2.2.1. Phƣơng pháp kế thừa tài liệu và tƣ liệu
Mục đích của nghiên cứu tài liệu là tìm hiểu lịch sử nghiên cứu, nắm bắt những nội dung nghiên cứu trƣớc đó về sản xuất và sử dụng Biogas trong chăn nuôi, cắt giảm khí nhà kính trong chăn nuôi của Thế giới và Việt Nam. Tiếp đó, nghiên cứu về phƣơng pháp tính lƣợng phát thải khí CH4 phát sinh thông qua hƣớng dẫn của các sách: IPCC (1996) Guidelines for National Greehouse Gas Inventories: Reference Manual [13]; IPCC (2006), Guidelines for national Greenhouse Gas Inventories [15] và IPCC (2000), Good Practice Guidance and Uncertainty Management in National Greenhouse Gas Inventories [14] để tổng hợp nội dung, số liệu liên quan đến tính toán lƣợng khí sinh học trong quá trình sử dụng biogas, các thực nghiệm sử dụng cùng pháp tính toán trƣớc đó của một
số nƣớc trên Thế giới nhƣ Nepal, Kenya, Úc, Ấn Độ,.. và Việt Nam. Từ đó, rút ra kinh nghiệm trong việc thu thập, sử dụng số liệu. Đồng thời cũng là nguồn tƣ liệu để kiểm chứng kết quả nghiên cứu.
2.2.2. Phƣơng pháp khảo sát thực địa
Sau khi nắm vững đƣợc phƣơng pháp tính toán, cũng nhƣ cần biết đƣợc những thông số cần thu thập ta tiến hành điều tra, khảo sát tại hiện trƣờng, quan sát, cân đo, chụp lại các hình ảnh, ghi lại các thông tin liên quan đến xác định lƣợng khí CH4 sinh ra và khí CH4 tiêu thụ làm cơ sở cho việc tính toán. Ngoài ra, cần thu thập thêm thông tin về trang trại để nắm bắt đƣợc thực trạng, tồn tại của trang trại chăn nuôi nhằm đánh giá, phân tích và tìm ra các giải pháp khắc phục.
Một số thông tin cần thu thập nhƣ sau:
Thông tin chung về trang trại: chủ hộ chăn nuôi, địa chỉ trang trại, số lƣợng chuồng nuôi, diện tích trang trại (cụ thể cho từng khu), hệ thống xử lý của trang trại, quy mô vật nuôi của Trang trại bằng cách sử dụng phƣơng pháp phỏng vấn.
Thông tin vật nuôi:
+ Giống lợn, sản lƣợng trung bình hàng tháng: Sử dụng phƣơng pháp phỏng vấn và nghiên cứu tài liệu.
+ Khối lƣợng thức ăn cho vật nuôi hàng ngày: Sử dụng phƣơng pháp cân đo, để xác định lƣợng thức ăn hàng ngày cho từng nhóm vật nuôi.
+ Số lƣợng vật nuôi (theo từng nhóm lợn): kiểm tra và đếm số lợn hiện có trong chuồng/tháng. Thực hiện 2 lần/tháng.
+ Trọng lƣợng trung bình vật nuôi (theo từng nhóm lợn). Thu thập bằng cách cân trọng lƣợng lợn từ đó tính trọng lƣợng trung bình của từng nhóm lợn.
+ Số lƣợng đồ dùng và thời gian sử dụng biogas: bằng cách đếm số lƣợng đồ dùng và kiểm tra để thống kê đƣợc các vật dụng sử dụng biogas trong trang trại và đo thời gian sử dụng trong 1 ngày, cũng nhƣ kiểm tra công suất sử dụng (thông qua nghiên cứu tài liệu và nhãn dán thông số kỹ thuật của đồ dùng để tính toán lƣợng biogas tiêu thụ.
2.2.3. Phƣơng pháp phỏng vấn
Sau khi biết chính xác các thông tin cần thu thập ta tiến hành phân loại các thông tin để biết thông tin nào cần sử dụng phỏng vấn và thông tin nào kiểm tra (cân, đo, đếm) thực tế ở trang trại.
