luận văn tài nguyên môi trường Đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng biogas tại xã Xuân Quan huyện Văn Giang tỉnh Hưng Yên.
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (961.9 KB, 38 trang )
!"#$%$& '($&!))*+(),-$!.)/0),
1!"#$23+$& 4+5))16&$"7%$& ' 8&!%
9(:;<=:::<>-?8+$@(%!#@),-$!.)/0)!
5)!%AB(CB9=:::<>-?
D !E)2)+F)8G,),-$!.)/0), 1!"#$2
3+$& 4+5))16&F!+HI)J()&@3KC
LKC,-$!.)/0)-$!"#$L+$& +M$"7(#(
8N(L(O&
PQ&)8G0)R1)2)+F,),-$S)I), 1!"#$2
3+$& T)8G()&@3KCC
LKCC,-$U)I)-$!"#$L+$& +M$"7(#(
8N(L(O&
L1$CV/W-$!"#$3+$& 8&O&!(OX(YZ(Z()56
P[M\]^_(L`MOLabc
!"#$%$& '($&!))*+(),-$!.)/0),
1!"#$23+$& 4+5))16&$"7%$& ' 8&!%
9(:;<=:::<>-?8+$@(%!#@),-$!.)/0)!
5)!%AB(CB9=:::<>-?
!"#$%$& '($&!))*+(),-$!.)/0),
1!"#$23+$& 4+5))16&$"7%$& ' 8&!%
9(:;<=:::<>-?8+$@(%!#@),-$!.)/0)!
5)!%AB(CB9=:::<>-?
D !E)2)+F)8G,),-$!.)/0), 1!"#$2
3+$& 4+5))16&F!+HI)J()&@3KC
D !E)2)+F)8G,),-$!.)/0), 1!"#$2
3+$& 4+5))16&F!+HI)J()&@3KC
LKC,-$!.)/0)-$!"#$L+$& +M$"7(#(
8N(L(O&
LKC,-$!.)/0)-$!"#$L+$& +M$"7(#(
8N(L(O&
PQ&)8G0)R1)2)+F,),-$S)I), 1!"#$2
3+$& T)8G()&@3KCC
PQ&)8G0)R1)2)+F,),-$S)I), 1!"#$2
3+$& T)8G()&@3KCC
LKCC,-$U)I)-$!"#$L+$& +M$"7(#(
8N(L(O&
LKCC,-$U)I)-$!"#$L+$& +M$"7(#(
8N(L(O&
L1$CV/W-$!"#$3+$& 8&O&!(OX(YZ(Z()56
L1$CV/W-$!"#$3+$& 8&O&!(OX(YZ(Z()56
Biểu đồ 2.1: Tiềm năng lý thuyết năng lượng Biogas cho Người, Lợn, Trâu, Bò,
Gia Cầm Error: Reference source not found
Biểu đồ 2.2: Tiềm năng kỹ thuật năng lượng Biogas cho Người, Lợn, Trâu,Bò,
Gia cầm Error: Reference source not found
Hình 1.1: Loại hầm sinh khí kiểu túi Error: Reference source not found
Hình1.2: Loại hầm sinh khí có nắp đậy di động Error: Reference source not
found
Hình1.3: Loại hầm sinh khí kiểu vòm cố định Error: Reference source not
found
Hình 1.4: Hầm nắp cố định vòm cầu kiểu KT.1 Error: Reference source not
found
Hình 1.5: Hầm nắp cố định vòm cầu kiểu KT.2 Error: Reference source not
found
d^ec
1. Lý do chọn đề tài: Ngày nay, tại các vùng nông thôn Việt Nam, chăn
nuôi ngày càng mang lại nguồn thu nhập lớn đối với người nông dân. Tuy
nhiên, kéo theo đó là vấn đề ô nhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi và
sinh hoạt ngày càng trở nên nghiêm trọng. Chính vì vậy việc giải quyết chất
thải chăn nuôi và sinh hoạt tại các vùng nông thông Việt Nam ngày càng cấp
bách và việc sử dụng biogas là một giải pháp cho vấn đề này. Biogas vừa tận
dụng nguồn nguyên liệu tại chỗ đồng thời cung cấp năng lượng rất cần thiết
cho sinh hoạt mà vẫn bảo vệ được môi trường. Chính vì vậy em đã chọn đề
tài:” Đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng biogas tại xã Xuân Quan huyện
Văn Giang tỉnh Hưng Yên”.
2. Mục đích nghiên cứu:
- Tìm hiểu tiềm năng và thực trạng sử dụng năng lượng biogas tại xã
Xuân Quan huyện Văn Giang tỉnh Hưng Yên.
- Đánh giá những lợi ích kinh tế xã hội và môi trường của việc sử dụng
khí biogas tại xã Xuân Quan huyện Văn Giang tỉnh Hưng Yên.
- Phân tích những khó khăn, bất cập trong quá trình nhân rộng mô hình
khí biogas xã Xuân Quan huyện Văn Giang tỉnh Hưng Yên.
- Đề xuất các giải pháp nhân rộng mô hình sử dụng khí biogas xã Xuân
Quan huyện Văn Giang tỉnh Hưng Yên.
Phạm vi nghiên cứu: toàn bộ những hộ dân sử dụng mô hình khí sinh
học biogas trong địa bàn xã Xuân Quan huyện Văn Giang tỉnh Hưng Yên.
3. Phương pháp nghiên cứu:
Thông qua điều tra thực tế, phân tích số liệu để đánh giá về hiệu quả về
kinh tế, xã hội và môi trường mà mô hình sử dụng khí sinh học mang lại.
1
f]MOa]\dgchicMOjMkMOflMO
LaYO[\mn\aMo
Năng lượng tái tạo hay năng lượng tái sinh là năng lượng từ những
nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn.
Việt Nam là một nước có tiềm năng lớn về các nguồn năng lượng tái tạo,
nhưng lại chưa tận dụng một cách triệt để nguồn năng lượng này.
Nhằm đáp ứng mục tiêu tăng trưởng và đảm bảo nhu cầu an ninh năng
lượng, Việt Nam cần xây dựng chiến lược và lộ trình phát triển các nguồn
năng lượng mới và tái tạo. Ưu tiên phát triển thuỷ điện nhỏ, điện gió, sử dụng
các phụ phẩm nông nghiệp, rác thải để phát điện, sử dụng năng lượng mặt trời
để cấp nhiệt, sấy nông sản, lọc nước sạch, phát triển các hầm khí sinh học để
đun nấu trong nông thôn, góp phần vào mục tiêu giảm phát thải hiệu ứng nhà
kính, ứng phó tình trạng biến đổi khí hậu toàn cầu. Đồng thời tìm kiếm, xác
định các dự án có thể triển khai ở Việt Nam, xác định cơ chế tài chính, chính
sách hỗ trợ, đảm bảo cho các hoạt động khai thác, sử dụng các nguồn năng
lượng mới và tái tạo ở Việt Nam.
