Nghiên cứu xây dựng phương pháp luận và tính toán dấu vết các bon cho sản phẩm lúa gạo tại vùng đồng bằng sông hồng tt

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

VIỆN KHOA HỌC
KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

ĐÀO MINH TRANG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ
TÍNH TOÁN DẤU VẾT CÁC-BON CHO SẢN PHẨM LÚA GẠO
TẠI VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

Ngành: Biến đổi khí hậu
Mã số: 9440221

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Hà Nội, 2019


Công trình được hoàn thành tại:
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Huỳnh Thị Lan Hương
PGS. TS. Mai Văn Trịnh

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Phản biện 3:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cáp Viện
họp tại:
vào hồi

giờ

ngày

tháng

năm

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:


1
MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo kết quả kiểm kê khí nhà kính (KNK) của Việt Nam, phát
thải KNK từ lĩnh vực nông nghiệp luôn chiếm tỷ trọng lớn, trong đó
phát thải mê-tan từ canh tác lúa chiếm 48-62%. Trong thời gian qua,
Việt Nam đã trở thành một trong những quốc gia xuất khẩu gạo lớn
trên thế giới. Việc gia tăng giá trị xuất khẩu của hạt gạo Việt Nam,
bao gồm dán nhãn dấu vết các-bon thấp, là quan trọng, để có thể
vượt qua các rào cản thương mại nếu có trong tương lai.
Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) là một trong hai vùng sản xuất lúa
chính của Việt Nam. Việc thực hiện nghiên cứu “Nghiên cứu xây
dựng phương pháp luận và tính toán dấu vết các-bon cho sản
phẩm lúa gạo tại vùng đồng bằng sông Hồng” là cơ sở xây dựng
phương pháp luận và tính toán dấu vết các-bon cho sản phẩm lúa gạo

cho các khu vực khác. Dựa trên kết quả tính toán, nghiên cứu này
xác định được hoạt động có tiềm năng giảm nhẹ KNK lớn và đề xuất
các giải pháp giảm nhẹ KNK ưu tiên.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
(1) Xây dựng được phương pháp luận tính toán dấu vết các-bon
cho sản phẩm lúa gạo tại vùng đồng bằng sông Hồng;
(2) Tính toán được dấu vết các-bon của sản phẩm lúa gạo cho khu
vực thí điểm tại xã Phú Lương, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình;
(3) Đề xuất được các giải pháp nhằm giảm phát thải KNK từ sản
xuất lúa gạo tại khu vực nghiên cứu.


2
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu là lượng phát thải KNK trong vòng đời lúa
gạo vào vụ xuân và vụ mùa theo ba phương thức canh tác: truyền
thống (TT), hàng rộng hàng hẹp (HRHH) và thâm canh lúa cải tiến
(SRI). Nghiên cứu được thực hiện thí điểm tại xã Phú Lương, huyện
Đông Hưng, tỉnh Thái Bình. Năm nghiên cứu là năm 2017.
Luận án tiến hành tính toán các phát thải KNK chính trong vòng
đời lúa gạo. Trong khâu “trước sản xuất lúa gạo”, các nguồn phát
thải KNK bao gồm: sản xuất điện cho vận hành máy móc; sản xuất
phân bón, vôi và thuốc bảo vệ thực vật (BVTV). Trong khâu “sản
xuất lúa gạo”, các nguồn phát thải KNK bao gồm: phát thải mê-tan
từ canh tác lúa; phát thải CO2 từ sử dụng phân đạm và NPK; phát
thải N2O từ đất nông nghiệp; sử dụng vôi bón ruộng và sử dụng
diesel cho vận hành máy móc nông nghiệp. Trong khâu “sau sản xuất
lúa gạo”, các phát thải KNK từ vận chuyển thóc từ đồng ruộng về
nhà và đốt rơm rạ và trấu sau thu hoạch được đưa vào tính toán.
4. LUẬN ĐIỂM CỦA LUẬN ÁN

Việc kết hợp quy trình Đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA)
của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO) và Hướng dẫn kiểm kê khí
nhà kính quốc gia của Ban Liên chính phủ về BĐKH (IPCC) năm
2006 (GL 2006) là phương pháp phù hợp để tính toán dấu vết cácbon trong vòng đời lúa gạo tại vùng ĐBSH.
Trong dấu vết các-bon của sản phẩm lúa gạo, lượng phát thải
CH4 từ canh tác lúa chiếm tỷ trọng lớn nhất; tiếp đến là sản xuất điện
và sử dụng năng lượng cho vận hành các máy móc nông nghiệp.


3
Việc mở rộng áp dụng phương thức canh tác HRHH tại xã
Phú Lương là phương án có tiềm năng giảm phát thải KNK lớn đồng
thời mang lại lợi ích kinh tế vì vậy nên được ưu tiên thực hiện.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
Nghiên cứu này đã xây dựng phương pháp luận tính toán dấu vết
các-bon của sản phẩm lúa gạo tại vùng ĐBSH mà dựa trên đó các
nghiên cứu trong tương lai có thể điều chỉnh, phát triển để tính toán
cho các vùng sản xuất lúa gạo khác như đồng bằng sông Cửu Long.
Việc xác định các giải pháp giảm nhẹ KNK ưu tiên sẽ hỗ trợ việc
thực hiện NDC của Việt Nam đồng thời góp phần gỡ bỏ các rào cản
thương mại nếu có trong tương lai.
6. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
▪ Xây dựng được phương pháp luận tính toán dấu vết các-bon của
sản phẩm lúa gạo tại vùng đồng bằng sông Hồng;
▪ Ứng dụng phương pháp luận và tính toán thí điểm cho khu vực
nghiên cứu;
▪ Đề xuất được các biện pháp giảm phát thải KNK ưu tiên trong
vòng đời lúa gạo, đóng góp cho việc rà soát và cập nhật NDC..
7. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN
Ngoài Mở đầu và Kết luận, Luận án gồm 03 chương. Chương 1

trình bày tổng quan các nghiên cứu về dấu vết các-bon lúa gạo và
khu vực nghiên cứu. Chương 2 trình bày nội dung và phương pháp
nghiên cứu. Chương 3 trình bày kết quả nghiên cứu và thảo luận.
Phần Phụ lục bao gồm các mẫu phiếu điều tra bảng hỏi, các kết quả
tính toán trung gian và hình ảnh minh họa tại khu vực nghiên cứu.