Phỏng vấn chủ trang trại, công nhân trực tiếp tiếp xúc với lợn thƣờng xuyên, để thu thập thông tin chung về trang trại nhƣ chủ hộ chăn nuôi, địa chỉ chính xác, số lƣợng chuồng nuôi, diện tích trang trại (cụ thể cho từng khu), hệ thống xử lý chất thải của trang trại, quy mô vật nuôi của trang trại, giống lợn, sản lƣợng trung bình hàng tháng,.. Ngoài ra, tìm hiểu thêm thông tin về nhu cầu sử dụng biogas, khó khăn mà trang trại g p phải, họ mong muốn gì để trang trại phát triển tốt hơn về kinh tế và bảo vệ đƣợc môi trƣờng, bầu Khí quyển. Từ đó, làm cơ sở cho việc đánh giá, phân tích, tổng hợp dữ liệu.
2.2.4. Phƣơng pháp thu thập và xử lí số liệu
Quan sát, ghi lại các số liệu thu thập bằng phƣơng pháp phỏng vấn và cân, đo, đếm số lƣợng vật nuôi, trọng lƣợng lợn, khối lƣợng thức ăn sử dụng mỗi ngày cho lợn, xác định thời gian sử dụng lƣợng khí sinh học mỗi ngày để làm cơ sơ cho việc tính toán lƣợng khí CH4.
Các số liệu đã thu thập sẽ đƣợc lập bảng và đánh lại trên máy tính để đảm bảo tính chính xác và tránh thất thoát số liệu. Các số liệu này sau khi đƣợc nhập đƣợc kiểm tra thƣờng xuyên để xem số liệu có chênh lệch nhiều hay không đảm bảo độ chính xác của số liệu.
2.2.5. Phƣơng pháp tính toán phát thải khí CH4 trong hệ thống Biogas và quá trình sử dụng
a, Tính toán lượng khí CH4 phát sinh trong hệ thống Biogas
Sử dụng phƣơng pháp 2 theo [13], [14] và [15]. Đây là phƣơng pháp dùng để tính toán phát thải khí Methane từ hệ thống Biogas. Phƣơng pháp này yêu cầu các thông tin cụ thể về vật nuôi bằng việc chia quần thể vật nuôi thành các nhóm khác nhau theo độ tuổi, năng suất, chế độ ăn uống, vùng khí hậu khu vực nghiên cứu, cách quản lý phân chuồng, để tính toán chính xác hơn lƣợng phát thải khí CH4 và khí N2O từ chất thải vật nuôi.
Bước 1: Số lượng chăn nuôi
Để tính toán chính xác lƣợng khí thải của lợn ta cần chia chúng thành nhiều nhóm khác nhau dựa vào đ c điểm nuôi của cơ sở chăn nuôi để phân chia chúng thành các nhóm khác nhau. Theo nghiên cứu này, sẽ phân ra làm 2 nhóm bao gồm: lợn trƣởng thành (lợn nái trong thời kì mang thai, lợn nái đã đẻ và lợn đang phát triển (lợn con, lợn thịt). Đối với mỗi nhóm ta cần xác định các thông tin sau:
- Số lƣợng vật nuôi theo mỗi nhóm, đơn vị tính đầu vật nuôi.
- Xác định lƣợng chất khô cho vật nuôi thông qua lƣợng thức ăn thô hàng ngày. - Khối lƣợng trung bình chất rắn dễ bay hơi mà vật nuôi đào thải hàng ngày (VS hay là chất hữu cơ phân hủy trong phân gia súc, đơn vị tính kg/ngày.
- Tiềm năng sản xuất khí Methane của phân chuồng (B0 , đơn vị tính là m3/kgVS.
- Hiệu suất sinh khí Methane của phân chuồng (MCF). MCF rất nhạy cảm
với nhiệt độ nên ở các điều kiện khí hậu khác nhau sẽ có các MCF khác nhau, đơn vị tính phần trăm (%).
Tuy nhiên, số liệu VS thƣờng không có sẵn. Trong phƣơng pháp này, các giá trị VS đƣợc tính toán từ lƣợng thức ăn cung cấp cho vật nuôi hàng ngày nhƣng chỉ sử dụng cho tính toán mức tiêu thụ thức ăn của Trâu bò. Còn đối với lợn, VS có thể sử dụng m c định theo [13] là 0,7 kg/ngày ho c theo [15], ta có
công thức tính VS đối với lợnnhƣ sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
VS = Lƣợng thức ăn tiêu thụ (kg ngày)x (1 -
) x (1 -
)
Trong đó:
+ VS: Khối lƣợng chất khô mà lợn đào thải mỗi ngày. Đơn vị: (kg/ngày + DE%: Tỷ lệ phần trăm tiêu hóa thức ăn của lợn, ta sử dụng ƣớc tính m c định theo [13]: lợn trƣởng thành ( nuôi nhốt) 70-80%, lợn đang phát triển (nuôi nhốt) 80-90%, lợn thả giông 50-70%.
