BƯỚC ĐẦU ƯỚC TÍNH CHI PHÍ LỢI ÍCH VỀ KINH TẾ MÔI TRƯỜNG TRONG VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ RƠM RẠ TRÊN ĐỒNG RUỘNG TẠI VIỆT NAM

MỞ ĐẦU Là một quốc gia có nền nông nghiệp phát triển lâu đời, hiện nay Việt Nam đang đứng thứ 3 trên toàn thế giới về sản lượng xuất khẩu lúa gạo, chỉ sau Thái Lan và Ấn Độ. Năm 2019, Việt Nam đạt tổng sản lượng lúa ước tính sơ bộ là 43,4 triệu tấn. Sau thu hoạch, lượng rơm phát sinh đạt tỷ lệ khoảng 0,71,4 lần năng suất lúa, tùy thuộc vào giống lúa, năng suất, vụ mùa và cách thu hoạch. Vì thế, sau khi thu hoạch phát sinh một lượng lớn rơm ngoài môi trường. Đây là một nguồn nhiên liệu sinh khối dồi dào của Việt Nam và có tiềm năng lớn trong việc sản xuất điện nhưng chủ yếu rơm vẫn bị xem là nguồn phụ phẩm dư thừa và thường bị đốt bỏ. Năm 2014, 13 triệu tấn rơm tương đương với 60% tổng lượng rơm rạ tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long đã bị đốt tại đồng. Tại Cần Thơ và Tiền Giang, tỷ lệ này đạt 87%. Nếu nguồn tài nguyên này được sử dụng đúng cách và hợp lý sẽ đem lại nhiều lợi ích về kinh tế và môi trường, đặc biệt là tiềm năng sản xuất điện năng. Theo quy hoạch phát triển điện VII điều chỉnh, nhu cầu sử dụng điện của Việt Nam sẽ tiếp tục tăng 8,32% năm trong giai đoạn 2021 2025 và duy trì ở mức 7,26% năm cho giai đoạn 2026 2030, mục tiêu đạt 129.500 MW tổng công suất nguồn điện vào năm 2030. Để đạt được mục tiêu này, việc đa dạng hóa các nguồn điện và đẩy mạnh đóng góp từ nguồn điện sinh khối và năng lượng tái tạo là một việc vô cùng cần thiết. Chính phủ đã đề ra mục tiêu tăng tỷ lệ điện sản xuất từ nguồn sinh khối trong tổng sản lượng điện sản xuất từ khoảng 1% (2015) lên 3% (2020), 6,3% (2030) và đạt 8,1% vào năm 2050. Hiện nay, nhiều quốc gia phát triển nông nghiệp như Việt Nam, Thái Lan, Trung Quốc, v.v. đang tập trung đẩy mạnh nghiên cứu về tiềm năng sản xuất điện năng từ phụ phẩm nông nghiệp (rơm, rạ, trấu) và bước đầu đã có nhiều kết quả. Tuy vậy, chủ yếu các đề tài này mới chỉ dừng lại ở việc đánh giá tiềm năng sử dụng, phân tích chi phí lợi ích về mặt kinh tế của việc sản xuất điện từ rơm, rạ, ít nghiên cứu đến các lợi ích và vấn đề về môi trường do hoạt động này gây ra. Từ thực trạng nêu trên, học viên thực hiện đề tài “Bước đầu ước tính chi phílợi ích về kinh tếmôi trường trong việc sản xuất điện từ rơm rạ trên đồng ruộng tại Việt Nam” nhằm mục đích tính toán cụ thể hơn về chi phí lợi ích của việc sử dụng rơm để sản xuất điện sinh khối tại Việt Nam, đặc biệt dựa trên góc độ môi trường. Kết quả nghiên cứu sẽ chỉ ra tiềm năng sử dụng rơm tại Việt Nam, chi phí và lợi ích ước tính ở góc độ kinh tế và môi trường của việc sản xuất điện năng từ sinh khối rơm. Từ đó, nghiên cứu này sẽ giúp ích cho việc đánh giá tiềm năng và hiệu quả của việc sản xuất điện từ rơm, phục vụ cho quá trình ra quyết định và là nguồn tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu chuyên sâu sau này. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về đặc điểm cấu tạo của rơm rạ Rơm, rạ là sản phẩm phụ của hoạt động nông nghiệp sau canh tác, là phần thân cây khô của các loại cây lương thực (ví dụ như lúa nước, lúa mạch, lúa mì) sau khi đã thu hoạch hoặc từ các loại cỏ, cây họ đậu, cây thân thảo khác đã được cắt. Rơm rạ từ cây lúa bao gồm vỏ trấu, phiến lá, thân lúa, mắt và rễ rơm 25. Sau khi cây trồng được thu hoạch, phần rơm rạ còn lại trên cánh đồng có thể được xử lý bằng các hình thức khác nhau như: đốt tại ruộng, làm tro bón cho đất để cải thiện năng suất cây trồng, được thu gom làm thức ăn cho gia súc hoặc phục vụ cho các hoạt động khác trong đời sống thường ngày tại nông thôn như làm chất đốt, lợp mái, trồng nấm. Mỗi kilogam (kg) lúa thành phẩm tạo ra khoảng 0,7 1,4 kg rơm tùy thuộc vào giống lúa, độ cao thân cây khi gặt lúa và độ ẩm trong khi thu hoạch 24. Năng suất tổng sinh khối rơm dao động từ 7,5 đến 8,0 tấnha, trong đó lượng rơm rạ bị loại bỏ dao động từ 2,7 đến 8 tấnha, tương ứng với phần cắt nằm trong khoảng từ 50% đến 100% tổng sinh khối rơm 15. Ước tính, tổng sinh khối rơm rạ hàng năm trên toàn thế giới đạt 370 520 triệu tấnnăm, trong đó châu Á nói chung đạt 330 470 triệu tấn năm và khu vực Nam Á nói riêng đạt 100 140 triệu tấnnăm 15. Hình 1.1: Cấu tạo thành phần của rơm rạ Nguồn: Viện Nghiên cứu Lúa thế giới IRRI (2003) 24 Rơm rạ thuộc nhóm sinh khối lignocelluloza, có cấu tạo từ ba thành phần chính là: lignin (12%), cellulose (38%) và hemicellulose (25%) 50, được thể hiện cụ thể ở hình 1.1. Cellulose và hemicellulose là nguồn chất xơ hữu cơ, lignin là thành tế bào thực vật. Các thành phần hóa học này giúp xác định giá trị dinh dưỡng của rơm rạ và khiến chúng có khả năng trở thành nhiên liệu sinh nhiệt năng. Do được cấu tạo từ các nguồn xơ hữu cơ, rơm rạ rất giàu chất hữu cơ (80%) và Carbon hữu cơ có khả năng oxi hóa (34%) 25, tỷ lệ CN cao (xấp xỉ 50%), là điều kiện khả thi để các vi sinh vật có thể tồn tại trong điều kiện ủ phân. Về tính chất vật lý, mật độ khối lượng rơm có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào cấu trúc riêng của nó, từ 13 18 kgm3 (đối với rơm rạ) 15 đến 50 120 kgm3 (đối với rơm nghiền nhỏ) 30. Khi được sử dụng làm năng lượng sinh học, đặc điểm về mật độ khối lượng rơm có thể ảnh hưởng đến quá trình đốt vì nó tác động đến thời gian cần thiết trong lò phản ứng 51. Những tính chất này giúp cho rơm rạ có cấu trúc phù hợp để trộn với bùn thải, khiến các vật liệu này có độ pH, tỷ lệ CN và độ ẩm phù hợp cho sự phát triển của vi sinh vật có liên quan đến quá trình ủ phân 25. Các đặc điểm cụ thể vể vật lý, sinh lý và hóa lý của rơm rạ được trình bày cụ thể ở bảng 1.1: Bảng 1.1: Đặc điểm vật lý, sinh lý và hóa lý của rơm rạ Chỉ số Đơn vị Phạm vi Giá trị trung bình CN 30 – 58,3 46,8 Tỷ trọng gcm3 0,05 – 0,1 0,06 Độ ẩm tổng số % 11 – 20 12,7 Tồn dư khoáng 10 – 13 11,8 Chất hữu cơ tổng số 78,1 – 85 80,3 Cacbon hữu cơ có thể oxy hóa 32,1 – 35,6 33,6 N tổng số 0,6 – 1,3 0,93 P2O5 0,12 – 0,35 0,19 K2O5 0,91 – 2,1 1,55 CaO 0,46 – 0,6 0,32 MgO 0,1 – 0,3 0,2 Na2O 0,1 – 0,97 0,5 S 0,09 – 0,22 0,15 Fe mgkg 100 – 430 174,2 Mn 50 – 130 72,2 Zn 20 – 50 32,2 Cu 3,5 – 7,5 4,32 Ni 1,2 – 5,5 3,0 Pb 0,0 – 4,0 0,75 Cd 0,0 – 0,3 0,12 Cr 2,8 – 9,1 9,0 Vi khuẩn CFUg 1,8 x 106 – 5 x 106 3,23 x 106 Nấm 8,7 x 103 – 9,5 x 106 3,75 x 106 Nguồn: Lê và cộng sự (2017) 25 Với những đặc điểm trên, rơm rạ là một nguồn sinh khối tiềm năng cho việc sản xuất nhiệt năng, nhưng cũng đồng thời là nguồn phát thải các chất khí gây ô nhiễm môi trường nếu bị đốt không đúng cách. Do đó, việc quản lý nguồn phụ phẩm nông nghiệp này một cách đúng đắn và khoa học là vô cùng quan trọng, giúp tận dụng nguồn tài nguyên, hạn chế việc thất thoát dinh dưỡng trong đất và giảm phát thải khí ô nhiễm ra môi trường. 