Đánh giá hiện trạng tái sử dụng sinh khối nông nghiệp và đề xuất các giải pháp đẩy mạnh việc sử dụng hiệu quả sinh khối tại 3 xã thái mỹ, mỹ an và ka đô

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

PHAN THỊ HOÀI THU

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TÁI SỬ DỤNG
SINH KHỐI NÔNG NGHIỆP VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP ĐẨY MẠNH SỬ DỤNG HIỆU QUẢ
SINH KHỐI TẠI XÃ THÁI MỸ, MỸ AN VÀ KA ĐÔ
Chuyên ngành : QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2013


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS. TS. NGUYỄN PHƯỚC DÂN
TS. ĐẶNG VŨ BÍCH HẠNH
Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS. Lâm Văn Giang .......................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2 : PGS.TS. Trương Thanh Cảnh ........................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG
Tp. HCM ngày 26 tháng 01 năm 2013
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn
thạc sĩ)
1. PGS.TS. Phùng Chí Sỹ............................................

2. PGS.TS. Trương Thanh Cảnh .................................
3. TS. Lâm Văn Giang ................................................
4. TS. Nguyễn Tấn Phong ...........................................
5. TS. Đặng Vũ Bích Hạnh .........................................
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý
chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA…………


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên:
PHAN THỊ HOÀI THU……….MSHV: 11260577....................
Ngày, tháng, năm sinh:
01-11-1988…….…………..Nơi sinh: Quảng Ngãi ...............
Chuyên ngành:
Quản lý môi trƣờng
Mã số : .....................................
I. TÊN ĐỀ TÀI:
Đánh giá hiện trạng tái sử dụng sinh khối nông nghiệp và đề xuất các giải pháp đẩy
mạnh việc sử dụng hiệu quả sinh khối tại 3 xã Thái Mỹ, Mỹ An và Ka Đô.
II.

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Khảo sát hiện trạng sử dụng sinh khối, năng lƣợng và chất thải phát sinh của
3 xã;
- Đánh giá tiềm năng sử dụng rơm để sản xuất ethanol và làm nấm rơm, trấu
để sản xuất củi trấu tính đến năm 2020;
- Đánh giá tái sử dụng chất thải heo, bò để sản xuất biogas nhằm sản xuất điện
và sử dụng bùn thải từ biogas làm phân bón hữu cơ cho ruộng lúa đến năm
2020;
- Đề xuất các giải pháp và chính sách quản lý để đẩy mạnh việc sử dụng hiệu
quả sinh khối nông nghiệp.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : .....................................................................................
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ ......................................................................
V. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN:….PGS. TS. NGUYỄN PHƢỚC DÂN ;
……………………………....…TS. ĐẶNG VŨ BÍCH HẠNH ........................................
-

Tp. HCM, ngày . . . . tháng .. . . năm 20....
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

TRƢỞNG KHOA….………

(Họ tên và chữ ký)

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên của luận văn này em xin trân trọng gởi đến quý thầy cô khoa Môi
Trƣờng trƣờng Đại học Bách Khoa Tp.HCM lời cảm ơn chân thành nhất. Trong
suốt thời gian học tập tại trƣờng, dƣới sự dìu dắt tận tình của các thầy cơ đã truyền
đạt cho em nhiều kiến thức và những kinh nghiệm chuyên môn.
Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Phƣớc Dân và cơ Đặng Vũ Bích
Hanh đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ em trong thời gian thực hiện và hoàn thành
luận văn tốt nghiệp.
Em cũng xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện thuận lợi và là chỗ dựa cho
em trong suốt thời gian qua.
Mặc dù đã rất cố gắng để hoàn thành đề tài tốt nghiệp này một cách tốt nhất có thể,
nhƣng em vẫn khơng tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận đƣợc sự góp ý của
thầy cơ và bạn bè.
Xin chân thành cảm ơn!
Tp. HCM, tháng 1 năm 2013
Học viên thực hiện

Phan Thị Hoài Thu


TĨM TẮT
Đề tài nghiên cứu phân tích hiện trạng phát sinh và sử dụng sinh khối tại 3 xã Thái
Mỹ, Mỹ An và Ka Đơ và đề xuất mơ hình sử dụng sinh khối cho từng xã. Thông
qua phƣơng pháp khảo sát thực địa và thống kê số liệu, kết quả cho thấy, lƣợng sinh
khối phát sinh từ hoạt động chăn ni chủ yếu là phân heo và phân bị. Lƣợng sinh
khối phát sinh từ trồng trọt ở xã Thái Mỹ và Mỹ An chủ yếu là rơm và rạ, trong khi
đó tại xã Ka Đơ là chất thải thân cây, rau quả hỏng. Lƣợng sinh khối đã đƣợc ngƣời
dân sử dụng, tuy nhiên chƣa đƣợc hiệu quả. Từ hiện trạng sử dụng, bài nghiên cứu
đƣa ra mơ hình sử dụng sinh khối dựa trên ƣớc lƣợng sinh khối đến năm 2020,

trong đó rơm đƣợc sử dụng làm ethanol và làm nấm rơm, trấu đƣợc sử dụng làm củi
trấu và chất thải từ trồng rau màu tại xã Ka Đô làm phân bón. Chất thải chăn ni
đƣợc sử dụng làm biogas và compost. Nguồn năng lƣợng từ tái sử dụng chất thải
trồng trọt và chăn ni đƣợc tuần hồn sử dụng phục vụ cho chính các hoạt động
này và cho các hoạt động khác.
Abtract
The study analyzes the current state of generation and use of biomass in Thai My,
My An and Ka Do villages, then proposes a biomass model for each village
respectively. Through field survey methods and statistical data, the results showed
that biomass arising from livestock activities is mainly pig and cow manure. The
biomass from crops activities is generated mainly from rice straw and stubble in
Thai My and My An, while in Ka Do it is generated mainly from fruit and vegetable
waste. The biomass has been used by people, but it has not been effective. Biomass
has been used by people, but it has not been effective. From the current use, the
study proposes a biomass model based on biomass estimation by 2020, in which
rice straw is used as ethanol and mushrooms, rice chaff is used as firewood and
vegetable waste in Ka Do is used as fertilizer. Animal waste is used as bio-gas and
compost. Renewable energy from crops and livestock waste is used in circulation
for these activities and for other activities.


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của bản thân, đƣợc thực hiện trên cơ
sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức kinh điển, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tiễn
và dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của PGS. TS. Nguyễn Phƣớc Dân. Các số liệu có
nguồn gốc rõ ràng tuân thủ đúng nguyên tắc và kết quả trình bày trong luận văn
đƣợc thu thập trong quá trình nghiên cứu là trung thực, chƣa từng đƣợc ai công bố
trƣớc đây.
Tp. HCM, tháng 01 năm 2013
Tác giả luận văn

Phan Thị Hoài Thu


MỤC LỤC
MỤC LỤC BẢNG ....................................................................................................... i
MỤC LỤC HÌNH ........................................................................................................ii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................. iii
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU........................................................................................ 1
1.1. Giới thiệu .......................................................................................................1
1.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ..................................................................2
1.2.1.