+ ASH%: tỷ lệ hàm lƣợng chất khoáng có trong phân chuồng. Ta sử dụng ƣớc tính m c định theo [12] là 4% cho các nƣớc đang phát triển.
Lƣợng Methane tối đa đƣợc tạo ra từ phân chuồng (B0) phụ thuộc vào loài
và chế độ ăn uống. Ta sử dụng ƣớc tính m c định theo [13] là 0,29 m3/kgVS cho
các nƣớc đang phát triển.
Hiệu suất sinh khí Methane của phân chuồng (MCF) của mỗi loài động vật và trong các hệ thống quản lý phân bón là khác nhau. Phân gia súc ƣớt, lỏng, trong hồ kị khí ho c hố lƣu trữ là nguồn phát thải chính ra khí Methane. MCF đƣợc xác định dựa vào bảng P1.1 ho c có thể sử dụng các số liệu của Quốc gia.
Bước 2: Tính hệ số phát thải
Để tính hệ số phát thải cho vật nuôi trong một tháng ta dựa vào số liệu thu
thập ở bƣớc 1, các yếu tố MCFs, B0 và theo IPCC (1996) [13]ta có ƣớc tính hệ số
phát thải khí CH4 nhƣ sau:
EFi = VSi x 30 x B0 i x 0,67 x MCF% jk x MS% ijk
Trong đó:
+ EFi: hệ số phát thải hàng tháng (kg/đầu vật nuôi/tháng) của loại gia súc i (lợn trƣởng thành, lợn đang phát triển,..).
+ VSi: khối lƣợng chất khô mà loại gia súc i đào thải mỗi ngày (kg/ngày . + B0 i: Lƣợng Methane tối đa đƣợc tạo ra từ phân gia súc i (m3/kgVS).
+ MCF% jk: Hiệu suất sinh khí Methane của hệ thống quản lý phân j trong
vùng khí hậu k (%).
+ MS% ịjk: tỷ lệ % phân chuồng của loại gia súc i đƣợc xử lý trong hệ thống quản lý phân j thuộc vùng khí hậu k.
+ 0,67: Chuyển khối lƣợng khí CH4. Đơn vị: kg/m3 + 30: số ngày/tháng.
Bước 3: Tính tổng lượng phát thải khí CH4
∑CH4 phát thải(kg tháng) = EFi x Lƣợng vật nuôi TB/tháng
Lƣợng vật nuôi trung bình hàng năm đƣợc tính theo 2006 IPCC [15], ta có:
b, Tính toán lượng khí CH4 tiêu thụ
Mỗi thiết bị sử dụng đều có các công suất sử dụng khác nhau. Dựa vào đo, đếm công suất sử dụng của các thiết bị và số giờ sử dụng các thiết bị này trong một ngày để tính đƣợc lƣợng khí CH4 tiêu thụ.
∑CH4 tiêu thụ = Pi (m3/h) x Ti (h tháng) x Ni x 0,67
Trong đó:
+ Pi : Công suất sử dụng của thiết bị i (m3/h). + Ti : Thời gian sử dụng thiết bị i trong 1 tháng. + Ni : Số lƣợng thiết bị i có trong trang trại. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ 0,67: Hệ số chuyển khối lƣợng khí CH4. Đơn vị: kg/m3
c, Ước tính lượng phát thải khí CH4
Tính toán lƣợng khí CH4 dƣ thừa do không sử dụng hết lƣợng khí sinh học
trong bể biogas ta có công thức:
∑CH4 phát thải (kg tháng) = ∑CH4 phát sinh– ∑CH4 tiêu thụ
Quy đổi sang CO2 e
tCO2e = GWPCH4 x ∑CH4 phát thải tháng
Trong đó:
CHƢƠNG III: ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT THẢI KHÍ CH4 VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHO CÁC TRANG TRẠI NGHIÊN CỨU