1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo tại Việt Nam Việt Nam là một quốc gia đang phát triển và có nền văn minh lúa nước lâu đời. Trong các năm gần đây từ 20102019, ngành nông nghiệp lâm nghiệp thủy sản chiếm tỷ trọng trung bình 17,35% 2 tổng sản phẩm trong nước, phần lớn dân số và lực lượng lao động vẫn đang tập trung chủ yếu tại khu vực nông thôn. Tính đến năm 2019, dân số Việt Nam đạt 96,48 triệu người, trong đó 62,67 triệu người tập trung tại khu vực nông thôn, chiếm 65%, 33,81 triệu người tập trung tại khu vực thành thị, chiếm 35%. Lực lượng lao động cũng chủ yếu tập trung ở khu vực nông thôn, số lao động từ 15 tuổi trở lên là 54,7 triệu người, trong đó 18,8 triệu người đang làm việc trong ngành Nông nghiệp lâm nghiệp thủy sản, giảm 1,7 triệu người so với năm 2018, chiếm 34,5% tổng số lao động 2. Sơ bộ năm 2019, tổng diện tích canh tác lúa đạt 7.470,1 nghìn ha, tiếp tục có xu hướng giảm so với năm 2018 do thay đổi cơ cấu cây trồng và ảnh hưởng của thời tiết. Sản lượng lúa đạt 43,4 triệu tấn, giảm 597,8 nghìn tấn so với năm 2018 2. Việt Nam có hai khu vực tập trung canh tác lúa lớn là khu vực đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và khu vực đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Đồng bằng sông Hồng thuộc hạ lưu sông Hồng và sông Thái Bình, bao gồm 10 tỉnh thành. Nhờ có hai dòng sông lớn bồi đắp phù sa nên khu vực này có đất đai trù phú, giàu phù sa, thích hợp cho việc nuôi trồng và canh tác nông nghiệp. Diện tích canh tác lúa và sản lượng lúa cả năm tại khu vực đồng bằng sông Hồng thường đạt khoảng 1.000 ha và 6,4 triệu tấn, chiếm lần lượt 13% và 15% cả nước, chỉ đứng sau đồng bằng sông Cửu Long với diện tích và sản lượng trung bình đạt khoảng 4.100 hecta (55%) và 24 triệu tấn (54%) 2. Trong đó, Hà Nội, Hải Dương, Thái Bình và Nam Định là 4 tỉnh thành có diện tích lúa cả năm lớn nhất khu vực đồng bằng sông Hồng. Mặc dù là thành phố có diện tích canh tác giảm mạnh nhất từ giai đoạn 20152019 (29 nghìn ha), Hà Nội vẫn là khu vực có diện tích lúa lớn nhất đồng bằng sông Hồng, đạt 171,6 nghìn ha vào năm 2019, theo sau là Nam Định (146,9 ha), Thái Bình (155,2 ha) và Hải Dương (114,9 ha) 2. Về sản lượng, năm 2019, toàn thành phố Hà Nội đạt 0,96 triệu tấn, thấp hơn giai đoạn 20152018 với sản lượng trung bình giai đoạn này là 1,09 triệu tấn. Điều này khiến Thái Bình trở thành khu vực có sản lượng lúa cả năm cao nhất ĐBSH năm 2019, đạt 1,02 triệu tấn. Nam Định đứng thứ 3 về sản lượng lúa cả năm với 0,88 triệu tấn, theo sau là Hải Dương với 0,68 triệu tấn. Các tỉnh thành còn lại có năng suất chỉ đạt từ 0,30,45 triệu tấn 2. Đồng bằng sông Cửu Long bao gồm 1 thành phố trực thuộc trung ương và 12 tỉnh, được gọi là “vựa lúa” của cả nước vì tập trung trên 50% diện tích canh tác và sản lượng lúa hàng năm. ĐBSCL chỉ chiếm 13% diện tích cả nước, nhưng chiếm tới 54% diện tích canh tác và 56% sản lượng lúa năm 2019 của cả nước, xuất khẩu gạo từ toàn vùng chiếm tới 90% sản lượng. Kiên Giang và An Giang là hai thành phố có sản lượng lúa cao nhất ĐBSCL, xấp xỉ 4 triệu tấnnăm, theo sau là Đồng Tháp (3,3 triệu tấn), Long An (2,7 triệu tấn) và Sóc Trăng (2,2 triệu tấn). Bến Tre và Cà Mau là hai khu vực có sản lượng lúa thấp nhất trong khu vực, đạt thấp hơn 0,6 triệu tấn năm. Các tỉnh thành còn lại dao động từ 1,1 1,4 triệu tấnnăm 2. Sơ bộ năm 2019, tổng diện tích canh tác lúa đạt 7.470,1 nghìn ha, giảm so với giai đoạn 20152018, sản lượng lúa đạt 43,4 triệu tấn, giảm 597,8 nghìn tấn so với năm 2018, năng suất đạt 58,2 tạha, tương đương với năng suất năm 2018. Là quốc gia xuất khẩu gạo lớn thứ 3 trên thế giới, năm 2019, Việt Nam đã xuất khẩu sơ bộ 5.868.409 tấn 2. Theo cập nhật đến quý I năm 2020 10, Việt Nam ghi nhận giá gạo tăng ở mức cao nhất trong gần 16 tháng qua. Gạo tấm 5% của Việt Nam có giá 410 USDtấn, thấp hơn gạo tiêu chuẩn 5% của Thái Lan (480 505 USDtấn) và cao hơn giá gạo đồ 5% tấm của Ấn Độ (363 367 USDtấn). Tại thị trường nội địa, giá lúa tại ĐBSCL có xu hướng tăng trong tháng 3 và tháng 4 năm 2020, bất chấp đại dịch COVID19 đang diễn biến phức tạp và nguy hiểm không chỉ tại Việt Nam mà trên toàn thế giới. Giá gạo xuất khẩu cũng tăng 6,3% so với cùng kỳ năm 2019, đạt 461,9 USDtấn. Thị trường nhập khẩu gạo chính của Việt Nam quý I năm 2020 là Philippines với 36,7% thị phần, sản lượng đạt 594,2 nghìn tấn, giá trị đạt 257,2 triệu USD. Theo sau là Trung Quốc và Malaysia với sản lượng nhập khẩu đạt lần lượt là 273,5 và 220,7 nghìn tấn 10. 1.3 Tình hình sử dụng rơm, rạ sau thu hoạch trên thế giới và tại Việt Nam Sau khi thu hoạch lúa, các loại phụ phẩm chính có tiềm năng sản xuất năng lượng được thải ra môi trường là rơm, rạ và trấu. Trong khi trấu đã được ứng dụng để sản xuất năng lượng ở nhiều quốc gia, rơm rạ vẫn ít được xem là một nguồn nhiên liệu tiềm năng và thường được đốt bỏ, một tỷ lệ nhỏ được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau. Nguyên nhiên chính của thực trạng này là do trấu dễ thu gom (từ các nhà máy xay xát) và dễ thu mua, trong khi rơm rạ cần nhiều công sức thu gom và chỉ có sẵn vào mùa thu hoạch. Ở các quốc gia phát triển như châu Âu và một số quốc gia châu Á như Thái Lan, Trung Quốc, rơm rạ được cuộn thành từng bó lớn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu gom, vận chuyển và lưu giữ. Tại Việt Nam, điều này là không khả thi vì chi phí đắt đỏ của máy móc, chỉ một số hộ gia đình cơ sở thu mua rơm rạ đầu tư trang thiết bị để phục vụ cho việc bán rơm rạ cho các hộ sản xuất, kinh doanh khác. Một số hình thức xử lý rơm rạ chủ yếu được trình bày sau đây: 1.3.1 Làm thức ăn chăn nuôi gia súc Tại vùng nông thôn Việt Nam, rơm rạ có thể được thu gom để giữ ấm chuồng và làm thức ăn cho gia súc như trâu, bò. Tuy nhiên, rơm rạ thô được xem là loại thức ăn chăn nuôi không hiệu quả do có giá trị dinh dưỡng không cao và yêu cầu nhiều năng lượng cần thiết để tiêu hóa chúng 15, 25, 37, 49. Ngoài ra, quá trình phơi khô cũng làm giảm giá trị dinh dưỡng của rơm rạ nên trâu bò không thích ăn. Do đó, một số biện pháp kỹ thuật cần được thực hiện để làm tăng khả năng tiêu hóa được của rơm rạ và bổ sung nguồn dinh dưỡng có trong rơm. Có nhiều phương pháp để chế biến rơm thành thức ăn chăn nuôi gia súc bao gồm: phương pháp ủ rơm tươi, ủ rơm cho vào túi nilong và phương pháp kiềm hóa. Rơm có thể được xử lý với Ure 24% hoặc Natri hydroxide (NAOH) Amoniac hydroxide (NH4OH) để tăng cường giá