19/07/2021
Tóm tắt
Bằng phương pháp điều tra khảo sát, thống kê, tính toán và xử lý số liệu, nghiên cứu này đã xác định được hệ số phát thải khí nhà kính (KNK) cho từng ngành công nghiệp chính của tỉnh Bình Dương. Theo đó, các tính toán hệ số phát thải (HSPT) của những ngành: Dệt nhuộm; Cơ sở sản xuất bột giấy và giấy; Sản xuất các sản phẩm từ kim loại; Sản xuất, chế biến thực phẩm, nước uống;Cao su (tính phát thải trên tấn sản phẩm) có hệ số phát thải khá cao, kết quả tương đồng với các nghiên cứu trên thế giới. Trên cơ sở HSPT đã xác định, nghiên cứu ước tính phát thải từ các ngành công nghiệp chính của tỉnh năm 2019 là khoảng 5.631,22 nghìn tấn CO2 tđ/năm, chiếm khoảng 53% tổng phát thải do sử dụng năng lượng của cả tỉnh Bình Dương. Nhiều giải pháp giảm thiếu phát thải KNK cũng được đề xuất, trong đó ưu tiên việc thay đổi nguồn nhiển liệu sử dụng cũng như tái sử dụng các nguồn thải.
Keywords: HSPT, KNK, công nghiệp, Bình Dương.
Nhận bài: 14/5/2021; Sửa chữa: 18/5/2021; Duyệt đăng: 22/5/2021.
1. Đặt vấn đề
Là tỉnh có vị trí địa lý thuận lợi nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, những năm qua, với mục tiêu đẩy mạnh phát triển công nghiệp và dịch vụ, ngành công nghiệp tỉnh Bình Dương liên tục tăng trưởng với tốc độ cao. Năm 2018, ngành công nghiệp của tỉnh đã đóng góp đến 58,48% tổng giá trị sản xuất (298.613 tỷ đồng). Đi đôi với đó, các vấn đề môi trường phát sinh từ hoạt động công nghiệp cũng không hề nhỏ, trong đó có thể kể đến là việc phát thải các KNK đang là mối nguy dẫn đến vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu. Theo đó, kiểm kê phát thải KNK công nghiệp tỉnh Bình Dương năm 2018 chiếm khoảng 58,98% tổng phát thải KNK của tỉnh [1], chủ yếu ở các ngành như công nghiệp chế biến, trong đó, chiếm tỷ lệ lớn nhất là ngành công nghiệp luyện kim (32%); Ngành sản xuất, chế biến thực phẩm, nước giải khát (8,62%; Ngành sản xuất, chế biến gỗ, các sản phẩm từ gỗ (6,17%) và các ngành khác (33%).
Hiện nay, phương pháp tính toán phát thải KNK thường dựa vào HSPT. Đây được xác định là một đại lượng thể hiện mối liên hệ giữa lượng chất ô nhiễm phát sinh từ một nguồn với các hoạt động phát sinh ra các chất đó và thường được thể hiện dưới dạng khối lượng chất ô nhiễm trên một đơn vị khối lượng, thể tích, quãng đường hoặc thời gian của hoạt động phát sinh ra nó [2]. Thực tế hiện nay, tính toán phát thải KNK ở Việt Nam nói chung và Bình Dương nói riêng là đều sử dụng các HSPT mặc định theo hướng dẫn của IPCC 2006 [3]. Tuy nhiên, IPCC luôn khuyến cáo các nước xây dựng các HSPT của quốc gia mình.
Nghiên cứu này đề xuất tính toán xây dựng HSPT KNK do sử dụng năng lượng đối với một số ngành công nghiệp chính trên địa bàn tỉnh Bình Dương.