4
CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DẤU VẾT CÁC-BON
CỦA SẢN PHẨM LÚA GẠO VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về dấu vết các-bon của sản phẩm

1.1.1. Khái niệm “dấu vết các-bon”
''Lượng KNK được thể hiện dưới dạng CO2 tương đương phát
thải vào bầu khí quyển của một cá nhân, tổ chức, quy trình, sản phẩm
hoặc sự kiện trong phạm vi ranh giới cụ thể'' [97].

1.1.2. Phạm vi của dấu vết các-bon của sản phẩm
Phạm vi dấu vết các-bon (CF) bao gồm: cấp 1 (phát thải trực tiếp
tại chỗ), cấp 2 (phát thải gián tiếp do mua năng lượng) và cấp 3 (phát
thải gián tiếp không bao gồm trong cấp 2) [30], [33], [106].

1.1.3. Các tiêu chuẩn và hướng dẫn tính toán dấu vết các-bon của sản
phẩm
1) Các hướng dẫn tính toán dấu vết các-bon sản phẩm nói chung
Một trong số các hướng dẫn tính toán CF của hoạt động là các
Hướng dẫn kiểm kê KNK quốc gia của IPCC [51]. Ba hệ thống tiêu
chuẩn tính toán CF chính bao gồm: PAS 2050 của Viện Tiêu chuẩn
Anh (BSI), Tiêu chuẩn KNK của WRI/WBCSD [106] và ISO 14067.

2) Các hướng dẫn tính toán dấu vết các-bon sản phẩm nông nghiệp
Các hướng dẫn tính toán CF cho sản phẩm nông nghiệp: Tiêu
chuẩn Hạch toán và Báo cáo KNK từ nông nghiệp cho doanh nghiệp
của WRI/WBCSD [95]; PAS 2050-1: 2012 - Đánh giá phát thải
KNK trong vòng đời sản phẩm làm vườn của BSI [32] và FAO [47].


5
1.2. Tổng quan các nghiên cứu về dấu vết các-bon của lúa gạo

1.2.1. Các nguồn phát thải khí nhà kính trong vòng đời lúa gạo
❖ Trước sản xuất lúa gạo: Sản xuất nguyên liệu đầu vào (điện,
phân bón, vôi, thuốc BVTV); Sản xuất, khấu hao và bảo trì các
máy móc và thiết bị nông nghiệp.
❖ Sản xuất lúa gạo: Sử dụng xăng dầu cho vận hành máy móc
nông nghiệp; Phát thải CO2 từ việc hút nước ngầm cho tưới tiêu;
Phát thải mê-tan từ canh tác lúa; Phát thải N2O từ đất nông
nghiệp; Phát thải KNK từ sử dụng vôi bón ruộng; Phát thải CO2
từ sử dụng phân đạm bón ruộng.
❖ Sau sản xuất lúa gạo: Vận chuyển thóc từ ruộng về nhà; Đốt
rơm rạ và trấu sau thu hoạch

1.2.2. Các nghiên cứu trên thế giới về dấu vết các-bon của lúa gạo
Nhiều nghiên cứu sử dụng LCA của ISO như: Blengini và Busto
[28], Gan và nnk [56], [57], Kasmaprapruet và nnk [80], Xu và nnk
[109]. Một số nghiên cứu kết hợp sử dụng LCA và GL của IPCC như
Farag và nnk [48], Yodkhum và Sampattagul [110]. Chưa nhiều
nghiên cứu tính toán phát thải KNK từ sản xuất nguyên liệu đầu vào.

1.2.3. Các nghiên cứu ở Việt Nam về dấu vết các-bon của lúa gạo

Trong kiểm kê KNK quốc gia các năm: 1994, 2000, 2005, 2010,
2013 và 2014, Việt Nam đã sử dụng các Hướng dẫn kiểm kê KNK
của IPCC để tính toán phát thải KNK từ nông nghiệp. Một số nghiên
cứu đã sử dụng phương pháp LCA để đánh giá ảnh hưởng của kỹ
thuật canh tác lúa như Lê Thanh Phong và Phạm Thành Lợi [15] và
Lê Thanh Phong và Hà Minh Tâm [14]. Cũng đã có các nghiên cứu


6
sử dụng phương pháp đo đạc thực tế như: Nguyễn Việt Anh và
Nguyễn Văn Tỉnh [23]; Nguyễn Văn Tỉnh [20]; và Nguyễn Hữu
Thành và nnk [17]. Một số nghiên cứu khác sử dụng các phương
pháp thực nghiệm để đo lường lượng phát thải KNK từ canh tác lúa
và đất nông nghiệp như: Nguyễn Việt Anh và Nguyễn Văn Tỉnh
[23], Nguyễn Hữu Thành và nnk [17] và Viện Môi trường Nông
nghiệp [65].

