Nghiên cứu nâng cao hiệu quả đánh giá sản xuất sạch hơn trong công nghiệp điển hình ngành chế biến tinh bột (tóm tắt)

MỞ ĐẦU Triển khai SXSH mang lại nhiều lợi ích giảm chi phí vận hành, góp phần đáp ứng yêu cầu pháp luật BVMT, tạo hình ảnh tốt cho doanh nghiệp, giảm nguyên liệu, giảm chất thải giảm rủi ro, tăng an toàn môi trường xã hội Kết từ dự án SXSH cho thấy thấy nhận thức SXSH có nâng cao nhiên khái niệm SXSH chưa hiểu hết hoàn toàn xác số lợi ích chương trình SXSH chưa hoàn toàn đạt gặp nhiều rào cản Trong rào cản kỹ thuật đánh giá minh chứng rào cản quan trọng thực SXSH Tóm lại phương pháp thực SXSH cần phải cải tiến trình đánh giá SXSH phải áp dụng phương pháp phân tích hệ thống để nâng cao hiệu đánh giá Vì vậy, với mục tiêu luận án đề xuất phát triển phương pháp đánh giá áp dụng quy trình thực SXSH để góp phần khắc phục rào cản kỹ thuật, luận án đề xuất phát triển 05 phương pháp dùng quy trình đánh giá SXSH: (1) phương pháp đánh giá tiềm SXSH từ QLNV, kiểm soát trình tốt hơn; (2) phương pháp xây dựng cân vật chất tiêu tiêu thụ lượng; (3) phương pháp xác định đối tượng cải tiến phương án cần cải tiến; (4) phương pháp tính số môi trường tích hợp dùng SXSH; (5) mô hình tối ưu áp dụng số môi trường tích hợp để lựa chọn phương án thay SXSH Các kết áp dụng vào nhà máy điển hình xây dựng 01 mô hình thiết lập CBVC tiêu thụ lượng cho nhà máy sản xuất tinh bột mì, cách đánh giá, tính toán tiềm SXSH từ quản lý trình tốt hơn, 01 sở liệu ban đầu giải pháp cải tiến cho nhà máy tinh bột, 01 mô hình thuật toán giải mô hình để xác định phương án giảm thiểu ô nhiễm cho nhà máy tinh bột mì Đây sở cho việc nhân rộng đánh giá tiềm SXSH cho nhà máy tinh bột mì Nhìn chungcác phương pháp đề xuất phương pháp phân tích hệ thống hiệu cho chương trình SXSH Mười báo liên quan đến phương pháp đánh giá đăng tạp chí có phản biện Hội nghị quốc tế CHƯƠNG 1.1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU Tổng quan nghiên cứu SXSH Kết tìm kiếm cho thấy kể từ khái niệm SXSH đời, nghiên cứu liên quan đến SXSH không ngừng gia tăng, cụ thể từ năm 1994 đến có nhiều công bố liên quan đến SXSH: Berkel [1], Ochsner cộng [2], Fresner [3], Frijns cộng [4], Visvanathan [5], Gombault cộng [6], Vickers [7], Hillary cộng [8], Zhang [9], Januškevičius cộng [10], Danihelka [11], Luken [12], Cagno cộng [13], Stone [14], Stone [15], Taylor [16], Gale [17], Mitchell [18], Dieleman [19], Baas [20], HowgraveGraham cộng [21], Özbay [22], Hossain cộng [23], Khan [24], Avşar [25], Calia cộng [26], Khanna [27], Neto [28], Fresner cộng [29], Kubota cộng [30], Dobes [31], Deltas [32], Silva cộng [33], Hong cộng [34], Ortolano cộng [35], Vieira cộng [36], Luken cộng [37], Bai cộng [38] 1.2 Các rào cản thực SXSH Bên cạnh lợi ích SXSH, rào cản nhiều tác giả báo cáo Cagno cộng [13]; Luken [12]; Luken cộng [37] Silva cộng [33] Các tác giả cho kết từ dự án SXSH triển khai cho thấy nhận thức SXSH có nâng cao nhiên khái niệm SXSH chưa hiểu hết hoàn toàn xác tất ngành công nghiệp dịch vụ gặp nhiều rào cản [12] số lợi ích mong đợi chương trình SXSH chưa đạt [37] Các rào cản phổ biến đề cập cán tư vấn, đào tạo để đánh giá SXSH nhà máy hạn chế trình độ kinh nghiệm [12]; sở vừa nhỏ thiếu sách kinh tế, chi phí đầu tư cao, nhận thức cộng đồng chưa cao, thiếu giải pháp đánh giá hiệu SXSH chế tài cho sở vừa nhỏ [39]; đánh giá triển khai SXSH [18]; thiếu áp dụng kỹ thuật công cụ phân tích hệ thống [13]; khó định lượng hết lợi ích SXSH rào cản [12] Các nghiên cứu cho thấy rào cản rào cản kỹ thuật mà cụ thể quy trình thực SXSH thiếu công cụ phương pháp đánh giá [33] Silva cộng [33]cho phương pháp luận SXSH mô tả công việc cần thực mục đích không mô tả sâu cách thực công cụ, kỹ thuật áp dụng Silva cộng [33]đã phân tích phương pháp triển khai CP khác cho thấy có 01 công cụ sử dụng sơ đồ quy trình công nghệ Thực SXSH Việt Nam gặp phải rào cản sách nhà nước, động lực doanh nghiệp, rào cản kỹ thuật rào cản quản lý [41] Đối với sách Nhà nước, rõ ràng thời gian vừa qua Nhà nước ban hành nhiều văn liên quan trình bày phần mở đầu, quan trọng Chiến lược SXSH, Đề án thực Chiến lược SXSH Ngoài có chương trình Nhãn xanh Việt Nam, Sách xanh hay Chương trình hỗ trợ doanh nghiệp cải tiến công nghệ đầu tư vào giải pháp SXSH (hỗ trợ 30% không 100 triệu đồng),… tín hiệu tốt nhiên mức hỗ trợ thấp SXSH không bắt buộc doanh