Luận văn thạc sĩ Quản lý môi trường: Nghiên cứu đề xuất quy hoạch năng lượng sinh học tại tỉnh An Giang đến năm 2020

Hiện trạng phát triển các nguồn năng lượng tái tạo của tỉnh an giang ……50 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP VÀ DỮ LIỆU DỮ LIỆU DỰ BÁO NGUỒN NĂNG LƯỢNG SINH HỌC TỈNH AN GIANG 3.1.. Với thế m

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG TP.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

Lời cảm ơn

-

Trước hết, tơi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến PGS TS Nguyễn Thị Vân Hà là giáo viên hướng dẫn trực tiếp trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp của mình Cơ đã tận tình chỉ bảo và cho tơi những lời khuyên hữu ích Cơ luơn bên cạnh động viên, tiếp sức cho tơi mỗi khi tơi gặp khĩ khăn Cơ đã hướng dẫn tơi phương pháp tiếp cận vấn đề nghiên cứu và cách thức để đạt những mục tiêu đã đề ra Với tơi, Cơ là giáo viên đáng kính, luơn nhiệt tình với học trị nhưng Cơ cũng vơ cùng nghiêm khắc với những sai sĩt mà tơi gặp phải

Qua đây, tơi cũng xin cám ơn sự hỗ trợ từ TS Phạm Thị Mai Thảo Dù rất bận với cơng việc nhưng chị đã luơn dành thời gian cho tơi Những ý kiến đĩng gĩp của chị giúp tơi nhận ra những điểm thiếu sĩt, những điểm cịn hạn chế để tơi cĩ thể hồn thiện luận văn này

Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn đến trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, các đồng nghiệp nơi tơi đang cơng tác đã tạo điều kiện để tơi cĩ thể hồn thành chương trình học Tơi cũng vơ cùng cảm động trước những tình cảm, động viên từ phía gia đình, bạn bè, những sinh viên đã sát cánh cùng tơi trong thời gian qua

Học viên thực hiện

Nguyễn Hà Trang

TÓM TẮT

An Giang là một tỉnh năng động của khu vực đồng bằng sông Cửu Long, lại đang phải đối đầu với nhiều vấn đề gây ra do phát triển kinh tế, đặc biệt là ô nhiễm môi trường do chưa tận dụng các sản phẩm phụ trong nông nghiệp và rác sinh hoạt Ngoài ra, nhu cầu sử dụng năng lượng hóa thạch đã và đang gia tăng không ngừng, làm nghiêm trọng hơn các tác động nóng lên toàn cầu Năng lượng sinh học sản xuất từ các nguồn sinh khối được xem như là một nguồn năng lượng xanh, thân thiện môi trường và sinh lợi nhuận Tỉnh An Giang có nguồn sinh khối dồi dào và đa dạng có thể sử dụng để sản xuất năng lượng sinh học Nghiên cứu này ước tính các nguồn năng lượng sinh học tiềm năng và viễn cảnh phát triển của chúng ở An Giang đến năm 2020 Tổng năng lượng sinh học tiềm năng ở An Giang khoảng 6 triệu MWh (năm 2015) và dự báo tới năm 2020 sẽ đạt 7 triệu MWh, đáp ứng 35% và 22% tổng nhu cầu năng lượng ở Tỉnh Kịch bản mục tiêu và khả thi (S0) có thể cung cấp 300 ngàn MWh, chiếm 13% tổng nhu cầu sử dụng điện trên toàn tỉnh, trong đó, năng lượng từ trấu chiếm ưu thế, hơn 80 % của tổng năng lượng sinh học

ABSTRACT

An Giang is an active province in Mekong Delta but facing many problems resulted from economic growth, especially, environmental pollution due to unused agricultural residues and municipal waste On the other hand, demands for fossil energy have increased incessantly day by day which may cause raising global warming seriously Bio-energy generated from biomass is considered as green, environment friendly and profitable energy An Giang Province has surplus and available biomass which can be used for bio-energy generation The study estimates potential sources of bio-energy and its development scenarios for An Giang Province until 2020 Total amount of potential bio-energy is about 6 million MWh (in 2015) and 7 million MWh (in 2020) The profitable and targeted scenario in 2015 brought maximium electrical energy of 300 thousand MWh, which supplies bout 13% of total electricity demand in the province, of which, rice-husk energy is main supply source, more than 80% of bio-energy

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ

-

Tôi tên là NGUYỄN HÀ TRANG, là học viên cao học chuyên ngành Quản Lý Môi Trường khóa 2010, mã số học viên 10260591 Tôi xin cam đoan: luận văn tốt nghiệp cao học này là công trình nghiên cứu khoa học thực sự của bản thân tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS TS NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

Các hình ảnh, số liệu và thông tin tham khảo trong luận văn này được thu thập từ những nguồn đáng tin cậy, đã qua kiểm chứng, được công bố rộng rãi và đã được tôi trích dẫn nguồn gốc rõ ràng ở phần Tài liệu tham khảo Các bản đồ, đồ thị, số liệu tính toán và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là do tôi thực hiện một cách nghiêm túc, trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác

Tôi xin được lấy danh dự và uy tín của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoan này

TP.Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 07 năm 2012

Tác giả

1.1.1 Định nghĩa năng lượng sinh học ………9

1.1.2 Vai trò của năng lượng sinh học ……….9

1.1.3 Khái niệm sinh khối ………10

1.1.4 Nguồn gốc sinh khối ………11

1.1.5 Con đường chuyển hóa thành năng lượng từ sinh khối ……….13

1.1.6 Quan hệ giữa phát triển năng lượng, an ninh lương thực ………13

và bảo vệ tài nguyên nước 1.2 Phương pháp thực hiện quy hoạch năng lượng ………14

1.2.1 Khái niệm về quy hoạch và quy hoạch năng lượng ………14

1.2.2 Tiêu chí đánh giá quy hoạch năng lượng ………14

1.2.2.6 Tính kế thừa ………16

1.2.2.7 Tính thống nhất ………16

1.2.3 Nội dung cơ bản của quy hoạch ……… ………16

1.2.4 Quy trình thực hiện quy hoạch … ………16

1.2.5 Công cụ hỗ trợ thực hiện quy hoạch ………20

1.2.5.1 Hệ thống thông tin địa lý – GIS ………20

1.2.5.2 Mô hình LANDGEM ……….………20

1.3 Các nghiên cứu điển hình ………23

1.3.1 K – BEFS ……23

1.3.1.1 BEFS tại Thái Lan ………….………26

1.3.1.2 BEFS tại Tanzania ……….27

1.3.2 Kế hoạch hành động năng lượng sinh học Ireland ………27

1.3.3 Quy hoạch năng lượng sinh học tây nam Ireland …….……….28

giai đoạn 2009 – 2020 1.3.4 Đề tài “nghiên cứu đánh giá tiềm năng và phương án công nghệ … ……….29

sử dụng năng lượng sinh khối các phụ phẩm nông nghiệp ở tỉnh hải dương” CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 2.1 Vị trí địa lý ………31

