8. Cấu trúc luận văn
1.3 Tổng quan về các công trình đã nghiên cứu
1.3.1 Các nghiên cứu trong nƣớc
Ở Việt Nam cho đến thời điểm này đã có một số công trình nghiên cứu của các tác giả trong nước bàn luận một cách tập trung và có hệ thống về vấn đề quản lý chất thải rắn và lợi ích tiềm năng của nó.
1.3.1.1 Nghiên cứu: “Đánh giá giảm phát thải khí nhà kính của phương pháp ủ so với chôn lấp chất thải rắn ở thành phố Huế” của Trần Ngọc Tuấn, Thân Thị Ánh Điệp, Trƣờng Đại học Huế, 2014 [13]
Nghiên cứu này nhằm đánh giá mức độ giảm phát thải khí nhà kính (CO2e) của phương pháp ủ so với chôn lấp chất thải rắn tại bãi chôn lấp Thủy Phương ở thành phố Huế. Phát thải khí nhà kính được ước tính trực tiếp từ số liệu thu thập và từ các tài liệu đã công bố trong 4 năm (2007 - 2010).
Nghiên cứu này sử dụng mô hình LandGEM (Landfill Gas Emissions Model) của Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ để ước tính phát sinh khí nhà kính từ bãi chôn lấp. Trong nghiên cứu này chỉ tính đến lượng khí nhà kính phát sinh trong bãi rác từ quá trình phân hủy các chất hữu cơ.
Để có cơ sở so sánh mức giảm phát thải CO2e của Nhà máy xử lý rác Thủy Phương so với bãi chôn lấp rác Thủy Phương, các nhà nghiên cứu đưa ra 2 kịch bản:
- Kịch bản 1: Không có sự hoạt động của Nhà máy, như vậy toàn bộ lượng rác thu gom được của thành phố Huế đều chôn lấp ở bãi chôn lấp rác Thủy Phương.
- Kịch bản 2: Có sự hoạt động của Nhà máy, như vậy lượng CTR thu gom trên địa bàn thành phố từ thứ Hai đến thứ Sáu hàng tuần được đưa vào xử lý tại Nhà máy. Khối lượng CTR được thu gom 2 ngày còn lại trong tuần là thứ Bảy và Chủ Nhật được đưa trực tiếp vào chôn lấp tại bãi chôn lấp rác Thủy Phương.
Với kết quả tính toán CO2e phát thải ở trên cho thấy rằng
- Kịch bản 1: Trong trường hợp không có Nhà máy xử lý rác Thủy Phương, toàn bộ CTR thu gom đều được chôn lấp ở Bãi chôn lấp Thủy Phương thì lượng phát thải khí nhà kính trong 4 năm tính toán sẽ là 171.451 tấn CO2e .
- Kịch bản 2: Thực tế, từ khi có Nhà máy xử lý rác Thủy Phương hoạt động song song với Bãi chôn lấp thì tổng phát thải sẽ là 73.730 tấn CO2e + 41.859 CO2e = 115.589 tấn CO2e.
Như vậy với sự có mặt của Nhà máy xử lý rác Thủy Phương đã góp phần giảm phát thải 55.862 tấn CO2e vào khí quyển trong khoảng thời gian 2007-2010. Điều này cho thấy xử lý chất thải rắn bằng phương pháp ủ phân hữu cơ đã giảm phát thải khí CO2e vào khí quyển là khá lớn.
Nghiên cứu cũng bộc lộ một số hạn chế như: Đánh giá phát thải khí nhà kính tại bãi chôn lấp trong giai đoạn 4 năm là vẫn chưa đầy đủ, do trong bãi các chất hữu cơ tiếp tục phân hủy và khí nhà kính vẫn tiếp tục phát sinh; Nếu chất thải rắn được phân loại tại nguồn trước khi vào Nhà máy xử lý cũng góp phần giảm khí nhà kính phát thải ở nhà máy, do giảm sử dụng năng lượng cho các dây chuyền phân loại.
