Chƣơng 2 : ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Tổng quan về chỉsố sử dụng nƣớc và hiệu quả sử dụng nƣớc (Chỉ số 1)
Để đạt được mục tiêu nghiên cứu đã đề ra “Nghiên cứu chỉ số sử dụng nước và hiệu quả sử dụng nước cho 2 giai đoạn sản xuất và chế biến nhiên liệu sinh học ở Việt Nam” đề tài tiến hành nghiên cứu tình hình cung cấp nước, nhu cầu, hiện trạng sử dụng nước thực tế. Sau đó, phân tích các u cầu về nước và thực tế nước lấy ra sử dụng bởi hoạt động trồng sắn và khai thác hầm khí sinh học đã cung cấp thơng tin về tổng nguồn nước có thể tái tạo hàng năm lấy ra để sản xuất nguyên liệu sinh học. Cuối cùng, kết quả của việc thu thập dữ liệu về hiệu quả sử dụng nước ở các khu vực trồng sắn và các hầm khí sinh học đã cung cấp thông tin về tỷ lệ tổng lượng nước lấy ra sử dụng hàng năm cho sản xuất năng lượng sinh học.
2.3.1. Miêu tả chỉ số và đơn vị đo đường
* Miêu tả và đơn vị đo lƣờng
- Lượng nước lấy ra từ các lưu vực sơng xác định trên tồn quốc cho sản xuất và chế biến năng lượng sinh học ( chỉ số 1.1), thể hiện qua:
+ Tỷ lệ phần trăm của tổng nguồn nước có thể tái tạo (TARWR) ( đơn vị: phần trăm) ( chỉ số1.1a)
+ Tỷ lệ tổng lượng nước lấy ra sử dụng hàng năm (TAWW), được phân thành các nguồn nước tái tạo và không tái tạo được (đơn vị: phần trăm) ( chỉ số1.1b)
- Khối lượng nước lấy ra từ lưu vực sơng xác định trên tồn quốc sử dụng cho quá trình sản xuất và chế biến nguyên liệu năng lượng sinh học trên một đơn vị sản lượng năng lượng sinh học, được phân thành các nguồn nước tái tạo và không tái tạo (đơn vị: m3/MJ hoặc m3/kWh; m3/ha hoặc m3/tấn đối với giai đoạn sản xuất nguyên liệu nếu xét riêng) ( chỉ số 1.2)
2.3.2. Cơ sở khoa học
* Phương pháp tiếp cận Các định nghĩa liên quan:
- Sử dụng nước: Việc lấy nước cho các mục đích cụ thể của ngành như cơng nghiệp, nơng nghiệp hoặc sinh hoạt (UNESCO- Báo cáo phát triển tài nguyên nước thế giới)
- Sự lấy nước: Quá trình rút nước từ nguồn nước mặt hoặc nước ngầm cho mục đích tiêu thụ (UNESCO- Báo cáo phát triển tài nguyên nước thế giới).
- Sự tiêu thụ nước: Tỷ lệ nước lấy ra không quay trở lại các nguồn nước mặt sau khi sử dụng, vì bị mất qua quá trình bốc hơi hoặc được đưa vào trong một sản phẩm cơng nghiệp hồn chỉnh, các sản phẩm phụ hoặc chất thải rắn (UNESCO- Báo cáo phát triển tài nguyên nước thế giới)
- Nguồn nước không tái tạo: Các tầng nước ngầm (các tầng sâu chứa nước) có tỷ lệ hồi phục khơng đáng kể theo thời gian và do đó có thể coi là không thể tái tạo được. (FAO AQUASTAT).
- Nguồn nước tái tạo: Nguồn nước sau khi sử dụng có thể quay trở lại mức tích trữ trước đó bằng các q trình bổ sung tự nhiên (FAO AQUASTAT).
- Dấu chân nước (water footprint): là chỉ sổ sử dụng nước ngọt thông qua sử dụng nước cả trực tiếp và gián tiếp của người tiêu dùng và nhà sản xuất ( Hoekstra, 2002)
Dấu chân nước được chia thành 3 loại như sau:
+ Dấu chân nước màu xanh lá (green water footprint): là lượng nước mưa tiêu hao trong quá trình sản xuất. Đặc biệt phù hợp đối với các sản phẩm nông nghiệp và lâm nghiệp (các sản phẩm dựa trên cây trồng hoặc rừng), trong đó đề cập đến tổng lượng nước bốc hơi nước (từ các cánh đồng và trang trại) cộng với nước kết hợp vào vụ thu hoạch.
+ Dấu chân nước xanh lam (blue water footprint) là lượng nước mặt, nước ngầm tiêu hao trong quá trình tạo ra sản phẩm (bao gồm quá trình sinh trưởng-phát triển và sản xuất tạo ra sản phẩm)
+ Dấu chân nước xám (gray water footprint) là lượng nước cần thiết để pha loãng các chất gây ơ nhiễm trong q trình sinh trưởng, phát triển và sản xuất tạo ra sản phẩm.
* Mục đích:
Chỉ số 1.1:đánh giá lượng nước lấy ra sử dụng cho 2 giai đoạn sản xuất và chế
(TARWR) và tỷ lệ phần trăm tổng lượng nước lấy ra sử dụng hàng năm (TAWW). Nếu nước có thể được chia thành các nguồn nước tái tạo và không tái tạo như trong chỉ số phụ 1.1 thì sẽ thích hợp hơn để so sánh tổng nguồn nước tái tạo sử dụng cho sản xuất và chế biến năng lượng sinh học với TARWR của cả nước. Đồng thời có thể so sánh nguồn nước tái tạo sử dụng cho năng lượng sinh học với nguồn nước không tái tạo sử dụng cho sản xuất năng lượng sinh học vì tỷ lệ suy giảm TARWR có liên quan nhất đến quá trình sản xuất và chế biến năng lượng sinh học.