2.2 Điều kiện tự nhiên ……….32

2.2.3.3 Tài nguyên sinh học ……….35

2.3 Điều kiện xã hội …… ……….38

2.3.1 Dân số ……….38

2.3.2 Điều kiện kinh tế ………38

2.3.2.1 Tăng trưởng kinh tế ……….39

2.3.2.2 Cơ cấu phân vùng kinh tế ………39

2.4 Hiện trạng sản xuất biogas tỉnh an giang ……… ………40

2.4.1 Hiện trạng ngành chăn nuôi ……….40

2.4.1.1 Chăn nuôi heo ……… 41

2.4.1.2 Chăn nuôi trâu …….………41

2.4.1.3 Chăn nuôi bò ……… 41

2.4.2 Hiện trạng xây dựng hầm chứa biogas tại an giang ……… 42

2.5 Hiện trạng phát thải vỏ trấu, rơm rạ ……… ……… 43

2.6 Hiện trạng quản lý chất thải rắn và bùn thải tại an giang ……… 45

2.7 Hiện trạng nuôi cá tra, ba sa ………46

2.8 Hiện trạng tiêu thụ và sản xuất điện năng tại an giang ……… 48

2.8.1 Hiện trạng tiêu thụ điện năng ………48

2.8.2 Hiện trạng sản xuất điện năng ……….49

2.9 Hiện trạng phát triển các nguồn năng lượng tái tạo của tỉnh an giang ……50

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP VÀ DỮ LIỆU DỮ LIỆU DỰ BÁO NGUỒN NĂNG LƯỢNG SINH HỌC TỈNH AN GIANG 3.1 Phương pháp luận ………54

3.2 Phương pháp tính toán lượng sinh khối (biomass) ………56

3.2.1 Lượng phân gia súc hằng năm ……….56

3.2.2 Lượng trấu hằng năm ……… 57

3.2.3 Lượng thân, lá ngô hằng năm (ở dạng khô) ………57

3.2.4 Lượng mỡ cá basa, cá tra hằng năm ………57

3.2.5 Lượng rác thải có khả năng phân hủy sinh học ………57

3.2.6 Phương pháp dự báo số lượng cá thể ………58

3.3 Lựa chọn số liệu tính toán lượng sinh khối (biomass) ………58

3.3.1 Đối với heo ……….58

3.3.1.1 Hệ số phát thải phân heo và số ngày sống ………58

3.3.1.2 Số lượng heo tại tỉnh an giang ………60

3.3.2 Đối với bò ……… 62

3.3.2.1 Hệ số phát thải phân bò ……… 62

3.3.2.2 Số lượng bò tại tỉnh an giang ………62

3.3.3 Đối với trâu ………64

3.3.3.1 Hệ số phát thải phân trâu ……… 64

3.3.3.2 Số lượng trâu tại tỉnh an giang ………64

3.3.4 Đối với trấu ………65

3.3.4.1 Tỷ lệ khối lượng trấu so với khối lượng hạt thóc ………65

3.3.4.2 Sản lượng lúa sau thu hoạch ………66

3.3.5 Đối với thân lá ngô (ở dạng khô) ………68

3.3.5.1 Diện tích trồng ngô ……….68

3.3.5.2 Khối lượng thân, lá ngô thu được trong một đơn vị diện tích ……….70

3.3.6 Đối với mỡ cá basa, cá tra ………71

3.3.6.1 Sản lượng cá basa, cá tra ……….71

3.3.6.2 Tỷ lệ (%) lượng mỡ cá trên khối lượng cá ba sa, cá tra …….………72

3.3.7 Đối với rác thải có khả năng phân hủy sinh học ……… 72

3.3.7.1 Dân số tỉnh an giang ………72

3.3.7.2 Hệ số phát sinh rác thải ……….………75

3.3.7.3 Hệ số thu gom ……….76

3.3.7.4 Tỷ lệ rác có thể phân hủy sinh học ……… 78

3.4 Phương pháp và lựa chọn số liệu tính năng lượng sinh học tiềm năng …… 79

3.4.1 Đối với hầm biogas ……… ……….………79

3.4.1.1 Hệ số sinh khí ……… ……….……… 79

3.4.1.2 Nhiệt trị khí sinh học ……… ……….………80

3.4.2 Đối với vỏ trấu ……… ……….………81

3.4.3 Đối với thân, lá ngô ……… ……….………82

3.4.4 Đối với cá basa, cá tra ……… ……….………83

3.4.5 Bùn thải ……… ……….………84

3.4.6 Đối với khí sinh học từ bãi rác ……… ……….………84

3.4.6.1 Phương pháp tính lượng khí sinh ra hằng năm … ……….………84

3.4.6.2 Số liệu đầu vào của mô hình ……… ……….………….85

3.5 Tiềm năng nhu cầu sử dụng năng lượng tại tỉnh đến năm 2020 .………….87

3.5.1 Nhu cầu sử dụng xăng dầu ……….………….………87

3.5.2 Nhu cầu sử dụng điện ……….………….……….89

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG QUY HOẠCH NĂNG LƯỢNG SINH HỌC ĐẾN NĂM 2020 4.1 Cơ sở đề xuất quy hoạch ……….………….………91

4.1.1 Cơ sở pháp lý ……….………….……… 91

4.1.4.1 Văn bản luật ……….………….……….91

4.1.4.2 Văn bản dưới luật ……….………….……… 91

4.1.2 Cơ sở khoa học ……….………….……….93

4.2 Tiềm năng năng lượng sinh học theo lý thuyết ….……….94

4.2.1 Tiềm năng nguồn nguyên liệu ………….………94

4.2.1.1 Chất thải chăn nuôi gia súc …….………98

4.2.1.2 Lượng mỡ cá tra, cá basa …….……….99

4.2.1.3 Khối lượng trấu …….……… 100

4.2.1.4 Sinh khối từ cây ngô …….……… 100

4.2.1.5 Khí sinh học từ bãi rác …….……… 100

4.2.2 Dự báo tiềm năng năng lượng sinh học …….……….101

4.3 Dự báo nhu cầu sử dụng năng lượng ở An Giang đến năm 2020 ………….108

4.4 Kịch bản quy hoạch năng lượng sinh học đến 2020 ………109

4.4.1 Kịch bản quy hoạch đến năm 2015 …….……….109

4.4.2 Kịch bản quy hoạch đến năm 2020 …….……….123

4.5 Chương trình, kế hoạch hành động …….……….124

4.6 Đánh giá quy hoạch …….………128

4.6.1 Tính pháp lý …….………128

4.6.2 Tính khả thi …….………128

4.7.2 Lợi ích môi trường ………131

CHƯƠNG 5: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THỰC HIỆN QUY HOẠCH 5.1 Phân tích chính sách ………133

5.1.1 Chính sách khuyến khích năng lượng tái tạo, năng lượng sinh khối …… 133

5.2.4 Giải pháp cơ chế quản lý ………139

5.2.5 Giải pháp giáo dục, tuyên truyền ………140

5.2.6 Giải pháp công nghệ, kỹ thuật ……… 141

5.2.6.1 Công nghệ hầm biogas ………141

5.2.6.2 Công nghệ sản xuất củi trấu, trấu viên ………141

5.2.6.3 Công nghệ lò đốt điện trấu tầng sôi ……… 141

5.3 Tổ chức thực hiện ……… 142

5.3.1 Quy định nội dung trình tự, thủ tục lập và thẩm định quy hoạch …………142

năng lượng sinh học 5.3.2 Phân công nhiệm vụ, trách nhiệm của các đơn vị ………144

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ……….151

PHỤ LỤC ……… xxi

Phụ lục 1 ……… ……… xxii

Phụ lục 2 ….……… xxi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Hiện trạng ngành chăn nuôi ở An Giang ……….40

