BƯỚC ĐẦU ƯỚC TÍNH CHI PHÍ LỢI ÍCH VỀ KINH TẾ MÔI TRƯỜNG TRONG VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ RƠM RẠ TRÊN ĐỒNG RUỘNG TẠI VIỆT NAM

ĐẠI QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------***------------

Đỗ Hà Thu

BƯỚC ĐẦU ƯỚC TÍNH CHI PHÍ - LỢI ÍCH VỀ KINH TẾ MÔI TRƯỜNG TRONG VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ RƠM
RẠ TRÊN ĐỒNG RUỘNG TẠI VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2021


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------***------------

Đỗ Hà Thu

BƯỚC ĐẦU ƯỚC TÍNH CHI PHÍ - LỢI ÍCH VỀ KINH TẾ MƠI TRƯỜNG TRONG VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ RƠM
RẠ TRÊN ĐỒNG RUỘNG TẠI VIỆT NAM
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 18007735

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS Hoàng Anh Lê

Hà Nội – 2021

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập, theo đuổi chương trình đào tạo thạc sĩ chun
ngành Khoa học Mơi trường, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, chỉ bảo nhiệt tình của các
thầy, cơ giáo trường Đại học Khoa học Tự Nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội. Các thầy
cô không chỉ chia sẻ những kinh nghiệm, kiến thức q báu về chun mơn mà cịn là
nguồn động lực to lớn để tơi kiên trì theo đuổi hết chương trình học và giữ vững tình
u với mơi trường. Với tình cảm chân thành, tơi bày tỏ lịng biết ơn đối với Ban giám
hiệu, phịng Sau Đại học, Khoa Mơi trường - Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên- Đại
học Quốc gia Hà Nội, các thầy giáo, cô giáo đã tham gia quản lý, giảng dạy và giúp đỡ
tôi trong suốt q trình học tập, nghiên cứu.
Tơi xin bày tỏ sự biết ơn đặc biệt đến PGS.TS Hoàng Anh Lê - người đã trực
tiếp hướng dẫn, giúp đỡ về khoa học để tơi hồn thành tốt đề tài luận văn “Bước đầu
ước tính chi phí-lợi ích về kinh tế-mơi trường trong việc sản xuất điện từ rơm rạ trên
đồng ruộng tại Việt Nam” này. Khơng có sự chỉ bảo, hướng dẫn tận tình thầy, chắc
chắn đề tài đã khơng thể thực hiện và đạt được những kết nghiên cứu vô cùng quý báu.
Thầy cũng là người đã giúp tôi khai phóng tiềm năng của mình để thử sức với đề tài
nghiên cứu vô cùng mới mẻ tại Việt Nam này. Tơi cũng xin chân thành cảm ơn gia
đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, cổ vũ, khích lệ và giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian qua.
Qua đây tôi xin được trân trọng cảm ơn đề tài Nafosted (mã số 105.08-2018.04)
“Tích hợp cơng cụ kiểm kê khí thải và mơ hình hóa (TAPOM) trong việc xác định
mức độ ơ nhiễm khơng khí từ nguồn đốt rơm rạ trên đồng ruộng tại địa bàn thành phố
Hà Nội và đề xuất các giải pháp giảm thiểu” đã cho phép tôi tham gia, khảo sát, thu
thập tài liệu, sử dụng một phần số liệu và các thơng tin hữu ích để hồn thành bản
Luận văn tốt nghiệp này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong suốt quá trình thực hiện đề tài, song có thể
cịn có những mặt hạn chế, thiếu sót. Tơi rất mong nhận được ý kiến đóng góp và sự
chỉ dẫn của các thầy cô giáo và bạn bè.

Hà Nội, ngày 22 tháng 1 năm 2021
Tác giả luận văn

Đỗ Hà Thu


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.....................................................................6
1.1 Tổng quan về đặc điểm cấu tạo của rơm rạ.......................................................6
1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo tại Việt Nam............................................................8
1.3 Tình hình sử dụng rơm, rạ sau thu hoạch trên thế giới và tại Việt Nam...........10
1.3.1 Làm thức ăn chăn nuôi gia súc.....................................................................10
1.3.2 Làm nguyên liệu trồng nấm..........................................................................11
1.3.3 Tích hợp trong đất........................................................................................12
1.3.4 Làm phân hữu cơ..........................................................................................13
1.3.5 Đốt trực tiếp tại đồng...................................................................................13
1.4 Tổng quan về năng lượng và năng lượng sinh khối tại Việt Nam....................17
1.4.1. Tổng quan về năng lượng và nhu cầu sử dụng năng lượng.........................17
1.4.2. Tổng quan về năng lượng sinh khối và sử dụng năng lượng sinh khối ở Việt
Nam và trên thế giới..............................................................................................19
1.4.3 Công nghệ sản xuất năng lượng từ nguồn rơm rạ........................................24
1.5. Tình hình sử dụng rơm rạ để sản xuất điện năng trên thế giới và tại Việt Nam...26
1.6 Tổng quan về phương pháp lượng hóa giá trị mơi trường...............................28
1.6.1 Giá trị Chi phí xã hội của Cacbon (SCC).....................................................28
1.6.2 Giá trị thống kê vòng đời (VSL)...................................................................29
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU...........................................................................................................31

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu...................................................................31
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu:................................................................................31
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu:...................................................................................31
2.2 Nội dung nghiên cứu.......................................................................................31
2.3. Phương pháp nghiên cứu................................................................................31
4


2.3.1 Phương pháp thu thập, xử lý và tổng hợp tài liệu........................................31
2.3.2 Phương pháp phân tích chi phí- lợi ích mở rộng..........................................32
2.3.4 Phương pháp phân tích SWOT.....................................................................40
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.................................................................41
3.1 Tiềm năng sản xuất điện từ nguồn rơm rạ tại Việt Nam..................................41
3.1.1 Ước tính sản lượng sinh khối rơm rạ có sẵn hàng năm................................41
3.1.2 Tiềm năng sản xuất điện từ nguồn rơm rạ tại Việt Nam theo tỉnh thành......43
3.2 Đánh giá chi phí- lợi ích kinh tế và môi trường từ việc sản xuất điện từ rơm rạ.....46
3.2.1 Đánh giá chi phí - lợi ích kinh tế từ việc sản xuất điện từ rơm rạ................46
3.2.2 Đánh giá chi phí-lợi ích mơi trường từ việc sản xuất điện từ rơm rạ...........50
3.3 Thuận lợi, khó khăn của việc sản xuất điện từ rơm rạ tại Việt Nam................53
3.4 Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao khả năng thực thi trong việc sản xuất điện
từ rơm rạ...................................................................................................................... 58
3.4.1 Giải pháp cơ chế- chính sách.......................................................................58
3.4.2 Giải pháp kỹ thuật- cơng nghệ.....................................................................60
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ.......................................................................................64
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................66
PHỤ LỤC

5

DANH MỤC VIẾT TẮT

BC (Black Carbon):

Cac-bon đen

CT CP:

Công ty Cổ phần

CT TNHH:

Công ty trách nhiệm hữu hạn

ĐBSCL:

Đồng bằng sông Cửu Long

ĐBSH:

Đồng bằng sơng Hồng

GHG (Green House Gases):

Khí nhà kính

IRR (Internal Rate of Return):

Tỷ suất thu hồi nội bộ

IRRI (International Rice Research Institue):

Viện nghiên cứu lúa gạo quốc tế

NLSK:

Năng lượng sinh khối

NMVCO (Non-methane volatile organic compound) Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
không chứa metan
NPV (Net Present Value): Giá trị hiện tại rịng
PPC (Plant Power Capacity):