nghiệp thực ảnh hưởng phần đến hiệu thực SXSH công nghiệp Đối với động lực doanh nghiệp chia thành hai nhóm bên bên trong, động lực từ bên yêu cầu đối tác hay yêu cầu bắt buộc pháp luật tác động lớn tới doanh nghiệp động lực bên (doanh nghiệp tự ý thức để đầu tư cải tiến để giảm thiểu ô nhiễm, trừ đầu tư giải pháp mang lại hiệu kinh tế cao) Đối với rào cản quản lý, doanh nghiệp vừa nhỏ thường thiếu kiến thức quản lý việc thiếu áp dụng hệ thống quản lý tiêu chuẩn hệ thống quản lý chất lượng (ISO 9001), hệ thống quản lý môi trường (như ISO 14000), hệ thống quản lý lượng… Việc áp dụng hệ thống quản lý nâng cao chất lượng sản phẩm tiết kiệm nguyên vật liệu lượng giảm thiểu tác động tới môi trường người Đối với rào cản kỹ thuật, tác giả xem xét phương pháp đánh giá SXSH tổ chức tư vấn SXSH điển hình Việt Nam Sau xem xét 05 phương pháp đánh giá SXSH 05 tổ chức cho thấy phương pháp phổ biến áp dụng đánh giá Walk through, sơ đồ quy trình công nghệ Hai tổ chức áp dụng phương pháp cân vật chất đơn giản phương pháp tính chi phí dòng thải VNCPC [42] EPRO [43] Hầu hết phương pháp đánh giá tổ chức xem xét, ứng với nguyên nhân đề xuất 01 phương án không đề xuất phân tích nhiều phương án thay Đối với lập kế hoạch thực SXSH, 01 tổ chức áp dụng phương pháp trọng số đơn giản để xếp thứ tự ưu tiên.Nhìn chung, phân tích tổng quan nghiên cứu SXSH công bố tạp chí quốc tế rào cản SXSH cho thấy thiếu áp dụng công cụ phân tích hệ thống đánh giá SXSH, thực sản xuất cần phải áp dụng phương pháp, kỹ thuật phân tích hệ thống cho bước để nâng cao hiệu chương trình sản xuất giảm tiêu tốn thời gian[33, 34] 1.3 1.3.1 Đánh giá tổng quan nghiên cứu Đánh giá cần thiết phải áp dụng công cụ phân tích hệ thống SXSH Nhìn chung, nghiên cứu SXSH cho thấy để nâng cao hiệu SXSH phạm vi toàn cầu (tất nhiên bao gồm Việt Nam) phương pháp luận SXSH cần phải cải tiến liên tục [36] đồng thời kiểm toán SXSH cần phải áp dụng công cụ phân tích hệ thống [33] 1.3.2 Đánh giá hạn chế phương pháp, công cụ áp dụng SXSH Như trình bày trên, để nâng cao hiệu SXSH có số phương pháp, công cụ phân tích hệ thống đề xuất áp dụng đánh giá LCA [34], công cụ quản lý chất lượng [33] Đối với xác định trọng tâm SXSH, phương pháp LCA [34] áp dụng cho thấy cách đánh giá toàn diện để xác định trọng tâm SXSH nhằm khắc phục hạn chế phương pháp trọng số đơn giản Tuy nhiên tác động riêng lẻ, có đơn vị khác nên phương pháp hạn chế khó so sánh tác động tổng hợp Đối với việc phân tích nguyên nhân, đề xuất giải pháp SXSH phương pháp động não phương pháp biểu đồ xương cá đề xuất áp dụng Ngoài lựa chọn giải pháp thực SXSH, phương pháp áp dụng phương pháp trọng số đơn giản [34], ma trận GUT [33] để phân tích phương án thay Ba tiêu chí phổ biến dùng đánh giá kinh tế, kỹ thuật môi trường [33, 46] Sau cho điểm tiêu chí xác định điểm tổng hợp phương án sở để lựa chọn phương án ưu tiên Như kết trình đánh giá có danh mục gồm giải pháp thực theo dự án SXSH giải pháp SXSH không khả thi kinh tế kỹ thuật loại bỏ Sau lựa chọn phương án cải tiến cho đối tượng, đội SXSH xây dựng kế hoạch thực cách xếp thứ tự ưu tiên thực dựa vào phương pháp trọng số Theo cách tiếp cận này, đối tượng cần cải tiến xếp theo thứ tự ưu tiên phương pháp trọng số triển khai theo thứ tự ưu tiên Phương pháp có ưu điểm dễ đánh giá nhiên kết đánh giá thiếu xác không dựa vào chứng khoa học [34] Hơn nữa, yếu tố định mục tiêu giảm thiểu nguồn lực (thường ngân sách dành cho việc giảm thiểu) không tham gia vào trình phân tích lựa chọn phương án, điều dẫn đến phương án chọn chưa phải phương án tối ưu cho doanh nghiệp Nhìn chung phương pháp áp dụng phần quy trình thực SXSH, nhiều khía cạnh khác cần phải có công cụ đánh quản lý nội vi kiểm soát trình sản xuất, xác lập CBVC-NL Tóm lại, có nghiên cứu để khắc phục rào cản áp dụng công cụ phân tích hệ thống chương trình SXSH, nhiên chưa bao quát bước quy trình thực SXSH thân phương pháp tồn số khuyết điểm Các vấn đề phân tích kể đặt vấn đề cần giải là: Làm đánh giá tiềm SXSH từ quản lý nội vi kiểm soát trình tốt hơn?; Làm để đánh giá tích hợp tác động môi trường để làm sở cho so sánh, đánh giá đối tượng phương án khác để giúp xác định trọng tâm SXSH, xác định phương án tốt nhất?; Làm để xác định đối tượng cần cải tiến phương án cải tiến trường hợp có nhiều đối tượng đối tượng có nhiều phương án thay tốt ứng với nguồn lực