Các khía cạnh sử dụng nước của các chỉ số này có thể được thể hiện bằng tốn học như:
Chỉ số (1.1a): % của TARWR = (W bioenergy_ren/TARWR) x 100% Chỉ số (1.1b): % của TAWW = (W bioenergy/TAWW) x 100%
Trong đó: Tính đối tất cả các q trình sản xuất năng lượng sinh học trong 1 hay nhiều lưu vực sơng trên tồn quốc.
- Wbioenergy_ren = W feedstock_ren + W processing_ren
- Wbioenergy = (W feedstock_ren + W feedstock_nonren) + (W processing_ren + W processing_nonren),
Trong đó:
+ Wfeedstock_ren là tổng lượng nước tái tạo sử dụng cho sản xuất nguyên liệu năng lượng sinh học (ví dụ tưới tiêu cây trồng)
+ Wfeedstock_nonren là tổng lượng nước không tái tạo sử dụng cho sản xuất nguyên liệu năng lượng sinh học (ví dụ tưới tiêu cây trồng)
+ Wprocessing_ren là tổng lượng nước tái tạo sử dụng cho chế biến năng lượng sinh học
+ Wprocessing_nonren là tổng lượng nước không tái tạo sử dụng cho chế biến năng lượng sinh học
- TARWR là tổng lượng nước tái tạo lớn nhất trên phạm vi tồn quốc, được tính tốn từ:
+ Nguồn nước trong phạm vi một quốc gia (lưu vực); + Nước chảy vào một quốc gia (lưu vực)
+ Nước chảy ra khỏi một quốc gia (lưu vực)
- TAWW là tổng lượng nước sử dụng hàng năm được tính từ tất cả lượng nước sử dụng cho hoạt động của con người bao gồm: công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt.
Chỉ số 1.2: đánh giá hiệu quả sử dụng nước trong sản xuất và chế biến năng
lượng sinh học. Nó là một công cụ giám sát hiệu quả sử dụng nước và so sánh với các số liệu thực tế để khuyến khích sử dụng tối ưu các nguồn nước trên một đơn vị sản xuất năng lượng sinh học.
Lượng nước sử dụng trên một đơn vị năng lượng sinh học = Wbioenergy / E total Trong đó:
- W bioenergy = (W feedstock_ren + W feedstock_nonren) + (W processing_ren + Wprocessing_nonren)
- E total là tổng lượng năng lượng sinh học được sản xuất. Trong đó:
+ Wfeedstock_renlà tổng lượng nước tái tạo sử dụng cho sản xuất nguyên liệu sinh học ( ví dụ tưới tiêu cây trồng)
+ W feedstock_nonren là tổng lượng nước không tái tạo sử dụng cho sản xuất nguyên liệu sinh học ( ví dụ tưới tiêu cây trồng)
+ Wprocessing_ren là tổng lượng nước tái tạo sử dụng cho chế biến năng lượng sinh học
+ Wprocessing_nonren là tổng lượng nước không tái tạo sử dụng cho chế biến năng lượng sinh học
2.3.3. Ý nghĩa.
Việc sản xuất và chế biến nguyên liệu năng lượng sinh học có thể địi hỏi một lượng nước đáng kể. Trong khu vực có nhu cầu cạnh tranh giữa nước mặt hoặc
nước ngầm, sự thay đổi trong việc lấy nước sử dụng cho nguyên liệu hoặc sản xuất sản xuất năng lượng có thể thay đổi việc sử dụng các nguồn nước có sẵn. Tác động tiềm tàng của việc gia tăng sử dụng nước trong lưu vực sông bao gồm suy giảm chất lượng nước, sụt lún các tầng nước ngầm và biến đổi địa hóa dưới bề mặt, giảm dòng chảy theo mùa, và các ảnh hưởng của việc cấp nước với các tác động bất lợi, kể cả về sản lượng nơng nghiệp và nguồn nước có sẵn cho sử dụng nội địa. Tiếp cận với nguồn cung cấp nước đầy đủ là việc làm rất quan trọng để đảm bảo khả năng cung cấp lâu dài cho sản xuất và chế biến nguyên liệu năng lượng sinh học
Chỉ số 1.1. Đối với khu vực mà trong đó sản xuất nơng nghiệp nói chung
khơng thay đổi, sử dụng nước tổng thể có thể khơng thay đổi. Tuy nhiên, sự phát triển nhiều năng lượng sinh học có thể dẫn đến tăng cao nhu cầu sử dụng nước từ đó gây áp lực lên nguồn nước hiện có. Chỉ số này đo lượng nước sử dụng cho hai giai đoạn của sản xuất năng lượng sinh học cần nước nhất là giai đoạn sản xuất và chế biến nguyên liệu sinh học
Chỉ số 1.2. Chỉ số này nhằm cung cấp thông tin về khối lượng nước đã được sử
dụng để sản xuất một đơn vị năng lượng. Đồng thời chỉ số này sẽ liên quan đến các vấn đề như: phát thải khí nhà kính (ví dụ: một số khí nhà kính phát ra do sử dụng các thiết bị điện thủy lợi trong sản xuất nguyên liệu năng lượng sinh học, khả năng sản xuất của đất và hệ sinh thái từ việc lượng nước mất đi quá lớn có thể ảnh hưởng đến chất lượng đất và đa dạng sinh học (ví dụ: cây trồng nguyên liệu cho sản xuất năng lượng sinh học có thể cạnh tranh với thảm thực vật tự nhiên vì nhu cầu dùng nước)