Cơng suất nhà máy điện

SCC (Social Cost of Carbon):

Chi phí xã hội của Cac-bon

SGR (Straw to Grain Ratio):

Tỷ lệ rơm trên gạo

TCC (Total Capital Cost):

Tổng chi phí đầu tư

TOC (Total Operation Cost):

Tổng chi phí vận hành

VSL (Value of a statistical life):

Giá trị thống kê vòng đời

BẢNG GIẢI THÍCH VÀ QUY ĐỔI ĐƠN VỊ
1 Gg (Giga-gram) = 103 tấn = 109 g
1 GW (Giga watt) = 103 MW (Mega watt) = 109 W (Watt)
1 KTOE = 103 TOE (1 TOE tương đương với nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hết 1 tấn
dầu, 1 TOE = 107 kcal)

DANH MỤC BẢNG
6


Bảng 1.1: Đặc điểm vật lý, sinh lý và hóa lý của rơm rạ................................................7
Bảng 1.2: Hàm lượng một số chất dinh dưỡng trong hạt lúa, rơm rạ và rơm rạ bị đốt.14
Bảng 1.3: Hệ số phát thải của một số khí nhà kính từ đốt rơm....................................15
Bảng 1.4: Sự tiêu thụ năng lượng theo ngành năm 2018.............................................18
Bảng 1.5: Danh sách các nhà máy đường bán điện lên lưới tính đến năm 2017..........22
Bảng 2.1: Chi phí đầu tư của nhà máy điện sinh khối sử dụng cơng nghệ lị đốt hơi...33
Bảng 2.2: Giá trị chi phí xã hội của sự phát thải CO2, CH4 và N2O.............................29
Bảng 2.3: Mức độ phát thải khí nhà kính trong q trình sản xuất điện năng từ rơm rạ......38
Bảng 3.1: Các biến số giả định và xác định nhu cầu về nhiên liệu cho một nhà máy
năng lượng cơng suất 10MW.......................................................................................46
Bảng 3.2: Các chi phí đầu tư, vận hành và lợi nhuận của nhà máy điện sinh khối.......47
Bảng 3.3: Phân tích chi phí-lợi ích của dự án..............................................................50
Bảng 3.4: So sánh lượng khí nhà kính phát thải từ hoạt đơng sản xuất điện................51
Bảng 3.5: Lượng hóa lợi ích về môi trường từ việc sử dụng rơm để phục vụ một nhà
máy điện 10 MWe thay cho hoạt động đốt rơm rạ trực tiếp.........................................52

Bảng 3.6: Phân tích SWOT của việc sản xuất điện từ rơm rạ tại Việt Nam.................57

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cấu tạo thành phần của rơm rạ......................................................................6
Hình 1.2: Khói từ đốt rơm rạ gây cản trở tầm nhìn người tham gia giao thơng...........16
Hình 1.3: Tổng nguồn cung năng lượng tại Việt Nam năm 2018.................................17
Hình 1.4 : Sơ đồ chuyển hóa năng lượng sinh khối thành các dạng năng lượng khác. 20
Hình 3.1: Phân bố các vụ lúa chính trên phạm vi tồn quốc........................................42

MỞ ĐẦU
7


Là một quốc gia có nền nơng nghiệp phát triển lâu đời, hiện nay Việt Nam đang
đứng thứ 3 trên toàn thế giới về sản lượng xuất khẩu lúa gạo, chỉ sau Thái Lan và Ấn
Độ. Năm 2019, Việt Nam đạt tổng sản lượng lúa ước tính sơ bộ là 43,4 triệu tấn. Sau
thu hoạch, lượng rơm phát sinh đạt tỷ lệ khoảng 0,7-1,4 lần năng suất lúa, tùy thuộc
vào giống lúa, năng suất, vụ mùa và cách thu hoạch. Vì thế, sau khi thu hoạch phát
sinh một lượng lớn rơm ngồi mơi trường. Đây là một nguồn nhiên liệu sinh khối dồi
dào của Việt Nam và có tiềm năng lớn trong việc sản xuất điện nhưng chủ yếu rơm
vẫn bị xem là nguồn phụ phẩm dư thừa và thường bị đốt bỏ. Năm 2014, 13 triệu tấn
rơm - tương đương với 60% tổng lượng rơm rạ tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long đã
bị đốt tại đồng. Tại Cần Thơ và Tiền Giang, tỷ lệ này đạt 87%. Nếu nguồn tài nguyên
này được sử dụng đúng cách và hợp lý sẽ đem lại nhiều lợi ích về kinh tế và môi
trường, đặc biệt là tiềm năng sản xuất điện năng.
Theo quy hoạch phát triển điện VII điều chỉnh, nhu cầu sử dụng điện của Việt
Nam sẽ tiếp tục tăng 8,32%/ năm trong giai đoạn 2021 - 2025 và duy trì ở mức 7,26%/
năm cho giai đoạn 2026 - 2030, mục tiêu đạt 129.500 MW tổng công suất nguồn điện
vào năm 2030. Để đạt được mục tiêu này, việc đa dạng hóa các nguồn điện và đẩy
mạnh đóng góp từ nguồn điện sinh khối và năng lượng tái tạo là một việc vơ cùng cần

thiết. Chính phủ đã đề ra mục tiêu tăng tỷ lệ điện sản xuất từ nguồn sinh khối trong
tổng sản lượng điện sản xuất từ khoảng 1% (2015) lên 3% (2020), 6,3% (2030) và đạt
8,1% vào năm 2050. Hiện nay, nhiều quốc gia phát triển nông nghiệp như Việt Nam,
Thái Lan, Trung Quốc, v.v. đang tập trung đẩy mạnh nghiên cứu về tiềm năng sản xuất
điện năng từ phụ phẩm nông nghiệp (rơm, rạ, trấu) và bước đầu đã có nhiều kết quả.
Tuy vậy, chủ yếu các đề tài này mới chỉ dừng lại ở việc đánh giá tiềm năng sử dụng,
phân tích chi phí- lợi ích về mặt kinh tế của việc sản xuất điện từ rơm, rạ, ít nghiên cứu
đến các lợi ích và vấn đề về môi trường do hoạt động này gây ra.
Từ thực trạng nêu trên, học viên thực hiện đề tài “Bước đầu ước tính chi phílợi ích về kinh tế-môi trường trong việc sản xuất điện từ rơm rạ trên đồng ruộng tại
Việt Nam” nhằm mục đích tính tốn cụ thể hơn về chi phí/ lợi ích của việc sử dụng
rơm để sản xuất điện sinh khối tại Việt Nam, đặc biệt dựa trên góc độ mơi trường. Kết
quả nghiên cứu sẽ chỉ ra tiềm năng sử dụng rơm tại Việt Nam, chi phí và lợi ích ước
tính ở góc độ kinh tế và mơi trường của việc sản xuất điện năng từ sinh khối rơm. Từ
đó, nghiên cứu này sẽ giúp ích cho việc đánh giá tiềm năng và hiệu quả của việc sản
xuất điện từ rơm, phục vụ cho quá trình ra quyết định và là nguồn tài liệu tham khảo
cho các nghiên cứu chuyên sâu sau này.

