Công nghệ khắ sinh học (CNKSH) ựã ựược nghiên cứu và ứng dụng ở Việt Nam từ những năm 1960. Lịch sử phát triển ở Việt Nam có thể chia thành 5 giai ựoạn
* Giai ựoạn 1 từ 1960 Ờ 1975
Việt Nam bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi những thông tin về sử dụng khắ sinh học trong phong trào Ộđại nhảy vọtỢ của Trung quốc những năm 1957 Ờ 1960. Một số ựịa phương của miền Bắc như Hà Nội, Bắc Thái, Hà Nam Ninh và Hải Hưng ựã ựi ựầu trong việc tìm hiểu và ứng dụng xây dựng hệ thống biogas. Ở miền Nam, Nha khảo cứu và Nông lâm súc của chắnh quyền Sài Gòn có thắ nghiệm biện pháp sản xuất khắ metan từ phân ựộng vật, nhưng do việc nhập ồ ạt các khắ ựốt butan, propan và phân hóa học nên kế hoạch này không ựược thực hiện. Các công trình khắ biogas bị dừng lại một thời gian ngắn vì thiếu công nghệ và kinh nghiệm quản lý. Giai ựoạn này, công nghệ khắ biogasgần như bị lãng quên.
* Giai ựoạn 2: 1976 Ờ 1980
đây là thời kỳ sau thống nhất ựất nước (1975) nên nhu cầu phát triển khắ sinh học phục vụ ựời sống ựược phát triển. Năm 1977 vấn ựề khắ sinh học (KSH) chắnh thức ựược ựưa vào thành các ựề tài nghiên cứu nhà nước thông qua ựề tài ỘNghiên cứu ứng dụng hầm ủ lên men sinh khắ Metan. Viện Nông hoá thổ nhưỡng (Bộ Nông nghiệp) ựã xây dựng một công trình thắ ựiểm ở trại Nông hoá thổ nhưỡng Cầu Diễn (Từ Liêm, Hà Nội) với sự giúp ựỡ của chuyên gia của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO) nhưng không thu ựược kết quả, nhiều tổ chức, cá nhân tại các tỉnh như Nghệ Tĩnh, đồng Nai, Quảng Nam - đà Nẵng, TP. Hồ Chắ Minh, Cần Thơ... cũng
có triển khai thiết kế, xây dựng và ựưa vào vận hành một số thiết bị KSH. Nhưng những công trình này phải bỏ dở vì những lý do kỹ thuật và quản lý.
* Giai ựoạn 3:1981 Ờ 1990
Trong giai ựoạn này CNKSH ựã trở thành một trong những lĩnh vực ưu tiên trong chương trình nghiên cứu của nhà nước. Tháng 3 năm 1989, hội thảo quốc gia lần thứ nhất về KSH với sự tham gia của hầu hết những người làm công tác nghiên cứu và triển khai trong toàn quốc ựược tổ chức. Hội thảo ựánh dấu một bước phát triển của CNKSH, ựồng thời mở rộng ứng dụng công nghệ ra nhiều tỉnh mới. Cho tới 1990 ựa số các tỉnh trong toàn quốc ựã có những công trình KSH ựược xây dựng. Phát triển mạnh mẽ nhất là các tỉnh phắa Nam vì có những ựiều kiện thuận lợi về kinh tế - xã hội và khắ hậu. đứng ựầu là TP. Hồ Chắ Minh với trên 700 công trình, tỉnh đồng Nai 468 công trình, tỉnh Hậu Giang 240 công trình. Tắnh chung trong toàn quốc có khoảng trên 2000 công trình, chủ yếu thuộc loại nắp nổi. Phần lớn là công trình cỡ gia ựình với thể tắch phân giải từ 2 m3 tới 10 m3. Cá biệt có công trình có thể tắch phân giải tới 200 m3 (đồng Nai).