doanh nghiệp cần đánh giá? Các câu hỏi sở để đặt mục tiêu nghiên cứu luận án, việc đề xuất nội dung nghiên cứu tương ứng để đạt mục tiêu nghiên cứu luận án câu trả lời cho câu hỏi đặt vấn đề kể Do để góp phần khắc phục rào cản kỹ thuật, mục tiêu nghiên cứu đề xuất phát triển phương pháp dùng đánh giá SXSH để góp phần nâng cao hiệu chương trình SXSH 1.4 Tổng quan ngành tinh bột Ở Việt Nam có nguồn nguyên liệu để sản xuất tinh bột khoai mì, gạo dong riềng Ngành sản xuất tinh bột gạo dong riềng không phát triển sản xuất tinh bột khoai mì Phần lớn khoai mì dùng để sản xuất tinh bột, tổng số lượng nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Việt Nam khoảng 90 nhà máy sản xuất có quy mô từ 50 tinh bột/ngày trở lên [44] Các nghiên cứu ngành sản xuất tinh bột gạo hạn chế có nhiều nghiên cứu liên quan đến ngành sản xuất tinh bột khoai mì Tác động môi trường ngành cao 01 nhà máy sản xuất tinh bột mì có lượng nước sử dụng tương đương 10 – 30m 3/tấn sản phẩm; chất thải khác phát sinh từ trình sản xuất tinh bột mì cao bã khoai mì, vỏ; thành phần ô nhiễm chất thải sản xuất tinh bột khoai mì cao khó xử lý COD, cyanua, P, N Ngoài ngành sản xuất tinh bột khoai mì tiếp cận SXSH thông qua chương trình, dự án lớn (thuộc hợp phần CPI) Phương pháp thực SXSH áp dụng cho nhà máy ngành tổ chức hàng đầu Việt nam thể báo cáo đánh giá SXSH chi tiết Do nghiên cứu chọn nhà máy ngành sản xuất tinh bột khoai mì làm đối tượng nghiên cứu điển hình áp dụng tích hợp phương pháp đánh giá đề xuất để so sánh với phương pháp hữu.Trong Tây Ninh tỉnh có nhiều nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì với 74 sở với công suất khoảng 8.000 sản phẩm /ngày, chiếm khoảng 80% số lượng nước Vì Tây Ninh địa điểm phù hợp để nghiên cứu điển hình CHƯƠNG ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ SẢN XUẤT SẠCH HƠN Nội dung chương tổng quan phân tích đánh giá cần thiết phải cải tiến phương pháp thực SXSH cách áp dụng công cụ phân tích hệ thống Các hạn chế thiếu sót phương pháp đánh giá SXSH nhận diện Do nội dung có mục tiêu xây dựng phát triển phương pháp để khắc phục hạn chế 2.1 Phát triển phương pháp đánh giá tiềm SXSH từ quản lý nội vi, kiểm soát tốt trình sản xuất Nhìn chung mục tiêu bước quy trình thực SXSH để xác định trọng tâm, thứ tự ưu tiên đánh giá cho bước Có nhiều phương pháp liệt kê áp dụng cho đánh giá sơ nhiên xem xét nghiên cứu Silva [33] Vieira cộng [36] cho thấy có phương pháp áp dụng Các phương pháp đề xuất áp dụng để đánh giá sơ SXSH liner graph, ma trận GUT, walk through [33] phân tích số LCA [34] Hơn nữa, phương pháp walk through chưa có phương pháp ứng dụng đánh giá QLNV, kiểm soát trình nhà máy Do nội dung phát triển phương pháp để đánh giá QLNV, kiểm soát trình sản xuất nhằm mục tiêu cung cấp cho người đánh giá trạng QLNV nhà máy cách có hệ thống Phương pháp đánh giá tiềm SXSH từ quản lý nội vi biểu đồ kiểm soát đề xuất áp dụng điển hình cho nhà máy chế biến thủy sản công bố Tạp chí Khoa học công nghệ “Các tác giả (2014), Nghiên cứu ứng dụng biểu đồ kiểm soát công cụ đánh giá quản lý nội vi phục vụ đánh giá SXSH nhà máy chế biến thủy sản, Tạp chí Khoa học công nghệ, Số 2B, 253-262” 2.2 Phát triển phương pháp thiết lập CBVC tiêu thụ lượng Nhìn chung, phương pháp thực SXSH có đề cập đến nhiệm vụ thực CBVC-NL nhiên thực tế cho thấy phương pháp áp dụng chưa hoàn toàn đầy đủ chưa có công cụ hỗ trợ thiết lập CBVC-NL Vì nội dung này, tác giả đề xuất phương pháp vẽ sơ đồ quy trình công nghệ phần mềm phổ biến, dễ sử dụng MS Excel đồng thời tính toán CBVC-NL sơ đồ quy trình này.Để thiết lập CBVC-NL hiệu quả, trực quan hỗ trợ cho đánh giá tiềm SXSH CBVC-NL phải dễ điều chỉnh, trích xuất liên kết liệu cách tự động Có nhiều phương pháp để thực điều này, nhiên hầu hết phức tạp phải sử dụng phần mềm chuyên dụng đòi hỏi người sử dụng phải có kiến thức tin học, lập trình định Tuy nhiên thiết lập CBVC-NL đầy đủ tiêu chí cách áp dụng phần mềm đơn giản Excel Các bước thiết lập CBVC-NL gồm có bước sau: Bước 1: Phân tích sơ đồ quy trình công nghệ nhà máy từ đầu vào, đầu đến công trình hệ thống phụ trợ; Bước 2: Vẽ lại sơ đồ quy trình với dòng vào ra, với công trình phụ trợ 01 sheet Excel; Bước 3: Xây dựng, xác định thông số đầu vào, cần thiết cho tính toán CBVC-NL; Bước 4: Xây dựng sở liệu cần thiết để tính toán CBVC-NL, liệu xác định từ tổng quan tài liệu, từ thực tế; Bước 5: Tạo lập bảng tính để thu thập liệu đầu vào cho CBVC-NL; Bước 6: Trên sơ đồ quy trình công nghệ có thiết lập công thức, mô hình tính toán cho dòng liên kết với liệu có ; Bước 7: Đánh giá kết CBVC-NL điều chỉnh (nếu có) Phương pháp áp dụng điển hìnhvà công bố tạp chí Phát triển KHCN năm 2012 “Các tác giả (2012), Nghiên cứu đề xuất phương pháp xây dựng công cụ đánh giá nhanh kiểm toán lượng cho ngành sản xuất cơm dừa nạo sấy, Tạp chí phát triển KHCN, Số M3-2011, p39” 2.3 Phát triển phương pháp xác định đối tượng cần cải tiến phương án thay Nghiên cứu đề xuất cách xác định đối tượng phương án cải tiến dựa vào phương pháp sau: Bước 1: Xác định kỹ thuật tốt sẵn có ngành; Bước 2: So sánh kỹ thuật tốt sẵn có ngành với đối tượng nghiên cứu; Bước 3: Phát triển phương án thay dựa vào kỹ thuật tốt sẵn có cho đối tượng nghiên cứu để phục vụ cho bước phân tích Trong 03 bước bước xác định BAT đóng vai trò quan trọng tất ngành, nhóm ngành xây dựng BAT Luận án đề xuất cách xác định BAT phù hợp với điều kiện Việt Nam p hương pháp áp dụng điển hìnhvào ngành sản xuất tinh bột Có03 công bố tạp chí có uy tín, có 01 đăng tạp chí ISI, IF=5,3 Các giải pháp sở cho áp dụng phương pháp Benchmarking xác định đối tượng cần cải tiến phát triển phương án thay trình đánh giá SXSH nói chung cho áp dụng nghiên cứu điển hình 2.4 Đề xuất số môi trường tích hợp đánh giá SXSH lựa chọn phương án thực Luận ánđề xuất sử dụng 11 số tác động gồm 10 số dùng đánh giá BAT European Commission [47]và số sử dụng nước mfw, Phương pháp tính toán số nước sạch, chất thải rắn, CTNH tính toán dựa vào CBVC tiêu thụ lượng, số khí nhà kính, phú dưỡng hoá, acid hoá, chất quang hoá, chất suy giảm tầng ozon, độc sinh thái, độc với người theo hướng dẫn European Commission [47] tổng quát công thức mA = ∑ ms ( PA ) s (3) s Trong đó: • mA: Khối lượng chất có tiềm A, đơn vị tương đương A • ms: Khối lượng chất ô nhiễm s phát sinh (kg) • (PA)s : Tiềm A chất s Tuy nhiên việc đánh giá so sánh các phương án khác dựa số riêng lẻ gây khó khăn cho trình lựa chọn phương án phương án có giá trị số tác động khác Để khắc phục khó khăn này, số tích hợp cần phải đề xuất Fijal [48]đã đề xuất phương pháp tính số môi trường tích hợp gồm số nguyên liệu, sản phẩm, chất thải, lượng bao bì Tuy nhiên phương pháp tính chưa thực hợp lý số có đơn vị khác nên tính tổng số Tương tự, số môi trường có đơn vị khác khí nhà kính sử dụng CO2e, khí gây mưa axit sử dụng SO2,…Do để đánh giá chung khả ảnh hưởng cần phải chuyển đổi tất sang 01 đơn vị Nghiên cứu sử dụng phương pháp EDIP để chuẩn hóa số môi trường sở sử dụng hệ số tham chiếu Sau chuẩn hóa số có đơn vị, theo phương pháp EDIP người tương đương – person equivalent [49] Cách chuẩn hoá số liệu công thức Normalised A = mA ref A (4) Trong A số môi trường cần chuẩn hoá, ref A hệ số tham khảo để chuẩn hoá.Dựa vào 11 số trên, nghiên cứu đề xuất cách tính số môi trường tích hợp Xij Eij tính công thức Eij = ( + mghg ref ghg menergy ref energy + + m m m m met m + eup + ap + odp + pocp + ht + refet refeup ref ap refopd ref pocp ref ht m fw ref fw + mbw m + hw )ij refbw ref hw (5) 10 2.5 2.5.1 Phát triển phương pháp lựa chọn phương án thay xây dựng kế hoạch thực Phát biểu toán Giả sử nhà máy triển khai thực chương trình SXSH với mục tiêu giảm thiểu Zo (trường hợp 1) nhà máy có ngân sách dùng cho chương trình giảm thiểu Co (trường hợp 2) Vấn đề đặt sau: trường hợp 1- xác định đối tượng cần cải tiến phương án cải tiến tương ứng sau cho chi phí đầu tư thấp để đạt mục tiêu giảm thiểu Z o; trường hợp - xác định đối tượng cần cải tiến phương án cải tiến tương ứng sau cho tiềm giảm thiểu tối đa chi phí đầu tư không vượt ngân sách C o Bài toán nghiên cứu thể Hình 2.11 Hình 2.11 Bài toán nghiên cứu 2.5.2 Mô hình hóa Để giải toán đặt trên, tác giả xây dựng cách giải toán theo phương pháp quy hoạch toán học sau: Hàm mục tiêu Hàm mục tiêu trường hợp 1: 11 Như nêu nội dung 2.5.1 mục tiêu trường hợp tối thiểu chi phí đầu tư đồng thời đáp ứng mục tiêu giảm thiểu Chi phí đầu tư tổng chi phí cần cải tiến tất đối tượng ứng với phương án lựa chọn Ta có hàm mục tiêu công thức mi n C = ∑∑ Cij bij → (8) i =1 j = Hàm mục tiêu trường hợp 2: Mục tiêu lựa chọn phương án thực cho khả giảm thiểu tác động môi trường so với kịch sở lớn Tiềm giảm thiểu tác động môi trường tính tổng tác động môi trường sở