8


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Tổng quan về đặc điểm cấu tạo của rơm rạ
Rơm, rạ là sản phẩm phụ của hoạt động nông nghiệp sau canh tác, là phần thân
cây khơ của các loại cây lương thực (ví dụ như lúa nước, lúa mạch, lúa mì) sau khi đã
thu hoạch hoặc từ các loại cỏ, cây họ đậu, cây thân thảo khác đã được cắt. Rơm rạ từ
cây lúa bao gồm vỏ trấu, phiến lá, thân lúa, mắt và rễ rơm [25]. Sau khi cây trồng được
thu hoạch, phần rơm rạ cịn lại trên cánh đồng có thể được xử lý bằng các hình thức
khác nhau như: đốt tại ruộng, làm tro bón cho đất để cải thiện năng suất cây trồng,
được thu gom làm thức ăn cho gia súc hoặc phục vụ cho các hoạt động khác trong đời

sống thường ngày tại nông thôn như làm chất đốt, lợp mái, trồng nấm.
Mỗi kilogam (kg) lúa thành phẩm tạo ra khoảng 0,7 - 1,4 kg rơm tùy thuộc vào
giống lúa, độ cao thân cây khi gặt lúa và độ ẩm trong khi thu hoạch [24]. Năng suất
tổng sinh khối rơm dao động từ 7,5 đến 8,0 tấn/ha, trong đó lượng rơm rạ bị loại bỏ
dao động từ 2,7 đến 8 tấn/ha, tương ứng với phần cắt nằm trong khoảng từ 50% đến
100% tổng sinh khối rơm [15]. Ước tính, tổng sinh khối rơm rạ hàng năm trên toàn thế
giới đạt 370 - 520 triệu tấn/năm, trong đó châu Á nói chung đạt 330 - 470 triệu tấn/
năm và khu vực Nam Á nói riêng đạt 100 - 140 triệu tấn/năm [15].

Hình 1.1: Cấu tạo thành phần của rơm rạ
Nguồn: Viện Nghiên cứu Lúa thế giới- IRRI (2003) [24]
Rơm rạ thuộc nhóm sinh khối lignocelluloza, có cấu tạo từ ba thành phần chính
là: lignin (12%), cellulose (38%) và hemi-cellulose (25%) [50], được thể hiện cụ thể ở
hình 1.1. Cellulose và hemi-cellulose là nguồn chất xơ hữu cơ, lignin là thành tế bào
thực vật. Các thành phần hóa học này giúp xác định giá trị dinh dưỡng của rơm rạ và
khiến chúng có khả năng trở thành nhiên liệu sinh nhiệt năng. Do được cấu tạo từ các
nguồn xơ hữu cơ, rơm rạ rất giàu chất hữu cơ (80%) và Carbon hữu cơ có khả năng
9


oxi hóa (34%) [25], tỷ lệ C/N cao (xấp xỉ 50%), là điều kiện khả thi để các vi sinh vật
có thể tồn tại trong điều kiện ủ phân. Về tính chất vật lý, mật độ khối lượng rơm có thể
thay đổi đáng kể tùy thuộc vào cấu trúc riêng của nó, từ 13 - 18 kg/m 3 (đối với rơm rạ)
[15] đến 50 - 120 kg/m3 (đối với rơm nghiền nhỏ) [30]. Khi được sử dụng làm năng
lượng sinh học, đặc điểm về mật độ khối lượng rơm có thể ảnh hưởng đến q trình
đốt vì nó tác động đến thời gian cần thiết trong lò phản ứng [51]. Những tính chất này
giúp cho rơm rạ có cấu trúc phù hợp để trộn với bùn thải, khiến các vật liệu này có độ
pH, tỷ lệ C/N và độ ẩm phù hợp cho sự phát triển của vi sinh vật có liên quan đến q
trình ủ phân [25]. Các đặc điểm cụ thể vể vật lý, sinh lý và hóa lý của rơm rạ được
trình bày cụ thể ở bảng 1.1:

Bảng 1.1: Đặc điểm vật lý, sinh lý và hóa lý của rơm rạ
Chỉ số

Giá trị

Đơn vị

Phạm vi

-

30 – 58,3

46,8

g/cm3

0,05 – 0,1

0,06

Độ ẩm tổng số

11 – 20

12,7

Tồn dư khoáng

10 – 13

11,8

78,1 – 85

80,3

32,1 – 35,6

33,6

0,6 – 1,3

0,93

0,12 – 0,35

0,19

K2O5

0,91 – 2,1

1,55

CaO

0,46 – 0,6

0,32

MgO

0,1 – 0,3

0,2

Na2O

0,1 – 0,97

0,5

S

0,09 – 0,22

0,15

100 – 430

174,2

Mn

50 – 130

72,2

Zn

20 – 50

32,2

Cu

3,5 – 7,5

4,32

Ni

1,2 – 5,5

3,0

Pb

0,0 – 4,0

0,75

C/N
Tỷ trọng

Chất hữu cơ tổng số
Cacbon hữu cơ có thể
oxy hóa
N tổng số

P2O5

Fe

%

mg/kg

10

trung bình


Cd

0,0 – 0,3

0,12

Cr

2,8 – 9,1

9,0

1,8 x 106 – 5 x 106

3,23 x 106

8,7 x 103 – 9,5 x 106

3,75 x 106

Vi khuẩn
Nấm

CFU/g

Nguồn: Lê và cộng sự (2017) [25]
Với những đặc điểm trên, rơm rạ là một nguồn sinh khối tiềm năng cho việc sản
xuất nhiệt năng, nhưng cũng đồng thời là nguồn phát thải các chất khí gây ơ nhiễm
mơi trường nếu bị đốt khơng đúng cách. Do đó, việc quản lý nguồn phụ phẩm nông
nghiệp này một cách đúng đắn và khoa học là vô cùng quan trọng, giúp tận dụng
nguồn tài nguyên, hạn chế việc thất thoát dinh dưỡng trong đất và giảm phát thải khí ơ
nhiễm ra mơi trường.
1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo tại Việt Nam
Việt Nam là một quốc gia đang phát triển và có nền văn minh lúa nước lâu đời.
Trong các năm gần đây từ 2010-2019, ngành nông nghiệp - lâm nghiệp - thủy sản
chiếm tỷ trọng trung bình 17,35% [2] tổng sản phẩm trong nước, phần lớn dân số và
lực lượng lao động vẫn đang tập trung chủ yếu tại khu vực nơng thơn. Tính đến năm
2019, dân số Việt Nam đạt 96,48 triệu người, trong đó 62,67 triệu người tập trung tại
khu vực nông thôn, chiếm 65%, 33,81 triệu người tập trung tại khu vực thành thị,
chiếm 35%. Lực lượng lao động cũng chủ yếu tập trung ở khu vực nông thôn, số lao
động từ 15 tuổi trở lên là 54,7 triệu người, trong đó 18,8 triệu người đang làm việc
trong ngành Nông nghiệp - lâm nghiệp - thủy sản, giảm 1,7 triệu người so với năm
2018, chiếm 34,5% tổng số lao động [2]. Sơ bộ năm 2019, tổng diện tích canh tác lúa
đạt 7.470,1 nghìn ha, tiếp tục có xu hướng giảm so với năm 2018 do thay đổi cơ cấu
cây trồng và ảnh hưởng của thời tiết. Sản lượng lúa đạt 43,4 triệu tấn, giảm 597,8
nghìn tấn so với năm 2018 [2].
Việt Nam có hai khu vực tập trung canh tác lúa lớn là khu vực đồng bằng sông

