Tài liệu Xác định sự tăng sinh khối của một số vườn cây ăn quả ở thành phố cần thơ.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN ---------------------------- LÊ THỊ PHƯƠNG CHI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG XÁC ĐỊNH SỰ TĂNG SINH KHỐI CỦA MỘT SỐ VƯỜN CÂY ĂN QUẢ Ở THÀNH PHỐ CẦN THƠ Cán bộ Hướng dẫn: NGUYỄN HỮU CHIẾM CÔ THỊ KÍNH Cần Thơ, 05/2010 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN ----------  ---------- LÊ THỊ PHƢƠNG CHI Luận văn tốt nghiệp Đại Học Chuyên ngành Khoa học Môi trƣờng XÁC ĐỊNH SỰ TĂNG SINH KHỐI CỦA MỘT SỐ VƢỜN CÂY ĂN QUẢ Ở THÀNH PHỐ CẦN THƠ Cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Hữu Chiếm Cô Thị Kính Cần Thơ, 2010 i PHÊ DUYỆT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Luận văn kèm theo đây, với tựa đề là “Xác định sự tăng sinh khối của một số vườn cây ăn quả ở thành phố Cần Thơ”, do Lê Thi Phƣơng Chi thực hiện và báo cáo đã đƣợc hội đồng chấm luận văn thông qua. THÀNH VIÊN HỘI ĐỒNG Cán bộ hƣớng dẫn Nguyễn Hữu Chiếm Cán bộ phản biện 1 Cán bộ phản biện 2 Trần Chấn Bắc Dƣơng Trí Dũng Cần Thơ, ngày 23 tháng 6 năm 2010 ii LỜI CẢM ƠN Em xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý Thầy, Cô trƣờng Đại học Cần Thơ đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt thời gian em học tập và nghiên cứu dƣới mái trƣờng đại học. Em xin chân thành cảm ơn: Thầy Nguyễn Hữu Chiếm, Cô Cô Thị Kính – Bộ môn Khoa học Môi trƣờng, trƣờng Đại học Cần Thơ đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Quý Thầy, Cô, Anh, Chị ở Bộ môn đã quan tâm giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, những ngƣời thân và tất cả bạn bè đã động viên, hổ trợ và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập trên giảng đƣờng đại học và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2010 Sinh viên thực hiện Lê Thị Phƣơng Chi iii TÓM LƢỢC Đề tài “Xác định sự tăng sinh khối của một số vƣờn cây ăn quả ở thành phố Cần Thơ” đƣợc thực hiện nhằm xác định sinh khối tăng lên qua hai năm 2009-2010 của một số vƣờn cây ăn quả ở thành phố Cần Thơ. Đề tài đƣợc tiến hành từ 29/12/2009 đến 27/03/1010 với 10 địa điểm khảo sát. Ở mỗi vị trí khảo sát sẽ tiến hành đo chiều cao, chu vi vòng của cây, từ đó tính đƣợc sinh khối của cây ăn trái ở thành phố Cần Thơ năm 2010. Kết quả cho thấy sinh khối các vƣờn cây ăn quả ở những điểm khảo sát đều tăng lên, điểm 17 tăng 0.174tấn/năm, điểm 18 tăng 0.541tấn/năm, điểm 19 tăng 1.275tấn/năm, điểm 28 tăng 0.527tấn/năm, điểm 37 tăng 0.588tấn/năm, điểm 40 tăng 0.223tấn/năm, điểm 42 tăng 0.321tấn/năm, điểm 45 tăng 0.060tấn/năm, điểm 48 tăng 0.008tấn/năm, chỉ có một điểm 46 sinh khối giảm 0.673tấn/năm do ở điểm này chủ hộ đã chặt ngọn của các cây trong vƣờn và đốn năm cây. Đề tài thực hiện đã xác định đƣợc lƣợng cacbon tích lũy hàng năm của các vƣờn cây ăn quả ở thành phố Cần Thơ: 2.167 tC/ha, lƣợng cacbon tích lũy bình quân trong 1 năm: 24.678 tC/ha, gia tăng thƣờng niên của cacbon tích lũy ở thành phố Cần Thơ: 33,922.22 tC và lƣợng CO 2 tích lũy thƣờng niên là 124,381.5 tCO2. iv MỤC LỤC Bìa phụ i Phê duyệt của hội đồng ii Lời cảm tạ iii Tóm lƣợc iv Danh sách hình vii Danh sách bảng viii Phụ lục CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU .................................................................................................... 1 1.1 Đặt vấn đề...........................................................................................................................1 1.2 Mục đích của đề tài: ...........................................................................................................2 1.3 Mục tiêu của đề tài:............................................................................................................2 CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................................... 