(LUẬN văn THẠC sĩ) hiệu quả sản xuất khí biogas của công trình khí sinh học quy mô trung bình (200 250m3) ở trang trại chăn nuôi lợn tại bắc ninh góp phần vào giảm phát thải khí nhà kính

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH

ĐẶNG HƢƠNG GIANG

HIỆU QUẢ SẢN XUẤT KHÍ BIOGAS CỦA CƠNG TRÌNH KHÍ SINH HỌC
QUY MƠ TRUNG BÌNH (200-250m3) Ở TRANG TRẠI CHĂN NI LỢN TẠI
BẮC NINH GĨP PHẦN GIẢM PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

HÀ NỘI – 2017

i

TIEU LUAN MOI download :


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

ĐẶNG HƢƠNG GIANG

HIỆU QUẢ SẢN XUẤT KHÍ BIOGAS CỦA CƠNG TRÌNH KHÍ SINH HỌC
QUY MƠ TRUNG BÌNH (200-250m3) Ở TRANG TRẠI CHĂN NI LỢN TẠI
BẮC NINH GĨP PHẦN GIẢM PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Bùi Văn Chính

HÀ NỘI – 2017

ii

TIEU LUAN MOI download :


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan
Những nội dung trong luận văn này là do tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của
PGS.TS. Bùi Văn Chính. Mọi tham khảo dùng trong luận văn đều đƣợc trích dẫn nguồn
gốc rõ ràng. Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong đề tài này là trung thực và chƣa
từng đƣợc ai công bố trong bất cứ cơng trình nào.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 21 tháng 3 năm 2017
Tác giả:

Đặng Hƣơng Giang

iii

TIEU LUAN MOI download :


LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp, tơi đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ,
đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của Thầy cơ, gia đình và bạn bè.

Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Bùi Văn Chính, ngƣời đã hƣớng dẫn,
giúp đỡ em hồn thành luận văn này.
Tơi cũng xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Quý Thầy, Cô đã dạy tôi trong suốt
thời gian học cao học, chuyên ngành Biến đổi khí hậu, cảm ơn Q Thầy, Cơ trong
khoa sau Đại Học, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo mọi điều kiện để tơi hồn thành
khóa học này.
Tơi xin cảm ơn đến các anh chị, các bạn trong lớp Biến đổi khí hậu K3, những
ngƣời ln động viên và giúp đỡ tơi trong q trình thực hiện luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Văn Quang, chị Trịnh Thị Mý, hai chủ
trang trại đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ để tơi có thể hồn thành bản luận văn.
Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến gia đình và những đồng nghiệp tại Trung tâm
Năng lƣợng tái tạo, Viện Năng lƣợng đã động viên hỗ trợ tơi rất nhiều trong suốt q
trình học tập, làm việc và hoàn thành nghiên cứu này.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 21 tháng 3 năm 2017
Tác giả:

Đặng Hƣơng Giang

iv

TIEU LUAN MOI download :


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................................ i
LỜI

CẢM

ƠN

………………………………………………………………………………i
v
BẢNG CHỮ VIẾT TẮT .......................................................................................................... vii
GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................................................... 1
1. Sự cần thiết của nghiên cứu ............................................................................................ 1
2. Mục tiêu của nghiên cứu ................................................................................................. 2
3. Kết quả và những đóng góp của nghiên cứu ..................................................................... 2
4. Bố cục của đề tài ............................................................................................................ 3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN KHÍ SINH HỌC, CƠ CHẾ
GIẢM PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ LĨNH VỰC KHÍ SINH HỌC ................................ 4
1.1. Nghiên cứu tổng quan về khí sinh học .......................................................................... 4
1.1.1. Khí sinh học đƣợc sản sinh ra nhƣ thế nào? .............................................................. 4
1.1.2. Thành phần của khí sinh học .................................................................................... 6
1.1.3. Tính chất của KSH .................................................................................................... 9
1.1.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hoạt động của cơng trình KSH ................... 9
1.2. Cơ chế giảm phát thải KNK của công nghệ KSH ........................................................ 13
1.2.1. Hiệu ứng nhà kính và khí nhà kính.......................................................................... 13
1.2.2. Cơ chế giảm phát thải KNK của công nghệ KSH ................................................... 19
1.2.3. Triển vọng tham gia thị trƣờng cacbon và các Dự án CDM về khí sinh học ở Việt
Nam……………….. ................................................................................................................ 21
1.3. Tổng quan về nghiên cứu và phát triển KSH quy mô vừa và lớn trên thế giới và Việt
Nam……………………………………………………………………………………22
1.3.1. Tổng quan về nghiên cứu và phát triển KSH quy mô vừa và lớn trên thế giới ....... 22
1.3.2. Tổng quan về nghiên cứu và phát triển KSH quy mô vừa và lớn ở Việt Nam ....... 23
1.4. Tiềm năng phát triển khí sinh học và sử dụng cơng trình KSH ở Bắc Ninh ................... 25
1.4.1. Tiềm năng sử dụng và phát triển khí sinh học của tỉnh Bắc Ninh ........................... 25
1.4.2. Cơng trình KSH hình ống quy mơ trung bình ở Bắc Ninh ...................................... 27
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................ 29

2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 29
2.1.1. Trang trại 1: Trang trại chăn nuôi lợn của bà Trịnh Thị Mý ................................... 29
2.1.2. Trang trại 2: Trang trại chăn ni lợn của Ơng Nguyễn Văn Quang ...................... 30
2.1.3. Thiết bị khí sinh học ................................................................................................ 30

v

TIEU LUAN MOI download :


2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................................ 31
2.2.1. Phƣơng pháp kế thừa tài liệu và tƣ liệu ................................................................... 31
2.2.2. Phƣơng pháp khảo sát thực địa và thu thập thông tin.............................................. 32
2.2.3. Phƣơng pháp khảo sát đo đạc thực địa .................................................................... 32
2.2.4. Phƣơng pháp tính tốn tính tốn giảm phát thải khí CH4 trong hệ thống Biogas và
quá trình sử dụng ...................................................................................................................... 32
2.2.5. Phƣơng pháp tính tốn tính tốn phát thải nền của hệ thống Biogas ...................... 33
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI - ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SẢN
XUẤT KSH CỦA CƠNG TRÌNH, TÍNH LƢỢNG GIẢM PHÁT THẢI KNK CỦA CƠNG
TRÌNH KSH QUY MƠ TRUNG BÌNH TẠI BẮC NINH. ..................................................... 34
3.1. Hiện trạng sản xuất và sử dụng Biogas ở 2 trang trại nghiên cứu .................................. 34
3.2. Phƣơng pháp đo đạc sản lƣợng khí ............................................................................. 35
3.3. Kết quả đo đạc .......................................................................................................... 37
3.4. Tính tốn lƣợng giảm phát thải khí nhà kính ............................................................... 42
3.4.1. Tính tốn lƣợng giảm phát thải khí nhà kính trang trại 1 ........................................ 42
3.4.2. Tính tốn lƣợng giảm phát thải khí nhà kính trang trại 2 khi sử dụng khí sinh học
làm nhiên liệu chạy máy phát điện: .......................................................................................... 44
3.4.3. Thảo luận về kết quả tính tốn giảm phát thải của 2 trang trại ............................... 44
3.5. Những lợi ích xã hội và mơi trƣờng từ mơ hình đối với trang trại ................................. 45
3.5.1. Giảm phát thải các khí gây ơ nhiễm tại khu vực xung quanh trang trại .................. 45