Tại Hội thảo "Phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam và vai trò của các
tổ chức phi chính phủ" diễn ra ở Hà Nội mới đây, ông Nguyễn Anh Tuấn,
Trưởng phòng Hợp tác quốc tế (Viện Năng lượng) cho biết: Hiện, nhu cầu về
năng lượng của Việt Nam đang tăng từ 13-15%/năm, dự báo đến năm 2030,
tổng nhu cầu dự kiến lên tới khoảng 167 triệu tấn dầu quy chuẩn, trong khi
đó, khả năng cung cấp của nước ta dự kiến tối đa chỉ đạt 96-121 triệu tấn
(năng lượng từ than khoảng 50-62 triệu tấn dầu quy chuẩn; dầu từ 20 -22 triệu
tấn; gió 22 tỷ kWh, tương đương 2 triệu tấn dầu; thủy điện nhỏ 9-20 triệu
tấn). "Do đó, chúng ta cần tích cực đẩy mạnh nghiên cứu những nguồn năng
lượng mới để bổ sung. Hiện, nước ta mới khai thác được khoảng 55MW từ
năng lượng gió, trong khi tiềm năng tới 3.000-6.000MW; năng lượng mặt trời
cũng đang được sử dụng nhưng không đáng kể, duy chỉ có năng lượng từ
biogas và thủy điện nhỏ là đã được sử dụng tương đối tốt", ông Tuấn cho biết.
2
Tại hội thảo, nhiều ý kiến cho rằng, trong bối cảnh chúng ta vừa thực hiện tiết
kiệm năng lượng, vừa phát triển nguồn năng lượng tái tạo thì mô hình biogas
tỏ ra có nhiều ưu điểm bởi có thiết kế đơn giản, dễ vận hành, vừa góp phần xử
lý hiệu quả tình trạng ô nhiễm môi trường, vừa tạo ra nguồn năng lượng dồi
dào. Dự báo, nhu cầu sử dụng biogas cho đun nấu và chiếu sáng sẽ ngày càng
tăng cao ở khu vực nông thôn.
Như vậy, mô hình sử dụng khí sinh học biogas thực sự đang là một
nguồn năng lượng tái tạo rất lớn, gần gũi, dễ sử dụng đối với người dân nông
thôn mà lại giảm thiểu được ô nhiễm môi trường.
pMOVc[MjMkMOflMOLaYO[\
FE,3+$&
Biogas hay khí sinh học là sản phẩm khí sinh ra từ quá trình phân hủy
của các chất hữu cơ như phân người và động vật, bèo, rơm rạ, lá cây…trong
môi trường không có oxy.
Trong tự nhiên biogas sinh ra ở đầm lầy, đáy hồ ao tù đọng hay trong bộ
máy tiêu hóa của động vật.
C%%$/G!E 1q5)3+$&
1.1.1.1. Thành phần
- Metan (CH
4
): 50% - 75%.
- Carbon dioxide (CO
2
): 25% - 50%.
- Nitrogen (N
2
): 0% - 10%.
- Hydrogen (H
2
): 0 - 1 %.
- Hydrogen sulfilde (H
2
S): 0% - 3%.
- Oxygen (O
2
): 0% - 2%.
Tỷ lệ giữa các chất trong hỗn hợp phụ thuộc vào nguyên liệu và diễn
biến của quá trình sinh học. Metan (CH
4
) là thành phần chủ yếu của khí sinh
học. Nó là chất khí không màu, không mùi và nhẹ bằng nửa không khí, ít hòa
tan trong nước. Ở áp suất khí quyển, metan hóa lỏng ở nhiệt độ -161,5
0
C. Khi
metan cháy sẽ tạo ngọn lửa màu lơ nhạt và tỏa nhiều nhiệt lượng:
CH
4
+ 2O
2
= CO
2
+ 2H
2
O + 882 kJ
3
1.1.1.2. Nguyên liệu
Nguyên liệu dùng để sản xuất biogas ( khí sinh học - KSH ) được chia ra
làm 2 loại:
- Nguyên liệu có nguồn gốc từ động vật: Thuộc loại này, phân người và
phân gia súc, gia cầm là phổ biến. Vì được xử lý trong bộ máy tiêu hoá nên
phân dễ phân huỷ và nhanh chóng cho KSH. Tuy vậy, thời gian phân huỷ
phân không dài (2- 3 tháng ) và tổng lượng khí thu được từ 1kg phân là không
lớn. Phân trâu, bò, lợn phân hủy nhanh hơn. Phân người và phân gà vịt phân
hủy chậm hơn nhưng cho năng suất cao hơn.
- Nguyên liệu có nguồn gốc thực vật: Các nguyên liệu thực vật gồm
phụ phẩm cây trồng như rơm rạ, thân lá ngô, khoai, đậu…và loại cây xanh
hoang dại như: bèo, các cây cỏ sống ở dưới nước…Các nguyên liệu thực vật
có lớp vỏ cứng rất khó bị phân huỷ. Vì vậy nguyên liệu càng già càng khó
phân huỷ. Để cho quá trình phân huỷ được thuận lợi, những nguyên liệu thực
vật cần được xử lý trước (chặt, băm, đạp nhỏ và ủ sơ bộ ) để phá vỡ lớp vỏ
cứng và tăng diện tích bề mặt cho vi khuẩn tấn công. Quá trình phân huỷ của
nguyên liệu thực vật dài hơn so với phân (có thể tới hàng năm). Do vậy
nguyên liệu thực vật nên sử dụng theo cách nạp từng mẻ nhỏ, mỗi mẻ kéo dài
từ 3 – 6 tháng.
<L15)6&"r$Fs2%r0)H+)%2
*)&
1.1.3.1. Bản chất của phương pháp kỵ khí
Là các chất thải được phân hủy nhờ các vi sinh vật (VSV) trong điều
kiện hoàn toàn không có Oxi. Quá trình này được phân chia làm 2 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Các chất hữu cơ cao phân tử được vi sinh vật chuyển
thành các chất có trọng lượng thấp hơn axit hữu cơ, đường glyxerin ( được
gọi chung là hydratcacbon).
- Giai đoạn 2: Là giai đoạn phát triển mạnh các loại vi khuẩn metan để
chuyển hầu như toàn bộ các chất hydrat cacbon thành CH
4
, CO
2
.