3 2.1 Khái niệm cây ăn quả.........................................................................................................3 2.2 Sơ lƣợc về tình hình phát triển cây ăn quả ở Việt Nam và đồng bằng sông Cửu Long ...3 2.2.1 Ở Việt Nam .............................................................................................................. 3 2.2.2 Phát triển cây ăn quả ở đồng bằng sông Cửu Long .......................................... 4 2.3 Tổng quan về tình hình nghiên cứu ...................................................................................5 2.3.1 Sinh khối và khả năng hấp thụ cacbon ............................................................... 5 2.3.2 Hiện trạng năng lƣợng sinh khối của Việt Nam ................................................ 6 2.3.3 Khí cacbonic (CO2) và tỉ lệ phát thải CO2 ở Việt Nam..................................... 7 2.3.4 Các dạng năng lƣợng sinh học.............................................................................. 8 2.4 Tổng quan về địa phƣơng nghiên cứu – Thành phố Cần Thơ ........................................11 2.4.1 Vị trí địa lý – Khí hậu .......................................................................................... 11 2.4.2 Đơn vị hành chính ................................................................................................ 11 2.4.3 Kinh tế .................................................................................................................... 11 2.4.4 Tình hình đời sống dân cƣ ................................................................................. 12 CHƢƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................. 14 3.1 Nội dung thực hiện của đề tài: .........................................................................................14 3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu ....................................................................................14 3.3 Phƣơng tiện nghiên cứu ...................................................................................................14 3.4 Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................................14 3.4.1 Phƣơng pháp thu thập số liệu ............................................................................. 14 3.4.2 Phƣơng pháp tính toán số liệu ............................................................................ 16 3.4.3 Phƣơng pháp ƣớc tính sự gia tăng thƣờng niên của trữ lƣợng cacbon ....... 18 CHƢƠNG 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................... 19 v 4.2 Tăng trƣởng sinh khối của 10 điểm khảo sát ở thành phố Cần Thơ ..............................24 4.2.1 Tăng trƣởng sinh khối và cacbon của các điểm khảo sát............................... 24 4.2.2 Tăng trƣởng sinh khối theo từng loại cây......................................................... 26 4.3 Sự tăng sinh khối của các cây ăn quả và các loại cây không lấy quả ..............................28 4.4 Ƣớc lƣợng trữ lƣợng cacbon gia tăng hàng năm của TP. Cần Thơ ...............................29 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 31 5.1 Kết luận ............................................................................................................................31 5.2 Kiến nghị ..........................................................................................................................31 TÀI LIỆU THAM KHẢO vi DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Sự phân bố cây ăn quả ...................................................................................................... 4 và thời gian có quả chín (mùa) trong năm ở Việt Nam ................................................................. 