Hồng (ĐBSH) và khu vực đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Đồng bằng sông
Hồng thuộc hạ lưu sông Hồng và sơng Thái Bình, bao gồm 10 tỉnh thành. Nhờ có hai
dịng sơng lớn bồi đắp phù sa nên khu vực này có đất đai trù phú, giàu phù sa, thích
hợp cho việc nuôi trồng và canh tác nông nghiệp. Diện tích canh tác lúa và sản lượng
lúa cả năm tại khu vực đồng bằng sông Hồng thường đạt khoảng 1.000 ha và 6,4 triệu
tấn, chiếm lần lượt 13% và 15% cả nước, chỉ đứng sau đồng bằng sông Cửu Long với
diện tích và sản lượng trung bình đạt khoảng 4.100 hecta (55%) và 24 triệu tấn (54%)
[2]. Trong đó, Hà Nội, Hải Dương, Thái Bình và Nam Định là 4 tỉnh thành có diện tích
11


lúa cả năm lớn nhất khu vực đồng bằng sông Hồng. Mặc dù là thành phố có diện tích
canh tác giảm mạnh nhất từ giai đoạn 2015-2019 (29 nghìn ha), Hà Nội vẫn là khu vực
có diện tích lúa lớn nhất đồng bằng sơng Hồng, đạt 171,6 nghìn ha vào năm 2019, theo
sau là Nam Định (146,9 ha), Thái Bình (155,2 ha) và Hải Dương (114,9 ha) [2]. Về sản
lượng, năm 2019, toàn thành phố Hà Nội đạt 0,96 triệu tấn, thấp hơn giai đoạn 20152018 với sản lượng trung bình giai đoạn này là 1,09 triệu tấn. Điều này khiến Thái
Bình trở thành khu vực có sản lượng lúa cả năm cao nhất ĐBSH năm 2019, đạt 1,02
triệu tấn. Nam Định đứng thứ 3 về sản lượng lúa cả năm với 0,88 triệu tấn, theo sau là
Hải Dương với 0,68 triệu tấn. Các tỉnh thành cịn lại có năng suất chỉ đạt từ 0,3-0,45
triệu tấn [2].
Đồng bằng sông Cửu Long bao gồm 1 thành phố trực thuộc trung ương và 12
tỉnh, được gọi là “vựa lúa” của cả nước vì tập trung trên 50% diện tích canh tác và sản
lượng lúa hàng năm. ĐBSCL chỉ chiếm 13% diện tích cả nước, nhưng chiếm tới 54%
diện tích canh tác và 56% sản lượng lúa năm 2019 của cả nước, xuất khẩu gạo từ toàn
vùng chiếm tới 90% sản lượng. Kiên Giang và An Giang là hai thành phố có sản lượng
lúa cao nhất ĐBSCL, xấp xỉ 4 triệu tấn/năm, theo sau là Đồng Tháp (3,3 triệu tấn),
Long An (2,7 triệu tấn) và Sóc Trăng (2,2 triệu tấn). Bến Tre và Cà Mau là hai khu vực
có sản lượng lúa thấp nhất trong khu vực, đạt thấp hơn 0,6 triệu tấn/ năm. Các tỉnh
thành còn lại dao động từ 1,1 - 1,4 triệu tấn/năm [2].
Sơ bộ năm 2019, tổng diện tích canh tác lúa đạt 7.470,1 nghìn ha, giảm so với

giai đoạn 2015-2018, sản lượng lúa đạt 43,4 triệu tấn, giảm 597,8 nghìn tấn so với năm
2018, năng suất đạt 58,2 tạ/ha, tương đương với năng suất năm 2018. Là quốc gia xuất
khẩu gạo lớn thứ 3 trên thế giới, năm 2019, Việt Nam đã xuất khẩu sơ bộ 5.868.409
tấn [2].
Theo cập nhật đến quý I năm 2020 [10], Việt Nam ghi nhận giá gạo tăng ở mức
cao nhất trong gần 16 tháng qua. Gạo tấm 5% của Việt Nam có giá 410 USD/tấn, thấp
hơn gạo tiêu chuẩn 5% của Thái Lan (480 - 505 USD/tấn) và cao hơn giá gạo đồ 5%
tấm của Ấn Độ (363 - 367 USD/tấn). Tại thị trường nội địa, giá lúa tại ĐBSCL có xu
hướng tăng trong tháng 3 và tháng 4 năm 2020, bất chấp đại dịch COVID-19 đang
diễn biến phức tạp và nguy hiểm khơng chỉ tại Việt Nam mà trên tồn thế giới. Giá gạo
xuất khẩu cũng tăng 6,3% so với cùng kỳ năm 2019, đạt 461,9 USD/tấn. Thị trường
nhập khẩu gạo chính của Việt Nam quý I năm 2020 là Philippines với 36,7% thị phần,
sản lượng đạt 594,2 nghìn tấn, giá trị đạt 257,2 triệu USD. Theo sau là Trung Quốc và
Malaysia với sản lượng nhập khẩu đạt lần lượt là 273,5 và 220,7 nghìn tấn [10].

12


1.3 Tình hình sử dụng rơm, rạ sau thu hoạch trên thế giới và tại Việt Nam
Sau khi thu hoạch lúa, các loại phụ phẩm chính có tiềm năng sản xuất năng
lượng được thải ra môi trường là rơm, rạ và trấu. Trong khi trấu đã được ứng dụng để
sản xuất năng lượng ở nhiều quốc gia, rơm - rạ vẫn ít được xem là một nguồn nhiên
liệu tiềm năng và thường được đốt bỏ, một tỷ lệ nhỏ được sử dụng với nhiều mục đích
khác nhau. Nguyên nhiên chính của thực trạng này là do trấu dễ thu gom (từ các nhà
máy xay xát) và dễ thu mua, trong khi rơm rạ cần nhiều công sức thu gom và chỉ có
sẵn vào mùa thu hoạch. Ở các quốc gia phát triển như châu Âu và một số quốc gia
châu Á như Thái Lan, Trung Quốc, rơm rạ được cuộn thành từng bó lớn, tạo điều kiện
thuận lợi cho việc thu gom, vận chuyển và lưu giữ. Tại Việt Nam, điều này là khơng
khả thi vì chi phí đắt đỏ của máy móc, chỉ một số hộ gia đình- cơ sở thu mua rơm rạ
đầu tư trang thiết bị để phục vụ cho việc bán rơm rạ cho các hộ sản xuất, kinh doanh

khác. Một số hình thức xử lý rơm rạ chủ yếu được trình bày sau đây:
1.3.1 Làm thức ăn chăn nuôi gia súc
Tại vùng nông thôn Việt Nam, rơm rạ có thể được thu gom để giữ ấm chuồng
và làm thức ăn cho gia súc như trâu, bị. Tuy nhiên, rơm rạ thơ được xem là loại thức
ăn chăn ni khơng hiệu quả do có giá trị dinh dưỡng không cao và yêu cầu nhiều
năng lượng cần thiết để tiêu hóa chúng [15, 25, 37, 49]. Ngồi ra, q trình phơi khơ
cũng làm giảm giá trị dinh dưỡng của rơm rạ nên trâu bị khơng thích ăn. Do đó, một
số biện pháp kỹ thuật cần được thực hiện để làm tăng khả năng tiêu hóa được của rơm
rạ và bổ sung nguồn dinh dưỡng có trong rơm. Có nhiều phương pháp để chế biến rơm
thành thức ăn chăn nuôi gia súc bao gồm: phương pháp ủ rơm tươi, ủ rơm cho vào túi
nilong và phương pháp kiềm hóa. Rơm có thể được xử lý với Ure 2-4% hoặc Natri
hydroxide (NAOH)/ Amoniac hydroxide (NH4OH) để tăng cường giá trị đạm và cải
thiện khả năng tiêu hóa của các loại động vật nhai lại. Một số nghiên cứu cũng cho
thấy khi bổ sung Ure với liều lượng 8,8 kg Ure/tấn rơm có thể làm tăng lượng tiêu thụ
rơm lên 30% và giá trị năng lượng tăng lên 20% so với ban đầu [37]. Với tính chất sẵn
có và dư thừa sau mỗi vụ mùa, bất kể việc nghèo nàn chất dinh dưỡng, rơm rạ vẫn là
một thành phần có vai trị quan trọng trong hệ thống chăn ni gia súc tại các quốc gia
nông nghiệp châu Á [38]. Không chỉ vậy, tại Úc và California, việc sử dụng rơm rạ
làm nguồn thức ăn chăn nuôi gia súc cũng được xem là một giải pháp thay thế hữu
hiệu cho cỏ khô vào thời kỳ khô hạn, khi giá cỏ khô tăng cao. Các nghiên cứu của
Larry Roth, chuyên gia dinh dưỡng dịch vụ kỹ thuật tại Bắc Mỹ, thực hiện tại Nhật
Bản cũng chỉ ra rằng sử dụng rơm rạ có thể là một giải pháp lâu dài cho khơng chỉ