* Giai ựoạn 4: 1991 Ờ 2002
Sau giai ựoạn 3 hoạt ựộng nghiên cứu rất hạn chế, hoạt ựộng chủ yếu là triển khai ứng dụng dưới hình thức các dự án do nhiều tổ chức thực hiện tuỳ theo mục tiêu và nguồn kinh phắ có ựược. Viện Năng lượng nghiên cứu thiết kế thử nghiệm một số thiết bị mới sử dụng khắ sinh học ựể phát ựiện, chạy tủ lạnh, máy ấp, bảo quản rau quả, ựiều tra ựánh giá hiệu quả của công trình gia ựình, ựánh giá tiềm năng KSH toàn quốc, ứng dụng công nghệ khắ sinh học ựể xử lý nước thải công nghiệp. Từ năm 1993 trở ựi, công nghệ ựược phát triển trong khuôn khổ các dự án về vệ sinh môi trường, nông nghiệp và phát triển nông thôn với nhiều kiểu thiết bị KSH mới. Thiết bị dạng túi chất dẻo polyetylen (PE) theo mẫu của Côlômbia, hay thiết bị nắp cố ựịnh có vòm bán cầu chứa khắ bằng compozit, các phần còn lại xây bằng gạch và ựã ựược
cải tiến nhiều lần. Có nhiều chương trình phát triển khắ sinh học như dự án ựiểm về "Chương trình vệ sinh chăn nuôi xử lý chất thải bằng hầm ủ biogas" ở huyện đan Phượng tỉnh Hà Tây ựã thành công với khoảng 3000 công trình ựược xây dựng. Chương trình không tập trung vào một loại thiết bị KSH nào mà ựể người ứng dụng tự lựa chọn. Hay sau một thời gian phát triển túi ựã chuyển sang loại thiết bị lai ghép gồm bể phân giải dạng hình hộp xây bằng gạch và túi chứa khắ bằng chất dẻo treo trong nhà của trung tâm nghiên cứu và phát triển cộng ựồng nông thôn. Nhiều nơi cũng tự nghiên cứu và ựưa ra những kiểu riêng như Phú Thọ, Quảng Trị, Thừa Thiên - Huế, Tiền Giang... Tuy nhiên trong giai ựoạn này do không có tổ chức ựầu mối quốc gia nên tình trạng phát triển KSH rất ựa dạng nhưng chưa có tổ chức. để ựưa tình trạng phát triển bắt ựầu vào tiêu chuẩn, Bộ NN&PTNT ựã ban hành Tiêu chuẩn ngành về công trình khắ sinh học vào tháng 3 năm 2002.
* Thời kỳ 2003 tới nay
đây là thời kỳ CNKSH ựược phát triển mạnh mẽ nhất trong tất cả các lĩnh vực ứng dụng: nông nghiệp, công nghiệp và ựô thị với quy mô từ nhỏ (gia ựình) tới lớn (trang trại, nhà máy).
Ở miền Nam, do chăn nuôi trang trại quy mô lớn phát triển mạnh, ựiều kiện khắ hậu thuận lợi (nóng quanh năm) nên công nghệ khắ sinh học quy mô lớn phát triển hơn. Ở đồng Nai, Bình Dương... đã có một số công trình biogas ựược xây dựng ựể chạy máy phát ựiện, tuy nhiên quy mô công trình mới chỉ hạn chế ở thể tắch phân hủy lớn vài trăm mét khối. đáng chú ý việc ứng dụng và phát triển công nghệ kiểu hồ xây có che phủ bằng tấm HDPE, ựã mở ra triển vọng lớn cho các trang trại quy mô lớn do việc xây dựng, vận hành ựơn giản chi phắ thấp, phù hợp với ựiều kiện khắ hậu nhiệt ựới của Việt Nam. Số công trình kiểu này ựã ựược xây dựng ở một số tỉnh như đồng Nai, Bình Dương tới nay ựã khoảng một vài chục công trình.
Ở miền Bắc, tuy ựiều kiện kém thuận lợi hơn nhưng lẻ tẻ cũng ựã có một số công trình quy mô vài chục mét khối ựược xây dựng và khắ cũng ựược dùng ựể phát ựiện. Mô hình biogas kiểu hồ kỵ khắ che phủ ở trại chăn nuôi lợn tại Yên Bình (Thạch Thất, Hà Nội) với thể tắch phân hủy 1500 m3 và 5000m3.
2.3.2. Tình hình phát triển biogas trên thế giới
Với nhận thức công nghệ sinh học là công nghệ khắ liên ngành ựa mục tiêu, ựa mục ựắch nên chắnh phủ nhiều nước trên thế giới ựã và ựang quan tâm ựưa ra những chắnh sách, những chương trình mạnh mẽ thúc ựẩy sử dụng nguồn năng lượng khắ sinh học với mục tiêu khai thác toàn diện các lợi ắch của nó, các chắnh sách thúc ựẩy công nghệ khắ sinh học ựã ựược chứng minh trên các lợi ắch kinh tế, xã hội như: bảo vệ môi trường, cung cấp năng lượng; cung cấp ựiện trên cơ sở chi phắ thấp nhất cho các vùng hẻo lánh; tạo ra các hoạt ựộng kinh tế cho các vùng hẻo lánh; ựa dạng hoá các nguồn các nguồn năng lượng.