tất đối tượng trừ tổng tác động môi trường tất đối tượng sau cải tiến Tác động môi trường sở tính công thức n E0 = ∑ Ei qi (9) i =1 Kết hợp công thức ta có tác động môi trường sở tính theo số môi trường tích hợp công thức 10 E0 = ∑m i ∑m i q ghgi i ref ghg q pocpi i ref pocp + + ∑m ref aqt ∑m i q hti i ref ht ∑m q aqti i i + + refeup ∑m i q eupi i i q energyi i ref energy + + ∑m ∑m i q api i i ref ap q fwi i ref fw + + ∑m + ref odp ∑m i q odpi i i q bwi i ref bw + ∑m i q hwi i (10) ref hw Tác động môi trường phương án tổng hợp cải tiến công thức 11 n mi E = ∑∑ Eij bij ( 11) i =1 j =0 12 Tương tự tính tác động môi trường sở, từ công thức công thức 11, ta có E tính công thức 12 ∑b m ij E=∑ j ∑b m ij j pocpij ref pocp i +∑ ref ghg i ∑ ghgij ∑b m ij ∑b m ij htij j ∑b m ij eupij j ij energyij j ∑b m ij refenergy ij j ∑b m ij fwij odpij j ref odp i ∑b m ij +∑ ref fw i +∑ ref ap ∑b m +∑ apij j i ∑b m i +∑ ref eup i +∑ ref ht i +∑ ref aqt i +∑ aqtij j bwij j refbw i + +∑ ∑b m ij hwij j ref hw i ( 12 ) Hàm mục tiêu công thức 13 Z = E0 − E → max n mi n = ∑ Ei qi − ∑∑ Eij bij i =1 i =1 j = (13) Từ công thức 10, 12 13 ta hàm mục tiêu công thức 14 Z =( ∑m ref ghg ∑m q energyi i i ref energy ∑ i q ghg i i i ∑b m ij j ref ap apij + + ∑m q fwi i ref fw +∑ i + ref aqt ∑m i q aqti i i + ∑b m ij j i q eupi i i ref eup ∑m odpij ref odp ∑m q bwi i ref bw +∑ i + ij ∑m q api i i ref ap ∑m q hwi i i ∑b m j + ref hw pocpij ref pocp + ∑m ) − (∑ ref odp ∑b m ij j i ∑b m ij j ref ht + ghgij ht ij +∑ i ∑m i q pocpi i ref pocp +∑ ref ghg i +∑ q odpi i i ij j aqtij ref aqt ∑b m ij ∑m ∑b m i j + energyij refenergy q hti i i ref ht +∑ ∑b m ij j i ∑b m ij j eupij ref eup i +∑ + bwij refbw +∑ i + ∑b m ij j hwij ref hw ) → max Ràng buộc Trường hợp 1: Mục tiêu giảm thiểu tác động môi trường Z o, lựa chọn phương án thực cho tiềm giảm thiểu không nhỏ Z o Ràng buộc tiềm giảm thiểu công thức 15 13 ( 14 ) Z0 ≤ ( + ∑m i ghg i ref ghg ∑m ∑ energyi i qi ref energy ∑b m ij j pocpij ref pocp i qi + + ∑m et i i qi refet ∑m bwi i qi + ref bw +∑ i ∑b m ij j ref ht htij + ∑m eupi i qi + refeup ∑m hwi i ref hw +∑ qi ∑m ) − (∑ i ∑b m ij j + energyij ref energy ghgij ref ghg i ij qi ref ap ∑b m j api i +∑ i ∑m odpi i qi refodp +∑ ij j bwij ref bw ∑m i ij etij j ref et +∑ i pocpi qi ref pocp ∑b m i ∑b m + +∑ ij j ∑m ij j hti i qi ref ht ∑b m eupij ref eup i ∑b m + +∑ i ∑b m ij j ref ap apij +∑ ∑b m i ij j hwij ref hw ) Trường hợp 2: Ngân sách dành cho giảm thiểu Co, lựa chọn phương án thực cho chi phí đầu tư không vượt C o Ràng buộc chi phí công thức 16 n mi C0 ≥ ∑∑ Cij bij ( 16 ) i =1 j = Ràng buộc biến định bij biến định, bij số nguyên không âm (gồm giá trị 0) với i, j Tổng số lượng phương án chọn nhóm DT i không vượt số lượng đối tượng ứng với nhóm DT i Tổng bij ứng với i đảm bảo với số lượng đối tượng ứng với nhóm Ta có ràng buộc biến bij công thức 17 18 mi bij ∈ { 0,1, } bij = qi ( 18 ) ∑ j =0 ( 17 ) CHƯƠNG ÁP DỤNG TÍCH HỢP CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÃ ĐỀ XUẤT TRONG ĐÁNH GIÁ SXSH CHO TRƯỜNG HỢP ĐIỂN HÌNH 3.1 Áp dụng cho nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Công ty TNHH Hồng Phát Nhà máy có công suất thiết kế: 150 tính bột khoai mì/ngày đêm.Giả sử nhà máy có ngân sách dùng cho việc giảm thiểu phát thải 3.000 triệu đồng Bài toán cần giải trường hợp xác định phương án giảm 14 odpij ref odp + ( 15) thiểu ô nhiễm tối ưu cho tổng chi phí đầu tư không vượt ngân sách 3.1.1 Áp dụng phương pháp thiết lập CBVC đề xuất cho nhà máy Nội dung này, tác giả áp dụng phương pháp vẽ sơ đồ quy trình công nghệ phần mềm phổ biến, dễ sử dụng MS Excel đồng thời tính toán CBVCngay sơ đồ quy trình này.Các bước thiết lập CBVC đề xuất gồm có bước, kết hình 3.10 Hình 3.10 Hiện trạng tiêu thụ nguyên vật liệu Nhà máy Hồng Phát 15 3.1.2 Áp dụng biểu đồ kiểm soát đánh giá trạng quản lý nội vi tiềm SXSH từ kiểm soát tốt trình sản xuất Đánh giá, xác định tiềm SXSH từ QLNV kiểm soát trình tốt cho nhà máy theo bước đề xuất cho thấy QLNV công ty chưa tốt dẫn đến định mức tiêu thụ nước điện 01 đơn vị nguyên liệu không ổn định Kết đánh giá cho thấy kiểm soát tốt trình QLNV tốt tiềm giảm thiểu sử dụng nước điện nhà máy quản lý tốt giảm 6,6% nước 3,8% điện cách điều chỉnh giới hạn kiểm soát 3.1.3 Xác định đối tượng cần cải tiến phương án thay cách áp dụng BAT Các giải pháp đề xuất phân