3.5.2. Khả năng tác động đến môi trƣờng đất và nƣớc...................................................... 45
3.5.3. Tỷ lệ chất thải đƣợc xử lý ........................................................................................ 46
3.5.4. Tác động xã hội ....................................................................................................... 47
3.5.5. Cung cấp năng lƣợng sạch ....................................................................................... 47
3.5.6. Góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng - cải thiện vệ sinh: ................................ 48
3.5.7. Cung cấp phân bón hữu cơ và thức ăn chăn ni .................................................... 48
3.5.8. Lợi ích khác ............................................................................................................. 49
3.6. Lợi ích kinh tế từ mơ hình đối với 2 trang trại ............................................................. 49
CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................ 50
4.1. Kết luận .................................................................................................................... 50
4.2. Kiến nghị .................................................................................................................. 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 52

vi

TIEU LUAN MOI download :


BẢNG CHỮ VIẾT TẮT
Chữ cái

Giải nghĩa

ASEAN

Hiệp hội các quốc gia Đơng Nam Á

BĐKH

Biến đổi khí hậu

Biodiesel

Diesel sinh học

Biogas

Khí sinh học

CDM

Cơ chế phát triển sạch

CH4

Khí Metan

EEP

Chƣơng trình Năng lƣợng và Mơi trƣờng cho các nƣớc tiểu vùng
sông Mê Công

EPA

Cơ quan Bảo vệ Môi sinh Hoa Kỳ (United States Environmental
Protection Agency)

Ethanol

Cồn sinh học

GDP

Tổng sản phẩm nội địa

GECI

Công ty TNHH Tƣ vấn và Đầu tƣ Năng lƣợng Toàn cầu

GRDP

Tổng sản phẩm trên địa bàn

H2 S

Hiđro sunfua

HDPE

Vật liệu đƣợc dùng sản xuất vật dụng bằng nhựa, túi ni lon

IPCC

Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu

KNK

Khí nhà kính

KSH

Khí sinh học

KT1, KT2

Mẫu hầm Biogas của Viện Năng lƣợng

LPG

Khí dầu mỏ hóa lỏng (Liquefied Petroleum Gas)

NOAA

Cục Hải dƣơng và Khí quyển Quốc gia Mỹ

ppm

Đơn vị đo mật độ (một phần triệu - Part Per Million)

SEI

Viện Môi trƣờng Stockhom, Thuỵ Điển

SNV

Tổ chức Phát triển Hà Lan

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

TP

Thành phố

USD

Đồng tiền của Mỹ

vii

TIEU LUAN MOI download :


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1- Khối lƣợng chất thải hàng ngày của động vật ................................................5
Bảng 1.2- Đặc tính và sản lƣợng khí của một số nguyên liệu thƣờng gặp......................6
Bảng 1.3- Thành phần của khí sinh học ..........................................................................6
Bảng 1.4- Nồng độ của H2S ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời ...................................8
Bảng 1.5- Thời gian lƣu đối với phân động vật .........................................................12
Bảng 1.6- Dự báo phát thải KNK theo ngành đến năm 2030 ở Việt Nam....................21
Bảng 3.1- Thông số trang trại và hệ thống Biogas ........................................................34
Bảng 3.2- Thông số trang trại và hệ thống Biogas ........................................................35
Bảng 3.3- Kết quả đo sản lƣợng KSH trang trại 1 đợt 1 ...............................................37
Bảng 3.4- Kết quả đo sản lƣợng KSH trang trại 2 đợt 1 ...............................................38
Bảng 3.5- Kết quả đo sản lƣợng KSH trang trại 1 đợt 2 ...............................................38
Bảng 3.6- Kết quả đo sản lƣợng KSH trang trại 2 đợt 2 ...............................................39
Bảng 3.7: Sản lƣợng khí của 2 trang trại ......................................................................41
Bảng 3.8- So sánh chất đốt khí sinh học với LPG.........................................................43
Bảng 3.9- Lƣợng giảm phát thải của 2 trang trại...........................................................44

viii

TIEU LUAN MOI download :


DANH MỤC HÌNH
Hình 1-1- Q trình lên men tạo khí sinh học ................................................................4
Hình 1-2- Thành phần của khí sinh học .........................................................................7
Hình 1-3- Hiện tƣợng hiệu ứng nhà kính [26]..............................................................13
Hình 1-4- Biến đổi của nồng độ CO2 trong khí quyển .................................................15
Hình 1-5- Biến đổi của nhiệt độ trái đất giai đoạn 1884 – 2012 [17] ..........................16
Hình 1-6- Một số tác động của biến đổi khí hậu ..........................................................17
Hình 1-7- Dữ liệu cơ sở của việc quản lý phân chuồng - Dự án CDM [20] ................19
Hình 1-8- Các con đƣờng giảm phát thải KNK của cơng trình KSH...........................20
Hình 1-9 Cơng trình KSH phủ bạt HDPE ....................................................................24
Hình 1-10- Cơng trình Khí sinh học quy mơ trung bình hình ống ...............................25
Hình 2-1- Cấ u ta ̣o của thiết bị khí sinh ho ̣c dạng ống ..................................................31
Hình 3-1 - Sơ đồ lắp đặt đồng hồ trong hệ thống Biogas .............................................35
Hình 3-2- Hệ thống Biogas khi lắp đồng hồ đo khí .....................................................36
Hình 3-3- Đầu đốt khí thừa của hệ thống Biogas .........................................................36
Hình 3-4- Biểu đồ đo đợt 1 sản lƣợng khí hàng ngày Trang trại 1 ...............................40
Hình 3-5- Biểu đồ đo đợt 2 sản lƣợng khí hàng ngày Trang trại 1 ..............................40
Hình 3-6- Biểu đồ đo đợt 1 sản lƣợng khí hàng ngày Trang trại 2 ..............................41
Hình 3-7- Biểu đồ đo đợt 2 sản lƣợng khí hàng ngày Trang trại 2 ..............................41

ix

TIEU LUAN MOI download :

