Đề tài khoa học và công nghệ cấp trường trọng điểm (Trường Đại học Xây dựng) Nghiên cứu khả năng cắt giảm khí nhà kính từ hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị ở Việt NamTh.S Hoàng Minh Giang (Chủ nhiệm đề tài)
Trang 1
BO GIAO DUC VA DAO TAO
TRUONG DAI HOC XAY DUNG
bs BAO CAO TONG KET _
DE TAI KHOA HQC VA CONG NGHE CAP TRUONG TRONG DIEM
ĐÈ TÀI:
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CÁT GIẢM KHÍ NHÀ KÍNH TỪ HỆ THONG QUAN LY CHAT THAI RAN ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM
MA SO: 93-2012/KHXD-TD
CHU NGHIEM DE TAI: THS HOANG MINH GIANG
HA NOL, 5- 2013
Trang 2
BO GIAO DUC VA DAO TAO
TRUONG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
S BAO CAO TONG KET
ĐÈ TÀI KHOA HỌC VA CONG NGHE CAP TRƯỜNG TRONG DIEM
DE TAI:
Trang 3BO GIAO DUC VA ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
SỐ BAO CAO TONG KET _
DE TAI KHOA HQC VA CONG NGHE CAP TRUONG TRONG DIEM
DE TAI:
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CÁT GIẢM KHÍ NHÀ KÍNH TỪ HỆ THÓNG QUẢN LÝ CHÁT THÁI RÁN ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM
MA SO: 93-2012/KHXD-TD
XAC NHAN CUA CO QUAN CHU NHIEM DE TAI
CHU TRi DE TAI
Trang 4DANH SACH NHUNG THANH VIEN THAM GIA NGHIEN CUU DE TAI
ThS Hoang Minh Giang — Vién Khoa hoc va Ky thuat Moi trrong —
Truong Dai hoc Xay Dung
_ KS Pham Van Nam — Vién Khoa hoc va Ky thuat Moi trrong — Truong
Dai hoc Xay Dung
_ Nhom sinh vién lop 54DT2 — Vién Khoa hoc va Kỹ thuật Môi trường —
Trang 5MUC LUC
CAC CHỮ VIET TAT viccecscssssssssssssssssssssssscssesccsssecsseccsneccsnsecsssessssesssneessanecssaneseessnseesse 4
DANH MUC BANG issessscssssssscessssssssosssssssssonsccsensscsesnsessssnssecennseacsnssscsssnnosssessnessosnessees 5 DANH MỤC HÌNH VẼ, BIÊU ĐỒ . -cccccccrrerrrrrrrrirrrrrrrrrriiirrrrrriie 7
2 Tính cấp thiết của GE tai 9
3 Xiue tiểu tủaỀtÄussssnnsussnnnnaeemindenrninndneinieeeeieeinien 10
4 Phương pháp nghiên cứu
5: Đối tượng và phạm vi nghiên cứu -::scccerrtrrrrtrrerrerrrerrrrrrree 11 6 Ý nghĩa thực tiễn của GE tlie cccossecssscescssusccsvesescoscecnreneneceenennenpennseenstbtdd Stl 12 1 Nội dung nghiên cứu : 5c shnehhhhhhrrrddrdrdrrrrdrrrrrrrrrrrrte 12
CHUONG 1 QUẢN LÝ CHÁT THÁI RÁN VÀ BIẾN ĐÓI KHÍ HẬU 13 1.1 Hệ thống quản lý chất thải răn và biến đổi khí hậu - 13
1.1.1 Hệ thống quản lý chất thải rắn độ thị -ccsccscseei ø 1.1.2 Dac diém của một hệ thống quản lý chất thải rắn bên vững - 14
1.1.3 Biển đổi khí hậu òc 3g H0 HH1 k Ác (005 t1 E11 0010611414014 110 18
1.14 Mới quan hệ giữa quản lý chất thải rắn và biến đổi khí hậu .- 23
1.2 Các nguồn phát thải KNK từ hệ thống QL CTR -+ 25
12.1 Thu gom, vận chuyển và trưng chuyển chất thải rắn - - 25
12.2 Thu hôi, tái CBE CGE ccouyuvconeonacvsnsanenpenenennaneanabissii04 ESS CLES ASSAD MOTT 26
1.2.3 Chôn lấp chất thải rắn 27
1.2.4 Xử lý sinh học hiểu khí 20
Trang 61.3 Kha nang cat giam KNK tir hé thông QL CTR -.ccsccces 34 1.3.1 Thu gom, trung chuyên và tiận ChHUÊN ugigibidanigooagtaseleveassnie 34 PT ng n7 ÄŠ.3 CHG TÃD, inGinialtabiaiistigiitrieltseaetisiseniiidkidemerenierakeriaaesee 1.3.4 Usinh hoc hiéu khi I7 77 8a Ti 1 7ã 37 CHUONG 2 PHAN TiCH DONG CHAT THAI RAN SINH HOAT CUA
THANH PHO HA NOD csccssssssssssscccssssseecesssssccssssssescesssssscesnssnsseesessnssecsssnnsssessansnsesssssssersss 38
2.1 Hién trang quan ly chất thải rắn thành phố Hà Nội -5 52: 38 DDL Phat sinh ChAt hai 1A nố 38 2.1.2 Phân loại, thu gom, vận chuyên chất thải rắn - + c5:sscssxtsxsrrrerre 39 213 Xu ly chất thải rắn sinh hoạt, cscc-sse+
2.14 Đánh giá hiện trạng quản chất thải rắn tại Hà Nội -. - 46 2.2 Phân tích dòng chất thải rắn sinh hoạt thành phó Hà Nội 48 2.2.1 Phương pháp tính tOáH -c-ccccssnhhhhhhhhtthhhhtttrtrhtrrrrre 48
2.2.2 Kết quả phân tích dòng CREE TIGL snvsnescocnennzenenseensanenaeensis hEUATROCRREER 49
CHUONG 3 TiNH TOAN PHAT THAI KHi NHA KiNH TU’ CAC CONG
NGHE XU LY CHAT THAI RÁN HÀ NỘI -ccsssrrrrrrrrrrrrrrrrrrrie 52
Bell Khai quat chung về các phương pháp tính toán phát thải KNK 52 3.11 Phương pháp tính toán cáp quốc gia theo hướng dan cua Uy ban lién
chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC 2006) -::c:ccscscttrttrrrtteerttrrrrree 53
3.1.2 Phướng pháp tính toán cáp tổ chức (địa phương, doanh nghiệp, nhà
máy ) 58
3.1.3 Phương pháp tính toán dựa trên mỏ hình đánh giá vòng đời (LCA) 59
3.2 Tíúh toán phát thải KNK từ hệ thống xử lý chất thải rắn của thành phố Hà
Nội 62
3.2.1 Phương pháp tính tOáH à sài ehieehhhhhhthhhhrrrrrrrrrrtrttt 62 B22 Kết gHÀ HH tẪÏusanuandanantrnsrseeeisaseaeinannaiieaaeensiereirsmrenee 67
Trang 73.3 Tính toán phát thải khí nhà kính của các kịch bản so sánh 73
BBL Xu đựng kịth-DẴH:oaoaoenoanssaarnereerinseiirdiaiiaakikiilesaiaairendrsee 73 332 Phát thối khí nha kink tit CGO Kh OM cụcocliuinaadaieiBioiaasasesaasssaiassee 74
KET LUAN VA KIEN NGHI ccssscssscsosssassenssssasasascazszessessanetuvsratanecrennsenvenrsovaareunnss 16
1 Hiện trạng phát thải khí nhà kính từ các công trình xử lý chất thải rắn sinh
In n0 1:80 00 76
2 Độ tin cậy của kết quả tính toán
3 So sánh các kịch bản quản lý chất thải rắn -55:c25ccccsvcrrtrrrrrrrree T7 4 Kiến nghị và để xuất hướng nghiên cứu "ôi ẽ 78
IV )008i009:7906847 00177 81
Trang 8CAC CHU VIET TAT BDKH KNK IPCC IPPU AFOLU RDF PPDF UOD UNEP NMVOC LFG LCA LCI LCIA Biến đồi khí hậu Khí nhà kính
Ủy ban liên chính phủ về biến đôi khí hậu Sản xuất công nghiệp và sử dụng sản phẩm Nông nghiệp, Rừng và sử dụng đất
Refuse-derived Fuel
Derived Fuel from Paper and Plastic Đầu nguồn — Vận hành — Cuối nguồn
Chương trình Môi trường của Liên Hợp Quốc Các bon hữu cơ bay hơi không Mê tan
Khí bãi rác
Đánh giá vòng đời Kiểm kê vòng đời
Trang 9DANH MUC BANG
No table of figures entries found
Bang 1.1 Thiét ké mot hé thong quan ly chat thai ran bén VỮNE, à si 17
Bảng 1.2 Thông báo Quốc gia về Biến đôi khí hậu ở Việt Nam (so với năm 1990) 20
Bảng 1.3 GWP của các KNK trong các khoảng thời gian khác nhau 21
Bang 1.4 Khung chung cho cach I0 00899 0A0 25
Bang I.5 Hệ số phát thải KNK cho các quá trình sản xuất và sử dụng nhiên liệu đốt Bảng 1.7 Tông hợp các nguồn phát thải khí nhà kính (gián tiếp, trực tiếp) từ các bãi 3ioni mm 29
Bang 1.8 Tông hop phat thải khí nhà kính (gián tiếp trực tiếp) từ quá trình ủ sinh học và phân hủy yếm khí -s-©222 552 22+2212221122312211221112211221.211 1 re 30 Bảng 1.9 Hệ số phát thải KNK của các công nghệ composting 30
Bang 1.10 Hệ số phat thai khi CH, va NO tir qua trinh composting theo IPCC 31
Bang 1.11 Hệ số phát thải khí CH¿ và N›O từ quá trình xử lý ky khí theoIPCC 32
Bảng 1.12 Tông hợp các nguồn phát thải KNK (gián tiếp trực tiếp) từ quá trình đốt Chiết (HÃT tonngongiDiS0tPt001G0410330105.010D0T0B10301QNĐĐANSRHBINHHHERĐEE81010031101001210000611 00000030 04 33 Bảng 1.13 Hệ số phát thải KNK của công nghệ đốt chất thải rắn 33
Bang 2.1 Tỷ lệ phát sinh CTRSH toàn khu vực Hà Nội năm 2011 38
Bảng 2.2 Thành phần chất thải rắn sinh hoạt trên địa bàn thành phó Hà nội 39
Bảng 2.3 Các công ty thu gom chat thải tại khu vực nội thành Hà Nội 41
Bang 2.4 Các cơ sở xử lý CTR chính đang hoạt động trên địa bàn Tp Hà Nội 44
Trang 10Bang 2.6 Thanh phan CTRSH của Hà Nội và trung bình của cả thành phố năm 201 I T Ô Ô.Ô.Ô.Ô.Ô 47 Bảng 2.7 Lượng rác tái chế được đưa đến các bãi chôn lấp Nam Sơn, Xuân Sơn,
KIỂU KT bon nh thang 00G th i00 DARDIXSNSEENBIIIESESRREAGENSETEIAYIEERISREIESAEABS4E152231004.4146009680095601815V23204836 49 Bảng 2.8 Khối lượng các loại rác được đem chôn lấp MRIS TERE OTR 50
Bang 3.1 Cac tham số sử dụng trong tính toán phat thai CH, tir bai chon lấp 64
Bảng 3.2 Hệ số phát thải CHạ, N;O trong xử lý sinh học được lấy theo đề nghị của
IPCC, 2006
Trang 11DANH MỤC HÌNH VẼ, BIÊU DO Hình 1.1.Sơ đồ các hợp phần chức năng của hệ thống quản lý chất thải rắn đô CID 14 ãäaD aA 13 Hình 1.2 Mô hình đơn giản quan hệ giữa hệ thống quản lý CTR đô thị và phát thải KNK cu cnnŸngán ng ng21ố1 0 t1 01105811141608686566163551488950461355590486E5538%51150EL5V850555EE8015660566158049110/0e 24
Hình 2.1 Sơ đỗ quan GTẾ nội thành Hà Non nsesssoieis0ti01134 0208055082 40
Hình 2.2 Khối lượng chất thải rắn sinh hoạt Ha Nội đưa đến các cơ sở xứ lý
Hình 2.3 Sơ đồ phân tích, kiểm kê dòng chất thải rắn sinh hoạt thành phố Hà Nội năm 20ÏÏ:¿::::ö;::xsscbisrserroasiitoxilliioisBilis0SISBLSSHGGIHHGIGG310080 10380030 q0338stra8 5I
Hình 3.1 Sơ đồ hướng dẫn báo cáo khí nhà kính từ hợp phần chất thải của
