Đề tài Nguồn phế thải nông nghiệp rơm rạ và kinh nghiệm thế giới về xử lý và tận dụng

uất từ 60 kW tới 160kW. Những hệ thống này sau đó đã ngừng hoạt động do chi phí bảo dưỡng cao và độ tin cậy thấp. Những nỗ lực nghiên cứu lại được tái khởi động vào giữa thập niên 1980 để phát triển các hệ khí hóa đối với rơm rạ để sản xuất khí than nung ở quy mô làng xã một cách tập trung để cung cấp khí thông qua một hệ thống đường ống tới các hộ gia đình sử dụng chủ yếu để nấu nướng. Viện Nghiên cứu Năng lượng tỉnh Sơn Đông (Shandong) đã phát triển các hệ khí hóa tầng cố định dòng hút xuống có khả năng chuyển hóa rơm của cây ngô, cao lương, bông và đậu tương. Hiệu suất khí hóa theo báo cáo đạt từ 72% tới 75% ở các đơn vị sản xuất từ 200 tới 500 m3/giờ, đủ lớn để phục vụ cho 200 tới 1000 hộ gia đình. R&D hiện cũng được tiến hành ở các công nghệ khí hóa tiên tiến hơn, bao gồm các công nghệ chuyển nhiệt từ sinh khối một cách không trực tiếp, vì vậy tránh được sự làm loãng ni tơ, để sản sinh ra khí có giá trị nhiệt trung bình (vào khoảng 1/3 giá trị nhiệt của khí tự nhiên). Viện Hàn lâm Các khoa học Môi trường Dalian, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Viện Chuyển hóa Năng lượng Guangzhou (Quảng Châu) đã thực hiện nhiều nỗ lực. Một số hệ thống thí điểm dựa trên những công nghệ này đã cho thấy có tiềm năng tốt. Việc tận dụng rơm hiện tại trong lĩnh vực năng lượng sinh khối được thực hiện theo một số khía cạnh sau: (1) Đốt cháy trực tiếp: Đây là cách sử dụng chính và truyền thống của rơm cho năng lượng sinh khối. Với mức tiêu chuẩn sống của nông thôn được tăng lên gần đây, đã có những thay đổi diễn ra trong cơ cấu của năng lượng nông thôn nhưng rơm rạ vẫn là một trong những nguồn nhiên liệu chủ yếu của nông thôn, chiếm tới 33-45% tiêu thụ năng lượng sử dụng để sinh sống và chủ yếu là ở các lò đốt thiếu hiệu quả. Năm 1980, chính phủ Trung Quốc đã khởi động Chương trình Quốc gia về thí điểm lò đốt cải tiến địa phương (NISPCP) trên toàn quốc với mục đích cải thiện hiệu quả năng lượng. Một số cải tiến công nghệ như hình dạng của khoang đốt, kích cỡ cửa tiếp nhiên liệu, lò và hầm tro đều đã đóng góp thành tựu cho thế giới. Hiệu suất của lò cải tiến hiện nay đã đạt hơn 20-25% trong khi các loại lò cũ chỉ đạt 10-12%. Tới cuối năm 2000, hơn 189 triệu hộ nông dân đã thay thế các loại lò cũ của họ bằng lò cải tiến, chiếm tới 78,4% trong các hộ nông thôn. 33 (2) Phân hủy kị khí (hay công nghệ biogas) là công nghệ chuyển hóa sinh học được áp dụng rộng rãi ở Trung Quốc, đặc biệt là ở các vùng nông thôn. Tới cuối năm 2000 đã có 7,64 triệu bể biogas ở hộ gia đình. Sản lượng biogas đã tăng từ 31,46 lên 37,49 m 3 trong giai đoạn 2000 tới 2002. Từ giữa thập niên 80 của thế kỷ trước, nông dân bắt đầu xây dựng các bể biogas bằng nguồn tiền của chính mình cộng với một tỷ lệ tài trợ nhỏ của chính phủ. Sau giai đoạn này, hướng dẫn kỹ thuật chuẩn đã được tăng cường. Công nghệ mới và các sản phẩm mới như đèn biogas và đồng hồ đo áp xuất bếp lò đã được áp dụng vào hàng trăm nghìn gia đình. Bể