1.2.4. Những tồn tại trong các nghiên cứu
Còn rất ít các nghiên cứu về dấu vết các-bon lúa gạo và phần lớn
các nghiên cứu chưa tính toán đầy đủ các nguồn phát thải/hấp thụ
KNK trong toàn bộ vòng đời lúa gạo.
1.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
Xã Phú Lương nằm ở phía Bắc của huyện Đông Hưng, tỉnh Thái
Bình, với diện tích đất canh tác lúa là 298 ha, trong đó diện tích canh
tác theo phương thức TT là 148 ha, theo HRHH là 90 ha và theo
phương thức SRI là 60 ha. Các hoạt động trong vòng đời lúa gạo tại
xã Phú Lương là đặc trưng cho tỉnh Thái Bình nói riêng và vùng
ĐBSH nói chung.
1.4. Kết luận Chương 1
Tại Việt Nam, còn rất ít các nghiên cứu về dấu vết các-bon lúa

gạo và phần lớn chưa tính toán đầy đủ các nguồn phát thải/hấp thụ
KNK trong vòng đời lúa gạo. Phương pháp luận chủ yếu được sử
dụng là LCA của ISO. Rất ít nghiên cứu tính toán các phát thải KNK
từ việc sản xuất nguyên vật liệu đầu vào cho sản xuất lúa gạo.


7
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nội dung nghiên cứu
▪ Tổng quan các nghiên cứu về dấu vết các-bon của sản phẩm lúa
gạo trên thế giới và tại Việt Nam;
▪

Xây dựng phương pháp luận tính toán dấu vết các-bon cho sản
phẩm lúa gạo tại vùng đồng bằng sông Hồng;

▪

Thí điểm tính toán dấu vết các-bon của sản phẩm lúa gạo tại xã
Phú Lương, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình;

▪

Đề xuất các giải pháp giảm nhẹ phát thải KNK ưu tiên từ các
hoạt động trong vòng đời lúa gạo tại khu vực nghiên cứu.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp thu thập, tổng hợp số liệu
1) Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp

Phương pháp này được thực hiện trên cơ sở kế thừa, phân tích và
tổng hợp các nguồn tài liệu, số liệu thông tin liên quan.
2) Phương pháp điều tra khảo sát thực địa
Dung lượng mẫu tối thiểu “30” là phù hợp nên số lượng mẫu điều
tra trong Luận án là 30 hộ nông dân theo mỗi phương thức canh tác.
3) Phương pháp chuyên gia
Phỏng vấn các cán bộ quản lý tại Hợp tác xã Phú Lương, các
chuyên gia năng lượng, nông nghiệp và giao thông vận tải.

2.2.2. Phương pháp xử lý số liệu
1) Tính các đặc trưng thống kê mẫu và ước lượng cho tổng thể: nhằ
loại các mẫu có số liệu hoạt động lệch nhiều so với trung bình.


8
2) Sử dụng các hàm và công cụ trong Excel để tính toán, bao gồm:
hàm trung bình cộng, hàm giá trị nhỏ nhất, hàm giá trị lớn nhất, hàm
tính phương sai và hàm tính tổng.
3) Phương pháp kiểm kê KNK của IPCC: Trong quá trình tính toán
lượng phát thải/hấp thụ của các hoạt động liên quan trong vòng đời
lúa gạo, Luận án sẽ sử dụng Hướng dẫn kiểm kê KNK quốc gia năm
2006 của IPCC (GL 2006).
4) Phương pháp Đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA) của ISO: LCA
là một kỹ thuật phân tích các tác động đến môi trường trong toàn bộ
vòng đời của một sản phẩm hay dịch vụ từ khâu khai thác nguyên
liệu thô đến vận chuyển và sản xuất, và đến sử dụng và tái chế hoặc
thải bỏ.
5) Phương pháp phân tích ma trận: được sử dụng để xác định mức
độ ưu tiên của các phương án giảm nhẹ phát thải KNK, được xây
dựng dựa trên các tiêu chí: tiềm năng giảm nhẹ, chi phí giảm nhẹ,

tính sẵn có của công nghệ và đồng lợi ích.
2.3. Kết luận Chương 2
Nhằm thực hiện bốn nội dung nghiên cứu, Luận án đã áp dụng
phương pháp thu thập, thống kê và tổng hợp tài liệu; phương pháp kế
thừa; phương pháp chuyên gia; phương pháp điều tra khảo sát thực
địa; phương pháp kiểm kê KNK của IPCC; phương pháp LCA của
ISO và phương pháp phân tích ma trận.


9
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Phương pháp luận tính toán dấu vết các-bon của sản phẩm lúa
gạo tại vùng đồng bằng sông Hồng
Nghiên cứu sử dụng cách tiếp cập LCA dựa trên quy trình kết hợp
với GL 2006 của IPCC [68], FAO [47] và COPERT 4 của EURO
[86]. Việc tính toán phát thải KNK từ các hoạt động chủ yếu dựa trên
các công thức trong GL 2006 của IPCC, FAO (cho sản xuất phân
bón, vôi, thuốc BVTV) và COPERT 4 của EURO 2 (phát thải KNK
do vận chuyển thóc từ ruộng về nhà bằng xe máy). Quy trình tính
toán gồm 5 bước: (i) Lựa chọn KNK; (ii) Xác định phạm vi tính
toán; (iii) Thu thập và xử lý số liệu; (iv) Tính toán dấu vết các-bon
lúa gạo và (v) Phân tích độ không chắc chắn.
❖ Sản xuất điện sử dụng cho các máy móc và thiết bị nông nghiệp:
Phát thảiKNK =Tiêu thụ điện *Hệ số phát thải lưới điện (CT1)
trong đó:
Phát thải CO2: Lượng phát thải CO2 từ sản xuất điện (tCO2tđ);
Tiêu thụ điện: Lượng điện sử dụng trong quá trình vận hành các
máy móc nông nghiệp (MWh);
❖ Sản xuất phân bón
Phát thải CO2 tđ=Tỷ lệ áp dụng phân bón × EFsản xuất phân bón (CT2)

trong đó:
Tỷ lệ áp dụng: Lượng phân bón/vôi được bón (kg/ha);
EFphân bón tổng hợp: Hệ số phát thải của việc sản xuất phân bón theo
loại phân (kg CO2 tđ/kg phân).