i9 55 Hình 3.2 Cầu trúc hợp phan chat thải của IPCC - 22-522222222212221222122122xee 56 Hình 3.3.Phương pháp tính toán theo quy mô tô chuc (Gentil et al., 2009) 58
Hình 3.4 Lượng KNK phát thải từ các BCL (triệu ¡e2 n 68
Hình 3.5 Lượng khí CH¡ phát thải từ BCL với từng loại rác - 69
Hình 3.6 Xu hướng phat thai khi CH, trong từ hoạt động xử lý lượng rac nam 2011
Hình 3.7 Xu hướng phát thải khí nhà kính trong từ hoạt động xử lý lượng rác điãm;2{MÍT e-cc:cse=escceerirnnoienieniisainnLanieihnineoentigudCEDiuA30066005000009.010400010060000310001206060i0000/00 71
Hình 3.8 Tổng lượng khí nhà kính phát thải từ hoạt động xử lý lượng rác sinh hoạt
Trang 12MO DAU
1 Dat van đề
Biến đồi khí hậu (BĐKH) đang là vấn đề dành được nhiều sự quan tâm của toàn xã
hội ngày nay Từ thời kỳ cách mạng công nghiệp đến nay, nồng độ khí Các bon đioxide
(CO;) đã tăng lên 35% và khí Mê tan (CH¿) tăng gấp 2 lần (ISWA, 2010) Đã có nhiều
báo cáo khoa học về sự gia tăng nhiệt độ trung bình của trái đất từ giữa thế kỷ 20 bởi ảnh
hưởng của các loại khí nhà kính (KNK) phát thải do các hoạt động của con người mà
phần lớn là quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ và khí thiên nhiên Nó
đã gây nên những ảnh hưởng nghiêm trọng cho thiên nhiên cũng như con người trên phạm vi toàn cầu và mục tiêu của toàn thế giới hiện nay là cắt giảm phát thải KNK ứng phó với BĐKH
Bên cạnh những chiến lược và công nghệ nhằm cắt giảm phát thải khí nhà kính từ các hợp phần chủ đạo như sản xuất năng lượng, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, rừng và sử dụng đất v.v Các nhà khoa học trên thể giới đã và đang nỗ lực nghiên cứu đề thay đôi hình ảnh của hợp phần quản lý chất thải — Từ một hợp phần phát thải ra KNK theo đánh giá của Ủy ban liên chính phủ vẻ biến đổi khí hậu (IPCC) trở thành nhân tổ có kha
nang cat giam khi nha kinh cho cac hop phan khac (Savino, 2009)
Savino và Hansen cho rằng việc định chính xác khả năng phát thải và khả năng cắt
giảm KNK từ hợp phần chất thải còn nhiều khó khăn, chính vì vậy việc thực hiện các
nghiên cứu khoa học cụ thể và sự nỗ lực đóng góp về cơ sở dữ liệu từ các quốc gia, các vùng lãnh thổ cũng như toàn cầu là rất cần thiết mới có thê tính toán được chính xác những ảnh hưởng cả tích cực lần tiêu cực của hệ thống quản lý chất thải đối với khí hậu
trai dat (Savino and Hansen, 2008)
Hoạt động quản lý chất thải hang năm phát sinh khoảng trên I,3 tỷ tấn COs„ (IPCC,
2007) trên phạm vi toàn cầu Trong phạm vi khu vực và đô thị, hợp phan chất thải có những cơ hội tự biến mình từ một “nguồn phát thải” trở thành “nguồn cắt giảm” phát
thải khí nhà kính dựa trên cơ sở lựa chọn một cách khoa học, bền vững hệ thống quản lý
Trang 13Trong quá trình phát triên của mình hệ thong quan ly chat thai ran đã có những thành tựu đáng kề từ công nghệ thu gom, tái chế, thu hồi và xử lý chất thải mang lại ý nghĩa to
lớn trong việc bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và phát triển kinh tế Nhiều
công nghệ xử lý chất thải đem lại những đóng góp lớn trong việc giảm thiêu phát thải khí nhà kính, tuy nhiên việc lựa chọn va kết hợp các công nghệ này trong một hệ thống cần phải dựa trên điều kiện thực tế của từng địa phương Việc đánh giá hiện trạng và tính
toán phát thải khí nhà kính từ các công nghệ hiện có cũng như dự báo được khả năng
phát thải của các công nghệ xử lý chất thải rắn khác nhau trở thành một công cụ quan
trọng của các nhà hoạch định chính sách trong việc lựa chọn một hệ thong quan ly chat
thải phù hợp với chiến lược quốc gia về ứng phó với biến đổi khí hậu Một điểm quan trọng của việc đánh giá này là nâng cao nhận thức của toàn xã hội về tiềm năng cắt giảm
KNK của hệ thống QL CTR khi lượng hóa được cụ thế khả năng phát thải/giảm thiểu
KNK của từng công nghệ từ đó khuyến khích các địa phương lựa chọn những hệ thong phù hợp với khả năng của mình đê cắt giảm được tối đa lượng khí KNK phát sinh
Việc nghiên cứu đề đánh giá khả năng phát thải/cắt giảm KNK từ các công nghệ xử ly va quan ly chat thai ran đã được thực hiện bởi một số nhà khoa học trên thể giới từ nửa cuối những năm 2000 Tạp chí khoa hoc “Waste Management & Research” nam 2009 da
xuất bản 2 chuyên san đặc biệt volume 27, issue 8: “Co so về tính toán khí nhà kinh:
Khái niệm và cơ chế” và issue 9: “Tính toán khí nhà kính ứng dụng: Phương pháp luận và thực tiễn ” đã thê hiện những nỗ lực nghiên cứu nghiêm túc và hành động cụ thê mang lại những đóng góp to lớn về kiến thức khoa học cũng như ứng dụng của lĩnh vực này
trong việc cat giam khi nha kinh (Savino, 2009)
Tuy nhiên việc thực hiện nghiên cứu, tính toán mới được thực hiện ở một số thành
phó chủ yếu là các nước phát triển Hầu hết, các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam còn chưa có nhiều nghiên cứu cụ thê về vấn đề này Việc nghiên cứu phát thải KNK từ các hoạt động quản lý chất thải rắn tại Việt Nam nói chung và ở các thành phó lớn như Hà Nội nói riêng là vô cùng quan trọng và cần thiết
2 Tinh cấp thiết của đề tài
Việt Nam hiện nay là một trong số nhiều nước đang phát trién có hệ thống quản lý
chất thải rắn chưa đảm bảo phân loại tại nguồn, công nghệ xử lý chất thải rắn còn đơn giản chủ yếu sử dụng các bãi chôn lấp là nguồn phát thải ra KNK chủ yéu (UNEP
Trang 142010) Việc thu gom chất thải rắn không hiệu quả dẫn đến một lượng lớn chất thải sinh
hoạt phát sinh phát thải ra môi trường dẫn đến tình trạng đốt rác một cách bừa bãi của
người dân gây ra ô nhiễm không khí và phát thải CO; Không phân loại chất thải rắn tại
nguồn làm khó khăn cho công tác thu hỏi và tái chế chất thai ran gây lăng phí tài nguyên và năng lượng Tất cá những yếu tố đó vẽ nên một bức tranh phát thải KNK rất lớn từ hệ thống quản lý chất thải rắn của các đô thị Việt Nam nói chung và của thành phó Hà Nội
nói riêng
Đánh giá được hiện trạng phát thải khí nhà kính từ hoạt động quản lý chất thải rắn cũng như tính toán được khả năng phát thải khí nhà kính của các công nghệ xử lý đổi với
chất thải rắn sinh hoạt của các đô thị Việt Nam là một trong những mục tiêu khoa học
quan trọng hiện nay Kết quả thu được không chỉ làm cơ sở dữ liệu dùng cho các báo cáo
phát thải KNK mà còn xây dựng được các tiêu chí làm cơ sở khoa học trong việc lựa
chọn hệ thống quản lý chất thải rắn sinh hoạt cho thành phố Hà Nội và các đô thị Việt Nam phù hợp với điều kiện đô thị đồng thời đảm bao ưu tiên cất giảm phát thải khí nhà
kính tối đa
3 Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu, giải thích mối quan hệ giữa quản lý chất thải rắn và biến đổi khí hậu,
nghiên cứu ý nghĩa và sự đóng góp của từng hợp phan trong quan ly chất thải rắn với việc phát thải/cắt giảm khí nhà kính
Sử dụng cách tiếp cận cân bằng vật chất cho dòng chất thải rắn sinh hoạt đô thị, nghiên cứu điển hình cho thành phô Hà Nội dé làm rõ hiện trạng thu gom xử lý chất thải
rắn năm 2011 của thành phố Hà Nội
Ứng dụng phương pháp tính toán theo hướng dan của Ủy ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu năm 2006 đề đánh giá lượng khí nhà kính phát thải từ các công trình xử lý
chất thải rắn của thành phó Từ đó, đánh giá được khả năng cắt giảm khí nhà kính từ hệ thống quản lý chất thải rắn sinh hoạt của thành phố Hà Nội bằng cách tính toán và so
sánh hiện trang phat thai KNK từ các công nghệ xử lý CTR tại Hà Nội năm 2011 với các kịch bản giả định được nhóm nghiên cứu xây dựng cụ thê
Trang 154 Phương pháp nghiên cứu
Thu thập và tông hợp số liệu từ các tài liệu đã được công bố về hiện trạng quản lý
chất thải rắn sinh hoạt của Hà Nội và của Việt Nam Ké thừa kết quả các nghiên cứu khoa
học có liên quan đã được công bô
Sử dụng cách tiếp cận phân tích dòng vật chất cho các loại chất thải ran sinh hoạt của
thành phó Hà Nội năm 2011 đề làm rõ hiện trạng quản lý, thu gom và xử lý chất thải rắn
sinh hoạt của thành phó Hà Nội
Kết quả của phân tích cân bằng vật chat chat thải rắn sinh hoạt sẽ được sử dụng làm cơ sở dữ liệu đầu vào cho mơ hính tính tốn phát thải khí nhà kính theo hướng dẫn của ủy ban liên chính phủ về biến đôi khí hậu, có thay đôi và chỉnh sửa phù hợp với hiện trạng của Hà Nội
Tham khảo ý kiến của các chuyên gia và các cơ quan quản lý có kinh nghiệm và công tác lâu năm trong lĩnh vực quản lý chất thải rắn sinh hoạt
5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, nhóm nghiên cứu tập trung phân tích va tinh
toán cho thành phố Hà Nội, một thành phố lớn của Việt Nam, có lượng rác sinh hoạt phát
thải lớn và tăng nhanh trong vòng 10 năm trở lại đây Bên cạnh đó, hệ thống quản lý chất