Mục tiêu đề tài .....................................................................................2

1.2.2.

Nội dung nghiên cứu ...........................................................................2

1.3. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................3
1.4. Ý nghĩa đề tài .................................................................................................3
1.4.1.

Ý nghĩa khoa học .................................................................................3

1.4.2.

Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................3

1.4.3.

Tính mới của đề tài ..............................................................................4

CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN ..................................................................................... 5
2.1. Sinh khối nông nghiệp ...................................................................................5
2.1.1.

Sinh khối trồng trọt..............................................................................5

2.1.2.

Chất thải chăn ni ..............................................................................6

2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nƣớc ...................................................9
2.2.1.

Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ........................................................9

2.2.2.

Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc .....................................................13

2.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ..............................................................20
2.3.1.

Tổng quan về xã Thái Mỹ huyện Củ Chi ..........................................21

2.3.2.

Tổng quan về xã Ka Đô – tỉnh Lâm Đồng ........................................25

2.3.3.

Tổng quan về xã Mỹ An – tỉnh Long An ..........................................26

CHƢƠNG 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................... 29
3.1. Tóm tắt nội dung nghiên cứu .......................................................................29
3.2. Nội dung 1: Khảo sát hiện trạng sử dụng sinh khối và năng lƣợng của 3 xã.
29


3.2.1.

Phƣơng pháp khảo sát hộ gia đình ....................................................29

3.2.2.
Khảo sát hiện trạng sản xuất nông nghiệp, môi trƣờng và chiến lƣợc
phát triển của từng xã ........................................................................................30
3.3. Đánh giá tiềm năng sử dụng rơm, và thân cây rau củ .................................31
3.3.1.

Ƣớc tính lƣợng bioethanol ................................................................31

3.3.2.

Ƣớc tính lợi ích mơi trƣờng và kinh tế từ rơm ..................................32

3.4. Nội dung 3: Đánh giá tái sử dụng chất thải heo và bò ................................35
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ - THẢO LUẬN ............................................................... 37
4.1. Khảo sát hộ dân ...........................................................................................37

4.2. Mơ hình hiện trạng sử dụng sử dụng sinh khối ...........................................40
4.2.1.

Hiện trạng sử dụng chất thải chăn ni .............................................41

4.2.2.

Phân tích dịng năng lƣợng và tiền tệ ................................................43

4.3. Mơ hình đề xuất ...........................................................................................53
4.3.1.

Ƣớc tính lƣợng sinh khối phát sinh đến năm 2020: ..........................53

4.3.2.

Tính tốn tiềm năng sinh khối ...........................................................55

4.4. Giải pháp......................................................................................................76
4.4.1.

Giải pháp quản lý ..............................................................................78

4.4.2.

Kỹ thuật .............................................................................................81

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ...................................................................................... 85
1.

KẾT LUẬN ...................................................................................................85

2.

KIẾN NGHỊ ..................................................................................................86

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 87
PHỤ LỤC

............................................................................................................. a


i

MỤC LỤC BẢNG
Bảng 2. 1 Hệ số phát thải của các loại cây trồng (ICRA, 2005)..................................5
Bảng 2. 2 Thành phần hữu cơ của vỏ trấu ( Chandrasekhar và cộng sự, 2003) .......6
Bảng 2. 3 Lƣợng phân và nƣớc tiểu thải ra hàng ngày ở một số lồi vật ni ( Hill &
Toller, 1974) ................................................................................................................7
Bảng 2. 4 Thành phần nguyên tố đa lƣợng trong chất thải của vật nuôi (Minh, 2002)
.....................................................................................................................................7
Bảng 2. 5 Khối lƣợng chất rắn bay hơi áp dụng với các nƣớc khu vực châu Á
(IPCC, 2006) ...............................................................................................................7
Bảng 2. 6 Thành phần dinh dƣỡng của một số loại phân chuồng (Cục Chăn nuôi- Bộ
NN & PTNT và SNV, 2010).........................................................................................8
Bảng 2. 7 Thành phần dinh dƣỡng của phân bò tƣơi (Bảy, 2002) ..............................8
Bảng 2. 8 Thành phần dinh dƣỡng phân heo (Minh, 2002) ........................................8
Bảng 2. 9 Hiện trạng tiềm năng phát sinh và sử dụng sinh khối chăn nuôi của huyện
Củ Chi (Chi, 2010) ....................................................................................................11
Bảng 2. 10 Hiện trạng tiềm năng phát sinh và sử dụng sinh khối chăn nuôi của

huyện Củ Chi (Chi, 2010) .........................................................................................12
Bảng 2. 11 Số lƣợng gia súc cần để cung cấp cho bể biogas (FAO, 2003) ..............20
Bảng 2. 12 Thành phần vi lƣợng trong 44kg phân Compost (Ahmad & cs, 2006) ..20
Bảng 4. 1 Tóm tắt kết quả khảo sát 3 xã Thái Mỹ, Mỹ An và Ka Đô ......................37
Bảng 4. 2 Thống kê hiện trạng phát sinh sinh khối nông nghiệp ..............................40
Bảng 4. 3 Bảng thống kê ƣớc tính lƣợng phát sinh sinh khối nông nghiệp đến năm
2020 ...........................................................................................................................55
Bảng 4. 4 Thống kê số liệu sản xuất ethanol ............................................................58
Bảng 4. 5: Thống kê số liệu sản xuất nấm rơm .........................................................59
Bảng 4. 6 Bảng tính tốn chi phí và lợi ích từ củi trấu .............................................61
Bảng 4. 7 Bảng thống kê tiềm năng sinh khối trồng trọt ..........................................62
Bảng 4. 8 Bảng thống kê tiềm năng sinh khối chăn nuôi..........................................66


ii

MỤC LỤC HÌNH
Hình 2. 5 Mơ hình thị trấn sinh khối NaDuang, Thái Lan ........................................19
Hình 2. 2 Mơ hình thị trấn sinh khối Motegi-Nhật Bản (MAFFJ, 2009) .................17
Hình 2. 3 Dòng nguyên liệu và năng lƣợng ở nhà máy Biomass Yamada (Yoshito,
2011)..........................................................................................................................18
Hình 2. 4 Sử dụng sinh khối tại thị trấn Shinano-machi ở Nagano Japan Yasuo
(2011) ........................................................................................................................19
Hình 2. 6 Bản đồ xã Thái Mỹ, huyện Củ Chi, TP.HCM...........................................21
Hình 2. 7 Bản đồ xã Ka Đô, huyện Đơn Dƣơng, Tỉnh Lâm Đồng ...........................25
Hình 2. 8 Bản đồ xã Mỹ An, huyện Thủ Thừa, Tỉnh Long An ................................27
Hình 4. 1 Mơ hình hiện trạng sử dụng chất thải chăn nuôi cho 3 xã ........................42
Hình 4. 2 : Mơ hình hiện trạng sử dụng chất thải trồng lúa ở Thái Mỹ và Mỹ An ..42
Hình 4. 3: Mơ hình sử dụng chất thải rau củ ở xã Ka Đơ năm 2012 ........................43
Hình 4. 4: Dòng tiền tệ cho trồng 1 ha lúa trong 1 vụ, năm 2011 ............................44