phân hủy biogas được sử dụng rộng rãi ở các vùng nông thôn là bể phân hủy biogas thủy lực, chiếm tới 90% và được đánh giá trên toàn thế giới là “Mô hình bể phân hủy biogas của Trung Quốc”. Hiện tại, ở Trung Quốc có các mô hình “4 trong 1”: kết hợp bể chứa biogas, chuồng lợn, nhà kính và nhà vệ sinh (ở miền Bắc), mô hình “3 trong 1” gồm: “Lợn-biogas-trái cây”, hoặc “Lợn-sinh khối-rau”, hoặc “Lợn-sinh khối-hạt” (ở miền Nam). (3) Khí hóa rơm rạ: Công nghệ này sử dụng để chiết xuất nhiên liệu khí từ rơm trong bộ khí hóa. Từ kế hoạch 5 năm lần thứ 7 tới lần thứ 9, hàng trăm dự án thí điểm khí hóa rơm rạ đã được thiết lập và vận hành thành công. Hiện nay, có hơn 40 nhà máy và xí nghiệp cung cấp các phương tiện và dụng cụ khí hóa sinh khối ở Trung Quốc. Tới cuối năm 2000, 388 bộ hệ thống khí hóa rơm rạ để cung cấp khí tập trung đã được xây dựng, cung cấp biogas tới 150 triệu mét khối, tiêu thụ 8,7x107 tấn. (4) Than bánh rơm: công nghệ than bánh rơm đề cập tới việc nén rơm thành bánh trong đó dung lượng độ ẩm đạt 10% ở mọi loại nhiên liệu được thành hình ví dụ như dạng thanh, dạng khối và dạng viên dưới áp lực nhất định (nhiệt hoặc phi nhiệt). Hiện tại, các dạng máy chế tạo than bánh rơm chính được phát triển ở Trung Quốc là máy ép pittong và máy ép kiểu vít. Ngoài ra, còn có một dạng máy đóng than bánh nữa là máy ép pittong thủy lực và máy ép cuộn. Nghiên cứu về công nghệ than bánh rơm ở Trung Quốc đã được phát triển từ 20 năm trước đây khi Viện Các sản phẩm Lâm nghiệp Công nghiệp hóa tiến hành nghiên cứu về công nghệ than bánh rơm sinh khối trong suốt Kế hoạch 5 năm lần thứ 7 của Trung Quốc. Quá trình R&D công nghệ than bánh rơm sinh khối có thể được chia làm 3 giai đoạn. Trước năm 1995, tập trung vào phát triển công nghệ cơ bản, từ 1995-2005, công nghệ thế hệ đầu tiên được thực hiện để thúc đẩy ngành công nghiệp quy mô nhỏ. Sau năm 2005, công nghệ này sẽ được cải tiến và nâng cấp để áp dụng vào công nghiệp quy mô lớn. Than bánh rơm rạ có thể góp phần phát triển việc sử dụng rơm trong sản xuất năng lượng, cải thiện giá trị phát nhiệt thể tích của một nhiên liệu, làm giảm chi phí vận chuyển và tạo ra điều kiện về nhiên liệu tốt hơn ở các vùng nông thôn. Loại công nghệ này hiện đang được thương mại hóa ở Trung Quốc. 34 (5). Các loại khác a. Hóa lỏng: Hóa lỏng sinh khối gồm chuyển hóa sinh hóa để sản xuất ethanol và chuyển hóa hóa nhiệt để sản xuất dầu sinh học. Vào khoảng năm 1990, Trung Quốc bắt đầu tiến hành nghiên cứu và phát triển công nghệ thủy phân để sản xuất ethanol và đã đạt được một số tiến bộ. Công nghệ hóa lỏng rơm rạ hiện đang ở giai đoạn thử nghiệm ở Trung Quốc. b. Cacbonat hóa rơm rạ: Cácbonát hóa rơm rạ là công nghệ đưa sản xuất than bánh rơm vào lò luyện thông qua sự nhiệt phân trong điều kiện cách ly oxi, sau đó thu được than củi dạng khuôn. c. Than sinh học: Được tán nhỏ và sấy khô ở một nhiệt độ nhất định, rơm và than, được trộn với chất sunphua hấp thụ trong máy đổ khuôn, có thể sản sinh ra than sinh học ở áp suất cao. Khi đốt cháy than sinh học, rơm bị đốt