thải rắn sinh hoạt của thành phó Hà Nội mang nhiều đặc trưng cho các đô thị ở Việt Nam:
bao gồm cả khu vực thành thị và nông thôn các công nghệ xử lý chất thải rắn phô biến sử dụng là bãi chôn lấp và ủ sinh hoc hiéu khi composting vì vậy từ việc phân tích và tính toán được đòng chất thải sinh hoạt và lượng khí nhà kính phát thải của thành phố có thê áp dụng đề nghiên cứu các thành phố khác và cả nước
Đắi tượng nghiên cứu: Dòng chất thai ran sinh hoạt phát sinh tại thành phố Hà Nội năm 2011 Các khí loại khí nhà kính phát thải từ hoạt động chôn lấp, xử lý sinh học hiếu khí trong phạm vi hướng dẫn của IPCC năm 2006 bao gồm: khí Mê tan, khí N›O, khí
CO; có nguồn gốc hóa thạch
Pham vì nghiên cứu: Nhóm nghiên cứu lựa chọn hệ thống thu gom chất thải rắn sinh hoạt của thành phố Hà nội và các cơ sở xử lý chất thải rắn của thành phố Hà nội bao gồm: bãi chôn lắp Nam Sơn, Xuân Sơn Kiêu Kị và các nhà máy ủ compost chất thải rắn
sinh hoạt bao gồm: Cầu Diễn, Kiêu Kị và Seraphin
Trang 166 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Đề tài đánh giá được lượng khí nhà kính phát thải từ các công trình xử lý chất thải ran sinh hoạt của thành phó Hà Nội các có thê đóng góp là co sở dữ liệu cho các nghiên
cứu sau về tính toán khí nhà kinh từ hệ thống quản lý chất thải ran, làm số liệu tham khảo
cho tính toán kiêm kê khí nhà kính trong các nghiên cứu LCA về hệ thống quản lý chất
thải răn
Kết quả của đề tài có thê sử dụng vào các báo cáo phát thải khí nhà kính từ hoạt động
chôn lắp, compost của thành phó Hà Nội nói riêng và các đô thị Việt Nam nói chung
Kết quả của đề tài nêu được vai trò tích cực của công tác thu hồi, tái chế nguyên liệu và năng lượng từ rác thải đối với biến đôi khí hậu và cắt giảm khí nhà kính, so sánh được
lợi ích khí hậu từ những lựa chọn xử lý chất thải rắn khác nhau trong đô thị
Đánh giá sơ bộ về độ tin cậy của mô hình tính toán phát thải khí nhà kính từ hợp phần chất thải của IPCC và đưa ra những hướng nghiên cứu mới, sâu hơn trong lĩnh vực
quản lý chất thải rắn và biến đổi khí hậu
7 Nội dung nghiên cứu
Mở đầu
Chương 1: Quản ly chất thai ran và biến đổi khí hậu
Chương 2: Phân tích dòng chất thải rắn sinh hoạt cho thành phó Hà Nội
Chương 3: Tính toán phát thải khí nhà kính từ các công nghệ xử lý chất thải rắn tại Hà Nội
Kết luận và kiến nghị
Trang 17CHUONG 1 QUAN LY CHAT THAI RAN VA BIEN DOI KHi HAU 1.1 Hé théng quan ly chất thải rắn và biến đổi khí hậu
1.1.1 Hệ thống quản lý chat thai rắn đô thị
Hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị bao gồm các hoạt động thu gom, vận chuyển, thu hồi và tiêu hủy chất thải rắn và các hoạt động giám sát các hoạt động trên cũng như
công tác bảo vệ, ngăn ngừa ô nhiễm sau xử lý
Các hợp phần chức năng của hệ thống quản lí chất thải rắn bao gồm: Nguồn phát sinh chất thải; gom nhặt, tách và lưu giữ tại nguồn; thu gom; trung chuyển và vận chuyển;
tách xử lí và tái chế; tiêu hủy | Nguồn phát sinh chất thải rắn sinh hoạt £ } Thu gom sơ cấp : phân loại và LÍ xử lý tại nguồn —E¬ Thu gom thứ cấp \ Vận chuyển ——— el Hình 1.1.Sơ đồ các hợp phần chức năng của hệ thống quán lý chất thải rắn đô thị ic:
Hệ thống quản lý chat thải rắn cần đảm bảo an toàn và sức khỏe cộng đồng Chúng
phải đảm bảo an toàn cho người lao động và bảo vệ sức khỏe cộng đồng bằng cách có thé
Trang 18ngăn chặn sự lây lan của dịch bệnh Ngoài những điều kiện trên, một hệ thống quản lý chat thai rắn bèn vững phải đạt được hiểu quả môi trường, phù hợp về kinh tế và phải
được xã hội chấp nhận
Hiệu quả môi trường: hệ thống quản lý chất thải phải giảm thiểu cảng nhiều cảng tốt những gánh nặng môi trường của một hệ thông quản lý chat thải (các chất ô nhiễm xả vào môi trường không khí, môi trường đất và môi trường nước ví dụ như: CO›, CHạ, N›O,
SOx, NOx, BOD, COD, kim loại nặng và các chất độc khác)
Phù hợp về kinh tế: hệ thống quản lý chất thải cũng phải hoạt động với chỉ phí được cộng đồng chấp nhận, trong đó bao gồm cả các cá nhân, doanh nghiệp và cả chính phủ Các chi phí vận hành một hệ thông quản lý chất thải rắn hiệu quả sẽ phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng địa phương, nhưng theo những ý tưởng mới thì hệ thống quản lý chất thải mới phải có chi phí thấp hơn hoặc bằng hệ thống hiện tại
Được xã hội chấp nhận: hệ thống quản lý chất thải phải hoạt động mả được sự chấp nhận của phần lớn người dân trong cộng đồng
Thực tế sẽ gặp rất nhiều khó khăn để đáp ứng cả 3 yêu cầu trên: chỉ phí, xã hội và môi trường vì luôn có sự đánh đôi giữa các yêu cầu Sự cân bằng cần phải đạt được là giảm được các gánh nặng môi trường từ hệ thống quản lý chất thải nhiều nhất có thê ở
một mức chi phi mã xã hội đủ khả năng đề chỉ trả Việc quyết định để cân đối giữa chỉ
phí và gánh nặng môi trường của một hệ thống quản lý chất thải ran rat khé khan, Cac nhà quản lý sẽ có những quyết định chính xác hơn nếu như có đầy đủ các cơ sở dữ liệu về
các tác động và chỉ phí của hệ thống, các dữ liệu đó sẽ góp phần vào những ý tưởng cải
thiện hệ thống trong tương lai
1.12 Đặc điểm của một hệ thống quản lý chất thải rắn bên vững
Hệ thống quản lý chất thải bền vững phải mang tính tông hợp, có định hướng thị
trường, linh hoạt và được xã hội chấp nhan (F.R McDougall and Hindle, 2001)
Một hệ thông tong hop
Quản lý chất thải tổng hợp là một thuật ngừ đã được sử dụng thường xuyên nhưng chưa có một định nghĩa cụ thê Tuy nhiên nó được định nghĩa chung là một hệ thong
quan ly chat thải được kiểm soát các vấn đề sau:
Trang 191 Tât cả các loại chất thải răn: các quản lý tập trung vào từng loại nguyên liệu riêng
biệt dựa trên khả năng tái chê của nguyên liệu (ví dụ: nhôm, sắt, ) hoặc thông tin công
khai của chúng có vẻ kém hiệu quả hơn về cả khía cạnh môi trường và kinh tê hơn là phương pháp tiếp cận cách quản lý tổng hợp nhiều nguyên liệu, chất thải
2 Tát cả các nguồn phát sinh chất thải rắn: bao gồm chất thải rắn sinh hoạt; chất thải răn từ các hoạt động thương mại, dịch vụ: chat thải ran công nghiệp: chất thải rắn xây dựng và chất thải rắn nông nghiệp Chất thải nguy hại cần phải được kiểm soát trong hệ thống, nhưng phải tách thành dòng riêng đề quản lý
Một hệ thống tổng hợp sẽ bao gồm một hệ thóng thu gom tối ưu và phân loại hiệu
quả, theo một hoặc nhiều các lựa chọn sau đây:
1 Vật liệu tái chế yêu cầu được đưa đến các cơ sở tái chế
2 Xứ lý sinh học rác hữu cơ để sản xuất phân hữu cơ bá ra thị trường và làm giảm
lượng đưa đi tiêu hủy Xử lý ky khí đề sản xuất khí mê-tan có thể được dùng đề đốt
sinh ra năng lượng
3 Xứ lý nhiệt (chăng hạn như đốt rác có thu hồi năng lượng, đót rác nhiên liệu (RDF)
và đốt nhiên liệu có nguồn gốc nhựa và giấy (PPDF) sẽ làm giảm thể tích, tạo ra chất trơ và có thê thu hồi năng lượng
4 Chôn lấp: Điều này có thể tạo ra một số lợi ích thông qua việc cải tạo đất nhờ các
chất hữu cơ và một bãi chôn lấp được quản lý tốt về mặt kỹ thuật sẽ giảm thiểu ô nhiễm, thất thoát chất dinh dưỡng
Đề quản lý tất cả chất thải rắn một cách hiệu quả đòi hỏi phải kết hợp các phương pháp xử lý ở trên Bãi chôn lấp là phương pháp đơn giản duy nhất có thể quản lý tất cả
các loại chất thải, khi mà tái chế, ủ sinh học và xử lý nhiệt đều sinh ra các chất trơ cần phải được chôn lấp Trong bãi chôn lắp, chát hữu cơ có thê bị phân hủy trong điều kiện
phù hợp cho các vi sinh vật hiểu khí hoặc yếm khí hoạt động
Tuy nhiên bãi chôn lấp có rất nhiều nhược điểm như quá trình phân hủy sinh học
không được kiêm sốt trong bãi chơn lắp có thê bắt đầu vài năm sau khi đưa bãi vào hoạt
động và tiếp tục trong rất nhiều thập kỷ sau khi đóng bãi Các loại khí nhà kính phát sinh
từ quá trình phân hủy hữu cơ phát thải qua nhiều năm, ô nhiễm nước có thể xảy ra do rò
rỉ nước rác và các chất độc hại từ chất thải rắn Bãi chôn lấp cũng yêu cầu điện tích đất
Trang 20lớn Sử dụng các phương pháp xử lý, thu hỏi, tái chế rác trước khi chôn lấp có thê giảm đáng kề khối lượng rác đem đi chôn lấp sẽ làm giảm yêu cầu diện tích chôn lấp va các gánh nặng môi trường của bãi chôn lấp
Định hướng thị trường
Tất cả các chương trình bao gồm các công nghệ tái chế vật liệu xử lý sinh học và xử
lý nhiệt phải biết rằng hiệu quả của việc thu hồi nguyên liệu, sản phâm phân hữu cơ và năng lượng đều phụ thuộc vào thị trường cho đầu ra của chúng Những thị trường này có thể là nhạy cảm với giá cả và tính nhất quán trong chất lượng và số lượng cung cấp Các nhà quản lý cần phải đóng góp một phần trong vai trò xây dựng thị trường cho đầu ra của sản phẩm, phối hợp chặt chẽ với các cơ sở sử dụng nguyên liệu tái chế, tham gia vào quá trình thiết lập các tiêu chuẩn quy định chất lượng nguyên vật liệu Họ cũng phải nhận thức được rằng thị trường và nhu cầu sẽ thay đôi theo thời gian vì vậy các tiêu chuân không nhất thiết phải cứng nhắc và và dựa hoàn toản theo các quy định pháp lý, mà phải được thiết lập từ mói quan hệ khách hàng - nhà cung cấp