1.3.1.2 Nghiên cứu : “Đánh giá hiệu quả kinh tế của việc giảm thải khí nhà kính từ chất thải rắn tại thành phố Đà Nẵng” của Nguyễn Nguyệt Nga, Trƣờng Đại học Thƣơng Mại, 2012 [7]
Nghiên cứu sử dụng phương pháp Phân tích chi phí lợi ích mở rộng nhằm so sánh hiệu quả tài chính và hiệu quả kinh tế môi trường của hai kịch bản giảm/không giảm phát thải khí nhà kính thông qua tái chế chất thải hữu cơ tại Đà Nẵng. Nghiên cứu không chỉ dừng lại dưới góc độ của nhà đầu tư mà còn tập trung xem xét việc giảm phát thải khí nhà kính từ việc tái chế chất thải hữu cơ sẽ đem lại hiệu quả kinh tế môi trường đối với thành phố Đà Nẵng như thế nào. Kết quả phân tích nhằm đề xuất cho chính quyền địa phương về việc xây dựng kế hoạch lồng ghép việc giảm thiểu tác nhân gây biến đổi khí hậu trong phát triển chiến lược, quy hoạch tổng thể và kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội.
Bên cạnh các phương pháp như phân tích tổng hợp, điều tra và phỏng vấn chuyên gia, nghiên cứu sử dụng hai phương pháp đặc trưng của kinh tế môi trường: phân tích chi phí lợi ích và lượng hóa.
Áp dụng phương pháp Phân tích chi phí lợi ích mở rộng nhằm so sánh hai kịch bản nêu sau:
Kịch bản 1 (Kịch bản Đường cơ sở): với giả thiết Không tái chế chất thải hữu cơ, giữ nguyên hệ thống quản lý chất thải hiện nay trong khi dân số, lượng chất thải vẫn tăng trong thực tế; Xem xét các chi phí và lợi ích dưới góc độ chính quyền Đà Nẵng là đối tượng chịu các chi phí này và thu về những lợi ích này.
Kịch bản 2 (Kịch bản Dự án): với giả thiết tái chế chất thải hữu cơ thành phần compost; Thực hiện phân loại chất thải tại nguồn thành công; Xem xét các chi phí và lợi ích dưới giác độ chính quyền Đà Nẵng là đối tượng chịu các chi phí này và thu về những lợi ích này; Giả thiết khi đi vào hoạt động, Nhà máy sản xuất phân compost phải trả chi phí chôn lấp các chất thải từ nhà máy; Thành phố Đà Nẵng phải trả phí xử lý chất thải hữu cơ cho nhà máy sản xuất phân compost.
Xác định và lượng hóa chi phí và lợi ích mỗi kịch bản
- Kịch bản 1: Lợi ích tài chính trong Kịch bản 1 tức là Kịch bản Đường cơ sở (không có tái chế chất thải hữu cơ) chỉ là số tiền phí vệ sinh thu được. Lợi ích kinh tế - môi trường trong trường hợp này bằng lợi ích tài chính. Về chi phí, ngoài các chi phí tài chính như chi phí thu gom và chôn lấp chất thải, các chi phí kinh tế - môi trường phát sinh là thiệt hại do khí thải CO2 gây ra cho khu vực xung quanh.
Giá trị của các chi phí và lợi ích còn lại được tính toán thông qua tham khảo giá thị trường hoặc sử dụng số liệu từ các mô hình tương đương để lượng hóa thành tiền.
- Kịch bản 2: Cụ thể, kịch bản này cho phép giảm chi phí chôn lấp chất thải hữu cơ vì lượng chất thải này sẽ được tái chế thành phân compost, thu phí chôn lấp chất thải từ quá trình tái chế chất thải hữu cơ của nhà máy tái chế, tiết kiệm quỹ đất do tiết kiệm diện tích chôn lấp lượng rác hữu cơ được tái chế. Hơn nữa, thành phố có thể tiết kiệm chi phí đầu tư bãi rác mới do lượng rác hữu cơ phải chôn lấp ít đi. Nếu không tái chế chất thải hữu cơ, trọng lượng rác hữu cơ này được đổ ra bãi chôn lấp Khánh Sơn sẽ làm bãi chôn lấp bị đầy và phải đầu tư xây dựng bãi chôn lấp khác.