Hình 4. 5 Biểu đồ chi phí trồng lúa cho 2 xã Thái Mỹ và Mỹ An ............................45
Hình 4. 6 : Dịng năng lƣợng trong hoạt động trồng 1ha lúa năm 2011 ...................46
Hình 4. 7 Dịng năng lƣợng trồng 1ha lúa/vụ năm 2011 của xã Thái Mỹ và Mỹ An
...................................................................................................................................47
Hình 4. 8: Dịng tiền tệ trồng trọt 1ha rau quả cho 1 vụ năm 2012 của xã Ka Đơ. ..48
Hình 4. 9: Biểu đồ chi phí trồng trọt 1ha rau quả/vụ năm 2012 ...............................49
Hình 4. 11: Biểu đồ chi phí ni 1 con heo/lứa năm 2012 tại xã Thái Mỹ và Mỹ An
...................................................................................................................................50
Hình 4. 10: Mơ hình dịng tiền tệ chăn ni heo.......................................................50
Hình 4. 13: Biểu đồ năng lƣợng chăn nuôi heo của xã Thái Mỹ và Mỹ An năm 2012
...................................................................................................................................51
Hình 4. 12: Dịng năng lƣợng chăn nuôi heo/lứa xã Thái Mỹ và Mỹ An năm 2012 51
Hình 4. 14 : Dịng tiền tệ ni 1 con bị trong 1 lứa .................................................52
Hình 4. 15 Dịng năng lƣợng ni bị/lứa của 3 xã Thái Mỹ, Mỹ An và Ka Đơ năm
2012 ...........................................................................................................................52
Hình 4. 16 Mơ hình đề xuất sử dụng chất thải trồng lúa và rau củ ...........................55
Hình 4. 17: Mơ hình đề suất sử dụng chất thải chăn ni.........................................56
Hình 4. 18: Mơ hình sử dụng sinh khối tại xã Thái Mỹ (TM) và Mỹ An (MA) năm
2020 ...........................................................................................................................71
Hình 4. 19: Mơ hình sử dụng năng lƣợng sinh khối cho xã Thái Mỹ (TM) và Mỹ An
(MA) năm 2020 .........................................................................................................72
Hình 4. 20: Mơ hình dịng tiền tệ trong sử dụng chất thải nông nghiệp tại xã Thái
Mỹ (MA) và Mỹ An (MA) năm 2020 .......................................................................73
Hình 4. 21 Mơ hình đề xuất sử dụng năng lƣợng sinh khối tại xã Ka Đơ đến năm
2020 ...........................................................................................................................74
Hình 4. 22 Mơ hình dịng tiền sử dụng sinh khối của xã Ka Đô đến năm 2020 .......75


iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
APO

Tổ chức Năng suất Châu Á (Asian Productivity Organization)

BVMT

Bảo vệ môi trƣờng

EGAT

Công ty điện lực Thái Lan (Electricity Generating Authority of
Thailand)

FAO

Tổ chức lƣơng thực Thế Giới (Food and Agriculture
Organization

GSO

Tổng cục thống kê (General Statistics Office)

IPCC

Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergoverment
Panel on Climate Change)

ICRA

Trung tâm quốc tế nghiên cứu định hƣớng phát triển trong
nông nghiệp (International Centre for development oriented
Research in Agriculture)

JICA

Cơ quan hợp tác Quốc tế Nhật Bản (Japan International
Cooperation Agency)

KD

Xã Ka Đô

MA

Xã Mỹ An

NAL

Thƣ viện nông nghiệp quốc gia Hoa Kì (National Agricultural
Library)

NLSK

Năng lƣợng sinh khối

NN & PTNT

Nơng nghiệp và Phát triển Nơng thơn

TM

Xã Thái Mỹ

TP HCM

Thành phố Hồ Chí Minh

TTCP

Thủ tƣớng chính phủ

SNV

Tổ chức hợp tác phát triển Hà Lan (Netherlands Development
Oganisation)

UBND

Ủy Ban Nhân Dân

UNEP

Chƣơng trình mơi trƣờng Liên Hợp Quốc (United Nations
Environment Programme)

VAC

Mơ hình Vƣờn - Ao - Chuồng

VND

Việt Nam đồng

VSMT

Vệ sinh môi trƣờng


1

CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1.

Giới thiệu

Trong vài thập niên gần đây, khi nhu cầu năng lƣợng càng tăng, đồng thời nguồn
năng lƣợng hóa thạch đang dần cạn kiệt đã góp phần gia tăng áp lực về nhu cầu
năng lƣợng nhƣ đảm bảo việc cung cấp năng lƣợng, giảm thiểu khí nhà kính và tìm
kiếm các nguồn năng lƣợng mới thay thế. Trƣớc những thách thức trên, tài nguyên
sinh khối đƣợc xem là nguồn năng lƣợng mới, có khả năng tái sinh và thay thế cho
nguồn nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, hiện nay nguồn tài nguyên quan trọng này
vẫn chƣa đƣợc sử dụng hiệu quả; phần lớn đƣợc thải bỏ dẫn đến các tác động tiêu
cực cho môi trƣờng và gây lãng phí tài ngun.
Việt Nam là một nƣớc nơng nghiệp với tiềm năng sinh khối dồi dào bao gồm: lúa,
khoai, bắp, đậu, các loại lƣơng thực thực phẩm khác, và các sản phẩm từ chăn nuôi
gia súc, gia cầm .v.v... Theo Báo cáo ngành Nông nghiệp, năm 2011 (PNN-PTNT,
2011), tổng sản lƣợng lƣơng thực có hạt cả nƣớc ƣớc đạt 47 triệu tấn, trong đó sản
lƣợng lúa đạt 42 triệu tấn, sản lƣợng ngô đạt 4,7 triệu tấn; tổng đàn trâu, bò đạt
khoảng 8,1 triệu con, tổng đàn lợn đạt 28 triệu con. Bên cạnh đó thì trong q trình

ni trồng và thu hoạch lại phát sinh ra khối lƣợng lớn chất thải, theo ƣớc tính
lƣợng phát sinh là 6,4 triệu tấn rơm rạ và theo thống kê năm 2011 của Cục Chăn
nuôi với tổng đàn 300 triệu con gia cầm và hơn 37 triệu con gia súc, nguồn chất thải
từ chăn nuôi ra môi trƣờng lên tới 84,5 triệu tấn. Trong đó, nhiều nhất là chất thải từ
lợn (25 triệu tấn), tiếp đến gia cầm (22 triệu tấn) và bò (22 triệu tấn), và lƣợng chất
thải này chỉ một phần nhỏ đƣợc xử lý, phần còn lại thải ra mơi trƣờng. Điều đó dẫn
đến tác động tiêu cực tới mơi trƣờng và gây lãng phí nguồn tài ngun. Do vậy việc
xử lý chất thải chăn nuôi ngày càng đƣợc quan tâm hơn bởi các cơ quan quản lý nhà
nƣớc, của cộng đồng và của chính những ngƣời chăn ni. Hƣớng tới mục tiêu xây
dựng một hệ thống sử dụng tài nguyên sinh khối một cách hiệu quả, bền vững, cũng
nhƣ cải thiện tình trạng ơ nhiễm mơi trƣờng do chất thải hữu cơ gây ra và góp phần
thực hiện mục tiêu của Chiến lƣợc phát triển năng lƣợng Việt Nam đến năm 2020,