4
Đầu tiên là sự tạo thành các axit hữu cơ nên pH giảm xuống rõ rệt ( lên
men axit). Các axit hữu cơ và hợp chất chứa nito tiếp tục phân hủy tạo thành
các hợp chất khác nhau và các chất khí như CO
2
, N
2
, H
2
và cả CH
4
( bắt đầu
lên men metan). Các VSV kỵ khí phát triển mạnh còn các VSV hiếu khí bị
tiêu diệt. Các vi khuẩn metan phát triển rất mạnh và chuyển hóa rất nhanh để
tạo thành CO
2
và CH
4
( giai đoạn lên men metan)
1.1.3.2. Cơ chế của sự tạo thành khí metan
- Giai đoạn 1: Các chất hữu cơ phân hủy thành các axit hữu cơ, CO
2
,
H
2
và các sản phẩm khác dưới tác dụng của enzym cellulosase:
CxHyOz → các axit hữu cơ, CO
2
, H
2
.
- Giai đoạn 2: Các axit hữu cơ, CO
2
, H
2
tiếp tục bị tác động bởi các vi
khuẩn metan:
CO
2
+ 4H
2
→ CH
4
+ 2H
2
O
CO + 3H
2
→ CH
4
+ H
2
O
4CO + 2H
2
→ CH
4
+ 3CO
2
4HCOOH → CH
4
+ 3CO
2
+ 3H
2
O
4CH
3
OH → 3CH
4
+ 2H
2
O + CO
2
CH
3
COOH → CH
4
+ H
2
O.
Như vậy biogas được hình thành trong môi trường kỵ khí dưới tác dụng
của enzym cellulosase và nhóm vi khuẩn metan, trong đó vai trò của enzym
cellulosase là phân hủy các chất hữu cơ thành các chất có phân tử thấp hơn,
các chất này nhờ nhóm vi khuẩn metan tác dụng với nhau tạo thành khí metan
có khả năng đốt cháy sinh năng lượng.
#26&3+$&
Việc sử dụng hầm khí sinh học xử lý chất thải chăn nuôi đã góp phần rất
lớn trong việc xử lý môi trường tại chỗ ở nông thôn, hạn chế ô nhiễm không
khí, giữ gìn cảnh quan, nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân; tạo sự
5
ổn định xã hội thông qua việc giải quyết những bức xúc của người dân trong
khu vực nông thôn về vấn đề ô nhiễm do chất thải trong chăn nuôi; giúp cho
người dân địa phương nâng cao năng lực, nhận thức và có ý thức thật sự quan
tâm đối với vấn đề chất thải nói riêng và vệ sinh môi trường nói chung Mặt
khác, cũng đã góp phần thúc đẩy chăn nuôi phát triển, mở rộng quy mô, hạn
chế dịch bệnh gia súc, gia cầm, đồng thời tiết kiệm chi phí chất đốt trong sinh
hoạt và thay thế một phần nguồn điện thắp sáng. Hiệu quả từ việc sử dụng
hầm biogas trong chăn nuôi đang là giải pháp đa tiện ích, không chỉ đem lại
lợi ích trước mắt mà còn góp phần giúp ngành chăn nuôi phát triển bền vững.
Do đó, hai lĩnh vực môi trường và kinh tế có được nhiều lợi ích nhất.
- Về lợi ích môi trường, khí methane sinh học (biomethane) là một loại
năng lượng sạch nhất tính đến ngày hôm nay. Methane là khí tạo ra ảnh
hưởng nhà kính gấp 21 lần khí cacbonic. Nếu methane không được thu hồi từ
các bãi rác, các đầm, phế thải… sẽ là một nguồn ô nhiễm ảnh hưởng đến hiệu
ứng nhà kính nhiều nhất.
Môi trường không còn mùi hôi thối, ruồi nhặng. Giảm lượng khí CO
2
thải ra môi trường do quá trình phân hủy chất thải của động vật. Theo ước
tính của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, nếu sử dụng tất cả nguồn nguyên liệu có thể
tạo ra khí sinh học để dùng trong vận chuyển thì lượng năng lượng này có thể
làm giảm 500 triệu tấn khí carbonic hàng năm.
Và một lợi ích không nhỏ cho môi trường nữa là, hệ thống sinh khí sẽ
giải toả được diện tích phế thải và tạo thêm nguồn thu nhập mới cho nông
dân.
Ngoài ra, hầm biogas còn có thể sử dụng kết hợp làm nhà cầu vệ sinh,
giúp cải thiện môi trường và văn hóa ở nông thôn văn minh hơn. Biogas cũng
góp phần làm giảm nạn phá rừng ở các nước đang phát triển.
- Đứng về phương diện kinh tế, biogas ngày càng tăng trưởng sẽ giúp
cho nhu cầu sử dụng năng lượng trong nước ổn định hơn và dần dần thay thế
một số lượng không nhỏ các loại năng lượng hoá thạch đang dùng. Kỹ thuật
sản xuất không phức tạp do đó có thể trải rộng khắp nông thôn. Đặc biệt nông
6
dân có thể dùng biogas trong phạm vi gia đình để có được độc lập về khí đốt
và phụ phẩm của việc chuyển đổi phân chuồng thành khí sẽ là một nguồn
phân bón hữu cơ rất thích hợp trong việc trồng trọt. Phụ phẩm khí sinh học có
2 dạng: nước thải lỏng gồm các chất hòa tan, lơ lửng dùng để bón thúc và phụ
phẩm đặc là phần lắng đọng ở đáy thiết bị khí sinh học chủ yếu dùng để bón
lót.
Mỗi năm chỉ tính riêng cho việc sử dụng khí đốt biogas và điện thắp
sáng, mỗi hộ gia đình nông thôn chỉ cần nuôi thường xuyên với qui mô 10 ÷
15 con lợn (heo) thịt là có đủ lượng nguyên liệu để cung cấp khí gas sử dụng
đun nấu và thắp sáng thoải mái. Có thể lắp thêm các thiết bị phụ khác để sử
dụng hết hiệu suất sinh khí như: Đèn thắp sáng, bình nóng lạnh dùng khí
biogas, đèn sưởi ấm cho lợn, máy phát điện dùng gas … Với cùng hiệu suất
sử dụng có giá thành rẻ hơn, an toàn hơn, bền hơn, lượng khí nhiều hơn. Sử
dụng chung với bể tự hoại gia đình. Không chỉ tiết kiệm được tiền điện để
đun nấu, việc lấy nước tưới chảy ra từ hầm Biogas để tưới cho cây trồng cũng
tiết kiệm được số tiền mua phân bón. Dùng biogas để chạy máy phát điện,
mỗi tháng có thể tiết kiệm được 7- 8 triệu tiền điện sinh hoạt cho cả trang trại,
tận dụng làm chất đốt phục vụ sinh hoạt hàng ngày, thậm chí còn dư thừa nữa.