Ngoài các lợi ích tài chính, việc tái chế chất thải hữu cơ thành phần compost sẽ làm giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính và đem lại lợi ích cho môi trường. Những lợi ích kinh tế gián tiếp này được đo lường qua giá trị Bằng lòng chi trả của người dân và doanh nghiệp khi sử dụng phương pháp Đánh giá ngẫu nhiên qua phiếu điều tra.
Sắp xếp thứ tự các giải pháp lựa chọn theo các kịch bản
Nhìn vào tính toán các chỉ tiêu lợi nhuận của các kịch bản trên có thể chia thành các nhóm giải pháp như sau:
- Giải pháp 1: Không đầu tư nhà máy chế biến phân compost;
- Giải pháp 2: Có đầu tư nhà máy chế biến phân compost và không được công nhận là Dự án CDM. Xem xét chi phí và lợi ích của cả chính quyền Đà Nẵng và nhà đầu tư.
Nhằm hỗ trợ việc quản lý CTR ở Đà Nẵng trong tương lai, nghiên cứu đề xuất ưu tiên lựa chọn giải pháp 2.
1.3.1.3 Nghiên cứu: “Mô hình xử lý chất thải rắn sinh hoạt cho các đô thị lớn theo hướng phát triển bền vững” của Nguyễn Văn Phƣớc, Viện Môi trƣờng và Tài nguyên - Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2012 [9]
Nghiên cứu đã chỉ ra một thực tế rằng mà các thành phố lớn ở Việt Nam đang phải đối mặt là lượng CTRĐT phát sinh hàng ngày quá lớn. Nhiều nhà đầu tư đã lập các dự án xây dựng nhà máy xử lý rác với các công nghệ khác nhau. Nhưng đa phần, các dự án đó đã không được triển khai hoặc triển khai không hiệu quả, cho nên đến nay phần lớn rác của nước ta vẫn tiếp tục được xử lý bằng một công nghệ duy nhất đó là chôn lấp.
Kịch bản nghiên cứu
Tiềm năng thực hiện CDM sẽ được tính cho các công nghệ xử lý rác khác nhau, với công suất lớn phù hợp với thực tế của các đô thị lớn, các kịch bản trình bày trong như sau: kịch bản đường cơ sở (bãi chôn lấp hở không thu kí methane); kịch bản bãi chôn lấp hợp vệ sinh (chôn lấp hợp vệ sinh và có thu khí methane phát điện); kịch bản composting (nhà máy ủ phân comspost hiếu khí); Kịch bản công nghệ kỵ khí (phân
hủy kỵ khí thu khí methane phát điện và một phần phân compost; kịch bản đốt chất thải (nhà máy đốt chất thải thu nhiệt phát điện).
Hiệu quả giảm phát thải của các kịch bản
Theo kết quả tính toán với lượng CTRĐT 1.000 tấn/ngày, chôn lấp trong vòng 15 năm nếu không có sự can thiệp nào thì lượng phát thải khoảng 3.112.960 tCO2e.
Nếu áp dụng biện pháp xử lý là chôn lấp thu khí phát điện hiệu quả thu khí thải khoảng 50 - 60%, còn lại vẫn rò ri ra bên ngoài nên lượng giảm phát thải của phương pháp này không cao. Bên cạnh đó, 5% lượng điện sản xuất được dùng cho các hoạt động của dự án. Do trong vòng 15 năm lượng điện phát lên lưới trung bình 20.000 MW/năm nên đường cơ sở phát thải BEy = 3.266.867 tCO2e, lượng phát thải ước tính khoảng PEy =184.688 tCO2e, nên lượng giảm phát thải của dự án là 3.082.178 tCO2e. Kết quả tính toán trên cho thấy, đối với 1 tấn CTRĐT trong trường hợp áp dụng phương pháp này lượng điện đấu nối lên lưới khoảng 0,054 MW/tấn, lượng phát thải khoảng 0,034 tCO2e/tấn và lượng giảm phát thải 0,563 tCO2e/tấn.