Bảng 2.2: Diện tích trồng lúa tỉnh An Giang trong các năm ……… 44

Bảng 2.3: Tình hình thu gom chất thải rắn trên địa bàn ……… 45

tỉnh An Giang (tính đến 11/2007) Bảng 2.4: Tình hình tiêu thụ điện thương phẩm của tỉnh An Giang ………48

giai đoạn 2005-2010 Bảng 3.1: Tổng hợp số liệu về hệ số phát thải phân heo ………58

Bảng 3.2: Tổng hợp các thông số để tính lượng phân thải của heo thịt ……….60

Bảng 3.3: Số lượng heo nái và thịt ở tỉnh An Giang từ năm 2010 ……….60

Bảng 3.4: Chỉ tiêu phát triển đàn heo tỉnh An Giang đến năm 2015 ……….61

Bảng 3.5: Kết quả dự báo số lượng heo ở tỉnh An Giang đến năm 2020 ………… 61

Bảng 3.6: Tổng hợp số liệu về hệ số phát thải phân bò ……… 62

Bảng 3.7: Chỉ tiêu phát triển đàn bò tỉnh An Giang đến năm 2015 ………62

Bảng 3.8: Kết quả dự báo số lượng bò ở tỉnh An Giang đến năm 2020 ……….63

Bảng 3.9: Tổng hợp số liệu về hệ số phát thải phân trâu ………64

Bảng 3.10: Chỉ tiêu phát triển đàn trâu tỉnh An Giang đến năm 2015 ……….64

Bảng 3.11: Kết quả dự báo số lượng trâu ở tỉnh An Giang đến năm 2020 ………….65

Bảng 3.12: Tổng hợp số liệu về tỷ lệ khối lượng trấu so với khối lượng hạt thóc …65 Bảng 3.13: Diện tích lúa ở tỉnh An Giang đến năm 2010 ……….66

Bảng 3.14: Đánh giá hàm biểu diễn diện tích trồng lúa theo đơn vị hành chính ……67

Bảng 3.15: Dự báo diện tích lúa ở tỉnh An Giang đến năm 2015, 2020 ……… 68

Bảng 3.16: Diện tích trồng ngô của tỉnh An Giang đến năm 2010 ……… 68

Bảng 3.17: Đánh giá hàm biểu diễn diện tích trồng ngô theo đơn vị hành chính ……69

Bảng 3.18: Diện tích trồng ngô của tỉnh An Giang năm 2015, 2020 ……… 70

Bảng 3.19: Tổng hợp số liệu khối lượng thân, lá ngô thu trên một đơn vị diện tích …70 Bảng 3.20: Sản lượng cá basa, cá tra của tỉnh An Giang năm 2010……….71

Bảng 3.21: Sản lượng cá basa, cá tra của tỉnh An Giang năm 2015, 2020 ………… 71 Bảng 3.22: Tổng hợp số liệu về tỷ lệ (%) lượng mỡ cá ba sa, cá tra ……… 72

trên khối lượng cá Bảng 3.23: Hiện trạng dân số của tỉnh An Giang năm 2010 ……… 72 Bảng 3.24: Tốc độ gia tăng dân số hằng năm theo đơn vị hành chính ………74

trong giai đoạn 2000 – 2010 Bảng 3.25: Kết quả dự báo dân số của tỉnh An Giang năm 2015, 2020 ……….74 Bảng 3.26: Tổng hợp số liệu về hệ số phát sinh rác thải ……….75 Bảng 3.27: Hệ số phát thải rác sinh hoạt tại các đơn vị hành chính ……… 75

của tỉnh đến 2020 Bảng 3.28: Thống kê năng lực thu gom – vận chuyển – xử lý chất thải rắn ……… 76

của các địa phương trong tỉnh An Giang (hiện trạng 2008) Bảng 3.29: Tổng hợp số liệu tính toán tỷ lệ thu gom rác sinh hoạt ……… 77

tại ba huyện (Tri Tôn, Tịnh Biên, Tân Châu) năm 2008 Bảng 3.30: Tổng hợp kết quả tính tỷ lệ thu gom rác sinh hoạt tại ………78

các đơn vị hành chính Bảng 3.31: Dự báo thành phần chất thải rắn sinh hoạt tại các đô thị ……… 78

trên địa bàn tỉnh An Giang vào năm 2020 Bảng 3.32: Tổng hợp số liệu về hệ số sinh khí sinh học của một số loại chất thải … 79 Bảng 3.33: Thành phần khí sinh học ……….81 Bảng 3.34: Tổng hợp số liệu về nhiệt trị của vỏ trấu ………81 Bảng 3.35: Tổng hợp số liệu về sinh khối và năng lượng của ………82

các bộ phận cây ngô Bảng 3.36: Thành phần và hàm lượng axit béo trong mỡ cá basa ……….83 Bảng 3.37: Giá trị tốc độ phát thải metan (k) (Tier 1) ……….86 Bảng 3.38: Hiện trạng tiêu dùng xăng dầu của tỉnh An Giang năm 2010 ………… 88 Bảng 3.39: Nhu cầu năng lượng từ xăng dầu tại An Giang ……….89 năm 2010, 2015, 2020

Bảng 3.40: Nhu cầu sử dụng điện của tỉnh An Giang qua các năm ………89 Bảng 4.1: Kết quả tính toán các dạng sinh khối cho từng đơn vị hành chính ……94

Bảng 4.2: Kết quả tính toán các dạng năng lượng cho từng đơn vị hành chính ….103 Bảng 4.3: Nhu cầu năng lượng tại An Giang qua các giai đoạn (MWh) ………….109 Bảng 4.4: Kết quả năng lượng thương phẩm dự kiến của kịch bản S0 ……….112 Bảng 4.5: Kết quả nguyên liệu dự kiến của kịch bản S0 ……….…114

Bảng 4.6: Bảng kết quả năng lượng thương phẩm và nguồn nguyên liệu …….…115

cần có theo từng phương án sử dụng cho kịch bản S0 Bảng 4.7: Kết quả năng lượng thương phẩm dự kiến của kịch bản S1 …….…….120 Bảng 4.8: Kết quả nguyên liệu dự kiến của kịch bản S1 …….……….121 Bảng 4.9: Bảng kết quả năng lượng thương phẩm và nguồn nguyên liệu ……….122

cần theo từng phương án cho kịch bản S1 Bảng 4.10: Kế hoạch hành động đến năm 2020 ……….124

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Quy trình lập quy hoạch ………18

Hình 1.2: Giao diện giới thiệu mô hình LandGEM ………21

Hình 1.3: Sơ đồ khung phân tích và công cụ BEFS ………25

Hình 1.4: Sơ đồ khung phân tích BEFS áp dụng tại Thái Lan ……… 26

Hình 1.5: Sơ đồ cấu trúc BEFS tại Tanzania ……….27

Hình 2.1: Vị trí địa lý tỉnh An Giang ………31

Hình 3.1: Sơ đồ phương pháp luận ……….55

Hình 4.1: Khối lượng phân gia súc của toàn tỉnh trong các năm ……….……….96

Hình 4.2: Tỷ lệ % khối lượng phân heo của các đơn vị hành chính ……….……….96

theo thời gian Hình 4.3: Tỷ lệ % khối lượng phân trâu của các đơn vị hành chính …….……….96

theo thời gian Hình 4.4: Tỷ lệ % khối lượng phân bò của các đơn vị hành chính ……….97

theo thời gian Hình 4.5: Tỷ lệ % khối lượng mỡ cá của các đơn vị hành chính …….…….…….97

theo thời gian Hình 4.6: Tỷ lệ % khối lượng trấu của các đơn vị hành chính …….……….97

theo thời gian Hình 4.7: Tỷ lệ % sinh khối ngô của các đơn vị hành chính ……… ….……….98

theo thời gian Hình 4.8: Tỷ lệ % khối lượng rác thải sinh hoạt của các đơn vị hành chính …….98

theo thời gian Hình 4.9: Dự báo các dạng năng lượng sinh học tại An Giang qua các năm ……101

Hình 4.10:Bản đồ phân vùng năng lượng sinh học tỉnh An Giang năm 2010 ………105

Hình 4.11:Bản đồ phân vùng năng lượng sinh học tỉnh An Giang năm 2015 ………106

Hình 4.12:Bản đồ phân vùng năng lượng sinh học tỉnh An Giang năm 2020 …… 107

Hình 4.13:Đồ thị biểu diễn nhu cầu sử dụng năng lượng tại An Giang ……….108

theo thời gian Hình 4.14: Sơ đồ kịch bản S0 ……….111 Hình 4.15: Sơ đồ kịch bản S1 ……… 119