Theo GS, TSKH Bùi Văn Ga, Thứ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo, chủ
nhiệm đề tài ứng dụng biogas để chạy động cơ diesel và sản xuất điện năng,
năng lượng tối đa của biogas gấp 20 lần so với thủy điện. “Theo tính toán của
chúng tôi khi sản xuất 1kw điện bằng biogas sẽ tiết kiệm được 0,4 lít xăng
dầu và giảm được 1kg CO2. Vì vậy, sau khi Dự án sản xuất điện năng qui mô
nhỏ bằng biogas hoàn thành sẽ góp phần tiết kiệm được 6.000 lít xăng dầu/
ngày, giảm phát thải 15 tấn CO2/ngày”
7
B,-$ 1q5)3+$& t2 uTE)M&
Bảng 1.1: Tiềm năng sản xuất khí sinh học sau năm 2010
M$/G!E
,
-$
=)8E
)5>-?
v
1
2
u
=
<
>)5?
\1!"#$
2
u=)8E
<
>-?
\1!"#$
2 u
=YZ>-?
Chất thải chăn nuôi 3.408 1.704
Phân lợn 24,20 100 2.420 1.210
Phân bò 14,40 40 576 288
Phân trâu 10,30 40 412 206
Phế thải nông nghiệp 2.960 1.480
Rơm 10,99 170 1.868 934
Các loại phế thải khác 4,55 240 1.092 546
Rác thải đô thị 290 155
Hà Nội 1,00 80 80 40
TP. Hồ Chí Minh 1,52 80 122 61
Hải Phòng 0,34 80 27 23,5
Đà Nẵng 0,36 80 29 14,5
Cần Thơ 0,40 80 32 16,0
Tổng cộng 6.658 3.339
( Nguồn: Viện Năng Lượng)
Chất thải chăn nuôi, rác thải đô thị và một số loại phế thải nông nghiệp
có thể sử dụng để sản xuất khí sinh học. Tổng sản lượng khí sinh học sẽ là
6.658 triệu m
3
/năm, trong đó 3.408 triệu m
3
/năm (51,2%) được sản xuất từ
chất thải chăn nuôi, 2.960 triệu m
3
/năm (44,5%) từ phế thải nông nghiệp và
8
290 triệu m
3
/năm (4,3%) từ rác thải đô thị.
Nguồn khí sinh học (biogas) từ bãi rác chôn lấp, phân động vật,
phụ phẩm nông nghiệp hiện mới chỉ được ứng dụng trong đun nấu, do đây là
nguồn năng lượng phân tán, khó sản xuất điện. Ước tính, cả nước có khoảng
35.000 hầm khí biogas phục vụ đun nấu gia đình với sản lượng 500-1.000 m
3
khí/năm cho mỗi hầm. Hiện tại, đang có một số thử nghiệm dùng biogas để
phát điện.
Năng lượng khí sinh học – biogas chưa đóng góp được nhiều cho nhu
cầu năng lượng của nước ta. Tuy nhiên chúng ta cũng cần triển khai những
hầm ủ khí sinh học vì công nghệ đó đơn giản và góp phần hữu hiệu trong việc
giải quyết vấn đề ô nhiễm rác và những chất thải nông nghiệp và công nghiệp
thực phẩm gây ra.
9J$$E3+$& TE)M&E&/
Qua tình hình nghiên cứu và phát triển năng lượng Biogas trên thế giới
trong những năm qua, hiện trạng các hệ thống công nghệ năng lượng Biogas
trên thế giới cũng như ở Việt Nam được phát triển theo mô hình VACB và ba
xu hướng phát triển công nghệ năng lượng Biogas chính như sau:
1. Xu hướng thứ nhất ở các nước công nghiệp phát triển phần lớn các cơ
sở sản xuất khí sinh học triển khai trên quy mô công nghiệp (ở các nhà máy
sản xuất khí sinh học cỡ lớn). Nguồn nguyên liệu chính được sử dụng là chất
thải của các thành phố, các khu công nghiệp và cả các phế liệu nông nghiệp.
Khí sinh học từ các nhà máy này được sử dụng làm nguyên liệu cung cấp cho
các nhà máy hóa chất, hoặc được sử dụng làm chất đốt phục vụ sinh hoạt.
2. Xu hướng thứ hai phát triển trên quy mô bán công nhiệp (ở những bể
sản xuất khí sinh học cỡ vừa). Các bể này phần lớn sử dụng các chất thải của
các xí nghiệp thực phẩm làm nguyên liệu. Khí sản xuất ra được dùng trực tiếp
để cung cấp năng lượng điện (cho các động cơ đốt trong), làm chất đốt sinh
hoạt, chế biến nông sản, làm nhiên liệu chạy các động cơ máy nông nghiệp.
Đại diện cho xu hướng này là Ấn Độ và một số nước Châu Á.
3. Xu hướng thứ ba phát triển trên quy mô các bể phân hủy cỡ nhỏ, phục
9
vụ nhu cầu chất đốt sinh hoạt và thắp sáng trong phạm vi từ 1 đến 3 gia đình.
Trong đó, ở Việt Nam hiện trạng công nghệ biogas đang ứng dụng mạnh
theo xu hướng thứ 2 và thứ 3. Trong đó xu hướng thứ 3 hiện đang phát triển
phổ biến và đã đem lại những hiệu quả nhất định trong những năm qua.
Hầm khí sinh học là thiết bị thực hiện quá trình biến đổi sinh khối
thành khí sinh học. Một trong các yêu cầu quan trọng nhất đối với hầm khí
sinh học là phải kín để các chủng vi khuẩn kỵ khí hoạt động bình thường tạo
ra metan.
Từ khi bắt đầu tìm ra khí sinh học đưa vào ứng dụng cho tới nay các mô
hình biogas đã không ngừng thay đổi nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng
lượng biogas đã được nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng, và cải tiến. Hiện
nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam đang sử dụng các loại hầm sinh khí có
nắp đậy di động, loại hầm sinh khí kiểu vòm cố định và loại hầm sinh khí
kiểu túi đều có cấu tạo gồm các thành phần chính là:
- Bộ phận phân huỷ: là nơi chứa nguyên liệu đảm bảo những điều kiện thuận
lợi cho quá trình phân huỷ kỵ khí sinh ra. Đây là bộ phận chủ yếu của thiết bị.
- Bộ phận chứa khí: khí sinh ra từ bộ phận phân huỷ được thu và chứa ở
đây. Yêu cầu cơ bản của bộ phận chứa khí là phải kín khí.
- Lối vào: Là nơi nạp nguyên liệu bổ sung vào bộ phận phân hủy.
- Lối ra: Nguyên liệu sau khi phân huỷ được lấy ra qua đây để nhường
chỗ cho nguyên liệu mới bổ sung vào.