4 Hình 2.2 Tỉ lệ phát thải cacbonic vào môi trƣờng.......................................................................... 8 Hình 2.3 (a) Bắp (http://en.wikipedia.org/wiki/Zea_mays), ......................................................... 9 (b) Rơm rạ (http://en.wikipedia.org/wiki/Strohr%C3%A4der), .................................... 9 (c) Rong biển đỏ Laurencia ở Hawaii (http://en.wikipedia.org/wiki/Algae) ................ 9 Hình 2.4 Bản đồ hành chính TP Cần Thơ..................................................................................... 12 Hình 3.1 Bản đồ vị trí 10 điểm khảo sát ở thành phố Cần Thơ ................................................... 15 Hình 3.2 Cách đo chu vi vòng của cây ......................................................................................... 16 Hình 4.1 Chiều cao và chu vi vòng của các loài cây ở điểm 19 ở thành phố Cần Thơ ............. 20 Hình 4.2 Chiều cao và chu vi vòng của các loài cây ở điểm 40 ở thành phố Cần Thơ ............. 21 Hình 4.3 Chiều cao và chu vi vòng của các loài cây ở điểm 42 ở thành phố Cần Thơ ............. 22 Hình 4.4 Chiều cao và chu vi vòng của các loài cây ở điểm 45 ở thành phố Cần Thơ ............. 22 Hình 4.5 Chiều cao và chu vi vòng của các loài cây ở điểm 46 ở thành phố Cần Thơ ............. 23 Hình 4.6 Chiều cao và chu vi vòng của các loài cây ở điểm 48 ở thành phố Cần Thơ ............. 24 Hình 4.7 Tăng trƣởng sinh khối qua 10 điểm khảo sát trong hai năm 2009 và 2010 ở thành phố Cần Thơ ................................................................................................................................... 24 Hình 4.8 Tăng trƣởng sinh khối qua 10 điểm trong 1 năm (2009-2010) ở thành phố Cần Thơ 25 Hình 4.9 Sự tăng lƣợng cacbon tích lũy của 10 điểm khảo sát ở thành phố Cần Thơ .............. 26 Hình 4.10 Tăng trƣởng sinh khối theo từng loại cây ở 10 điểm khảo sát ở thành phố Cần Thơ27 vii DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Năng lƣợng sinh khối qua các năm ........................................................................... 6 Bảng 2.2 Các lĩnh vực sử dụng năng lƣợng ............................................................................. 6 Bảng 2.3 Các thiết bị sử dụng năng lƣợng................................................................................ 7 Bảng3. 1 Phân phối 10 điểm khảo sát trong 7 quận, huyện ở thành phố Cần Thơ .............. 15 Bảng 3.2: Công thức ƣớc tính lƣợng gia tăng thƣờng niên của cacbon tích lũy trong cây 18 Bảng 4.1 Số lƣợng cây đƣợc khảo sát năm 2010 của 10 điểm ở thành phố Cần Thơ ......... 19 Bảng4.2 Kết quả tổng sinh khối của các cây không lấy quả ở thành phố Cần Thơ ............. 28 Bảng 4.3 Kết quả tổng sinh khối của các loại cây ăn quả ở thành phố Cần Thơ ................. 29 Bảng4.4 Kết quả ƣớc tính lƣợng gia tăng thƣờng niên của cacbon tích lũy trong cây ở 10 điểm khảo sát và thành phố Cần Thơ ...................................................................................... 30 viii CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Nóng lên toàn cầu là vấn đề mới được ghi nhận trong vài thập kỷ trở lại đây. Tuy nhiên nó tiềm ẩn những tác động tiêu cực tới sinh vật và các hệ sinh thái (Nguồn UNFCCC, 2005b; trích dẫn Phan Minh Sang và Lưu Cảnh Trung, 2008). Biến đổi khí hậu, một hệ quả của sự nóng lên toàn cầu, làm tổn hại lên tất cả các thành phần của môi trường sống như nước biển dâng cao, gia tăng hạn hán, ngập lụt, thay đổi các kiểu khí hậu, gia tăng các loại bệnh tật, thiếu hụt nguồn nước ngọt, suy giảm đa dạng sinh học và gia tăng các hiện tượng khí hậu cực đoan (WWF). Biến đổi khí hậu và mối quan hệ của nó với phát thải CO2 từ suy thoái và mất rừng đang là mối quan tâm của toàn