13


nơng dân trồng lúa mà cịn cả các nhà sản xuất bị thịt và sữa đang tìm kiếm nguồn
thức ăn thơ có chất lượng khơng đổi cho hệ thống chăn nuôi của họ [49].
1.3.2 Làm nguyên liệu trồng nấm
Trồng nấm được xem là một trong những phương pháp sinh học giúp tận dụng

nguồn rơm rạ hiệu quả nhất vì phần rơm rạ có thể tận dụng sử dụng lại nhiều lần và
đem lại giá trị kinh tế cao cho người nuôi trồng. Nấm là một loại thực phẩm giàu đạm
thực vật, nhu cầu và sản lượng trồng nấm liên tục tăng trong những năm gần đây. Mơ
hình trồng nấm trong nhà bằng rơm, rạ đã được áp dụng phổ biến trên thế giới và tại
Việt Nam. Rơm rạ được chất thành cụm, bổ sung dinh dưỡng (nước, ure, vôi), xếp
thành từng lớp rồi đem ủ để loại bỏ nấm dại và phân hủy một phần rơm thành chất hữu
cơ, giúp tơ nấm dễ hấp thụ chất dinh dưỡng. Sau khi nấm được thu hoạch, phần rơm
mục có thể được tái sử dụng hoặc chế biến thành phân bón, ni gia cầm, gia súc và
tôm, cá.
Việc sử dụng rơm, rạ để trồng nấm có kỹ thuật đơn giản, giá thành rẻ, giúp tăng
thu nhập cho người nông dân, đồng thời giúp giải quyết nguồn phụ phẩm nông nghiệp
dư thừa. Trồng nấm là một giải pháp thay thế hữu hiệu để giảm nhẹ các vấn đề ô
nhiễm môi trường liên quan đến việc đốt rơm rạ, xem rơm rạ như một nguồn nguyên
liệu có giá trị và có thể phát triển thành các cơ sở kinh doanh để sản xuất nấm ở quy
mơ lớn. Mơ hình trồng nấm rơm từ rơm, rạ đang được áp dụng rộng rãi tại nhiều địa
phương trên cả nước, có những nơi thành lập hợp tác xã/ câu lạc bộ trồng nấm, đem lại
thu nhập từ 1.500.000 – 2.000.000 VNĐ cho mỗi thành viên trồng nấm [12].
Theo điều tra [5] trên địa bàn thành phố Hà Nội, hàng năm Hà Nội sử dụng
khoảng 95 nghìn tấn phụ phẩm nông nghiệp để làm nguyên liệu trồng nấm, trong đó
phụ phẩm từ lúa đạt 81,5 nghìn tấn, chiếm 86%. Thạch Thất (30%) và Ba Vì (20%) là
các huyện có tỷ lệ sử dụng rơm rạ để trồng nấm cao nhất.
1.3.3 Tích hợp trong đất
Sau khi thu hoạch, trữ lượng rơm rạ cịn lại trên đồng có thể được tích hợp vào
đất bằng cách chôn vùi xuống đất để xảy ra q trình tự phân hủy, nhằm mục đích trả
lại các chất dinh dưỡng có trong rơm rạ cho đất. Một số nghiên cứu cho thấy rằng, việc
kết hợp phân bón và rơm rạ chơn vùi trong đất có thể giúp lưu giữ một số chất dinh
dưỡng như N, P, K và S cho cây lúa và tăng dự trữ dinh dưỡng cho đất [25]. Rơm rạ
được vùi trong đất ướt sẽ cố định tạm thời N và tăng lượng metan (CH 4) được giữ
trong đất [25]. Ngược lại, nếu rơm rạ bị loại bỏ khỏi đồng ruộng sẽ dẫn đến hiện tượng
suy giảm và cạn kiệt K và Si trong đất, còn việc đốt rơm rạ sẽ dẫn đến việc mất hầu

14


hết hàm lượng N, 25% hàm lượng P, 20% lượng K và 5 - 60% lượng S có trong rơm rạ
[20].
Tuy nhiên, việc tích hợp bao nhiêu rơm rạ cho đồng ruộng là tối ưu lại là một
vấn đề cần được tính tốn cẩn thận. Một nghiên cứu được thực hiện năm 2017 [41] tại
Philippine cùng hợp tác với Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đã chỉ ra rằng, việc giữ
lại rơm rạ trên ruộng có thể phát thải ra từ 3.500 - 8.000 kg CO 2 tương đương/ ha (tổng
lượng CO2 tương đương từ CH4 và N2O) tùy thuộc vào tỷ lệ giữ lại của rơm rạ, tương
đương hoặc cao hơn gấp 1,5 lần khi so sánh với việc loại bỏ rơm rạ khỏi đồng ruộng
(phát thải gần 5.000 kg CO2 tương đương/ha). Một nghiên cứu được thực hiện tại
Jiangsu (Trung Quốc) [29] cũng cho thấy việc giữ lại rơm rạ trong đất có thể làm tăng
lượng phát thải các khí nhà kính, tỷ lệ giữ lại từ 40 - 100% sẽ phát thải nhiều khí CH 4
hơn (11,63 - 23,79 triệu tấn), nhưng cũng đồng thời làm giảm việc sử dụng phân bón
chứa N (0,55 - 1,38 triệu tấn CO 2 tương đương), giữ nhiều C trong đất hơn (0,98-2,44
triệu tấn CO2 tương đương), giảm thải ít N2O hơn (0,1 - 0,24 triệu tấn CO2 tương
đương). Nhóm tác giả đã đề xuất tỷ lệ rơm rạ tích hợp trong đất tối ưu là khoảng 60%
để phù hợp với các đặc điểm về kinh tế - xã hội - môi trường tại địa phương. Mặt khác,
rơm rạ lại có đặc tính phân hủy chậm [15, 49], trong khi thời gian sinh trưởng của lúa
ngày càng được rút ngắn để tăng số vụ mùa trong một năm. Do đó chơn vùi rơm trong
đất ngày càng được ít thực hiện và thay bằng hoạt động đốt trực tiếp trên đồng.
1.3.4 Làm phân hữu cơ
Như đã nhắc đến ở mục 1.1, các tính chất vật lý của rơm rạ giúp chúng có cấu
trúc phù hợp để trộn với bùn thải, trong khi các tính chất hóa học về độ pH, tỷ lệ C/N
và độ ẩm của rơm rạ tạo điều kiện tối ưu cho sự phát triển của các loài vi sinh vật
trong quá trình ủ phân. Số lượng vi khuẩn và nấm có trong nguyên liệu rơm rạ lần lượt
là 3,23 x 106 và 3,75 x 106 CFU/g. Do đó, phân bón ủ từ rơm rạ rất có lợi vì chúng
thường chứa các vi chất dinh dưỡng, enzyme và vi sinh vật khơng được tìm thấy trong
các loại phân bón vơ cơ thơng thường [22].