Phương pháp ủ phân compost không tạo ra điện phát lên lưới nên đường cơ sở phát thải BEy chính là đường cơ sở của CTR BECH4 SWDS y = 3.1127960 tCO2e, phát thải khí do các hoạt động dự án trong vòng 15 năm công suất 1.000 tấn/ngày khoảng 358.340 tCO2e, lượng phát thải này do quá trình phân hủy hữu cơ trong các hầm ủ hiếu khí thấp hơn nhiều so với phát thải đường cơ sở nên hoạt động của dự án cũng góp phần giảm thiểu khí nhà kính tương đương 2.754.620 tCO2e. Phương pháp giúp giảm phát thải khí nhà kính 0,503 tCO2e/tấn nhưng vẫn thấp hơn phương pháp chôn lấp thu khí phát điện.
Phương pháp đốt phát điện tuy tạo được điện phát lên lưới khoảng 0,2 MW/tấn nhưng việc tiêu thụ năng lượng hóa thạch của hoạt động dự án này quá cao, 74 tấn dầu DO/tấn CTR nên lượng phát thải khí nhà kính của dự án này rất lớn khoảng 779.653 tCO2e dẫn đến lượng giảm phát thải 2.865.477 tCO2e thấp hơn so với phương pháp chôn lấp thu khí phát điện.
Riêng đối với phương pháp ủ ky khí thu hồi khí phát điện, cứ 1 tấn chất thải hữu cơ tạo ra được 224 KW điện trong đó khoảng 59KW sử dụng cho các hoạt động của nhà máy nên tổng lượng điện đấu nối lên lưới trong vòng 15 năm là 60.225 MW/năm thấp hơn so với phương pháp đốt nhưng phương pháp này không tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch, lượng điện tạo ra từ dự án tận dụng cho các hoạt động của nhà máy. Vì vậy, lượng giảm phát thải của dự án là 3.786.786 tCO2e cao hơn hẳn so với các phương pháp khác.
Việc tham gia dự án CDM giúp tăng hiệu quả kinh tế. Các kịch bản xử lý CTR, theo kết quả tính toán cho thấy, phương pháp đốt phát điện IRR, NPV vẫn còn nhỏ
hơn "0%" vì chi đầu tư ban đầu cũng như chi phí vận hành của phương pháp này quá cao so với các phương pháp khác. Phương pháp chôn lấp phát điện và ủ phân compost mặc dù có tính bổ sung so với việc không thực hiện dự án CDM nhưng chỉ số IRR chưa đạt được chỉ số 12%. Phương pháp có chỉ số IRR cao nhất trong các kịch bản là phương pháp ủ kỵ khí thu khí phát điện với IRR = 13,27 %, thời gian thu hồi vốn khoảng 7 năm do đó kịch bản này sẽ thu hút được các nhà đầu tư.
1.3.1.4 Nghiên cứu: “Đánh giá tác động của các phương pháp xử lý rác thải đô thị
vùng đồng bằng sông cửu long” của Nguyễn Phúc Thanh, Lê Hoàng Việt, Nguyễn
Xuân Hoàng, Nguyên Võ Châu Ngân, 2012 [11]
Nghiên cứu này đã đánh giá tác động của các phương pháp xử lý khác nhau đối với rác thải đô thị nhằm hướng tới phát triển bền vững cho vùng đồng bằng sông cửu long. Nghiên cứ này cũng đề xuất sử dụng phương pháp phân tích vòng đời (life cycle assessment) đối với vòng vật chất của rác thải; việc tính toán này sẽ cung cấp một phương pháp tính toán và đánh giá dựa trên cơ sở dữ liệu bao gồm hệ số phát thải và tham chiếu tiêu chuẩn của nhiều khía cạnh, như là: sự phát thải/ giảm thải khí hiệu ứng nhà kính, sự sản xuất, tiêu thụ năng lượng, lợi ích kinh tế, chi phí đầu tư và vận hành, và nhu cầu sử dụng đất.
