3. Nội dung nghiên cứu
3.4 Xây dựng các kịch bản xử lý
Xây dựng các kịch bản xử lý chất thải rắn sinh hoạt trong điều kiện thực tế của thành phố Hà Nội nhằm mục đích tính toán và so sánh lượng khí nhà kính phát thải từ các kịch bản phục vụ cho việc xác định lựa chọn công nghệ xử lý phát thải ra lượng khí nhà kính hỗ trợ cho các nhà quản lý và hoạch định chính sách.
Cơ sở xây dựng các kịch bản so sánh trong đề tài dựa vào điều kiện thực tế của thành phố, quyết định số số 609/QĐ-TTg ngày 25/4/2014 của Thủ tướng Chính phủ về việc quy hoạch xử lý chất thải rắn thành phố Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 tỷ lệ gom CTRSH lại khu vực đô thị đến năm 2020 đạt 85% - 100%, đến năm 2030 đạt 90% - 100%. Hiện tại, theo Ban duy tu, sở Xây dựng, tỷ lệ thu gom CTRSH KVĐT đạt 95% và KVNT đạt 90% nên trong kịch bản 2 (KB2) xây dựng mức thu gom KVĐT đạt 95% và KVNT đạt 93%
Về việc thu hồi khí bãi chôn lấp, theo báo cáo của công ty TNHH một thành viên môi trường đô thị Hà Nội -Urenco năm 2015 [6] việc thu hồi khí mêtan tại các ô chôn lấp đạt hệ số thu hồi đạt 40% và thực tế ngày 11/9/2017 Công ty cổ phần tập đoàn T & T và Công ty môi trường đô thị Hà Nội (Urenco) đã ký thỏa thuận hợp tác với tập đoàn quản lý bãi chôn lấp Sudokwon, công ty tư vấn kỹ thuật Hàn Quốc KECC, công ty TNHH nhà máy Samyoung thực hiện dự án ―Thu hồi khí Gas bãi chôn lấp phát điện Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội‖ với thời gian xây dựng dự án khoảng 15 tháng, tổng vốn đầu tư 13,146 triệu USD, công suất phát điện 5MWh, vận hành trong 15 năm. Từ đó đề tài chọn KB2 lượng CTRSH đem chôn lấp 70% và có thu hồi khí CH4 đạt 40%
Tháng 3/2018, tập đoàn T & T cũng đã ký với tập đoàn Hitachi Zosen (Nhật Bản) hợp tác ―Đầu tư các dự án đốt rác phát điện tại Hà Nội‖ trị giá 200 triệu USD xây dựng vận hành một số nhà máy xử lý chất thải với công suất 1.000 tấn/ngày, công suất phát điện 15MW. Nhà máy xử lý rác Phương Đình đi vào hoạt động hiệu quả ổn định sẽ nâng tỷ lệ xử lý CTRSH bằng phương pháp đốt lên. Từ những lý do đó đề tài chọn KB2 lượng CTRSH đem đốt bằng lò đốt có thu hồi năng lượng đạt 25%.
Mô tả các kịch bản so sánh KB1 và KB2 được thể hiện trong bảng 3.21
KB1 là kịch bản hiện trạng, được sử dụng số liệu tính toán dựa trên cơ sở hệ số phát thải trung bình.
KB2 là kịch bản thu gom CTRSH khu vực nội thành đạt 98% và khu vực ngoại thành đạt 93%.
Bảng 3.22. Các kịch bản tính toán Tên kịch
bản Tỷ lệ thu gom
Phân loại tại
nguồn Mô tả công nghệ sử dụng
KB1
Nội thành: 95%; Ngoại thành:
90%
Không, không thu gom hết rác thải
Chôn lấp không thu hồi LFG 89,5% Composting 0,5% Đốt bằng lò đốt 10% KB2 Nội thành: 98%; Ngoại thành: 93%
Có phân loại tại nguồn
70% Chôn lấp có thu hồi LFG để sản xuất năng lượng, lượng khí CH4 thu hồi là 40%;
5% được xử lý bằng Composting
25% được xử lý bằng lò đốt có thu hồi năng lượng
Các số liệu tính toán: a. Quy mô dân số
Dân số năm 2017 là 7.654,8 nghìn người.
