CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH CỦA HOẠT ĐỘNG CHĂN NUÔI VÀ HỆ THỐNG BIOGAS
1.2. Phát thải KNK (CH 4 ) trong hoạt động Chăn nuôi
1.2.1. Phát thải KNK trong hoạt động Chăn nuôi trên Thế giới
Theo [26], năm 2009, số lƣợng đầu gia súc và gia cầm của Thế giới nhƣ sau:
+ Tổng đàn Trâu 182 triệu con và chủ yếu phân bố ở Châu Á.
+ Tổng số đàn Bò 1.165 triệu con.
+ Tổng số đàn Dê 592 triệu con và Cừu là 848 triệu con.
+ Tổng số đàn Lợn là 888 triệu con.
+ Tổng số đàn Gà là 141.919 triệu con và Vịt là 1.008 triệu con, …
Riêng với chăn nuôi lợn, nhìn chung ở các nước tiên tiến chăn nuôi lợn phát triển theo hình thức công nghiệp và đạt trình độ chuyên môn hóa cao.
Nhƣng đàn lợn trên Thế giới phân bố không đồng đều ở các Châu lục. Có 70% số lợn đƣợc nuôi ở châu Á và châu Âu, 30% còn lại nuôi ở các Châu lục khác. Tính đến nay, chăn nuôi lợn ở châu Âu chiếm 52%; châu Á 30,4%; châu Úc 5,8%;
châu Phi 3,2%; châu Mỹ 8,6%. Tốc độ tăng trưởng vật nuôi chỉ ở mức 1%/năm.
Với số lƣợng vật nuôi nhƣ trên thì tổng sản lƣợng thịt sản xuất năm 2009 là trên 281 triệu tấn. Trong đó: thịt Trâu chiếm 3,3 triệu tấn, thịt Bò chiếu 61,8
triệu tấn, thịt Dê chiếm 4,9 triệu tấn, thịt Cừu chiếm 8,1 triệu tấn, thịt lợn chiếm 106 triệu tấn, thịt Gà chiếm 79,5 triệu tấn, thịt Vịt chiếm 3,8 triệu tấn….Về cơ cấu thịt thì thịt lợn chiếm nhiều nhất với 37,7% tiếp sau là thịt Gà chiếm 28,5%, thịt Bò 22,6% và còn lại là 12,7% cho thịt Dê, Cừu, Vịt,…
Phương thức chăn nuôi hiện nay trên Thế giới có 3 dạng cơ bản:
+ Chăn nuôi gia súc, gia cầm quy mô lớn, thâm canh sản xuất hàng hóa chất lượng cao. Tập trung chủ yếu ở các nước châu Âu, châu Mỹ, châu Úc và một số nước châu Á, Mỹ La Tinh và châu Phi. Phương thức này áp dụng công nghệ cao về cơ giới hóa, công nghệ sinh học, công nghệ sinh sản và tin học.
+ Chăn nuôi bán thâm canh, quảnh canh gia súc, gia cầm tại phần lớn các nước đang phát triển ở châu Á, Phi, Mỹ La Tinh và một số nước Trung Đông.
Phương pháp này dựa vào tự nhiên là chính nên năng suất thấp.
+ Chăn nuôi hữu cơ, chăn nuôi sạch đang được thực hiện ở một số nước phát triển, sản phẩm chăn nuôi được người tiêu dùng ưa chuộng. Tuy nhiên, năng suất thấp, giá thành sản phẩm cao nên khó áp dụng đƣợc cho chăn nuôi quy mô lớn.
Tóm lại, Dân số đông như hiện nay thì bình quân mỗi người cần 41,9 (kg thịt/người/năm), trong đó: các nước phát triển có thể đạt 80 (kg thịt/người/năm) và các nước đang phát triển đạt khoảng 30 (kg thịt/người/năm). Nhu cầu của con người ngày càng tăng lên nên chăn nuôi cần phải có các bước phát triển mới để đáp ứng được nhu cầu của thị trường. Tuy nhiên, dù chăn nuôi theo phương pháp nào thì ngành chăn nuôi cũng đóng góp một lƣợng đáng kể khí nhà kính vào bầu Khí quyển.