Quy trình làm phân bón hữu cơ từ rơm rạ về cơ bản bao gồm các bước: Thu
gom rơm rạ, thêm vào các loại chế phẩm sinh học (enzyme), phân tổng hợp NPK (bổ
sung chất dinh dưỡng), nước (tạo độ ẩm tối ưu); đồng nhất hóa hỗn hợp trên và ủ, thời
gian ủ tùy thuộc vào các loại chất thêm vào và công nghệ ủ được áp dụng. Sau khi
được ủ xong, thành phẩm là phân hữu cơ được hình thành, chúng có thể được sử dụng
để bón cho cây trồng hoặc để tăng dinh dưỡng cho đất. Loại phân hữu cơ này sẽ giúp
cải thiện chất dinh dưỡng và thành phần hữu cơ trong đất [15].

15


1.3.5 Đốt trực tiếp tại đồng
Rơm rạ là nguồn phụ phẩm phổ biến sau quá trình thu hoạch cây lương thực.
Trước kia rơm rạ thường được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi gia súc hoặc làm nhiên
liệu đốt trong q trình nấu ăn tại khu vực nơng thơn. Tuy nhiên, cùng với sự phát
triển kinh tế, chất lượng đời sống được tăng lên, người dân dần chuyển sang sử dụng
các loại nhiên liệu thương mại như gas, bếp điện, bếp từ thay vì sử dụng rơm rạ như
trước kia. Song song với đó, cùng với sự phát triển về khoa học - kỹ thuật, các giống
lúa ngày càng được cải tiến, cho năng suất cao hơn trong khi thời gian sinh trưởng
ngắn hơn. Những điều này đã khiến cho khối lượng rơm rạ dư thừa trên các cánh đồng
ngày càng gia tăng, kéo theo việc đốt rơm rạ trực tiếp ngày càng phổ biến, bất chấp
các tác động tiêu cực tới mơi trường và sức khỏe của nó.
Mặc dù việc đốt rơm rạ ngồi đồng có thể giải quyết nguồn sinh khối dư thừa
này, giúp kiểm soát cỏ dại và nhiều loại sâu bệnh khác nhau [39], những lợi ích này
không thể so sánh được với việc mất chất dinh dưỡng, cạn kiệt chất hữu cơ trong đất
và làm giảm sự có mặt của các khu sinh vật có lợi cho đất [32]. Trong quá trình sinh
trưởng, một lượng lớn chất dinh dưỡng của cây lúa nằm trong thân và lá lúa- phần sẽ
trở thành rơm rạ sau khi gặt, điển hình là K và Si, đây cũng là hai chất dinh dưỡng có
hàm lượng cao nhất trong rơm rạ [47]. Bảng 1.2 so sánh hàm lượng một số chất dinh
dưỡng có trong hạt lúa, rơm rạ và lượng dinh dưỡng bị mất đi trong quá trình đốt:

Bảng 1.2: Hàm lượng một số chất dinh dưỡng trong hạt lúa, rơm rạ và rơm rạ bị đốt
Đơn vị: kg/tấn
N

P

K

Mg

Ca

Si

Hạt lúa

10,5

4,6

3,0

1,5

0,5

2,1

Rơm rạ

7,0

2,3

17,5

2,0

3,5

11,0

Rơm rạ bị đốt

7,0

0,6

3,5

1,0

2,9

0,2

Nguồn: Dobermann và Fairhurst (2002) [20]
Nếu xét trên một cánh đồng rộng 1 ha, trong đó lượng lúa và rơm xấp xỉ bằng
nhau, việc đốt rơm rạ sẽ làm mất đi 70 kg N, 6 kg P và 35 kg K có trong đất. Như vậy,
khi so sánh với việc giữ lại rơm rạ trên đồng ruộng, việc đốt rơm rạ sẽ làm mất đi gần

như toàn bộ hàm lượng N, trên 80% hàm lượng Ca, 50% hàm lượng Mg, 25% hàm
16


lượng P và 20% hàm lượng K. Trong quá trình này, hàm lượng Si trong đất bị mất đi
không đáng kể, nhưng nguồn nhiệt đã khiến Si trở nên không hịa tan được, và do đó
khơng được hấp thụ bởi cây trồng [45].
Không chỉ vậy, vấn đề nghiêm trọng nhất khi đốt rơm rạ là việc thải ra môi
trường một lượng đáng kể khí nhà kính, trong đó có CO2. Do có hàm lượng C cao, rơm
rạ khi bị đốt sẽ kéo theo việc phát thải ra môi trường một lượng lớn CO 2, CO và các
loại khí thải khác như CH4, NOx, SO2 và một số loại bụi PM10 và PM2.5. Tại châu Á,
lượng phát thải hàng năm từ việc đốt rơm rạ ước tính đạt 0,1 triệu tấn SO 2, 0,96 triệu
tấn NOx, 379 triệu tấn CO2, 23 triệu tấn CO và 0,68 triệu tấn CH 4 [46]. Chỉ tính riêng
tại Việt Nam, ước tính trong năm 2018, 0,58 triệu tấn SO 2, 7,4 Gg NOx, 3,82 triệu tấn
CO2, 301 Gg CO, 31 Gg CH 4 đã bị phát thải ra bầu khí quyển từ hoạt động đốt 3,24
triệu tấn rơm rạ (số liệu tại khu vực Đồng bằng sơng Hồng), trong đó CO 2 chiếm 90%
tổng lượng phát thải [26]. Hệ số phát thải một số khí nhà kính từ việc đốt rơm rạ được
giới thiệu ở bảng 1.3:

Bảng 1.3: Hệ số phát thải của một số khí nhà kính từ đốt rơm
Hệ số phát thải (g/kg)
Chất ô nhiễm

Phạm vi phát thải
(từ các nguồn tham khảo)

Giá trị khuyến cáo sử dụng
(của tác giả)

BC

0,5 – 0,52

0,51

PM10

3,46 – 9,1

9,1

PM2.5

3,2 – 8,3

8,3

CO

25,2 - 93

93

CO2

791 – 1.761

1.177

SO2

0,15 – 2,0

0,18

NOx

1,81 – 3,52

2,28

NH3

4,1

4,1

CH4

4,51 – 9,59

9,59

NMVOC

7

7
17

Nguồn: Lê và cộng sự (2020) [26]
Việc đốt rơm rạ khơng chỉ phát thải khí nhà kính vào bầu khí quyển mà còn ảnh
hưởng trực tiếp đến sức khỏe và gây nguy hiểm cho người tham gia giao thông khi đi
qua đoạn đường gần với nguồn đốt rơm rạ. Khói bụi lan tỏa ra các con đường khiến
tầm nhìn của người điều khiển phương tiện giao thông bị che khuất. Hiện tượng này
diễn ra khá phổ biến tại các quận/huyện ngoại thành của thành phố Hà Nội và cũng là
một trong những nguyên nhân khiến cho chỉ số ô nhiễm của các quận nội thành tăng
cao trong giai đoạn sau thu hoạch.