cầu. Theo hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (The Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC) ước tính CO2 chiếm tới 60% nguyên nhân của sự nóng lên toàn cầu, nồng độ CO 2 trong khí quyển đã tăng 28% từ 288 ppm lên 366 ppm trong giai đoạn 1850-1998 (IPCC, 2000). Ở giai đoạn hiện nay, nồng độ khí CO2 tăng khoảng 10% trong chu kỳ 20 năm (Nguồn UNFCCC, 2005b; trích dẫn Phan Minh Sang và Lưu Cảnh Trung, 2008). Vào ngày 15 tháng 12 năm 2007, dưới sự chủ toạ của Liên Hiệp Quốc, 187 quốc gia thành viên trên thế giới đã ký một thỏa hiệp gọi là Thỏa hiệp Bali (Indonesia) trong Hội nghị Thay đổi Khí hậu (Climate Change Conference). Lần đầu tiên, hội nghị đã nêu lên chương trình giúp đỡ việc hạn chế sự phá hủy vùng rừng nhiệt đới trên thế giới để giảm thiểu phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính ("Giảm thiểu khí phát thải từ suy thoái và mất rừng" (Reducing Emissions from Deforestation and Degradation - REDD). Theo đó các nước phát triển sẽ đáp ứng một số mục tiêu giảm phát thải của nước họ bằng cách mua các tín dụng cacbon của các nước đang phát triển từ những cánh rừng hấp thụ CO2. Riêng ở đồng bằng sông Cửu Long, ngoài rừng tràm và rừng ngập mặn thì cây ăn trái chiếm một diện tích rất lớn khoảng 220.000ha( nguồn: Sở Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn thành phố Cần Thơ, 2009). Vườn cây ăn trái cũng được xem như một hệ sinh thái rừng, tuy nhiên ở Việt Nam cho đến nay chưa có nghiên cứu đầy đủ và hoàn chỉnh về xác định sinh khối (biomass) và cacbon tích lũy trong các hệ sinh thái rừng cũng như các vườn cây ăn trái. Thành phố Cần Thơ là trung tâm của đồng bằng sông Cửu Long. Ước tính tổng diện tích cây ăn trái của thành phố Cần Thơ năm 2009 là 15.654 ha, diện tích cây ăn trái lại có xu hướng giảm do quá trình đô thị hóa (nguồn: Sở Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn thành phố Cần Thơ, 2009). Để xác định được lượng cacbon tích lũy từ đó tính ra lượng CO2 hấp thụ của cây trong 1 năm thì cần phải 1 xác định sự tăng sinh khối của cây. Vì vậy mà đề tài “ Xác đinh sự tăng sinh khối của các vườn cây ăn quả ở thành phố Cần Thơ” được thực hiện. 1.2 Mục đích của đề tài: Giúp giảm lượng CO2 trong không khí gây hiệu ứng nhà kính. 1.3 Mục tiêu của đề tài: - Xác định sự tăng sinh khối của một số vườn cây ăn trái và cây tạp trong các quận huyện thuộc thành phố Cần Thơ. - Tính được lượng CO2 cây hấp thụ mỗi năm ở các quận huyện trên. 2 CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Khái niệm cây ăn quả Cây ăn quả (Nam Bộ gọi là cây ăn trái) là các loại cây trồng hoặc quả rừng mà trái cây được dùng làm thức ăn riêng biệt hoặc ăn kèm. So với cây lương thực là nguồn cung cấp chính về năng lượng và chất bột cacbohydrat trong khẩu phần thức ăn thì cây ăn quả là nguồn dinh dưỡng quý cho con người về chất khoáng, đặc biệt nhiều vitamin, nhất là các vitamin A và vitamin C rất cần cho cơ thể con người. Tuỳ theo nguồn gốc, xuất xứ và vùng sinh thái mà có thể chia ra cây ăn quả nhiệt đới, cây ăn quả cận nhiệt đới, cây ăn quả ôn đới,... (wikipedia, 2009) 2.2 Sơ lƣợc về tình hình phát triển cây ăn quả ở Việt Nam và đồng bằng sông Cửu Long 2.2.1 Ở Việt Nam Những loại cây ăn quả có diện tích lớn ở Việt Nam là chuối, cam, quýt, bưởi, xoài, dứa, sầu riêng, chôm chôm, vải, nhãn, thanh long. Diện tích cây ăn quả của Việt Nam đã tăng từ 346 nghìn ha (1995) đến 767 nghìn ha (2006) đến 775 nghìn ha (2007), sản lượng khoảng 7 triệu tấn. Năm 2007 xuất khẩu rau quả của Việt Nam ước đạt 300 triệu đô la (Đinh Trung Kiên, 2008). Chuối hiện có diện tích khoảng 100.000 ha với sản lượng 1,2 triệu tấn. Cam quýt có diện tích cam gần 80 nghìn ha với sản lượng 523 nghìn tấn. Xoài có diện tích khoảng 75 nghìn ha, sản lượng 337nghìn tấn. Nhãn đạt được trên 