Tốc độ tăng dân số: Theo quy hoạch chung khu vực Hà Nội đến 2030, tốc độ tăng dân số cho cả 2 khu vực không quá 2% - 3%. Trong thực tế giai đoạn 3 năm gần đây (2015-2017) tốc độ tăng dân số là 1,8% nên đề tài sử dụng hệ số 1,8% làm hệ số gia tăng dân số cho cả 2 khu vực. Bảng 3.22 thể hiện quy mô dân số khu vực Hà Nội đến năm 2025.
ảng 3.23 Dự báo dân số Hà Nội đến năm 2025
ĐVT: nghìn người Năm 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 KVĐT 3.838 3.907 3.977 4.049 4.122 4.196 4.272 4.348 KVNT 3.961 4.032 4.105 4.179 4.254 4.331 4.409 4.488
b. Khối lượng CTRSH phát sinh
Căn cứ vào hiện trạng phát sinh CTRSH trên địa bàn thành phố Hà Nội, quy mô dân số tại Bảng 3.23 , hệ số phát sinh KVĐT, KVNT do tính toán ở trên và hệ số CTR công cộng và vãng lai do viện quy hoạch xây dựng Hà Nội sử dụng để tính cho hoạch chất thải rắn Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 là 1,2 đối với KVĐT và 1,05 đối với KVNT. Bảng 3.24 dự báo lượng phát sinh CTRSH Hà Nội đến năm 2025.
Bảng 3.24 Dự báo lƣợng phát sinh CTRSH Hà Nội đến năm 2025
ĐVT: Nghìn tấn Năm 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
KVĐT 1.849 1.882 1.916 1.950 1.985 2.021 2.057 2.095 KVNT 971 989 1.006 1.024 1.043 1.062 1.081 1.100
Theo kịch bản 1: Lượng CTRSH phát sinh được năm 2025 là 3.195 nghìn tấn.
Trong đó được thu gom, xử lý bằng các phương pháp là tấn cho cả 2 khu vực nội thành và ngoại thành. Khu vực nội thành là 1.990 nghìn tấn và khu vực ngoại thành là 990 nghìntấn.
Lượng rác được xử lý bằng chôn lấp là 2.673 nghìn tấn Lượng rác được xử lý bằng compost là 15 nghìn tấn Lượng rác được xử lý bằng lò đốt là 293 nghìn tấn
Lượng rác còn lại không được thu gom, xử lý bằng đốt lộ thiên hoặc vứt ra kênh mương sẽ gây ô nhiễm môi trường.
Theo kịch bản 2: Lượng CTRSH phát sinh được năm 2025 là 3.195 nghìn tấn
trong đó thu gom khu vực nội thành là 2.053 nghìn tấn và thu gom khu vực nông thôn là 1.024 tấn.
Lượng rác được xử lý bằng chôn lấp là 2.154 nghìn tấn Lượng rác được xử lý bằng composting là 154 nghìn tấn Lượng rác được xử lý bằng lò đốt là 769 nghìn tấn
Thành phần tỷ lệ các chất trong CTRSH
Thành phần tỷ lệ các chất trong CTRSH khu vực thành thị và nông thôn được sử dụng theo bảng 3.3 và 3.4 của đề tài nghiên cứu.