tích đề xuất phương án thay để thực cho giải pháp, ví dụ thay động tiêu chuẩn động hiệu suất cao động hiệu suất cao lựa chọn, phương án giảm phát thải từ đốt khí biogas… Minh họa phát triển phương án thay ứng với đối tượng bảng 3.26 Bảng 3.26 Đối tượng cần cải tiến phương án thay Kí hiệu Đối tượng/phương án Ghi DT1 Phễu nạp liệu Đối tượng cần cải tiến X11 ABB-M3BP 132 SMC Phương án thay X12 ABB-M3BP 132 SMF Phương án thay Brook Crompton-WU-DA132MMX Phương án thay DT2 Băng tải Đối tượng cần cải tiến X21 ABB-M3BP 100 LC Phương án thay X22 ABB-M3BP 100 LA Phương án thay Brook Crompton-WU-DA100LS Phương án thay X13 X23 Các số môi trường phương án tính toán dựa vào hệ số phát thải từ tổng quan tài liệu số liệu từ thực tế hoạt động nhà máy 16 3.1.4 Áp dụng mô hình toán để xác định đối tượng phương án giảm thiểu tác động môi trường cho Nhà máy Trên cở sở liệu có đối tượng cần cải tiến phương án cải tiến, tác giả áp dụng mô hình toán để xác định phương án tối ưu cho giảm thiểu KNK số môi trường tích hợp trường hợp ngân sách dùng cho giảm thiểu 3.000 triệu đồng Sau giải toán Lingo, kết tóm tắt bảng 3.29.Kịch cho thấy số môi trường tích hợp giảm 7,36%, KNK giảm 4,1% kịch số môi trường tích hợp giảm 73,6%, KNK giảm 3,5% Điều cho thấy áp dụng số môi trường tích hợp mang lại hiệu giảm thiểu cao so với áp dụng riêng KNK Bảng 3.29 Phương án tối ưu cho trường hợp giảm phát thải KNK số môi trường tích hợp 17 3.2 Đánh giá tương quan giữa trường hợp biết trước ngân sách dùng cho giảm thiểu trường hợp biết trước mục tiêu giảm thiểu Nội dung áp dụng cho trường hợp (biết trước ngân sách Co=3.000.000.000 đồng) Kết giải cho trường hợp bảng 3.29 với kinh phí 2.999.947.000 đồng KNK giảm thiểu tối đa 58,25227 PE với kinh phí 2.999.821.000 đồng số môi trường tích hợp giảm thiểu tối đa 8.293,04PE Vấn đề đặt trường hợp trường hợp có mối liên hệ với cụ thể với mục tiêu giảm thiểu KNK 58,25227 PE giảm thiểu số môi trường tích hợp 8.293,04PE kinh phí tối thiểu tương ứng với trường hợp bao nhiêu? Có tương ứng với kinh phí hay không (tương ứng với 2.999.947.000 đồng 2.999.821.000 đồng)?Kết giải Lingo cho thấy chi phí tối thiểu để đạt mục tiêu giảm thiểu số môi trường tích hợp 8.293,04PE 2.999.821.000 đồng, để đạt mục tiêu giảm thiểu KNK 58,25227 PE 2.999.947.000 đồng Các kết tương đồng với trường hợp biết trước ngân sách dùng cho giảm thiểu CHƯƠNG ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH THỰC HIỆN SXSH KHI ÁP DỤNG MÔ HÌNH TỐI ƯU Nội dung chương đề xuất quy trình thực SXSH sở áp dụng phương pháp đề xuất đồng thời nội dung chương đánh giá, so sánh phương pháp thực SXSH luận án với phương pháp tổ chức thực hành phương pháp SXSH khác nước 4.1 Đề xuất quy trình thực SXSH áp dụng mô hình tối ưu Quy trình đề xuất hình 4.1, để triển khai chương trình SXSH lần nhà máy dựa vào số liệu hoạt động thực tế thời điểm đánh giá để cập nhật thông số đường sở - baseline cho đối tượng phương án thay thế, lúc đối tượng thực cải tiến chương trình SXSH lần cần phải chỉnh sửa lại phát thải sở Sau ta tiến hành đánh giá sản xuất xác định đối tượng cần cải tiến phát triển phương án thay cho đối tượng phương án Sau phân tích xác định đối 18 tượng cần cải tiến phương án thay Hình thế4.1Quy tương trình ứng, thực ta cậphiện nhậtSXSH bổmới sung vào sở liệu ban đầu để hình thành nên sở liệu đối tượng cần cải tiến phương pháp thay tiềm chuyển sang bước Ở bước 4, dựa vào mục tiêu giảm thiểu nhà máy ngân sách dùng cho việc giảm thiểu ta giải mô hình toán tối ưu nêu nội dung 2.5 để xác định phương án tối ưu để thực hiện, tương tự cho chương trình SXSH Do việc kế thừa sở liệu lần đánh giá trước tiết kiệm thời gian cho trình đánh giá 4.2 Áp dụng quy trình thực SXSH cho trường hợp điển hình Với giả định Nhà máy Hồng Phát thực giảm thiểu ô nhiễm KNK cách áp dụng giải pháp nêu bảng 3.27 Nội dung áp dụng quy trình hình 4.1 để đánh giá cho chương trình SXSH lần Nếu mục tiêu giảm thiểu lần số môi trường tích hợp với kinh phí tỷ đồng số môi trường tích hợp từ 10.445 PE giảm xuống 3.396PE (lý giảm nhiều CTR chiếm tỷ lệ cao số môi trường tích hợp, kinh phí đầu tư cho giải pháp tái sử dụng CTR 100 triệu đồng, nêu giảm từ nguồn số môi trường tích hợp giảm đến 50%), KNK giảm 2,7PE Nếu mục tiêu tối đa giảm thiểu lần KNK số môi trường tích hợp giảm 145,6PE, KNK giảm giảm 7,3PE Các chương trình giảm thiểu nhà máy