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

AFA: Association Fisheries An Giang - Hiệp hội Thủy sản An Giang ADB: The Asian Development Bank - Ngân hàng Phát triển Châu Á BEFS: Bioenergy and Food Security -

CTR: C ấ ả rắ CTRSH: Chất thải rắn sinh hoạt CDM: Clean Development Mechanism – C ế phát triển sạch ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long

EU: European Union - L ê m á ớ C Â FAO: Food and Agriculture Organization - Tổ chứ Nô L ê H p Quốc GIS: Geographic Information System - Hệ thố ô Đại lý

GDP: Gross Domestic Product - Tổng sản phẩm ro ớc MAP: Mean Annual Precipitation - L m r bì ằ m NLSH: N ng sinh h c

NLTT: N ng tái tạo NSNN: Ngân á ớ ODA: Official Development Assistant - Viện tr phát triển chính thức PET: Potential Evapotranspiration - L ng bố ềm

QHMT: Quy hoạ Mô r ờng REPP: Renewable Energy Policy Project SEAI: Substainable Energy Authority of Ireland UBND: Ủy Ban Nhân Dân

UBMTTQ: Ủy Ban Mặt Trận Tổ Quốc VSRE: Vietnam - Sweden Rural Energy - C rì T ấn cho Việt Nam - Thụy

Đ ể ng nông thôn

VACB: V ờn - Ao - Chuồng – Biogas WHO: World Health Organization – Tổ chức y tế Thế giới

MỞ ĐẦU

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

An Giang là một tỉnh năng động của khu vực đồng bằng sông Cửu Long Trong quá trình phát triển kinh tế, An Giang phải đối đầu với nhiều thách thức và khó khăn Một trong số đó, đặc biệt là sự ô nhiễm môi trường do chất thải từ những hoạt động sản xuất nông nghiệp, sinh hoạt của người dân Điều này đã tác động không nhỏ đến môi trường sống

Ngoài ra, sức ép nhu cầu sử dụng năng lượng hóa thạch cho các hoạt động lại gia tăng không ngừng Chính vì vậy, Việt Nam nói chung và An Giang nói riêng đều nỗ lực tiến hành quy hoạch và quản lý hợp lý nguồn năng lượng, đặc biệt là năng lượng có thể tái tạo để chủ động hơn trong các hoạt động sản xuất và sinh hoạt

Với thế mạnh về nông nghiệp, An Giang có nguồn sinh khối dồi dào và đa dạng, đặc biệt là phế phẩm nông nghiệp như: trấu, sinh khối cây ngô, chất thải chăn

nuôi, Với tất cả các lý do trên, đề tài: “Nghiên cứu đề xuất quy hoạch năng

lượng inh h c nh n i ng đến năm 2020 đã được tiến hành nghiên cứu Đề

tài là cầu nối giữa hai vấn đề, nhằm tận dụng nguồn chất thải một cách hiệu quả để chuyển đổi thành các dạng năng lượng thân thiện với môi trường Để đạt được mục tiêu đã đề ra, đề tài cần thực hiện đánh giá hiện trạng cung cấp các nguồn năng lượng sinh học cũng như nhu cầu sử dụng năng lượng ở tỉnh An Giang thông qua những số liệu điều tra Trên cơ sở đó, thể hiện tiềm năng năng lượng sinh học ở An Giang trực quan hơn ằng công cụ GIS, lập bản đồ phân vùng tiềm năng năng lượng sinh học

2 MỤC TIÊU

2.1 Mục tiêu chung

Mục tiêu của đề tài là đưa ra những đánh giá về tiềm năng cung cấp năng lượng sinh học và đề xuất những giải pháp, kế hoạch hành động nhằm định hướng khuyến khích khai thác, sản xuất và sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng sinh học

Đề tài là một ước cụ thể hóa "Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2025" theo quyết định số 1855/QĐ-TTg năm 2010, khuyến khích nghiên cứu và sử dụng năng lượng sinh học nhằm bảo vệ môi trường, hạn chế các tác động của biến đổi khí hậu đến Đồng bằng sông Cửu Long nói chung và An Giang nói riêng

2.2 Mục tiêu cụ thể

Đưa ra kết quả có cơ sở khoa học về tiềm năng cung cấp năng lượng sinh học, nhu cầu sử dụng năng lượng của An Giang trong tương lai để các nhà ra quyết định lựa chọn phương án phát triển hợp lý

Đề xuất các biện pháp thực hiện quy hoạch và khai thác sử dụng thành công nguồn sinh khối trong tỉnh

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Đề tài chỉ giới hạn tập trung nghiên cứu và đề xuất quy hoạch nguồn năng lượng sinh học trên địa bàn tỉnh An Giang đến năm 2020, nội dung nghiên cứu bao gồm các vấn đề sau:

 Xây dựng phương pháp và dữ liệu tính toán tiềm năng nguồn năng lượng sinh học tại An Giang đến năm 2020

 Lập bản đồ phân vùng tiềm năng nguồn sinh khối

 Xác định nhu cầu sử dụng năng lượng theo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội

 Đề xuất quy hoạch khai thác và sử dụng năng lượng sinh học

 Đề xuất các giải pháp thực thi quy hoạch

 Đánh giá các lợi ích môi trường, kinh tế - ã hội khi thực hiện quy hoạch

4 Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

4.1 Tính cấp thiết

Tốc độ phát triển kinh tế - xã hội tại khu vực Đồng Bằng sông Cửu Long nói chung, tỉnh An Giang nói riêng rất nhanh, một trong những thành phần quyết định cho sự phát triển đó là nguồn năng lượng Một thực trạng thường thấy là hầu hết các tỉnh, thành phố đều xây dựng quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội định hướng cho tương lai, nhưng lại bỏ qua công tác xây dựng quy hoạch năng lượng để đảm bảo

nguồn năng lượng cung cấp cho các hoạt động trên địa bàn trong mọi thời điểm Điều này đã gây ra sự quá tải về điện trong những giờ cao điểm, mùa khô; lượng cung nhỏ hơn lượng cầu dẫn tới hiện tượng giá ăng dầu ngày càng tăng; tạo áp lực lên quá trình khai thác nguồn năng lượng hóa thạch trong khi lại bỏ qua cơ hội khai thác những nguồn năng lượng khác ngoài hóa thạch Việc khai thác và sử dụng quá mức nguồn năng lượng hóa thạch sẽ tác động xấu đến môi trường, làm phá vỡ cân bằng sinh thái, mất cảnh quan, góp phần lớn vào nguyên nhân dẫn đến hiện tượng biến đổi khí hậu Theo hiệp hội bảo tồn tự nhiên quốc tế (IUCN), Đồng bằng sông Cửu Long là một trong những khu vực bị tác động bởi biến đổi khí hậu nhiều nhất Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu đề xuất quy hoạch năng lượng sinh học tại Tỉnh An Giang đến năm 2020 được thực hiện để góp phần giải quyết những vấn đề trên

4.2 Ý nghĩ kho h c

Góp phần vào nghiên cứu trong lĩnh vực sản xuất năng lượng tại Việt Nam nói chung và khu vực tỉnh An Giang nói riêng; giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường do chất thải nông nghiệp

Sử dụng các phương pháp để điều tra, xử lý số liệu một cách khoa học và có độ tin cậy Trên cơ sở đó có thể đánh giá tiềm năng, dự báo khả năng cung cấp năng lượng sinh học đến năm 2020 tại tỉnh An Giang Đề tài đưa ra những luận chứng định hướng sử dụng năng lượng sinh học thay thế dần nguồn năng lượng hóa thạch là hợp lý về mặt kinh tế và môi trường