trị đạm và cải thiện khả năng tiêu hóa của các loại động vật nhai lại. Một số nghiên cứu cũng cho thấy khi bổ sung Ure với liều lượng 8,8 kg Uretấn rơm có thể làm tăng lượng tiêu thụ rơm lên 30% và giá trị năng lượng tăng lên 20% so với ban đầu 37. Với tính chất sẵn có và dư thừa sau mỗi vụ mùa, bất kể việc nghèo nàn chất dinh dưỡng, rơm rạ vẫn là một thành phần có vai trò quan trọng trong hệ thống chăn nuôi gia súc tại các quốc gia nông nghiệp châu Á 38. Không chỉ vậy, tại Úc và California, việc sử dụng rơm rạ làm nguồn thức ăn chăn nuôi gia súc cũng được xem là một giải pháp thay thế hữu hiệu cho cỏ khô vào thời kỳ khô hạn, khi giá cỏ khô tăng cao. Các nghiên cứu của Larry Roth, chuyên gia dinh dưỡng dịch vụ kỹ thuật tại Bắc Mỹ, thực hiện tại Nhật Bản cũng chỉ ra rằng sử dụng rơm rạ có thể là một giải pháp lâu dài cho không chỉ nông dân trồng lúa mà còn cả các nhà sản xuất bò thịt và sữa đang tìm kiếm nguồn thức ăn thô có chất lượng không đổi cho hệ thống chăn nuôi của họ 49. 1.3.2 Làm nguyên liệu trồng nấm Trồng nấm được xem là một trong những phương pháp sinh học giúp tận dụng nguồn rơm rạ hiệu quả nhất vì phần rơm rạ có thể tận dụng sử dụng lại nhiều lần và đem lại giá trị kinh tế cao cho người nuôi trồng. Nấm là một loại thực phẩm giàu đạm thực vật, nhu cầu và sản lượng trồng nấm liên tục tăng trong những năm gần đây. Mô hình trồng nấm trong nhà bằng rơm, rạ đã được áp dụng phổ biến trên thế giới và tại Việt Nam. Rơm rạ được chất thành cụm, bổ sung dinh dưỡng (nước, ure, vôi), xếp thành từng lớp rồi đem ủ để loại bỏ nấm dại và phân hủy một phần rơm thành chất hữu cơ, giúp tơ nấm dễ hấp thụ chất dinh dưỡng. Sau khi nấm được thu hoạch, phần rơm mục có thể được tái sử dụng hoặc chế biến thành phân bón, nuôi gia cầm, gia súc và tôm, cá. Việc sử dụng rơm, rạ để trồng nấm có kỹ thuật đơn giản, giá thành rẻ, giúp tăng thu nhập cho người nông dân, đồng thời giúp giải quyết nguồn phụ phẩm nông nghiệp dư thừa. Trồng nấm là một giải pháp thay thế hữu hiệu để giảm nhẹ các vấn đề ô nhiễm môi trường liên quan đến việc đốt rơm rạ, xem rơm rạ như một nguồn nguyên liệu có giá trị và có thể phát triển thành các cơ sở kinh doanh để sản xuất nấm ở quy mô lớn. Mô hình trồng nấm rơm từ rơm, rạ đang được áp dụng rộng rãi tại nhiều địa phương trên cả nước, có những nơi thành lập hợp tác xã câu lạc bộ trồng nấm, đem lại thu nhập từ 1.500.000 – 2.000.000 VNĐ cho mỗi thành viên trồng nấm 12. Theo điều tra 5 trên địa bàn thành phố Hà Nội, hàng năm Hà Nội sử dụng khoảng 95 nghìn tấn phụ phẩm nông nghiệp để làm nguyên liệu trồng nấm, trong đó phụ phẩm từ lúa đạt 81,5 nghìn tấn, chiếm 86%. Thạch Thất (30%) và Ba Vì (20%) là các huyện có tỷ lệ sử dụng rơm rạ để trồng nấm cao nhất. 1.3.3 Tích hợp trong đất Sau khi thu hoạch, trữ lượng rơm rạ còn lại trên đồng có thể được tích hợp vào đất bằng cách chôn vùi xuống đất để xảy ra quá trình tự phân hủy, nhằm mục đích trả lại các chất dinh dưỡng có trong rơm rạ cho đất. Một số nghiên cứu cho thấy rằng, việc kết hợp phân bón và rơm rạ chôn vùi trong đất có thể giúp lưu giữ một số chất dinh dưỡng như N, P, K và S cho cây lúa và tăng dự trữ dinh dưỡng cho đất 25. Rơm rạ được vùi trong đất ướt sẽ cố định tạm thời N và tăng lượng metan (CH4) được giữ trong đất 25. Ngược lại, nếu rơm rạ bị loại bỏ khỏi đồng ruộng sẽ dẫn đến hiện tượng suy giảm và cạn kiệt K và Si trong đất, còn việc đốt rơm rạ sẽ dẫn đến việc mất hầu hết hàm lượng N, 25% hàm lượng P, 20% lượng K và 5 60% lượng S có trong rơm rạ 20. Tuy nhiên, việc tích hợp bao nhiêu rơm rạ cho đồng ruộng là tối ưu lại là một vấn đề cần được tính toán cẩn thận. Một nghiên cứu được thực hiện năm 2017 41 tại Philippine cùng hợp tác với Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đã chỉ ra rằng, việc giữ lại rơm rạ trên ruộng có thể phát thải ra từ 3.500 8.000 kg CO2 tương đương ha (tổng lượng CO2 tương đương từ CH4 và N2O) tùy thuộc vào tỷ lệ giữ lại của rơm rạ, tương đương hoặc cao hơn gấp 1,5 lần khi so sánh với việc loại bỏ rơm rạ khỏi đồng ruộng (phát thải gần 5.000 kg CO2 tương đươngha). Một nghiên cứu được thực hiện tại Jiangsu (Trung Quốc) 29 cũng cho thấy việc giữ lại rơm rạ trong đất có thể làm tăng lượng phát thải các khí nhà kính, tỷ lệ giữ lại từ 40 100% sẽ phát thải nhiều khí CH4 hơn (11,63 23,79 triệu tấn), nhưng cũng đồng thời làm giảm việc sử dụng phân bón chứa N (0,55 1,38 triệu tấn CO2 tương đương), giữ nhiều C trong đất hơn (0,982,44 triệu tấn CO2 tương đương), giảm thải ít N2O hơn (0,1 0,24 triệu tấn CO2 tương đương). Nhóm tác giả đã đề xuất tỷ lệ rơm rạ tích hợp trong đất tối ưu là khoảng 60% để phù hợp với các đặc điểm về kinh tế xã hội môi trường tại địa phương. Mặt khác, rơm rạ lại có đặc tính phân hủy chậm 15, 49, trong khi thời gian sinh trưởng của lúa ngày càng được rút ngắn để tăng số vụ mùa trong một năm. Do đó chôn vùi rơm trong đất ngày càng được ít thực hiện và thay bằng hoạt động đốt trực tiếp trên đồng. 1.3.4 Làm phân hữu cơ Như đã nhắc đến ở mục 1.1, các tính chất vật lý của rơm rạ giúp chúng có cấu trúc phù hợp để trộn với bùn thải, trong khi các tính chất hóa học về độ pH, tỷ lệ CN và độ ẩm của rơm rạ tạo điều kiện tối ưu cho sự phát triển của các loài vi sinh vật trong quá trình ủ phân. Số lượng vi khuẩn và nấm có trong nguyên liệu rơm rạ lần lượt là 3,23 x 106 và 3,75 x 106 CFUg. Do đó, phân bón ủ từ rơm rạ rất có lợi vì chúng thường chứa các vi chất dinh dưỡng, enzyme và vi sinh vật không được tìm thấy trong các loại phân bón vô cơ thông thường 22. Quy trình làm phân bón hữu cơ từ rơm rạ về cơ bản bao gồm các bước: Thu gom rơm rạ, thêm vào các loại chế phẩm sinh học (enzyme), phân tổng hợp NPK (bổ sung chất dinh dưỡng), nước (tạo độ ẩm tối ưu); đồng nhất hóa hỗn hợp trên và ủ, thời gian ủ tùy thuộc vào các loại chất thêm vào và công nghệ ủ được áp dụng. Sau khi được ủ xong, thành phẩm là phân hữu cơ được hình thành, chúng có thể được sử dụng để bón cho cây trồng hoặc để tăng dinh dưỡng cho đất. Loại phân hữu cơ này sẽ giúp cải thiện chất dinh dưỡng và thành phần hữu cơ trong đất 15. 1.3.5 Đốt trực tiếp tại đồng Rơm rạ là nguồn phụ phẩm phổ biến sau quá trình thu hoạch cây lương thực. Trước kia rơm rạ thường được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi gia súc hoặc làm nhiên liệu đốt trong quá trình nấu ăn tại khu vực nông thôn. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển kinh tế, chất lượng đời sống được tăng lên, người dân dần chuyển sang sử dụng các loại nhiên liệu thương mại như gas, bếp điện, bếp từ thay vì sử dụng rơm rạ như trước kia. Song song với đó, cùng với sự phát triển về khoa học kỹ thuật, các giống lúa ngày càng được cải tiến, cho năng suất cao hơn trong khi thời gian sinh trưởng ngắn hơn. Những điều này đã khiến cho khối lượng rơm rạ dư thừa trên các cánh đồng ngày càng gia tăng, kéo theo việc đốt rơm rạ trực tiếp ngày càng phổ biến, bất chấp các tác động tiêu cực tới môi trường và sức khỏe của nó. Mặc dù việc đốt rơm rạ ngoài đồng có thể giải quyết nguồn sinh khối dư thừa này, giúp kiểm soát cỏ dại và nhiều loại sâu bệnh khác nhau 39, những lợi ích này không thể so sánh được với việc mất chất dinh dưỡng, cạn kiệt chất hữu cơ trong đất và làm giảm sự có mặt của các khu sinh vật có lợi cho đất 32. Trong quá trình sinh trưởng, một lượng lớn chất dinh dưỡng của cây lúa nằm trong thân và lá lúa phần sẽ trở thành rơm rạ sau khi gặt, điển hình là K và Si, đây cũng là hai chất dinh dưỡng có hàm lượng cao nhất trong rơm rạ 47. Bảng 1.2 so sánh hàm lượng một số chất dinh dưỡng có trong hạt lúa, rơm rạ và lượng dinh dưỡng bị mất đi trong quá trình đốt: Bảng 1.2: Hàm lượng một số chất dinh dưỡng trong hạt lúa, rơm rạ và rơm rạ bị đốt Đơn vị: kgtấn N P K Mg Ca Si Hạt lúa 10,5 4,6 3,0 1,5 0,5 2,1 Rơm rạ 7,0 2,3 17,5 2,0 3,5 11,0 Rơm rạ bị đốt 7,0 0,6 3,5 1,0 2,9 0,2 Nguồn: Dobermann và Fairhurst (2002) 20 Nếu xét trên một cánh đồng rộng 1 ha, trong đó lượng lúa và rơm xấp xỉ bằng nhau, việc đốt rơm rạ sẽ làm mất đi 70 kg N, 6 kg P và 35 kg K có trong đất. Như vậy, khi so sánh với việc giữ lại rơm rạ trên đồng ruộng, việc đốt rơm rạ sẽ làm mất đi gần như toàn bộ hàm lượng N, trên 80% hàm lượng Ca, 50% hàm lượng Mg, 25% hàm lượng P và 20% hàm lượng K. Trong quá trình này, hàm lượng Si trong đất bị mất đi không đáng kể, nhưng nguồn nhiệt đã khiến Si trở nên không hòa tan được, và do đó không được hấp thụ bởi cây trồng 45. Không chỉ vậy, vấn đề nghiêm trọng nhất khi đốt rơm rạ là việc thải ra môi trường một lượng đáng kể khí nhà kính, trong đó có CO2. Do có hàm lượng C cao, rơm rạ khi bị đốt sẽ kéo theo việc phát thải ra môi trường một lượng lớn CO2, CO và các loại khí thải khác như CH4, NOx, SO2 và một số loại bụi PM10 và PM2.5. Tại châu Á, lượng phát thải hàng năm từ việc đốt rơm rạ ước tính đạt 0,1 triệu tấn SO2, 0,96 triệu tấn NOx, 379 triệu tấn CO2, 23 triệu tấn CO và 0,68 triệu tấn CH4 46. Chỉ tính riêng tại Việt Nam, ước tính trong năm 2018, 0,58 triệu tấn SO2, 7,4 Gg NOx, 3,82 triệu tấn CO2, 301 Gg CO, 31 Gg CH4 đã bị phát thải ra bầu khí quyển từ hoạt động đốt 3,24 triệu tấn rơm rạ (số liệu tại khu vực Đồng bằng sông Hồng), trong đó CO2 chiếm 90% tổng lượng phát thải 26. Hệ số phát thải một số khí nhà kính từ việc đốt rơm rạ được giới thiệu ở bảng 1.3:

ĐẠI QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** Đỗ Hà Thu BƯỚC ĐẦU ƯỚC TÍNH CHI PHÍ - LỢI ÍCH VỀ KINH TẾ MÔI TRƯỜNG TRONG VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ RƠM RẠ TRÊN ĐỒNG RUỘNG TẠI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2021 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** Đỗ Hà Thu BƯỚC ĐẦU ƯỚC TÍNH CHI PHÍ - LỢI ÍCH VỀ KINH TẾ MƠI TRƯỜNG TRONG VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ RƠM RẠ TRÊN ĐỒNG RUỘNG TẠI VIỆT NAM Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 18007735 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Hoàng Anh Lê Hà Nội – 2021 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập, theo đuổi chương trình đào tạo thạc sĩ chuyên ngành Khoa học Môi trường, nhận giúp đỡ, bảo nhiệt tình thầy, giáo trường Đại học Khoa học Tự Nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội Các thầy cô không chia sẻ kinh nghiệm, kiến thức quý báu chuyên môn mà cịn nguồn động lực to lớn để tơi kiên trì theo đuổi hết chương trình học giữ vững tình u với mơi trường Với tình cảm chân thành, tơi bày tỏ lịng biết ơn Ban giám hiệu, phịng Sau Đại học, Khoa Mơi trường - Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội, thầy giáo, cô giáo tham gia quản lý, giảng dạy giúp đỡ suốt q trình học tập, nghiên cứu Tơi xin bày tỏ biết ơn đặc biệt đến PGS.TS Hoàng Anh Lê - người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ khoa học để tơi hồn thành tốt đề tài luận văn “Bước đầu ước tính chi phí-lợi ích kinh tế-môi trường việc sản xuất điện từ rơm rạ đồng ruộng Việt Nam” Khơng có bảo, hướng dẫn tận tình thầy, chắn đề tài thực đạt kết nghiên cứu vô quý báu Thầy người giúp tơi khai phóng tiềm để thử sức với đề tài nghiên cứu vơ mẻ Việt Nam Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, cổ vũ, khích lệ giúp đỡ suốt thời gian qua Qua xin trân trọng cảm ơn đề tài Nafosted (mã số 105.08-2018.04) “Tích hợp cơng cụ kiểm kê khí thải mơ hình hóa (TAPOM) việc xác định mức độ ô nhiễm không khí từ nguồn đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn thành phố Hà Nội đề xuất giải pháp giảm thiểu” cho phép tham gia, khảo sát, thu thập tài liệu, sử dụng phần số liệu thông tin hữu ích để hoàn thành Luận văn tốt nghiệp Mặc dù có nhiều cố gắng suốt trình thực đề tài, song cịn có mặt hạn chế, thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp dẫn thầy cô giáo bạn bè Hà Nội, ngày 22 tháng năm 2021 Tác giả luận văn Đỗ Hà Thu MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan đặc điểm cấu tạo rơm rạ .6 1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo Việt Nam 1.3 Tình hình sử dụng rơm, rạ sau thu hoạch giới Việt Nam 10 1.3.1 Làm thức ăn chăn nuôi gia súc 10 1.3.2 Làm nguyên liệu trồng nấm 11 1.3.3 Tích hợp đất 12 1.3.4 Làm phân hữu 13 1.3.5 Đốt trực tiếp đồng 13 1.4 Tổng quan lượng lượng sinh khối Việt Nam 17 1.4.1 Tổng quan lượng nhu cầu sử dụng lượng .17 1.4.2 Tổng quan lượng sinh khối sử dụng lượng sinh khối Việt Nam giới 19 1.4.3 Công nghệ sản xuất lượng từ nguồn rơm rạ 24 1.5 Tình hình sử dụng rơm rạ để sản xuất điện giới Việt Nam 26 1.6 Tổng quan phương pháp lượng hóa giá trị mơi trường .28 1.6.1 Giá trị Chi phí xã hội Cacbon (SCC) 28 1.6.2 Giá trị thống kê vòng đời (VSL) 29 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 31 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu: 31 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu: 31 2.2 Nội dung nghiên cứu .31 2.3 Phương pháp nghiên cứu 31 2.3.1 Phương pháp thu thập, xử lý tổng hợp tài liệu 31 2.3.2 Phương pháp phân tích chi phí- lợi ích mở rộng 32 2.3.4 Phương pháp phân tích SWOT 40 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .41 3.1 Tiềm sản xuất điện từ nguồn rơm rạ Việt Nam 41 3.1.1 Ước tính sản lượng sinh khối rơm rạ có sẵn hàng năm 41 3.1.2 Tiềm sản xuất điện từ nguồn rơm rạ Việt Nam theo tỉnh thành 43 3.2 Đánh giá chi phí- lợi ích kinh