Kết quả tính toán theo các kịch bản: Theo kịch bản 1:
Tổng lượng khí phát sinh CO2eq bằng phương pháp chôn lấp giai đoạn từ 2018 – 2025 được tổng hợp qua Bảng 3.25:
Bảng 3.25 Tổng hợp lƣợng khí nhà kính phát sinh từ các phƣơng pháp xử lý theo KB1
ĐVT: tấn CO2eq
Năm Chôn lấp Đốt bằng lò đốt Ủ phân compost Tổng CO2eq 2018 1.065.340,6 25.905,0 2.491,6 1.093.737,2 2019 1.110.077,4 26.371,3 2.536,4 1.138.985,1 2020 1.148.582,3 26.846,0 2.582,1 1.178.010,4 2021 1.182.983,2 27.329,2 2.628,6 1.212.941,0 2022 1.214.699,6 27.821,2 2.675,9 1.245.196,7 2023 1.244.685,1 28.322,0 2.724,1 1.275.731,1 2024 1.273.584,8 28.831,7 2.773,1 1.305.189,7 2025 1.301.839,1 29.350,7 2.823,0 1.334.012,8 Tổng 9.541.792,1 220.777,2 21.234,7 9.783.804,0 Từ Bảng 3.25 ta thấy, lượng khí nhà kính phát thải chủ yếu vẫn từ phương phương chôn lấp. Tổng giai đoạn từ năm 2018 – 2025 lên đến 9.541.792 tấn CO2eq, chiếm 97,5% tổng lượng phát thải khí nhà kính do xử lý CTRSH. Phương pháp đốt bằng lò đốt và ủ phân compost phát thải 1 lượng lần lượt là 220.777,2 tấn CO2eq và 21.234,7 tấn CO2eq.
Hình 3.9 Lƣợng khí nhà kính phát sinh từ các phƣơng pháp xử lý theo KB1
Từ Hình 3.9 ta thấy, tổng lượng khí nhà kính phát sinh do xử lý CTRSH của thành phố Hà Nội tăng dần qua các năm. Riêng năm 2025 phát sinh 1.334.012,8 tấn CO2eq tăng 240.275,6 tấn CO2eq so với năm 2018 do lượng CTRSH không ngừng tăng lên.
Theo kịch bản 2:
Tổng lượng khí phát sinh bằng các phương pháp giai đoạn từ 2018 – 2025 được tổng hợp qua Bảng 3.25:
Bảng 3.26 Tổng hợp lƣợng khí nhà kính phát sinh từ các phƣơng pháp xử lý theo KB2
ĐVT: tấn CO2eq
Năm Chôn lấp Đốt bằng lò đốt Ủ phân compost Tổng CO2eq
2018 639.204 78.057 25.717 742.979
2019 622.194 79.462 26.180 727.836
2020 614.870 80.892 26.651 722.413
2021 613.995 82.348 27.131 723.475
Năm Chôn lấp Đốt bằng lò đốt Ủ phân compost Tổng CO2eq
2023 623.831 85.340 28.117 737.287
2024 632.219 86.876 28.623 747.718
2025 642.003 88.439 29.138 759.580
Tổng 5.005.765 665.245 219.177 5.890.186
Ở kịch bản 2 lượng KNK phát sinh chủ yếu vẫn từ phương pháp chôn lấp. Từ giai đoạn 2018 – 2025, phương pháp này làm phát sinh 5.005.765 tấn CO2eq chiếm 85% tổng lượng khí phát sinh ở kịch bản này. Tiếp theo là phương pháp đốt làm phát sinh 665.245 tấn CO2eq và phương pháp ủ làm phát sinh 219.177 tấn CO2eq
Hình 3.10 Tổng lƣợng CO2eq phát sinh từ các phƣơng pháp xử lý theo KB2
Từ Hình 3.10 ta thấy, tổng lượng khí nhà kính phát sinh do xử lý CTRSH của thành phố Hà Nội tăng dần qua các năm ở tất cả các phương pháp xử lý. Tổng lượng KNK phát sinh năm 2025 là 759.580 tấn tăng so với các năm trước nhưng với lượng không lớn. Lượng CO2eq phát sinh do phương pháp đốt bằng lò đốt phát
điện tăng lên ở KB2 do lượng CTRSH đưa đi xử lý bằng phương pháp này tăng lên 25% nhưng ta tận dụng được năng lượng do quá trình đốt tạo nên để phát điện tao doanh thu.
Hình 3.11 so sánh tổng lượng KNK phát sinh giữa 2 kịch bản ta thấy ở kịch bản 2 lượng CO2eq giảm đi rõ rệt.