Hình 1.2: Khói từ đốt rơm rạ gây cản trở tầm nhìn người tham gia giao thơng
Nguồn: Hữu Nghị (Báo Dân trí)
Khơng chỉ là nguồn phát thải khí nhà kính đáng kể, hoạt động đốt rơm rạ cịn có
thể sản sinh ra khói độc. Từ những năm 1980, các nhà khoa học đã phát hiện ra trong
bụi phát sinh từ việc đốt rơm rạ có chứa các loại khí độc [25]. Nguyên nhân xuất phát
từ cấu tạo hóa học của rơm rạ, chúng được cấu tạo chủ yếu từ cellulose, hemicellulose, vật chất hữu cơ bám dính và các loại khoáng chất. Khi đốt rơm rạ, các phản
ứng xảy ra một cách phức tạp do quá trình nhiệt phân khơng hồn tồn, tạo thành các
sản phẩm phụ độc hại [25]. Ngồi ra, CO2, hơi nước, khói cũng chứa nhựa và hàng
trăm chất khác như NH4, NO, hợp chất clo, hợp chất lưu huỳnh, bao gồm cả kim loại
nặng do tích lũy sinh học. Thành phần của khói thậm chí cịn phức tạp hơn nếu rơm rạ
khơng bị phân hủy hồn tồn. Do đó, khói phát sinh từ hoạt động đốt rơm rạ khơng chỉ
gây khó chịu mà cịn ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người hít phải. Khói có mùi cay,
khét, khi hít phải sẽ gây ra cảm giác khó chịu trong cổ họng, gây buồn nơn, ngột ngạt,
18


hắt hơi và ho. CO là một loại khí độc, khi thời gian hít phải kéo dài và lượng khói hít
vào nhiều, có thể làm biến đổi bộ máy cấu trúc hô hấp, dễ mắc các bệnh về hô hấp như
viêm mũi, họng, thanh quản, phế quản [5].
Như vậy, không chỉ gây ra các vấn đề về ô nhiễm môi trường khơng khí, mất

chất dinh dưỡng trong đất và đẩy nhanh hiện tượng biến đổi khí hậu (từ việc phát thải
khí nhà kính), đốt rơm rạ cịn tác động đến sức khỏe con người và nền kinh tế (từ việc
sức khỏe giảm sút và chi phí khám chữa bệnh).
1.4 Tổng quan về năng lượng và năng lượng sinh khối tại Việt Nam
1.4.1. Tổng quan về năng lượng và nhu cầu sử dụng năng lượng
Việt Nam có nhiều nguồn năng lượng sơ cấp đa dạng và dồi dào bao gồm: Than
đá, dầu mỏ, khí đốt, và năng lượng tái tạo. Trong đó, dầu thơ và than đá là hai nguồn
nhiên liệu chiếm tỷ trọng lớn nhất trong việc sản xuất lượng tại Việt Nam, chiếm lần
lượt 20,38% và 39,56% tổng lượng năng lượng khai thác, sản xuất trong nước năm
2018 [2]. Trong cùng năm, sản lượng điện sản xuất trong nước đạt 7.279,6 KTOE 1,
nhập khẩu đạt 148,1 KTOE và xuất khẩu đạt 63 KTOE [2]. Hình 1.3 mơ tả sự đóng
góp theo nguồn của việc sản xuất năng lượng tại Việt Nam năm 2018:
40000
35000
30000
25000

Khối lượng (ktoe)

20000
15000
10000
5000
0
a
Th

n

u

Dầ

n
Xă

g

ầ
,d

ơ
th

u

và

c
cá

ch

ế

ẩ
ph

m

từ

dầ

u

Kh

hi
ít

ên

nh

iê

n

i
Nh

ên

u
liệ

si

nh

c
họ

ệ
Đi

n

Hình 1.3: Tổng nguồn cung năng lượng tại Việt Nam năm 2018
Nguồn: Tổng hợp số liệu từ Niên giám Thống kê 2019 [2]

1 - TOE là đơn vị năng lượng chung, được sử dụng để quy đổi các dạng năng lượng khác nhau về chung một
đơn vị tính. 1 TOE tương đương với nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hết 1 tấn dầu

19


Năng lượng được sử dụng chủ yếu phục vụ công nghiệp - xây dựng và vận tải.
Công nghiệp-xây dựng sử dụng 33.579,8 KTOE năng lượng, chiếm 54% tổng nguồn
cung cấp năng lượng. Vận tải chiếm 20% việc sử dụng năng lượng, đạt 12.445,3
KTOE. Dân dụng tiêu thụ 9650,4 KTOE, chiếm 16% tổng nguồn năng lượng. Thương
mại-dịch vụ, Tiêu dùng phi năng lượng và Nông, lâm nghiệp và thủy sản chiếm tỷ
trọng thấp, chỉ đạt lần lượt là 5%, 4% và 2% tổng năng lượng cung cấp trong năm
2018. Bảng 1.4 mô tả cụ thể sự tiêu thụ năng lượng năm 2018:

20


Bảng 1.4: Sự tiêu thụ năng lượng theo ngành năm 2018
Tổng năng lượng

sử dụng

62.205,
6

Cơng nghiệp và xây
dựng
Khai khống

33.578,
9
1.106,6
28.114,
3

Chế biến, chế tạo
Các ngành công
nghiệp khác
Xây dựng
Nông, lâm nghiệp
và thủy sản

100%

54%

3.938,9

Than
12.847,

9
33,8

38%

Xăng, dầu và
các sản phầm
từ dầu

Khí thiên
nhiên

4.633,8

981

14%

3%

Biomass
5.540,
7

17
%

471,6

Điện

9.575,5
601,2

5.540,
7

11.259

2.685

1.555,1

1.287

1.096,8

190,2

228,9

419,1
1.256,3

2%

12,7

Vận tải

12.445,
3

20%

Thương mại và
dịch vụ khác

2.905,3

5%

683,8

Dân dụng

9.650,4

16%

1.679,7

Tiêu dùng phi năng
lượng

2.369,4

4%

1%

981

439,7

35%

12.369,
8

56%

24%

1.373,2

47%

17%

787,8

8%

2.369,4

100
%

18

28%

329,3
75,5

7.648,6

26
%

474,6

38%

848,3

29%

5.352,9

56%

7%

1.830

19
%

Nguồn: Tổng hợp số liệu từ Niên giám Thống kê 2019 [2]

19


Mặc dù có nguồn cung cấp năng lượng dồi dào (được thể hiện ở hình 1.3), sự
tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ có thể sẽ khiến Việt Nam trở thành một quốc gia nhập
khẩu năng lượng trong thập kỷ tới do nhu cầu về năng lượng tăng cao. Việt Nam là
quốc gia đang phát triển có tốc độ phát triển kinh tế nhanh trong khu vực, tỷ lệ tăng
trưởng tổng sản phẩm quốc nội (GDP) đạt 6,3% trong giai đoạn 2011-2019 [2]. Sự
phát triển kinh tế nhanh chóng cùng với q trình đơ thị hóa, cơng nghiệp hóa- hiện
đại hóa và gia tăng dân số đã tạo điều kiện dẫn đến sự gia tăng nhu cầu về năng lượng
để phục vụ cho công nghiệp, giao thông vận tải và các hoạt động phát triển khác. Nhu
cầu về năng lượng đã tăng gấp 3 lần trong thế kỷ trước, và được dự đoán sẽ tiếp tục
tăng thêm 3 lần trong thế kỷ tiếp theo nếu sự tăng trưởng về kinh tế vẫn duy trì ở mức
hiện tại [31]. Việt Nam được dự báo sẽ nhập khẩu 49% tổng nhu cầu năng lượng sơ
cấp thương mại vào năm 2025, trong đó than, dầu và khí gas chiếm tỷ lệ lần lượt là
19%, 23% và 5% [31]. Chính phủ đã đặt ra mục tiêu nâng tổng công suất nguồn điện
từ 38.537 MW năm 2015 lên 60.000 MW năm 2020 và đạt 129.500 MW vào năm
2030 [11]. Tổng điện năng sản xuất và nhập khẩu ước tính đạt 265 tỷ kWh vào năm
2020 và 572 tỷ kWh vào năm 2030 [11]. Trước tình hình đó, năng lượng tái tạo nói
chung và năng lượng sinh khối nói riêng là một nguồn năng lượng tiềm năng cần được
tập trung đầu tư, phát triển nhiều hơn trong tương lai để đảm bảo đáp ứng nhu cầu về
năng lượng ngày càng tăng của Việt Nam.
1.4.2. Tổng quan về năng lượng sinh khối và sử dụng năng lượng sinh khối ở Việt
Nam và trên thế giới
1.4.2.1 Tổng quan về năng lượng sinh khối
a) Định nghĩa và phân loại
Năng lượng sinh khối (NLSK) là năng lượng được sản xuất từ nhiên liệu chủ