2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Phạm vi bài báo nghiên cứu đối với 8 ngành công nghiệp chính trên địa bàn tỉnh Bình Dương. Áp dụng phương pháp xác suất thống kê xác định số lượng tối thiểu các cơ sở sản xuất theo ngành nghề cần phải tiến hành điều tra để đảm bảo độ chính xác mong muốn. Số doanh nghiệp cần khảo sát được tính theo công thức:
n = N/[1+N*(1-p)2] (1)
Trong đó: N là tổng số doanh nghiệp có trong 1 loại hình công nghiệp, p là độ tin cậy. Chọn sai số e = 0,1 tương ứng độ tin cậy là p = 90%, tính được số lượng cơ sở sản xuất cần được khảo sát.
Tổng số mẫu phiếu khảo sát thu được là 563 phiếu, từ 8 ngành công nghiệp chính: Sản xuất các sản phẩm từ kim loại; sản xuất bột giấy và giấy; Dệt nhuộm; Cao su; Chế biến gỗ, các sản phẩm từ gỗ, giường tủ, bàn ghế…; Sản xuất hóa chất, chất dẻo, các sản phẩm từ chất dẻo, sơn, mực in; Sản xuất, chế biến thực phẩm, nước uống; Gốm sứ, gạch nung, vật liệu xây dựng.
2.2. Phương pháp xây dựng hệ số phát thải (HSPT)
Các bước tiến hành như sau:
+ Bước 1: Điều tra, khảo sát các ngành công nghiệp chính tỉnh Bình Dương, nội dung điều tra chủ yếu về: Công suất, lượng điện tiêu thụ và các loại nhiên liệu sử dụng cho sản xuất.
+ Bước 2: Tính tổng phát thải do tiêu thụ điện năng và tiêu thụ nhiên liệu của từng công ty ở mỗi lĩnh vực. Phương pháp tính phát thải KNK theo hướng dẫn của IPCC.
Phát thải tiêu thụ điện = Lượng điện tiêu thụ × Hệ số phát thải CO2 đối với lưới điện quốc gia
Phát thải tiêu thụ nhiên liệu = Lượng nhiên liệu tiêu thụ × Hệ số phát thải (đối với từng loại nhiên liệu)
+ Bước 3: Xác hệ số phát sinh KNK cho các ngành nghề khác nhau.
Nghiên cứu áp dụng phương pháp: Thống kê cổ điển. Hệ số phát thải được tính từ các dãy số liệu thống kê đồng quy (các bảng dữ liệu có chung một đơn vị đo) theo công thức Mtb = ∑Mi/n. Với Mi là kết quả đo lần i, n là số lần đo (độ phủ dữ liệu).
+ Bước 4: Xử lý sai số
Về mặt nguyên tắc xử lý thống kê cổ điển, có thể lấy sai số thống kê theo phương pháp bình phương cực tiểu hoặc theo phương pháp trung bình toàn phương. Để có thể thu hẹp khoảng sai số ngẫu nhiên của các hệ số phát thải riêng lẻ ở từng nhà máy, lấy trị số trung bình cộng của các kết quả thu được theo công thức:
(2)
Để đặc trưng cho độ chính xác của loạt phép tính, tính trị số trung bình của sai số trong cả loạt ấy (sai số tuyệt đối) bằng hiệu số giữa kết quả phép tính (m) và trị số trung bình cộng (M):
f = m - M (3)
Thông thường sai số mắc phải trong từng nhà máy lớn hơn nhiều so với sai số toàn phương trung bình Fm.
(4)
Bằng cách này loại trừ được dấu của sai số và làm rõ được vai trò các sai số lớn, vì ta cần loại bỏ những kết quả đo sai số quá lớn có f > 3 FM. Dựa vào sai số toàn phương trung bình để tính trị số trung bình của loạt kết quả tính toán:
(5)
3. Kết quả xác định HSPT các ngành công nghiệp
Trên cơ sở phương pháp xác định hệ số phát thải và dữ liệu điều tra thu thập được từ các cơ sở sản xuất của các ngành công nghiệp chính của tỉnh Bình Dương, từ đó đã xác định hệ số phát thải do sử dụng năng lượng như sau:
Bảng 1. Kết quả xác định hệ số phát thải theo tính toán và so với các nghiên cứu khác
STT |
Ngành |
Hệ số phát thải (tính toán) |
So sánh hệ số phát thải (theo các nghiên cứu) |
||
---|---|---|---|---|---|
kg CO2 tđ/sp |
kg CO2 tđ/tấn |
kg CO2 tđ/ sp |
kg CO2 tđ/tấn |
||
1 |
Ngành cao su |
- |
628,9 |
- |
540 - 700 [4] |
2 |
Chế biến gỗ, các sản phẩm từ gỗ, giường tủ, bàn ghế… |
293 |
- |
310 [5] |
- |
3 |
Sản xuất các sản phẩm từ kim loại |
- |
1508 |
- |
1440 - 1760 [6] |
4 |
Sản xuất hóa chất, chất dẻo, các sản phẩm từ chất dẻo, sơn, mực in |
- |
145 |
- |
3,5 [7] |
5 |
Dệt nhuộm |
- |
4091 |
- |
3050 - 5140 [7] |
6 |
Sản xuất, chế biến thực phẩm, nước uống |
- |
1010 |
- |
250 - 2400 [7] |
7 |
Sản xuất bột giấy và giấy |
|
2653 |
- |
1520 [7] |
8 |
Gốm sứ, gạch nung, vật liệu xây dựng |
0,63 |
- |
0,25 - 0,37 [8] |
- |
Kết quả xác định hệ số phát thải của một số ngành công nghiệp chính ở Bình Dương so với một số kết quả nghiên cứu hệ số phát thải theo các nghiên cứu tương ứng trên thế giới cho thấy:
Dựa vào hệ số phát thải và sản lượng theo từng ngành, có thể ước tính lượng phát thải của các ngành công nghiệp chính trên địa bàn tỉnh Bình Dương như sau:
Bảng 2. Ước tính lượng phát thải KNK do sử dụng nhiên liệu của các ngành công nghiệp tỉnh Bình Dương
STT |
Ngành |
Đơn vị |
Phát thải |
---|---|---|---|
1 |
Ngành cao su |
Nghìn tấn CO2 tđ/năm |
156,46 |
2 |
Chế biến gỗ, các sản phẩm từ gỗ, giường tủ, bàn ghế… |
Nghìn tấn CO2 tđ/năm |
139,55 |
3 |
Sản xuất các sản phẩm từ kim loại |
Nghìn tấn CO2 tđ/năm |
3.304,64 |
4 |
Cơ sở sản xuất hóa chất, chất dẻo, các sản phẩm từ chất dẻo, sơn, mực in |
Nghìn tấn CO2 tđ/năm |
61,13 |
5 |
Dệt nhuộm |
Nghìn tấn CO2 tđ/năm |
260,75 |
6 |
Sản xuất, chế biến thực phẩm, nước uống |
Nghìn tấn CO2 tđ/năm |
371,53 |
7 |
Cơ sở sản xuất bột giấy và giấy |
Nghìn tấn CO2 tđ/năm |
1.335,32 |
8 |
Gốm sứ, gạch nung, vật liệu xây dựng |
Nghìn tấn CO2 tđ/năm |
0,73 |
Tổng |
Nghìn tấn CO2 tđ/năm |
5.631,22 |
Như vậy, ước tính các ngành công nghiệp chính chiếm khoảng 53% tổng phát thải của cả tỉnh Bình Dương năm 2019. Trong đó, ngành Sản xuất các sản phẩm từ kim loại; Sản xuất bột giấy và giấy; Chế biến thực phẩm lần lượt là 3 ngành có phát thải nhiều nhất.
4. Đề xuất giải pháp giảm thiểu phát thải KNK
4.1. Giải pháp sản xuất sạch hơn (SXSH) trong sản xuất công nghiệp
Theo định nghĩa của Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP), SXSH là việc áp dụng liên tục chiến lược phòng ngừa tổng hợp về môi trường vào các quá trình sản xuất, sản phẩm, dịch vụ, nhằm nâng cao hiệu suất, giảm thiểu rủi ro cho con người và môi trường. SXSH là một giải pháp tiếp cận nhằm tác động ngay vào các khâu của dây chuyền sản xuất để chủ động ngăn ngừa, giảm thiểu chất thải tại nguồn phát sinh, qua đó giảm được ô nhiễm môi trường, đồng thời, giảm định mức tiêu hao nguyên liệu năng lượng cho một đơn vị sản phẩm và giảm chi phí cho xử lý chất thải. Trong khi đó, mục tiêu của tiết kiệm năng lượng là sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả, đã bao hàm trong mục tiêu của SXSH.
Một số giải pháp đối với thiết bị/dây chuyền công nghệ sản xuất như sau:
Đối với hệ thống chiếu sáng:
- Trong khu vực nhà xưởng, thực hiện biện pháp tiết kiệm năng lượng bằng cách tận dụng ánh sáng tự nhiên (lắp tôn, nhựa trong suốt).
- Thay thế đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang T10 chấn lưu điện tử bằng bóng đèn Led Tube (tiết kiệm đến 50% năng lượng so với đèn huỳnh quang).
- Đối với các xưởng có tiết diện mái rộng thì nên lắp hệ thống lấy ánh sáng mặt trời tự nhiên Solatube (ống dẫn ánh sáng).
Đối với động cơ:
- Trên thực tế, động cơ xoay chiều là thiết bị tiêu thụ nhiều điện năng nhất trong các nhà máy, xí nghiệp. Để cải thiện vấn đề này, hiện nay trên thị trường có 2 giải pháp hiệu quả là lắp thêm biến tần hoặc Poweboss cho động cơ.
Bảo dưỡng thiết bị định kỳ:
- Giúp tăng tuổi thọ của động cơ, làm giảm chi phí thay thế khi động cơ hư hỏng.
- Tiết kiệm điện năng.
Sử dụng năng lượng hiệu quả trong hệ thống lò hơi:
- Trong sản xuất công nghiệp, các KNK chủ yếu phát sinh từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch trong các lò hơi và lò đốt.
Do đó, việc nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng cho các loại lò này là giải pháp công nghệ đầu tiên góp phần giảm thiểu sự phát thải các chất này.
4.2. Giải pháp cụ thể đối với các ngành công nghiệp tỉnh Bình Dương
Ngành cao su:
Phát thải KNK của hoạt động chế biến cao su chủ yếu từ các quá trình: Tiêu thụ điện năng, tiêu thụ nhiên liệu (lò sấy, máy phát điện) và vận hành hệ thống xử lý nước thải (XLNT). Các biện pháp giảm thiểu KNK tại nhà máy có thể tập trung vào việc:
Ngành sản xuất giấy:
Viên nhiên liệu PDF (Refuse Derived Fuel) hoặc RPF (Refuse paper and plastic fuel - nhiên liệu từ nhựa và giấy thải) có thể tận dụng từ nguồn rác thải giấy để sản xuất.