Theo [11], Lƣợng khí nhà kính phát thải trong chăn nuôi là 7,1 GtCO2e mỗi năm, chiếm 14,5% khí nhà kính trong tổng số khí nhà kính do con người thải ra. Trong đó, bò (bò thịt và bò sữa phát thải lƣợng khí nhà kính lớn nhất khoảng 4,6 GtCO2 (chiếm tỉ lệ cao nhất 65% tổng lƣợng khí của toàn ngành chăn nuôi . Các loài còn lại nhƣ lợn, trâu, dê, cừu, gia cầm khác chiếm tỉ lệ từ 7 đến 10%
lƣợng phát thải của toàn ngành (hình 1.1 .
Hình 1.1: Ƣớc tính lƣợng phát thải KNK theo các loài
Nguồn: [11]
Lƣợng khí nhà kính phát thải trong chăn nuôi có từ nhiều nguồn phát thải khác nhau. Theo [23], phát thải khí nhà kính trong chăn nuôi có các nguồn sau:
lƣợng khí nhà kính do hoạt động tiêu hóa thức ăn chiếm 39% lƣợng phát thải khí nhà kính do hoạt động chăn nuôi, quản lý phân chuồng chiếm 26%, sản xuất thức ăn chăn nuôi chiếm 21%, thay đổi sử dụng đất rừng thành đồng cỏ chiếm 9% và đốt phụ phẩm nông nghiệp 5%.
Theo [10], lƣợng phát thải khí nhà kính trong chăn nuôi chiếm 80% lƣợng khí thải của ngành nông nghiệp. Cụ thể với 3 khí nhà kính CO2, CH4, N2O nhƣ sau:
+ CO2: Trong chăn nuôi lƣợng phát thải khí CO2 khoảng 9% lƣợng phát thải khí nhà kính toàn cầu. Chủ yếu là phá rừng để làm đồng cỏ và trồng thức ăn cho vật nuôi.
+ CH4: Trong chăn nuôi lƣợng phát thải CH4 chủ yếu từ hoạt động lên men của động vật nhai lại và phân do gia súc thải ra. Khí CH4 trong chăn nuôi chiếm 80% lƣợng khí CH4 thải ra trong ngành Nông nghiệp và chiếm khoảng 35– 40% tổng lượng khí CH4 do con người phát thải vào bầu Khí quyển.
+ N2O: Hoạt động chăn nuôi phát thải lƣợng lớn khí N2O vào bầu Khí quyển. Đây là khí nhà kính có khả năng hấp thụ nhiệt lớn nhất trong 3 loại khí CO2 < CH4 < N2O. Khí N2O trong chăn nuôi chiếm 2/3 lƣợng khí N2O do con người thải ra và chiếm 75 – 80% lượng khí N2O phát thải trong ngành nông nghiệp. Xu hướng hiện tại cho thấy khí này sẽ tăng đáng kể trong thập kỷ sắp tới.
2495
2128
668 618 612
474
72 0
500 1000 1500 2000 2500 3000
Bò thịt Bò sữa Lợn Trâu Gà Dê, cừu Loài gia cầm khác
MtCO2e
Đối với chăn nuôi và sản xuất thịt lợn thì theo ƣớc tính của AHDB [9]
lƣợng phát thải khí nhà kính khoảng 793 MtCO2e mà đại diện cho khoảng 1,6%
lƣợng khí nhà kính toàn cầu. M t khác, theo [11], nguồn phát thải khí nhà kính trong chăn nuôi lợn của Thế giới từ sản xuất thức ăn chăn nuôi và quản lý phân chuồng. Trong đó:
+ Sản xuất thức ăn chăn nuôi đóng góp 48% lƣợng khí thải, thêm 12,7%
lượng khí thải từ thay đổi sử dụng đất để trồng đậu tương sản xuất thức ăn chăn nuôi. Khoảng 27% lƣợng khí thải liên quan đến sản xuất phân bón, sử dụng máy móc và vận chuyển sản phẩm thức ăn chăn nuôi.
+ Lưu trữ và xử lý phân chuồng chiếm 27,4% lượng khí thải. Chủ yếu khí thải ở dạng CH4 (19,2% là từ hệ thống lưu trữ yếm khí ở vùng khí hậu ấm áp , phần còn lại là N2O chiếm 8,2%.