2
tầm nhìn đến năm 2050 đạt tỷ lệ nguồn năng lƣợng mới và tái tạo lên khoảng 5%
vào năm 2020 và khoảng 11% vào năm 2050 (TTCP, 2007), cần có những nghiên
cứu đánh giá tiềm năng sinh khối ở Việt Nam, nhằm tạo có sở khoa học cho việc
nghiên cứu đánh giá sử dụng sinh khối bền vững tại khu vực nông thôn Việt Nam.
Đề tài: “Đánh giá hiện trạng tái sử dụng sinh khối nông nghiệp và đề xuất các giải
pháp đẩy mạnh việc sử dụng hiệu quả sinh khối tại 3 xã Thái Mỹ, Mỹ An và Ka Đô”
nhằm xác định tiềm năng sinh khối từ các hoạt động chăn nuôi và trồng trọt. Đề tài
này lựa chọn khu vực nghiên cứu là Thái Mỹ, Mỹ An và Ka Đơ với mục đích đánh
giá tiềm năng sinh khối cho 3 khu vực sản xuất nơng nghiệp điển hình cho phía
Nam Việt Nam. Đối với xã Ka Đơ là khu vực đặc trƣng cho vùng đất cao. Đối với
xã Thái Mỹ là xã điển hình nơng thơn mới ở Tp. Hồ Chí Minh, với điều kiện địa
hình trung bình, thuộc địa phần thành phố Hồ Chí Minh, thuận lợi cho việc khảo sát
số liệu. Và xã Mỹ An là khu vực sản xuất lúa đặc trƣng cho vùng đồng bằng sơng
Cửu Long và gần với thành phố Hồ Chí Minh, thuận tiện cho quá trình khảo sát.

1.2.

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

1.2.1.

Mục tiêu đề tài

Đánh giá tiềm năng tái sử dụng chất thải nông nghiệp từ hoạt động trồng lúa, ni
heo bị, và trồng rau quả, dựa trên cân bằng năng lƣợng – tiền tệ ở 3 làng nông
nghiệp Ka Đô - Lâm Đồng; Thái Mỹ - Củ Chi và Mỹ An – Long An.

1.2.2.

Nội dung nghiên cứu

Để đáp ứng mục tiêu trên, đề tài này gồm các nội dung nghiên cứu sau:
-

Khảo sát hiện trạng sử dụng sinh khối, năng lƣợng và chất thải phát sinh của
3 xã;

-

Đánh giá tiềm năng sử dụng rơm để sản xuất ethanol và làm nấm rơm, trấu
để sản xuất củi trấu và chất thải từ rau quả làm phân compost đến năm 2020.


3
-

Đánh giá tái sử dụng chất thải từ bò làm phân compost và chất thải heo, bò
để sản xuất biogas nhằm sản xuất điện, nhiên liệu cho xe và sử dụng bùn thải
từ biogas làm phân bón hữu cơ cho ruộng lúa đến năm 2020.

-

Đề xuất các giải pháp và chính sách quản lý để đẩy mạnh việc sử dụng hiệu
quả sinh khối nông nghiệp.

1.3.

Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào các đối tƣợng: xã Ka Đô, huyện Đơn Dƣơng, tỉnh
Lâm Đồng; xã Mỹ An, huyện Thủ Thừa, tỉnh Long An và Xã Thái Mỹ, huyện Củ
Chi, thành phố Hồ Chí Minh. Đề tài chỉ xét đến đánh giá tiềm năng tái sử dụng sinh
khối trong nông nghiệp:
-

Xã Ka Đô – Lâm Đồng: đánh giá tiềm năng sinh khối của chất thải từ trồng
cà chua, bắp cải, su su và chất thải từ q trình ni bị

-

Xã Thái Mỹ - Củ Chi: đánh giá tiềm năng sinh khối của chất thải từ trồng lúa
gồm rơm và trấu; chất thải từ chăn ni nhƣ phân heo và bị.

-

Xã Mỹ An – Long An: đánh giá tiềm năng sinh khối của chất thải từ trồng
lúa và nuôi heo.

1.4.

Ý nghĩa đề tài

1.4.1.

Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu này góp phần làm cơ sở khoa học phục vụ cho quá trình thiết kế hệ
thống sử dụng sinh khối hiệu quả tại các làng nông nghiệp Việt Nam.

1.4.2.

Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài đánh giá hiệu quả sử dụng năng lƣợng tái tạo tại địa phƣơng, từ đó ƣớc tính
tiềm năng sử dụng năng lƣợng và cơ hội sử dụng năng lƣợng. Từ kịch bản đƣa ra
phƣơng pháp sử dụng hiệu quả và triệt để năng lƣợng sinh khối cho ngƣời dân,
nhằm thay dần việc sử dụng năng lƣợng hóa thạch.


4
Kết quả đề tài định hƣớng xây dựng một cộng đồng hƣớng tới mục tiêu giảm lƣợng
phát thải sinh khối ra ngồi mơi trƣờng, tận dụng và tái sử dụng các nguồn sinh
khối, hƣớng tới một mơi trƣờng xanh, góp phần làm giảm sự nóng lên của trái đất.
Cung cấp các sản phẩm nơng nghiệp sạch và an tồn với mơi trƣờng.

1.4.3.

Tính mới của đề tài

Đề tài nhằm hƣớng tới xây dựng một hệ thống sử dụng sinh khối bền vững tại các
khu vực nông thôn, khu vực sản xuất nơng nghiệp, từ đó đƣa ra các kịch bản sử
dụng năng lƣợng sinh khối điển hình.


5
CHƢƠNG 2.
2.1.

Sinh khối nông nghiệp

2.1.1.