cháy trước tạo ra các lỗ rỗ, sau đó quá trình này sẽ làm cho than sinh học cháy hết hoàn toàn. Tuy nhiên, cho tới nay, các trang thiết bị chủ chốt vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu thương mại hóa và sản xuất đại trà ở Trung Quốc do trang thiết bị công nghệ này tiêu tốn năng lượng rất cao, có độ tin cậy và ứng dụng thấp, chi phí cho tiền xử lý cao. Dự án năng lượng sinh học quy mô nhỏ ở Trung Quốc Mặc dù gần đây, Trung Quốc bắt đầu quan tâm hơn tới việc sản xuất nhiên liệu sinh học quy mô lớn (bioethanol và biodiesel), nhưng nước này vẫn có một lịch sử lâu dài về sản xuất năng lượng sinh học quy mô nhỏ, đặc biệt là ở các vùng nông thôn. Đặc biệt là kể từ cuối thập niên 80 của thế kỷ trước, năng lượng sinh học được xác định là thành phần đóng góp quan trọng và hứa hẹn đối với việc sản xuất năng lượng tái tạo và phát triển nông thôn. Các công nghệ năng lượng sinh học tái tạo được áp dụng rộng rãi từ đầu thập niên 90 trở lại đây gồm phân hủy kị khí, khí hóa nhiệt phân, rắn hóa nhiên liệu sinh học, sản xuất ethanol sinh học và đồng phát diesel sinh học. Do trình độ phát triển kinh tế ở các vùng nông thôn của Trung Quốc, công nghệ khí hóa nhiệt phân là một trong những công nghệ phổ biến hơn cả do tính đơn giản và rẻ của nó. Năm 1997, Trung Quốc đã khởi động một số dự án thí điểm khí hóa ở nông thôn theo một hiệp định kí với Liên minh châu Âu. Năm 1998, khoảng 200 trạm biogas cấp độ làng xã đã được thiết lập ở Trung Quốc và 7 năm sau hơn 1000 trạm đã được xây dựng nhờ sự đầu tư của đất nước, chủ yếu là ở các vùng nông thôn thuộc các tỉnh ven biển đông và đông nam (như Liaoning, Shandong và Zhejiang). Tất cả các trạm được xây dựng bằng nguồn tài trợ của chính quyền tỉnh, làng xã và các tổ chức khác. Mỗi hộ gia đình muốn sử dụng biogas sẽ nộp khoảng 300 NDT để lắp đặt đường ống, lò biogas và đồng hồ đo mức tiêu thụ biogas. Chi phí xây dựng trung bình một trạm với công suất cho 200 hộ gia đình là từ 0,5 tới 2 triệu NDT. 35 Tuy nhiên, cho tới nay, những dự án nhỏ này chưa phát huy được hết tác dụng và chưa đạt mục tiêu cung cấp năng lượng cho khu vực nông thôn tới năm 2010 từ sinh khí hóa do những nguyên nhân như: + Các thiếu sót về mặt hành chính: thiếu sự phối hợp đồng bộ giữa các ban ngành, nhiều ban ngành còn miễn cưỡng giám sát, quản lý các trạm biogas ngoài ra còn thiếu tinh thần trách nhiệm đảm bảo tính hiệu quả của dự án. + Các thiếu sót về mặt chính sách: Năm 1986, Ủy ban Kinh tế Nhà nước ban hành Thông tư về việc Cải thiện việc Phát triển Năng lượng ở Nông thôn. Đây là chính sách đầu tiên về phát triển năng lượng tái tạo nhắc tới tầm quan trọng của năng lượng sinh học. Tuy nhiên, sau hơn 20 năm vẫn chưa có một kế hoạch chi tiết nào được thành lập, chưa có các tiêu chuẩn kỹ thuật và hướng dẫn về năng lượng sinh học được đề ra để điều tiết thị trường trang thiết bị cũng như chưa có một mục tiêu định lượng nào được đề xuất. + Các thiếu sót về mặt kỹ thuật: Quá chú trọng tới việc giảm chi phí, với trang thiết bị có cơ cấu đơn giản và vận hành cần sức