10
❖ Sản xuất vôi: sử dụng phương pháp bậc 1 trong GL 2006, trong
đó áp dụng hệ số phát thải mặc định sản xuất vôi của GL 2006 là
0,75 tấn CO2/tấn vôi.
❖ Sản xuất thuốc bảo vệ thực vật
Phát thải CO2 tđ=Tỷ lệ áp dụng × EFsản xuất thuốc BVTV (CT4)
trong đó:
Tỷ lệ áp dụng: Tỷ lệ áp dụng thuốc BVTV (kg a.i./ha);
EF thuốc BVTV: Hệ số phát thải thuốc BVTV (kg CO2tđ/kg a.i.).
❖ Phát thải mê-tan từ canh tác lúa
CH4 lúa = ∑i,j,k(EFi,j,k * ti,j,k * Ai,j,k * 10-6 ) (CT5)
trong đó:
CH4 lúa:Lượng phát thải mê-tan hàng năm (Gg CH4/năm);
EFijk: Hệ số phát thải/ngày (kg CH4/m2/ngày);
tijk : Thời gian canh tác lúa theo điều kiện i, j, k (ngày);
Aijk : Diện tích thu hoạch hàng năm theo điều kiện i, j, k,
(ha/năm);
i, j, và k : Các hệ sinh thái khác nhau, cơ chế quản lý nước tưới,
loại và lượng chất hữu cơ được bổ sung và các điều kiện mà theo
đó lượng phát thải CH4 từ lúa có thể thay đổi;
k : Lượng hữu cơ, phân loại bao nhiêu hộ bón mức hữu cơ cao,
trung bình, thấp.
❖ Sử dụng xăng dầu cho vận hành máy móc tại ruộng
Phát thảiKNK, nhiên liệu =Tiêu thụ nhiên liệu ×EF KNK, nhiên liệu (CT6)

trong đó:
Phát thải KNK, nhiên liệu: Phát thải của KNK theo loại nhiên liệu


11
Tiêu thụ nhiên liệu: Lượng nhiên liệu đốt cháy (TJ);
EFKNK, nhiên liệu: Hệ số phát thải mặc định của một loại KNK theo
loại nhiên liệu (kg khí/TJ). Đối với CO2 còn bao gồm hệ số oxi
hóa các-bon và được giả định là 1.
Theo hướng dẫn của FAO [47], các công thức từ nghiên cứu
của Nemecek và Kagi [93] được áp dụng để tính lượng diesel:
Lượng diesel sử dụnga,b =fa ×ta ×MFCa,b × ddiesel (CT6.1)
trong đó:
Lượng diesel sử dụnga,b : Lượng diesel sử dụng cho vận hành máy
móc (kg/ha);
fa : Tần suất thực hiện một hoạt động a;
ta: Thời gian thực hiện hoạt động a trên một hec-ta đất (h/ha);
MFCa,b : Lượng tiêu thụ nhiên liệu trung bình đối với hoạt động a
cho máy b (lít/h);
ddiesel : Trọng lượng riêng của diesel (kg/l).
Tiêu thụ nhiên liệu=lượng diesel sử dụng×nhiệt trị diesel (CT6.2)
trong đó:
Tiêu thụ nhiên liệu: Lượng nhiên liệu đốt cháy (MJ/ha);
Lượng diesel sử dụnga,b : Lượng diesel sử dụng cho vận hành máy
móc (kg/ha);
Nhiệt trịdiesel : Nhiệt trị của diesel (MJ/kg);
❖ Phát thải KNK từ sử dụng vôi bón ruộng
Phát thải CO2 -C = (Mđá vôi *EFđá vôi )+(MĐôlômit *EFĐôlômit ) (CT7)
trong đó:
Phát thải CO2 – C: Lượng phát thải C từ sử dụng vôi (tấn C);

12
M: Lượng đá vôi hay đolomit được áp dụng (tấn);
EF: Hệ số phát thải (tấn C/tấn đá vôi hoặc đôlomit).
❖ Phát thải CO2 từ bón phân đạm
Phát thải CO2 -C = M ×EF (CT8)
trong đó:
Phát thải CO2 – C: Lượng phát thải C từ bón phân đạm (tấn C/ha);
M: Lượng phân đạm được áp dụng (tấn urea);
EF: Hệ số phát thải (tấn C/tấn urea).
❖ Phát thải N2O từ đất nông nghiệp
- Phát thải N2O trực tiếp
N2ODirect-N = [(FSN+FAW +FBN + FCR)*EF1] + (FOS *EF2) (CT9)
trong đó:
N2ODirect-N : Phát thải N2O trên mỗi đơn vị nitơ (kg N/năm);
FSN : Lượng phân đạm tổng hợp bón cho đất hàng năm đã điều
chỉnh để tính lượng bay hơi của NH3 và NOx;
FAW : Lượng phân chuồng bón cho đất hàng năm đã điều chỉnh để
tính lượng bay hơi của NH3 và NOx;
FBN : Lượng nitơ cố định theo loại cây cố định đạm được trồng
hàng năm;
FCR : Lượng nitơ trong phụ phẩm nông nghiệp hấp thụ trở lại đất
hàng năm;
FOS : Diện tích đất hữu cơ được canh tác hàng năm;
EF1 : EF cho phát thải từ N bổ sung (kg N2O-N/kg N bổ sung);
EF2 : EF cho phát thải từ canh tác đất hữu cơ (kg N2O-N/ha-năm).
Việc chuyển đổi phát thải N2O-N sang phát thải N2O:

13

N2O = N2O-N * 44/28.
- Phát thải gián tiếp N2O:
N2Oindirect-N = N2O(G)+N2O(L)+N2O(S) (CT10)

KNK

trong đó:

N2Oindirect-N : Phát thải N2O theo đơn vị nitơ;
N2O(G) : N2O được sinh ra từ quá trình bay hơi của phân bón tổng
hợp và phân chuồng đã sử dụng, và tiếp theo là NOx và NH3 lắng
đọng trong khí quyển (kg N/năm);
N2O(L) : N2O được sinh ra từ quá trình rửa trôi và rò rỉ của phân
bón và phân chuồng sử dụng (kg N/năm);
N2O(S) : N2O được sinh ra từ hoạt động xả nước thải sinh hoạt vào
sông hay các cửa sông (kg N/năm).
❖ Phát thải KNK trong vận chuyển thóc từ ruộng về nhà
Phát thải CO2 = Quãng đường di chuyển ×EFxe máy (CT11)
trong đó:
Phát thải CO2 : Lượng phát thải CO2 từ việc di chuyển (kgCO2tđ);
Quãng đường di chuyển: Quãng đường xe máy di chuyển (km);
EFxe máy : Hệ số phát thải của xe máy (kgCO2tđ/km).
❖ Phát thải KNK từ đốt rơm rạ sau thu hoạch
Lcháy=A ×MB ×Cf ×Gef ×10-3 (CT12)
trong đó:
Lcháy : Lượng KNK phát ra do cháy (tấn KNK)
A: Diện tích bị cháy (ha);
MB : Khối lượng nhiên liệu sẵn có cho việc đốt cháy (tấn/ha);

14
Cf : Hiệu suất cháy (hoặc tỷ lệ sinh khối bị đốt cháy);
Gef : Hệ số phát thải, g (/kg d.m.).
Khối lượng nhiên liệu sẵn có cho việc đốt cháy (MB) hay sản
lượng rơm rạ đốt ngoài đồng ruộng (Qst) được ước tính theo công
thức theo nghiên cứu của Gadde và nnk (2009):
Qst =Qp ×R×k (CT12.1)
trong đó:
Qst : Sản lượng rơm rạ đốt ngoài đồng (tấn);
Qp : Sản lượng lúa (tấn);
k : Tỷ lệ rơm rạ đốt ngoài đồng so với tổng rơm rạ.
b) Tính toán dấu vết các-bon
Theo Báo cáo đánh giá lần thứ 5 (AR5) của IPCC (2013), GWP của
CH4 là 28 và GWP của N2O là 265.
CFs = ∑3i=1[GWP(cấpi )]
CFy =

CFs
Sản lượng

trong đó:
CFs: dấu vết các bon theo không gian (kg CO2tđ/ha);
CFy: dấu vết các-bon theo sản lượng (kg CO2tđ/kg).
c) Phân tích độ không chắc chắn
Việc tính toán độ không chắc chắn được thực hiện theo Công thức
3.1 và 3.2 trong Quyển 1 của GL 2006 của IPCC [68].
3.2. Phát thải khí nhà kính từ các hoạt động trong vòng đời lúa gạo

3.2.1. Sản xuất điện cho vận hành máy móc và thiết bị nông nghiệp
Các số liệu về công suất (MWh), thời gian sử dụng (h/ha) và số
lần sử dụng (lần/vụ) của máy bơm nước, quạt điện và máy xát gạo


15

thu thập dựa trên kết quả phỏng vấn 90 hộ nông dân tại xã Phú
Lương. EF lưới điện của Việt Nam năm 2017 là 0,864 tấn CO2/MWh
(Quyết định số 330/BĐKH-GSPT ngày 29 tháng 03 năm 2019).
Bảng 3.6. Phát thải khí nhà kính từ sản xuất điện cho vận hành
các máy móc cho canh tác lúa (kgCO2tđ/ha)
Đơn vị: kgCO2tđ/ha
Vụ xuân

Nguồn

Vụ mùa

TT

SRI

HRHH

TT

SRI

HRHH

Máy bơm nước

4120,9

2846,2

2846,2

3434,1

2371,8

2371,8

Quạt điện

0,004

0,003

0,002

0,004

0,003

0,002

Máy xát gạo

114,93

114,93

114,93

114,93

114,93

114,93

Tổng

4235,9

2961,1

2961,1

3434,1

2371,86

2371,86

3.2.2. Sản xuất phân bón
Hệ số phát thải sản xuất N, P2O5, K2O và NPK lần lượt là 3,63
kgCO2tđ/kg N; 0,13 kgCO2tđ/kg P2O5; 0,56 kgCO2tđ/kg K2O và 4,59

kgCO2tđ/kg NPK [84].
Bảng 3.8. Phát thải khí nhà kính từ việc sản xuất phân bón
Đơn vị: kgCO2tđ/ha
Nguồn