Sinh khối trồng trọt

TỔNG QUAN

Đề tài này chủ yếu nghiên cứu tái sử dụng nguồn sinh khối nông nghiệp từ phế
phẩm nông nghiệp, bao gồm rơm, rạ, trấu trong sản xuất lúa, thân cây và hoa quả hƣ
trong sản xuất rau củ.
Lƣợng chất thải phát sinh từ những phần thải bỏ của cây trồng. Lƣợng chất thải của
mỗi loại cây trồng đƣợc ƣớc lƣợng với các hệ số khác nhau. Hệ số phát thải của
từng loại cây trồng đƣợc thể hiện trong bảng 2.1.
Bảng 2. 1 Hệ số phát thải của các loại cây trồng (ICRA, 2005)
Loại cây trồng
Lúa

Mía
Cỏ chăn ni
Rau quả
Gỗ
Bắp

Hệ số phát thải
0.45
0.29
0.8
0.2
0.05
0.2

Phụ phẩm từ gạo và lúa mì chủ yếu là rơm, rạ và trấu. Trấu có cấu trúc cứng và ít
thích hợp cho q trình lên men do có hàm lƣợng lignin và silica (SiO2) lớn. Hầu
hết trấu đƣợc sử dụng làm chất đốt. Do hàm lƣợng silica khá cao (khoảng 10-20%
khối lƣợng) nên có thể làm hỏng lị đốt vì vậy hiện nay các nhà khoa học đang
nghiên cứu chuyển sang làm vật liệu xây dựng hay sản xuất điện từ trấu. Rơm rạ dễ
lên men hơn trấu nên có nhiều ứng dụng trong sản xuất ethanol. Thành phần trấu và
rơm rạ đƣợc thể hiện trong bảng 2.2 và 2.3.
Phụ phẩm từ ngô là lá, thân, lõi ngô sau khi thu hoạch. Hạt ngơ có nhiều tinh bột và
đƣợc sử dụng cho sản xuất ethanol thơng qua q trình lên men. Phụ phẩm mía bao
gồm tất cả các bộ phận nhƣ ngọn, lá và rễ. Sinh khối này đƣợc thu gom và vận
chuyển đến nhà máy đƣờng hoặc chôn lấp tại chỗ. Bã mía chiếm khoảng 25 – 30%
trọng lƣợng mía đem ép. Trong bã mía trung bình chứa 49% là nƣớc, 48% là xơ


6
(trong đó 45 – 55% xenlulozơ), 2,5% chất hịa tan (đƣờng) (Tráng, 2005). Tuỳ theo

loại mía và đặc điểm nơi trồng mía mà các thành phần hố học có trong bã mía có
thể biến đổi.
Bảng 2. 2 Thành phần hữu cơ của vỏ trấu ( Chandrasekhar và cộng sự, 2003)
Thành phần chủ yếu
∝-cellulose
Lignin
D-xylose
I-arabinose
Methylglucuronic axít
D-galactose

Tỷ lệ theo khối lƣợng (%)
43,3
22,0
17,5
6,5
3,3
2,4

Thành phần hóa học của rơm rạ theo nghiên cứu của Garrate và cộng sự (2003) gồm
có 41% glucose; 1,8% mannor; 0,4% galacstose; 14,8% xylose; 4,5% arabinose
hàm lƣợng lignin khoảng 4,5% và lƣợng tro chiếm 12,4%. Theo một nghiên cứu
khác của Putun và cộng sự (2004), thành phần hóa học có trong rơm rạ theo tỷ lệ %
bao gồm xenlulo 42,4%; hemixenlulo 12,7%; lignin 18,2%, các hợp chất trích ly
6,5%; tro 12,8% và độ ẩm 7,1%.
2.1.2.

Chất thải chăn nuôi

Chất thải chăn nuôi có chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy và chất dinh dƣỡng nhƣ

N, P. Chất lƣợng phân và nƣớc tiểu rất khác nhau phụ thuộc vào loại vật nuôi, chế
độ dinh dƣỡng, hệ thống chăn nuôi và điều kiện chăn nuôi. Tùy theo đặc điểm của
chất thải, phân và nƣớc tiểu đƣợc xử lý, sử dụng theo nhiều phƣơng pháp thích hợp.
Phân chuồng là dạng chất thải rắn sau khi qua cơ quan tiêu hóa của vật ni và bài
tiết ra ngồi, có thành phần chính nhƣ: cellulose, hemixenlulose, lignin, protein, các
sản phẩm phân giải protein, lipid, acid hữu cơ, vi sinh vật, ký sinh trùng. Còn nƣớc
tiểu là chất thải dạng lỏng sau quá trình trao đổi chất bằng việc hấp thu các dinh
dƣỡng trong thức ăn gia súc đã tiêu hóa vào máu có thành phần nhƣ: ure, acid
hippuric và các muối vô cơ. Lƣợng phân và nƣớc tiểu tùy thuộc và giống, loài, khẩu
phần ăn và trọng lƣợng vật nuôi đƣợc thể hiện trong Bảng 2.3.


7
Bảng 2. 3 Lƣợng phân và nƣớc tiểu thải ra hàng ngày ở một số lồi vật ni ( Hill &
Toller, 1974)
Lƣợng phân trung bình
( kg/ngày đêm )
18 – 25
15 – 20
0.5 – 1
1–3
3–5

Vật ni
Trâu
Bị
Heo: 10kg/con
15 – 45 kg/con
45 – 100 kg/con

Lƣợng nƣớc tiểu trung bình
(kg/ngày đêm )
8 – 12
6 – 10
0.3 – 0.7
0.7 – 2
2–4

Bảng 2. 4 Thành phần nguyên tố đa lƣợng trong chất thải của vật nuôi (Minh, 2002)
Đơn vị: % khối lƣợng ƣớt
Vật ni
Bị
Heo

H2 O
84
82

N
0.3
0.6

P2O5
0.2
0.6

K2 O
0.2
0.2

Về mặt hóa học, những chất trong phân chuồng có thể đƣợc chia làm 2 nhóm: (i)
hợp chất chứa nitơ ở dạng hịa tan và khơng hịa tan, (ii) hợp chất không chứa nitơ
bao gồm: hydratcarbon, lignin, lipid. Tỷ lệ C/N có vai trị quyết định đối với q
trình phân giải và tốc độ phân giải các hợp chất hữu cơ có trong phân chuồng.
Phân bị chứa hầu hết các dinh dƣỡng cho cây trồng nhƣ: đạm, lân, kali, Bo, Mo,
Cu, Mn, Zn và các chất kích thích tố cho cây nhƣ: auxin, heteroauxin. Ngồi ra
phân bị cịn chứa các vi khuẩn có khả năng phân hủy cellulose hơn các loại phân
khác. Tỷ lệ C/N trong phân bò từ 17-19. Thành phần dinh dƣỡng của một số loại vật
nuôi đƣợc thể hiện ở bảng 2.5, 2.6,2.7 và 2.8.
Bảng 2. 5 Khối lƣợng chất rắn bay hơi áp dụng với các nƣớc khu vực châu Á
(IPCC, 2006)
Lồi
Bị sữa
Bị thịt
Trâu
Heo