4.3 Ý nghĩ thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là tiền đề để phát triển tiến hành xây dựng quy hoạch năng lượng tái tạo trên địa bàn Tỉnh An Giang Đề tài sẽ cung cấp phương pháp luận về quy hoạch năng lượng phù hợp với đặc thù của địa phương như An Giang Đề tài cung cấp những thông tin cần thiết để hỗ trợ nhà quản lý của Tỉnh An Giang triển khai thực hiện thành công bản quy hoạch này vào thực tế

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

5.1 Phương pháp chuyên gi

Đề tài sử dụng phương pháp tham khảo ý kiến đánh giá, tư vấn của các chuyên gia trong lĩnh vực môi trường, năng lượng, nông nghiệp và các nhà quản lý Nội dung tham khảo chuyên gia bao gồm: hệ số phát thải phân của gia súc, phương thức sử dụng trấu tại địa phương, tình hình sản xuất biodiesel tại đồng bằng sông Cửu Long, hiệu suất sản xuất biodiesel từ mỡ cá, tình hình chăn nuôi…

Kế hoạch phỏng vấn các chuyên gia:

Tên chuyên gia Cơ quan công tác Nội dung phỏng vấn

TS Phạm Thị Mai Thảo ĐH Tài Nguyên và

Môi Trường TP.HCM

- Hiện trạng phương thức sử dụng trấu tại An Giang - Hiệu suất các công nghệ

điện trấu Giảng viên

Nguyễn Thị Kim Loan

Trại thực nghiệm chăn nuôi heo – ĐH Nông Lâm TP.HCM

- Hệ số phát thải của heo

Thạc sĩ Dương Thị Giáng Hương

Nhóm nghiên cứu của PGS TS Nguyễn Thị

Phương Thoa

Phòng thí nghiệm biodiesel tại ĐH Tự

Nhiên TP.HCM

- Hiệu suất sản xuất biodiesel từ mỡ cá basa

- Công nghệ sản xuất biodiesel từ mỡ cá - Tình hình sản xuất biodiesel

tại các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long

Ông Mai Hoàng Việt Chi cục trưởng Chi

gia trong lĩnh vực nghiên cứu có thể giúp tác giả ác định các khó khăn sẽ xuất hiện trong quá trình thực hiện đề tài dễ dàng hơn

5.2 Phương pháp tổng quan tài liệu

Kết quả sau khi thực hiện bằng phương pháp này là nội dung Chương 2 của đề tài Những yêu cầu của phương pháp: thông tin thu thập phải đặc trưng cho lĩnh vực nghiên cứu, có độ chính xác cao, có nguồn gốc rõ ràng, có tính cập nhật tốt Tác giả cần lựa chọn, sắp xếp thông tin hợp lý, khoa học để phục vụ tốt nhất mục đích thể hiện sự hiểu biết của mình Đồng thời, tác giả cần so sánh, nhận xét sự khác nhau hay tính mới trong các đề tài nghiên cứu trước đó

Những tài liệu cần tham khảo bao gồm: các nghiên cứu đã thực hiện trong và ngoài nước về quy hoạch năng lượng sinh học; công nghệ sản xuất điện trấu; kỹ thuật hầm ủ iogas; các văn ản pháp luật; các quy hoạch về chăn nuôi, thủy sản; các mô hình đã thực hiện trong và ngoài nước; cách thức sử dụng mô hình LandGEM, cách sử dụng phần mềm ArcGIS; số liệu thống kê diện tích trồng lúa, ngô, dân số qua các năm…

Nguồn tham khảo có thể từ: giáo trình, sách, các bài báo khoa học, các công trình đã được nghiên cứu trước đó có liên quan đến vấn đề nghiên cứu, nguồn số liệu thống kê của các cơ quan quản lý…

5.3 Phương pháp phỏng vấn

Đối tượng được phỏng vấn là các hộ gia đình chăn nuôi, và các nhà ay át tại các huyện Chợ Mới, Thoại Sơn Số hộ được phỏng vấn là 10 Nội dung phỏng vấn bao gồm sản lượng trấu thu được trên 1 tấn thóc, tình hình chăn nuôi tại các hộ chăn nuôi Phương pháp này có ưu điểm: tiết kiệm thời gian, ít tốn chi phí

5.4 Phương pháp chồng lắp bản đồ

Công cụ hỗ trợ để thực hiện phương pháp này là các phần mềm GIS: Mapinfo và ArcGIS Việc chồng lắp các bản đồ trong kỹ thuật GIS là một khả năng ưu việt của GIS trong việc phân tích các số liệu thuộc về không gian, để có thể xây dựng thành một bản đồ mới mang các đặc tính hoàn toàn khác với bản đồ trước đây Dựa vào kỹ thuật chồng lấp các bản đồ mà ta có các phương pháp sau: phương pháp cộng

(sum), phương pháp nhân (multiply),phương pháp trừ (su stract), phương pháp chia (divide), phương pháp tính trung ình (average), phương pháp hàm số mũ (e ponent), phương pháp che (cover), phương pháp tổ hợp (crosstabulation)

Phương pháp này được sử dụng để xây dựng bản đồ phân vùng năng lượng An Giang Dữ liệu đầu vào bao gồm: bản đồ nền hành chánh của tỉnh, thông tin về tiềm năng năng lượng sinh học tại An Giang trong tương lai

5.5 Các phương pháp khác

Phương pháp cân ằng năng lượng, phương pháp Đánh giá vòng đời sản phẩm Đây là những phương pháp thường được sử dụng trong các đề tài nghiên cứu về năng lượng Tuy nhiên trong phạm vi giới hạn đề tài này, các phương pháp này sẽ sử dụng trong giai đoạn phát triển đề tài

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

1.1 TỔNG QUAN NĂNG LƯỢNG SINH HỌC

1.1.1 Định nghĩa năng lượng sinh học

Theo US.EPA (2009), năng lượng sinh học (NLSH) là những dạng năng lượng có nguồn gốc từ các sinh khối như củi, gỗ, rơm, trấu, phân và mỡ động vật NLSH có thể chia thành các nhóm sau:

- Dạng lỏng gồm: xăng sinh học (biofuel) và diesel sinh học (biodiesel) - Dạng khí: khí sinh học (biogas)

- Dạng rắn: củi, vỏ trấu, các loại phân động vật khô

1.1.2 Vai trò của năng lượng sinh học

Hiện nay, các quốc gia lệ thuộc rất lớn vào những nguồn năng lượng hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt thiên nhiên Tuy nhiên, đây là nguồn năng lượng không bền vững vì trữ lượng của nó có giới hạn dẫn đến khả năng cung cấp cũng giới hạn, quá trình khai thác và sử dụng cũng gây ảnh hưởng xấu đến môi trường Chính vì vậy, thế giới đang hướng tới nguồn năng lượng sinh học và xem chúng là nguồn năng lượng bền vững cho tương lai

Theo A Leonardo (2010), năng lượng sinh học mang đến những lợi ích sau: - Bảo vệ môi trường tại địa phương Giảm tiêu dùng năng lượng hóa thạch là

giảm khí nhà kính thải vào không khí Ngoài ra, hạn chế khai thác các nguồn tài nguyên hóa thạch cũng phần nào đóng góp trong công tác bảo vệ các nguồn tài nguyên, giảm ô nhiễm môi trường sơ cấp và thứ cấp (đất, nước, không khí) - Tiết kiệm chi phí Nguồn nguyên liệu đầu vào để sản xuất năng lượng tái tạo

thường không phải mất chi phí rất ít do sẵn có tại chỗ - Tăng cường an ninh năng lượng quốc gia