70 nghìn ha với sản lượng 481 nghìn tấn. Dứa hiện có diện tích khoảng 40 nghìn ha với sản lượng ước 400 nghìn tấn. Chôm chôm phát triển ở vùng Nam Bộ với diện tích gần 22 nghìn ha, sản lượng 358 nghìn tấn. Sầu riêng được mở rộng ở Đông Nam Bộ và Tây Nguyên với diện tích thu hoạch khoảng 17 nghìn ha, sản lượng 87 nghìn tấn. Thanh long đã mở rộng và trồng khá tập trung tại Bình Thuận, Long An, Tiền Giang với diện tích trên 9 nghìn ha. Ngoài 3 các loại quả nhiệt đới, một số loại quả cận nhiệt đới cũng đã được phát triển ở các tỉnh phía Bắc như vải, hồng, mận, táo, lê. ( Hoàng Kim, 2008) Hình 2.1 Sự phân bố cây ăn quả và thời gian có quả chín (mùa) trong năm ở Việt Nam (Nguồn: Sofri Vietnam, 2002) 2.2.2 Phát triển cây ăn quả ở đồng bằng sông Cửu Long Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) với tổng diện tích gần 4 triệu ha, vùng khí hậu gió mùa cận xích đạo, nhiệt độ trung bình hàng năm từ 24 – 270C, tổng nhiệt lượng cả năm là 9.700 – 10.0000C. Các yếu tố như ánh nắng, gió, ẩm độ không khí, bức xạ mặt trời, …mang tính ổn định, thuận lợi để sản xuất cây ăn trái trên bình diện rộng với tổng diện tích trồng cây ăn trái là 175.670 ha, chiếm 50,7 % diện tích cây ăn trái của cả nước. Diện tích trồng cây ăn trái ngày càng được mở rộng, dự kiến đến năm 2010 sẽ là 220.000 ha. Song song với việc mở rộng diện tích, các chủng loại cây ăn trái ngày một phong phú. Ở ĐBSCL, thu nhập của hộ nông dân làm nghề vườn chiếm 30 % (Nguyễn Bảo Vệ và Lê Thanh Phong, 2003) 4 2.3 Tổng quan về tình hình nghiên cứu 2.3.1 Sinh khối và khả năng hấp thụ cacbon Sinh khối được xác định là tất cả chất hữu cơ ở dạng sống và chết của cây ở trên hoặc ở dưới mặt đất (Brown, 1997; Ponce-Hernandez, 2004 – Trích dẫn: Phan Minh Sang và Lưu Cảnh Trung, 2006). Sinh khối là đơn vị đánh giá năng suất của lâm phần. Mặt khác để có được số liệu về hấp thụ cacbon, khả năng và động thái quá trình hấp thụ cacbon của rừng, người ta phải tính từ sinh khối của rừng. Chính vì vậy điều tra sinh khối cũng chính là điều tra hấp thụ cacbon của rừng (Ritson and Sochacki, 2003). Năng lượng sinh khối (NLSK) có nguồn gốc từ thực vật như gỗ, các phế phẩm nông nghiệp. Nó là nguồn năng lượng cổ xưa nhất đã được con người sử dụng khi bắt đầu biết nấu chín thức ăn và sưởi ấm. Củi là nguồn năng lượng chính cho tới đầu thế kỷ 20 khi nhiên liệu hoá thạch thay thế nó. Trong suốt quá trình chuyển hóa như đốt, biomass phóng thích năng lượng ở dạng nhiệt, cacbon sẽ bị oxy hóa thành cacbon dioxit (CO 2) được cây hấp thụ qua quá trình sinh trưởng. Về bản chất, việc sử dụng năng lượng sinh khối là quá trình ngược lại với quá trình quang hợp. Trong tự nhiên, tất cả sinh khối đều phân hủy thành các phân tử cơ bản cuối cùng và phát sinh một nhiệt lượng. Để sử dụng được các dạng năng lượng này ta cũng phải thực hiện quá trình chuyển biến năng lượng giống như quá trình tự nhiên, nhưng với tốc độ nhanh hơn. Vì thế năng lượng chứa trong sinh khối là một dạng năng lượng tái tạo. Tận dụng lại chúng là sử dụng lại cacbon và làm giảm lượng CO2 thải vào môi trường, trái ngược với các dạng nhiên liệu hóa thạch (Twidell, 1998). Trong tất cả các nguồn năng lượng tái tạo thì sinh khối là trường hợp duy nhất sử dụng hiệu quả năng lượng mặt trời. Mặt khác nó cũng là nguồn năng lượng tái tạo duy nhất của cacbon, và cho phép chế biến thành nhiều dạng nhiên liệu thích hợp như: rắn, lỏng, khí (World Energy Council, 1994). Sinh khối có thể sử dụng trực tiếp (đốt gỗ để lấy nhiệt, để nấu nướng) hoặc gián tiếp qua các dạng nhiên liệu chuyển đổi (ethanol…) Trong những năm gần đây sự chú ý tới các công nghệ NLSK hiện đại nói riêng và năng lượng tái tạo nói chung đã tăng mạnh trên toàn cầu để thay thế các nguồn năng lượng hoá thạch vì hai lý do. Một là do các nguồn năng lượng hoá