tế mơi trường từ việc sản xuất điện từ rơm rạ 46 3.2.1 Đánh giá chi phí - lợi ích kinh tế từ việc sản xuất điện từ rơm rạ 46 3.2.2 Đánh giá chi phí-lợi ích mơi trường từ việc sản xuất điện từ rơm rạ 50 3.3 Thuận lợi, khó khăn việc sản xuất điện từ rơm rạ Việt Nam 53 3.4 Đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao khả thực thi việc sản xuất điện từ rơm rạ 58 3.4.1 Giải pháp chế- sách .58 3.4.2 Giải pháp kỹ thuật- công nghệ 60 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ .64 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT BC (Black Carbon): Cac-bon đen CT CP: Công ty Cổ phần CT TNHH: Công ty trách nhiệm hữu hạn ĐBSCL: Đồng sông Cửu Long ĐBSH: Đồng sông Hồng GHG (Green House Gases): Khí nhà kính IRR (Internal Rate of Return): Tỷ suất thu hồi nội IRRI (International Rice Research Institue): Viện nghiên cứu lúa gạo quốc tế NLSK: Năng lượng sinh khối NMVCO (Non-methane volatile organic compound) Hợp chất hữu dễ bay không chứa metan NPV (Net Present Value): Giá trị ròng PPC (Plant Power Capacity): Công suất nhà máy điện SCC (Social Cost of Carbon): Chi phí xã hội Cac-bon SGR (Straw to Grain Ratio): Tỷ lệ rơm gạo TCC (Total Capital Cost): Tổng chi phí đầu tư TOC (Total Operation Cost): Tổng chi phí vận hành VSL (Value of a statistical life): Giá trị thống kê vòng đời BẢNG GIẢI THÍCH VÀ QUY ĐỔI ĐƠN VỊ Gg (Giga-gram) = 103 = 109 g GW (Giga watt) = 103 MW (Mega watt) = 109 W (Watt) KTOE = 103 TOE (1 TOE tương đương với nhiệt lượng tỏa đốt cháy hết dầu, TOE = 107 kcal) DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Đặc điểm vật lý, sinh lý hóa lý rơm rạ Bảng 1.2: Hàm lượng số chất dinh dưỡng hạt lúa, rơm rạ rơm rạ bị đốt.14 Bảng 1.3: Hệ số phát thải số khí nhà kính từ đốt rơm 15 Bảng 1.4: Sự tiêu thụ lượng theo ngành năm 2018 18 Bảng 1.5: Danh sách nhà máy đường bán điện lên lưới tính đến năm 2017 22 Bảng 2.1: Chi phí đầu tư nhà máy điện sinh khối sử dụng cơng nghệ lị đốt 33 Bảng 2.2: Giá trị chi phí xã hội phát thải CO2, CH4 N2O 29 Bảng 2.3: Mức độ phát thải khí nhà kính q trình sản xuất điện từ rơm rạ 38 Bảng 3.1: Các biến số giả định xác định nhu cầu nhiên liệu cho nhà máy lượng công suất 10MW .46 Bảng 3.2: Các chi phí đầu tư, vận hành lợi nhuận nhà máy điện sinh khối .47 Bảng 3.3: Phân tích chi phí-lợi ích dự án 50 Bảng 3.4: So sánh lượng khí nhà kính phát thải từ hoạt đơng sản xuất điện 51 Bảng 3.5: Lượng hóa lợi ích môi trường từ việc sử dụng rơm để phục vụ nhà máy điện 10 MWe thay cho hoạt động đốt rơm rạ trực tiếp .52 Bảng 3.6: Phân tích SWOT việc sản xuất điện từ rơm rạ Việt Nam .57 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cấu tạo thành phần rơm rạ Hình 1.2: Khói từ đốt rơm rạ gây cản trở tầm nhìn người tham gia giao thơng 16 Hình 1.3: Tổng nguồn cung lượng Việt Nam năm 2018 .17 Hình 1.4 : Sơ đồ chuyển hóa lượng sinh khối thành dạng lượng khác 20 Hình 3.1: Phân bố vụ lúa phạm vi toàn quốc 42 MỞ ĐẦU Là quốc gia có nơng nghiệp phát triển lâu đời, Việt Nam đứng thứ toàn giới sản lượng xuất lúa gạo, sau Thái Lan Ấn Độ Năm 2019, Việt Nam đạt tổng sản lượng lúa ước tính sơ 43,4 triệu Sau thu hoạch, lượng rơm phát sinh đạt tỷ lệ khoảng 0,7-1,4 lần suất lúa, tùy thuộc vào giống lúa, suất, vụ mùa cách thu hoạch Vì thế, sau thu hoạch phát sinh lượng lớn rơm môi trường Đây nguồn nhiên liệu sinh khối dồi Việt Nam có tiềm lớn việc sản xuất điện chủ yếu rơm bị xem nguồn phụ phẩm dư thừa thường bị đốt bỏ Năm 2014, 13 triệu rơm - tương đương với 60% tổng lượng rơm rạ vùng Đồng sông Cửu Long bị đốt đồng Tại Cần Thơ Tiền Giang, tỷ lệ đạt 87% Nếu nguồn tài nguyên sử dụng cách hợp lý đem lại nhiều lợi ích kinh tế môi trường, đặc biệt tiềm sản xuất điện Theo quy hoạch phát triển điện VII điều chỉnh, nhu cầu sử dụng điện Việt Nam tiếp tục tăng 8,32%/ năm giai đoạn 2021 - 2025 trì mức 7,26%/ năm cho giai đoạn 2026 - 2030, mục tiêu đạt 129.500 MW tổng công suất nguồn điện vào năm 2030 Để đạt mục tiêu này, việc đa dạng hóa nguồn điện đẩy mạnh đóng góp từ nguồn điện sinh khối lượng tái tạo việc vơ cần thiết Chính phủ đề mục tiêu tăng tỷ lệ điện sản xuất từ nguồn sinh khối tổng sản lượng điện sản xuất từ khoảng 1% (2015) lên 3% (2020), 6,3% (2030) đạt 8,1% vào năm 2050 Hiện nay, nhiều quốc gia phát triển nông nghiệp Việt Nam, Thái Lan, Trung Quốc, v.v tập trung đẩy mạnh nghiên cứu tiềm sản xuất điện từ phụ phẩm nông nghiệp (rơm, rạ, trấu) bước đầu có nhiều kết Tuy vậy, chủ yếu đề tài dừng lại việc đánh giá tiềm sử dụng, phân tích chi phí- lợi ích mặt kinh tế việc sản xuất điện từ rơm, rạ, nghiên cứu đến lợi ích vấn đề môi trường hoạt động gây Từ thực trạng nêu trên, học viên thực đề tài “Bước đầu ước tính chi phílợi ích kinh tế-mơi trường việc sản xuất điện từ rơm rạ đồng ruộng Việt Nam” nhằm mục đích tính tốn cụ thể chi phí/ lợi ích việc sử dụng rơm để sản xuất điện sinh khối Việt Nam, đặc biệt dựa góc độ mơi trường Kết nghiên cứu tiềm sử dụng rơm Việt Nam, chi phí lợi ích ước tính góc độ kinh tế mơi trường việc sản xuất điện từ sinh khối rơm Từ đó, nghiên cứu giúp ích cho việc đánh giá tiềm hiệu việc sản xuất điện từ rơm, phục vụ cho trình định nguồn tài liệu tham khảo cho nghiên cứu chuyên sâu sau CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan đặc điểm cấu tạo rơm rạ Rơm, rạ sản phẩm phụ hoạt động nông nghiệp sau canh tác, phần thân khơ loại lương thực (ví dụ lúa nước, lúa mạch, lúa mì) sau thu hoạch từ loại cỏ, họ đậu, thân thảo khác cắt Rơm rạ từ lúa bao gồm vỏ trấu, phiến lá, thân lúa, mắt rễ rơm [25] Sau trồng thu hoạch, phần rơm rạ lại cánh đồng xử lý hình thức khác như: đốt ruộng, làm tro bón cho đất để cải thiện suất trồng, thu gom làm thức ăn cho gia súc phục vụ cho hoạt động khác đời sống thường ngày nông thôn làm chất đốt, lợp mái, trồng nấm Mỗi kilogam (kg) lúa thành phẩm tạo khoảng 0,7 - 1,4 kg rơm tùy thuộc vào giống lúa, độ cao thân gặt lúa độ ẩm thu hoạch [24] Năng suất tổng sinh khối rơm dao động từ 7,5 đến 8,0 tấn/ha, lượng rơm rạ bị loại bỏ dao động từ 2,7 đến tấn/ha, tương ứng với phần cắt nằm khoảng từ 50% đến 100% tổng sinh khối rơm [15] Ước tính, tổng sinh khối rơm rạ hàng năm toàn giới đạt 370 - 520 triệu tấn/năm, châu Á nói chung đạt 330 - 470 triệu tấn/ năm khu vực Nam Á nói riêng đạt 100 - 140 triệu tấn/năm [15] Hình 1.1: Cấu tạo thành phần rơm rạ Nguồn: Viện Nghiên cứu Lúa giới- IRRI (2003) [24] Rơm rạ thuộc nhóm sinh khối lignocelluloza, có cấu tạo từ ba thành phần là: lignin (12%), cellulose (38%) hemi-cellulose (25%) [50], thể cụ thể hình 1.1 Cellulose hemi-cellulose nguồn chất xơ hữu cơ, lignin thành tế bào thực vật Các thành phần hóa học