VS
2.8
2.3
3.9
0.48


8
Bảng 2. 6 Thành phần dinh dƣỡng của một số loại phân chuồng (Cục Chăn nuôi- Bộ
NN & PTNT và SNV, 2010)
Loại
phân H2O
(theo %TS)

(%)
Trâu, bò
Heo
Ngựa
Gà
Vịt

83.1
82.0
75.7
56.0
56.0

0.29

P2O5
(%)
0.17

K2O
(%)
1.00

CaO
(%)
0.35

0.80
0.44
1.63

1.00

0.41
0.35
1.54
1.40

0.26
0.35
0.85
0.62

0.09
0.15
2.40
1.70

N (%)

MgO (%)
0.13
0.10
0.12
0.74
0.35

Bảng 2. 7 Thành phần dinh dƣỡng của phân bò tƣơi (Bảy, 2002)
Chỉ tiêu
Protein
Năng lƣợng thô

Béo thô
Xơ thô
Ca
P

Đơn vị
% khối lƣợng khô
Kcalo / 100g
% khối lƣợng khô
% khối lƣợng khô
% khối lƣợng khô
% khối lƣợng khô

Giá trị
2,7
23,9
0,3
19,9
0,6
0,2

Bảng 2. 8 Thành phần dinh dƣỡng phân heo (Minh, 2002)
Chỉ số
N tổng
P2O5
K2 O
Ca2+
Mg2+
Mùn
Tỉ lệ C/N

Cu tổng
Zn tổng

Đơn vị
% khối lƣợng khô
% khối lƣợng khô
% khối lƣợng khô
meq/100g
meq/100g
% khối lƣợng khô
% khối lƣợng khô
% khối lƣợng khô

Giá trị
4,0
1,8
1,4
38,5
5,5
62,3
15,6
81,6
56,4

Theo Reese và Koelsch (2000), sự thốt khí từ phân lợn cho thấy các khí này chủ
yếu là hỗn hợp của metan, cacbon dioxit, ammoniac và hydro sulphit. Amoniac ở
đây là thành phần chính, tuy nhiên nó khơng phải là chất khí có mùi nặng nhất.
Nồng độ trung bình của NH3 hiếm khi vƣợt quá 66ppm, trong khi “ngƣỡng” mùi
của nó là 47ppm. Lƣợng N và P thải ra dƣới dạng chất thải bị ảnh hƣởng bởi 3 yếu
tố: (i) lƣợng N và P tiêu thụ, (ii) tỷ lệ N và P đƣợc tiêu thụ và đƣợc dùng cho phát

9
triển và sinh sản và (iii) lƣợng N và P hiện diện từ chất tiết, tế bào chết và vi khuẩn
trong đƣờng ruột.
Khả năng gây mùi của phân heo tùy thuộc vào khẩu phần ăn, lƣợng N trong phân
heo càng cao thì mùi hơi càng cao. Ngồi ra phân heo còn chứa các mầm bệnh,
kháng sinh và hormone. Lƣợng muối trong phân heo cũng khá cao vì hầu nhƣ tất cả
các muối mà heo ăn đểu đƣợc thải ra ngoài theo đƣờng tiểu là 75% và 25% qua
phân.
Mặc dù vậy, phân heo đang đƣợc các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu tận dụng
do hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng trong phân khá cao, đặc biệt là N. Nếu không
đƣợc quản lý và tái sử dụng đúng đắn, chất thải chăn nuôi sẽ là nguồn gây tiêu tốn
cho các cơ sở chăn nuôi, ngƣợc lại nếu tận dụng đúng cách, chất thải chăn ni sẽ
trở thành một nguồn tài ngun.
2.2.

Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nƣớc

2.2.1.

Tình hình nghiên cứu trong nƣớc

Tại Việt Nam đã có rất nhiều nghiên cứu về việc tái sử dụng chất thải nông nghiệp,
nghiên cứu của PGS.TS, Dƣơng Nguyên Khang (2009) đã cho thấy khi sử dụng nguồn
chất thải chăn ni trâu, bị và heo của cả Việt Nam năm 2008 có thể sản xuất
khoảng 7.931.700m3 gas/ngày. Nguồn biogas này tƣơng đƣơng với 9.121.455 lít
xăng/ngày .
Một nghiên cứu khác của TS. Đỗ Thành Nam (2008) về hiệu quả sinh gas từ tái sử
dụng chất thải chăn nuôi làm biogas, kết quả thu đƣợc là thể tích gas theo thể tích

hầm là 0,223 lít gas/ lít hầm/ngày; hoặc tính theo nồng độ vật chất khơ (VCK) trong
phân heo là 4% thì lƣợng gas sinh ra là 265,16 lít gas/kgVCK/ngày. Lƣợng gas thực
tế trong bể biogas chỉ đạt 59,8 % so với lƣợng gas lý thuyết .
Ngoài giải pháp tái sử dụng chất thải chăn nuôi làm biogas, trong nghiên cứu của GS.
TS. Vũ Đình Tơn (2009) đã đề cập tới việc tái sử dụng sinh khối để phát triển ni giun
quế. Có nhiều thí nghiệm về cách pha trộn phân bò, phân heo và rơm đƣợc thực hiện


10
nhằm tìm ra tỷ lệ hiệu quả cho phát triển của giun quế. Kết quả là giun quế phát triển
mạnh nhất khi sử dụng 100% phân bò tƣơi. Sự phát triển của trùn quế có khả năng
xử lý các chất thải hữu cơ rất hiệu quả, làm tăng hàm lƣợng các chất khoáng (P, K,
Ca ) và chuyển chúng thành các dạng dễ hấp thu với cây trồng (nhƣ NH4+, NO3-).
Bên cạnh đó, lƣợng giun quế phát triển sẽ đƣợc làm thức ăn cho gà. Khi bổ sung giun
quế đã làm cho khẩu phần ăn của gà đƣợc cân bằng các chất dinh dƣỡng hơn, vì vậy gà
cần lƣợng thức ăn ít hơn nhƣng vẫn đáp ứng đƣợc nhu cầu và vẫn cho tăng trọng tốt hơn.
Bên cạnh những nghiên cứu về tái sử dụng chất thải chăn nuôi, tại Việt Nam cũng đã có
nhiều nghiên cứu về tái sử dụng chất thải trồng trọt. Điển hình trong đó có nghiên cứu của
GS.TS. Trần Đình Toại (2012) về sản xuất ethanol từ rơm. Theo ƣớc tính của nghiên cứu,
năm 2011 tại Việt Nam có lƣợng phế thải nơng nghiệp ƣớc tính khoảng hơn 80 – 100
triệu tấn/năm. Nếu chuyển hóa đƣợc 10% lƣợng phế thải nông nghiệp trên thành ethanol,
với hiệu suất 20%, có thể thu đƣợc 2 triệu tấn ethanol/năm. Theo nghiên cứu thử nghiệm,
cứ 1 kg rơm sẽ thu đƣợc khoảng 0,4 kg cellulose. Nếu chọn đƣợc các chủng vi sinh có hệ
enzyme với hoạt tính cao thì hiệu suất của giai đoạn thủy phân có thể đạt 80-90 %, có
nghĩa là từ 0,4 kg cellulose sẽ đƣợc trung bình là 0,34 kg glucose. Bằng phƣơng pháp trên,
ƣớc tính cứ khoảng 6 tấn cellulose độ ẩm 6% có thể tạo ra 1 tấn nhiên liệu sinh học..
Một ứng dụng khác của chất thải nông nghiệp đƣợc Lê Văn Trí (2012) nghiên cứu là xử
lý rơm và các phụ phẩm nơng nghiệp thành phân bón cho cây trồng bằng chế phẩm sinh
học. Theo ƣớc tính trung bình 1ha thu đƣợc 6 tấn rơm, lƣợng rơm này tƣơng đƣơng với
51,5 kg N, 25,4 kg P2O5 và 137,4 kg K2O. Nếu sử dụng sản phẩm phụ nơng nghiệp,