Vụ xuân

Vụ mùa

TT

SRI

HRHH

TT

SRI

HRHH

N

526,35

457,68

655,14

513,77

450,21

640,20

P2O5

8,08

13,27

14,10

7,94

13,27

13,52

K 2O

57,66

63,57

63,50

54,14

61,84

63,13

NPK

1250,6

1183,7

1002,4

1201,6

1183,7

957,30

Tổng

1842,7

1718,23

1735,17

1777,48

1709,03

1674,15

16

3.2.3. Sản xuất vôi
Theo số liệu điều tra, các hộ nông dân chỉ sử dụng vôi cho bón
lót. EF sản xuất vôi là 0,75 kgCO2/kg vôi theo GL 2006 [68].
Bảng 3.9. Phát thải KNK từ sản xuất vôi
Nguồn
Sản xuất vôi

Đơn vị: kgCO2tđ/ha
Vụ xuân
Vụ mùa
TT
SRI HRHH TT
SRI HRHH
23,15
0,00
12,76 23,15 0,00
12,76

3.2.4. Sản xuất thuốc bảo vệ thực vật
Lượng thuốc BVTV cho phun rầy nâu là 0,2 kg/ha [65]. Luận án
giả định theo phương thức TT, các hộ nông dân phun rầy nâu nhiều
hơn 1 lần so với SRI và HRHH. Hệ số phát thải là 25,5kgCO2tđ/kg
kg a.i. [26]. Tỷ lệ thành phần hoạt tính được giả định là 25%.
Bảng 3.11. Phát thải khí nhà kính từ việc sản xuất
thuốc bảo vệ thực vật
Đơn vị: kgCO2tđ/ha

Vụ xuân
Vụ mùa
TT SRI HRHH TT SRI HRHH
2,55 1,28
1,28
2,55 1,28
1,28

3.2.5. Phát thải mê-tan từ canh tác lúa
Số liệu về diện tích canh tác, phương thức canh tác, giống lúa,
thời gian sinh trưởng của lúa được thu thập từ kết quả bảng hỏi. Hệ
số phát thải mê-tan (kgCH4/ha/ngày) được tính toán dựa theo Viện
MTNN [57] và có giá trị lần lượt là 2,50 (TT); 1,69 (SRI); 1,61
(HRHH) trong vụ xuân và 3,36 (TT); 3,09 (SRI) và 2,69 (HRHH)
trong vụ mùa.


17

Bảng 3.15. Phát thải mê-tan từ canh tác lúa

Vụ

TT

Đơn vị: kgCO2tđ/ha
Phương thức canh tác
SRI
HRHH

Vụ Xuân

7870,93

5765,76

5556,19

Vụ Mùa

10646,16

10110,03

8990,94

3.2.6. Phát thải CO2 từ bón phân đạm
Số liệu về lượng phân đạm và NPK, loại NPK được dựa trên kết
quả điều tra. Theo GL 2006, EF áp dụng phân urea là 0,2 kgC/kg N.
Bảng 3.16. Phát thải CO2 từ việc sử dụng phân đạm và NPK
Đợt bón

TT

Vụ xuân
SRI
HRHH

Đơn vị: kgCO2tđ/ha
Vụ mùa

TT
SRI
HRHH

Bón lót

63,45

38,12

55,85

62,49

38,12

55,09

Thúc lần 1

15,81

12,12

18,35

15,27

12,12

17,88

Thúc lần 2

2,29

9,47

6,78

2,29

9,05

6,50

Tổng

81,55

59,71

80,99

80,05

59,30

79,47

3.2.7. Phát thải N2O từ đất nông nghiệp
Hệ số phát thải N2O từ đất nông nghiệp (kgN2O-N/kg N) được
tính toán dựa theo Viện MTNN [57] và có giá trị lần lượt là
0,00572(TT); 0,00545 (SRI và HRHH) trong vụ xuân và 0,00648
(TT); 0,00534 (SRI và HRHH) trong vụ mùa. Hệ số phát thải trực
tiếp N2O từ đất nông nghiệp là 0,003 kgN2O-N/kg N theo GL 2006.


18
Bảng 3.20. Phát thải N2O từ đất nông nghiệp
Đơn vị: kgCO2tđ/ha
Vụ mùa

Vụ xuân

Nguồn

TT

SRI

HRHH

TT

SRI

HRHH

Trực tiếp

221,13 199,79

250,20

216,14 197,22

244,09

Gián tiếp

200,20 163,41

204,63

251,04 153,96

190,55

Tổng

421,33 363,20

454,83

467,17 351,19

434,65

3.2.8. Sử dụng vôi bón ruộng

EFđôlomit là 0,13 (GL 2006).
Bảng 3.21. Phát thải khí nhà kính từ bón vôi cho ruộng
Vụ xuân
SRI
0

TT
14,71

HRHH
8,11

TT
14,71

Đơn vị: kgCO2tđ/ha
Vụ mùa
SRI
HRHH
0
8,11

3.2.9. Sử dụng xăng dầu vận hành máy móc tại đồng ruộng
Các hộ nông dân sử dụng máy cày 2 - 3 lần/vụ, máy gặt đập liên
hợp 1 lần/vụ và hai máy xát gạo được sử dụng 300 giờ/vụ.
Bảng 3.23 Các hệ số sử dụng cho việc tính toán
Hệ số
Giá trị
MFC (l/h)

Máy gặt đập liên hợp
Máy cày

Khối lượng riêng diesel (kg/l)
Nhiệt trị riêng của diesel (TJ/Gg)
CO2
EF diesel (kgCO2/TJ)
N2O