- Lối lấy khí: khí được trích từ bộ tích khí tới nơi sử dụng qua lối lấy khí
này.
Hình
1.1: Loại hầm sinh khí kiểu túi
10
Hình1.2: Loại hầm sinh khí có nắp đậy di động
Hình
1.3: Loại
hầm sinh
khí kiểu vòm cố định
1.1.6.1. Hầm ủ nắp vòm cố định
Loại hầm này có phần chứa khí được xây dựng ngay trên phần ủ phân.
Do đó, thể tích của hầm ủ bằng tổng thể tích của 2 phần này. Hầm ủ có dạng
bán cầu được chôn hoàn toàn dưới đất để tiết kiệm diện tích và ổn định nhiệt
độ. Phần chứa khí được tô bằng nhiều lớp vữa để bảo đảm yêu cầu kín khí. Ở
phần trên có một nắp đậy được hàn kín bằng đất sét, phần nắp này giúp cho
thao tác làm sạch hầm ủ khi các chất rắn lắng đầy hầm. Loại hầm ủ này rất
phổ biến ở Trung Quốc, nhưng có nhược điểm là phần chứa khí rất khó xây
dựng và bảo đảm độ kín khí do đó hiệu suất của hầm ủ thấp.
Hiện nay, Viện năng lượng và trường Đại học Cần Thơ đã nghiên cứu và
11
thiết kế công trình xây dựng theo kiểu vòm cầu. Hầm nắp cố định vòm cầu
KT.1 và KT.2 là 2 thiết kế mẫu được xây dựng theo tiêu chuẩn ngành do Bộ
Nông nghiệp & PTNT ban hành.
Hình 1.4: Hầm nắp cố định vòm cầu kiểu KT.1
Kiểu KT.1 được thiết kế trên cơ sở kiểu thiết bị nắp cố định vòm cầu do
Viện Năng lượng nghiên cứu thiết kế, thử nghiệm từ 1984 trong khuôn khổ
một đề tài nghiên cứu cấp nhà nước đã được giám định năm 1990 và tiếp tục
cải tiến cho đến nay. Kiểu KT.1 được áp dụng trong trường hợp có nền đất
tốt, có thể đào sâu được, diện tích mặt bằng hẹp.
Kiểu KT.2 được thiết kế trên cơ sở kiểu TG – BP được phổ biến ở Thái
Lan trong khuôn khổ dự án hợp tác giữa Thái Lan và Đức và được Đại học
Cần Thơ ứng dụng ở phía nam trong nhiều năm nay. Kiểu KT.2 thì ngược lại,
nó được áp dụng cho những địa bàn có nền đất yếu, nước ngầm nhiều, khó
đào sâu, diện tích mặt bằng rộng.
Hình 1.5: Hầm nắp cố định vòm cầu kiểu KT.2
f
- Tiết kiệm vật liệu xây dựng so với hình hộp có cùng một thể tích vì nó
12
có diện tích bề mặt nhỏ hơn.
- Tiết kiệm diện tích vì sau khi xây dựng lấp đất có thể trồng rau hoặc
làm chuồng trại trên đó.
- Không có góc cạnh nên dễ xử lý kín nước, kín khí.
- Lực tác động lên mọi điểm trên vòm bể là như nhau nên ít khi xảy ra
nứt công trình khi đi vào sử dụng.
- Sinh khí tốt vì mọi nơi trong hầm đều tham gia tạo khí.
- Ít tạo váng trên bề mặt nguyên liệu.
- Có bản vẽ thiết kế chính xác.
M"#
- Kiểu mới lạ, thiết kế phức tạp nên khi thi công đòi hỏi thợ xây phải
được đào tạo.
- Giá thành cao ( 7 – 15 triệu đồng/hầm), tuỳ theo kích cỡ.
M$/G!.+H)v$6&2 u
- Giai đoạn 1: Giai đoạn tích trữ khí
Ở trạng thái ban đầu chưa có khí, bề mặt dịch phân hủy ngang bằng với
đáy bể điều áp (đây được gọi là mức số không). Khi khí sinh ra tích lại trên bề
mặt dịch phân hủy, lượng khí càng ngày càng nhiều đẩy dịch phân hủy tràn ra
ngoài và được tích lại ở bể điều áp. Bề mặt dịch phân hủy ở bể phân hủy hạ
dần xuống, đồng thời bề mặt dịch phân hủy ở bể điều áp dâng dần lên. Độ
chênh giữa 2 bề mặt này thể hiện áp suất khí. Khí càng sinh ra nhiều thì áp
suất càng tăng. Cuối cùng mực chất lỏng ở bể điều áp dâng lên tới mức cao
nhất là mức xả tràn và mực chất lỏng trong bể phân hủy hạ xuống mức thấp
nhất. Lúc này áp suất khí đạt giá trị lớn nhất ( P = P max)
- Giai đoạn 2: Giai đoạn xả khí
Khi lấy khí ra sử dụng, chất lỏng từ bể điều áp lại dồn về bể phân hủy.
Bề mặt dịch phân hủy ở bể điều áp hạ dần xuống, đồng thời bề mặt dịch phân
hủy ở bể phân hủy nâng dần lên. Độ chênh giữa hai bề mặt này giảm dần và
do đó áp suất khí cũng giảm dần. Cuối cùng khi độ chênh giữa 2 bề mặt dịch
phân hủy bằng không, thiết bị trở lại trạng thái ban đầu của chu trình hoạt
13
động, áp suất khí bằng 0 ( P = 0) và dòng khí chảy ra nơi sử dụng ngừng lại.
1.1.6.2. Hầm ủ nắp trôi nổi
Loại hầm này rất phổ biến ở Ấn Độ, còn gọi là hầm ủ kiểu KVIC ( được
thiết kế bởi Khadi and Village Industries Commission). Gồm có một
phần hầm hình trụ xây bằng gạch hoặc bêtông lưới thép và một chuông chứa
khí trôi nổi trên mặt của hầm ủ. Chuông chứa khí thường được làm bằng thép
tấm, bêtông lưới thép, bêtông cốt tre, chất dẻo hoặc sợi thủy tinh.
f
- Cấu trúc gọn.
- Chiếm ít diện tích xây dựng.
M"#
- Giá thành cao.
- Loại hầm ủ này bị ảnh hưởng nhiều bởi các nhân tố môi trường như
nhiệt độ. Nắp hầm ủ dễ bị ăn mòn (trong trường hợp làm bằng sắt tấm), hoặc
bị lão hóa (trong trường hợp làm bằng chất dẻo).
- Áp suất gas thấp do đó bất tiện trong việc thắp sáng, đun nấu để
khắc phục nhược điểm này người ta thường treo thêm vật nặng vào nắp hầm
ủ.