lao động đã để lại nhiều hậu quả: thiết kế các thiết bị tinh lọc không hiệu quả làm gây ra tình trạng tắc nhựa. Trang thiết bị này không thể xử lý được các nhiên liệu ẩm. Dung lượng caloric do biogas sản sinh ra quá thấp. Trong quá trình xây dựng, thép kém chất lượng được sử dụng nên các cơ sở tích trữ, đường ống bắt đầu hỏng hóc và rò rỉ khí. + Thiếu sót về ngân sách. + Thiếu sự ủng hộ của cộng đồng. Xác định được những thiếu sót trên, ngoài những định hướng sửa đổi và tạo thuận lợi về mặt chính sách, ngân sách, một số những định hướng sau đã được Trung Quốc đề ra: - Nghiên cứu và phổ biến công nghệ cải tiến biogas và lò để đáp ứng những nhu cầu năng lượng của khu vực nông thôn, nhằm nâng cao hiệu suất đốt cháy của lò cải tiến và hiệu suất kị khí của phân hủy kị khí rơm rạ, phát triển công nghệ nông nghiệp sinh thái biogas đồng bộ, giảm việc sử dụng củi đốt và nhiên liệu hóa thạch. - Phổ biến các hệ khí hóa rơm rạ đối với việc cung cấp khí tập trung ở những khu vực trù phú. - Nghiên cứu công nghệ đốt cháy trực tiếp rơm rạ bằng cách phát triển các nồi hơi buồng đốt trực tiếp rơm rạ và các phương tiện khác để sử dụng với quy mô lớn rơm rạ trong việc sản xuất điện và cung cấp nhiệt. 36 - Nghiên cứu và phát triển các máy đổ khuôn than sinh học và máy sản xuất than bánh rơm theo các đặc tính của rơm rạ với tiêu chí giảm năng lượng tiêu thụ của máy móc, nâng cao độ tin cậy và khả năng ứng dụng và mức độ thương mại hóa của máy móc. - Tăng cường hợp tác quốc tế, ứng dụng các công nghệ tiên tiến của nước ngoài vào việc tận dụng rơm rạ để thúc đẩy sử dụng rơm rạ ở Trung Quốc. 3. Nhật Bản Theo khung Nghị định thư Kyoto, Nhật Bản phải giảm lượng phát thải khí nhà kính tới 6% so với tỷ lệ của năm 1990. Do vậy, ngành công nghiệp năng lượng của Nhật Bản sẽ phải tiếp cận tới nguồn năng lượng tái tạo vốn chưa được chú trọng nghiên cứu cùng với các công nghệ bảo tồn năng lượng. Việc sử dụng năng lượng tái tạo hiện tại ở Nhật Bản mới ở tỷ lệ rất thấp. Luật Thúc đẩy Năng lượng mới được sửa đổi vào 25/1/2002 được ban hành để thúc đẩy việc áp dụng những hệ thống mới này. Sử dụng các phế thải dư thừa nông nghiệp lần đầu tiên được đưa ra bàn thảo, nghiên cứu một cách nghiêm túc bắt đầu từ quá trình cấm vận dầu mỏ của thấp niên 70 của thế kỷ trước. Tuy nhiên, khi giá dầu giảm sau khi sự cấm vận kết thúc, thì các sản phẩm bã nông nghiệp thải loại bị mất tính cạnh tranh đối với nhiên liệu hóa thạch. Kết quả là, hiện tại chưa có các loại bã nông nghiệp thải loại nào được sử dụng ở Nhật Bản. Bảng 10 cho thấy tiềm năng năng lượng của rất nhiều loại chất dư thừa nông nghiệp ở Nhật bản. Bảng 10: Sản lƣợng các loại sản phẩm phụ nông nghiệp hàng năm (năm 2002) Sản lƣợng (t/năm) Tỷ lệ dƣ (-) Sản lƣợng bã dƣ (t/năm) Gạo 9.472.000 1,43 13.544.960 Lúa mỳ 688.200 2,53 1.741.146 Lúa mạch 192.200 2,5 490.500 Khoai lang 1.008.000 1,14 1.149.120 Khoai tây 2.844.000 1,14 3.242.160 Đậu tương 235.000 2,14 502.900 Rỉ đường 1.395.000 0,52 725.400 Ngô 5.287.000 1,1 5.815.700 Cây lúa miến (sorghum) 1.625.000 1,57 2.551.250 