Nghiên cứu đã đưa ra các đánh giá về sự phát thải và giảm phát thải của khí hiệu ứng nhà kính, trong nghiên cứu này lượng phát thải đường cơ sở được tính toán dựa theo tài liệu hướng dẫn của IPCC 2006. Nghiên cứu cũng đánh giá được lợi ích kinh tế của các phương pháp khác nhau sẽ được tính toán trên sản phẩm hữu ích như là: sản xuất điện từ khí gas bãi chôn lấp và từ nhiệt của các lò đốt rác, sản phẩm phân compost từ các nhà máy ủ phân, hoặc tín chỉ giảm thải khí hiệu ứng nhà kính.
Nghiên cứu cũng đã đánh giá được tác động của các phương pháp xử lý rác. khí hiệu ứng nhà kính từ quá trình thiêu đốt chủ yếu là CO2 và N2O lượng khí nhà kính sinh ra được tính toán bao gồm: (1) lượng thải từ quá trình đốt cháy sinh khối của rác thải, (2) CO2 phát sinh khi tạo ra năng lượng thay thế và (3) giảm lượng khí thải gây ra bởi tiêu thụ năng lượng do việc thu hồi các kim loại sau quá trình đốt.
Để đưa ra các tổng quan về các lựa chọn thay thế của các phương án xử lý rác thải dựa trên nhiều khía cạnh, bao gồm: (1) Phát thải và giảm thải khí hiệu ứng nhà kính; (2) Tiêu thụ, sản sinh năng lượng; (3) Lợi ích kinh tế, chi phí đầu tư và vận hành; (4) nhu cầu sử dụng đất.
Đối với mỗi khía cạnh, 5 kịch bản được so sanh với nhau nhằm xác định thứ tự xếp hạng ưu tiên. Bậc ưu tiên này được mã hóa theo thang đo tương ứng từ 1 đến 5 với
1 là kịch bản bị ảnh hưởng theo chiều hướng tiêu cực nhất và 5 là kịch bản theo chiều hướng tích cực nhất. Bảng 1.6 Kết quả đánh giá 5 kịch bản Kịch bản Phát thải khí hiệu ứng nhà kính (tấn/ngày)
Năng lượng( kWh/ngày) Lợi ích kinh tế (USD/ngày) Tiêu thụ sản xuất Thu hồi Phân
compost Năng lượng Tín chỉ giảm thải 1 2.525,59 16.876 0,00 0,00 0,00 -675 0.00 2 65,60 16.876 0,00 0,00 0,00 -675 24.599 3 14,80 16.876 219.556 0,00 0,00 8.107 25.107 4 342,57 59.302 0,00 8.895 08.895 -2.372 21.830 5 -83,78 182.140 1.353 0,00 0,00 46.836 26.093
Nguồn: Nguyễn Phúc Thanh, Lê Hoàng Việt, Nguyễn Xuân Hoàng, Nguyên Võ Châu Ngân
Kết quả cho thấy, kịch bản 5 là phương án hiệu quả nhất về giảm phát thải khí hiệu ứng nhà kính, lợi ích kinh tế, phục hồi năng lượng và nhu cầu sử dụng đất giảm; mặc dù nó được xác định là phương án tốn kém nhất bao gồm chi phí đầu tư và vận hành. Bên cạnh đó, kịch bản 4 là phương án mang lại lợi ích kinh tế khá cao và nhu cầu sử dụng đất giảm, mặc dù nó được xác định là phương án có phát thải khí hiệu