Bảng 3. Ví dụ sản lượng RDF có thể thu được từ các nhà máy sản xuất
Nguồn: Công ty TNHH Cheng Loong Bình Dương Paper
Ngành sản xuất các sản phẩm kim loại:
Ngành dệt nhuộm:
Ngành chế biến thực phẩm, đồ uống:
Ngành sản xuất VLXD, gốm sứ:
Bảng 4. So sánh hiệu quả kinh tế, kỹ thuật sản xuất của gạch nung và không nung
Chỉ tiêu |
Vật liệu xây không nung |
Gạch đất sét nung |
---|---|---|
Nguyên liệu sản xuất |
Không dùng đất sét, dùng các loại phế thải công nghiệp tro, xỉ nhiệt điện, đá mạt, xỉ lò cao, xỉ lò gạch, đá bazan phun trào |
Dùng đất sét dẻo mất đất canh tác |
Nhiên liệu |
Không dùng than, củi |
Tiêu tốn nhiều, hơn 150 kg than/1000 viên gạch |
Sản phẩm |
Đa dạng, chất lượng cao, cách âm cách nhiệt tốt, chống thấm cao, cường độ chịu lực cao, kích thước lớn bằng 5 - 11 lần thể tích gạch nung. |
Chất lượng thấp hơn, kích thước nhỏ hơn |
Năng suất lao động |
Cao: 2 - 4 người/ 1 triệu viên/ năm |
Thấp: 8 - 14 người/ 1 triệu viên/ năm |
Suất đầu tư |
Thấp hơn |
Cao hơn |
Môi trường |
Tốt hơn, sử dụng chất thải công nghiệp |
Ô nhiễm môi trường, phát thải nhiều KNK |
Mức phát thải KNK |
Thấp (0,405 kg CO2/ viên gạch [11])
|
Cao (0,58 kg CO2/ viên gạch hoặc 0,17kg CO2/ kg gạch. (Huque, 2017)) |
(Nguồn: DmC Group)
5. Kết luận
Là một trong các nguồn chính phát thải KNK ở tỉnh Bình Dương, việc xác định HSPT của từng ngành công nghiệp là phù hợp để có cái nhìn tổng quan hơn về hiện trạng phát thải của từng ngành. Với kết quả khảo sát thực tế cũng như đặc tính riêng của các ngành công nghiệp chính tỉnh Bình Dương, HSPT của hầu hết các ngành được nghiên cứu có độ tin cậy cao và nằm trong các khoảng giá trị của các nghiên cứu trên thế giới.
Trên cơ sở đánh giá các phát thải KNK từ các ngành nghề, nghiên cứu trên cũng đề xuất một số giải pháp cụ thể trong việc giảm lượng phát thải, trong đó ưu tiên thay đổi nguồn nhiển liệu sử dụng cũng như tái sử dụng các nguồn thải, tận dụng làm nguồn cung cấp nhiệt cho dây chuyền sản xuất.
Nguyễn Thị Thu Hiền, Nguyễn Văn Phước1
Tào Mạnh Quân2, Nguyễn Thế Tùng Lâm2
1Hội Nước và Môi trường TP. Hồ Chí Minh
2Trung tâm Quan trắc Kỹ thuật tài nguyên và môi trường Bình Dương
(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số Chuyên đề Tiếng Việt II/2021)
Tài liệu tham khảo
RESEARCH ON DETERMINATION OF GHG EMISSION FACTORS OF INDUSTRIAL SECTIONS IN BINH DUONG PROVINCE AND SOLUTIONS TO REDUCE EMISSIONS Nguyen Thi Thu Hien, Nguyen Van Phuoc1, Tao Manh Quan, Nguyen The Tung Lam2 1 HCMC Association of Water and Environment 2Binh Duong center of Natural Resources and Environment Technical -Monitoring Abstract Using the method of surveying, calculating and processing data, this study has identified the GHG emission factors for each major industry in Binh Duong Province. Accordingly, the calculation of emission factors of industries: Textile, dyeing; Pulp and paper production establishments; Producing metal products; Producing and processing food, drinking water; and the rubber industry (in terms of emissions per ton of products) has a relatively high emission factor and results similar to other studies in the world. On the basis of the identified emission factors, this study estimates that emissions from major industries of the province in 2019 are about 5,631.22 thousand tons CO2eq / year, accounting for about 53% of total emissions due to energy use of the whole Binh Duong Province. Mitigation measures to reduce GHG emissions are also proposed, which prioritizes the change of used fuel sources as well as the reuse of waste sources. Keywords: Emission factor, greenhouse gas, industrial sections, Binh Duong. |