GIỚI THIỆU CHUNG
1. Sự cần thiết của nghiên cứu
Biến đổi khí hậu đang là mối đe doạ mơi trƣờng lớn nhất đối với toàn nhân loại.
Ở Việt Nam, những năm gần đây, thiên tai và các hiện tƣợng khí hậu cực đoan nhƣ
bão, lũ, lốc, tố, lụt, triều cƣờng, hạn hán… dƣờng nhƣ xảy ra với tính chất dị thƣờng
hơn, gây nhiều thiệt hại cho sản xuất, đời sống ở những vùng bị ảnh hƣởng và việc dự
báo, phòng tránh trở nên khó khăn hơn. Biến đổi khí hậu làm tăng tần xuất và cƣờng
độ các hiện tƣợng khí hậu, thời tiết cực đoan, nhƣ nắng nóng, gió mạnh trong bão và
tố, lốc, mƣa lớn, ngập lụt, sạt lở đất, giơng, sét, … và làm tăng điều kiện nóng ấm vốn
có của khí hậu nhiệt đới gió mùa, tác động đến độ bền của vật liệu xây dựng và các
công trình xây dựng.
Trong chƣơng trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu: Phát triển
khí sinh học đƣợc coi là có vai trị góp phần giảm nhẹ sự biến đổi khí hậu thuộc lĩnh
vực nơng nghiệp. Cụ thể là: “Phát triển chăn nuôi, gắn chặt với phát triển nông nghiệp,
công nghiệp chế biến thúc ăn gia súc, đồng thời xử lý phân thải của gia súc (dạng khí
sinh học)”. Nội dung này nằm trong mục “Xây dựng các kế hoạch hành động ứng phó
với biến đổi khí hậu” của “Chƣơng trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí
hậu” đƣợc Bộ Tài ngun và Mơi trƣờng ban hành vào tháng 7/2008. [1]
Cơng trình KSH khơng những góp phần cải thiện tốt mơi trƣờng nơng thơn mà
cịn góp phần giảm gánh nặng xử lý chất thải nơng nghiệp và chất thải đơ thị. Qua đó,
giảm phát thải khí nhà kính vì thành phần của khí sinh học sản phẩm của quá trình
phân huỷ các chất hữu cơ từ chất thải chủ yếu là metan (CH4), đây là một loại khí nhà
kính có hệ số phát thải gấp 21 lần so với khí CO2. Ngồi ra sử dụng KSH nhƣ một loại
nhiên liệu thay thế các nhiên liệu khác đã góp phần tiết kiệm năng lƣợng trong sử
dụng, đồng thời cũng tiết kiệm đƣợc sử dụng phân hóa ho ̣c do sử dụng phân hữu cơ từ
các cơng trình KSH, nhƣ vậy cũng góp phần giảm phát thải KNK.
Hơn 4 thập kỷ qua công nghệ KSH đã rất phát triển ở Việt Nam, đặc biệt khi
bƣớc vào thế kỷ 21 với một chƣơng trình KSH tầm cỡ quốc gia do ngành nông nghiệp
quản lý cùng với sự tài trợ của Tổ chức Hợp tác Phát triển Hà Lan, đến nay hơn nửa

triệu cơng trình các loại đã đƣợc xây dựng trên toàn quốc [3]. Nhu cầu xây dựng các
bể khí sinh học ngày càng nhiều nhƣng nguồn hỗ trợ về tài chính của các tổ chức nhà
1

TIEU LUAN MOI download :


nƣớc và phi chính phủ lại có hạn nên đã hạn chế phần nào sự phát triển của ngành khí
sinh học ở Việt Nam. Các nghiên cứu lâu nay tập trung chủ yếu vào cơng trình khí
sinh học quy mơ nhỏ và giải quyết tất cả vấn đề ứng dụng nguồn năng lƣợng khí sinh
học cũng ở quy mơ này [9].
Định hƣớng phát triển chăn nuôi hiện nay tập trung vào phát triển chăn nuôi ở
quy mô trang trại với số lƣợng gia súc từ 100 đầu lợn trở lên đã đem lại hiệu quả kinh
tế cao hơn cho nông dân. Lƣợng chất thải thải chăn nuôi với khối lƣợng ngày càng lớn
và tập trung vì thế cơng nghệ khí sinh học ở quy mơ này địi hỏi phải đƣợc nghiên cứu
hoàn thiện đáp ứng nhu cầu về nguồn thải, khối lƣợng thải và đảm bảo các tiêu chuẩn
cho phát triển bền vững.
Với các lý do nêu trên, đề tài đƣợc chọn để nghiên cứu có tên: Hiệu quả sản xuất
khí Biogas của cơng trình KSH quy mơ trung bình ở trang trại chăn ni lợn tại Bắc
Ninh góp phần giảm phát thải khí nhà kính. Nhằm đánh giá hiệu quả sản xuất khí sinh
học, khả năng giảm phát thải khí nhà kính của kiểu cơng trình khí sinh học quy mơ
trung bình hình ống, là một ứng dụng cơng nghệ khí sinh học mới đƣợc triển khai ở
Việt Nam từ năm 2012. Đề tài nghiên cứu trên 2 trang trại chăn nuôi lợn của bà Trịnh
Thị Mý – Xã Phù Lƣơng và ông Nguyễn Văn Quang – xã Châu Cầu, huyện Quế Võ
tỉnh Bắc Ninh sử dụng công nghệ KSH quy mơ trung bình kiểu hình ống.
2. Mục tiêu của nghiên cứu
Theo các lý do chọn đề tài nghiên cứu đã nêu ở trên, mục tiêu của đề tài đó là:
- Đánh giá hiệu quả sản xuất và sử dụng khí Biogas của cơng trình KSH quy mơ
trung bình ở trang trại chăn ni lợn tại Bắc Ninh.
- Tính lượng giảm phát thải khí CH4 của cơng trình KSH qui mơ trung bình khi

dùng để phát điện và đun nấu, góp phần giảm phát thải khí nhà kính.
3. Kết quả và những đóng góp của nghiên cứu
- Đề tài đã cung cấp những thông tin cần thiết, hữu dụng cho những nhà quản lý,
các chuyên gia về khí sinh học và ngƣời dân, các chủ trang trại thấy đƣợc hiệu quả sản
xuất khí của cơng trình khí sinh học quy mơ trung bình.
- Lần đầu tiên xác định đƣợc hiệu quả giảm phát thải khí nhà kính của cơng trình
KSH qui mơ trung bình ở nƣớc ta.
2

