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

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐÀO MINH TRANG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ TÍNH TOÁN DẤU VẾT CÁC-BON CHO SẢN PHẨM LÚA GẠO TẠI VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG Ngành: Biến đổi khí hậu Mã số: 9440221 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Hà Nội, 2019 Công trình được hoàn thành tại: Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Huỳnh Thị Lan Hương PGS. TS. Mai Văn Trịnh Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cáp Viện họp tại: vào hồi giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1 MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Theo kết quả kiểm kê khí nhà kính (KNK) của Việt Nam, phát thải KNK từ lĩnh vực nông nghiệp luôn chiếm tỷ trọng lớn, trong đó phát thải mê-tan từ canh tác lúa chiếm 48-62%. Trong thời gian qua, Việt Nam đã trở thành một trong những quốc gia xuất khẩu gạo lớn trên thế giới. Việc gia tăng giá trị xuất khẩu của hạt gạo Việt Nam, bao gồm dán nhãn dấu vết các-bon thấp, là quan trọng, để có thể vượt qua các rào cản thương mại nếu có trong tương lai. Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) là một trong hai vùng sản xuất lúa chính của Việt Nam. Việc thực hiện nghiên cứu “Nghiên cứu xây dựng phương pháp luận và tính toán dấu vết các-bon cho sản phẩm lúa gạo tại vùng đồng bằng sông Hồng” là cơ sở xây dựng phương pháp luận và tính toán dấu vết các-bon cho sản phẩm lúa gạo cho các khu vực khác. Dựa trên kết quả tính toán, nghiên cứu này xác định được hoạt động có tiềm năng giảm nhẹ KNK lớn và đề xuất các giải pháp giảm nhẹ KNK ưu tiên. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU (1) Xây dựng được phương pháp luận tính toán dấu vết các-bon cho sản phẩm lúa gạo tại vùng đồng bằng sông Hồng; (2) Tính toán được dấu vết các-bon của sản phẩm lúa gạo cho khu vực thí điểm tại xã Phú Lương, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình; (3) Đề xuất được các giải pháp nhằm giảm phát thải KNK từ sản xuất lúa gạo tại khu vực nghiên cứu. 2 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu là lượng phát thải KNK trong vòng đời lúa gạo vào vụ xuân và vụ mùa theo ba phương thức canh tác: truyền thống (TT), hàng rộng hàng hẹp (HRHH) và thâm canh lúa cải tiến (SRI). Nghiên cứu được thực hiện thí điểm tại xã Phú Lương, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình. Năm nghiên cứu là năm 2017. Luận án tiến hành tính toán các phát thải KNK chính trong vòng đời lúa gạo. Trong khâu “trước sản xuất lúa gạo”, các nguồn phát thải KNK bao gồm: sản xuất điện cho vận hành máy móc; sản xuất phân bón, vôi và thuốc bảo vệ thực vật (BVTV). Trong khâu “sản xuất lúa gạo”, các nguồn phát thải KNK bao gồm: phát thải mê-tan từ canh tác lúa; phát thải CO2 từ sử dụng phân đạm và NPK; phát thải N2O từ đất nông nghiệp; sử dụng vôi bón ruộng và sử dụng diesel cho vận hành máy móc nông nghiệp. Trong khâu “sau sản xuất lúa gạo”, các phát thải KNK từ vận chuyển thóc từ đồng ruộng về nhà và đốt rơm rạ và trấu sau thu hoạch được đưa vào tính toán. 4. LUẬN ĐIỂM CỦA LUẬN ÁN Việc kết hợp quy trình Đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA) của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO) và Hướng dẫn kiểm kê khí nhà kính quốc gia của Ban Liên chính phủ về BĐKH (IPCC) năm 2006 (GL 2006) là phương pháp phù hợp để tính toán dấu vết cácbon trong vòng đời lúa gạo tại vùng ĐBSH. Trong dấu vết các-bon của sản phẩm lúa gạo, lượng phát thải CH4 từ canh tác lúa chiếm tỷ trọng lớn nhất; tiếp đến là sản xuất điện và sử dụng năng lượng cho vận hành các máy móc nông nghiệp. 3 Việc mở rộng áp dụng phương thức canh tác HRHH tại xã Phú Lương là phương án có tiềm năng giảm phát thải KNK lớn đồng thời mang lại lợi ích kinh tế vì vậy nên được ưu tiên thực hiện. 5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Nghiên cứu này đã xây dựng phương pháp luận tính toán dấu vết các-bon của sản phẩm lúa gạo tại vùng ĐBSH mà dựa trên đó các nghiên cứu trong tương lai có thể điều chỉnh, phát triển để tính toán cho các vùng sản xuất lúa gạo khác như đồng bằng sông Cửu Long. Việc xác định các giải pháp giảm nhẹ KNK ưu tiên sẽ hỗ trợ việc thực hiện NDC của Việt Nam đồng thời góp phần gỡ bỏ các rào cản thương mại nếu có trong tương lai. 6. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ▪ Xây dựng được phương pháp luận tính toán dấu vết các-bon của sản phẩm lúa gạo tại vùng đồng bằng sông Hồng; ▪ Ứng dụng phương pháp luận và tính toán thí điểm cho khu vực nghiên cứu; ▪ Đề xuất được các biện pháp giảm phát thải KNK ưu tiên trong vòng đời lúa gạo, đóng góp cho việc rà soát và cập nhật NDC.. 7. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN Ngoài Mở đầu và Kết luận, Luận án gồm 03 chương. Chương 1 trình bày tổng quan các nghiên cứu về dấu vết các-bon lúa gạo và khu vực nghiên cứu. Chương 2 trình bày nội dung và phương pháp nghiên cứu. Chương 3 trình bày kết quả nghiên cứu và thảo luận. Phần Phụ lục bao gồm các mẫu phiếu điều tra bảng hỏi, các kết quả tính toán trung gian và hình ảnh minh họa tại khu vực nghiên cứu. 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ DẤU VẾT CÁC-BON CỦA SẢN PHẨM LÚA GẠO VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về dấu vết các-bon của sản phẩm 1.1.1. Khái niệm “dấu vết các-bon” ''Lượng KNK được thể hiện dưới dạng CO2 tương đương phát thải vào bầu khí quyển của một cá nhân, tổ chức, quy trình, sản phẩm hoặc sự kiện trong phạm vi ranh giới cụ thể'' [97]. 1.1.2. Phạm vi của dấu vết các-bon của sản phẩm Phạm vi dấu vết các-bon (CF) bao gồm: cấp 1 (phát thải trực tiếp tại chỗ), cấp 2 (phát thải gián tiếp do mua năng lượng) và cấp 3 (phát thải gián tiếp không bao gồm trong cấp 2) [30], [33], [106]. 1.1.3. Các tiêu chuẩn và hướng dẫn tính toán dấu vết các-bon của sản phẩm 1) Các hướng dẫn tính toán dấu vết các-bon sản phẩm nói chung Một trong số các hướng dẫn tính toán CF của hoạt động là các Hướng dẫn kiểm kê KNK quốc gia của IPCC [51]. Ba hệ thống tiêu chuẩn tính toán CF chính bao gồm: PAS 2050 của Viện Tiêu chuẩn Anh (BSI), Tiêu chuẩn KNK của WRI/WBCSD [106] và ISO 14067. 2) Các hướng dẫn tính toán dấu vết các-bon sản phẩm nông nghiệp Các hướng dẫn tính toán CF cho sản phẩm nông nghiệp: Tiêu chuẩn Hạch toán và Báo cáo KNK từ nông nghiệp cho doanh nghiệp của WRI/WBCSD [95]; PAS 2050-1: 2012 - Đánh giá phát thải KNK trong vòng đời sản phẩm làm vườn của BSI [32] và FAO [47]. 5 1.2. Tổng quan các nghiên cứu về dấu vết các-bon của lúa gạo 1.2.1. Các nguồn phát thải khí nhà kính trong vòng đời lúa gạo ❖ Trước sản xuất lúa gạo: Sản xuất nguyên liệu đầu vào (điện, phân bón, vôi, thuốc BVTV); Sản xuất, khấu hao và bảo trì các máy móc và thiết bị nông nghiệp. ❖ Sản xuất lúa gạo: Sử dụng xăng dầu cho vận hành máy móc nông nghiệp; Phát thải CO2 từ việc hút nước ngầm cho tưới tiêu; Phát thải mê-tan từ canh tác lúa; Phát thải N2O từ đất nông nghiệp; Phát thải KNK từ sử dụng vôi bón ruộng; Phát thải CO2 từ sử dụng phân đạm bón ruộng. ❖ Sau sản xuất lúa gạo: Vận chuyển thóc từ ruộng về nhà; Đốt rơm rạ và trấu sau thu hoạch 1.2.2. Các nghiên cứu trên thế giới về dấu vết các-bon của lúa gạo Nhiều nghiên cứu sử dụng LCA của ISO như: Blengini và Busto [28], Gan và nnk [56], [57], Kasmaprapruet và nnk [80], Xu và nnk [109]. Một số nghiên cứu kết hợp sử dụng LCA và GL của IPCC như Farag và nnk [48], Yodkhum và Sampattagul [110]. Chưa nhiều nghiên cứu tính toán phát thải KNK từ sản xuất nguyên liệu đầu vào. 1.2.3. Các nghiên cứu ở Việt Nam về dấu vết các-bon của lúa gạo Trong kiểm kê KNK quốc gia các năm: 1994, 2000, 2005, 2010, 2013 và 2014, Việt Nam đã sử dụng các Hướng dẫn kiểm kê KNK của IPCC để tính toán phát thải KNK từ nông nghiệp. Một số nghiên cứu đã sử dụng phương pháp LCA để đánh giá ảnh hưởng của kỹ thuật canh tác lúa như Lê Thanh Phong và Phạm Thành Lợi [15] và Lê Thanh Phong và Hà Minh Tâm [14]. Cũng đã có các nghiên cứu 6 sử dụng phương pháp đo đạc thực tế như: Nguyễn Việt Anh và Nguyễn Văn Tỉnh [23]; Nguyễn Văn Tỉnh [20]; và Nguyễn Hữu Thành và nnk [17]. Một số nghiên cứu khác sử dụng các phương pháp thực nghiệm để đo lường lượng phát thải KNK từ canh tác lúa và đất nông nghiệp như: Nguyễn Việt Anh và Nguyễn Văn Tỉnh [23], Nguyễn Hữu Thành và nnk [17] và Viện Môi trường Nông nghiệp [65]. 1.2.4. Những tồn tại trong các nghiên cứu Còn rất ít các nghiên cứu về dấu vết các-bon lúa gạo và phần lớn các nghiên cứu chưa tính toán đầy đủ các nguồn phát thải/hấp thụ KNK trong toàn bộ vòng đời lúa gạo. 1.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu Xã Phú Lương nằm ở phía Bắc của huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình, với diện tích đất canh tác lúa là 298 ha, trong đó diện tích canh tác theo phương thức TT là 148 ha, theo HRHH là 90 ha và theo phương thức SRI là 60 ha. Các hoạt động trong vòng đời lúa gạo tại xã Phú Lương là đặc trưng cho tỉnh Thái Bình nói riêng và vùng ĐBSH nói chung. 1.4. Kết luận Chương 1 Tại Việt Nam, còn rất ít các nghiên cứu về dấu vết các-bon lúa gạo và phần lớn chưa tính toán đầy đủ các nguồn phát thải/hấp thụ KNK trong vòng đời lúa gạo. Phương pháp luận chủ yếu được sử dụng là LCA của ISO. Rất ít nghiên cứu tính toán các phát thải KNK từ việc sản xuất nguyên vật liệu đầu vào cho sản xuất lúa gạo. 7 CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nội dung nghiên cứu ▪ Tổng quan các nghiên cứu về dấu vết các-bon của sản phẩm lúa gạo trên thế giới và tại Việt Nam; ▪ Xây dựng phương pháp luận tính toán dấu vết các-bon cho sản phẩm lúa gạo tại vùng đồng bằng sông Hồng; ▪ Thí điểm tính toán dấu vết các-bon của sản phẩm lúa gạo tại xã Phú Lương, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình; ▪ Đề xuất các giải pháp giảm nhẹ phát thải KNK ưu tiên từ các hoạt động trong vòng đời lúa gạo tại khu vực nghiên cứu. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp thu thập, tổng hợp số liệu 1) Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp Phương pháp này được thực hiện trên cơ sở kế thừa, phân tích và tổng hợp các nguồn tài liệu, số liệu thông tin liên quan. 2) Phương pháp điều tra khảo sát thực địa Dung lượng mẫu tối thiểu “30” là phù hợp nên số lượng mẫu điều tra trong Luận án là 30 hộ nông dân theo mỗi phương thức canh tác. 3) Phương pháp chuyên gia Phỏng vấn các cán bộ quản lý tại Hợp tác xã Phú Lương, các chuyên gia năng lượng, nông nghiệp và giao thông vận tải. 2.2.2. Phương pháp xử lý số liệu 1) Tính các đặc trưng thống kê mẫu và ước lượng cho tổng thể: nhằ loại các mẫu có số liệu hoạt động lệch nhiều so với trung bình. 8 2) Sử dụng các hàm và công cụ trong Excel để tính toán, bao gồm: hàm trung bình cộng, hàm giá trị nhỏ nhất, hàm giá trị lớn nhất, hàm tính phương sai và hàm tính tổng. 3) Phương pháp kiểm kê KNK của IPCC: Trong quá trình tính toán lượng phát thải/hấp thụ của các hoạt động liên quan trong vòng đời lúa gạo, Luận án sẽ sử dụng Hướng dẫn kiểm kê KNK quốc gia năm 2006 của IPCC (GL 2006). 4) Phương pháp Đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA) của ISO: LCA là một kỹ thuật phân tích các tác động đến môi trường trong toàn bộ vòng đời của một sản phẩm hay dịch vụ từ khâu khai thác nguyên liệu thô đến vận chuyển và sản xuất, và đến sử dụng và tái chế hoặc thải bỏ. 5) Phương pháp phân tích ma trận: được sử dụng để xác định mức độ ưu tiên của các phương án giảm nhẹ phát thải KNK, được xây dựng dựa trên các tiêu chí: tiềm năng giảm nhẹ, chi phí giảm nhẹ, tính sẵn có của công nghệ và đồng lợi ích. 2.3. Kết luận Chương 2 Nhằm thực hiện bốn nội dung nghiên cứu, Luận án đã áp dụng phương pháp thu thập, thống kê và tổng hợp tài liệu; phương pháp kế thừa; phương pháp chuyên gia; phương pháp điều tra khảo sát thực địa; phương pháp kiểm kê KNK của IPCC; phương pháp LCA của ISO và phương pháp phân tích ma trận. 9 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Phương pháp luận tính toán dấu vết các-bon của sản phẩm lúa gạo tại vùng đồng bằng sông Hồng Nghiên cứu sử dụng cách tiếp cập LCA dựa trên quy trình kết hợp với GL 2006 của IPCC [68], FAO [47] và COPERT 4 của EURO [86]. Việc tính toán phát thải KNK từ các hoạt động chủ yếu dựa trên các công thức trong GL 2006 của IPCC, FAO (cho sản xuất phân bón, vôi, thuốc BVTV) và COPERT 4 của EURO 2 (phát thải KNK do vận chuyển thóc từ ruộng về nhà bằng xe máy). Quy trình tính toán gồm 5 bước: (i) Lựa chọn KNK; (ii) Xác định phạm vi tính toán; (iii) Thu thập và xử lý số liệu; (iv) Tính toán dấu vết các-bon lúa gạo và (v) Phân tích độ không chắc chắn. ❖ Sản xuất điện sử dụng cho các máy móc và thiết bị nông nghiệp: Phát thảiKNK =Tiêu thụ điện *Hệ số phát thải lưới điện (CT1) trong đó: Phát thải CO2: Lượng phát thải CO2 từ sản xuất điện (tCO2tđ); Tiêu thụ điện: Lượng điện sử dụng trong quá trình vận hành các máy móc nông nghiệp (MWh); ❖ Sản xuất phân bón Phát thải CO2 tđ=Tỷ lệ áp dụng phân bón × EFsản xuất phân bón (CT2) trong đó: Tỷ lệ áp dụng: Lượng phân bón/vôi được bón (kg/ha); EFphân bón tổng hợp: Hệ số phát thải của việc sản xuất phân bón theo loại phân (kg CO2 tđ/kg phân). 10 ❖ Sản xuất vôi: sử dụng phương pháp bậc 1 trong GL 2006, trong đó áp dụng hệ số phát thải mặc định sản xuất vôi của GL 2006 là 0,75 tấn CO2/tấn vôi. ❖ Sản xuất thuốc bảo vệ thực vật Phát thải CO2 tđ=Tỷ lệ áp dụng × EFsản xuất thuốc BVTV (CT4) trong đó: Tỷ lệ áp dụng: Tỷ lệ áp dụng thuốc BVTV (kg a.i./ha); EF thuốc BVTV: Hệ số phát thải thuốc BVTV (kg CO2tđ/kg a.i.). ❖ Phát thải mê-tan từ canh tác lúa CH4 lúa = ∑i,j,k(EFi,j,k * ti,j,k * Ai,j,k * 10-6 ) (CT5) trong đó: CH4 lúa:Lượng phát thải mê-tan hàng năm (Gg CH4/năm); EFijk: Hệ số phát thải/ngày (kg CH4/m2/ngày); tijk : Thời gian canh tác lúa theo điều kiện i, j, k (ngày); Aijk : Diện tích thu hoạch hàng năm theo điều kiện i, j, k, (ha/năm); i, j, và k : Các hệ sinh thái khác nhau, cơ chế quản lý nước tưới, loại và lượng chất hữu cơ được bổ sung và các điều kiện mà theo đó lượng phát thải CH4 từ lúa có thể thay đổi; k : Lượng hữu cơ, phân loại bao nhiêu hộ bón mức hữu cơ cao, trung bình, thấp. ❖ Sử dụng xăng dầu cho vận hành máy móc tại ruộng Phát thảiKNK, nhiên liệu =Tiêu thụ nhiên liệu ×EF KNK, nhiên liệu (CT6) trong đó: Phát thải KNK, nhiên liệu: Phát thải của KNK theo loại nhiên liệu 11 Tiêu thụ nhiên liệu: Lượng nhiên liệu đốt cháy (TJ); EFKNK, nhiên liệu: Hệ số phát thải mặc định của một loại KNK theo loại nhiên liệu (kg khí/TJ). Đối với CO2 còn bao gồm hệ số oxi hóa các-bon và được giả định là 1. Theo hướng dẫn của FAO [47], các công thức từ nghiên cứu của Nemecek và Kagi [93] được áp dụng để tính lượng diesel: Lượng diesel sử dụnga,b =fa ×ta ×MFCa,b × ddiesel (CT6.1) trong đó: Lượng diesel sử dụnga,b : Lượng diesel sử dụng cho vận hành máy móc (kg/ha); fa : Tần suất thực hiện một hoạt động a; ta: Thời gian thực hiện hoạt động a trên một hec-ta đất (h/ha); MFCa,b : Lượng tiêu thụ nhiên liệu trung bình đối với hoạt động a cho máy b (lít/h); ddiesel : Trọng lượng riêng của diesel (kg/l). Tiêu thụ nhiên liệu=lượng diesel sử dụng×nhiệt trị diesel (CT6.2) trong đó: Tiêu thụ nhiên liệu: Lượng nhiên liệu đốt cháy (MJ/ha); Lượng diesel sử dụnga,b : Lượng diesel sử dụng cho vận hành máy móc (kg/ha); Nhiệt trịdiesel : Nhiệt trị của diesel (MJ/kg); ❖ Phát thải KNK từ sử dụng vôi bón ruộng Phát thải CO2 -C = (Mđá vôi *EFđá vôi )+(MĐôlômit *EFĐôlômit ) (CT7) trong đó: Phát thải CO2 – C: Lượng phát thải C từ sử dụng vôi (tấn C); 12 M: Lượng đá vôi hay đolomit được áp dụng (tấn); EF: Hệ số phát thải (tấn C/tấn đá vôi hoặc đôlomit). ❖ Phát thải CO2 từ bón phân đạm Phát thải CO2 -C = M ×EF (CT8) trong đó: Phát thải CO2 – C: Lượng phát thải C từ bón phân đạm (tấn C/ha); M: Lượng phân đạm được áp dụng (tấn urea); EF: Hệ số phát thải (tấn C/tấn urea). ❖ Phát thải N2O từ đất nông nghiệp - Phát thải N2O trực tiếp N2ODirect-N = [(FSN+FAW +FBN + FCR)*EF1] + (FOS *EF2) (CT9) trong đó: N2ODirect-N : Phát thải N2O trên mỗi đơn vị nitơ (kg N/năm); FSN : Lượng phân đạm tổng hợp bón cho đất hàng năm đã điều chỉnh để tính lượng bay hơi của NH3 và NOx; FAW : Lượng phân chuồng bón cho đất hàng năm đã điều chỉnh để tính lượng bay hơi của NH3 và NOx; FBN : Lượng nitơ cố định theo loại cây cố định đạm được trồng hàng năm; FCR : Lượng nitơ trong phụ phẩm nông nghiệp hấp thụ trở lại đất hàng năm; FOS : Diện tích đất hữu cơ được canh tác hàng năm; EF1 : EF cho phát thải từ N bổ sung (kg N2O-N/kg N bổ sung); EF2 : EF cho phát thải từ canh tác đất hữu cơ (kg N2O-N/ha-năm). Việc chuyển đổi phát thải N2O-N sang phát thải N2O: 13 N2O = N2O-N * 44/28. - Phát thải gián tiếp N2O: N2Oindirect-N = N2O(G)+N2O(L)+N2O(S) (CT10) KNK trong đó: N2Oindirect-N : Phát thải N2O theo đơn vị nitơ; N2O(G) : N2O được sinh ra từ quá trình bay hơi của phân bón tổng hợp và phân chuồng đã sử dụng, và tiếp theo là NOx và NH3 lắng đọng trong khí quyển (kg N/năm); N2O(L) : N2O được sinh ra từ quá trình rửa trôi và rò rỉ của phân bón và phân chuồng sử dụng (kg N/năm); N2O(S) : N2O được sinh ra từ hoạt động xả nước thải sinh hoạt vào sông hay các cửa sông (kg N/năm). ❖ Phát thải KNK trong vận chuyển thóc từ ruộng về nhà Phát thải CO2 = Quãng đường di chuyển ×EFxe máy (CT11) trong đó: Phát thải CO2 : Lượng phát thải CO2 từ việc di chuyển (kgCO2tđ); Quãng đường di chuyển: Quãng đường xe máy di chuyển (km); EFxe máy : Hệ số phát thải của xe máy (kgCO2tđ/km). ❖ Phát thải KNK từ đốt rơm rạ sau thu hoạch Lcháy=A ×MB ×Cf ×Gef ×10-3 (CT12) trong đó: Lcháy : Lượng KNK phát ra do cháy (tấn KNK) A: Diện tích bị cháy (ha); MB : Khối lượng nhiên liệu sẵn có cho việc đốt cháy (tấn/ha); 14 Cf : Hiệu suất cháy (hoặc tỷ lệ sinh khối bị đốt cháy); Gef : Hệ số phát thải, g (/kg d.m.). Khối lượng nhiên liệu sẵn có cho việc đốt cháy (MB) hay sản lượng rơm rạ đốt ngoài đồng ruộng (Qst) được ước tính theo công thức theo nghiên cứu của Gadde và nnk (2009): Qst =Qp ×R×k (CT12.1) trong đó: Qst : Sản lượng rơm rạ đốt ngoài đồng (tấn); Qp : Sản lượng lúa (tấn); k : Tỷ lệ rơm rạ đốt ngoài đồng so với tổng rơm rạ. b) Tính toán dấu vết các-bon Theo Báo cáo đánh giá lần thứ 5 (AR5) của IPCC (2013), GWP của CH4 là 28 và GWP của N2O là 265. CFs = ∑3i=1[GWP(cấpi )] CFy = CFs Sản lượng trong đó: CFs: dấu vết các bon theo không gian (kg CO2tđ/ha); CFy: dấu vết các-bon theo sản lượng (kg CO2tđ/kg). c) Phân tích độ không chắc chắn Việc tính toán độ không chắc chắn được thực hiện theo Công thức 3.1 và 3.2 trong Quyển 1 của GL 2006 của IPCC [68]. 3.2. Phát thải khí nhà kính từ các hoạt động trong vòng đời lúa gạo 3.2.1. Sản xuất điện cho vận hành máy móc và thiết bị nông nghiệp Các số liệu về công suất (MWh), thời gian sử dụng (h/ha) và số lần sử dụng (lần/vụ) của máy bơm nước, quạt điện và máy xát gạo 15 thu thập dựa trên kết quả phỏng vấn 90 hộ nông dân tại xã Phú Lương. EF lưới điện của Việt Nam năm 2017 là 0,864 tấn CO2/MWh (Quyết định số 330/BĐKH-GSPT ngày 29 tháng 03 năm 2019). Bảng 3.6. Phát thải khí nhà kính từ sản xuất điện cho vận hành các máy móc cho canh tác lúa (kgCO2tđ/ha) Đơn vị: kgCO2tđ/ha Vụ xuân Nguồn Vụ mùa TT SRI HRHH TT SRI HRHH Máy bơm nước 4120,9 2846,2 2846,2 3434,1 2371,8 2371,8 Quạt điện 0,004 0,003 0,002 0,004 0,003 0,002 Máy xát gạo 114,93 114,93 114,93 114,93 114,93 114,93 Tổng 4235,9 2961,1 2961,1 3434,1 2371,86 2371,86 3.2.2. Sản xuất phân bón Hệ số phát thải sản xuất N, P2O5, K2O và NPK lần lượt là 3,63 kgCO2tđ/kg N; 0,13 kgCO2tđ/kg P2O5; 0,56 kgCO2tđ/kg K2O và 4,59 kgCO2tđ/kg NPK [84]. Bảng 3.8. Phát thải khí nhà kính từ việc sản xuất phân bón Đơn vị: kgCO2tđ/ha Nguồn Vụ xuân Vụ mùa TT SRI HRHH TT SRI HRHH N 526,35 457,68 655,14 513,77 450,21 640,20 P2O5 8,08 13,27 14,10 7,94 13,27 13,52 K 2O 57,66 63,57 63,50 54,14 61,84 63,13 NPK 1250,6 1183,7 1002,4 1201,6 1183,7 957,30 Tổng 1842,7 1718,23 1735,17 1777,48 1709,03 1674,15 16 3.2.3. Sản xuất vôi Theo số liệu điều tra, các hộ nông dân chỉ sử dụng vôi cho bón lót. EF sản xuất vôi là 0,75 kgCO2/kg vôi theo GL 2006 [68]. Bảng 3.9. Phát thải KNK từ sản xuất vôi Nguồn Sản xuất vôi Đơn vị: kgCO2tđ/ha Vụ xuân Vụ mùa TT SRI HRHH TT SRI HRHH 23,15 0,00 12,76 23,15 0,00 12,76 3.2.4. Sản xuất thuốc bảo vệ thực vật Lượng thuốc BVTV cho phun rầy nâu là 0,2 kg/ha [65]. Luận án giả định theo phương thức TT, các hộ nông dân phun rầy nâu nhiều hơn 1 lần so với SRI và HRHH. Hệ số phát thải là 25,5kgCO2tđ/kg kg a.i. [26]. Tỷ lệ thành phần hoạt tính được giả định là 25%. Bảng 3.11. Phát thải khí nhà kính từ việc sản xuất thuốc bảo vệ thực vật Đơn vị: kgCO2tđ/ha Vụ xuân Vụ mùa TT SRI HRHH TT SRI HRHH 2,55 1,28 1,28 2,55 1,28 1,28 3.2.5. Phát thải mê-tan từ canh tác lúa Số liệu về diện tích canh tác, phương thức canh tác, giống lúa, thời gian sinh trưởng của lúa được thu thập từ kết quả bảng hỏi. Hệ số phát thải mê-tan (kgCH4/ha/ngày) được tính toán dựa theo Viện MTNN [57] và có giá trị lần lượt là 2,50 (TT); 1,69 (SRI); 1,61 (HRHH) trong vụ xuân và 3,36 (TT); 3,09 (SRI) và 2,69 (HRHH) trong vụ mùa. 17 Bảng 3.15. Phát thải mê-tan từ canh tác lúa Vụ TT Đơn vị: kgCO2tđ/ha Phương thức canh tác SRI HRHH Vụ Xuân 7870,93 5765,76 5556,19 Vụ Mùa 10646,16 10110,03 8990,94 3.2.6. Phát thải CO2 từ bón phân đạm Số liệu về lượng phân đạm và NPK, loại NPK được dựa trên kết quả điều tra. Theo GL 2006, EF áp dụng phân urea là 0,2 kgC/kg N. Bảng 3.16. Phát thải CO2 từ việc sử dụng phân đạm và NPK Đợt bón TT Vụ xuân SRI HRHH Đơn vị: kgCO2tđ/ha Vụ mùa TT SRI HRHH Bón lót 63,45 38,12 55,85 62,49 38,12 55,09 Thúc lần 1 15,81 12,12 18,35 15,27 12,12 17,88 Thúc lần 2 2,29 9,47 6,78 2,29 9,05 6,50 Tổng 81,55 59,71 80,99 80,05 59,30 79,47 3.2.7. Phát thải N2O từ đất nông nghiệp Hệ số phát thải N2O từ đất nông nghiệp (kgN2O-N/kg N) được tính toán dựa theo Viện MTNN [57] và có giá trị lần lượt là 0,00572(TT); 0,00545 (SRI và HRHH) trong vụ xuân và 0,00648 (TT); 0,00534 (SRI và HRHH) trong vụ mùa. Hệ số phát thải trực tiếp N2O từ đất nông nghiệp là 0,003 kgN2O-N/kg N theo GL 2006. 18 Bảng 3.20. Phát thải N2O từ đất nông nghiệp Đơn vị: kgCO2tđ/ha Vụ mùa Vụ xuân Nguồn TT SRI HRHH TT SRI HRHH Trực tiếp 221,13 199,79 250,20 216,14 197,22 244,09 Gián tiếp 200,20 163,41 204,63 251,04 153,96 190,55 Tổng 421,33 363,20 454,83 467,17 351,19 434,65 3.2.8. Sử dụng vôi bón ruộng EFđôlomit là 0,13 (GL 2006). Bảng 3.21. Phát thải khí nhà kính từ bón vôi cho ruộng Vụ xuân SRI 0 TT 14,71 HRHH 8,11 TT 14,71 Đơn vị: kgCO2tđ/ha Vụ mùa SRI HRHH 0 8,11 3.2.9. Sử dụng xăng dầu vận hành máy móc tại đồng ruộng Các hộ nông dân sử dụng máy cày 2 - 3 lần/vụ, máy gặt đập liên hợp 1 lần/vụ và hai máy xát gạo được sử dụng 300 giờ/vụ. Bảng 3.23 Các hệ số sử dụng cho việc tính toán Hệ số Giá trị MFC (l/h) Máy gặt đập liên hợp Máy cày Khối lượng riêng diesel (kg/l) Nhiệt trị riêng của diesel (TJ/Gg) CO2 EF diesel (kgCO2/TJ) N2O 30,5 l/h 14,80 l/h 0,84 kg/l 43,00 74100 178,80