hàng năm sẽ có hàng nghìn tấn phân bón hữu cơ thay thế nguồn phân bón khác. Theo
tính tốn, 1 tấn phân hữu cơ từ rơm rạ tƣơng đƣơng với 10kg đạm, 9,5 kg lân và 21
kg kali. Ở Việt Nam lƣợng rơm phát sinh là gần 45 triệu tấn/năm, nếu xử lý hết khối
lƣợng rơm trên sẽ thu đƣợc gần 20 triệu tấn phân hữu cơ/năm, với con số này tiết
kiệm số tiền mua tƣơng đƣơng với 200 ngàn tấn đạm, 190 ngàn tấn lân và 460 ngàn
tấn kali.
Nghiên cứu của Nguyễn Văn Nghị (2011) về tái sử dụng chất thải trồng trọt là


11
nghiên cứu tái chế vỏ trấu thành vật liệu chất đốt. Sản xuất củi từ vỏ trấu là một
hƣớng đi khả thi nhất hiện nay để giải quyết lƣợng trấu dƣ thừa. Cứ 1,05 kg trấu sẽ
cho ra 1 kg củi trấu thành phẩm dạng ống với giá thành giảm đƣợc khoảng 20%-25%
so với than đá, than cám và dầu FO. Nhiệt lƣợng của củi trấu đạt khoảng 4,000
kcal/kg. Mỗi kg củi trấu có thể tạo ra 0,125kW giờ điện và 4kW giờ nhiệt tùy theo
công nghệ.
Một nghiên cứu khác của Võ Dao Chi (2011) về tiềm năng phát và sử dụng sinh khối
tại huyện Củ Chi- Tp. HCM đƣợc thể hiện trong Bảng 2.9 và Bảng 2.10. Bảng 2.9
thể hiện phƣơng thức sử dụng chất thải từ hoạt động chăn ni, trong đó chất thải từ
phân heo sử dụng ƣớc tính khoảng 70% và lƣợng phân bị sử dụng vào khoảng 60%.
Trong đó chất thải heo và bị đƣợc sử dụng làm biogas, làm phân compost và phân
khơ. Ngồi ra phân heo còn đƣợc làm thức ăn cho cá theo mơ hình VAC, cịn phân
bị đƣợc sử dụng để ni trùn quế hoặc bón trực tiếp ra đồng cỏ. Lƣợng bùn thải từ
quá trình làm biogas cũng đƣợc sử dụng làm phân compost, lƣợng bùn đƣợc sử dụng
chiếm khoảng 50% so với lƣợng bùn phát sinh.
Bảng 2. 9 Hiện trạng tiềm năng phát sinh và sử dụng sinh khối chăn ni của huyện
Củ Chi (Chi, 2010)
Nhóm

Heo

Chăn
Sinh ni
Bị
khối
chất
thải

Khối lƣợng
(tấn/năm)

73.233,72

292.084,68

Khác

474,765

Bùn thải
Chất
thải
sinh hoạt
Dƣ
lƣợng

14.000
44.713
197

Phƣơng thức sử dụng
-Biogas
-Thức ăn cho cá
-Phân compost
-Phân khô
-Biogas
-Nuôi trùn quế
-Phân Compost
-Phân bị khơ
-Bón trực tiếp trên
đồng
-Biogas
-Phân compost
-Phân compost
-Đốt
-Thức ăn cho gia súc

Khối lƣợng
sử dụng
(tấn/năm)

Ƣớc tính
tỉ lệ sử
dụng (%)

51.263,6

70

175.250,81

70

142,43

30

7.000

50

894

2

138

70


12
thức ăn

-Chôn lấp

Cũng trong nghiên cứu này của Võ Dao Chi (2011), chất thải từ hoạt động trồng trọt
của huyện Củ Chi phát sinh chủ yếu từ quá trình trồng cây lƣơng thực nhƣ lúa là rơm
rạ và trấu, từ q trình trồng cây bắp, mía và đậu phụng, từ quá trình sản xuất rau quả
và trồng cây ăn trái, cây kiểng. Phƣơng thức sử dụng chất thải từ chăn nuôi đƣợc thể
hiện trong Bảng 2.10. Chất thải từ hoạt động trồng trọt này đƣợc sử dụng làm thức

ăn cho gia súc, làm giá thể trồng nấm, làm chất đốt hoặc chôn lấp vào trong đất ngay
tại ruộng canh tác. Ƣớc tính lƣợng sử dụng của các loại chất thải trồng trọt này vào
khoảng 70-90%.
Bảng 2. 10 Hiện trạng tiềm năng phát sinh và sử dụng sinh khối chăn nuôi của huyện
Củ Chi (Chi, 2010)
Nhóm
Rơm
rạ

Sinh
khối
nơng
nghiệ
p

Cây
trồng
năng
lƣợng

Trấu
Cỏ
chăn
ni
Chất thải Chất
nơng
thải
nghiệp
rau
quả

Chất
thải
hoa
kiểng
Cây
ăn trái
Chất thải
Gỗ
lâm
(Tre)
nghiệp
Cây
cao su

Khối
lƣợng
(tấn/năm)

Phƣơng thức sử
dụng

105.600

-Thức ăn cho gia
súc
- Chôn lấp, đốt
-Đốt
-Thức ăn cho gia
súc

11.740

-Thức ăn cho gia
súc
-Chơn lấp

18.550,14
14.072,52

-Đốt
-Chơn lấp

504,75

-Đốt

Khối lƣợng
sử dụng
(tấn/năm)

Ƣớc tính
tỉ lệ sử
dụng (%)

16.695,13

90

7.036,26

50

95.040

90

9.392

80

9.392

80

454,28

90

1261,26

70

5307,12

70

-Củi đốt

310

Bắp

1801,8

Mía

7581,6

-Củi đốt
-Giá thể trồng nấm
-Thức ăn gia súc
-Chơn lấp
-Thức ăn gia súc
-Chôn lấp


13

Đậu phộng

2.2.2.