TIEU LUAN MOI download :


4. Bố cục của đề tài
Bên cạnh những phần bắt buộc (mở đầu, bảng, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham
khảo), nội dung đề tài đƣợc chia làm 3 chƣơng nhƣ sau:
Chương 1: Tổng quan về Khí sinh học, cơ chế giảm phát thải KNK của công
nghệ KSH
Tổng hợp kiến thức liên quan đến phát triển khí sinh học, các quy mơ của cơng
trình KSH, ảnh hƣởng của cơng trình khí sinh học đến giảm phát thải khí nhà kính.
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Nêu thông tin về 2 trang trại nghiên cứu và phƣơng pháp nghiên cứu, tính tốn
lƣợng giảm phát thải khí nhà kính.
Chương 3: Kết quả nghiên cứu của luận văn - Đánh giá hiệu quả sản xuất
KSH của cơng trình góp phần giảm phát thải khí nhà kính của 2 trang trại nghiên
cứu
Giới thiệu về hệ thống Biogas của 2 trang trại nghiên cứu, phân tích đánh giá sự
giảm phát thải trong hoạt động của hệ thống Biogas của 2 trang trại. Từ đó tính tốn
lƣợng giảm phát thải của 2 cơng trình KSH quy mơ trung bình kiểu hình ống.

3

TIEU LUAN MOI download :


CHƢƠNG 1.
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN KHÍ SINH
HỌC, CƠ CHẾ GIẢM PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ LĨNH VỰC KHÍ
SINH HỌC
1.1.

Nghiên cứu tổng quan về khí sinh học

1.1.1.

Khí sinh học được sản sinh ra như thế nào?

Khí sinh học đƣợc sinh ra từ quá trình phân giải của các chất hữu cơ dƣới tác
dụng của các vi sinh vật trong mơi trƣờng yếm khí. Vi khuẩn sinh metan tham gia vào
khâu cuối cùng trong chuỗi phân huỷ của hợp chất hữu cơ để tạo ra khí sinh học. Khí
sinh học đƣợc coi nhƣ một nguồn năng lƣợng tái tạo.

Hình 1-1- Q trình lên men tạo khí sinh học
Q trình phân hủy của các chất hữu cơ trong môi trƣờng kỵ khí gồm ba giai
đoạn chính là: giai đoạn thủy phân, giai đoạn sinh axit và giai đoạn sinh metan với sự
tham gia của rất nhiều vi khuẩn. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy là một
hỗn hợp khí gọi là khí sinh học trong đó thành phần chủ yếu là mê tan (CH4) chiếm
khoảng 60-70%, dioxit cacbon (CO2) 30-40%, hydro (H2) và các loại khí khác có tỷ lệ
4

TIEU LUAN MOI download :

khơng đáng kể. Các bƣớc của q trình lên men đƣợc thể hiện chi tiết nhƣ sơ đồ Hình
1-1.
Tuy nhiên sản lƣợng khí sinh học của q trình phân huỷ kỵ khí chịu tác động
của rất nhiều yếu tố nhƣ: mơi trƣờng kỵ khí (thiết bị phải kín khí), nhiệt độ dịch phân
giải, độ pH… Vi khuẩn sinh metan sẽ ngừng hoạt động nếu nhiệt độ dịch phân giải ở
mức dƣới 100C. Độ pH của môi trƣờng lên men sẽ thuận tiện cho vi khuẩn hoạt động
từ 6,5 – 8,5. Hàm lƣợng chất khô trong cơ chất nạp nằm trong dải 5-12%, tỷ lệ C/N
của nguyên liệu nạp tốt nhất là 30/1 [21], thời gian lƣu của nguyên liệu trong bể phân
giải tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên của mơi trƣờng, đối với khu vực miền Bắc có
mùa đơng lạnh từ 40-45 ngày, cịn miền Nam thời tiết nóng quanh năm nên thời gian
lƣu vào khoảng 30-35 ngày [4]. Các độc tố nhƣ nƣớc xà phòng, nƣớc tẩy rửa, nƣớc sát
trùng, phân động vật có tiêm kháng sinh, các hố chất khác và các loại khó phân hủy
và gây lắng cặn nhƣ cành cây, gỗ, sỏi đá…tuyệt đối không đƣợc cho vào bể phân giải
[21].
Nguyên liệu sử dụng để lên men tạo khí sinh học có thể là phân gia súc, gia
cầm, phân bắc hoặc các loại chất thải hữu cơ khác. Nhƣng thông dụng nhất ở nông
thôn Việt Nam hiện nay vẫn là các loại phân động vật.
Khối lƣợng chất thải của động vật phụ thuộc vào trọng lƣợng cơ thể và chế độ
dinh dƣỡng của động vật đó. Khối lƣợng này đƣợc tính tốn nhƣ trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1- Khối lƣợng chất thải hàng ngày của động vật
Trọng lƣợng cơ
thể (trung bình)

Lƣợng chất thải
theo % trọng
lƣợng cơ thể

Lƣợng phân tƣơi

(kg)

Phân và nƣớc tiểu

(kg/ngày)

Bị thịt

400

6

24

Bị sữa

500

6

30

Trâu

300

6

18

Lợn

90

5

4,5

Gà

2,0

4,5

0,09

Loại vật ni

Nguồn: [21]

5

TIEU LUAN MOI download :


Thơng thƣờng các loại phân có thời gian phân hủy khơng dài, sản lƣợng khí của
các loại phân khác nhau thì khác nhau, phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Sản lƣợng thực
tế của các loại nguyên liệu này nhƣ Bảng 1.2 dƣới đây:
Bảng 1.2- Đặc tính và sản lƣợng khí của một số nguyên liệu thƣờng gặp

Loại
nguyên
liệu

Hàm
Tỷ lệ
Lƣợng thải hàng ngày
lƣợng chất Cacbon/Nitơ
(kg/đầu động vật)
khơ (%)
(C/N)

Sản lƣợng khí
hàng ngày (lít/kg
ngun liệu tƣơi)

Bị

15-20

10

24-25

15-32

Trâu

18-25

10

24-25

15-32

Lợn

1,2-4,0

10,5

12-13

40-60

Gia cầm

0,02-0,05

27

5-15

50-60
Nguồn: [21]

1.1.2.