- Có thể tái tạo Nếu giữ được sự cân bằng giữa tốc độ khai thác và tốc độ phục hồi nguồn nguyên liệu thì có thể xem năng lượng sinh học có thể tái sinh

- Góp phần phát triển nông thôn, nâng cao chất lượng cuộc sống cho dân cư địa phương

- Duy trì chu trình Cacbon trong môi trường một cách bền vững bằng cách gia tăng lượng Cacbon được lưu trong thực vật

Tuy nhiên, năng lượng sinh học vẫn tồn tại một số nhược điểm như: - Làm ảnh hưởng đến lượng lương thực: do nhóm thế hệ thế thứ 1 tác động đến

sản lượng và diện tích trồng trọt Ví dụ như lấy trực tiếp bắp ngô để sản xuất xăng sinh học, ngô lại là nguồn lương thực chính thứ 2 sau gạo

- Làm ảnh hưởng đến sự bảo tồn tự nhiên hay cân bằng sinh thái nếu chỉ tập trung phát triển quá nhiều diện tích trồng các cây năng lượng Nếu trồng trọt để sản xuất năng lượng sinh học làm ảnh hưởng diện tích rừng già, thì lượng CO2 hấp thu trong cây bị giảm

- Ảnh hưởng đến lượng nước sử dụng vì sử dụng nước để tưới cây (nhóm thế hệ thứ 1 và 2)

- Sản xuất năng lượng từ nhóm thế hệ thứ 3 có chi phí cao nên giá sản phẩm cao - Quá trình sản xuất có thể không phát sinh CO2, nhưng việc đốt trực tiếp sinh

khối có thể sinh ra khí độc mà không qua xử lý trước khi thải bỏ

1.1.3 Khái niệm sinh khối

Theo Dự án chính sách năng lượng tái tạo – REPP, sinh khối là một thuật ngữ có ý nghĩa bao hàm rất rộng dùng để mô tả các vật chất hữu cơ có khả năng tái tạo hoặc tuần hoàn, bao gồm: cây xanh, chất thải động vật, chất xơ thực vật, chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt…Tổ chức năng lượng bền vững của Ireland (SEAI) định nghĩa sinh khối là những vật chất hữu cơ bao gồm những sản phẩm trực tiếp và gián tiếp từ quá trình quang hợp Chính vì vậy, sinh khối còn có thể được xem như một dạng tích trữ năng lượng mặt trời Năng lượng từ mặt trời được lưu giữ trong cây qua quá trình quang hợp Năng lượng sinh khối được tái tạo nhanh hơn rất nhiều so với các nguồn năng lượng hóa thạch Ngoài ra, việc sử dụng sinh khối để tạo năng lượng có tác động tích cực đến hiện trạng môi trường vì nó tạo ra ít CO2

hơn năng lượng hóa thạch vì thế lượng CO2 sinh ra từ việc đốt sinh khối sẽ được hấp thụ và giữ lại trong cây xanh được trồng mới

1.1.4 Nguồn gốc sinh khối

Các nguồn sinh khối gồm các nhóm: Các loại chất thải từ sản xuất công nghiệp Gỗ vụn và sinh khối rừng

Chất thải nông nghiệp Chất thải rắn sinh hoạt, bùn thải Các loại cây năng lượng

Nguồn: SEAI Các quá trình sản xuất công nghiệp đều sinh ra các dòng chất thải Tuy nhiên, chất thải đó vẫn có một năng lượng nhất định nên chúng cũng là một dạng sinh khối mang năng lượng Kể cả nước thải từ các nhà máy thủy sản, mía đường, tinh bột khi được xử lý yếm khí sẽ có thể sinh ra lượng metan sản xuất điện năng

Chất thải từ rừng bao gồm củi, gỗ vụn từ các hoạt động phòng hộ chống cháy rừng và khai thác gỗ, quản lý rừng, cũng như từ các các nhà máy giấy hoặc các nhà máy xử lý gỗ Do đó, phần lớn nguồn nguyên liệu có thể sử dụng ngay Cũng vì lý do này, việc tái sử dụng mùn cưa, bã gỗ để tạo năng lượng tập trung ở các nhà máy công nghiệp giấy và gỗ, nhưng tiềm năng nguyên liệu thật sự là lớn hơn nhiều Chất thải nông nghiệp phát sinh từ hai hoạt động chính là trồng trọt và chăn nuôi Rác thải nông nghiệp phát sinh sau thu hoạch, được thu gom ngay khi gặt hái hoặc sau đó Các chất thải nông nghiệp bao gồm thân và lá bắp, rơm rạ, vỏ trấu Chất thải chăn nuôi là chất thải từ gia súc, gia cầm, thủy hải sản…Ở một số nước Châu Phi, các bộ tộc có tập quán sử dụng phân gia súc làm chất đốt phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hằng ngày Họ thu gom phân gia súc lại rồi phơi khô ép thành các bánh phân được dùng như nhiên liệu (Patrick McAllister, 2012) Tuy nhiên, với cách xử lý phân gia súc thô sơ như thế sẽ không thể loại các chất độc, vi sinh vật Phương pháp này khá nguy hại đối với sức khỏe người sử dụng, dễ gây ngộ độc dẫn tới chết người

Các sản phẩm từ phương pháp này là khí sinh học, điện, và phân sinh học bón cho cây trồng Tuy nhiên, do bản chất rất đa dạng của nguồn nguyên liệu (các loại gia súc khác nhau, địa điểm, điều kiện nuôi dưỡng, chuồng trại) nên tiềm năng của loại năng lượng này sẽ khác nhau ở mỗi nơi Ngoài ra, việc sử dụng phân súc vật để tại năng lượng ở qui mô lớn vẫn còn là một câu hỏi lớn vì những yếu tố sau:

- Phân có giá trị tiềm năng lớn hơn ở những mục đích khác, ví dụ nhưng để bón cây, tức là mang lại lợi ích cao hơn rõ ràng cho nông dân

- Phân là nhiên liệu có hiệu suất thấp, do đó người ta có khuynh hướng chuyển qua các dạng năng lượng sinh học khác có hiệu suất cao hơn

- Các tác động về môi trường và sức khỏe từ việc khai thác phân thải có phần tiêu cực hơn các dạng nhiên liệu sinh học khác

Chất thải rắn (CTR) bao gồm tất cả các chất thải ở dạng rắn, phát sinh do các hoạt động của con người và sinh vật, được thải bỏ khi chúng không còn hữu ích hay khi con người không muốn sử dụng nữa (Nguyễn Văn Phước, 2006) Chất thải rắn đô thị phát sinh ở khắp mọi nơi: từ trung tâm thương mại, giải trí; trường học; chợ; hộ gia đình… Ở Việt Nam, chất thải rắn từ đô thị chiếm khoảng 46% tổng lượng chất thải rắn (Bộ Tài Nguyên Môi Trường, 2012) Phương pháp xử lý phổ biến nhất ở các đô thị trên thế giới là phân loại, thu gom và chôn lấp tại các bãi chôn lấp hợp vệ sinh Khí ở các bãi chôn lấp có một lượng lớn khí methane, có thể được thu thập, chuyển dạng và dùng để tạo ra năng lượng