yếu có nguồn gốc từ thực vật như gỗ, củi và phụ phẩm nơng nghiệp như bã mía, trấu,
rơm rạ [11]. Nguồn nhiên liệu từ thực vật tồn tại ở hai dạng, bao gồm:
- Nguồn sơ cấp: Các loại thân cây, cành cây, nguồn gốc từ rừng, cây trồng, khu
vực canh tác, đất bỏ hoang.
- Nguồn thứ cấp: Những phế phẩm thu được từ quá trình chế biến gỗ (mùn cưa,
mẩu gỗ, vỏ bào) và gỗ đã qua sử dụng (gỗ xây dựng, sản phẩm bàn ghế).
Phụ phẩm nông nghiệp bao gồm các dạng như:
- Nguồn gốc từ cây trồng nơng nghiệp: Rơm, rạ, trấu, bã mía, lõi ngô, thân cây,
lá cây.
19


- Nguồn gốc từ chăn nuôi: Phân từ các trại chăn nuôi gia súc, gia cầm.
Năng lượng sinh khối được xem là năng lượng tái tạo vì có chu kỳ trồng, thu
hoạch, chế biến và sử dụng thường xuyên, có khả năng khai thác sử dụng mà không
làm mất trữ lượng như nhiên liệu hóa thạch. Ngồi ra, năng lượng sinh khối còn được
xem là nguồn nhiên liệu trung hòa về phát thải khí nhà kính. Lượng CO 2 phát sinh
trong quá trình đốt nhiên liệu sinh khối sẽ được thực vật (là nguồn gốc tạo thành nhiên
liệu sinh khối) hấp thụ, do đó khơng đóng góp thêm lượng CO 2 vào khí quyển. Từ
những đặc điểm này, NLSK được xem là nguồn năng lượng sạch, an toàn và thân thiện
với mơi trường.
b) Khả năng chuyển hóa năng lượng của nhiên liệu sinh khối
Sinh khối có thể được chuyển hóa thành điện năng và nhiệt năng bằng nhiều
cách như được minh họa ở hình 1.4 dưới đây.
Nhiên liệu sinh khối có thể được chuyển thành nhiệt năng bằng các hình thức:
Đốt trực tiếp, sử dụng cho lị hơi/tuabin; chuyển hóa thành nhiên liệu thứ cấp (dạng
khí, viên nén) rồi đốt trực tiếp trực tiếp.
Đối với năng lượng điện hoặc cơ năng, các dạng năng lượng này có thể được
tạo thành từ nhiên liệu sinh khối bằng cách đốt nhiên liệu sơ cấp trong các lò
hơi/tuabin hoặc đốt nhiên liệu thứ cấp [11] trong các động cơ đốt trong để cấp hơi cho

tuabin chạy máy sản xuất điện.

Hình 1.4 : Sơ đồ chuyển hóa năng lượng sinh khối thành các dạng năng lượng khác
Nguồn: Viện Năng Lượng (2017) [11]
c) Tổng quan về sử dụng điện sinh khối trên thế giới
Tính đến năm 2011, sinh khối là nguồn năng lượng lớn thứ 4 trên toàn thế giới,
cung cấp khoảng 14% tổng năng lượng sơ cấp, trong đó, 35% nguồn năng lượng tại

20


các quốc gia đang phát triển có nguồn gốc từ sinh khối [18]. Năng lượng sinh khối
thường bao gồm: Sinh khối rắn (như gỗ, củi, chất thải chăn nuôi, phụ phẩm nơng
nghiệp), khí sinh học (biogas), nhiên liệu sinh học, chất thải rắn đơ thị. Trong đó, sinh
khối rắn là dạng sinh khối được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực sản xuất điện và
nhiệt, lần lượt chiếm 71% và 77% [11].
Năm 2016, tổng sản lượng điện sinh khối đạt 504 TWh trên toàn cầu. Mặc dù
các quốc gia đang phát triển tập trung phần lớn nguồn sinh khối tiềm năng, các quốc
gia phát triển lại là nơi chiếm phần lớn công suất lắp đặt điện sinh khối. Năm 2017,
Mỹ dẫn đầu với 68 TWh, theo sau là Trung Quốc (54 TWh) và Đức (52 TWh), chủ
yếu là từ sinh khối rắn và khí sinh học [11]. Ở châu Âu, sau khi Chỉ thị Năng lượng tái
tạo được đưa vào thực tiễn năm 2016, việc sản xuất và tiêu thụ điện từ sinh khối được
tiếp tục đẩy mạnh. Đức là quốc gia sản xuất điện sinh khối lớn nhất tại châu Âu với
công suất 7,6 GW và phát điện đạt 52 TWh [11]. Tại châu Mỹ Latinh, Brazil là quốc
gia tiêu thụ điện sinh khối lớn nhất. Trên 80% lượng điện sinh khối tại Brazil được sản
xuất từ bã mía- nguồn nhiên liệu có sẵn tại các nhà máy đường của quốc gia này.
1.4.2.2 Hiện trạng sử dụng năng lượng sinh khối tại Việt Nam
Việt Nam là một quốc gia có nguồn tài nguyên nhiên liệu sinh khối dồi dào và
đa dạng, từ phế phẩm nông nghiệp (rơm rạ, trấu, bã mía, thân ngơ, lõi ngơ, v.v), phế
phẩm lâm nghiệp (gỗ vụn, bào, rừng trồng, gỗ mục, giấy vụn..), phế phẩm chăn nuôi

(phân các loại gia súc, gia cầm). Những năm trước đây, khi điều kiện kinh tế chưa phát
triển, nhiên liệu sinh khối đóng một vai trị quan trọng trong việc sản xuất và tiêu thụ
năng lượng tại các khu vực nông thôn. Tuy nhiên, cùng với việc phát triển kinh tế-xã
hội, các loại nhiên liệu khác rẻ và tiện lợi hơn nhanh chóng được sử dụng thay thế
nhiên liệu sinh khối, có thể kể đến như than tổ ong, khí gas, điện. Việc sử dụng nhiên
liệu sinh khối ở Việt Nam cũng chỉ mới dừng lại ở quy mơ nhỏ cá nhân, hộ gia đình
hoặc được khai thác sử dụng cho các dự án nhà máy đồng phát nhiệt - điện và điện tại
nhà máy giấy và nhà máy đường.
* Hiện trạng sản xuất điện từ NLSK:
- Tại các nhà máy đường: Tính đến năm 2017, tồn quốc có 41 [11] nhà máy
đường, trong đó 40 nhà máy sử dụng bã mía làm nhiên liệu cung cấp năng lượng.
Khoảng 80% lượng bã mía phát sinh được sử dụng để sản xuất điện năng, tổng công
suất lắp đặt nguồn điện từ bã mía tại các nhà máy này đạt 398,09 MW, tính đến tháng
6/2017, trong đó có 8/40 nhà máy bán điện thừa lên lưới quốc gia, công suất phát 98,9

21