Khí sinh học là hỗn hợp khí metan và khí cacbonic, trong đó chiếm tới 60% là khí metan được tạo ra từ quá trình phân giải các chất thải của người, động vật và cả thực vật trong điều kiện kín khí.
Theo tính toán, 1m3 hỗn hợp khí có thể tương đương với 1 lít cồn, 0,8 lít xăng, 0,6 lít dầu thô, 1,4 kg than hay 1,2kWh điện năng, có thể sử dụng để chạy động cơ 2KVA trong 2 giờ, sử dụng cho bóng đèn thắp sáng trong 6 giờ, sử dụng cho tủ lạnh 1m3 khí biogas trong 1 giờ hoặc sử dụng nấu ăn cho gia đình 5 người trong 1 ngày. Do đó, sử dụng khí sinh học để phát điện từ lâu đã là một công nghệ quen thuộc, phổ biến ở hầu hết các nước trên thế giới, nhất là các nước công nghiệp/phát triển.
Đối với Việt Nam, những năm gần đây, khí sinh học (biogas) là nguồn cung cấp năng lượng chính nhằm giải quyết chất đốt sinh hoạt cho vùng nông thôn, thay thế các loại nhiên liệu khác như củi, trấu, than,… ngoài ra còn được sử dụng cho các mục đích khác như: phát điện, lò sấy, đèn thắp sáng, hệ thống nước nóng, các tủ lạnh chạy bằng gas…
| Nếu biết kết hợp khép kín toàn bộ nguồn chất thải trong chăn nuôi nối với nhà vệ sinh của gia đình trong một bể chứa hầm biogas, có thể tận dụng KSH phục vụ sinh hoạt như chất đốt, thắp sáng, chạy động cơ đốt trong để sử dụng các thiết bị gia dụng như tủ lạnh, bình nước nóng lạnh. Đặc biệt, trong điều kiện hiện nay, khi giá xăng dầu, giá điện liên tục tăng cao, việc sử dụng nguồn KSH có ý nghĩa cực kỳ quan trọng. Mặt khác, sử dụng KSH trong chăn nuôi góp phần đảm bảo vệ sinh môi trường nông thôn; làm giảm lượng khí thải nhà kính với một lượng khí CO2 lên đến hàng ngàn, hàng vạn tấn mỗi năm. |
Theo tính toán của các nhà chuyên môn, mỗi gia đình nông thôn, nếu biết cách sử dụng KSH có thể tiết kiệm tiền điện, chất đốt, làm giảm giá thành chăn nuôi khoảng từ 7 – 10%. Thống kê của Văn phòng Khí sinh học tỉnh Ninh Bình cho thấy, với 5.000 công trình khí sinh học, hàng năm tiết kiệm được trên 40.000kg gas công nghiệp dùng cho đun, nấu. Bên cạnh đó, số hầm này còn giúp tiết kiệm được 45% lượng điện năng thắp sáng, ước tính vào khoảng 350.000kWh. Tính trung bình, với mỗi hầm biogas, mỗi hộ gia đình tiết kiệm được khoảng 5 triệu đồng/năm tiền mua chất đốt và điện để thắp sáng.
Còn đối với các trang trại, theo tính toán của Cục Chăn nuôi, Bộ NN&PTNT, ngành chăn nuôi mỗi năm thải ra 73 triệu tấn chất thải rắn và 23 – 30 triệu m3 nước thải. Chỉ tính riêng lượng chất thải từ chăn nuôi lợn (trung bình 2kg/đầu lợn/ngày), sản lượng khí sinh học có thể thu được là 1.000 triệu m3/năm và sản lượng điện sản xuất có thể đạt khoảng 2.300 GWh/năm. Do đó, nếu ứng dụng công nghệ phát điện từ KSH, các trang trại có thể có được lợi nhuận tài chính đáng kể, tiết kiệm chi phí năng lượng trong sản xuất.
Không chỉ các nông hộ, các trang trại mới có thể sử dụng KSH để phát điện, hiện nay, hầu hết các công ty chế biến tinh bột sắn đều có hệ thống hầm biogas để thu hồi KSH từ nước thải, sau đó khí sinh học được đốt để sấy khô sắn và bã sắn.
Hệ thống KSH phát điện còn mang lại nhiều lợi ích về xã hội và môi trường như chất thải được quản lý tốt đã giảm thiểu nhiều tác động xấu về môi trường như ô nhiễm nguồn nước, không khí và đất. Vì thế, khi áp dụng các biện pháp sử dụng triệt để nguồn KSH sinh ra sẽ góp phần giảm thiểu ô nhiễm thứ cấp, tăng hiệu quả đầu tư cho người chăn nuôi; giảm phát thải khí nhà kính: do quản lý tốt nguồn phân chuồng ở hệ thống KSH, do lượng KSH sinh ra ở những công trình KSH phát điện thay thế các nguồn nguyên liệu hóa thạch vẫn đang sử dụng để phát điện như nhiệt điện than, dầu… Đặc biệt CH4 trong KSH là loại khí nhà kính có hệ số phát thải gấp 24 lần so với khí CO2 (theo IPCC 2006)…
Hiện nay Chính phủ đã đề ra Chương trình Hành động Chính sách về Chuyển đổi sang nông nghiệp và lương thực bền vững. Cụ thể, đối với phương án “E5 – Sử dụng KSH thay than, gas cho đun nấu gia đình ở nông thôn”, mục tiêu đến năm 2030, sẽ có 5% trong tổng số hộ gia đình ở nông thôn sử dụng thiết bị đun nấu sử dụng KSH từ chăn nuôi. Đối với phương án “E39 – Phát triển điện khí sinh học”, sẽ có 30 MW điện KSH được lắp đặt vào năm 2030 để thay thế cho các nhà máy nhiệt, sau đó tăng lên 150MW vào năm 2050.
Theo ông Nathan Moore – Giám đốc dự án BEM/GIZ, bằng việc phát triển KSH để phát điện, Việt Nam sẽ giảm phát thải khí metan và CO2, đồng thời bổ sung nguồn điện sạch cho lưới điện. Tuy nhiên, điện sản xuất từ KSH vẫn gặp khó khăn trong việc tối đa hóa dòng vốn đầu tư do thiếu cơ chế hỗ trợ cho các nhà máy điện KSH nối lưới, chi phí bảo trì hệ thống cao và nguồn nhân lực không đủ.
Thực tế cho thấy có hàng nghìn hệ thống KSH được lắp đặt quy mô hộ gia đình sử dụng cho mục đích đun nấu, một số hệ thống máy phát điện từ KSH được lắp đặt phân tán ở các trang trại chăn nuôi thay thế cho máy phát chạy bằng dầu diesel, tỉ lệ phát điện lên lưới từ nguồn KSH là không đáng kể và giải pháp lưu trữ KSH cho mục đích cân bằng lưới điện vẫn chưa được quan tâm.
Nâng cao năng lực quản lý, xử lý chất thải chăn nuôi
Chất thải chăn nuôi được coi là nguồn nguyên liệu đầu vào của nhiều chu trình sinh học khác, trong đó sản xuất phân bón hữu cơ, chăn nuôi côn trùng và nuôi trồng thủy sản hướng tới nền kinh tế nông nghiệp tuần hoàn là những ưu tiên trong những thập kỷ tới. Vì vậy các trang trại, cơ sở chăn nuôi phải nâng cao năng lực quản lý, xử lý chất thải chăn nuôi và sử dụng có hiệu quả nguồn chất thải chăn nuôi cho các mục đích khác nhau. Hiện nay trong tổng số 48.622 cơ sở chăn nuôi quy mô vừa và lớn, mới chỉ 1.623 trang trại có báo cáo đánh giá tác động môi trường; 3.806 trang trại có giấy phép môi trường; 40.775 cơ sở có biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi và 2.418 cơ sở không có biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi…
Ông Tống Xuân Chinh – Phó Cục trưởng Cục Chăn nuôi – Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Nhằm giảm phát thải khí nhà kính, ngăn chặn sự nóng lên của trái đất, các trang trại, doanh nghiệp chỉ có thể chọn 1 trong 4 phương án: Nộp phí phạt hoặc nộp thuế môi trường; Tự giảm phát thải tại cơ sở sản xuất; Mua tín chỉ giảm phát thải trên thị trường; Đầu tư, thực hiện dự án giảm phát thải carbon. Trong đó, việc mua bán tín chỉ giảm phát thải trên thị trường là phương pháp tiên tiến ngày càng được nhiều quốc gia triển khai, đã tạo ra thị trường carbon hay còn gọi là thị trường trao đổi tín chỉ giảm phát thải khí nhà kính. Đây là một loại hình thị trường mà hàng hóa được mua và bán trong thị trường là lượng khí nhà kính được cắt giảm của một đơn vị phát thải/hấp thụ khi hoạt động giữa Bên mua và Bên bán.
Tại Việt Nam, nếu toàn ngành nông nghiệp xử lý được phần lớn chất thải để tạo ra khí sinh học, ước tính có thể bán ra 57 triệu tín chỉ carbon cho các tổ chức quốc tế và nếu tính theo giá 5 USD/tín chỉ, mỗi năm, có thể thu về hàng trăm triệu USD.
Ông Hoàng Thanh Hà – Tổ chức phát triển Hà Lan (SNV)
Mặc dù trong số hơn 20 nghìn trang trại nuôi lợn thương mại quy mô lớn trên cả nước, có 41,8% số trang trại đã được trang bị công trình khí sinh học, nhưng phần lớn khí sinh học tạo ra vẫn bị đốt bỏ hoặc xả thải ra môi trường. Đến nay, EGreen đã lắp đặt hệ thống phát điện khí sinh học tại 300 trang trại chăn nuôi của nông dân, qua đó giúp 3.285.000 tấn chất thải vật nuôi được xử lý đúng cách mỗi năm. Bình quân mỗi trang trại sản suất 96.000kWh điện sạch mỗi năm, qua đó giảm phát thải carbon tương đương 370.000 tấn CO2 trong 3 năm đầu. Nếu tất cả các trang trại chăn nuôi quy mô lớn được lắp đặt máy phát điện thì quy mô thị trường điện khí sinh học tại Việt Nam dự tính lên đến 500 triệu USD mỗi năm.
Ngoài ra, các hệ thống khí sinh học không chỉ là cắt giảm khí thải mà còn tạo ra việc làm tại địa phương, cải thiện chất lượng cuộc sống cho phụ nữ nông thôn. Công nghệ này có thể giúp các trang trại hoặc hộ gia đình ở khu vực phía Bắc có mức độ phát triển thấp và mức độ nghèo đói cao tự cung tự cấp nhiên liệu sạch để nấu ăn và cắt giảm chi phí điện.
Ông Phạm Đức Thọ – Giám đốc Công ty CP Công nghệ Egree