Thành phần của khí sinh học

Khí sinh học là một hỗn hợp của nhiều chất khí. Tỷ lệ phần trăm của các loại
khí trong khí sinh học tuỳ thuộc vào loại nguyên liệu tham gia vào quá trình phân hủy
và các điều kiện trong quá trình đó nhƣ nhiệt độ, độ pH, hàm lƣợng nƣớc... Nó cũng
tùy thuộc cả vào các giai đoạn phân hủy. Bảng 1.3 và biểu đồ hình 1.2 cho ta thấy
thành phần của khí sinh học.
Bảng 1.3- Thành phần của khí sinh học
Loại khí

Tỷ lệ (%)

Metan - CH4

50 – 70

Cacbonic - CO2

30 – 45

Nitơ - N2

0–3

Hiđro - H2

0–3

Oxi - O2

0–3

Hiđro Sunfua - H2S

0–3

6

TIEU LUAN MOI download :


3%
37%

60%

Mêtan

Cacbonic

Khí tạp

Ngun: [21]

Hỡnh 1-2- Thnh phn ca khớ sinh hc
1.1.2.1.

Metan

Metan (CH4) là thành phần chủ yếu của khí sinh học. Metan khơng mầu, khơng
mùi, chỉ nhẹ bằng nửa khơng khí, ít hồ tan trong nƣớc, hố lỏng ở nhiệt độ – 161,50C

trong điều kiện áp suất khí quyển. Do vậy việc hố lỏng metan phải tiêu tốn nhiều
năng lƣợng vì thế ngƣời ta khơng hố lỏng metan cũng nhƣ khơng hố lỏng KSH và
khí thiên nhiên.
Khi đốt cháy metan có ngọn lửa màu lơ nhạt và phản ứng sinh nhiệt:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + 882 kJ
Nhiệt trị (nhiệt lƣợng toả ra khi cháy hoàn toàn một đơn vị khối lƣợng nhiên
liệu) của metan là 35.906 kJ/m3 = 8.576 kcal/m3.
1.1.2.2.

Khí dioxit cacbon (CO2)

Thành phần chủ yếu thứ hai của KSH là khí dioxit cacbon hay cacbonic (CO2).
Cacbonic khơng màu, khơng mùi, khơng cháy đƣợc, khơng duy trì sự sống và nặng
gấp rƣỡi khơng khí. Tỷ lệ cacbonic cao sẽ làm giảm chất lƣợng của KSH. Thông
thƣờng trong những ngày mới vận hành thành phần cacbonic trong KSH cao hơn
metan do đó bếp khơng cháy đƣợc và ngƣời ta thƣờng phải xả hết khí này cho đến khi
thành phần metan trong KSH ổn định.

7

TIEU LUAN MOI download :


CO2 hoà tan trong nƣớc tạo ra axit cacbonic. Dƣới điều kiện áp suất thấp và
lạnh dƣới 00C khí CO2 hồ tan rất mạnh trong nƣớc, chính vì thế ngƣời ta dựa vào tính
chất này để tạo gas trong sản xuất nƣớc giải khát có gas.
1.1.2.3.

Khí hiđro sunfua

Ngồi các thành phần khí chính nêu trên trong KSH cịn có một hàm lƣợng nhỏ
các loại khí khác, trong đó có khí hiđro sunfua (H2S). Hydro sunfua là một loại khí
khơng mầu, có mùi hơi nhƣ mùi "trứng thối", khiến cho KSH cũng có mùi hơi và giúp
ta dễ nhận biết đƣợc KSH nhờ khứu giác. Nồng độ H2S trong KSH sản xuất từ phân
bắc và phân gia cầm thƣờng cao hơn từ các loại nguyên liệu khác nên ở các công trình
nạp nhiều phân bắc hoặc phân gia cầm khí thƣờng có mùi rất khó chịu. Tuy nhiên khí
H2S là chất khử và cũng là khí cháy đƣợc nên khi đốt thì KSH sẽ hết mùi hơi. Hiđro
sunfua rất độc. Nếu ngửi nhiều H2S sẽ đau đầu, buồn nôn, không phân biệt đƣợc các
mùi khác nhau. Mức độ ảnh hƣởng của H2S đến sức khỏe con ngƣời tùy thuộc vào
nồng độ của nó có trong khơng khí nhƣ bảng 1.4.
Bảng 1.4- Nồng độ của H2S ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời
Nồng độ của H2S trong
khơng khí (ppm)

Mức độ ảnh hƣởng

0,03 – 0,15

Có mùi trứng thối

15-75

Kích thích hơ hấp, gây buồn nôn, đau đầu

100-330

Liệt khứu giác không phân biệt đƣợc mùi khác nhau

>375

Nhiễm độc và chết (Sau vài giờ)

>750

Chết sau 30-40 phút do ngạt và bất tỉnh

>1000

Chết nhanh chóng do suy hơ hấp
Nguồn: [21]

Phản ứng cháy của H2S khi có mặt oxi và nhiệt độ nhƣ phƣơng trình sau:
H2 S + O 2

t0

SO2 + H2O

Q trình cháy có phát nhiệt nhƣng khơng đáng kể. Đặc biệt khi cháy sinh ra khí
SO2 cũng là một khí độc.
H2S khi hồ tan trong nƣớc sẽ tạo thành axit ăn mòn các bộ phận kim loại nhƣ
bếp KSH, xoong nồi hay phá hủy máy phát điện chạy bằng KSH. Vì vậy ngƣời ta phải
8

TIEU LUAN MOI download :


lọc sạch các thành phần khí tạp này trƣớc khi sử dụng để đảm bảo tuổi thọ cho các loại
máy móc và thiết bị sử dụng khí.
1.1.3.