thạch đang ngày càng cạn kiệt dần (dự trữ dầu như được đánh giá cuối năm 2002 vào khoảng 40 năm tiêu thụ với mức độ tiêu thụ như hiện nay) và hai là các nguồn này gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Khác với các công nghệ năng lượng tái tạo khác, công nghệ năng lượng sinh khối không chỉ thay thế năng lượng hoá thạch 5 mà nhiều khi còn góp phần xử lý chất thải vì chúng tận dụng các nguồn chất thải để sản xuất năng lượng. Hiện nay trên quy mô toàn cầu, sinh khối là nguồn năng lượng lớn thứ tư, chiếm tới 14-15% tổng năng lượng tiêu thụ của thế giới. Ở các nước đang phát triển, sinh khối thường là nguồn năng lượng lớn nhất, trung bình đóng góp khoảng 35% trong tổng cung cấp năng lượng. 2.3.2 Hiện trạng năng lƣợng sinh khối của Việt Nam Trong tổng tiêu thụ năng lượng toàn quốc, năng lương sinh khối vẫn chiếm tỷ lệ lớn, tới trên một nửa. Mặc dù giá trị tuyệt đối vẫn không ngừng tăng nhưng tỷ lệ giảm dần do năng lượng thương mại tăng nhanh hơn. Bảng 2.1 Năng lượng sinh khối qua các năm Mặc dù không có những số liệu cập nhật mới hơn nhưng có thể ước tính nguồn sinh khối hiện vẫn chiếm tỷ lệ trên 50% tổng tiêu thụ năng lượng toàn quốc. Các bảng tiếp theo cho thấy các lĩnh vực sử dụng năng lương sinh khối hiện nay. Bảng 2.2 Các lĩnh vực sử dụng năng lượng 6 Bảng 2.3 Các thiết bị sử dụng năng lượng (Nguồn: Instutute of Energy, 2001) Một phần tư sinh khối còn lại được sử dụng trong sản xuất: - Sản xuất vật liệu xây dựng, gốm sứ hầu hết dùng các lò tự thiết kế theo kinh nghiệm, đốt bằng củi hoặc trấu, chủ yếu ở phía Nam. - Sản xuất đường, tận dụng bã mía để đồng phát nhiệt và điện ở tất cả 43 nhà máy đường trong cả nước với trang thiết bị nhập từ nước ngoài. Mới đây Viện Cơ điện nông nghiệp đã nghiên cứu thành công dây chuyền sử dụng phụ phẩm sinh khối đồng phát điện và nhiệt để sấy. Viện đã lắp đặt được 7 hệ thống và hiện đang triển khai ứng dụng ở các tỉnh. - Sấy lúa và các nông sản: hiện ở Đồng bằng Cửu long có hàng vạn máy sấy đang hoạt động. Những máy sấy này do nhiều cơ sở trong nước sản xuất và có thể dùng trấu làm nhiên liệu. Riêng dự án Sau thu hoạch do Đan Mạch tài trợ triển khai từ 2001 đã có mục tiêu lắp đặt 7000 máy sấy. - Công nghệ cacbon hoá sinh khối sản xuất than củi được ứng dụng ở một số địa phương phía Nam nhưng theo công nghệ truyền thống, hiệu suất thấp. - Một số công nghệ khác như đóng bánh sinh khối, khí hoá trấu hiện ở giai đoạn nghiên cứu, thử nghiệm (Nguyễn Quang Khải) 2.3.3 Khí cacbonic (CO2) và tỉ lệ phát thải CO2 ở Việt Nam Khí cacbonic (các tên gọi khác than khí, anhiđrít cacbonic, diôxít cacbon hay cacbon điôxít) là một hợp chất ở điều kiện bình thường có dạng khí trong khí quyển Trái Đất, bao gồm một nguyên tử cacbon và hai nguyên tử oxy. Là một hợp chất hóa học được biết đến rộng rãi, nó thường xuyên được gọi theo công thức hóa học là CO2. Trong dạng rắn, nó được gọi là băng khô. Khí cacbonic thu được từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm cả khí thoát ra từ các núi lửa, sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ và hoạt động hô hấp của các sinh vật sống hiếu khí. Nó cũng được một số vi sinh vật sản xuất từ sự lên men và sự hô hấp của tế bào. Các loài thực vật hấp thụ điôxít cacbon trong quá trình quang hợp, và sử dụng cả cacbon và oxy để tạo ra các cacbohyđrat. Ngoài ra, thực vật cũng giải phóng oxy trở lại khí quyển, oxy này sẽ được các sinh vật dị dưỡng sử 7 dụng trong quá trình hô hấp, tạo thành một chu trình. Nó có mặt trong khí quyển Trái Đất với nồng độ thấp và tác động như một khí gây hiệu ứng nhà kính. Nó là thành phần chính trong chu trình cacbon. (Wikipedia, 2009) Ở Việt Nam, lượng phát thải khí CO2 thải vào môi trường ở các hoạt động sản xuất khác nhau. Ngành nông nghiệp là ngành phát thải CO 2 vào môi trường