã được cập nhật thêm so với trong IPCC (2006)

2 Ước tính phát thải GHG từ xử lý CTR (tt)

Theo USEPA

2 Ước tính phát thải GHG từ xử lý CTR (tt)

2 Ước tính phát thải GHG từ xử lý CTR (tt)

2 Ước tính phát thải GHG từ xử lý CTR (tt)

(2) Ước tính phát thải CH4 và N2O từ quá trình ủ (IPCC 2006)

• Khối lượng CTR đem ủ

• Tra hệ số phát thải EF đối với CH 4 và

N 2 O

• Tính ra khối lượng phát thải

2 Ước tính phát thải GHG từ xử lý CTR (tt)

(3) Ước tính phát thải từ các quá trình xử lý nhiệt (IPCC 2006, 2019)

* CO2 từ đốt CTR

3 Giảm phát thải khí nhà kính trong quản lý CTR

• Ước tính phát thải CH 4

3 Giảm phát thải khí nhà kính trong quản lý CTR

• Ước tính phát thải N 2 O

3 Giảm phát thải khí nhà kính trong quản lý CTR

Các giải pháp chủ yếu:

• Thu hồi khí metan từ bãi chôn lấp

• Tăng cường ủ CTR hữu cơ

• Tái chế CTR

• Đốt CTR có thu hồi năng lượng

•

•

3 Giảm phát thải khí nhà kính trong quản lý CTR (tt)

Giảm phát thải GHG thông qua tái chế CTR

• Tái chế  tiết kiệm năng lượng  giảm phát thải GHG

• Ví dụ: tái chế 1 tấn nhôm và thép sẽ tiết kiệm được tương

đương 37 và 2,7 thùng dầu Ngược lại, khi đốt các vật liệu này

sẽ hấp thu nhiệt và làm giảm năng lượng thực sinh ra

• For example, recycling in the UK is already saving around

10-15 million tonnes of CO2 equivalent per year (WRAP 2006) Table 4 provides estimates on energy savings from waste

recycling and the net GHG flux (which refers to the net

amount of GHG saved in an activity factoring the related

emissions, absorptions, and offsets) saving from avoided

landfilling.

3 Giảm phát thải khí nhà kính trong quản lý CTR (tt)

3 Giảm phát thải khí nhà kính trong quản lý CTR (tt)

Composting và chôn lấp – PP nào ít phát thải?

• Composting organic material reduces GHG emissions

compared to landfilling with energy recovery systems

According to the most conservative estimates, which fail to account for many (if not most) GHG-reducing benefits of

composting, California could reduce its GHG emissions by one million MTCO2e by composting just 30% of the foodwaste that is currently disposed This is equivalent to the carbon

sequestered by 26 million tree seedlings grown for 10 years

Xem ví dụ:

1 Waste management options to control greenhouse gas emissions –

Landfill, compost or incineration?

2 ĐÁNH GIÁ GIẢM PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH CỦA PHƯƠNG PHÁP Ủ SO VỚI CHÔN

3 Giảm phát thải khí nhà kính trong quản lý CTR (tt)

4 Quản lý CTR trong bối cảnh BĐKH

• BĐKH gây trở ngại cho quản lý CTR:

– ngập lụt, nước biển dâng, thời tiết cực đoan →

cản trở thu gom, vận chuyến

– nhiệt độ tăng → gây phân hủy nhanh CTR chưa

thu gom tạo mùi hôi, …

• Trong tổng thể các giải pháp ứng phó BĐKH

cần phải có giải pháp cho QL CTR

• Kế hoạch thích ứng quản lý CTR với BĐKH.

4 Quản lý CTR trong bối cảnh BĐKH (tt)

• Ví dụ: thích ứng quản lý

CTR với điều kiện hay bị

ngập

• Ví dụ: công cụ đánh giá tính dễ tổn thương của QLCTR trong điều kiện ngập lụt