giúp xác định giá trị dinh dưỡng rơm rạ khiến chúng có khả trở thành nhiên liệu sinh nhiệt Do cấu tạo từ nguồn xơ hữu cơ, rơm rạ giàu chất hữu (80%) Carbon hữu có khả oxi hóa (34%) [25], tỷ lệ C/N cao (xấp xỉ 50%), điều kiện khả thi để vi sinh vật tồn điều kiện ủ phân Về tính chất vật lý, mật độ khối lượng rơm thay đổi đáng kể tùy thuộc vào cấu trúc riêng nó, từ 13 - 18 kg/m (đối với rơm rạ) [15] đến 50 - 120 kg/m3 (đối với rơm nghiền nhỏ) [30] Khi sử dụng làm lượng sinh học, đặc điểm mật độ khối lượng rơm ảnh hưởng đến q trình đốt tác động đến thời gian cần thiết lị phản ứng [51] Những tính chất giúp cho rơm rạ có cấu trúc phù hợp để trộn với bùn thải, khiến vật liệu có độ pH, tỷ lệ C/N độ ẩm phù hợp cho phát triển vi sinh vật có liên quan đến trình ủ phân [25] Các đặc điểm cụ thể vể vật lý, sinh lý hóa lý rơm rạ trình bày cụ thể bảng 1.1: Bảng 1.1: Đặc điểm vật lý, sinh lý hóa lý rơm rạ Chỉ số Giá trị Đơn vị Phạm vi - 30 – 58,3 46,8 g/cm3 0,05 – 0,1 0,06 Độ ẩm tổng số 11 – 20 12,7 Tồn dư khoáng 10 – 13 11,8 78,1 – 85 80,3 32,1 – 35,6 33,6 0,6 – 1,3 0,93 0,12 – 0,35 0,19 K2O5 0,91 – 2,1 1,55 CaO 0,46 – 0,6 0,32 MgO 0,1 – 0,3 0,2 Na2O 0,1 – 0,97 0,5 S 0,09 – 0,22 0,15 100 – 430 174,2 Mn 50 – 130 72,2 Zn 20 – 50 32,2 Cu 3,5 – 7,5 4,32 Ni 1,2 – 5,5 3,0 Pb 0,0 – 4,0 0,75 C/N Tỷ trọng Chất hữu tổng số Cacbon hữu oxy hóa N tổng số P2O5 Fe % mg/kg 10 trung bình dù gặp nhiều rào cản chế - sách, kinh tế, cơng nghệ - kỹ thuật sở liệu, việc sản xuất điện từ rơm rạ hướng cần tập trung đầu tư nghiên cứu phát triển để ứng dụng thành công thực tế Kiến nghị Đề tài “Bước đầu ước tính chi phí – lợi ích kinh tế – môi trường việc sản xuất điện từ rơm rạ đồng ruộng Việt Nam” đề tài nghiên cứu có tính cao Việt Nam, khơng có nhiều tài liệu nghiên cứu thực tế sẵn có để làm sở so sánh đối chiếu, cịn tồn nhiều điểm hạn chế cần khắc phục cần có nghiên cứu chuyên sâu để có đánh giá xác cụ thể tiềm năng, chi phí lợi ích việc sản xuất điện sinh khối từ nguồn phụ phẩm rơm Sau số kiến nghị học viên định hướng cho nghiên cứu kế thừa đề tài này: - Xác định tiềm chi phí – lợi ích việc sản xuất điện rơm phân theo vùng: Mỗi khu vực định có điều kiện khác nguồn nguyên liệu rơm sẵn có, số vụ mùa, phương thức canh tác, điều kiện vận chuyển nhu cầu sử dụng rơm không giống Do đó, cần nghiên cứu cụ thể tốn kinh tế cho khu vực cụ thể, khảo sát điều kiện thực tế chi phí nhân cơng, giá ngun liệu thơ, hình thức thu gom, vận chuyển điều kiện khác quan điểm, chủ trương phát triển địa phương, tình kinh kinh tế – xã hội – môi trường, v.v - Mở rộng thêm số đánh giá môi trường, xã hội: Trong khn khổ đề tài luận văn, có 02 giá trị sử dụng để đánh giá lợi nhuận mơi trường, giá trị SCC giá trị VSL- giá trị VSL áp dụng để tính cho mức phát thải riêng khí CH4 Mức chiết khấu hai giá trị không đồng với khác biệt phương pháp tính tác giả khác Vì điều kiện thời gian nguồn lực không cho phép, học viên tiếp cận thêm giá trị 63 khác Vì thế, nghiên cứu tiếp theo, nên tiếp tục mở rộng phương pháp lượng hóa ảnh hưởng khí nhà kính thành tiền (ví dụ số sức khỏe, nông nghiệp, môi trường) để có giá trị cụ thể xác lợi ích việc chuyển đổi hình thức xử lý rơm từ đốt trực tiếp sang sản xuất điện DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Cục Thông tin Khoa học Công nghệ Quốc gia (2010), Nguồn phế thải nông nghiệp rơm rạ kinh nghiệm giới xử lý tận dụng, Hà Nội Tổng Cục Thống Kê (2020), Niên giám thống kê 2019 Nhà xuất Thống Kê, Hà Nội Nghị định 12/2015/NĐ-CP ngày 12 tháng năm 2015 Chính phủ việc quy định chi tiết thi hành Luật sửa đổi, bổ sung số điều Luật thuế sửa đổi, bổ sung số điều Nghị định thuế Nguyễn Thị Thùy Diễm Nguyễn Văn Phước, Nguyễn Hồng Lan Thanh (2010), "Cơng nghệ lên men metan kết hợp phát điện- Giải pháp xử lý rác cho thị lớn, góp phần kìm hãm biến đổi khí hậu", Tạp chí Phát triển KH&CN 13(M2), tr 29-39 Sở Tài nguyên Môi trường Hà Nội (2020), Báo cáo thu thập số liệu trạng đốt rơm rạ địa bàn thành phố Hà Nội, Hà Nội Cổng thông tin điện tử huyện Hàm Yên- Tuyên Quang (2019), Nhà máy điện sinh khối mía đường Tuyên Quang hòa lưới điện quốc gia truy cập ngày 11/6/2020, trang web http://hamyen.org.vn/tin-tuc-su-kien/kinh-te/nha-maydien-sinh-khoi-mia-duong-tuyen-quang-hoa-luoi-dien-quoc-gia-16536.html Quyết định số 428/QĐ-TTg ngày 18 tháng năm 2016 Chính phủ định Phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030 Châu Như Quỳnh (2019), Vì Việt Nam gia tăng nhập khẩu điện Lào Trung Quốc?, truy cập ngày 20/10/2020, trang web https://dantri.com.vn/kinh-doanh/vi-sao-viet-nam-gia-tang-nhap-khau-dien-cualao-va-trung-quoc-20191107150257101.htm 64 10 11 12 Đức Quỳnh (2018), Giá điện sinh khối Việt Nam chưa nửa Thái Lan truy cập ngày 19/10/2020, trang web https://vietnambiz.vn/giz-giadien-sinh-khoi-cua-viet-nam-chua-bang-mot-nua-thai-lan-113350.htm Cơng ty chứng khốn Công thương (2020), Báo cáo ngành gạo Việt Nam tháng 5/2020, Hà Nội Viện Năng lượng - Bộ Công Thương (2017), Quy hoạch phát triển điện sinh khối quốc gia đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035, Hà Nội Câu lạc sản xuất nấm Vườn Quốc gia Xuân Thủy (2009), Sổ tay kỹ thuật trồng nấm, Nam Định Tài liệu tiếng Anh 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (2007), AR4 Climate Change 2007: The Physical Science Basis United States Environmental Protection Agency (2017), The Social Cost of Carbon: Estimating the Benefits of Reducing Greenhouse Gas Emissions truy cập ngày 15/7-2020, trang web https://19january2017snapshot.epa.gov/climatechange/social-costcarbon_.html Nguyen Van Hung et al (2020), "Rice Straw Overview: Availability, Properties, and Management Practices", Sustainable Rice Straw Management, tr 1-13 Stephen C Newbold Alex L Marten (2011), Estimating the Social Cost of Non-CO2 GHG Emissions: Methane and Nitrous Oxide, Working Paper Series Mario Palumbo Antonio C Caputo, Pacifico M Pelagagge, Federica Scacchia (2005), "Economics of biomass energy utilization in combustion and gasigication plants: Effects of logistic variables", Biomass and Bioenergy 28, tr 35-51 P Chaiprasert (2011), "Biogas Production from Agricultural Wastes in Thailand", Journal of Sustain Energy Environ Speical Issue, tr 63-65 Ngo Quynh Diep et al (2012), "Estimation of the potential of rice straw for ethanol production and the optimum facility size for different regions in Vietnam", Applied Energy 93, tr 205-211 A Dobermann T.H Fairhurst (2002), Rice Straw Management, Better Crops International, tr 7-11 Johan C I Kuylenstierna Drew Shindell, Elisabetta Vignati, Rita van Dingenen, Markus Amann, Zbigniew