1.1.6.3. Túi biogas bằng nylon polyethylene (PE)
f
- Đơn giản trong lắp đặt.
- Vận hành đơn giản.
- Sửa chữa dễ dàng, không cần tay nghề cao.
- Giá thành thấp ( trên dưới 2 triệu đồng/túi).
M"#
- Phải tránh nắng và tác động cơ học làm rách.
1.1.6.4. Hầm biogas phủ bạt nhựa HDPE
Các công nghệ biogas đã nêu chỉ thích hợp cho các cơ sở sản xuất, chăn
nuôi nhỏ và vừa với số lượng chất thải ít. Ở các cơ sở sản xuất lớn, chăn nuôi
tập trung công nghiệp quanh thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh phụ cận đã
14
sử dụng túi nhựa dẻo như HDPE làm bạt phủ để thu biogas và xử lý chất thải
làm giảm ô nhiễm môi trường. Kết quả đã cho thấy thành công cao và có
nhiều triển vọng cho các trang trại với số đầu gia súc lớn có hàng ngàn gia
súc, các nhà máy chế biến có lượng nước thải hàng ngàn khối. Loại nhựa này
có tuổi thọ và độ bền cao (10-15 năm). Tuy đầu tư tốn kém, nhưng giá thành
tính trên đơn vị thể tích hố ga lại rất rẻ.
Ưu điểm
- Vận hành đơn giản.
- Bảo trì dễ.
- Dễ thay thế, sửa chữa.
- Cung cấp lượng gas lớn cho vận hành máy phát điện.
Nhược điểm
- Đầu tư lớn.
- Hiệu suất sinh gas kém.
Xã Xuân Quan thuộc địa phận tỉnh Hưng Yên nằm trên nền đất phù sa
được bồi tụ lâu năm, nền đất tốt, dân số khá đông, việc chăn nuôi chủ yếu là
theo hộ gia đình với quy mô từ khoảng 15 đến 30 con heo nên khi áp dụng mô
hình bề khí sinh học biogas thì rất phù hợp với loại hầm nắp cố định vòm kiểu
KT.1. Vì có thể tiết kiệm vật liệu xây dựng so với hình hộp có cùng một thể
tích vì nó có diện tích bề mặt nhỏ hơn, tiết kiệm diện tích vì sau khi xây dựng
lấp đất có thể trồng rau hoặc làm chuồng trại trên đó, không có góc cạnh nên
dễ xử lý kín nước, kín khí, ít khi xảy ra nứt công trình khi đi vào sử dụng,
sinh khí tốt vì mọi nơi trong hầm đều tham gia tạo khí, ít tạo váng trên bề mặt
nguyên liệu, có bản vẽ thiết kế chính xác.
CaMMOaw\xPMOn\aMoLaYO[\ya
awM[ziOa{a
C$E |4}$2 u3+$& )HE)M&
Có hai xu hướng chính sản xuất ứng dụng biogas tại Việt Nam: (i) sử
dụng biogas phục vụ đun nấu và phát điện cho chiếu sáng ở quy mô hộ gia
đình và (ii) sử dụng biogas cho phát điện và làm nhiên liệu/sưởi ở một quy
15
mô lớn hơn (quy mô công nghiệp).
Ở quy mô hộ gia đình, hiện nay có khoảng 500.000 hầm phân hủy
biogas. Tuy nhiên hầu hết các hầm này đều có quy mô nhỏ (dưới 10m3) được
xây dựng bởi các hộ gia đình. Riêng chương trình Khí sinh học cho ngành
chăn nuôi Việt Nam, do chính phủ Hà Lan tài trợ, tính đến năm 2011 đã xây
được 15.678 hầm quy mô nhỏ. Mặc dù không có con số chính thức, nhưng
người ta ước tính rằng có chưa đến 100 hầm biogas thương mại, với dung tích
khoàng 100 – 200m3, trong số đó hầu hết đều được khai thác bởi các trang
trại nuôi lợn. Hiện nay có khoảng 17.000 trang trại lợn (với hơn 500 con lợn
mỗi trang trại), và dưới 0,3% trong số đó có hầm biogas. Do việc thi hành luật
vệ sinh môi trường nghiêm ngặt hơn, nhiều trang trại trong số này sẽ cần đến
các hầm phân hủy biogas tại chỗ trong tương lai.
Xét về mặt công nghệ, hầu hết các hầm ủ nhỏ là loại hầm vòm cố định.
Đối với các hầm ủ trung bình và lớn hơn, phổ biến nhất là các hồ kỵ khí phủ
bạt có thể tích nằm trong khoảng 300 – 190.000 m3. Các hồ phủ bạt kỵ khí
này thường được sử dụng bởi các trang trại lớn, các nhà máy công nghiệp
hoặc các khu chứa rác thải đô thị.
Ở quy mô lớn hơn (quy mô công nghiệp), người ta ước tính rằng có hàng
chục nhà máy sản xuất biogas trên khắp Việt Nam. Mục đích chính của sản
xuất biogas là phát điện phục vụ cho tự dùng của nhà máy hoặc để sấy sản
phẩm (mục đích sử dụng nhiệt). Cho đến nay, vẫn chưa có nhà máy sản xuất
biogas nào được nối lưới vào lưới điện quốc gia.
Vĩnh Phúc là xã dẫn đầu huyện Vĩnh Lộc về phát triển chăn nuôi lợn
ngoại với 25 trang trại đạt tiêu chí theo Thông tư số 27 của Bộ Nông nghiệp
và Phát triển nông thôn và 15 gia trại chăn nuôi tập trung theo quy hoạch,
cách xa khu dân cư. Ông Lê Minh Thành, ở thôn Đồng Minh, xã Vĩnh Phúc,
cho biết: trước đây toàn bộ chất thải chăn nuôi không qua xử lý đều được xả
thẳng ra vườn gây mất vệ sinh và gây ô nhiễm môi trường. Từ ngày xây được
hầm biogas, nguồn chất đốt của gia đình lúc nào cũng dồi dào không lo bị
thiếu nữa. Mỗi tháng, gia đình tiết kiệm được từ 250.000 đến 500.000 đồng
tiền điện, nhờ sử dụng gas đun nấu và các bếp sưởi bằng biogas cho lợn con
16
thay cho việc sưởi bằng bóng đèn hồng ngoại 200W. Môi trường xung quanh
khu vực chăn nuôi của gia đình ông bây giờ không còn mùi hôi như trước đây
nữa. Bên cạnh đó, nguồn chất thải từ hầm biogas gia đình tận dụng làm phân
để bón cho cây trồng, phục vụ sản xuất nông nghiệp sạch, an toàn. Theo
thống kê của UBND xã, đến nay toàn xã đã có 81/101 hộ chăn nuôi gia trại
trong khu dân cư xây dựng hầm biogas (đạt tỷ lệ trên 80%) và 30/40 trang
trại, gia trại tập trung theo quy hoạch xây dựng hệ thống biogas (đạt tỷ lệ
75%). Các gia đình đã xây dựng, lắp đặt và đưa vào sử dụng hệ thống biogas
đều cho thấy hiệu quả, hàng tháng đã tiết kiệm được chi phí mua gas, điện
thắp sáng và sưởi ấm cho lợn con.
CC$E |4}$2 u3+$& )8G)0$
Các hệ thống nghiên cứu đầu tiên về sản xuất khí sinh học bắt đầu là của
mộ nhà khoa học người ý Allesandro volta. Vào những năm 1770 ông đã để ý
đến khí đầm lầy trong bể trầm tích của các hồ ở miền bắc Italy. Sau đó ông đã
thí nghiệm về sự cháy của khí này. Và từ đó có rất nhiều nghiên cứu của
Faraday, Pasteur… dần dần cùng với sự phát triển của công nghệ, hệ thống kỵ
khí được lan rộng ra khắp thế giới từ Đức, Ấn Độ,… và ngày càng đa dạng
hơn về cách thức, nguyên liệu với mục đích chủ yếu là để đốt sưởi và chiếu
sáng. không những thế trong chiến tranh thế giới thứ 2 Đức sử dụng đây như
một nguồn năng lượng đáp ứng nhu cầu khí đốt.
Sau chiến tranh thế giới thứ 2, nông nghiệp được cho là một nhà cung
cấp tiềm năng của các khí sinh học, đó là nguồn chất thải gia súc. Từ đây, các
nước phát triển đã áp dụng mô hình này với quy mô rất lớn đáp ứng một
nguồn năng lượng đáng kể cho quốc gia. Ngày nay, hầu hết các nước trên thế
giới đã áp dụng rất thành công mô hình này, đặc biệt trong linh vực nông
nghiệp, vừa đảm bảo nguồn năng lượng vừa giảm ô nhiễm môi trường.
17
f]MOaaajMkMOzawM~yMO\xPMO
MkMOflMOLaYO[\d•c€MVc[MchwMkMOa[MO
•MfMOh‚M
CƒMOaMcMOj•„•c€MVc[M
C^,E)QG
Xã Xuân Quan là đơn vị hành chính thuộc huyện Văn Giang tỉnh Hưng
Yên, là huyện cực tây bắc tỉnh Hưng Yên. Phía bắc, tây, nam xã đều giáp
huyện Gia Lâm thành phố Hà Nội, phia bắc là xã Bát Tràng được ngăn cách
bởi con sông đào Bắc Hưng Hải, phía tây là xã Kim Lan, phía nam là xã Văn
Đức, phía đông giáp xã Đa Tốn, xã Phụng Công.Xã Đa Tốn cũng thuộc
huyện Gia Lâm, xã Xuân Quan chỉ giáp với xã Phụng Công là thuộc huyện
Văn Giang. Có thể nói xung quanh xã Xuân Quan đều là địa phận Hà Nội.
Xã Xuân Quan chia làm 12 thôn, thôn 1,2,3 thì nằm ở trong con đê sông
Hồng, còn lại từ thôn 4 đến thôn 12 ở ngoài đê.
Diện tích của xã là khoảng 7 km
2
với dân số khoảng 11000 người.
CC^,E)0
Nằm ở vị trí rất thuận lợi với 2 con đường xuyên qua, con đường 195
xuyên suốt từ cầu Chương Dương về tới cống Bắc Hưng Hải, con đường
xuyên qua xã lối từ phà Khuyến Lương hướng về thị xã Hưng Yên. Việc giáp
với 1 làng gốm cổ truyền nổi tiếng Bát Tràng đã giải quyết được việc làm
đáng kể. Hiện tại, khu đô thị ecopark nằm trong địa phận xã đang được thi
công và hoàn thiện cũng là một điều kiện rất tốt để phát triển. Hơn nữa, xã
còn tiếp thu và phát triển về cây cảnh bonsai từ xã Phụng Công và rau sạch từ
xã Văn Đức, đây là 2 xã đã có nhiều năm kinh nghiệm, phát triển và có
thương hiệu. Nơi đây thực sự có nhiều lợi thế để phát triển nền kinh tế đa
dạng.
Trong những năm gần đây, xã Xuân Quan là một trong những vùng có
sự phát triển vượt bậc trên tất cả các lĩnh vực. Tốc độ phát triển kinh tế cao
kéo theo mức tăng trưởng bình quân đạt 10%/năm, cơ cấu chuyển dịch kinh tế
18
có sự chuyển biến nhanh, đáp ứng nhu cầu phát triển, cụ thể là: công nghiệp -
xây dựng chiếm 40%, thương mại - dịch vụ chiếm 37,4%, nông - lâm nghiệp
chiếm 22,6%.
Thu nhập bình quân đầu người đạt 15,2 triệu đồng/năm. Năm 2010, tốc
độ tăng trưởng GDP của xã đạt xấp xỉ 11%.
Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp - xây dựng: Bình quân trong 5 năm
(2006-2010) tăng 10,86%; 3 năm gần đây, tăng trưởng bình quân đạt 11,6%,
ngành cơ khí, sản xuất nguyên vật liệu tăng 10-13%. Hiện xã Xuân Quan có
15 dự án, trong đó lớn nhất là khu đô thị ecopark, một vài dự án khác như
công ty sản dược Nhất Nhất,… trong đó, 7 dự án đang hoạt động thu hút
khoảng 300 lao động.
Thương mại - dịch vụ: Tốc độ tăng trưởng bình quân 13,5%; trong 3 năm
gần đây tăng 15,3%. Hiện nay, trên địa bàn xã có 5 doanh nghiệp tổ chức
tham gia hoạt động kinh doanh.
Về du lịch: không đáng kể, danh lam thắng cảnh: có đình làng được xếp
vào di tích quốc gia.
Về nông nghiệp: Tỷ trọng cơ cấu ngành nông nghiệp giảm mạnh từ 19%
năm 2008 còn 12,6% năm 2010. Giá trị 1 ha canh tác năm 20010 đạt 42 triệu
đồng (năm 2008 đạt 26 triệu đồng). Kinh tế trang trại và hộ gia đình phát triển
mạnh đem lại hiệu quả cao. Hiện nay, trên địa bàn xã đã có 11,4ha đất nông
nghiệp đạt giá trị kinh tế cao (cho thu nhập từ 75 - 80 triệu đồng/ha/năm); 9
trang trại chăn nuôi, trong đó có 4 trang trại lợn, 5 trang trại gia cầm (4 trang
trại gà, 1 trang trại nuôi vịt đẻ trứng) cho thu nhập bình quân 100-200 triệu
đồng/1 trang trại gia cầm/năm và 400-500 triệu đồng/1 trang trại lợn/năm.
C<^,Eq…v
Lĩnh vực văn hóa, xã hội trong vùng phát triển khá đồng đều, an ninh
chính trị được giữ vững; trật tự xã hội đảm bảo. Trong xã, mỗi thôn đã xây
dựng được một nhà văn hoá, mọi con đường trong xã đều được làm bằng bê
tông. Hội làng mỗi năm tổ chức một lần, mỗi thôn đều có các tổ văn nghệ,
thường xuyên tổ chức các hoạt động kỉ niệm, chào mừng. Hội nông dân, hội
19
phụ nữ thu hút đông đảo hội viên và thường xuyên họp mặt trao đổi kinh
nghiệm…Một số nghề thủ công vẫn được lưu truyền nhưng với quy mô hộ
gia đình.
Về giáo dục: Chất lượng giáo dục và đào tạo của xã luôn được nâng cao
với 99% giáo viên các cấp học đạt chuẩn và trên chuẩn.Xã có 1 trường cấp1,
1 trường cấp 2 đều đạt tiêu chuẩn cấp quốc gia. Số học sinh giỏi và học sinh
thi đỗ đại học, cao đẳng hàng năm đạt 20%.
Về y tế: Chất lượng đội ngũ cán bộ y tế của xã Xuân Quan được từng
bước nâng cao, cơ sở vật chất tuyến cơ sở từng bước được đầu tư hiện đại.
Công tác y tế và chăm sóc sức khỏe nhân dân được chăm lo chu đáo.
CCajMkMOzawM~yMO\xPMOMkMOflMO
LaYO[\d•„•c€MVc[MchwMkMOa[MO•MfMOh‚M
CC,-$23+$& )D+H)v$-J% +H)
Khí biogas thì được sinh ra từ ra quá trình phân hủy của các chất hữu cơ
như phân người và động vật, bèo, rơm rạ, lá cây… nên để thuận tiện cho việc
điều tra, đồng thời đảm bảo chính xác trong việc tinh toán thì trong nghiên
cứu này chỉ xem xét khí biogas từ hoạt động chăn nuôi và chất thải của người.
Thông qua quá trình điều tra, thu thập, tổng hợp được bảng sau:
Bảng 2.1. Thống kê số lượng đàn gia súc, gia cầm năm 2013
STT Thôn
Lợn
(con)
Gia cầm
(con)
Trâu
(con)
Bò (con)
1 1 300 1100 3 15
2 2 130 200 4 6
3 3 100 200 2 2
4 4 300 250 4
5 5 150 480 3 12
6 6 200 580 20
7 7 300 400 6
8 8 200 1000 5
9 9 300 500
10 10 30 1500 5 9
11 11 200 900 2 10
12 12 400 700 4
Toàn xã 2610 8210 19 93
(Nguồn: tác giả điều tra)
20
Qua bảng trên có thể thấy đây là một xã có hoạt động chăn nuôi khá
mạnh với số lượng đàn gia súc, gia cầm là tương đối lớn, 2610 con lợn và
8210 con gà. Đàn lợn tập trung chủ yếu ở các thôn 1, 4, 7, 9, 12, các thôn 1, 8,
10 cũng nuôi rất nhiều gà. Có thể thấy đây là điều kiện rất tốt để phát triển mô
hình khí sinh học.
L1$CC$G4N )+%q…-C:<
STT Thôn
Diện tích
(km
2
)
Dân số
TB(người)
Mật độ dân
số(người/km
2
)
1 1 0.84 1100 1309.52
2 2 0.71 750 1056.34
3 3 0.63 650 1031.75
4 4 0.35 1450 4142.86
5 5 0.69 580 840.58
6 6 0.47 680 1446.81
7 7 0.68 620 911.76
8 8 0.42 1030 2425.38
9 9 0.37 870 2352.35
10 10 0.53 1600
3018.87
11 11 0.86 940 1093.02
12 12 0.51 730 1431.37
Toàn xã 7.06 11000 1558.07
(Nguồn: tác giả điều tra)
Với diện tích 7,06 km
2
xã Xuân Quan có dân số 11000 người cho thấy
đây là một khu vực có mật độ dân số khá đông 1558,07 ngườikm
2
. Dân số tập
trung đông nhất ở thôn 1, 4, 8 và 10.
^F$F),-$-$!"#$L+$& 6&q…
Với số lượng đàn vật nuôi lớn mang lại một tiềm năng năng lượng
biogas rất lớn, để tính toán được tiềm năng này, ta tính toán tiềm năng lý
thuyết và tiềm năng kỹ thuật về năng lượng Biogas ở xã Xuân Quan:
Đầu tiên, ta xem xét bảng 2.3 để thấy được lượng phân tươi và lượng khí
thu được từ 1 vật nuôi hoặc 1 người trong 1 ngày. Nhận thấy, trâu thải ra
lượng phân lớn nhất, cũng tạo ra lượng khí lớn nhất, sau đó đến bò, lợn.
Bảng 2.3. Hệ số tính toán lượng phân tươi và lượng khí thu được từ 1
vật nuôi hoặc 1 người trong 1 ngày
21
Đơn vị Trâu Bò Lợn Gia cầm Người
Lượng phân tươi Kg/con.ngày 15 10 2 0.02 0.14
Lượng khí thu được lít/con.ngày 375 250 100 1.2 9
( Nguồn: Viện Khoa học năng lượng ).
Từ bảng 2.3, ta tính toán TN lý thuyết theo công thức sau:
TN lý thuyết= số lượng vật nuôi ×365× lượng khí thu được trong 1 ngày/ 10
6
.
Sau quá trình tính toán, ta được bảng 2.4
Bảng 2.4. Tiềm năng lS thuyết về sản lượng khí biogas do chất thải
của người và gia súc sinh ra ( 1000m
3
khí/năm)
Trâu Bò Lợn Gia cầm Người Tổng
Tổng số 19 93 2610 8210 11000
TN lý thuyết 2.601 8.486 95.265 3.596 36.135 146.083
Với số lượng đàn gia súc, gia cầm lớn thì theo, tiềm năng lý thuyết về
sản lượng khí biogas do chất thải của người và gia súc sinh ra là
146,083(1000m
3
/năm). Trong đó, đàn lợn có tiềm năng lý thuyết lớn nhất là
95,256(1000m
3/
năm).
Từ số liệu tính toán trên về tiềm năng lý thuyết về sản lượng khí biogas
do chất thải của các loại vật nuôi, ta có biểu đồ 2.1
22