Các giống cây cỏ (thảo mộc) năng lượng: bao gồm các loại cỏ như cỏ mềm

(switchgrass) xuất xứ từ Bắc Mỹ, cỏ voi miscanthus, cây tre, cỏ đuôi trâu cao,

kochia Các giống cây này thường được trồng cho việc sản xuất năng lượng Các

giống cây gỗ có vòng đời ngắn là các giống cây phát triển nhanh và có thể thu hoạch sau 5-8 năm gieo trồng Các giống cây này bao gồm cây dương ghép lai, cây liễu ghép lai, cây thích bạc, cây bông gòn đông phương, cây tần bì xanh, cây óc chó đen, sweetgum và cây sung Các giống cây nông nghiệp hầu hết là các loại cây ngũ cốc Hạt của chúng ngoài cung cấp lương thực còn có thể được sử dụng để chiết tách tinh dầu, lên men để sản xuất nhiên liệu sinh học Nguồn sinh khối đa dạng

dưới nước bao gồm tảo, tảo bẹ, rong biển, và các loại vi thực vật biển Các giống dùng trong thương mại bao gồm chiết xuất của tảo bẹ dùng cho các chất làm đặc và các chất phụ gia thực phẩm, chất nhuộm từ tảo, chất xúc tác sinh học được dùng

trong các quá trình xử lý sinh học ở các môi trường khắc nghiệt

1.1.5 Con đường chuyển hóa thành năng lượng từ sinh khối

Có 4 cách chuyển hóa sinh khối thành các nguồn năng lượng khác: - Phương pháp đốt trực tiếp những vật như gỗ, giấy cành cây, vỏ trấu… để sinh

ra nhiệt, hơi nước và chạy máy phát điện Phương pháp này mang lại hiệu quả kinh tế nhất định và công nghệ đã được kiểm chứng Tuy nhiên, sự cải tiến trong công nghệ là tăng hiệu suất chuyển hóa năng lượng, giảm lượng khí phát thải và giảm chi phí

- Sử dụng phương pháp sinh hóa để sản xuất xăng sinh học - Phân hủy sinh học để chuyển thành dạng khí sinh học và các sản phẩm cuối

(phân compost) - Dùng nhiệt để chưng cất dầu sinh học hoặc các hóa chất có giá trị cao Phương pháp đốt trực tiếp đã có từ rất lâu Con người đã sử dụng phương pháp này để sinh ra nhiệt phục vụ cho nhu cầu của mình Đặc điểm của dạng chất đốt này là: dễ bắt lửa, sinh nhiệt tốt Nhiệt lượng từ việc đốt sinh khối được sử dụng để đốt sửa ấm, để nấu chín thức ăn, để đun nước tạo hơi

Sinh khối dạng rắn có thể được chuyển đổi thành nhiên liệu lỏng để cung cấp cho xe hơi, máy cơ khí (trong đó có các máy phát điện), và các bộ phận sản xuất công nghiệp Ba sản phẩm phổ biến sản xuất từ sinh khối (biofuel) là methanol, ethanol, và biodiesel Pha nhiên liệu sinh học vào các sản phẩm dầu khí sẽ gia tăng hiệu suất đốt của nhiên liệu và từ đó giảm ô nhiễm không khí

1.1.6 Quan hệ giữa phát triển năng lượng, an ninh lương thực và bảo vệ tài

nguyên nước

Phát triển năng lượng, an ninh lương thực và bảo vệ nguồn nước là vấn đề nóng bỏng của các quốc gia trên thế giới Thế giới đang đứng trước thách thức phải giải quyết bài toán để làm hài hòa cả ba vấn đề trên Xu hướng ngày nay, con người tìm

đến những nguồn năng lượng sạch hơn, có khả năng tái tạo Năng lượng từ sinh khối là một giải pháp Chính vì vậy, Việt Nam đang tìm kiếm nguồn năng lượng mới và chú trọng hơn đến các loại hình nhiên liệu sinh học như biodiesel, biofuel… Tuy nhiên, nếu phát triển cây nguyên liệu làm ra biodiesel, bioethanol trước bối cảnh Việt Nam chưa đạt đến trình độ thâm canh năng suất cao thì diện tích đất nông nghiệp sẽ phải co lại Nếu Việt Nam theo hướng này có thể gây tác động nghiêm trọng đến vấn đề đất nông nghiệp, ảnh hưởng đến an ninh lương thực Ngoài ra, quá trình trồng trọt, khai thác và sản xuất cần sử dụng nguồn nước tại chỗ rất nhiều Nếu không xem xét một cách nghiêm túc, nguồn nước sẽ bị ảnh hưởng về số lượng và chất lượng Hậu quả này lại tác động ngược đến nền nông nghiệp, đe dọa vấn đề an ninh lương thực

1.2 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN QUY HOẠCH NĂNG LƯỢNG

1.2.1 Khái niệm về quy hoạch và quy hoạch năng lượng

PGS TS Nguyễn Ngọc Nông (2004) đã định nghĩa quy hoạch là sự sắp xếp cân nhắc tính toán tìm ra giải pháp tối ưu để nhằm đạt được kết quả cao (mục đích đã đặt ra) hay chính là một hệ thống các biện pháp về tổ chức, biện pháp về kinh tế, kỹ thuật, các chính sách pháp luật, nhằm mục đích cuối cùng là nâng cao điều kiện sống về vật chất và tinh thần Từ khái niệm trên, quy hoạch năng lượng là một hệ thống các phương pháp tính toán, dự báo tiềm năng năng lượng, các biện pháp để thực hiện nhằm đạt được mục tiêu đã đạt ra, thỏa mãn nhu cầu của các bên

1.2.2 Tiêu chí đánh giá quy hoạch năng lượng

Quy hoạch năng lượng cần phải thỏa được những tiêu chí sau:

Nam Đồng thời, quy hoạch cũng cần xét đến các công ước quốc tế, nghị định, các xu hướng phát triển bền vững của thế giới

1.2.2.2 Tính khả thi

Tính khả thi là một trong những tiêu chí quan trọng bậc nhất khi xây dựng bản quy hoạch Quy hoạch năng lượng sinh học khả thi sẽ giúp củng cố cơ sở đảm bảo cho khả năng thành công khi áp dụng quy hoạch vào thực tế Các yếu tố cần xét bao gồm:

- Nguồn nguyên liệu: quy hoạch cần tính toán và dự báo về số lượng lẫn chất lượng và nguồn có khả năng cung cấp sinh khối cho quá trình sản xuất năng lượng Nếu nguồn nguyên liệu chưa được xem xét kỹ sẽ dẫn đến tình trạng thiếu nguyên liệu, hệ thống sẽ không thể hoạt động hiệu quả, gây tổn hại đến kinh tế

- Công nghệ sản xuất: công nghệ chi phối đến hiệu suất của quá trình rất lớn Ngoài ra, lựa chọn công nghệ cho một nước đang phát triển như Việt Nam là bài toán không dễ, cần được xem xét, cân nhắc để phù hợp với phạm vi khả năng tài chính

- Thị trường tiêu thụ sản phẩm: bao gồm số lượng và tính ổn định đầu ra Sản phẩm đầu ra của quy hoạch này là các dạng năng lượng: khí sinh học, nhiệt, điện…

- Kinh tế: khi thực hiện quy hoạch cần xem xét, phân tích và đánh giá khía cạnh kinh tế Nhiệm vụ phân tích kinh tế (lợi nhuận và chi phí) cung cấp thông tin nhà ra quyết định đánh giá tính khả thi của quy hoạch

1.2.2.3 Tính phù hợp

Quy hoạch cần phải phù hợp: - Đặc điểm kinh tế - xã hội khu vực đồng bằng sông Cửu Long và tỉnh An

Giang - Chiến lược phát triển kinh tế - xã hội, bảo vệ môi trường của toàn tỉnh, mỗi

ngành

1.2.2.7 Tính thống nhất

Về nguyên tắc, quy hoạch năng lượng sinh học phải đảm bảo tính thống nhất với quy hoạch kinh tế - xã hội của tỉnh, chiến lược phát triển năng lượng của nhà nước, và những quy hoạch khác của tỉnh Đảm bảo tính thống nhất là một yêu cầu bắt buộc, để đảm bảo xây dựng một hệ thống các văn bản hoàn chỉnh