Linh hoat
Một chương trình hiệu quả sẽ cần sự linh hoạt đề thiết kế, điều chỉnh và vận hành hệ
thống của mình theo những cách tốt nhất đáp ứng các điều kiện xã hội, kinh tế và môi trường liên tục thay đổi theo thời gian và khác nhau theo vùng
Sử dụng một loạt các lựa chọn quản lý chất thải trong một hệ thống tông hợp cho phép sự linh hoạt đề tự điều chỉnh đưa dòng chất thải đến các phương pháp xử lý khác
khi điều kiện kinh tế và môi trường thay đổi Ví dụ, giấy có thể được tái chế, sản xuất
phân bón hay đốt đề thu hồi năng lượng, sử dụng các lựa chọn có thể được thay đôi đề phù hợp theo điều kiện kinh tế và chiến lược bảo vệ môi trường của quóc gia
Sự chấp nhận của xã hội
Để hệ thống quản lý chất thải hoạt động hiệu quả thì việc tham gia của cộng đồng là vô cùng cần thiết Cho dù chỉ đơn giản là đặt các thùng rác lên vỉa hè dé thu gom vào đúng ngày quy định, mang rác giấy và thủy tỉnh vào thùng đựng rác tái chế hoặc phân
Trang 21vao chuong trinh quan ly chat thải rắn thấp có thê được cải thiện bằng các chiến lược truyền thông và giáo dục nhận thức của cộng đồng
Sự hỗ trợ của cộng đồng cũng có thê được cải thiện bởi chính hệ thống quản lý chất thải ở nơi mà việc phân loại chất thải không được yêu cầu Bên cạnh sự tham gia của
người dân, việc nhận thức đúng đắn của các cơ sở quản lý chất thải sẽ ảnh hướng đến tính khả thi của hệ thống quản lý chất thải mới Bất kỳ công trình nào gây ô nhiễm môi
trường, gây mùi hôi hoặc mất vệ sinh đều dẫn đến việc giảm sự tán thành của dân chúng,
gây ảnh hưởng đến hiệu quả hệ thống quản lý chat thải rắn Nếu vật liệu có thể tái chế
được lại bị mang đi ủ đi thiêu đốt hoặc đem trực tiếp ra bãi chôn lấp, độ tin cậy của hệ
thống quản lý chất thải sẽ được giảm và sự hỗ trợ của cộng đồng sẽ giảm Đạt được sự
ủng hộ của cộng đồng là một yếu tố cực kỷ cần thiết đề thực hiện công tác quy hoạch
quản lý chất thải rắn
Đề thiết kế được một hệ thống quản lý chất thải bèn vững, cần thiết phải xem xét
toàn bộ hệ thống một cách toàn diện với hai tiêu chí quan trọng phải đạt được là bên vững
môi trường và hiệu quả kinh tế Bảng 1.1 tóm tắt các tiêu chí cần quan tâm trong công tác
thiết lập quy hoạch quản lý chất thải
Bảng 1.1 Thiết kế một hệ thống quản lý chất thải rắn bền vững “ˆ xe ĐT Sq
I Mụctiêu - Hiệu quả về môi trường Giảm thiêu các thành phân gây ô nhiễm môi tường, giảm phát thải
KNK
Hiệu quả kinh tế Giảm chỉ phí
2 Hệ thông nên Mang tính tông hợp Các loại chất thải
Các nguồn phát sinh
Phương pháp thu gom
Phương pháp xử lý
Định hướng thị trường Nguyên liệu và nẵng lượng cân được thu hồi và sinh ra thu nhập Lĩnh hoạt Liên tục phát triên và cải tiền 3 Cân quan tâm Xác định rõ mục tiêu
Thiết kế một hệ thống tong thê đề hướng tới mục tiêu
Vận hành với quy mô phù hợp
Trang 221.1.3 Biến đối khí hậu
Biến đôi khí hậu với các biểu hiện chính là sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển
dâng chủ yếu là do các hoạt động kinh tế - xã hội của con người gây phát thải quá mức vào khí quyền các khí gây hiệu ứng nhà kính Theo báo cáo đánh giá lần thứ tư của IPCC
năm 2007, nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng kho ang 0,74 °C trong thoi ky 1906 - 2005
và tốc độ tăng của nhiệt độ trong 50 năm gần đây gần gấp đôi so với 50 năm trước đó
Nhiệt độ trên lục địa tăng nhanh hơn so với trên đại dương
Hiện tượng biến đôi khí hậu đang có xu hướng và diễn biến ngày cảng phức tạp và
khó dự báo Đến năm 2005, hàm lượng CO; đo được là 379 ppm, tăng khá cao so với
mức cân bằng 280 ppm Hàm lượng CO; trong khí quyền tăng làm cho bề mặt trái đất
nóng lên Từ 1996 — 2005 nhiệt độ bẻ mặt trái đất tăng 0,74 độ C Trước nguy cơ này các
nhà khoa học thé giới đã mơ phỏng tính tốn 6 kịch bản dự báo tăng nhiệt độ và mực
nước biển
Theo kịch bản số 4, nếu hàm lượng KNK năm 2100 bằng 850 ppm thì nhiệt độ trung
bình toàn cầu của bề mặt trái đất sẽ tăng 2,8 độ C so với năm 2000 và mực nước biên sẽ
dâng từ 0,21 — 0,48m, gây một thảm hoạ không lường trước cho nhân loại, đó là chưa kê
từ nay đến lúc đó BĐKH sẽ tạo ra bão lụt, hạn hán, sụt lở đất, nhiễm mặn, bệnh tật cho
bao nhiêu cư dân trên hành tỉnh ở các vùng đất thấp, mà trước hết đối tượng dễ bị ton thương là các nước kém phát triên và người nghèo là đại bộ phận của nhân loại
Trong 100 năm qua, lượng mưa có xu hướng tăng ở khu vực vĩ độ cao hơn 30” Tuy nhiên, lượng mưa lại có xu hướng giảm ở khu vực nhiệt đới từ giữa những năm 1970
Hiện tượng mưa lớn có dấu hiệu tang 0 nhiéu khu vue trén thé giới.Mực nước biên toàn
cầu đã tăng trong thé kỷ 20 với tóc độ ngày càng cao Hai nguyên nhân chính làm tăng
mực nước biến là sự giãn nở nhiệt của đại dương và sự tan băng Số liệu quan trắc mực
nước biển trong thời kỳ 1961- 2003 cho thấy tốc độ tăng của mực nước biên trung bình toàn cầu khoảng I.§ + 0.5mm/năm, trong đó đóng góp do giãn nở nhiệt khoảng 0,42 +
0.12mm/năm và: tan băng khoảng 0,70 + 0,50mm/năm Số liệu đo đạc từ vệ tỉnh
TOPEX/POSEIDON trong giai đoạn 1993 - 2003 cho thấy tốc độ tăng của mực nước
biển trung bình toàn cầu là 3,1 +0,7mm/năm, nhanh hơn đáng kê so với thời kỳ 1961 -
2003
Trang 23Xu hướng chung của Việt Nam:
VN không may mắn nằm trong diện 5 quốc gia bị tác động nhiều nhất của hiện tượng nước biên dâng cao, là hậu quả tăng nhiệt độ làm bề mặt trái đất nóng lên do phát thải KNK Theo cảnh báo của Uỷ ban Liên chính phủ về BĐKH (IPCC) đến năm 2100, nếu mực nước biên dâng cao Im sẽ ảnh hưởng đến 5% đất đai của VN, 10% dân số, tác động đến 7% sản xuất nông nghiệp, giảm 10% GDP, riêng sản xuất kinh tế biên sẽ suy giảm
1/3 Còn theo dự báo dựa vào các kịch bản khác, nếu mực nước có thê dâng cao từ 3 —
5m thì đối với VN sẽ là thảm hoạ tiềm tảng
Nhiệt độ: Nhiệt độ ở các vùng phía Bắc tăng nhanh hơn các vùng phía Nam, nhiệt
độ ở các vùng ven biển tăng chậm hơn các vùng sâu hơn trong lục địa Đến cuối thế kỷ
21 nhiệt độ có thể tăng thêm từ 4,0 đến 45 °C theo kich ban cao nhat va 2,0 dén 2,2 °C theo kich ban thap nhát Biên độ dâng cao mực nước biển ở nước ta là khá lớn theo tất cả
các kịch bản, mặc dù vậy vẫn chỉ là tương đương hoặc thấp hơn chút ít so với dự báo của
IPCC nam 2007 Trong 50 nam qua (1958 - 2007), nhiệt độ trung bình năm ở Việt Nam
tăng lên khoảng từ 0,5 °C đến 0.7 °C Nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn nhiệt độ mùa hè và nhiệt độ ở các vùng khí hậu phía Bắc tăng nhanh hơn ở các vùng khí hậu phía Nam
Nhiệt độ trung bình năm của 4 thập gần đây (1961 - 2000) cao hơn trung bình năm của 3
thập kỷ trước đó (1931-1960) Nhiệt độ trung bình năm của thập kỷ 1991 - 2000 o Ha
Nội, Đà Nẵng.thành phố Hồ Chí Minh đều cao hơn trung bình của thập kỷ 1931 - 1940 lần lượt là 0,8; 0,4 va 0,6 °C N ăm 2007, nhiệt độ trung bình năm ở cả 3 nơi trên đều cao
hơn trung bình của thập kỷ 1931 - 1940 là 0,8 - 1,3 °C va cao hơn thập kỷ 1991 - 2000 là 0,4 - 0,5 °C (Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu, Bộ TNMIT, 2008)
Trang 24Bảng 1.2 Thông báo Quốc gia về Biến đổi khí hậu ở Việt Nam (so với năm 1990) Năm Nhiệt độ tăng thêm( °C) Mực nước biên tăng thêm (em) " 2010 0,3-0,5 b9 OT 2050 | 11-18 — 3 | | — 2100 1.5-2.5 45 |
Lượng mưa: Trên từng địa điểm, xu thế biến đổi của lượng mưa trung bình năm trong 9 thập kỷ vừa qua (I1911- 2000) không rõ rệt theo các thời kỳ và trên các vùng khác nhau: có giai đoạn tăng lên và có giai đoạn giảm xuống.Lượng mưa năm giảm ở các vùng khí hậu phía Bắc và tăng ở các vùng khí hậu phía N am (Hình 4b) Tính trung bình trong cả nước, lượng mưa năm trong 50 năm qua (1958-2007) đã giảm khoảng 2% (Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu, Bộ TNMT, 2008)
Bên cạnh đó, có những yếu tố bất thường khác như những năm gần đây, bão có
cường độ mạnh xuất hiện nhiều hơn.Quỹ đạo bão có dấu hiệu dịch chuyền dần về phía
nam và mùa bão kết thúc muộn hơn nhiều cơn bão có đường đi dị thường hơn (7hồng báo đầu tiên của Việt Nam cho Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu,
Bộ TNMT, 2003) Còn số đợt không khí lạnh ảnh hưởng tới Việt Nam giảm đi rõ rệt trong