là chủ yếu. Biểu đồ tỉ lệ phát thải khí cacbonic vào môi trường Năng lượng 2.4 18.7 24.7 Các quá trình công nghiệp Nông nghiệp 3.7 50.5 Thay đổi sử dụng đất và lâm nghiệp Chất thải Hình 2.2 Tỉ lệ phát thải cacbonic vào môi trường (Nguồn: VP Quốc gia về Biến đổi khí hậu và Bảo vệ tầng Ôzon, 1994 – Trích dẫn: Phan Minh Sang và Lưu Cảnh Trung, 2006) 2.3.4 Các dạng năng lƣợng sinh học Năng lượng sinh học là loại có thể tái tạo và được sản xuất từ nguồn sinh khối (biomass) dưới dạng nhiên liệu lỏng, khí và rắn; nhiệt lượng; điện năng; chất hóa học và những vật dụng khác. Nhiên liệu sinh học lỏng đã được dùng đến từ thuở ban sơ của nền công nghiệp ô tô. Trong thế kỷ 19, ông Nikolaus August Otto, người Đức, nhà phát minh động cơ (do sức ép đốt cháy bên trong) đã biết dùng chất ethanol để chạy máy. Ông Rudolf Diesel, nhà sáng chế máy Diesel Đức, đã phát họa máy chạy bằng dầu đậu phụng. Ông Henry Ford ở Mỹ sáng chế xe FORD kiểu T dùng nhiên liệu từ cây gai (hemp) trong thời gian từ 1903 đến 1926. Nhưng sau đó dầu hỏa được khám phá, rẽ tiền nên được sử dụng rộng rãi hơn. Tuy nhiên, trong Thế Chiến I, dầu hỏa thiếu hụt trầm trọng, nên có nhiều phát minh dùng nhiên liệu sinh học để thay thế phần nào xăng dầu. Ở Đức, xăng được trộn với rượu làm từ khoai tây, gọi là “Reichskraftsprit”. Ở Anh, dầu được trộn với rượu ngũ cốc, có tên Discol (National Geographic Magazine, 2007). Nguồn nhiên liệu sinh học được sản xuất từ khối sinh học hay sinh khối, đó là các loài thảo mộc, rong rêu được cấu tạo và phát triển bằng chất hữu cơ, qua hiện 8 tượng quang hơp giữa nước và khí CO2 trong diệp lục tố dưới năng lượng ánh sáng mặt trời, và có thể tái tạo. Do đó, năng lượng sinh học thường được sản xuất từ: Sản phẩm nông nghiệp: củ, hạt, dầu, mỡ động vật ; Các chất thải dư thừa của nông nghiệp (gỗ, rạ rơm…), và Các loại bèo, rong rêu. Hình 2.3 (a) Bắp (http://en.wikipedia.org/wiki/Zea_mays), (b) Rơm rạ (http://en.wikipedia.org/wiki/Strohr%C3%A4der), (c) Rong biển đỏ Laurencia ở Hawaii (http://en.wikipedia.org/wiki/Algae) Nhiên liệu sinh học từ nông sản Đây là loại nhiên liệu sinh học được sản xuất từ các sản phẩm nông nghiệp như: đường, tinh bột, dầu rau cải và mỡ động vật (heo, cá…) bằng các công nghệ lên men thông thường hay dùng chuyển hóa ester (cho dầu mỡ). Sau đây là các loại nhiên liệu sinh học thường thấy trên thị trường hiện nay: Rƣợu sinh học Các loại rượu sinh học phổ thông nhất gồm có rượu butanol, ethanol và propanol, được sản xuất do các vi sinh vật hoặc các giếu tố (enzyme) qua tác động lên men các chất đường, tinh bột và chất mộc cellulose. Nhiên liệu sinh học từ chất thải dƣ thừa Hiện nay, các nhà làm chính sách, quản lý môi trường khuyến khích sử dụng các vật liệu phế thải hoặc dư thừa trong nông nghiệp để chế tạo ra các loại nhiên liệu sinh học, vừa có thể thay thế dầu hỏa vừa giảm ô nhiễm môi trường. Nguyên liệu dùng sản xuất loại nhiên liệu này thường gồm các sinh khối phế thải, rơm rạ của lúa gạo, lúa mì, thân bắp, gỗ, các loại cây đặc biệt dùng làm nhiên liệu… qua công nghệ hóa lỏng, gồm cả nhiên liêu sinh học cellulose từ các màu không có thực 9 phẩm. Hiện đang có nhiều công nghệ phát triển loại nhiên liệu này, như hydrogen sinh học, methanol sinh học, diesel hydrogen sinh học, rượu hỗn hợp, diesel gỗ… Rượu Ethanol từ chất mộc hay cellulose được sản xuất từ các hoa màu không còn thực phẩm (rơm rạ, gỗ, thân cây…). Đó là những thành phần chất thải sau khi thu hoạch các bộ phận làm thực phẩm, cho nên sử dụng dầu sinh học làm từ các nguyên liệu này không làm ảnh hưởng đến vấn đề sản xuất thức ăn thế giới. Trái lại, còn giúp giải quyết phần nào ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, quá trình sản xuất rượu ethanol sinh học khó khăn và tốn kém hơn, vì phải thêm công đoạn dùng các