Klimont, Susan C Anenberg, Nicholas Muller, Greet Janssens-Maenhout, Frank Raes, Joel Schwartz, Greg Faluvegi, Luca Pozzoli, Kaarle Kupiainen, Lena Hoglund-Isaksson, Lisa Emberson, David Streets, V Ramanathan, Kevin Hicks, N T Kim Oanh, George Milly, Martin Williams, Volodymyr Demkine, David Flowler (2012), "Simultaneously Mitigating NearTerm Climate Change and Improving Human Health and Food Security", Sicence 335 International Rice Reasearch Institue (IRRI), Composting rice residue, truy cập ngày 21/1/2020, trang web http://www.knowledgebank.irri.org/training/factsheets/nutrient-management/item/composting-rice-residue-fact-sheet Nikos Vasilakos Ioannis Boukis, Sotirios Karellas, Emmanuel Kakaras (2008), "Techno-economic analysis of the energy exploitation of biomass residues in 65 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Heraklion Prefecture - Crete", Renewable and Sustainable Energy Reviews 13(2), tr 362-377 IRRI (2003), Rice Straw, truy cập ngày 9/1/2020, trang web http://www.knowledgebank.irri.org/step-by-step-production/postharvest/riceby-products/rice-straw Hoang Anh Le (2017), Emissions from rice straw burning and potential for power plants from straw in Vietnam, Technische Universitat Dresden, Dresden Hoang Anh Le, Do Minh Phuong Le Thuy Linh (2020), "Emission inventories of rice straw open burning in the Red River Delta of Vietnam: Evaluation of the potential of satellite data", Environmental Pollution 260, tr 113972 Pai Po Lee, Le Truc Linh, Ke Chung Peng, Rebecca H Chung (2019), "Technical and cost efficiency estimates of rice production in Vietnam: a twostage data envelopment analysis", JAPS: Journal of Animal & Plant Sciences 29(1), tr 299-305 Hui Li et al (2019), "The Biomass Potential and GHG (Greenhouse Gas) Emissions Mitigation of Straw-Based Biomass Power Plant: A Case Study in Anhui Province, China", Processes 7(9:608 ) Beibei Liu et al (2019), "Is straw return-to-field always beneficial? Evidence from an integrated cost-benefit analysis", Energy 171, tr 393-402 Xu A Liu Z, Long B (2011), "Energy from combustion of rice straw: status and challenges to China." Nguyen Duc Luong (2015), "A critical review on Energy Efficiency and Conservation policies and grograms in Vietnam", Renewable and Sustainable Energy Reviews 52, tr 623-634 Misra AK Mandal KG, Hati KM, Bandyopadhyay KK, Ghosh PK, Mohanty M (2004), "Rice residue management options and effects on soil properties and crop productivity", Journal of Food Agriculture and Environment(2), tr 224231 Mirko Barz Mitra Kami Delivand, Savitri Garivait (2011), "Overall Analyses of Using Rice Straw Residues for Power Generation in Thailand-Project Feasibility and Environmental GHG Impacts Assessment", Journal of Sustainable Energy & Environment Speical Issue, tr 39-46 Mirko Barz Mitra Kami Delivand, Shabbir H Gheewala (2011), "Logistics cost analysis of rice straw for biomass power generation in Thailand", Energy 36, tr 1435-1441 Mirko Barz Mitra Kami Delivand, Shabbir H Gheewala, Boonrod Sajjakulnukit (2011), "Economic feasibility assessment of rice straw utilization for electricity generating through combustin in Thailand", Applied Energy 88, tr 3651-3658 S.Fujimoto, N.Q Diep, T.Yanagida, T.Minowa, K.Sakanishi, N.Nakagoshi, X.D.Tran (2012), "Comparison of the Potential for Ethanol Production from Rice Straw in Vietnam and Japan via Techno-economic Evaluation", International Energy Journal 13, tr 113-122 G Nadar et al (2014), "Rice ‘Strawlage’ – A feed for drought induced Feed Shortages?", Co-operative Extension, University of California, Davis 66 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 C Devendra P.T Doyle, G.R Pearce (1986), Rice straw as a feed for ruminants, International Development Program of Australian Universities and Colleges Limited, Canberra F Ponnamperuma, N (1984), Straw as a source of nutrients for wetland rice Organic Matter and Rice, International Rice Research Institute, Los Baños Dequn Zhou Qin Zhang, Peng Zhou, Hao Ding (2013), "Cost Analysis of strawbased power generation in Jiangsu Province, China ", Applied Energe 102, tr 785-793 Sander OB Romasanta RR, Gaihre YK, Alberto MC, Gummert M, Quilty J, Nguyen VH, Castalone AG, Balingbing C, Sandro K, Correa T, Wassmann R (2017), "How does burning of rice straw affect CH4 and N2O emissions? A comparative experiment of different on-field-straw management practices.", Agricutural Ecosystem Environment 239, tr 143-154 H.H Masjuki S.M Safie, T.M.I Mahlia (2014), "Life cycle assessment of rice straw-based power generation in Malaysia", Energy, tr 1-10 Yingyuad R Sajjakulnukit B, Maneekhao V, Pongnarintasut V (2001), Assessment of Sustainable National Biomass Resource Potential for Thailand, Department of Energy Development and Promotion (DEDP), Bangkok Anusorn Rattanathanaophat Sansanee Sansiribhan, Chirapan Nuengchaknin (2014), "Feasibility Study of Potential and Economic of Rice Straw VSPP Power Plant in Thailand", International Journal of Social, Behavioral, Educational, Economic, Business and Industrial Engineering 8(5) W Scheew (2009), Recycling of Rice Straw – An Entry Point to Sustainable Rice Production, 2nd ECHO Asia Agricultural Conference, chủ biên, Chiang Mai, Thailand D G Streets et al (2003), "Biomass burning in Asia: Annual and seasonal estimates and atmospheric emissions", Global Biogeochemical Cycles 17 K.N Tiwari, B.S Dwivedi A Subbarao (1992), Potassium management in rice wheatsystem, Rice–Wheat Cropping System: Proceedings of Rice-Wheat, workshop, Directorate for Cropping Systems Research, Modipuram, tr 93–114 To Phuc Tuong (1991), "Agro-hydrological factors as land qualities in land evaluation for rice cropping patterns in the Mekong Delta of Vietnam", Rice production on acid soils of the tropics, Institute of Fundamental Studies, Kandy, Sri Lanka, tr 23-30 Antony Vagg (2013), Rice Straw Utilisation, Rural Industries Research & Development Corporation Australia Shinya Yokoyama, and Yukihiko Matsumura (2002), Asian biomass handbook: A guide for biomass production and utilization, The Japan Institute of Energy Ghaly AE Zhang Y, Li B (2012), "Physical properties of rice residues as affected by variety and climatic and cultivation conditions in three continents", American Journal of Applied Sciences 9(11), tr 1757–1768 67 68 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phân bố nguồn rơm sẵn có theo quy mơ tỉnh thành STT Tỉnh/ thành Cả nước Nguồn nguyên liệu rơm có sẵn rơm (tấn) (tấn) Sản lượng Sản lượng lúa (tấn) Công suất