hai thập kỷ qua Tuy nhiên, các biéu hiện dị thường lại thường xuất hiện mà gần đây nhất là đợt không khí lạnh gây rét đậm, rét hại kéo dài 38 ngày trong thang | va thang 2 nam 2008 ở Bắc Bộ (Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu, Bộ TNMIT, 2008)
Các loại khí chủ yếu gây biến đôi khí hậu theo nghị định thư Kyoto là CO›, CHạ,
NO, HFCs, PFCs va SF6, đây là có sáu loại khí gây biến đổi khí hậu chính, cần phải
kiểm sốt, hạn chế và ơn
CO; phát thải khi đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (than, dầu khí) và là nguồn khí nhà
kính chủ yếu do con người gây ra trong khí quyên CO; cũng sinh ra từ các hoạt động
công nghiệp như sản xuất xi măng và cán thép
CH, sinh ra từ các bãi rác, lên men thức ăn trong ruột động vật nhai lại, hệ thông khí,
dầu tự nhiên và khai thác than
N:O phát thải từ phân bón và các hoạt động công nghiệp
Trang 25HECs được sử dụng thay cho các chất phá hủy 6z6n (ODS) va HFC-23 1a san pham phụ của quá trình sản xuất HCEC -22
PFCs sinh ra từ quá trình sản xuât nhôm
SF6 sử dụng trong vật liệu cách điện và trong quá trình sản xuât magilê
Khí Mê tan có giá trị GWPỶ là 25 khi tính cho thời kỳ 100 năm và GWP›g cao hơn rất nhiều là 72 (bảng 1.4)
Bang 1.3 GWP của các KNK trong các khoảng thời gian khác nhau
GWP 100 nam (IPCC
TS GWP 20 năm |” năm ( GWP 500 năm
Khí nhà kính (ke CO2-1d) | 2007) (kg CO2- td) pc _— (kgCO2-đ) ẽ
Cacbon đioxit CO; Metan CH; L1 72 25 — l 76 1
Nito oxit N,O | 289 | 298 | 153
trích dẫn boi (UNEP, 2010)
Việc lựa chọn thời gian dé tính toán ảnh hưởng biến đôi khí hậu của KNK rất quan
trọng Theo hướng dẫn của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) năm 1998,
thời gian lựa chọn để tính toán phải phản ánh được chính sánh bảo vệ khí hậu của địa
phương, hoặc có liên quan đến vấn đề khí hậu quan trọng nhất Ví dụ, nêu chính sách của khu vực là cat giảm ngay sự phát thải KNK trong thời gian ngắn thì khoảng thời gian 20 năm là lựa chọn phù hợp Tuy nhiên, nếu tập trung vào giảm thiêu rủi ro trong thời gian dài hoặc khôi phục lại bầu khí quyền thì chọn thời gian là 100 hay 500 năm phù hợp hơn cả
1.1.4 Ý nghĩa kinh tế xã hội của việc cắt giảm khí nhà kính ứng phó với BĐKH Cắt giảm phát thải khí nhà kính từ nhiều lĩnh vực trong đó có quản lý chất thải rắn có ý nghĩa lớn trong công tác giảm thiêu và ứng phó với biến đôi khí hậu ở Việt Nam
' GWP (Global Warming Potential): la giá trị đại điện cho lượng nhiệt của một khí nhà kính có thê giữ lại trong khí quyên Thông thường, giá trị này cho biết lượng nhiệt được giữ lại bởi một lượng KNK gấp bao nhiêu lần lượng nhiệt do một lượng tương tự Cac bon Dioxide giữ lại trong khí quyên (có GWP chuẩn hóa bằng 1) GWP thường được tính trong một khoảng thời gian nhất định thường là 20 50, 100 hoặc 500 (thường ký hiệu là GWPs,
GWPs,GWP¡ø hoặc GWPsø)
Trang 26Theo chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đôi khí hậu, Việt Nam có bờ
biển dài 3.260 km hơn một triệu km” lãnh hải và trên 3.000 hòn đảo gần bờ và hai quần
đảo xa bờ, nhiều vùng đất thấp ven biên Những vùng này hàng năm phải chịu ngập lụt
nặng nề trong mùa mưa và hạn hán, xâm nhập mặn trong mùa khô Cắt giảm được khí
nhà kính có tác động giảm thiêu BĐKH và ngăn chặn nước biên dâng gây ảnh hưởng tram trong thém tinh trạng nói trên, hạn chế diện tích ngập lụt gây khó khăn cho thoát nước, hạn chế xói lở bờ biển và nhiễm mặn nguồn nước ảnh hưởng đến sản xuất nông
nghiệp và nước sinh hoạt, giảm thiêu rủi ro đối với các công tính xây dựng ven biển như
đê biên, đường giao thông, bên cảng, các nhà máy, các đô thị và khu dân cư ven biên
Mực nước biên dâng và nhiệt độ nước bien tang anh huong đến các hệ sinh thái biển
và ven biên, gây nguy cơ đối với các rạn san hô và rừng ngập mặn ảnh hưởng xấu đến nền tảng sinh học cho các hoạt động khai thác và nuôi trồng thủy sản ven biển Tat ca những điều trên đây đi hỏi phải có đầu tư rất lớn để xây dựng và củng có hệ thông đê
biên, nhằm ứng phó với mực nước biển dang, phat trién hạ tầng kỹ thuật, di dời và xây
dựng các khu dân cư và đô thị có khả năng thích ứng cao với nước biển dâng Cắt giảm
được khí nhà kính sẽ góp phần bảo vệ hệ sinh thải và các công trình ven biển, tiết kiệm
chỉ phí đầu tư và sửa chữa hệ thóng kỹ thuật hạ tầng
Bên cạnh đó, giảm sự tăng nhiệt độ khí quyền sẽ giảm thiểu những ảnh hưởng đến
các hệ sinh thái tự nhiên, hạn chế sự dịch chuyên các ranh giới nhiệt của các hệ sinh thái
lục địa và hệ sinh thái nước ngọt, làm thay đôi cơ cấu các loài thực vật và động vật ở một số vùng, bảo vệ một số loài có nguồn gốc ôn đới và á nhiệt đới có thể bi mat đi dẫn đến
suy giảm tính đa dạng sinh học Nhiệt độ tăng, độ âm cao làm gia tăng sức ép về nhiệt đối với cơ thê con người, nhất là người già và trẻ em, làm tăng bệnh tật, đặc biệt là các bệnh nhiệt đới, bệnh truyền nhiễm thông qua sự phát triển của các loài vi khuân, các côn trùng và vật chủ mang bệnh, chế độ dinh dưỡng vả vệ sinh môi trường suy giảm Cắt giảm khí nhà kính cũng có đóng góp to lớn cho bao vệ sức khỏe con người, hệ sinh vật và môi trường
Cắt giảm khí hậu bảo vệ nền nông nghiệp và an ninh lương thực Đối với sản xuất
nông nghiệp, cơ cấu cây trồng, vật nuôi và mùa vụ có thê bị thay đổi ở một số vùng,
trong đó vụ đông ở miền Bắc có thê bị rút ngắn lại hoặc thậm chí không có vụ đông: vụ
Trang 27bién động của nhiệt độ lớn hơn, kê cả các nhiệt độ cực đại và cực tiêu, cùng với biến
động của các yếu tó thời tiết khác và thiên tai làm tang khả năng phát triển sâu bệnh dịch bệnh dẫn đến giảm năng suất và sản lượng, tăng nguy cơ và rủi ro đối với nông nghiệp và an ninh lương thực
Giảm thiêu biến đổi khí hậu góp phản bảo vệ các lĩnh vực khác như năng lượng, giao thông vận tải, công nghiệp xây dựng, du lịch, thương mại tiết kiệm được các chỉ phí gia tăng cho việc làm mát, thông gió, bảo quản và vận hành thiết bị, phương tiện, sức bền
vật liệu
BĐKH sẽ làm cho các thiên tai nói trên trở nên ác liệt hơn và có thê trở thành thảm
họa, gây rủi ro lớn cho phát triển kinh tế, xã hội hoặc xoá đi những thành quả nhiều năm
của sự phát triển, trong đó có những thành quả thực hiện các mục tiêu thiên niên kỷ Những vùng/khu vực được dự tính chịu tác động lớn nhất của các hiện tượng khí hậu cực
đoan nói trên là dải ven biển Trung Bộ vùng núi phía Bắc và Bắc Trung Bộ, vùng đồng bằng Bắc Bộ và đồng bằng sông Cửu Long
1.1.5 Mối quan hệ giữa quản lý chất thải rắn và biến đổi khí hậu
Trên khía cạnh biến đồi khí hau, quan ly chất thải rắn đang dần chuyên mình từ vị trí
của một nguồn phát thải nhỏ trở thành một hợp phần có khả năng đóng góp lớn trong lĩnh
vực cắt giảm phát thải khí nhà kính (UNEP 2010) Theo báo cáo đánh giá lần thứ 4 của
IPCC, lượng KNK phát thải từ quá trình quản lý chất thải rắn và nước thải chiếm khoảng 3% trên tổng lượng KNK sinh ra do các hoạt động của con người, chủ yếu là khí Mê tan
(CH,) chiếm đến 90% từ các bãi chôn lấp và các trạm xử lý nước thải (Scheutz ct al
2009) Đối với lượng phát thải khí CH¡¿, riêng hợp phần chất thải đóng góp khoảng 18%
trên phạm vi toàn cầu (Bogner, 2007)
Mặc dầu chỉ một lượng nhỏ khí nhà kính phát sinh trong quá trình thu gom xử lý và tiêu hủy, chất thải (3%) nhưng một hệ thống quản lý chất thải rắn tốt có thê ngăn chặn sự phát sinh KNK từ nhiều hợp phần kinh tế khác nhờ khả năng thu hồi nguyên liệu và năng
lượng Quản lý chất thai rắn hiệu quả đề cắt giảm khí nhà kính có thể ứng dụng được
trong nhiều ngành, nghề sản xuất công nghiệp, sản xuất năng lượng, nông nghiệp và giao
thông vận tải, v.v Tất cả các quá trình quản lý chất thải rắn đều sinh ra KNK, trực tiếp
Trang 28của việc thu hồi nguyên liệu và năng lượng Trên thực tế, lượng phát thải khó có the xac định được chính xác do thiếu số liệu về lượng rác phát sinh, thành phần chất thải rắn đô thị, hệ thống quản lý và mô hình tính toán còn sử dụng nhiều giả thiết chưa sát với thực tế Nhiều báo cáo trong nước và quốc tế dự báo rằng các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam sẽ cải tiến hệ thống quản lý chất thải rắn dẫn tới việc gia tăng lượng khí methan phát sinh từ các bãi chôn lấp vốn là công nghệ xử lý CTR phổ biến ở các nước này Phát thải Phát thải KNK nguyên ligu, |¢ -! năng lượng Ait Phat thai | KNK Hình 1.2 Mô hình đơn giản quan hệ giữa hệ thống quản lý CTR đô thị và phát thải KNK Chú thích:
: Phát thải khí nhà kính từ quá trình xử lý, vận chuyển
Be : : Phát thải khí nhà kính từ sử dụng năng lượng
m : Lượng khí nhà kính cắt giảm được Nguôn: (UNEP, 2010)
Việc tính toán và xác định chính xác lượng khí nhà kính phát thải từ công nghiệp