giếu tố để tiêu hóa các chất mộc cellulose thành chất đường. Hiện nay, công nghệ sinh học có thể chế tạo các loại giếu tố GM có khả năng phân hóa nhanh các chất mộc cellulose, nhưng một số chuyên gia lo ngại các loại giếu tố này có thể trở thành một loại phá hại môi trường không lường trước được khi chúng lan truyền trong các loài thảo mộc. Nhiên liệu sinh học từ rong rêu, bèo Nhiên liệu rong rêu được chế tạo từ các loài rong rêu trong nước, trên đất ẩm. Rong rêu dùng ít nhập lượng trợ nông, nhưng sản xuất nhiều năng lượng (30 lần) hơn thực phẩm gia súc để sản xuất nhiên liệu sinh học. Ngoài ra, loài rong rêu bị thoái hóa sinh học không làm hư hại môi trường xung quanh. Hiện nay rất nhiều giới chú ý đến loại nhiên liệu này vì giá dầu hỏa cao. Theo ước tính của Bộ Năng Lượng Mỹ, nước này cần một diện tích đất đai lớn độ 38.849 km2 để trồng loại rong thay thế tất cả nhu cầu dầu hỏa hiện nay trong nước (Hartman, 2006). Khí sinh học (biogas) Khí sinh học như methane được sản xuất bằng qui trình tiêu hóa các chất hữu cơ bằng các loài vi sinh vật yếm khí. Loại khí này có thể sản xuất từ các chất thải dễ bị hủy hoại hoặc dùng năng lượng của các màu nuôi các vi sinh vật yếm khí để sản xuất ra chất khí. Chất thải rắn dễ bị tiêu hóa có thể dùng làm nhiên liệu hoặc làm phân mục compost. Khí tổng hợp (syngas) được chế tạo từ các nhiên liệu sinh học bằng các qui trình hỗn hợp như phân giải (pyrolysis), đốt cháy (combustion) và hóa khí (gasification). Nhiên liệu sinh học được biến đổi thành carbon monoxide và năng lượng bằng phân giải, sau đó qua giai đoạn đốt cháy với ít oxy và tiếp theo giai đoạn khí hóa dưới nhiệt độ tối thiểu 700o C để biến đổi chất hữu cơ thành chất khí hydrogen và thêm phân tử carbon. Chất khí tổng hợp này là một loại nhiên liệu có nhiều hiệu quả đốt cháy trực tiếp trong máy xe so với các nhiên liệu sinh học nguyên thủy, và có nhiều năng lượng chứa trong nhiên liệu. Chất khí tổng hợp có thể dùng để chế tạo ra chất methanol và khí hydrogen, hay được biến đổi qua qui trình Fisher-Tropsch để sản xuất loại xăng tổng hợp thay thế (Wikipedia: Biofuel). 10 Nhiên liệu sinh học rắn Chẳng hạn như gỗ, than và các loại phân thú khô mà các nước đang phát triển sử dụng hàng ngày trong công việc nấu nướng hay sưởi ấm. (tranvandat.com/.../Pub-Nguon+nang+luong+sinh+hoc+va+PTNT.doc) 2.4 Tổng quan về địa phƣơng nghiên cứu – Thành phố Cần Thơ Cần Thơ nằm trên bờ phải sông Hậu, ở đồng bằng sông Cửu Long. Là một trong 5 thành phố trực thuộc Trung ương của Việt Nam. Ngày 24 tháng 6 năm 2009 được Thủ tướng Chính phủ ra quyết định công nhận là đô thị loại 1. 2.4.1 Vị trí địa lý – Khí hậu Cần Thơ là một thành phố nằm trên bờ phải sông Hậu, cách Thành phố Hồ Chí Minh 169 km về phía tây nam. Diện tích nội thành 53 km². Thành phố Cần Thơ có diện tích 1.389,59 km². * Khí hậu Khí hậu ở Cần Thơ là khí hậu nhiệt đới với 2 mùa rõ ràng: mùa mưa (tháng 5 đến tháng 11) và mùa khô (tháng 12 đến tháng 4). Độ ẩm trung bình là 83%, lượng mưa trung bình 1.635 mm, nhiệt độ trung bình 27°C. Có hệ thống sông ngòi kênh rạch chằng chịt. Các quận huyện đầu nguồn (tiếp giáp với An Giang) chịu ảnh hưởng lớn bởi lũ lụt vào khoảng tháng 7 đến tháng 10 âm lịch. 2.4.2 Đơn vị hành chính Hiện nay, thành phố Cần Thơ có 9 đơn vị hành chính, gồm 5 quận và 4 huyện. - Quận: Ninh Kiều, Bình Thủy, Cái Răng, Ô Môn, Thốt Nốt - Huyện: Phong Điền, Vĩnh Thạnh, Cờ Đỏ, Thới Lai. 2.4.3 Kinh tế Tổng thu ngân sách năm 2008 đạt 3.782,1 tỷ đồng. Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân 5 năm qua đạt 15,5%, thu nhập bình quân đầu người năm 2008 đạt 1.444 USD, tỷ lệ hộ nghèo 6,04%. Cần Thơ là trung tâm kinh tế, văn hóa, giáo dục - đào tạo, đầu mối quan trọng về giao thông vận tải nội vùng và liên vận quốc tế của vùng ĐBSCL và cả nước. 11