áp dụng quy trình đề xuất hình 4.1, sở liệu có, nhà máy cần giữ lại phương án tốt mà chưa áp dụng, sau trình sản xuất cập nhật thêm liệu tiên tiến công nghệ, giải pháp ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm ngành để hình thành nên sở liệu Khi cần 19 thiết sử dụng sở liệu để phân tích đưa phương án cải tiến tốt phù hợp với nguồn lực nhà máy tạo nên chương trình cải tiến liên tục 4.3 Đánh giá kết áp dụng tích hợp phương pháp đề xuất So sánh với phương pháp đánh giá SXSH áp dụng Việt Nam điển hình phía nam [52, 53], phía bắc [43, 54] bảng 4.2 Kết cho thấy áp dụng phương pháp phát triển đề xuất góp phần cung cấp minh chứng khoa học cho trình đánh giá sơ bộ, đánh giá chi tiết lựa chọn đối tượng, phương án thực Các chứng khoa học đánh giá xem yếu tố ảnh hưởng đến hiệu trình đánh giá, giúp xác định trọng tâm giảm thiểu ô nhiễm giảm thiểu thời gian [34] Bảng 4.2 Phân tích so sánh hiệu số phương pháp thực SXSH 20 KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Thiếu áp dụng kỹ thuật, công cụ phân tích hệ thống rào cản quan trọng chương trình SXSH Nghiên cứu trả lời câu hỏi nghiên cứu cách đề xuất áp dụng phương pháp phù hợp để góp phần khắc phục rào cản Trong quan trọng là: (1-) Phương pháp tính số môi trường tích hợp áp dụng cho việc đánh giá tác động trình sản xuất so sánh lựa chọn phương án thay thế; (2-) Mô hình toán tối ưu lựa chọn phương án, giải pháp SXSH đề xuất cho thấy hiệu 21 - - - trường hợp sở sản xuất có quy mô lớn có nhiều đối tượng phương án cải tiến Các phương pháp triển khai áp dụng điển hình cho phương pháp áp dụng tổng hợp vào đối tượng nghiên cứu cụ thể để minh chứng hiệu Một quy trình thực SXSH đề xuất, quy trình giúp tiết kiệm thời gian đánh giá hỗ trợ tốt lựa chọn phương án tối ưu cần cải tiến Nhìn chung phương pháp đề xuất đánh giá SXSH quy trình thực SXSH hình 4.1 đáp ứng khái niệm SXSH: Nghiên cứu đưa tất đối tượng nhà máy vào toán tối ưu 11 loại tác động môi trường xem xét: đáp ứng tiêu chí SXSH phải phòng ngừa tổng hợp, có nghĩa áp dụng nhiều biện pháp giảm thiểu tác động nhiều khía cạnh môi trường; Cách đánh giá SXSH nghiên cứu liệt kê tất đối tượng phương án thay tiềm năng, dựa vào nguồn lực nhà máy xác định phương án đối tượng cần thực chương trình SXSH lần 01, đối tượng phương án lại chưa cải tiến sở liệu cho lần cải tiến (như hình 4.1): đáp ứng tiêu chí cải tiến liên tục có nghĩa trình cải tiến không ngừng giới hạn, lần cải tiến sau phải tốt lần trước đối tượng từ công nghệ sản xuất đại đến lạc hậu áp dụng SXSH cách dựa vào ngân sách dùng cho cải tiến để xác định giải pháp phù hợp để ngăn ngừa, giảm thiểu tác động môi trường; Tiềm giảm thiểu xác định nghiên cứu số môi trường tích hợp 11 loại tác động nên khắc phục trường hợp giảm thiểu tác động tăng tác động khác: đáp ứng tiêu chí nâng cao hiệu suất sinh thái giảm thiểu rủi ro cho người môi trường khái niệm SXSH Thông qua nghiên cứu điển hình, Luận án áp dụng phương pháp đề xuất cho nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Ngoài thuật toán tổng quát để giải toán tối ưu điều kiện đa đối tượng đa mục tiêu phục vụ cho hỗ trợ định trường hợp lựa chọn phương án ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm chương trình SXSH Hơn nữa, phương pháp đề xuất mang tính tổng quát không đặc thù cho ngành sản xuất tinh bột áp dụng cho đối tượng sản xuất thuộc lĩnh vực khác KIẾN NGHỊ 22 Ngoài kết đạt trên, Nghiên cứu có số hạn chế, luận án kiến nghị định hướng nghiên cứu thời gian tới sau: - Đối với phát triển phương án thay nghiên cứu điển hình: dựa vào giải pháp BAT định hướng, luận án phát triển phương án thay dựa tổng quan tài liệu phương án đưa cho đối tượng thiếu Tuy nhiên hạn chế khắc phục cách cập nhật phương án tốt cho lần đánh giá để hình thành nên 01 sở liệu phương án thay cho đối tượng Kiến nghị thiết lập sở liệu giải pháp, phương án kỹ thuật cho trình thiết bị ngành sản xuất tinh bột khoai mì để làm sở định hướng cải tiến tương lai - Một số hệ số dùng để chuẩn hóa refA số liệu phạm vi toàn cầu thiếu số liệu Việt Nam độc sinh thái, độc người, phú dưỡng hóa, tiềm acid hóa, Vì nghiên cứu thời gian tới cần tính toán, đánh giá số phạm vi Việt nam để đánh giá xác mức độ tác động trình sản xuất làm sở so sánh với tác động sử dụng hệ số chuẩn hóa phạm vi toàn cầu - Do nghiên cứu đánh giá trình sản xuất nên nghiên cứu thời gian tới