1.2.3 Nội dung cơ bản của quy hoạch

Các nội dung cơ bản cần có của bản quy hoạch gồm: - Cơ sở pháp lý

- Hiện trạng khu vực nghiên cứu - Dự báo phát triển, phương thức quy hoạch vấn đề cần quy hoạch - Giải pháp và tổ chức thực hiện quy hoạch

1.2.4 Quy trình thực hiện quy hoạch

Tổ chức UNI – HABITAT (2009) của Liên hợp quốc đã đề xuất mô hình xây dựng quy hoạch năng lượng tích hợp áp dụng gồm 10 bước:

Bước 1: Thành lập ban quy hoạch – xác định người lãnh đạo Có thể lựa chọn lấy nhân sự từ mỗi bộ phận quản lý của thành phố có liên quan và tốt nhất là người chịu trách nhiệm chính bộ phận đó Cần phải đảm bảo sự đồng thuận của ủy ban nhân dân thành phố

Bước 2: Thiết lập mối quan hệ với các bên liên quan Các bên là nơi sẽ hỗ trợ: kinh nghiệm, nguồn lực và thông tin cho quy hoạch đảm bảo thành công

Bước 3: Xác định mối liên hệ giữa tầm nhìn phát triển, mục tiêu, chính sách của thành phố

Xem xét lại tầm nhìn phát triển, mục tiêu, chính sách của thành phố, quốc gia trên sự hiểu biết về những vấn đề cấp bách của toàn cầu liên quan đến năng lượng Bước 4: Quản lý kiểm soát nguồn năng lượng của thành phố

Gồm những nội dung: - Nhu cầu năng lượng: dân cư, công nghiệp, thương mại, vận tải, - Năng lượng cung cấp: tất cả các nguồn, chất thải rắn, nước thải … - Sử dụng các mô hình thí điểm: tính toán chi phí, nguồn lực… - Các hoạt động công cộng: đèn đường, đèn giao thông, các toàn nhà hành

chính, … Bước 5: Phân tích thông tin đã thu thập được – phác thảo quy hoạch Đưa ra những chính sách quy định dựa theo mức độ ưu tiên của thành phố, đưa ra phương án có lợi nhất, sử dụng các kịch bản quy hoạch để đưa ra quy hoạch phác thảo

Bước 6: Xây dựng sự hỗ trợ của cộng đồng và địa phương Sử dụng mọi cơ hội để tạo khả năng và nguồn hỗ trợ để tiến hành quy hoạch, xác định các bên liên quan chủ chốt, làm việc với các cơ quan và với cộng đồng dân cư Bước 7: Hoàn chỉnh quy hoạch

Rà soát kiểm tra lại tầm nhìn, mục đích, mục tiêu, định lượng, các dự án hoặc chương trình hành động của quy hoạch

Bước 8: Thực hiện dự án Tránh những suy nghĩ ngắn hạn, phải tìm ra những tác động lớn nhất, kiểm soát nguồn tài

chính thực hiện dự án: tiền thu được từ việc tiết kiệm năng lượng, CDMs, thuế năng lượng,

tiến độ, tiền nợ… Bước 9: Xem xét lại và đánh giá bản quy hoạch Gồm: đo đạc, đánh giá và thay đổi, chỉnh sửa bản kế hoạch hoàn chỉnh (đảm bảo thực hiện theo đúng quy hoạch từ khi mới bắt đầu triển khai)

Bước 10: Công bố cộng đồng Sử dụng các phương tiện truyền thông để công bố những lợi ích của bản quy hoạch

Theo PGS TS Phùng Chí Sỹ, quá trình lập quy hoạch gồm:

Bước 1: Chuẩn bị quy hoạch - Thành lập các nhóm quy hoạch - Xác định các nhóm chủ thể tham gia và vài trò của họ trong việc lập quy hoạch

- Xác định các cơ quan/ tổ chức quản lý trong quy hoạch môi trường Bước 2: Khởi xướng quy hoạch

- Xác định mục tiêu của quy hoạch - Khẳng định các vấn đề và ranh giới quy hoạch - Xác định các nội dung quy hoạch môi trường - Xác định các yêu cầu về thông tin và cơ sở dữ liệu

Hình 1.1: Quy trình lập quy hoạch

Bước 3: Lập quy hoạch Đây là bước trọng tâm của cả quá trình, các nội dung của việc lập quy hoạch Bước 4: Phê duyệt quy hoạch

Toàn bộ hồ sơ được trình lên Hội đồng thẩm định của địa phương Sau khi thông qua Hội đồng thẩm định, hồ sơ được trình lên cấp có thẩm quyền phê duyệt chính thức

Theo tác giả Nguyễn Văn Hanh – chuyên gia tư vấn VSRE, quy trình xây dựng quy hoạch năng lượng tái tạo không nối lưới điện gồm:

- Nhận diện và liệt kê các khu vực không được điện khí hoá nằm trong địa bàn huyện được chọn cho quy hoạch điện khí hoá bằng năng lượng tái tạo ngoài lưới mà lưới điện quốc gia chưa nối tới trong tương lai gần

- Xác định các đặc điểm về địa lý, địa hình, khí tượng thuỷ văn, dân số, cấu trúc kinh tế xã hội và hạ tầng cơ sở có liên quan đến năng lượng của các cộng đồng làng, xã chưa được điện khí hoá,

- Đánh giá, điều tra và kiểm kê tài nguyên năng lượng tại chỗ có thể khai thác để sản xuất điện, đặc biệt là các tiềm năng năng lượng tái tạo tại chỗ của khu vực quy hoạch (thuỷ điện nhỏ, mặt trời, gió, sinh khối và khí sinh học), - Đánh giá các công nghệ phát điện tái tạo có thể áp dụng cho khu vực quy

hoạch, - Lập hình mẫu tiêu thụ điện hiện hữu (nếu có) và thiết kế nhu cầu điện được dự

báo cho khu vực quy hoạch, - Lập cân bằng cung cầu điện tái tạo cho khu vực quy hoạch, - Phân tích tác động của điện khí hoá nông thôn ngoài lưới dựa trên năng lượng

tái tạo tại khu vực quy hoạch, - Đề xuất các hướng dẫn và chính sách thực hiện quy hoạch điện khí hoá ngoài

lưới dựa trên năng lượng tái tạo cho các cộng đồng làng, xã được nhận diện

1.2.5 Công cụ hỗ trợ thực hiện quy hoạch

1.2.5.1 Hệ thống thông tin địa lý – GIS

 Nội dung thực hiện

Xây dựng bản đồ phân vùng tiềm năng năng lượng sinh học thể hiện qua các đồ thị theo đơn vị hành chính

 Dạng dữ liệu GIS

Có 2 dạng dữ liệu: dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính Dữ liệu không gian bao gồm bản đồ hành chính tỉnh An Giang Bản đồ hành chính tỉnh An Giang ở định dạng Mapinfo, hệ quy chiếu WGS 84 – 48N Dữ liệu thuộc tính gồm trường (field) tên 11 thành phố, thị xã, huyện

Giao diện của mô hình LandGEM gồm có 9 sheet: INTRO, USER INPUTS,

INVENTORY, REPORT  Sheet INTRO

INTRO cung cấp những thông tin về LandGEM, những hướng dẫn quan trọng khi sử dụng mô hình

 Sheet USER INPUT Người sử dụng có thể cung cấp những thông số đầu vào cho mô hình tại sheet USER INPUT Giao diện được chia thành 4 phần lớn:

1: PROVIDE LANDFILL CHARACTERISTICS (Đặc điểm của bãi rác)

Hình 1.2: Giao diện giới thiệu mô hình LandGEM