237,25

-Thức ăn cho gia
súc
-Chơn lấp
- Giá thể trồng lan

166,075

70

Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc

Trên tồn cầu có khoảng 140 tỷ tấn sinh khối đƣợc tạo ra mỗi năm từ nơng nghiệp
(UNEP, 2009). Khối lƣợng sinh khối này có thể đƣợc chuyển đổi sang một lƣợng lớn
năng lƣợng và nguyên liệu thô tƣơng đƣơng với khoảng 50 tỷ tấn dầu. Sinh khối từ
chất thải nông nghiệp chuyển đổi thành năng lƣợng đáng kể có thể thay thế nhiên
liệu hóa thạch, góp phần giảm phát thải khí nhà kính và cung cấp năng lƣợng tái tạo
năng lƣợng cho khoảng 1,6 tỷ ngƣời ở các nƣớc đang phát triển, chƣa tiếp cận với
điện. Sinh khối nơng nghiệp có thể là tiềm năng cho ngành công nghiệp quy mô lớn
và các doanh nghiệp ở cấp cộng đồng. Sinh khối tồn tại gồm nhiều dạng nhƣ rơm, lá,
rễ, vỏ, chất thải gỗ và chất thải chăn ni. Để ứng phó với biến đổi khí hậu, các nƣớc
hiện nay đang tìm kiếm các nguồn năng lƣợng thay thế để giảm thiểu khí thải nhà
kính. Sinh khối đƣợc sử dụng nhƣ nguồn năng lƣợng làm giảm sự phụ thuộc vào việc
tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch, góp phần an ninh năng lƣợng và giảm thiểu tác động
của biến đổi khí hậu (UNEP, 2009).
Năng lƣợng phát sinh từ chất thải chăn ni tính cho tồn cầu tƣơng đƣơng với 50 150 W/ngƣời/năm. Năng lƣợng rơm là 50 - 150 W/ngƣời/năm (Etal, 2003). Tiêu thụ
năng lƣợng cho mỗi đầu ngƣời là 2,5 kW/ngày. Lƣợng dầu sản xuất trên toàn thế
giới là 80 triệu thùng mỗi ngày (1 kW/ngƣời/ngày). Khí sinh học từ rơm, rạ và phân
bón có thể thay thế khoảng 10 - 30% lƣợng dầu thế giới sản xuất (Oosterkamp, 2011)
Trung Quốc là nƣớc nông nghiệp lớn có nguồn năng lƣợng sinh khối dồi dào, trong
đó chủ yếu là xuất phát từ chất thải nông nghiệp. Khoảng 0,75 tỷ tấn chất thải nông
nghiệp đƣợc sản xuất trong năm 2010 và tƣơng đƣơng với khoảng 12.000 tỷ kJ.
Lƣợng sinh khối của cây trồng khoảng 52% tổng tài nguyên sinh khối ở Trung Quốc
và sinh khối rơm là khoảng 62% tổng chất thải thực vật. Hiện nay, chất thải từ cây
trồng chủ yếu đƣợc sử dụng làm nhiên liệu, thức ăn gia súc, phân bón và ngun liệu
cơng nghiệp. Việc thúc đẩy sử dụng các nguồn tài nguyên rơm là rất quan trọng.

14
Việc sử dụng rơm còn tiết kiệm tài nguyên, giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng, tăng thu
nhập và bảo vệ mơi trƣờng. Rơm là nguồn năng lƣợng chính, đặc biệt là ở vùng nông
thôn các khu vực chủ yếu đƣợc sử dụng làm nhiên liệu cho nấu ăn hoặc đốt cháy trực
tiếp. Tỷ lệ sử dụng toàn diện các nguồn tài nguyên rơm dự kiến sẽ vƣợt 80% vào
năm 2015 (Liu & cs, 2011).
Năm 2001 tiềm năng chất thải nông nghiệp Thái Lan đƣợc xác định là 20 triệu tấn
trấu chiếm 0,15% tổng chất thải, 2,2 tấn dƣ lƣợng dầu cọ (0,26%), 50 tấn bã mía
(0,057% ) và 5,8 tấn chất thải gỗ (0,31%) (Chungsangunsit & cs, 2004). Trong khi tỷ
lệ sử dụng nguồn năng lƣợng lần lƣợt cho trấu, dầu cọ và bã mía lần lƣợt là
0,0005%; 0,006%; 0,0003% và 3.10-7 % . Những số liệu này đã chỉ ra rằng tiềm năng
sinh khối nông nghiệp cao hơn nhiều so với tỷ lệ sử dụng. Hai cơng nghệ chính xử lý
sinh khối thành năng lƣợng là nhiệt hóa học và hóa sinh hoặc sinh học. Khí hóa đƣợc
sử dụng chuyển đổi sinh khối thành một hỗn hợp khí dễ cháy bởi q trình oxy hóa
một phần ở nhiệt độ cao (800 - 900°C). Khí này có thể đƣợc sử dụng để sản xuất
methanol. Để sản xuất năng lƣợng bằng q trình nhiệt phân, sinh khối có thể đƣợc
chuyển đổi từ rắn sang lỏng. Khí đốt đun nóng thiếu khơng khí đạt hiệu quả là 80%.
Trấu chiếm khoảng 20% khối lƣợng lúa. Trƣớc đây trấu đƣợc xem nhƣ rác thải và
cũng là vấn đề xả thải của các nhà máy. Ngồi ra trấu đƣợc lên men tạo ra khí mêtan
gây ra hiệu ứng nhà kính. Trấu ở dạng bột có trọng lƣợng nhẹ gây ra các vấn đề về
sức khỏe nhƣ hơ hấp do đó các chủ nhà máy đã tìm cách để xử lý chất thải này.
Ngành xi măng có thể sử dụng trấu để bổ sung silicat do trấu có hàm lƣợng silicat
cao và đƣợc sử dụng làm phân bón. Ngồi ra trấu đƣợc sử dụng nhiên liệu đốt và sản
xuất điện. Theo số liệu chỉ có 50-70 % trấu tại Thái Lan đƣợc sử dụng. Cây trồng
năng lƣợng sử dụng 290 tấn trấu và 1400 tấn nƣớc trong ngày và cần 1 MW điện.
Điện đầu ra là 8.8 MW đƣợc bán cho cơ quan có thẩm quyền thuộc đề án sản xuất
nhỏ. Nghiên cứu cho thấy lƣợng khí thải SO2 và NOx thấp hơn lƣợng phát thải từ
than đá và dầu đốt cho máy chạy điện nhƣng cao hơn so với khí thiên nhiên. Lƣợng
phát thải CO2 từ q trình đốt trấu đƣợc xem là khơng đáng kể vì nó khơng góp phần

gây ra hiệu ứng nhà kính. Nghiên cứu chỉ ra rằng trấu có tiềm năng cao để sử dụng