Hình 3.11 So sánh lƣợng phát thải giữa hai kịch bản.
Ở KB1 tổng lượng KNK phát sinh giai đoạn 1028 – 2025 đạt 9,78 triệu tấn CO2eq, ở KB2 lượng CTRSH được thu gom xử lý nhiều hơn nhưng tổng lượng KNK phát sinh lại ít hơn, đạt 5,89 triệu tấn CO2eq. Trong đó lượng KNK phát sinh do phương pháp chôn lấp giảm đi rõ rệt. Từ 9,54 triệu tấn CO2eq theo KB1 xuống còn 5,01 triệu tấn CO2eq do 40% lượng khí CH4 phát sinh tương đương với 3,34 triệu tấn CO2eq được thu hồi và phát điện, vừa giảm được diện tích dùng cho chôn lấp vừa giảm phát sinh khí nhà kính gây ô nhiễm môi trường .
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN
Từ kết quả tính toán phân tích thực tế CTRSH phát sinh của thành phố Hà Nội, hệ số phát thải tại KVĐT khoảng 1,1 kg/người/ngày, hệ số này ở khu vực ngoại thành là 0,64 kg/người/ngày. Thành phần CTRSH của cả 2 khu vực chiếm phần lớn là chất thải hữu cơ từ 55,29% đến 62,23% ở KVĐT, tỷ lệ này ở khu vực ngoại thành là 60,87% – 68,7%.
Công tác xử lý chất thải rắn của thành phố Hà Nội nói riêng và của các đô thị Việt Nam nói chung hiện nay chủ yếu dựa vào chôn lấp chiếm khoảng 89,5%. tập trung tại 2 bãi chôn lấp chính của thành phố Hà Nội và bãi Nam Sơn và bãi Xuân Sơn, các BCL còn lại đã đầy và đang trong giai đoạn dự án xây dựng. Xử lý bằng ủ phân compost ít do sản phẩm đầu ra không bán được và chất thải đầu vào không được phân loại, chất thải sau xử lý nhiều. Xử lý bằng lò đốt hiện tại chỉ tại 02 nhà máy khu liên hiện Xuân Sơn, nhà máy Phương Đình hoạt động ít.
Việc chôn lấp lượng lớn chất thải rắn sinh hoạt làm lượng khí nhà kính phát thải từ hợp phần này của Việt Nam rất lớn. Lượng khí nhà kính phát thải từ các bãi chôn lấp của thành phố từ 2007 – 2017 lên đến 6.791.262,50 tấn CO2eq, chất thải rắn hữu cơ là nguồn phát thải lớn nhất bằng 6.110.624,01 tấn CO2eq chiếm 90% tổng lượng phát thải ở phương pháp này. Ở phương pháp xử lý CTRSH bằng lò đốt, từ năm 2014 – 2017 cũng phát sinh 66.497 tấn CO2; 0,14 tấn CH4; 33,91 tấn N2O tương đương với76,605.98tấn CO2eq; phương pháp ủ phân hữu cơ Compost cũng làm phát sinh 1607,2 tấn CH4 và 120,54 tấn N2O tương đương với 76.101,87 tấn CO2eq.
Theo kịch bản 2, lượng CTRSH được thu gom tăng lên ở 2 khu vực tăng lên nhưng lượng KNK phát sinh do KB2 giảm do với KB1 4.536.027 tấn CO2eq do lượng khí CH4 phát sinh ở các bãi chôn lấp được sử dụng để phát điện và tăng cường sử dụng phương pháp đốt bằng lò đốt thu năng lượng và ủ phân Compost vừa giảm diện tích chôn lấp vừa tạo ra sản phẩm để bán.