- Trung Quốc:
Trung Quốc ựã có một lịch sử ấn tượng về việc sử dụng năng lượng tái tạo cho việc phát triển nông thôn với một số chương trình có tầm cỡ lớn nhất thế giới về khắ sinh học. Theo số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp Trung Quốc riêng trong lĩnh vực chăn nuôi năm 1996 có 460 công trình khắ sinh học cung cấp cho 5,59 triệu gia ựình sử dụng, phát ựiện với công suất 866 KW, sản xuất thương mại 24.900 tấn phân bón và 700 tấn thức ăn gia súc. Tới cuối năm 1998 số công trình lớn tăng lên ựến 573 và ựến năm 2000 có 2000 bể cỡ lớn và 8,5 triệu hầm. Các mô hình nhà kắnh và sử dụng năng lượng ựa dạng ựã ựược phát triển rất nhanh ở Trung Quốc, ựặc biệt những bể tạo khắ biogas nhỏ ựược xây dựng mỗi năm tới 160.000 chiếc. Cuối thế kỷ 20 toàn quốc ựã có 7.630.000 bể tạo khắ biogas nhỏ. Theo số liệu thống kê năm 2004 Trung Quốc xây dựng 895 công trình biogas lớn trung bình sản xuất 45 triệu m3 khắ
sinh học cung cấp cho trên 9 triệu gia ựình sử dụng, phát ựiện với công suất 1000 KW. Sản xuất 40.000 tấn phân bón. Ngoài ra số hầm nhỏ từ 5 m3 - 50 m3 quy mô hộ gia ựình còn nằm rải rác ở vùng nông thôn của Trung Quốc.
- đức:
Việc xây dựng công trình khắ sinh học tăng từ 100 thiết bị/năm trong những năm 90 lên 200 thiết bị/năm vào năm 2000 hầu hết các công trình có thể tắch phân huỷ từ 1000 tới 1500 m3, công suất khắ 100 tới 150 m3. Có trên 30 công trình quy mô lớn với thể tắch phân huỷ 4000 tới 8000 m3. Khắ sinh học sản xuất ra ựược sử dụng ựể cung cấp cho các tổ máy ựồng phát nhiệt và phát ựiện có công suất ựiện là 20, 150, 200 và 500 KW.
- Nepal
Nepal ựã ứng dụng khắ sinh học từ thập kỷ 80 và từ năm 1992 với sự hỗ trợ của Dự án Tổ chức phát triển Hà Lan (SNV), Chắnh phủ Nepal ựã xây dựng Chương trình hỗ trợ khắ sinh học (BSP) và nhờ ựó ựã xây dựng thêm ựược rất nhiều bể khắ sinh học (biogas). Từ chỗ chỉ có khoảng 2000 bể khắ sinh học vào năm 1991-1992 ựến nay ựã xây dựng thêm mỗi năm khoảng 16.000 ựến 18.000 bể khắ sinh học. Cho ựến nay ở Nepal ựã có 140000 bể khắ sinh học cho các gia ựình nông dân ở 62 ựịa phương và phục vụ cho lợi ắch thiết thực của 11000 nông dân.
Nepal hiện có 11,34% các bể khắ sinh học dung tắch nhỏ dưới 4m3 chiếm 47,71% các bể 6 m3 chiếm 23,30% các bể 8 m3 chiếm 15,55% các bể 10 m3 chiếm 1,39% các bể 15 m3 chiếm 0,21% các bể 20 m3. Tiền xây dựng hoàn chỉnh các bể khắ sinh học thay ựổi tùy thuộc vào các vùng khác nhau. Dự án hỗ trợ trực tiếp một phần kinh phắ cho nông dân.
- Éthiopie (Ethiopia) tương tự như ở Nepal. Một hộ nông dân nuôi 2 - 4 con bò ựủ nguyên liệu cho 1 bể khắ sinh học (biogas) ngoài việc có sản phẩm bón ruộng còn ựủ ựể ựun nấu và thắp sáng.
- Tại Campuchia ngoài việc dùng ựể bón trực tiếp còn dùng nước phân này ựể ủ phân với rơm rạ, cây cỏ, ựể nuôi giun, ựể nuôi cá (làm tăng lượng thực vật phù du)Ầ Bạn còn có sáng kiến dùng nước phân ở bể khắ sinh học ựể ngâm với một số nguyên liệu thực vật (như Neem, Yam, Boraphed Ầ), Ủ 2 tuần rồi pha 1lắt này với 4 lắt nước và dùng ựể thay thuốc trừ sâu hóa học, vừa ựạt hiệu quả tốt, vừa góp phần có sản phẩm an toànẦ
- Tại Indonesia, người dân có thể tiết kiệm khoảng 30 USD/tháng nhờ sử dụng biogas. Chắnh phủ Indonesia ựang ựẩy mạnh việc sử dụng biogas như là giải pháp cho những vấn ựề môi trường.
- Tại Lào, chương trình khắ sinh học (biogas) mới chỉ ựược triển khai ở 4 huyện thuộc Vientiane và mới thực hiện ựược ở 120 hộ nông dân. Chương trình do viện chăn nuôi và nghề cá thuộc Bộ Nông Lâm nghiệp Lào thực hiện và dự kiến sẽ mở rộng phạm vi ứng dụng.
PHẦN III. đỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU