Đánh giá tiềm năng xây dựng mô hình đô thị sinh khối thành phố thái nguyên, tỉnh thái nguyên khoa học môi trường

3ĐẠI HỌC THÁI
NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TRẦN THỊ THÙY

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH
ĐÔ THỊ SINH KHỐI THÀNH PHỐ THÁI
NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
MÔI TRƯỜNG

THÁI NGUYÊN, 2014


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TRẦN THỊ THÙY

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH
ĐÔ THỊ SINH KHỐI THÀNH PHỐ THÁI
NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
MÔI TRƯỜNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. HÀ XUÂN LINH

THÁI NGUYÊN, 2014


i

LỜI CAM ĐOAN
- Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là
trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
- Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn
đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ
rõ
nguồn gốc.
Thái Nguyên, ngày 10 tháng 11 năm 2014
Tác giả luận văn

TRẦN THỊ THÙY


ii

LỜI CẢM ƠN
Được sự đồng ý của Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên, khoa Sau đại học và thầy giáo hướng dẫn khoa học.TS. Hà Xuân
Linh, tôi tiến hành thực hiện đề tài:“Đánh giá tiềm năng xây dựng mô hình
đô thị sinh khối thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên” Để hoàn thành
được luận văn tốt nghiệp, tôi đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy
giáo.TS. Hà Xuân Linh, sự giúp đỡ của lãnh đạo các xã, phường trên địa bàn
thành phố Thái Nguyên nơi tôi thực hiện đề tài.
Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến.TS. Hà Xuân
Linh- thầy giáo hướng dẫn khoa học cùng toàn thể các thầy cô, cán bộ khoa

Tài Nguyên và Môi trường, khoa Sau đại học, Trường Đại học Nông lâm - Đại
học Thái Nguyên.
Tôi xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô trường Đại học Nông lâm
Thái Nguyên đã tận tình dạy bảo cho tôi trong suốt thời gian học tập tại
trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp và những người
thân trong gia đình đã động viên khuyến khích và giúp đỡ tôi trong suốt
quá trình học tập cũng như hoàn thành luận văn.
Do thời gian có hạn, năng lực còn hạn chế nên bản luận văn không thể
tránh khỏi những thiết sót. Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp
của quý thầy cô và các bạn đồng nghiệp để bản luận văn của tôi được hoàn
thiện hơn.
Thái Nguyên, ngày 10 tháng 11 năm 2014
Tác giả luận văn

Trần Thị Thùy


3

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
NN&PTNT : Nông nghiệp và phát triển nông thôn
TS

: Tiến sĩ

QĐ

: Quyết định NQ

: Nghị quyết UBND

: Ủy

ban nhân dân
HĐND

: Hội đòng nhân dân

CT

: Chỉ thị

TW

: Trung ương

NLSK

: Năng lượng sinh khối

CDM : Cơ chế phát triển sạch
TOE

: Tấn dầu tương đương

CN

: Công nghiệp

TTCN

: Tiểu thủ công nghiệp

PP

: Phụ phẩm

CT

: Chất thải

PTNT

: Phát triển nông thôn

KSH

: Khí sinh học

IEA

: Cơ quan năng lượng quốc tế

LPG

: Khí hóa lỏng dầu mỏ

VLXD

: Vật liệu xây dựng NLTT

: Năng lượng tái tạo
SIDA

: Tổ chức hợp tác phát triển quốc tế Thụy Điển

TPTN

: Thành phố Thái Nguyên

TCMT

: Tổng cục môi trường


4

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN............................................................................................... ii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... iii
MỤC LỤC ................................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................... ix
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài..............................................................................
1
2. Mục đích của đề tài ....................................................................................
3

3. Những yêu cầu của đề tài ...........................................................................
3
4. Ý nghĩa của đề tài....................................................................................... 3
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................... 5
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài ........................................................................
5
1.1.1. Cơ sở pháp lý ....................................................................................... 5
1.1.2. Cơ sở lý luận ........................................................................................ 6
1.1.2.1. Sinh khối ........................................................................................... 6
1.1.2.2. Năng lượng sinh khối ........................................................................ 8
1.1.2.3. Tiềm năng sinh khối ..........................................................................
9
1.1.2.4. Nguồn sinh khối ................................................................................ 9
1.1.2.5. Những thách thức về việc sử dụng năng lượng sinh khối .................
15
1.2. Cơ sở thực tiễn ......................................................................................
17


5

1.2.1. Hiện trạng sử dụng năng lượng sinh khối trên thế giới .......................
17
1.2.2. Hiện trạng sử dụng năng lượng sinh khối ở Việt Nam ........................
20
1.2.2.1. Tiềm năng........................................................................................ 20
1.2.2.2. Hiện trạng ........................................................................................
22

6

1.2.2.3. Ứng dụng của sinh khối ................................................................... 26
1.2.3. Các Dự án sinh khối tại Việt Nam ...................................................... 27
1.3. Các nghiên cứu tương tự........................................................................ 28
Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............... 29
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.......................................................... 29
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .......................................................... 29
2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 29
2.3.1. Một số đặc điểm chính về tình hình tự nhiên và kinh tế, xã hội của địa
bàn nghiên cứu .............................................................................................
29
2.3.2. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tác động đến đề tài
nghiên cứu.................................................................................................... 29
2.3.3. Đánh giá tiềm năng phát sinh sinh khối của thành phố Thái Nguyên ..
29
2.3.4. Các vấn đề phát sinh liên quan đến hiện trạng sử dụng nguồn sinh khối
thành phố Thái Nguyên ................................................................................
29
2.3.5. Đánh giá các lợi ích của mô hình sinh khối và Đề xuất mô hình đô thị
sinh khối của thành phố Thái Nguyên ..........................................................
29
2.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu............................................. 30
2.4.1. Cách tiếp cận ...................................................................................... 30
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................
30
2.4.2.1. Thu thập số liệu sơ cấp .................................................................... 30
2.4.2.2. Thu thập số liệu thứ cấp................................................................... 32
2.4.2.3. Phương pháp tính toán và ước lượng sinh khối ................................
32

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...................................................... 35
3.1. Một số đặc điểm chính về tình hình tự nhiên và kinh tế, xã hội của tỉnh


7

Thái Nguyên................................................................................................. 35
3.1.1. Điều kiện tự nhiên của thành phố Thái Nguyên .................................. 35
3.1.1.1. Vị trí địa lý ...................................................................................... 35


8

3.1.1.2. Địa hình, thổ nhưỡng ....................................................................... 36
3.1.1.3. Đặc điểm thời tiết và khí hậu ........................................................... 37
3.1.2. Tình hình nhân khẩu và lao động của thành phố Thái Nguyên............ 38
3.1.3. Hệ thống cơ sở hạ tầng ....................................................................... 39
3.2. Đánh giá thuận lợi, khó khăn về kinh tế - xã hội của Thành phố Thái
Nguyên tác động đến đề tài nghiên cứu ........................................................
41
3.2.1. Cơ cấu kinh tế..................................................................................... 41
3.2.2. Những lợi thế về kinh tế - xã hội ........................................................ 42
3.2.3. Những thuận lợi trong việc sử dụng nguồn sinh khối.......................... 44
3.2.4. Những khó khăn đối với việc sử dụng nguồn sinh khối ...................... 44
3.3. Đánh giá tiềm năng sinh khối tại Thái Nguyên ...................................... 45
3.3.1. Sinh khối chất thải .............................................................................. 45
3.3.1.1. Chất thải sinh hoạt ........................................................................... 45
3.3.1.2. Chất thải chăn nuôi .......................................................................... 47
3.3.2. Sinh khối nông nghiệp ........................................................................ 50
3.3.3. Sinh khối cây trồng lâm nghiệp .......................................................... 56

3.4. Các vấn đề phát sinh liên quan đến hiện trạng sử dụng nguồn sinh khối
thành phố Thái Nguyên ................................................................................
58
3.4.1. Hiện trạng sử dụng sinh khối .............................................................. 58
3.4.2. Đánh giá tính hiệu quả của các mô hình sinh học đang sử dụng.......... 59
3.4.2.1. Mô hình biogas ................................................................................ 59
3.4.2.2. Phương pháp đốt..............................................................................
59
3.4.2.3. Phương pháp ủ phân compos ...........................................................
60
3.4.2.4. Phương pháp chôn lấp .....................................................................
60


9

3.5. Lợi ích của mô hình đô thị sinh khối và đề xuất mô hình đô thị sinh khối
cho thành phố Thái Nguyên..........................................................................
61
3.5.1. Lợi ích của mô hình đô thị sinh khối................................................... 61


vii

3.5.1.1. Lợi ích môi trường........................................................................... 61
3.5.1.2. Lợi ích kinh tế ................................................................................. 61
3.5.1.3. Lợi ích xã hội .................................................................................. 63
3.5.2. Đề xuất mô hình đô thị sinh khối cho thành phố Thái nguyên ............ 63
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 67
1. Kết luận .................................................................................................... 67

2. Kiến nghị.................................................................................................. 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO
I. Tiếng Việt
II. Tiếng Anh và tài liệu dịch
III. Tài liệu Internet
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Một số hình ảnh về sinh khối
Phụ lục 2: Một số hình ảnh về các hình thức sử dụng sinh khối
Phụ lục 3: PHIẾU ĐIỀU TRA


8

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Tiềm năng sinh khối gỗ năng lượng ............................................. 20
Bảng 1.2: Tiềm năng sinh khối phụ phẩm nông nghiệp ................................ 21
Bảng 1.3: Tiềm năng lý thuyết KSH từ phụ phẩm nông nghiệp .................... 21
Bảng 1.4: Tiềm năng etanol.......................................................................... 22
Bảng 1.5: Vai trò của năng lượng sinh khối trong tổng tiêu thụ năng lượng .......
23
Bảng 1.6: Sử dụng sinh khối theo lĩnh vực ................................................... 23
Bảng 1.7: Sử dụng sinh khối theo năng lượng cuối cùng .............................. 24
Bảng 1.8: Các dạng sinh khối khả dụng dùng cho phát điện năm 2005......... 26
Bảng 2.1: Hệ số phân tiêu chuẩn khối lượng ................................................ 34
Bảng 3.1: Tình hình dân số và lao động của thành phố Thái Nguyên trong 3
năm (2010 - 2012) .........................................................................
38
Bảng 3.2: Ước tính dân số và lượng chất thải phát sinh của thành phố Thái
Nguyên đến năm 2020................................................................... 46
Bảng 3.3: Số lượng vật nuôi hàng năm của thành phố Thái Nguyên............. 47

Bảng 3.4: Số lượng vật nuôi trên địa bàn thành phố Thái Nguyên năm 2013
......48
Bảng 3.5: Tiềm năng sinh khối phụ phẩm chăn nuôi thành phố Thái Nguyên
năm 2013 ......................................................................................
49
Bảng 3.6: Diện tích gieo trồng hàng năm của một số loại cây trồng nông
nghiệp thành phố Thái Nguyên......................................................
51
Bảng 3.7: Hệ thống cây trồng nông nghiệp thành phố Thái Nguyên
năm 2013 ...................................................................................... 53
Bảng 3.8: Sinh khối cho sản phẩm phụ từ sản xuất trồng trọt .......................
55


9

Bảng 3.9: Quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp theo 3 loại rừng năm 2013 ....
57
Bảng 3.10: Dự kiến sinh khối từ lâm nghiệp đến năm 2020 ......................... 57
Bảng 3.11: các hình thức sử dụng sinh khối hiện tại ..................................... 58
Bảng 3.12: Năng suất phát thải CH4 đối với các loại phụ phẩm khác nhau ... 62


10

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1: Bản đồ hành chính thành phố Thái Nguyên .................................. 35
Hình 3.2: Biểu đồ cơ cấu kinh tế thành phố Thái Nguyên năm 2013 ............ 41
Hình 3.3: Biểu đồ thể hiện sự gia tăng lượng rác thải ................................... 46
Hình 3.4: Tỉ lệ nguồn phát sinh chất thải chăn nuôi ...................................... 50

Hình 3.5: Biểu đồ thể hiện diện tích cây trồng hàng năm thành phố
Thái Nguyên.................................................................................. 52
Hình 3.6: Tỉ lệ nguồn phát sinh sinh khối ..................................................... 63
Hình 3.7: Mô hình sử dụng sinh khối thành phố Thái Nguyên...................... 65


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Tài nguyên sinh khối được xem là nguồn năng lượng mới, có khả năng
tái sinh và thay thế cho nguồn nhiên liệu hóa thạch. Đây là nguồn tài nguyên
được đánh giá là phát sinh lượng khí thải nhà kính ở mức độ thấp, đồng
thời, là nguồn tài nguyên có trữ lượng sinh khối dồi dào. Sinh khối chứa
năng lượng hóa học, nguồn năng lượng tử mặt trời tích lũy trong thực vật
qua quá trình quang hợp. Sinh khối là các phế phẩm từ nông nghiệp (rơm rạ,
bã mía, vỏ, xơ bắp v..v..), phế phẩm lâm nghiệp (lá khô, vụn gỗ v.v…) [6],
giấy vụn, mêtan từ các bãi chôn lấp, trạm xử lý nước thải, phân từ các trại
chăn nuôi gia súc và gia cầm. Nhiên liệu sinh khối có thể ở dạng rắn, lỏng,
khí… được đốt để phóng thích năng lượng. Sinh khối, đặc biệt là gỗ, than gỗ
(charcoal) cung cấp phần năng lượng đáng kể trên thế giới. Ít nhất một nửa
dân số thế giới dựa trên nguồn năng lượng chính từ sinh khối. Con người đã
sử dụng chúng để sưởi ấm và nấu ăn cách đây hàng ngàn năm. Hiện nay, gỗ
vẫn được sử dụng làm nhiên liệu phổ biến ở các nước đang phát triển. Sinh
khối cũng có thể chuyển thành dạng nhiên liệu lỏng như mêtanol, êtanol
dùng trong các động cơ đốt trong; hay thành dạng khí sinh học (biogas)
ứng dụng cho nhu cầu năng lượng ở quy mô gia đình [14] .
Việt Nam với thế mạnh là một đất nước nông nghiệp, đa dạng các loại
sinh khối, điều kiện khí hậu thuận lợi để phát triển nhiều loại cây làm
nguyên liệu cho nhiên liệu sinh học. Tuy nhiên, hiện nay nguồn tài nguyên

quan trọng này vẫn chưa được quan tâm, sử dụng, phân phối hiệu quả.
Phần lớn được đem đi thải bỏ dẫn đến các tác động tiêu cực đến môi
trường và gây lãng phí tài nguyên.
Theo “Chiến lược sinh khôi Nippon” tại Nhật Bản tài nguyên sinh khối
có thể chia làm 3 loại: Sinh khối chất thải rắn (bao gồm phân động vật từ
hoạt


2

động chăn nuôi, chất thải thức ăn, chất thải hữu cơ phân hủy từ các nhà
công trình xử lý chất thải, bùn thải, nước đen..); Sinh khối chưa sử dụng hiệu
quả từ các hoạt động trồng trọt, lâm nghiệp còn lại sau khi đã thu hoạch các
sản phẩm chính như gạo, bắp, đậu, gỗ như tro trấu, rơm rạ, cành cây khô, lá
cây cắt tỉa, mùn cưa…; và Thực vật sản xuất năng lượng (như mía đường,
ngô, gạo, lúa mạch...) [24]. Nhật Bản từ năm 2003 đã đưa ra khái niệm và tích
cực thực hiện Dự án phát triển các thị trấn sinh khối (biomass town), đồng
thời hướng tới nhân rộng mô hình này tại các nước Tây Á, trong đó có Việt
Nam. Mục tiêu vào năm 2010, Nhật Bản sẽ có 300 mô hình đô thị sinh thái
[25]. Khái niệm "đô thị sinh khối" được hiểu là cộng đồng, thành phố hay các
loại đô thị tự trị trong đó có hệ thống sử dụng tài nguyên sinh khối tích hợp
được xây dựng bằng mạng lưới các quy trình, công nghệ tái sử dụng hiệu quả
sinh khối từ khi phát sinh cho đến khi sử dụng cuối cùng, dưới sự liên kết
chặt chẽ giữa tất cả bên có liên quan trong cộng đồng và được khuyến khích
phát triển trong tương lai với một hệ thống sử dụng sinh khối bền vững, phù
hợp với địa phương.
Chương trình khí biogas do Bộ NN&PTNT thực hiện đã đạt được
những kết quả khả quan trong việc sử dụng sinh khối, mang về giải thưởng
về năng lượng ở Bỉ năm 2006, đã và đang cải thiện chất lượng môi trường
nông thôn và cung cấp năng lượng cho hộ gia đình. Hướng tới mục tiêu xây

dựng một hệ thống sử dụng tài nguyên sinh khối một cách hiệu quả, bền
vững, cải thiện chất lượng cuộc sống, tạo các điều kiện phát triển ở vùng
nông thôn, vùng ven đô thành phố cũng như cải thiện tình trạng ô nhiễm
môi trường do chất thải hữu cơ gây ra là vấn đề cần được quan tâm nghiên
cứu. Xuất phát từ thực tiễn trên, được sự nhất trí của Ban giám hiệu Nhà
trường và Ban chủ nhiệm khoa Sau Đại học - Trường Đại học Nông Lâm thái
Nguyên, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS Hà Xuân Linh, tôi tiến hành


3

luận văn “Đánh giá tiềm năng xây dựng mô hình đô thị sinh khối thành
phố Thái Nguyên, tỉnh


4

Thái Nguyên” nhằm tạo cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu đánh giá tiềm
năng và đề xuất mô hình sử dụng sinh khối bền vững tại địa phương.
2. Mục đích của đề tài
- Nghiên cứu, đánh giá tiềm năng sinh khối (biomass town) tại Thành
phố Thái Nguyên.
- Nghiên cứu và tm hiểu lựa chọn các mô hình phù hợp đem lại hiệu
quả sử dụng cao.
- Đề xuất xây dựng mô hình sử dụng sinh khối bền vững tại địa phương.
3. Những yêu cầu của đề tài
- Đưa ra tổng quan chung về năng lượng sinh khối.
- Xác định tính hiệu quả và phù hợp của việc xây dựng mô hình đô thị
sinh khối.
- Đề xuất giải pháp có tính khả thi và các mô hình ứng dụng sử dụng

sinh khối.
- Đánh giá các lợi ích của mô hình sinh khối được đề xuất
4. Ý nghĩa của đề tài
Ý nghĩa khoa học:
- Là nguồn cơ sở dữ liệu cho các nghiên cứu về sau;
- Cung cấp thêm tài liệu tham khảo cho các nhà nghiên cứu về việc sử
dụng sinh khối và xây dựng thị trấn sinh khối.
Ý nghĩa thực tiễn:
- Vận dụng được kiến thức đã học và kinh nghiệm của các nước để tạo
ra nguồn năng lượng sinh khối đồng thời giảm thiểu lượng rác thải sinh học
gây ô nhiễm môi trường.
- Giúp các cơ quản lý có kiến thức sâu hơn về năng lượng sinh khối từ
đó đưa ra chính sách, biện pháp quản lý phù hợp nhất với địa phương.


5

- Nâng cao năng lực cho cán bộ chính quyền các cấp trực tiếp làm
công tác quản lý và sử dụng sinh khối.
- Xây dựng các mô hình sử dụng sinh khối hợp lý và có hiệu quả.
- Nâng cao năng lực thể chế để xây dựng chính sách, luật, kế hoạch
hành động, kế hoạch đầu tư cấp Trung ương, thành phố về quản lý sinh khối
tại địa phương.


6

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài

1.1.1. Cơ sở pháp lý
- Quyết định số 177/2007-QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về việc
phê duyệt Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015 tầm nhìn 2020
- Ngày 20/11/2007, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định số
177/2007/QĐ-TTg về việc phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học
đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” tại Việt Nam với mục tiêu tổng
quát là Phát triển NLSH.
- Quyết định số 153/2004/QĐ-TTg, ngày 17 tháng 8 năm 2004 của Thủ
tướng Chính phủ về việc ban hành Định hướng chiến lược phát triển bền
vững ở Việt Nam (Chương trình Nghị sự 21 của Việt Nam);
- Tháng 12 năm 1998, Việt Nam tham gia ký Nghị định thư Kyoto và
chính thức phê chuẩn Nghị định thư này vào tháng 9/2002.
- Quyết định số 35/2005/QĐ-TTg ngày 17/12/2005, Thủ tướng Chính
phủ ban hành về việc hướng dẫn thực hiện Nghị định thư Kyoto ở Việt Nam;
- Quyết định số 47/2007/TTg ngày 6/4/2007, Thủ tướng Chính phủ ra
phê duyệt Kế hoạch thực hiện Nghị định thư Kyoto trong giai đoạn 20072010.
- Quyết định của Thủ tướng Chính phủ số 272/2003/QĐ-TTg ngày 3112-2003 phê duyệt Chiến lược phát triển khoa học và công nghệ Việt Nam
đến năm 2010.
- Ngày 04/5/2007,Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số
58/2007/QĐ-TTg, phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã
hội tỉnh Thái Nguyên đến năm 2020.


7

- Quyết định số 188/2005/QĐ-TTg ngày 22 tháng 07 năm 2005 của
Thủ tướng Chính phủ về việc ban hành Chương trình hành động của Chính
phủ thực hiện Chỉ thị số 50/CT-TW ngày 04 tháng 03 năm 2005 của Ban Bí
thư Trung ương Đảng về việc đẩy mạnh phát triển và ứng dụng công nghệ
sinh học phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.

- Quyết định Số: 14/2007/QĐ-TTg Về việc phê duyệt "Đề án phát triển
và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm
2020"
- Quyết định số 3281/QĐ-UBND ngày 08/12/2009 và số 2563/QĐ-UBND
ngày 11/12/2011 của UBND tỉnh Thái Nguyên về việc phê duyệt kế hoạch
tổng thể và điều chỉnh kế hoạch tổng thể dự án Nâng cao chất lượng, an toàn
sản phẩm nông nghiệp và phát triển chương trình khí sinh học tỉnh Thái
Nguyên.
- Nghị quyết số 32/2011/NQ-HĐND ngày 12/12/2011 của HĐND tỉnh
Thái Nguyên Khoá XII về việc thông qua “Đề án bảo vệ môi trường tỉnh Thái
Nguyên giai đoạn 2011 - 2015”.
- Quyết định số 301/QĐ_UBND ngày 29/12/2012 về việc ban hành
“Đề án bảo vệ môi trường tỉnh Thái Nguyên, giai đoạn 2011 - 2015”.
1.1.2. Cơ sở lý luận
1.1.2.1. Sinh khối
Sinh khối là một thuật ngữ có ý nghĩa bao hàm rất rộng dùng để mô
tả các vật chất có nguồn gốc sinh học vốn có thể được sử dụng như một
nguồn năng lượng hoặc do các thành phần hóa học của nó [25].
Với định nghĩa như vậy, sinh khối bao gồm cây cối tự nhiên, cây trồng
công nghiệp, tảo và các loài thực vật khác, hoặc là những bã nông nghiệp và
lâm nghiệp. Sinh khối cũng bao gồm cả những vật chất được xem nhưng
chất thải từ các xã hội con người như chất thải từ quá trình sản xuất thức ăn
nước uống, bùn,nước cống, phân bón, sản phẩm phụ gia (hữu cơ) công


8

nghiệp (industrial by-product) và các thành phần hữu cơ của chất thải sinh
hoạt.

9

Sinh khối còn có thể được phân chia nhỏ ra thành các thuật ngữ cụ
thể hơn, tùy thuộc vào mục đích sử dụng: tạo nhiệt, sản xuất điện năng
hoặc làm nhiên liệu cho giao thông vận tải [27].
Các nguồn sinh khối được chuyển thành các dạng năng lượng khác
như điện năng, nhiệt năng, hơi nước và nhiên liệu qua các phương pháp
chuyển hóa như đốt trực tiếp và turbin hơi, phân hủy yếm khí (anaerobic
digestion), đốt kết hợp (co-firing), khí hóa (gasification) và nhiệt phân
(pyrolysis).
Sinh khối còn có thể được xem như một dạng tích trữ năng lượng Mặt
Trời. Năng lượng từ Mặt Trời được "giữ" lại bởi cây cối qua quá trình quang
hợp trong giai đoạn phát triển của chúng. Năng lượng sinh khối được xem là
tái tạo vì nó được bổ sung nhanh hơn rất nhiều so với tốc độ bổ sung của
năng lượng hóa thạch vốn đòi hỏi hàng triệu năm [27].
Sinh khối là vật liệu hữu cơ dự trữ ánh sáng mặt trời dưới dạng năng
lượng hoá học, năng lượng từ mặt trời được "giữ" lại bởi cây cối qua quá
trình quang hợp trong giai đoạn phát triển của chúng. Khi được đốt cháy,
năng lượng hoá học này được giải phóng dưới dạng nhiệt dùng để nấu
nướng, sưởi ấm và làm nhiên liệu.
Khi thực vật sinh trưởng, chúng hấp thụ khí các-bon-níc (CO2) trong
môi trường và dự trữ nó thông qua quá trình quang hợp. Một lượng
CO2 tương đương được giải phóng khi thực vật bị phân huỷ tự nhiên hoặc
đốt cháy. Điều đó có nghĩa là năng lượng sinh khối không đóng góp vào quá
trình phát thải khí nhà kính.
Trong tự nhiên, nguồn sinh khối bao gồm cây cối, cây trồng công
nghiệp, tảo và các loài thực vật khác, hoặc là những bã nông nghiệp và lâm
nghiệp (rơm rạ, bã mía, vỏ, xơ bắp, lá khô, vụn gỗ v.v...), giấy vụn, mêtan từ
các bãi chôn lấp, trạm xử lý nước thải, phân từ các trại chăn nuôi gia súc và

gia cầm...


10

1.1.2.2. Năng lượng sinh khối
Năng lượng sinh khối (Biomass) là vật liệu sinh học được lấy từ cơ thể
sinh vật, hay vừa mới tồn tại trong cơ thể sinh vật (chất thải). Trong ngữ
cảnh của ngành năng lượng, sinh chất thường được dùng để nói về các vật
liệu từ cây cỏ, nhưng sinh chất có thể được áp dụng cho cả vật liệu từ động
vật và thực vật. Năng lượng sinh khối có nguồn gốc từ carbon và được tạo
thành từ các phân tử hợp chất có chứa hidro, thường có cả nguyên tử oxi,
nitơ và cả một lượng nhỏ kiềm, đất kiềm và kim loại nặng. Những kim loại
này thường được tìm thấy trong phân tử hoạt động như những porphyrin có
bao gồm chất diệp lục chứa magiê.Carbon được dùng để tạo thành sinh chất
được hấp thụ từ không khí như khí cacbônic (CO2) từ các họat động của
thực vật, sử dụng năng lượng từ mặt trời [23].
Thực vật sau đó có thể bị dùng làm thức ăn cho các loài động vật và
do đó được biến đổi thành sinh khối động vật. Tuy nhiên sự hấp thụ cơ bản
được tạo thành từ thực vật.
Nếu thực vật không bị dùng làm thức ăn thì thường sẽ bị phân
hủy thành vi sinh vật hoặc bị đốt cháy.
* Nếu bị phân hủy, nó sẽ thải carbon lại trong không khí, chủ yếu là
dưới dạng khí cacbonic (CO2) hoặc metan (CH4) tùy thuộc vào các điều kiện
và quá trình phân hủy.
* Nếu bị đốt cháy carbon được thải ra môi trường dưới dạng khí
cacbonic CO2.
Những quá trình này xảy ra cho đến khi nào còn có thực vậy trên trái
đất và nó là 1 phần của chu trình tuần hoàn của carbon.
việc sử dụng sinh khối để tạo năng lượng có tác động tích cực đến

môi trường. Hẳn nhiên việc đốt sinh khối không thể giải quyết ngay vấn đề
mất cân bằng về tỷ lệ CO2 hiện nay. Tuy nhiên, vai trò đóng góp của sinh khối
trong việc