KIẾN NGHỊ
Đề tài thực hiện tính toán lượng KNK phát sinh từ các công nghệ xử lý CTRSH cho thành phố Hà Nội, tuy nhiên việc sử dụng các hệ số đề xuất của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC 2006) cho Việt Nam chưa hoàn toàn chính xác, vì vậy ảnh hưởng đến kết quả tính toán khí nhà kính phát thải. Cần thiết phải có những nghiên cứu cụ thể các hệ số như DOC, DOCf, MCF và k cho Việt Nam, các thông số này rất cần thiết nếu muốn xác định chính xác hơn lượng khí nhà kính phát thải từ các công nghệ xử lý. Trong hợp phần tính khí KNK phát sinh bằng phương pháp đốt đề tài chưa tính đến việc phát thải do đốt lộ thiên do không có số liệu tính toán nên chưa được đầy đủ.
Cải thiện và nâng cao hiệu quả thu gom và công tác phân loại chất thải rắn tại nguồn, từ đó tăng được tỷ lệ rác thu hồi và tái chế.
Dựa vào các kịch bản đã xây dựng ở trên và kết quả nghiên cứu, để cắt giảm lượng KNK phát thải lâu dài và hiệu quả, cần phải hợp tác đầu tư áp dụng công nghệ để thu hồi CH4 làm năng lượng, tăng cường công nghệ xử lý rác bằng nhiệt có thu hồi năng lượng và xử lý rác hữu cơ bằng phương pháp ủ sinh học để tạo ra phân mùn vừa lượng CTR phải chôn lấp vừa tăng cường chất dinh dưỡng cho đất.
Để đánh giá một cách tổng quát hơn về những tác động môi trường của các công nghệ xử lý CTRSH cần nghiên cứu về nước rỉ rác phát sinh.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2011), Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia 2011, Chất thải rắn.
2. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2015), Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia giai đoạn 2011 – 2015.
3. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2016), Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia 2016, Chất thải rắn đô thị.
4. Bộ Tài nguyên và Môi trường, JICA (2015), Báo cáo cập nhật hai năm một lần lần thứ nhất của Việt Nam cho công ước khung của liên hợp quốc về biến đổi khí hậu.
5. Đinh Xuân Thắng, Nguyễn Văn Phước (2015), Giáo trình công nghệ xử lý chất thải rắn, nhà xuất bản Đại học Quốc Gia.
6. Công ty TNHH một thành viên môi trường đô thị Hà Nội - URENCO (2009, 2015), Báo cáo hiện trạng công tác quản lý chất thải tại thành phố Hà Nội - Tình hình hoạt động của Khu Liên hiệp xử lí chất thải (LHXLCT) Nam Sơn.
7. Cục thống kê thành phố Hà Nội, (2018), Niên giám thống kê thành phố Hà Nội năm 2017.
8. Hoàng Minh Giang (2013), Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp trường trọng điểm, Nghiên cứu khả năng cắt giảm khí nhà kính từ hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị ở Việt Nam.
9. Nguyễn Phúc Thanh, Yasuhiro Matsui (2011), Đánh giá các phương pháp xử lý thay thế giảm phát thải khí thải nhà kính từ quá trình quản lý CTRĐT cho trường hợp TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam.
10. Sở Tài nguyên và môi trường thành phố Hồ Chí Minh, JICA (2017), Hỗ trợ lên kế hoạch và thực hiện các hành động giảm nhẹ phát thải khí nhà kính phù hợp với điều kiện quốc gia.
11. Thủ tướng chính phủ (2014), Quyết định số 609/QĐ-TTg phê duyệt quy hoạch xử lý CTR Thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050.
12. Thủ tướng Chính phủ (2015), Quyết định số 2359/QĐ-TTg phê duyệt Hệ thống quốc gia về kiểm kê khí nhà kính.
13. Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia (2007), Tổng luận về công nghệ xử lí chất thải rắn của một số nước và ở Việt Nam.
14. Trung tâm công nghệ ứng phó biến đổi khí hậu, Cục khí tượng thủy văn và biến đổi khí hậu (2016), Báo cáo kiểm kê phát thải nhà kính thành phố Hà Nội năm 2015.
15. Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội (2017), Báo cáo tình hình phát sinh và quản lý chất thải rắn sinh hoạt, chất thải rắn công nghiệp thông thường hàng