Tính chất của KSH

KSH là ln bão hịa hơi nƣớc do nƣớc bay hơi từ dịch phân hủy. Hơi nƣớc này
khi gặp nhiệt độ thấp sẽ ngƣng tụ trong đƣờng ống và làm tắc ống dẫn khí vì thế cần
đƣợc tháo bỏ đi.
Vì thành phần của KSH thay đổi nên các tính chất của nó cũng thay đổi theo. Tỷ
lệ phổ biến của metan là 60%.
 Khối lượng riêng
Khối lƣợng riêng của chất khí là khối lƣợng của một đơn vị thể tích khí trong
điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn, 00C và 1 atm = 760 mm Hg.
Khí sinh học với tỷ lệ 60% CH4 và 40% CO2 có khối lƣợng riêng là 1,2196 kg/m3
 Tỷ trọng đối với khơng khí
Tỷ trọng đối với khơng khí của một chất khí là tỷ số giữa khối lƣợng riêng của
khí đó với khối lƣợng riêng của khơng khí ở cùng một nhiệt độ và áp suất.
Khí sinh học với tỷ lệ 60% CH4 và 40% CO2 có tỷ trọng là 0,94. Nhƣ vậy khí
sinh học nhẹ hơn khơng khí một chút.
 Nhiệt trị
Nhiệt trị của một chất khí là nhiệt lƣợng do một đơn vị thể tích của chất khí đó
khi cháy tỏa ra.
Khí sinh học với tỷ lệ 60% CH4 và 40% CO2 có nhiệt trị là:
8576 kcal/m3 x 0,6 = 5146 kcal/m3
Ta có thể làm trịn thơng số nhiệt trị của KSH là 5200 kcal/m3.
1.1.4.
KSH

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của cơng trình

Q trình phân hủy trong bể biogas chịu ảnh hƣởng của nhiều yếu tố, những
yếu tố này có thể hình thành từ khi xây dựng hệ thống và vận hành hệ thống.

a. Môi trường yếm khí

9

TIEU LUAN MOI download :


Q trình lên men có sự tham gia của nhiều vi khuẩn, trong đó các vi khuẩn
sinh metan là quan trọng nhất, chúng là những vi khuẩn yếm khí bắt buộc. Sự có
mặt của oxy sẽ kìm hãm hoặc tiêu diệt các vi khuẩn này, vì vậy phải đảm bảo
điều kiện yếm khí tuyệt đối của mơi trƣờng lên men.
b. Nhiệt độ
Nhiệt độ làm thay đổi đến quá trình sinh gas vì nhóm vi khuẩn yếm khí rất
nhạy cảm bởi nhiệt độ. Dựa vào nhiệt độ môi trƣờng trong bể KSH ngƣời ta chia
thành 3 nhóm vi sinh vật “ƣa lạnh” (psychrophilic) 10-200C, “ƣa ấm”
(mesophilic) 20-400C và “ƣa nhiệt” (thermophilic) 40-600C. Trong điều kiện bể
KSH khơng có hệ thống cung cấp nhiệt, mà hồn tồn phụ thuộc vào điều kiện
mơi trƣờng, trong điều kiện nhiệt đới ở nƣớc ta ở nhiệt độ 31 0C-400C nhóm vi
sinh vật phân giải chất hữu cơ và lên men tạo KSH sẽ hoạt động có hiệu quả cao;
ngƣợc lại khi nhiệt độ giảm xuống dƣới 100C nhóm vi khuẩn này sẽ hoạt động
yếu, thậm chí chúng bị ức chế hồn tồn [21].
c. Ẩm độ
Ẩm độ thích hợp nhất cho hoạt động của vi sinh vật là 91,5 – 96% khi ẩm độ
cao hơn 96% thì tốc độ phân hủy chất hữu cơ giảm, sản lƣợng tạo KSH ít.
d. Hàm lượng vật chất khơ trong phân hữu cơ (TS%)
Hàm lƣợng này tùy thuộc vào loại phân khác nhau, ở lợn TS là 10,5%, phân
gà TS là 27% Hàm lƣợng vật chất khô trong dịch phân giải dƣới 9% (của bể KSH
có thiết bị khuấy đảo) thì hoạt động của hầm ủ sẽ tốt, hàm lƣợng chất khơ thích
hợp (trong các loại bể KSH khơng có hệ thống gia nhiệt và khuấy đảo) là 4-7%
[21]. Với các loại phân gia súc cần hòa vào nƣớc tạo thành hỗn hợp lỗng, với

phân gà (do có hàm lƣợng nitơ cao) cần trộn thêm phân trâu bò để tạo ra tỷ lệ C/N
thích hợp. Thơng thƣờng ngƣời ta thƣờng trộn 2 loại phân này theo tỷ lệ 1:1 là
thích hợp.
e. Độ pH
Trong q trình lên men yếm khí độ pH mơi trƣờng thƣờng trung tính, đầu
vào thƣờng từ 6,8-7,2 và đầu ra từ 7,0 -7,5. Các hầm sinh học cần duy trì độ pH
trong khoảng từ 7-8, đây là pH tối ƣu cho các loại vi khuẩn hoạt động. Điều chỉnh
pH bằng cách giảm tốc độ bổ sung nguyên liệu. Tuyệt đối không đƣợc cho nƣớc
10

TIEU LUAN MOI download :


xà phịng hoặc hóa chất có tính kiềm vào hầm vì nó sẽ làm chết các vi khuẩn sinh
khí.
f. Thời gian ủ và số lượng vi khuẩn sinh khí metan
Bảy ngày đầu sau khi nạp nguyên liệu, lƣợng khí trong hầm đã có nhƣng ít,
sản lƣợng khí cao nhất là 40-45 ngày sau khi nạp nguyên liệu. Tuy nhiên còn phụ
thuộc vào nhiệt độ môi trƣờng, nếu nhiệt độ môi trƣờng đạt ở 30-350C, sản lƣợng
khí sinh học lúc này có thể đạt 0,3m3/ngày. Nếu trong q trình ủ vi sinh vật
khơng phát triển thì cần phải kiểm tra lại nguyên liệu, hoặc bổ sung vi sinh vật có
sẵn trong tự nhiên.
g. Tỉ lệ Cacbon/Nitơ (C/N)
C và N là nguồn dinh dƣỡng chủ yếu của vi khuẩn sinh metan. Bởi vậy thành
phần chính của nguyên liệu để sản xuất khí metan là C và N. Cacbon ở dạng
carbonhydrate (C tạo năng lƣợng), Nitơ ở dạng Nitrate, Protein, Amoniac (N tham gia
cấu trúc tế bào). Tốc độ tiêu thụ C nhanh hơn N khoảng 25-30 lần, do đó để q
trình phân giải kỵ khí tốt nhất khi ngun liệu có tỉ lệ C/N là 25:1 đến 30:1. Hàm
lƣợng C trong rơm rạ q lớn, N lại ít do đó dẫn đến tình trạng thừa C làm giảm khả
năng phân giải kỵ khí. Có thể trộn lẫn rơm rạ băm nhỏ với phân ngƣời, hoặc phân gia

cầm để đảm bảo cân bằng tỉ lệ C/N.
h. Thời gian lưu
Quá trình phân hủy của nguyên liệu xảy ra trong một thời gian nhất định. Đối
với phân gia súc thời gian phân hủy hoàn toàn có thể kéo dài tới vài tháng. Đối với
nguyên liệu thực vật thời gian phân hủy hồn tồn có thể kéo dài hàng năm. Tuy
nhiên tốc độ sinh khí cao ở thời gian đầu, càng về sau tốc độ sinh khí giảm. Thời
gian nguyên liệu nằm trong thiết bị là thời gian sản sinh khí sinh học. Đối với chế
độ nạp liên tục, nguyên liệu đƣợc bổ sung hàng ngày. Khi nguyên liệu mới vào nó
sẽ chiếm chỗ của nguyên liệu cũ và đẩy dần nguyên liệu cũ về phía lối ra. Thời
gian lƣu chính bằng thời gian nguyên liệu chảy qua hệ thống từ lối vào đến lối ra.
Thời gian này đƣợc tính bằng thể tích phân hủy và thể tích nguyên liệu nạp bổ
sung hàng ngày. Thí dụ để phân lợn phân hủy hết phải mất trên 60 ngày. Nếu mỗi
ngày nạp 10 kg phân (thể tích gần bằng 10 lít) pha với 10 lít nƣớc thì ta có bể chứa
dung tích:

11

TIEU LUAN MOI download :


(10 lít phân + 10 lít nƣớc) x 60 ngày = 1200 lít = 1,2m 3
Mặc dù thời gian lƣu càng lớn thì khí thu đƣợc từ một lƣợng ngun liệu nhất
định càng nhiều. Song nhƣ vậy thiết bị phải có thể tích phân hủy rất lớn và vốn
đầu tƣ nhiều. Vì thế cần phải chọn thời gian lƣu sao cho khoảng thời gian này tốc
độ sinh khí là mạnh nhất và sản lƣợng khí thu đƣợc chiếm khoảng 75% tổng sản
lƣợng khí của nguyên liệu.
Trong điều kiện Việt Nam, tiêu chuẩn ngành 10 TCN 492-2002 đã quy định
thời gian lƣu với phân động vật nhƣ sau (xem Bảng 1.5):
Bảng 1.5- Thời gian lƣu đối với phân động vật
Vùng

Nhiệt độ trung bình về mùa đơng
(0C)

Thời gian lƣu
(ngày)

I

10-15

60

II

15-20

50

III

>20

40

Nguồn: Tiêu chuẩn ngành: 10TCN492-2002
Với các nguyên liệu thực vật, thời gian lƣu cần dài hơn và đƣợc quy định là
100 ngày.
i. Các độc tố gây trở ngại quá trình lên men
Hoạt động của vi khuẩn kỵ khí chịu ảnh hƣởng của một số độc tố. Khi hàm

lƣợng của loại này có trong dịch phân hủy vƣợt quá một giới hạn nhất định sẽ giết
chết các vi khuẩn, vì thế khơng cho phép các chất này có trong nguyên liệu cung
cấp. Trong thực tế các loại thuốc hóa học nhƣ thuốc trừ sâu, diệt cỏ, thuốc sát
trùng, các chất kháng sinh, nƣớc xà phòng, thuốc nhuộm, dầu nhờn không đƣợc đổ
vào hệ thống biogas.
j. Một số yếu tố khác
Ngồi các yếu tố đã trình bày ở trên, số lƣợng gas tạo ra nhiều hay ít còn phụ
thuộc một số yếu tố sau:
-

Chiều dài và chiều rộng của hầm biogas. Yếu tố này có liên quan đến thời
gian lƣu lại của dịch phân ngắn hay dài và số lƣợng phân.

-

Tổng thể tích phân, nƣớc cho vào trong ngày và tỉ lệ nƣớc.
12

TIEU LUAN MOI download :


-

Các loại phân khác nhau cho số lƣợng KSH khác nhau.

-

Tỉ lệ phân nƣớc: Dịch phân q lỗng thì lƣợng phân không đủ để phân hủy,
ngƣợc lại dịch phân quá đặc sẽ tạo lớp váng trên bề mặt của hầm gây cản trở
q trình sinh khí.

1.2.

Cơ chế giảm phát thải KNK của cơng nghệ KSH

1.2.1.

Hiệu ứng nhà kính và khí nhà kính

1.2.1.1 Hiệu ứng nhà kính

Hình 1-3- Hiện tƣợng hiệu ứng nhà kính [26]
Hiệu ứng nhà kính do nhà tốn học, vật lý học ngƣời Pháp Jean Baptiste Joseph
Fourier lần đầu tiên đặt tên vào năm 1824 thông qua một vụ nổ mạnh trong khí quyển
làm nhiệt độ của một vùng tăng lên. Năm 1827, Joseph Fourier đƣa ra nguyên lý giải
thích hiện tƣợng Hiệu ứng nhà kính gây đƣợc sự quan tâm lớn của giới khoa học. Theo
nguyên lý này thì hiện tƣợng hiệu ứng nhà kính là do ánh sáng mặt trời chiếu vào Trái
đất chủ yếu là các tia bƣớc sóng ngắn, các tia này chiếu vào các vật và các vật đã hấp
thụ ánh sáng mặt trời để nóng lên. Sau đó các vật này lại giải phóng năng lƣợng vào
khơng gian dƣới dạng phát ra các tia hồng ngoại. Nhiệt độ của vật càng cao thì năng
lƣợng tỏa ra càng nhiều. Khi năng lƣợng hấp thụ và năng lƣợng tỏa ra cân bằng nhau
thì nhiệt độ của vật đạt giá trị ổn định gọi là nhiệt độ cân bằng. Các tấm kính có tính
chất đặc biệt là chỉ cho ánh sáng bƣớc sóng ngắn đi qua nhƣng lại không cho ánh sáng
13

TIEU LUAN MOI download :


hồng ngoại đi qua. Con ngƣời đã tận dụng tính chất này để xây dựng các nhà kính để
trồng cây trong nhà kính, nhất là những vùng có mùa đơng giá lạnh. Các tia sáng mặt