30,5 l/h
14,80 l/h
0,84 kg/l
43,00
74100
178,80


19

Bảng 3.24. Phát thải khí nhà kính từ sử dụng diesel cho vận hành
các máy móc nông nghiệp
Đơn vị: kgCO2tđ/ha
Nguồn
Máy cày
Máy gặt
Máy xát
gạo
Tổng

KNK

CO2

TT
1940

Vụ xuân
SRI
HRHH

Vụ mùa
SRI
HRHH

2898,7

1986

4,97

6,99

4,79

4,97

6,90

740,4

750,46

694

740,4

750,4

1,79

1,81

1,68

1,79

1,81

3,82

3,82

3,82

3,82

3,82

3,82

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

2646

2809

3661,8

2691

2809

3621,5

N2O

4,68

CO2

694,9

N2O

1,68

CO2
N2O

2058

TT

2058

2858

3.2.10. Vận chuyển thóc từ đồng ruộng về nhà
Khoảng cách trung bình từ ruộng-nhà là 0,95 km. Hệ số phát thải
của xe máy là 77,59 (g/km) theo COPERT 4 của EURO 2[86].
Bảng 3.26. Phát thải khí nhà kính do vận chuyển lúa từ đồng
ruộng về nhà bằng xe lôi gắn xe máy

TT
3,46

Vụ xuân
SRI
5,37

HRHH

3,72

TT
3,46

Đơn vị: kgCO2tđ/ha
Vụ mùa
SRI
HRHH
5,85
3,67

3.1.11. Đốt rơm rạ và trấu sau thu hoạch
Hầu hết các hộ gia đình vùi rơm rạ xuống ruộng vào vụ xuân và
đốt rơm rạ nhiều hơn vào vụ mùa. Tỷ lệ rạ: tổng rơm rạ là 0,32 và tỷ
lệ rơm:tổng rơm rạ là 0,68 [65]. EFN2O là 0,0185 kgCO2tđ/kg rơm rạ
[68]. EFCH4 là 0,2397 [12]. FCO là 0,8 [26]. 15% lượng trấu được vùi


20
xuống ruộng, 15% được dùng để cải tạo chuồng nuôi và lượng còn
lại được thu mua nên phát thải KNK từ đốt trấu là bằng 0.
Bảng 3.30. Phát thải khí nhà kính từ đốt rơm rạ sau thu hoạch
Nguồn
Đốt rơm
Đốt rạ
Tổng

KNK
N2O

CH4
N2O
CH4

TT
4,98
72,1
0,00
0,00
77,1

Đơn vị: kgCO2tđ/ha
Vụ xuân
Vụ mùa
SRI HRHH
TT
SRI
HRHH
0,0
5,10
36,67 26,37
29,95
0,0
73,85
530,8 381,7 433,52
0,0
0,92
17,29
9,28
13,51

0,0
13,37
250,3 134,3 195,63
0,0
93,24 835,14 551,74 672,61

3.2. Kết quả tính toán dấu vết các-bon lúa gạo tại xã Phú Lương

3.2.1. Dấu vết các-bon lúa gạo tại xã Phú Lương
Dấu vết các-bon lúa gạo trong vụ xuân là 2,88kgCO2tđ/kg (TT),
2,32kgCO2tđ/kg (SRI) và 2,42 kgCO2tđ/kg (HRHH). Vào vụ mùa,
kết quả lần lượt là: 3,92 kgCO2tđ/kg (TT), 3,53 kgCO2tđ/kg (SRI) và
3,46 kgCO2tđ/kg (HRHH). Khi so sánh với các nghiên cứu cũng sử
dụng quy trình LCA của ISO và GL của IPCC, kết quả của Luận án
không chênh lệch nhiều với độ lệch chuẩn là 0,85.

3.2.2. Đánh giá độ không chắc chắn
Độ không chắc chắn của dấu vết các-bon lúa gạo trong vụ xuân
lần lượt là 10,9% (TT), 10,5% (SRI), 10,4% (HRHH) và trong vụ
mùa lần lượt là 12,3% (TT), 13% (SRI) và 12,1% (HRHH).
3.3. Đề xuất các giải pháp giảm nhẹ phát thải khí nhà kính
Luận án đề xuất bốn phương án giảm nhẹ phát thải KNK cho
hoạt động sản xuất lúa gạo tại xã Phú Lương trong giai đoạn 2020-


21
2025, bao gồm: M1. Mở rộng việc áp dụng phương thức canh tác lúa
HRHH; M2. Tái sử dụng rơm rạ trong vụ mùa làm phân bón hữu cơ;
M3. Sản xuất và bón than sinh học từ phế phụ phẩm rơm rạ trong vụ
xuân và M4. Dầu diesel sinh học được pha trộn với dầu diesel

thường theo tỷ lệ 20% khi vận hành các máy móc nông nghiệp.
Phương án M1 nên được ưu tiên do có tiềm năng giảm nhẹ phát thải
KNK lớn nhất, cụ thể là 555,4tCO2tđ trong vụ xuân và 427,4 tCO2tđ
trong vụ mùa vào năm 2025 so với Kịch bản phát triển thông thường,
trong đó chủ yếu giảm nhẹ phát thải KNK từ sản xuất điện cho vận
hành máy bơm nước và phát thải mê-tan từ canh tác lúa. Ngoài ra,
việc chuyển đổi từ TT sang HRHH mang lại lợi ích kinh tế là 49,4
USD/tCO2tđ trong vụ xuân và 64,2 USD/tCO2tđ trong vụ mùa (quy
về năm 2014 với hệ số chiết khấu 10%).
3.4. Kết luận Chương 3
Các nguồn phát thải chính là phát thải mê-tan từ canh tác lúa, sử
dụng diesel để vận hành máy móc nông nghiệp, sản xuất điện cho
tưới tiêu và sản xuất phân bón. Bốn phương án giảm nhẹ phát thải
KNK được đề xuất cho khu vực nghiên cứu trong giai đoạn 20202025, bao gồm: M1. Mở rộng việc áp dụng phương thức canh tác lúa
HRHH; M2. Tái sử dụng rơm rạ trong vụ mùa làm phân bón hữu cơ;
M3. Sản xuất và bón than sinh học từ phế phụ phẩm rơm rạ trong vụ
xuân và M4. Dầu diesel sinh học được pha trộn với dầu diesel
thường theo tỷ lệ 20% khi vận hành các máy móc nông nghiệp.