nhà máy điện (MW) 44.771.930 53.278.597 21.098.324 2.564 1.024.584 1.219.255 482.825 59 Hà Nội Vĩnh Phúc 330.552 393.357 155.769 19 Bắc Ninh 410.444 488.429 193.418 24 Quảng Ninh 208.600 248.234 98.301 12 Hải Dương 702.548 836.032 331.069 40 Hải Phòng 440.810 524.564 207.727 25 Hưng Yên 415.444 494.378 195.774 24 Thái Bình 1.028.400 1.223.796 484.623 59 Hà Nam 362.845 431.786 170.987 21 10 Nam Định 891.174 1.060.497 419.957 51 11 Ninh Bình 457.157 544.017 215.431 26 12 Hà Giang 212.796 253.227 100.278 12 13 Cao Bằng 132.521 157.700 62.449 14 Bắc Cạn 114.717 136.513 54.059 15 Tuyên Quang 262.400 312.256 123.653 15 16 Lào Cai 172.891 205.740 81.473 10 17 Yên Bái 209.988 249.886 98.955 12 18 Thái Nguyên 386.442 459.866 182.107 22 19 Lạng Sơn 205.237 244.232 96.716 12 20 Bắc Giang 599.485 713.387 282.501 34 21 Phú Thọ 365.818 435.324 172.388 21 22 Điện Biên 185.349 220.566 87.344 11 23 Lai Châu 143.764 171.079 67.747 24 Sơn La 184.322 219.343 86.860 11 25 Hịa Bình 207.220 246.592 97.650 12 26 Thanh Hóa 1.413.489 1.682.052 666.093 81 27 Nghệ An 886.737 1.055.217 417.866 51 28 Hà Tĩnh 535.315 637.025 252.262 31 29 Quảng Bình 284.747 338.849 134.184 16 30 Quảng Trị 275.499 327.843 129.826 16 31 Thừa Thiên Huế 334.395 397.930 157.580 19 32 Đà Nẵng 31.945 38.015 15.054 33 Quảng Nam 462.603 550.498 217.997 26 34 Quảng Ngãi 440.231 523.875 207.454 25 35 Bình Định 666.494 793.128 314.079 38 36 Phú Yên 392.153 466.662 184.798 22 37 Khánh Hòa 261.068 310.671 123.026 15 38 Ninh Thuận 243.296 289.522 114.651 14 39 Bình Thuận 709.324 844.096 334.262 41 40 Kon Tum 91.625 109.034 43.177 41 Gia Lai 362.073 430.866 170.623 21 42 Dak Lak 1.086.229 1.292.613 511.875 62 43 Dak Nông 78.680 93.629 37.077 44 Lâm Đồng 149.866 178.340 70.623 45 Bình Phước 26.762 31.847 12.611 46 Tây Ninh 812.998 967.468 383.117 47 47 Bình Dương 29.129 34.663 13.727 48 Đồng Nai 325.326 387.138 153.307 19 49 Bà Rịa - Vũng Tàu 129.757 154.411 61.147 50 Hồ Chí Minh 50.721 60.358 23.902 51 Long An 2.802.640 3.335.142 1.320.716 161 52 Tiền Giang 1.254.457 1.492.804 591.150 72 53 Bến Tre 236.703 281.677 111.544 14 54 Trà Vinh 1.268.000 1.508.920 597.532 73 55 Vĩnh Long 969.515 1.153.723 456.874 56 56 Đồng Tháp 3.330.171 3.962.903 1.569.310 191 57 An Giang 3.926.874 4.672.980 1.850.500 225 58 Kiên Giang 4.267.429 5.078.241 2.010.983 244 59 Cần Thơ 1.426.309 1.697.308 672.134 82 60 Hậu Giang 1.239.564 1.475.081 584.132 71 61 Sóc Trăng 2.132.707 2.537.921 1.005.017 122 62 Bạc Liêu 1.115.348 1.327.264 525.597 64 63 Cà Mau 530.734 631.573 250.103 30 Phụ lục 2: Lợi nhuận sau thuế dự án theo năm Đơn vị: USD Mức thu thuế Năm Lợi nhuận trước thuế 1.753.067 1.753.067 1.753.067 1.753.067 1.753.067 1.753.067 1.753.067 1.753.067 1.753.067 5% 1.665.414 1.753.067 5% 1.665.414 1.753.067 5% 1.665.414 1.753.067 5% 1.665.414 doanh nghiệp Lợi nhuận sau thuế 1.753.067 5% 1.665.414 10 1.753.067 5% 1.665.414 11 1.753.067 5% 1.665.414 12 1.753.067 5% 1.665.414 13 1.753.067 5% 1.665.414 14 1.753.067 10% 1.577.760 15 1.753.067 10% 1.577.760 16 1.753.067 20% 1.402.454 17 1.753.067 20% 1.402.454 18 1.753.067 20% 1.402.454 19 1.753.067 20% 1.402.454 20 1.753.067 20% 1.402.454 Phụ lục 3: Phí trả lãi vay vốn từ ngân hàng Giá trị vốn vay (a) 15.101.114 USD 9,6 % năm 1.893.844 USD Thời hạn vay 9,0 năm Thời gian ân hạn 2,0 năm Thời gian trả gốc 7,0 năm Lãi suất hàng năm Lãi thời gian xây dựng (b) Đơn vị: USD STT (n) Năm Năm xây dựng thứ Năm xây dựng thứ Năm trả gốc thứ Năm trả gốc thứ Năm trả gốc thứ Tháng Phân bổ vốn vay (c) Mức lãi cần trả (d) Tiền gốc cần trả (e) Dư nợ gốc (g) 3.020.223 144.971 3.165.194 12 3.020.223 296.900 6.482.316 18 7.550.557 673.578 14.706.452 24 1.510.111 778.395 16.994.958 30 815.758 1.213.926 15.781.033 36 757.490 1.213.926 14.567.107 42 699.221 1.213.926 13.353.181 48 640.953 1.213.926 12.139.256 54 582.684 1.213.926 10.925.330 10 11 Năm trả gốc thứ 12 13 Năm trả gốc thứ 14 15 Năm trả gốc thứ 16 17 Năm trả gốc thứ 18 Tổng cộng 60 524.416 1.213.926 9.711.405 66 466.147 1.213.926 8.497.479 72 407.879 1.213.926 7.283.553 78 349.611 1.213.926 6.069.628 84 291.342 1.213.926 4.855.702 90 233.074 1.213.926 3.641.777 96 174.805 1.213.926 2.427.851 102 116.537 1.213.926 1.213.926 108 58.268 1.213.926 8.012.029 16.994.958 151.816.147 15.101.114 Trung bình vịng đời dự án (20 năm) 400.601 Trong đó: (a) = 70% TCC; (b) = ; (c): Mức vay phân bổ 20%, 20%, 50% 10% cho tháng; (d) = c * 9,6 / 2; (e) = a) + (b) / (7 * 2); (g)n = (c) + (d) + (g)n-1 , n từ – 4; (g)n = (g)n-1 - (e)n, n từ – 18 Phụ lục 4: Dịng tích lũy tài dự án Đơn vị: Triệu USD Năm xây dựng Năm vận hành 2 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Tổng Năm tài Năm vận hành HIỆU ÍCH TÀI CHÍNH Nguồn vào 53,74 - - 3,1 3,1 3,12 3,12 3,03 3,03 3,03 3,03 3,03 3,03 2 I.1 Lợi nhuận sau thuế 32,17 - - 1,7 1,7 1,75 1,75 1,67 1,67 1,67 1,67 1,67 1,67 5 1,6 1,4 1,67 1,67 1,58 1,58 1,40 I.2 Khấu hao 20,49 - - 1,3 1,3 1,37 1,37 1,37 1,37 1,37 1,37 1,37 1,37 7 1,3 1,37 1,37 1,37 1,37 I.3 Giá trị lại Tài sản cố định 1,08 - - I - - - - - - - - - 3,0 1,4 3,03 3,03 2,94 2,94 1,40 - - - - - 1,4 1,40 2,5 1,4 1,40 1,40 - - - - - - - - - 1,0 23,47 2,59 3,2 3,0 2,4 2,43 2,43 2,43 2,43 2,43 - - - - - - - - - - - - II.1 Vốn chủ sở hữu 6,47 2,59 3,2 0,6 - - - - - - - - - - - - - - 2,4 2,4 2,4 2,43 2,43 2,43 2,43 3 - - - - - - - - - - - - - 0,0 0,6 0,6 0,69 0,60 0,60 0,60 3,03 3,03 3,03 9 II Sử dụng - - II.2 Trả gốc vốn vay 16,99 III Tích luỹ tài 30,27 -2,59 - 3,24 IV Tích luỹ tài có chiết khấu (NPV) 0,4 0,4 5,16 -2,3 - -2,67 0,03 V Tích lũy tài chiết khấu lũy kế -2,35 Thời gian hồn vốn có chiết khấu - - - - - 3,0 1,4 3,03 3,03 2,94 2,94 1,40 1,40 1,40 2,55 0,2 1,17 1,06 0,97 0,8 0,80 0,73 0,64 0,58 0,25 0,23 -5,02 -4,99 -4,52 -4,09 -3,70-3,39 -3,11 -2,85 - 1,69-0,62 0,34 1,2 4,4 2,02 2,74 3,39 3,97 4,22 - - - - 0,3 0,2 0,31 - - - - - - - NPV 5.161.054 VI IRR 18% VII Thời gian hoàn vốn 11 năm Thời gian bắt đầu có lãi 0,2 0,19 0,3 4,6 4,85 5,16 ... chi phí - lợi ích kinh tế từ việc sản xuất điện từ rơm rạ 46 3.2.2 Đánh giá chi phí- lợi ích mơi trường từ việc sản xuất điện từ rơm rạ 50 3.3 Thuận lợi, khó khăn việc sản xuất điện từ rơm rạ. .. máy điện dựa rơm rạ cấp tỉnh Việt Nam 44 3.2 Đánh giá chi phí- lợi ích kinh tế môi trường từ việc sản xuất điện từ rơm rạ 3.2.1 Đánh giá chi phí - lợi ích kinh tế từ việc sản xuất điện từ rơm rạ. .. điện từ rơm, rạ, nghiên cứu đến lợi ích vấn đề môi trường hoạt động gây Từ thực trạng nêu trên, học viên thực đề tài ? ?Bước đầu ước tính chi ph? ?lợi ích kinh tế- môi trường việc sản xuất điện từ rơm