trời xuyên qua đƣợc các tấm kính và chiếu vào các vật trong nhà. Các vật này hấp thụ
ánh sáng mặt trời và nóng lên. Chúng lại phát ra các tia hồng ngoại. Song các tia hồng
ngoại khơng thốt ra ngồi nhà kính mà bị phản xạ trở lại các vật. Do vậy, các vật đạt
nhiệt độ cân bằng cao hơn so với khi chúng ở ngồi trời, nghĩa là các vật trong nhà
kính đƣợc sƣởi ấm nhờ đó cây cối phát triển trong nhà kính thuận tiện khơng bị ảnh
hƣởng bởi thời tiết giá lạnh bên ngoài. Hiện tƣợng này đƣợc gọi là hiệu ứng nhà kính.
1.2.1.2 Khí nhà kính và hiệu ứng nhà kính đối với Trái đất
Bao quanh trái đất là tầng khí quyển, trong đó có nhiều chất khí có tính chất
tƣơng tự nhƣ các tấm kính nghĩa là chúng cho các tia bƣớc sóng ngắn đi qua nhƣng
khơng cho các tia hồng ngoại đi qua. Các khí này đƣợc gọi với một tên chung là “khí
nhà kính” (KNK). Các chất khí có nguồn gốc tự nhiên bao gồm hơi nƣớc (H2O),
cacbon đioxit (CO2), metan (CH4) và nitơ oxit (N2O). Một số khác có nguồn gốc nhân
tạo nhƣ hydrofluorocarbons (HFCs), perfluorocarbons (PFCs), và sulfua hexafluorit
(SF6) đƣợc sinh ra từ nhiều ngành công nghiệp khác nhau do hoạt động của con ngƣời.
Không phải chất khí nhà kính nào cũng giống nhau: ví dụ, metan có khả năng bắt nhiệt
gấp khoảng 21 lần so với carbon dioxide và CO2 thƣờng đƣợc trích dẫn là ngun
nhân chính của sự ấm lên tồn cầu do hoạt động của con ngƣời (theo EPA)
Với tính chất nhƣ trên có thể coi khí quyển là một tấm kính và Trái đất là một
nhà kính. Chính nhờ tấm chắn khí quyển với các khí nhà kính mà nhiệt độ Trái đất
đƣợc giữ cân bằng và đủ ấm, bảo đảm sự tồn tại và phát triển bền vững của các hệ sinh
thái, mơi trƣờng trên Trái đất. Nếu khơng có các khí nhà kính, nhiệt sẽ thốt vào vũ trụ
và nhiệt độ bề mặt Trái đất sẽ giảm đi 330C (59°F). [16]
1.2.1.3 Sự ấm lên toàn cầu và những tác động của nó
Sự ấm lên tồn cầu hay sự nóng lên dần dần của bề mặt, các đại dƣơng và khí
quyển của Trái đất là một trong những vấn đề môi trƣờng nhức nhối nhất của thời đại
chúng ta hiện nay mà ngun nhân chính của hiện tƣợng này khơng phải do tự nhiên
mà chủ yếu là kết quả hoạt động của con ngƣời. [22]
Theo Cục Hải dƣơng và Khí quyển Quốc gia Mỹ (NOAA) vào thời kỳ tiền công
nghiệp (1870) nồng độ CO2 trong khí quyển khoảng 280 phần triệu (ppm) [18]. Tuy
14

TIEU LUAN MOI download :


nhiên từ thế kỷ 20 nhất là từ năm 1980 đến nay, cùng với sự phát triển công nghiệp
mạnh mẽ, các hoạt động của con ngƣời nhƣ đốt các nhiên liệu hố thạch (than đá, dầu
mỏ, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ...), khai thác mỏ, khai phá rừng, chuyển đổi sử dụng
đất, sản xuất lƣơng thực, chăn nuôi, xử lý chất thải và các hoạt động sản xuất công
nghiệp... đã và đang làm tăng mạnh mẽ nồng độ các KNK trong khí quyển. Cũng theo
NOAA bắt đầu vào năm 2000 tốc độ tăng nồng độ CO2 là khoảng 1,9 ppm mỗi năm.
vào tháng 5 năm 2013 con số này đã đạt 400 ppm [18].

Hình 1-4- Biến đổi của nồng độ CO2 trong khí quyển
Đồng thời cũng theo báo cáo của EPA tình trạng gia tăng nồng độ KNK nhƣ đã
nêu trên làm cho nhiệt độ Trái đất tăng nhanh với tốc độ chƣa từng có vì thế từ cuối
thế kỷ 19 đến nay, nhiệt độ trung bình tồn cầu đã tăng khoảng 0,80C. Nếu việc phát
thải KNK tiếp tục tăng với tốc độ nhƣ hiện nay thì nhiệt độ trung bình trên tồn cầu có
thể tăng thêm 1,4 - 5,80C vào cuối thế kỷ này [18]. Hiện tƣợng đó đƣợc gọi là hiện
tượng ấm lên toàn cầu. Biểu đồ ở Hình 1-5 dƣới đây cho thấy sự biến thiên trung
bình 5 năm của nhiệt độ bề mặt toàn cầu vào các năm 1884, 1927, 1969 và 2012.
Những vùng tô màu xanh đậm là những vùng có nhiệt độ lạnh hơn nhiệt độ trung bình
và những vùng tơ màu đỏ sậm là những vùng có nhiệt độ ấm hơn nhiệt độ trung bình.
Trong đó tốc độ ấm lên trên đất liền lớn hơn trên đại dƣơng. Tóm lại Trái đất nóng lên
là hậu quả của q trình tích lũy lâu dài của KNK mà chủ yếu là CO2 và metan. Rõ
15

TIEU LUAN MOI download :


ràng rằng sự nóng lên của trái đất đã tác động tiêu cực và gây biến đổi khí hậu tồn

cầu, ảnh hƣởng đến các hệ sinh thái trên trái đất và tác động trực tiếp đến đời sống
hàng ngày của con ngƣời.

Hình 1-5- Biến đổi của nhiệt độ trái đất giai đoạn 1884 – 2012 [17]
Hậu quả của biến đổi khí hậu bao gồm:
-

Các hệ sinh thái bị phá hủy nhƣ: thiếu hụt nguồn nƣớc ngọt, ơ nhiễm khơng khí
nặng nề, năng lƣợng và nhiên liệu thiếu hụt, các ảnh hƣởng y tế khác....tác động
xấu đến sức khỏe con ngƣời làm tăng nguy cơ về dịch bệnh.

-

Mất đa dạng sinh học: Nhiệt độ trái đất tăng đang làm cho nhiều lồi sinh vật biến
mất hoặc có nguy cơ tuyệt chủng. Ví dụ nếu nhiệt độ trái đất tăng thêm từ 1,1 đến
6,40C nữa thì khoảng 50% các lồi động thực vật sẽ đối mặt với nguy cơ tuyệt
chủng vào năm 2050. Đây là hậu quả của việc môi trƣờng sống và đất bị hoang
hóa do nạn phá rừng và nƣớc biển ấm lên. Tình trạng đất hoang hóa và mực nƣớc
biển dâng cũng đe dọa đến nơi cƣ trú của con ngƣời vì khi động thực vật bị mất đi
cũng đồng nghĩa với việc nguồn lƣơng thực, nhiên liệu và thu nhập của con ngƣời
cũng mất đi.

16

TIEU LUAN MOI download :