Khí thải từ các trang trại chế biến và vận chuyển thức ăn chăn nuôi phát thải 5,7% lƣợng khí CO2. Hơn nữa, việc sử dụng năng lƣợng của các trang trại chiếm 3,5% lƣợng phát thải khí nhà kính (hình 1.2 .
Hình 1.2: Lƣợng phát thải khí nhà kính toàn cầu từ chăn nuôi lợn Nguồn: [11]
1.2.2. Phát thải KNK trong hoạt động chăn nuôi ở Việt Nam
Chăn nuôi đóng vai trò quan trọng trong chiến lƣợc phát triển nông thôn của Việt Nam. Theo [6], lƣợng chăn nuôi gia súc và gia cầm tiếp tục tăng mạnh trong những năm qua (bảng 1.5)
7.90%
9.10%
3.40%
27.10%
12.70%
3.10%
19.20%
8.20%
0.60%
2.90% 5.70% Phân chuồng lắng đọng và thời
gian lưu dài, N2O
Phân bón và phụ phẩm cây trồng, N2O Thức ăn: lúa gạo, CH4
Thức ăn, CO2
Thay đổi sử dụng đất trồng đậu tương, CO2
Phát thải CH4 từ lên men trong ruột
Quản lý phân chuồng, CH4 Quản lý phân chuồng, N2O Năng lƣợng gián tiếp, CO2 Năng lƣợng trực tiếp, CO2 Trang trại, CO2
Bảng 1.5: Số lƣợng gia súc, gia cầm từ năm 2010 đến năm 2014
Năm Trâu Bò Lợn Gia cầm
Nghìn con Triệu con
2010 2.877,0 5.808,3 27.373,1 300,5
2011 2.712,0 5.436,6 27.065,0 322,6
2012 2.627,8 5.194,2 26.493,9 308,5
2013 2.559,5 5.156,7 26.264,4 317,7
2014 (sơ bộ) 2.511,9 5234,3 26.761,6 327,7
Nguồn: [6]
Đ c biệt, theo [5] tính đến năm 2011, cả nước có trên 4,13 triệu hộ chăn nuôi lợn. Tính chung 3 vùng ở miền Bắc, miền Trung chiếm 80,2% tổng số hộ chăn nuôi lợn, còn lại 19,8% số hộ chăn nuôi ở Tây Nguyên, Nam Bộ. Chăn nuôi lợn phổ biến ở nước ta vẫn là nhóm hộ chiếm 86,43 % (quy mô từ 1-9 con). Tuy nhiên, về quy mô chăn nuôi có sự chuyển dịch từ chăn nuôi nhỏ lẻ sang quy mô lớn. Năm 2011, quy mô chăn nuôi nhỏ giảm 38,5% so với năm 2006 và quy mô vừa (10 – 49 con tăng 3,4% và quy mô lớn (từ 50 con trở lên tăng 80% so với năm 2006. Cụ thể, năm 2011, Chăn nuôi quy mô nhỏ chiếm 86,43%, quy mô vừa chiếm 12,79%, quy mô lớn chiếm 0,78%.
Việc phát triển số lƣợng vật nuôi kèm theo đó thay đổi sử dụng đất để có đất làm trang trại, xây chuồng nuôi, làm gia tăng lƣợng thức ăn cung cấp cho vật nuôi và cũng đồng nghĩa với việc gia tăng khí nhà kính vào bầu Khí quyển, theo [19], tổng lƣợng phát thải khí nhà kính trong Nông nghiệp năm 2010 là 88.354,77 nghìn tấn CO2e, trong đó chăn nuôi chiếm 20,41 % (11% là phát thải lên men khí CH4 trong ruột, 10% là từ quản lý phân chuồng) (bảng 1.6).