chất thải là vô cùng khác nhau bởi sự phát thải của các công trình xử lý khác nhau cũng
như hoạt động phân hủy tự nhiên ở các bãi chôn lấp, hay công trình xử lý sinh học v.v dẫn đến lượng khí sinh ra khác nhau Tuy nhiên, lượng KNK phát thải ra hay cắt giảm được thê được đánh giá theo 3 hình thức trực tiếp và gián tiếp bao gồm: phát thải trực
tiếp khi vận hành, phát thải gián tiếp đầu nguồn, phát thải gián tiếp ở cuối giai đoạn
(UOD, Upstream-Operating- -Downstream) (Gentil et al., 2009) Chương trình khung chung cho cách tiếp cận UOD cho phan tinh toán KNK phát thải cũng được Gentil và các
cộng sự mô tả như bảng:
Trang 29
Bang 1.4 Khung chung cho cach tiép cin UOD
Gian tiếp: Đầu nguồn — Trực tiếp: Vận hành Gián tiếp: Cuối nguồn
Sản xuất: Thu gom và vận chuyên Phát thải và cất giảm: Xăng điện năng, nhiệt Trung chuyên Thay thế năng lượng năng, vật liệu thô Tái chế Thay thể nguyên liệu
Xử lý sinh học hiếu khí kị khí Lưu giữ C Xư lý nhiệt
Đốt
Nguôn: (Gentil et al., 2009)
1.2 Các nguồn phat thai KNK tir hé thong QL CTR
1.2.1 Thu gom, van chuyén va trung chuyén chat thai ran :
Thu gom, trung chuyển và vận chuyên chất thải là các hoạt động chính trong hệ thống quản lý chat thải rắn Tất cả các hoạt động này đều sử dụng năng lượng và nhiên liệu, chủ yếu là nhiên liệu hóa thạch Khí nhà kính từ quá trình thu gom, vận chuyên và
trung chuyển chất thải rắn phát thải chủ yếu từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch và sử dụng
năng lượng đề nén và vận chuyên rác Hoạt động bảo dưỡng và vệ sinh thiết bị như thùng chứa, container, xe vận chuyền hay duy tu các công trình kỹ thuật hạ tầng phục vụ cho công tác này cũng phát thải ra một lượng KNK, tuy nhiên lượng nhỏ này cũng chưa được tính đến trong nhiều nghiên cứu về phát thải KNK từ hoạt động thu gom chất thải rắn (Eisted et al., 2009) Bên cạnh đó, hợp phần này phát sinh lượng nhỏ khí nhà kính như
CH¿ do quá trình lên men kị khí trong đống chất thải Chất thải sau khi tập trung cần
được đưa đến nơi xử lý càng sớm cảng tốt vì đề các lâu quá trình lên men kị khí cảng
mạnh, cơ hội phát thải khí nhà kính càng nhiều (ISWA, 2010)
Việc xác định chính xác ảnh hưởng của KNK phát thải từ hoạt độngt thu gom, vận
chuyển và trung chuyền chất thải cần phải được nghiên cứu cụ thể cho từng đơ thị Tính tốn phát thải từ quá trình thu gom phải dựa trên cơ sở quãng đường vận chuyên, loại
phương tiện và nhiên liệu sử dụng, khối lượng rác cần vận chuyền v.v Ở một số nước
châu Âu hệ thống thu gom phân loại rác tại nguồn sử dụng kết hợp hai phương pháp là thu gom bên lề đường cho các loại rác thông thường và thu gom theo điểm tập kết cho
các loại rác tái chế nên việc tính toán phải dựa vào các yếu tố cụ thê của từng hệ thông
Trang 30
(dành cho tất cả các khu vực trung tâm thành phó nông thôn, nhà cao tầng, nhà đơn
lập ) phát thải khoảng 5-32,3 kgCO›.„„/tấn rác, trong khi đó hệ thống thu gom theo điêm tập kết cho giấy và thủy tỉnh (thùng chứa 0.7-2.5m`) phát thải từ 11,5-15.7 kgCO›.„/tấn
rac (Eisted et al., 2009)
Việc sử dụng nhiên liệu cho các phương tiện vận chuyên cũng ảnh hưởng lớn đến
việc thu gom vả vận chuyền chất thải rắn Fruergaard đã tông kết hệ số phat thai CO; từ
quá trình chuẩn bị nhiên liệu vả quá trình đốt các loại dầu diesel, xăng và gas cho các phương tiện vận chuyền chất thải ran nhu bang 1.6
Bang 1.5 Hé số phát thải KNK cho các quá trình sản xuất và sử dụng nhiên liệu đốt
Loại nhiên liệu | Hệ số phát thái cho quá ¡ Hệ số phát thải cho quá , Hệ số phát thải chung |
trình chuẩn bị nhiên liệu | trình đốt nhiên liệu | (kgCO;„I nhiên liệu) (kgCO›:„T nhiên liệu) (kgạCO› „1 nhiên liệu)
Dau Diesel 0,4- 0.5 2,7 | _3l~3/2
Xăng - 07/ — 23 | | 7 3,0
| Gas - | 0.2 — 0.3 (/gCO›„Nm; khí) #2 (kgCO› Nmị khí) | 24— 2.5 (kgCO›.„/Nm; khí)
Nguôn: (Fruergaard et al., 2009)
1.2.2 Thu héi, tdi chế chất
Có nhiều loại công nghệ đang sử dụng đề thu hồi và tái chế chất thải phụ thuộc vào
nguyên liệu cần được thu hồi như: kim loại, giấy, nhựa, thủy tỉnh hay gỗ Sự phát thải KNK xảy ra ở quá trình này chủ yếu từ việc sản xuất và tiêu thụ năng lượng và nhiên liệu để vận hành các công trình nhằm mục đích tái chế các nguyên vật liệu Lượng khí nhà
kinh phát thải chủ yếu là CO›, CH¡ và N›:O từ các quá trình chuân bị và tiêu thụ nhiên liệu (quá trình đốt nhiên liệu phát thải cả CO và NMVOC), năng lượng sử dụng cho các
nhà máy phân loại, nhà máy tái chế, sản xuất thu hồi nguyên vật liệu (Scheutz et al 2009)
Hệ số phát thải liên quan đến biến đồi khí hậu từ các nhà máy thu hồi và tái chế các
loại chất thải được tông hợp trong bang 1.7
Bảng 1.6 Hệ số phát thải KNK từ các hoạt động sản xuất thu hồi, tái chế các loại rác
Loại rác Hệ số phát thải cho | Hệ số phát thải trực Nguén —- Hệ số phát thải
| chuẩn bị nhiên liệu tiếp từ nhà máy chung | kgCOs./tấn rác âm kgCO›./tấn rác âm kgCO:„„/tấn rác âm
Nhôm | 6—-45,8 | 68 | (Damgaardetal, 2009) 12,8 — 52,6
Trang 31
Thép 6 — 45,8 6,8 | (Damguard et al., 2009) 12.8 — 52.6 |
| Thuy tinh vụn — ]-19 0-10 (Larsen et al., 2009) l 29 |
Chai, lo 21-74 55-65 | (Larsen et al., 2009 76-136
¡ Nhựa 7 mx
Thu hồi nguyên liệu 2,5 - 548 | a 0-60
Thu hỏi năng lượng — 25-184 — 0-27
Giấy (độ âm 5%) 1,3 -29 27-944 L
1.2.3 Chôn lấp chất thai ran
Trong các phương pháp xử lý và tiêu hủy chất thải rắn, chôn lấp là phương án phổ biến và đơn giản nhất Về thực chát, chôn lắp là phương pháp lưu giữ chất thải trong một
hồ và có phủ đất lên trên
Khí bãi rác (LFG) phát thải từ bãi chôn lấp từ quá trình phân hủy các thành phần hữu cơ trong rác Thành phần chủ yếu của khí bãi rác là khí CHạ và CO», sinh ra do quá trình phân hủy các chất hữu cơ Một phần rất nhỏ các thành phần khí khác cũng có mặt trong hỗn hợp khí bãi rác bao gồm HS, hợp chất hữu cơ bay hơi (VOC) hay một s6 khí khác gây nên mùi hôi, ô nhiễm môi trường không khí và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức
khỏe cộng đồng, một só hợp chất VOC cũng đóng góp vào sự ấm lên của khí quyền như
chlorofluorocarbon (CFCs) Thanh phan ctia khi gas trong giai đoạn đầu là chủ yếu là Các bon dioxit (CO›) và một số loại khác Sự có mặt của khí CO; ở trong bãi chôn lấp tạo
điều kiện cho vi sinh vật kị khí phát triển và từ đó bắt đầu giai đoạn hình thành khí
metan Một phần nhỏ C hữu cơ trong rác bị mất đi do quá trình hòa tan vào nước rác
(Manfredi et al., 2009)
Bén canh hai thanh phan khí chính trong khí bãi rác là CH¿ và CO¿, hop chất hữu cơ
bay hơi cũng có thành phần vô cùng phức tạp Allen et al (1997) nghiên cứu 7 bãi chôn lắp ở Anh đã công bó có hơn 140 loại hợp chất hữu cơ bay hơi được xác định trong các
bãi chôn lấp này và có đến 90 loại hợp chất này có trong hầu hết các bãi chôn lấp Các
chất bay hơi chủ yếu được tìm thấy bao gồm các hợp chất alkan, lakan vòng, các hợp chất vòng thơm, hợp chất terpenes sinh ra từ thực vật, các hợp chất gốc rượu và xeton, halogen v.v Bên cạnh đó, một số bãi chôn lấp có thẻ sinh ra khí clo sinh ra từ các thành
phần hữu cơ chứa clo, đây là loại khí có thể gây ăn mòn hệ thống thu hồi khí bãi rác phục
vụ để sản xuất năng lượng, trong đó có thành phần khí Vynil Clorua một phân tử
Trang 32(Chloroethene) voi céng thtre hoa hoc 1a H»C=CHCI được xác định là hợp chất cực độc
theo nghiên cứu của Allen và các cộng sự
Nói chung, khối lượng và tính chất của chất thải hữu cơ được chôn lấp ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng và khối lượng LFG phát thải, các yếu tố môi trường khác đóng góp một phần vào sự ảnh hưởng tới quá trình phát sinh khí bãi rác Thông thường, có
khoảng xấp xỉ 50% khí CH¡, 49% khí CO; và gần 1% các loại khí khác được phat sinh ra từ các bãi chôn lấp chất thải rắn Đối với bãi chôn lấp hợp vệ sinh hay có kiểm soát, quá
trình vận hành bãi đảm bảo kỹ thuật và lớp phủ tạm hàng ngày phủ kín đã tạo môi trường
yếm khí thuận lợi cho vi khuẩn hoạt động Cùng với các điều kiện tự nhiên khác như độ ầm, nhiệt độ, nguồn thức ăn, làm tăng sản lượng khí từ bãi chôn lấp phát thải ra ngoài
Quá trình phân hủy chậm của C trong bãi chôn lấp phát thải ra nhiều khí bãi rác qua quá trình phản ứng sinh hóa và hoác học lâu dài trong lòng bãi chôn lấp các khí bãi rác vẫn
tiếp tục phát sinh nhiều năm sau khi ô chôn lấp đã đóng cửa,
Độ âm trong bãi chôn lấp có ảnh hưởng lớn đến lượng khí CH¡¿ sinh ra, độ âm lớn ngăn cản sự luân chuyên oxy, một nhân tó ngăn chặn quá trình metan hóa từ khí quyền, đồng thời tăng cường sự vận chuyển vi sinh vật và các thành phần dinh dưỡng trong lòng bãi và pha loãng các yếu tố ngăn cản sự metan hóa, chính vì vậy độ âm cao dẫn đến lượng khí CH¿ sinh ra lớn hơn Donovan et al (2011) sử dụng mô hình GasSim để tính