đánh giá tiềm SXSH từ trình để xem xét đến giải pháp liên quan đến trồng khoai mì, tiêu thụ sản phẩm, phương án sản xuất sản phẩm phụ từ bã để từ kết nối toàn sở liệu giải pháp sau áp dụng mô hình đề xuất nhằm đưa phương án tối ưu liên quan đến ngành sản xuất khoai mì để ngăn ngừa giảm thiểu tác động tới môi trường chuỗi sản xuất khoai mì từ trồng trọt, chế biến đến tiêu thụ thải bỏ DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Bài báo khoa học tạp chí nước 23 Tran Van Thanh, Le Thanh Hai (2016), An integer programming model for alternative selection and planning stages for cleaner production programs: a case study for greenhouse gases reduction, Tạp Chí PTKHCN, số M1, 5-17 Trần Văn Thanh, Lê Thanh Hải (2016), Phát triển phương pháp đánh giá tiềm sản xuất quản lý, kiểm soát trình tốt sản xuất công nghiệp, Tạp Chí Môi trường, Chuyên đề 2, 36-42 Trần Văn Thanh, Lê Thanh Hải (2014), Nghiên cứu đánh giá kỹ thuật có ứng dụng đánh giá sản xuất đề xuất định hướng áp dụng Việt Nam, Tạp chí phát triển KHCN, Số M2, 51-65 Trần Văn Thanh, Lê Thanh Hải, Hans Schnitzer (2015), Các giải pháp ngăn ngừa kiểm soát ô nhiễm tích hợp cho ngành sản xuất tinh bột, Tạp chí môi trường, Số 10, 61-64 Trần Văn Thanh, Nguyễn Thị Phương Thảo, Lê Quốc Vĩ, Lê Thanh Hải (2014), Nghiên cứu ứng dụng biểu đồ kiểm soát công cụ đánh giá quản lý nội vi phục vụ đánh giá SXSH nhà máy chế biến thủy sản, Tạp chí Khoa học công nghệ, Số 2B, 253-262 Lê Thanh Hải, Trần văn Thanh, Nguyễn Thị Phương Thảo, Lê Quốc Vĩ (2012), Cải tiến quy trình đánh giá sản xuất công nghiệp sở kết hợp với phương pháp luận đánh giá tiềm giảm thiểu khí nhà kính theo chế phát triển sạch, Tạp chí khoa học Công nghệ, Số 4A, 242-252 Trần Văn Thanh, Hồ Thị Ngọc Hà, Lê Thanh Hải (2011), Nghiên cứu đề xuất phương pháp xây dựng công cụ đánh giá nhanh kiểm toán lượng cho ngành sản xuất cơm dừa nạo sấy, Tạp chí phát triển KHCN, Số M3, 39-49 Trần Văn Thanh, Hồ Thị Ngọc Hà, Lê Thanh Hải (2015), Đề xuất mô hình sản xuất theo hướng sinh thái gắn với bảo vệ môi trường cho nghề sản xuất tinh bột nông thôn đồng sông Cửu Long, Tạp chí Phát triển KHCN, Số M1, 3344 Tạp chí, Hội nghị quốc tế 24 Le Thanh Hai, Hans Schnitzer, Tran Van Thanh, Nguyen T P Thao, Gerhart Braunegg (2016), An integrated eco-model of agriculture and small scale industry in craft villages toward cleaner production and sustainable development in rural areas: a case study from Mekong delta of Vietnam, Journal of Cleaner Production (ISI, IF=5,3),vol 137, 274-282, 2016 10 Tran Van Thanh, Le Thanh Hai (2016), Development of an integrated environmental assessment method for cleaner production programs, Proceedings of the International Conference 2016 ICENR- ILTER-EAP, TpHCM, ISBN 978-614-73-4647-9, 198-206 Các đề tài NCKH nghiệm thu Trần Văn Thanh, Nghiên cứu đề xuất công cụ phục vụ kiểm toán nhanh lượng cho ngành công nghiệp thực phẩm, Đề tài NCKH cấp Viện, Viện Môi trường Tài nguyên, 2010 Trần Văn Thanh, Nghiên cứu đánh giá tiềm CDM cho nhà máy chế biến rau khu vực trọng điểm phía nam, Đề tài NCKH cấp Viện, Viện Môi trường Tài nguyên, 2012 Trần Văn Thanh, Nghiên cứu đề xuất phương pháp đánh giá áp dụng cho bước quy trình thực SXSH Việt Nam, Đề tài NCKH cấp Viện, Viện Môi trường Tài nguyên, 2015 Các luận văn hướng dẫn, đồng hướng dẫn Hồ Thị Thúy Ngân, Đánh giá trạng đề xuất mô hình mẫu sản xuất hướng tới phát triển bền vững cho nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì địa bàn tỉnh Tây Ninh, Luận văn thạc sĩ, Viện Môi trường Tài nguyên, 2016 Cao Hoài Vịnh, Nghiên cứu đề xuất quy trình, tiêu chí đánh giá phát triển xanh cho ngành công nghiệp sản xuất tinh bột khoai mỳ Tỉnh Tây Ninh, Luận văn thạc sĩ, Viện Môi trường Tài nguyên, 2016 25 ... sản xuất có quy mô từ 50 tinh bột/ ngày trở lên [44] Các nghiên cứu ngành sản xuất tinh bột gạo hạn chế có nhiều nghiên cứu liên quan đến ngành sản xuất tinh bột khoai mì Tác động môi trường ngành. .. gạo dong riềng Ngành sản xuất tinh bột gạo dong riềng không phát triển sản xuất tinh bột khoai mì Phần lớn khoai mì dùng để sản xuất tinh bột, tổng số lượng nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Việt... tiêu nghiên cứu đề xuất phát triển phương pháp dùng đánh giá SXSH để góp phần nâng cao hiệu chương trình SXSH 1.4 Tổng quan ngành tinh bột Ở Việt Nam có nguồn nguyên liệu để sản xuất tinh bột