Bảng 1.6: Lƣợng KNK trong chăn nuôi ở Việt Nam năm 2010 ( nghìn tấn CO2e) STT Các quá trình CH4 N2O CO2-eq T lệ % Qúa trình lên men trong ruột 9467,51 0 9467,51 10,72
1 Gia súc 5399,23 5399,23
2 Trâu 3322,94 3322,94
3 Cừu 8,27 8,27
4 Dê 127,04 127,04
5 Ngựa 35,19 35,19
6 Lợn 574,84 574,84
7 Thịt gia cầm 0 0
Quản lý phân bón 2319,51 6240,49 8560,00 9,69
STT Các quá trình CH4 N2O CO2-eq T lệ %
1 Gia súc 380,86 380,86
2 Trâu 406,84 406,84
3 Cừu 1,54 1,54
4 Dê 21,91 21,91
5 Ngựa 14,65 14,65
6 Lợn 926,98 926,98
7 Thịt gia cầm 566,72 566,72
8 Đầm yếm khí 49,26
9 Quản lý phân lỏng - -
10 Rắn và khô - -
11 Khác 6191,24
12 Phát tán hàng ngày 0 0
13 Xử lý kỵ khí 6109,64
14 Phân hủy yếm khí 81,59
Nguồn: [19]
Nhƣ đã trình bày bày ở trên ta thấy rằng Việt Nam có tiềm năng phát thải khí CH4 trong chăn nuôi là rất lớn. Tính đến nay, Việt Nam đã có khoảng 1 triệu hầm khí sinh học, trong đó có vài chục nghìn hầm túi khí chất dẻo và còn lại là hầm xây dựng kiên cố. Mỗi năm, lƣợng khí sinh học sinh ra xấp xỉ 10 tỷ (m3/năm) từ các nguồn rác thải, chất thải gia súc và phế phụ phẩm nông nghiệp,… trong đó, lƣợng khí sinh học từ chất thải gia súc chiếm xấp xỉ 4,8 tỷ (m3/năm) (bảng 1.7).
Bảng 1.7. Tổng lƣợng khí Methane từ chất thải gia súc (năm 2010)
Loài Lƣợng KSH
(triệu m3 năm)
Lƣợng KSH trung
bình (triệu m3 năm) T lệ (%)
Trâu 335–720 527,5 10,93
Bò 562–1.200 881 18,26
Lợn 1.500–2.250 1.875 38,87
Gia cầm 1.400–1680 1.540 31,94
Tổng cộng 3.797–5850 4.823,5 100
Nguồn: [19]
Chính vì vây, sử dụng Biogas không những làm giảm phát thải khí CH4 vào bầu Khí quyển thông qua việc sử dụng Khí sinh học, mà còn tiết kiệm được chi phí năng lượng khác cho người dân.
Vừa tái cơ cấu ngành nông nghiệp để phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường. Trên thực tế, theo [24], thì quản lý phân lợn ở các tỉnh phía Bắc còn chưa cao. Việc xả thải trực tiếp ra ngoài môi trường vẫn chiếm tỷ trọng cao 19%. Việc chọn cách quản lý phân chủ yếu của người dân vẫn là xả thải trực tiếp ra môi trường ho c làm phân bón hữu cơ chiếm 57%. Đây không phải là cách quản lý phân chuồng triệt để, gây ô nhiễm môi trường nước và không khí nghiêm trọng. Trong khi đó, việc sử dụng Biogas chiếm 43% (hình 1.3 .
Xét trên các khía cạnh về môi trường, kinh tế thì Biogas là cách quản lý hiệu quả, không những giảm ô nhiễm nguồn nước, môi trường không khí, mà còn tăng lợi ích kinh tế của các hộ gia đình bằng việc sử dụng khí sinh học.
Tuy nhiên, Biogas là quá trình sinh khí sinh học, chủ yếu là khí CH4. Chính vì vậy, nếu việc sử dụng khí sinh học và quản lý hầm Biogas không tốt thì rất dễ gây phát thải khí CH4 vào bầu Khí quyển. Phần lớn hiện nay, dƣ thừa khí sinh học của các trang trại là rất lớn. Đây cũng là nguyên nhân chính dẫn đến gia tăng lƣợng khí nhà kính vào bầu Khí quyển.
Hình 1.3: Sơ đồ các cách Quản lý phân ở miền Bắc Việt Nam
17%
20%
19%
13% 12% 6%
Phân lợn 100%
Trồng trọt
Ao cá
Buôn bán phân hữu cơ
Biogas
Xả thải Thải trực tiếp ho c làm
phân bón hữu cơ
43% 57%
13%