toán khí bãi rác có thể tính toán được thành phần CH¡; dựa vào độ âm dựa trên đặc điểm
“khô”, “trung bình” và “âm” tương ứng với độ âm ở 30%, 30 — 60% và trên 60% Bên
cạnh đó, thành phần khí bãi rác còn phụ thuộc vào các yếu tó khác như thành phần dinh
dưỡng, nhiệt độ, độ pH và đặc tính của lớp đất phu (Bogner et al., 1997)
Khí CH, trong khi bai rac 1a nguén năng lượng tiềm năng, nhưng cũng gây nên những rủi ro về cháy nô trong bãi chôn lắp và đóng góp lớn vào sự ấm lên của toàn câu Phát thải khí metan từ bãi chôn lấp rác là nguồn đóng góp khí nhà kính lớn nhất trong
hợp phân xử lý chất thải rắn, ước tính cho năm 2009, nó đóng góp khoảng 700 triệu tấn
CO;„¿ (Bogner, 2007) Bảng 1.7 mô tả tóm tắt các nguồn phát thải trực tiếp và gián tiếp
Trang 33Bang 1.7 Tống hợp các nguồn phát thải khí nhà kính (gián tiếp, trực tiếp) từ các bãi chôn lấp
Đầu nguồn Trực tiếp Cuối nguồn
(phát thải gián tiếp) (quá trình vận hành) (phát thải gián tiếp)
CO›, CH¿, NO phát thải | Cac chất khí thoát ra từ sự phân hủy Năng lượng sản xuất từ quá từ: sản xuất nhiên liệu | chất thải: trình đốt cháy khí CH¡; thu phục vụ cho công tác vận | CH¡, một phần nhỏ hợp chất hữu cơ ' được từ bãi chôn lap thay thé hanh BCL, tiêu thụ năng | bay hơi không có Mê tan (NMVOC), | cho nhiên liệu hóa thạch: cất
lượng và sản xuất vật | halogen có chứa khí gas; giảm CO; hóa thạch
liệu phục vụ bãi như: vải | CO; sinh học từ quá trình phân hủy | Cacbon được lưu giữ trong địa kỹ thuật, HDPE, vật | chất hữu cơ: lòng bãi chôn lấp (các thành liệu phủ v.v Từ quá trình đốt cháy nhiên liệu | phần hữu cơ thường phân hủy trong thiết bị: chậm trong điều kiện yếm CO;, CH¡, N:O, một lượng nhỏ CO và | khí): cất giảm được CH, va NMVOC; CO; có nguồn gốc sinh học Từ quá trình xử lý nước rỉ rác: CO; sinh học, CO; hóa thạch, CH¡, N:O Nguồn: (Scheutz et al., 2009) 1.2.4 Xứ lý sinh học hiểu khí
Quá trình xử lý sinh học hiểu khí (composting) trực tiếp phát thải ra Mê tan và nitơ oxít ở nhiều mức độ khác nhau phụ thuộc vảo quá trình kiểm soát, quản lý vận hành thực
tế Hệ thống kín sẽ giảm lượng KNK phát thải ra nhờ vào thiết bị lọc khí (thông thường là
lọc sinh học) đê xử lý khí phát thải Các nhà máy Composting thường yêu cầu một lượng không lớn năng lượng đầu vảo (phát thải đầu nguồn thấp) dé vận hành do đó lượng khí nhà kính phát thải chủ yếu từ quá trình xử lý và việc sử dụng sản phẩm compost, việc ứng dung san pham phan compost vào đất có thé dem lai khả năng lưu giữ C lâu hơn trong dat dưới dạng C sinh học
Sử dụng quá trình phân hủy sinh học đề biến đôi các thành phần hữu cơ trong chất thải răn thành sản phâm phân hữu cơ hoặc cặn sinh học phục vụ cho các mục đích nông
nghiệp, cải tạo đất Nó giúp giảm đi một lượng lớn chất thải, giảm diện tích chôn lấp,
ngoải ra nó còn mang lại lợi nhuận kinh tê nhât định
Trang 34Bang 1.8 Tong hop phat thai khi nha kinh (gian tiếp, trực tiếp) từ quá trình ủ sinh học và phân hủy yếm khí Đầu nguôn (phát thải gián tiếp) CO;, CH:, và các phát
thải N;›O từ: sản xuất
nhiên liệu được sử dụng trong nhà máy, nhiệt và tiêu thụ điện, cơ sở hạ tâng Trực tiếp (quá trình vận hành)
Quá trình đốt cháy nhiên liệu trong các thiết bị: CO¿,
CH¡:, N;O, lượng nhỏ CO và
NMVOC
Quá trình ủ sinh học: CO›,
CH¿, N;O Quá trình ủ yếm
khí: CO›, CH¡ rò ri, lượng nhỏ NO
| Cuối nguồn
| (phat thải gián tiếp)
Sản xuất năng lượng từ đốt cháy khí sinh học đề thay thế năng lượng từ hóa thạch: cắt giảm CO›
Sử dụng phân hữu cơ thay thế các loại
phân bón hóa học, cải thiện dat trong:
tránh phát thải KNK từ hoạt động sản xuất phân bón hóa học Nguồn: (Scheutz et al., 2009)
Tuy nhiên, với công nghệ ủ sinh học hiểu khí hệ số phát thải KNK phụ thuộc nhiều vào công nghệ và quy mô xử lý, ví dụ đôi với việc ủ rác hữu cơ tại chỗ của các gia đình, lượng phát thải KNK đầu nguồn không có vì ở các gia đình chủ yếu sử dụng hệ thong cap khí tự nhiên hoặc đảo trộn bằng tay tuy nhiên thi quá trình phân hủy chát hữu cơ lại phát thải ra nhiều khi CH, vi không được cung cấp đủ Oxy dẫn đến sự phân hủy ky khí xảy ra ở trong đồng ủ; đối với quy mô công nghiệp, việc xử lý chất thải rắn hữu cơ bằng hệ
thống kín cũng phát thải ít hơn hệ thống hở vì khả năng kiểm soát khí thải và kiểm soát
lượng oxy cung cấp cho đồng ủ Bảng I.9 tổng kết các hệ số phat thải KNK từ quá trình ủ
sinh học hiếu khí sử dụng các loại hình công nghệ khác nhau
Trang 35Bang 1.10 Hệ số phat thai khi CH, va N,O tir qua trinh composting theo IPCC
Yêu tô phat thai CH, | Yếu tô phát thải NO
Loại xử lý | (g CH¿/kg chất thải được xử lý) | (g N;O/kg chất thải được xử lý) cóc
h Em —- =m———— = — Chú thích
sinh học Khôi lượng Khoi lượng Khôi lượng Khôi lượng
khô âm khô âm
_ ˆ | lÌ'=== Giả định về thải được | xử lý: 25-50% € hữu | co phan huy duge trong chất khô, 2% N trong “cố chất khô, vả độ âm | U phan vi 10 4 0,6 03 60% sinh 0,08-20 0,03-8 0,2 - 1,6 0,06 - 0,6 , Be ok „ z
Các yêu tô phát thải
chất thải khô được ước | lượng từ chất thải ướt,
giả định chất thải ướt | có độ âm 60% Nguồn: (IPCC, 2006) 1.2.5 Xử lý sinh học kỳ khí
Hiện nay, trên thế giới có khoảng hơn 200 công trình xử lý ky khí rác hữu cơ với
lượng xử lý trung bình từ 2.500 — 100.000 tấn một năm, chủ yếu được đặt tại Đức Xét về
tông thé, công trình xử lý ky khí chất thải rắn hữu cơ bao gồm các công đoạn như: tiền xử
lý (ủ khô) bao gồm băm cắt, phối trộn, cấp liệu vào bẻ ủ; đối với khi gas phát thải bao
gồm các công đoạn: thu gom khí gas, xử lý, lưu giữ và sửu dụng
Sản phẩm sinh học sau quá trình xử lý kị khí bao gồm phân mùn có thê chế biến để ứng dụng cho nông nghiệp hoặc thay thế nhiên liệu trong các lò công nghiệp Mặt khác
nó tạo ra một lượng lớn khí sinh học-khí nhà kính lớn (metan) với hàm lượng phụ thuộc
vào quá trình thực tế Sản phẩm khí sinh học có thê thu hồi để làm nhiên liệu đốt hoặc
sản xuất năng lượng
Đối với phát thải khí nhà kính, các hoạt động phát thải bao gồm việc sử dụng năng
lượng và nhiên liệu để vận hành hệ thống, khí biogas thoát ra từ bể ủ và khí CO; từ việc
sử dụng khí biogas Tóm tắt các quá trình phát thải KNK bao gồm các loại khí và hệ số
phát thải của quá trình xử lý rác hữu cơ bằng phương pháp ủ sinh học ky khi duoc thé
hiện ở bảng 1.8 và I.II
Trang 36Bang 1.11 Hé sé phat thai khi CH, va N,O tir quá trình xử ly ky khi theoIPCC
Yéu to phat thaiCH, | — Yéu to phat thai N.O
_ , | (g CHy/kg chat thai duoc xur_| g N,O/kg chât thải được xử
Loại xử lý Ty ~ „ ¬ ly) ly) Chu thich
sinh hoc = |_— — ~ —— Khôi lượng Khôi lượng Khôi lượng Khôi lượng
khô âm khô âm
- | | Gia định về thải
| được xử lý: 25-50%
|
| ¡€ hữu cơ phân hủy
| La, | được trong chất khô,
Xử lý ky | Ẩn na
4 BS AK | se vất on 2% N trong chât khô,
khí tại các | Giảđịnh Giả định ¬ |
hà má 2 1 không đá không đá và độ âm 60%
nhà má: —_— nan 0-20 1-8 chông sg eA x ons OME Cae yéu t6 phat thai x dang n.d khi sinh ke ke ặ `
chât thải khô được
học ` 4
ước lượng từ chat thải ướt, giả định chất thải ướt có độ âm 60%, | L |} — _l —— ——— Nguồn: (IPCC, 2006) 1.2.6 Xử lÿ nhiệt
Đốt rác là phương pháp xử lý được áp dụng cho nhiều loại rác nhất đặc biệt các thành phần có nhiệt trị cao và rác thải nguy hại Đây là một giai đoạn oxy hóa nhiệt độ cao với
sự có mặt của oxi trong không khí, trong đó có rác độc hại được chuyền hóa thành khí và
các chất thải rắn không cháy Chất khí được làm sạch hoặc không được lảm sạch thoát ra ngồi khơng khí Chất thải rắn được chôn lấp
Xử lý bằng phương pháp nhiệt có ý nghĩa rất quan trọng, làm giảm tới mức nhỏ nhất chất thải cho khâu xử lý cuối cùng, nếu sử dụng công nghệ tiên tiến còn có ý nghĩa bảo vệ môi trường Tuy nhiên đây là biện pháp xử lý rác tốn kém vẻ chỉ phí đầu tư và vận hành công nghệ, so với chôn lấp hợp vệ sinh thi chi phi để đốt 1 tấn rác cao hơn khoảng
10 lần Mặt khác, néu công nghệ đốt rác không đảm bảo, sẽ phát sinh nhiều chất thải độc
hại khác nhau như: CO, COs và nguy hiểm hơn Ia sinh ra dioxin
Trang 37Bảng 1.12 Tổng hợp các nguồn phát thải KNK (gián tiếp, trực tiếp) từ quá trình đốt chất thải Đầu nguồn | (phát thải gián tiếp) _ CO:›, CH¿, và N:O từ: sản xuất nhiên được sử dụng trong liệu nhà máy, nhiệt và tiêu thụ điện, tang, xây dựng hệ cơ sở hạ Trực tiếp (quá trình vận hành) Cuối nguồn (phát thải gián tiếp) CO: và CO; sinh học từ quá trình đốt rác, khí CH¿ CO, N:O và NMVOC
Sản xuất năng lượng từ đốt rác dé thay thế năng lượng từ hóa thạch: cắt giảm