22
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
A. Kết luận
i) Về phương pháp luận
Luận án đã bổ sung được những thiếu hụt trong các hướng dẫn,
nghiên cứu hiện tại bằng việc xây dựng được phương pháp luận tính
toán dấu vết các-bon cụ thể cho sản phẩm lúa gạo, trong đó LCA dựa
trên quy trình của ISO được kết hợp chủ yếu với GL 2006 của IPCC,
FAO và COPERT 4 của EURO. Việc tính toán phát thải KNK từ các
hoạt động chủ yếu dựa trên các công thức trong GL 2006, FAO (sản

xuất phân bón, vôi, thuốc BVTV) và COPERT 4 của EURO 2 (vận
chuyển thóc từ ruộng về nhà). Phương pháp luận của Luận án còn
bao gồm các hướng dẫn tính toán độ không chắc chắn dựa trên
hướng dẫn của GL 2006 – đây là bước chưa được hướng dẫn cụ
thể/không bắt buộc trong quy trình tính toán dấu vết các-bon của sản
phẩm/sản phẩm nông nghiệp trên thế giới.
ii) Về dấu vết các-bon
Số liệu hoạt động được thu thập từ kết quả điều tra phỏng vấn 90
hộ nông dân tại xã Phú Lương, trong đó 30 hộ đối với mỗi phương
thức canh tác: TT, SRI và HRHH. Các hệ số phát thải CH4 từ canh
tác lúa và N2O từ đất nông nghiệp tại khu vực nghiên cứu được tính
toán dựa trên kết quả đo đạc thực nghiệm của Viện MTNN. Đối với
các hoạt động không có hệ số phát thải KNK quốc gia, các hệ số phát
thải mặc định của GL 2006 của IPCC được sử dụng hoặc tham khảo
từ các nghiên cứu liên quan khác.
Kết quả tính toán cho thấy các nguồn phát thải chính trong dấu
vết các-bon của lúa gạo là phát thải CH4 từ canh tác lúa, sản xuất
điện cho tưới tiêu, sử dụng xăng dầu cho vận hành máy móc nông


23

nghiệp và sản xuất phân bón. Dấu vết các-bon lúa gạo trong vụ xuân
là 17,2tCO2tđ/ha (TT), 13,6tCO2tđ/ha (SRI) và 14,5tCO2tđ/ha
(HRHH) và trong vụ mùa là 20,09tCO2tđ/ha (TT), 18,08 tCO2tđ/ha
(SRI) và 17,9 tCO2tđ/ha (HRHH). Thể hiện theo đơn vị sản phẩm,
dấu vết các-bon lúa gạo trong vụ xuân là 2,88kgCO2tđ/kg gạo (TT),
2,32kgCO2tđ/kg gạo (SRI) và 2,42 kgCO2tđ/kg gạo (HRHH). Vào vụ
mùa, dấu vết các-bon lúa gạo lần lượt là: 3,92 kgCO2tđ/kg gạo (TT),
3,53 kgCO2tđ/kg gạo (SRI) và 3,46 kgCO2tđ/kg gạo (HRHH).

Độ không chắn chắn của kết quả được tính toán theo GL 2006 với
các giá trị trong vụ xuân lần lượt là 10,9% (TT), 10,5% (SRI), 10,4
(HRHH) và trong vụ mùa lần lượt là 12,9% (TT), 13,0% (SRI) và
12,1% (HRHH). Độ không chắc chắn của các phát thải KNK từ các
hoạt động phi cơ giới thường cao hơn của các hoạt động cơ giới.
iii) Giải pháp giảm nhẹ dấu vết các-bon lúa gạo
Luận án đã đề xuất bốn phương án giảm nhẹ KNK: M1. Mở rộng
việc áp dụng HRHH; M2. Tái sử dụng rơm rạ trong vụ mùa làm phân
bón hữu cơ; M3. Sản xuất và bón than sinh học từ phế phụ phẩm rơm
rạ trong vụ xuân và M4. Dầu diesel sinh học được pha trộn với dầu
diesel thường theo tỷ lệ 20% khi vận hành máy móc nông nghiệp.
Phương án M1 nên được ưu tiên thực hiện do có tiềm năng giảm phát
thải KNK lớn đồng thời mang lại lợi ích kinh tế.
Dựa trên nghiên cứu này, các khu vực khác để tính toán dấu vết
các-bon của sản phẩm lúa gạo và xác định các giải pháp giảm nhẹ
KNK ưu tiên. Vì vậy, Luận án có đóng góp về khoa học và thực tiễn,
góp phần gõ bỏ các rào cản thương mại đối với xuất khẩu gạo nếu có
trong giai đoạn sau 2020 và hỗ trợ Việt Nam đạt mục tiêu giảm nhẹ
KNK trong lĩnh vực nông nghiệp trong NDC.