CO:
Thu hồi kim loại từ sản phẩm cháy
- (khói, tro): cắt giảm KNK từ quá trình
khai thác và sản xuất nguyên liệu Sản xuất vật liệu từ tro xỉ lò đốt: cắt
thống xử lý khí thải ` 7 giảm KNK từ quá trình sản xuât v2 Hình căn co
Nguôn: (Scheutz et al., 2009)
Hiện nay tại các nước phát triển, người ta nghiên cứu những công nghệ mới đề xử lý nhiệt như khí hóa, nhiệt phân đê giảm thiểu khí nhà kính Tuy nhiên, đây chỉ là những công nghệ chưa thê áp dụng cho quy mô lớn
Theo kết quả nghiên cứu nguồn phát thải khí nhà kính từ các lò đốt ước tính đóng góp khoảng 40 triệu tắn CO;„„ theo ước tính đến năm 2009 (Bogner, 2007) Trực tiếp phát thải từ lò đốt chủ yếu CO; hóa thạch và cacbon hữu cơ bay hơi Lượng hóa thạch và
Các bon hữu cơ trong các đầu vào của chất thải sẽ khác nhau đáng kẻ giữa các quốc gia, khu vực Thông thường chỉ có CO› được tính như là khí nhà kính phát thải từ thiêu đốt, do đó, nó chịu tác động nồng độ oxy trong lò đốt và hàm lượng Cacbon trong chat thai
đem đốt Khoảng 130 triệu tan chất thải đang được đốt ở khắp 35 nước (Bogner, 2007)
Một số nước như Nhật Bản, Đan Mạch, và Luxembourg xử lý 50% chất thải thông qua đốt Pháp, Thụy Điền, Hà Lan và Thụy Sĩ cũng có tỷ lệ cao đốt rác cao do có diện tích đất dành cho chôn lấp rác bị hạn chế Theo nghiên cứu của Astrup và các cộng sự năm 2009, hệ số phát thải KNK của công nghệ đót chat thai ran được thê hiện ở bảng I.13
Trang 3813 Kha nang cắt giảm KNK tir hé thong QL CTR
1.3.1 Thu gom, trung chuyển và vận chuyển
Khả năng cắt giảm KNK từ hệ thống thu gom, vận chuyển và trung chuyên chất thải ran chủ yếu phụ thuộc vào công tác quy hoạch, vạch tuyến chất thải rắn Khí nhà kính sẽ phat thai it hon nêu hạn chế việc sử dụng nhiều phương tiện vận chuyên cơ giới loại nhỏ, vận chuyên được ít chat thai, cần tối ưu hóa việc vận chuyền chất thải rắn đối với quãng đường dài bằng cách sử dụng các phương tiện có khả năng chuyên chở lớn như tau hỏa,
tau thủy dé có thể chuyên chở được khối lượng lớn chat thai (Eisted et al., 2009)
1.3.2 Thu hồi, tái chế
Thu hồi va tai chế chất thai đem lại ý nghĩa to lớn trong chiến lượng cắt giảm khí nhà
kính từ hợp phần chất thải Từ việc tái chế các loại nguyên vật liệu từ chất thải rắn, có thê
tiết kiệm được một lượng lớn năng lượng, nguyên liệu đầu vào phục vụ cho sản xuất
công nghiệp, khai thác tài nguyên khống sản
Thu hơi chất thải nhựa có thể dùng đề tái chế và cũng có thê dùng đê sản xuất năng
lượng Việc sử dụng sản phẩm nhựa tái chế khá phô biến trên thế giới hiện nay, chất thải nhựa có thé tai chế thành nhựa nguyên liệu hoặc tái ché thành các sản phẩm giống gỗ là
vật liệu xây dựng, theo nghiên cứu của Astrup và các cộng sự năm 2009, có thê sản xuất
được các sản phâm nhựa chất lượng cao từ rác tái chế, nhưng yêu cầu đầu vào của rác
nhựa được phân loại phải sạch và đồng nhất (tách thành từng loại nhựa riêng) (Astrup ct al., 20094) Cũng theo nghiên này, từ việc dùng nhựa tái chế để thay thế nguyên liệu nhựa
HDPE, có thé cat giảm được §3§ — 1574 kgCO; trên một tấn chất thải được thu hồi tái
chế, và từ 58 — 108 kgCO› trên một tấn chất thải được thu hôi tái chế làm vật liệu xây
dựng giống gỗ (Astrup et al., 20094)
Bên cạnh đó sản xuất năng lượng từ chất thải nhựa chủ yếu là sử dụng loại chất thải
này làm nhiên liệu đốt thay thế cho các loại nhiên liệu hóa thạch: than đá, đầu mỏ gas trong sản xuất công nghiệp hay sản xuất năng lượng tùy theo các công nghệ phù hợp Sử dụng nhựa làm nguyên liệu đốt hay sản xuất nhiên liệu đốt có thể cắt giảm từ 165 - 1467
kgCO¿ ;a trên một tan chất thải nhựa, trong đó nếu thay thế đốt dầu hoặc than đá, lợi ích
khí hậu đem lại lần lượt là 2341 — 3122 và 2854 — 3805 kgCOs„ cắt giảm được trên | tan
chất thải nhựa (Astrup et al., 2009a)
Trang 39Việc thu hồi và tái chế kim loại cũng đem lại rất nhiều lợi ích trong việc cắt giảm khí
nhà kính, lượng khí nhà kính cắt giảm được chủ yếu do giảm được lượng khí phát thải từ quá trình khai thác và sản xuất kim loại Tổng lượng khí nhà kính cắt giảm được từ tái
chế kim loại rất lớn, khoảng 5000 — 19.300 kgCOs.„/ tắn nhôm tái chế và 600 — 2400
kgCO› „tấn thép tái chế (Damgaard et al., 2009)
Merrild và các cộng sự công bố khả năng cắt giảm KNK của việc tái chế giây lên đến
4.400 kgCOa.„/ tấn chất thải giấy (Merrild et al., 2009) Thuy tinh cing dong gop kha
năng giảm thiêu biến đổi khí hậu là 500 kgCO¿.„„/ tan thủy tỉnh được tái chế và 1.500 —
1.600 kgCO¿.„/ tan chai lọ được tái str dung (Larsen et al., 2009)
1.3.3 Chén lap
Cất giảm khí nhà kính từ các bãi chôn lấp chủ yếu dựa trên việc thu hồi khí bãi rác
(LFG) đề sản xuất nhiện và năng lượng Momni và các cộng sự (2006) dự báo rằng, VỚI
lượng khí phát thải khí Mê tan từ các bãi chôn lấp trên phạm vi toàn cầu đến năm 2030,
nếu thu hồi đề sản xuất điện năng thì chỉ phát thải 22 tỷ tắn COs„„ trong khí nếu sử dụng nhiên liệu hóa thạch cụ thê là than đá thì lượng KNK phát sinh là 56 tỷ tấn CO›.„¿ để sản
xuất lượng điện năng tương đương (Momnli ct al 2006)
Khí CH¿ phát thải chủ yếu do việc chôn lấp các chất hữu cơ dé phân hủy, chủ yếu là ở các nước đang phát triển Một chiến lược cắt giảm KNK từ các bãi chôn lắp được đặt ra là nâng cao công tác thiết kế, cũng như vận hành kỹ thuật và kiểm soát, thu hồi khí từ các
bãi chôn lấp ở các nước đang phát triển, giảm thiểu việc chôn lấp rac hitu co (Bogner et
al 2008) Một ví dụ về lượng KNK từ bãi chôn lấp cắt giảm được ở Đức ước tính đến
năm 2012 là khoảng 28,4 triệu tấn COa„¿ từ sau khi nước này cam việc chôn lấp chất thải hữu cơ năm 2005 (Dechoust and A 2005)
Trong khoảng thời gian 100 năm qua, quản lý các bãi chôn lấp rác thải cho thấy các quốc gia có thể thu giữ được khoảng 50 - 80% khí metan tạo ra (Bahor et al., 2009; Manfredi et al., 2009) Thué thu nhập doanh nghiệp các bãi rác tại các khu vực được ước tính có thể kiểm soát khoảng 35% khí metan được tạo ra (Bahor et al., 2009) 1.3.4 Ủ sinh học hiếu khí
Phát thải khí nhà kính liên quan đến xử lý sinh học hiếu khí rác hữu cơ được quan
tâm khá nhiều trong khía cạnh quản lý chat thai ran Thông thường, phát thải khí nhà kính
Trang 40từ hoạt động này bao gồm cả phát thai các loại khí CHạ¿ và NạO từ quá phân hủy của chất thải hữu cơ và các khí khác từ quá trình sử dụng, tiêu thụ năng lượng để vận hành thiết bị, máy móc Việc cắt giảm phát thải khí nhà kính chủ yêu từ quá trình sử dụng sản phẩm compost sau xử lý và loại bỏ được lượng chất thải ran hữu cơ đưa ra các bãi chôn lap
Tính toán phát thải khí nhà kính phụ thuộc chủ yếu và loại rác hữu cơ được xử lý (rác thức ăn, rác vườn), loại công nghệ sử dụng (hệ thong ho, hé thong kin, u tai nha),
hiệu qua của việc xử lý khí thải từ hệ thống ủ kín và quan trọng là hiệu quả của việc sử dụng sản phẩm compost sau ủ Đặc tính này mang lại ý nghĩa lớn cho việc ủ hiếu khí chất thải ran hữu cơ vì có khả năng tuần hoàn C trở lại với môi trường tự nhiên (môi trường đấu), tạo ra khả năng lưu chứa C lâu dài trong đất đồng thời cải tạo đất, tăng khả năng giữ
nước, chồng sói mòn và tăng độ âm trong dat
Đối với ủ sinh học hệ thống khép kín sẽ rất có lợi cho môi trường, đồng thời có thể thu hồi nguồn năng lượng Vì vậy chúng ta cần thiết lập hệ thông thu khí nhà kính, dẫn khí về nhà máy xử lý, chế biến khí sinh hoc Dan dan có thể kết hợp cả nhà máy ủ sinh học cùng với nhà máy xử lý khí gas, nha may chế biến đất hoặc phân bón Hoạt động này nhằm mục đích thu hồi năng lượng, hạn chế sự phát triển của hiệu ứng nhà kính, giảm thiểu ô nhiễm môi trường Bên cạnh đó, sản phẩm mùn sau ủ compost còn có thé str dung thay thế than bùn làm nguyên liệu để cải tao đất nông nghiệp
Ứng với một tấn phân compost sản phẩm chúng ta có thể cắt giảm từ 2-79 kg CO¿.u
(Boldrin et al 2009; Smith et al., 2001) Sản phâm sinh hoc dùng đê thay thé phan bon
hoá học để cải tạo đất theo ước tính đã giảm khoảng 8 kg COs„¿ trên mỗi tấn chat thai
được đem xử lý bang ủ sinh học hiểu khí Một mặt, ủ phân vi sinh tạo ra lượng khí nhà
kính cần phải thu hồi và xử lý, mặt khác nó tạo ra sản phẩm sinh học có ứng dụng cao, chính sản phẩm sinh học này trở thành nguôn nguyên liệu, năng lượng thay thế giúp giảm cắt giảm khí nhà kính từ các hợp phần kinh tế khác Khí nhà kính cũng được phát thải
trong quá trình sản xuất phân bón tông hợp: nghiên cứu đã báo cáo giá trị của 4 - 13 kg CO; mỗi kg tông hợp N, 0,5-3 kg CO; mỗi kg tông hợp P, và 0,4-1,5 kg CO; mỗi kg tông
hợp K (Boldrin et al 2009) Thay thế phân bón đã được ước tính tiết kiệm khoảng § kg