37 Tại Nhật Bản, rơm lúa hiện được sử dụng và tiêu hủy theo các cách sau: để cày xới lại vào đất trên đồng 61,5%, làm thức ăn cho động vật 11,6%, làm phân xanh 10,1%, lợp mái cho chuồng nuôi gia súc 6,5%, vật liệu che phủ trên ruộng 4%, đồ thủ công từ rơm 1,3%, các loại khác 0,3%, đốt cháy 4,6%. Chỉ có 4,6%, tỷ lệ tiêu hủy thông qua đốt cháy hiện tại, là có thể được sử dụng làm nguồn năng lượng. Cách chính để phân hủy rơm rạ hiện tại ở Nhật vẫn là bón lại cho đồng. Để sử dụng rơm rạ làm nguồn năng lượng, chúng phải được bảo quản bên ngoài đồng ruộng và được thu thập với khối lượng thích hợp với quy trình chuyển hóa năng lượng. Hiện tại, 60% rơm rạ được sản xuất ra theo cách cắt khúc tự động bằng các máy gặt liên hợp, được trải lên ruộng và sau đó được cày lẫn vào với đất. Khi nông dân muốn thu thập rơm rạ mà không cắt khúc họ phải gắn một thiết bị được gọi là “knotter” lên máy gặt liên hợp để bó rơm lại thành bó và sử dụng máy “roll bailer” để nhặt những bó rơm trên đồng. Các công nghệ chuyển hóa năng lƣợng đối với rơm rạ Các công nghệ chuyển hóa có khả năng áp dụng cho rơm rạ gồm đốt nhiệt trực tiếp, sản xuất nhiệt điện trực tiếp, khí hóa và sản xuất điện (động cơ chạy bằng khí, tuabin hơi, pin nhiên liệu), khí hóa và sản xuất methanol, nhiệt phân nhanh (flash Pyrolysis), axit hydrolysis và lên men ethanol, đốt cùng nguyên liệu khác (co-firing). Chỉ có hai trong số các công nghệ này, nhiệt đốt cháy và sản xuất nhiệt điện trực tiếp là đã được thương mại hóa. Các nồi hơi sôi thông thường và các bình đun nước nóng có khả năng áp dụng công nghệ đốt nhiệt trực tiếp và hệ thống này có thể được sử dụng ở các trường trung học và bệnh viện của Nhật Bản. Quy mô của các nồi đun sôi ở Nhật Bản là 400kg/h hơi. Tuy nhiên, cho tới nay công nghệ này vẫn chưa được áp dụng rộng rãi ở Nhật Bản, do đòi hỏi lượng tiêu thụ rơm rạ rất lớn so với lượng rơm có thể thu hoạch và tích trữ được tại một vùng, ngoài ra khí hậu ôn hòa của Nhật Bản cũng làm hạn chế nhu cầu về nhiệt trực tiếp ngoại trừ một số vùng như Hokkaido. Những công nghệ khác như đốt cháy trực tiếp và phát điện tua bin hơi cũng có khả năng sử dụng rơm rạ, tuy nhiên những công nghệ thông thường này có chi phí cho việc sản xuất rất cao do quy mô quy trình xử lý nhỏ, chi phí cho các thiết bị thu hồi năng lượng cao. Các công nghệ khí hóa và phát điện (bằng động cơ khí, tuabin hơi, pin nhiên liệu) cũng cần phải có những cải tiến về mặt kỹ thuật cũng như giảm chi phí đối với việc sử dụng rơm rạ làm nguồn nhiên liệu. Công nghệ đốt cùng nguyên liêu khác (co-firing) có đặc điểm là đạt được giá trị nhiệt cao hơn so với giá trị nhiệt của rơm rạ khi được đốt một mình. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn cần phải được nghiên cứu sâu hơn ở những khía cạnh như hàm lượng độ ẩm, hàm lượng tro và cần phải phát triển công nghệ tiền xử lý rơm rạ trước khi được đốt trong lò. 38 Các triển vọng sử dụng rơm rạ ngắn hạn và dài hạn Ngắn hạn Để đáp ứng các mục tiêu nghị định thư Kyoto đề ra cho giai đoạn 2008-2012, Chiến lược chính của Nhật bản sẽ là sử dụng rơm rạ với công nghệ thông thường. Rơm rạ sẽ được sử dụng với mục đích rõ ràng là nhằm làm giảm phát thải cácbon điôxit. Với vai trò là công nghệ thông thường, đốt nóng nhiệt trực tiếp (các nồi đun sôi và cung cấp nước nóng) và sản xuất điện đốt cháy trực tiếp là khả thi. Dài hạn Tương lai của việc tận dụng rơm rạ cho tới năm 2050 rất khó dự đoán, xét trên việc nó phụ thuộc nhiều vào chính sách cung cấp gạo của Nhật Bản. Tuy nhiên, có thể cải thiện hiệu suất chuyển hóa của rơm rạ bằng cách phát triển và đưa vào sử dụng những công nghệ đốt co-firing, khí hóa và phát điện. Thách thức đối với việc phát triển những công nghệ này có thể là tán bột đối với co-firing, xử lý hắc ín đối với khí hóa và giảm chi phí sản xuất của pin nhiên liệu đối với việc phát điện. Gần đây, chính phủ Nhật Bản đã bắt đầu quan tâm nhiều hơn tới việc sử dụng rơm rạ. Năm 2008, chính phủ Nhật Bản đề ra kế hoạch phát triển quy trình sản xuất chi phí thấp ethanol sinh học xenlulo triết suất từ rơm rạ. Các quan chức của Bộ Nông Lâm Ngư nghiệp cho biết, công nghệ triết xuất ethanol sinh học từ rơm rạ hiện đã có tuy nhiên mới chỉ thành công ở quy mô trong phòng thí nghiệm. Bộ Nông Lâm Ngư nghiệp Nhật Bản dự kiến đưa công nghệ này thành một quy trình mang tính thương mại bằng cách xây dựng một quy trình từ tập hợp, vận chuyển rơm, cho tới sản xuất và sử dụng nhiên liệu tổng hợp được. Nhiên liệu sản xuất ra sẽ được sử dụng cho các phương tiện giao thông và các mục đích sử dụng khác. Quận Akita đã được chọn là nơi để tiến hành dự án thí điểm sử dụng xenlulo nhẹ. Dự án thí điểm này nhằm mục đích thực hiện các xét nghiệm kiểm tra để thiết lập nên công nghệ sản xuất ethanol sinh học từ sinh khối xenlulo nhẹ, ví dụ như rơm rạ và trấu. Nguyên liệu thô để sản xuất ethanol sinh học sẽ là rơm rạ và trấu của xã Ogata, một trong những khu vực trồng lúa gạo hàng đầu ở Nhật Bản. Công ty Akita Agriculture Public sẽ thu thập và vận chuyển nguyên liệu sinh khối, còn Hệ thống Nhà máy Kawasaki của Tập đoàn Công nghiệp Nặng Kawasaki (Kawasaki Heavy Industries Group) sẽ chịu trách nhiệm sản xuất nhiên liệu sinh học và thực hiện các xét nghiệm kiểm tra nhiên liệu sinh học từ giai đoạn tài khóa 2008 tới 2012. Được công bố vào 14/11/2008, hệ thống sản xuất ethanol sinh học đã được lắp đặt ở Tp. Katagami bao gồm các quy trình tiền xử lý, glycation, lên men và chưng cất. Quy trình glycation khai thác một công nghệ sản xuất ethanol sinh học tiên tiến bằng một hệ thống nhiệt mà Kawasaki đồng phát triển cùng với Cơ quan Phát triển Công nghệ Công nghiệp và Năng lượng mới (NEDO). Công suất sản lượng của hệ thống này được dự kiến đạt 200 lít/ngày, với công suất sản 39 lượng tối đa là 22,5 kilo lít/năm cho 112 ngày vận hành. Bã lên men có thể được sử dụng để làm phân bón. Tiến tới, chính phủ Nhật Bản còn dự kiến hỗ trợ cho Trung Quốc và Thái Lan trong việc xây dựng các nhà máy nhiên liệu sinh học và tiến hành sản xuất nhiên liệu. 4. Thái Lan Hiện nay tại Thái Lan việc sử dụng rơm rạ mang tính thương mại để sản xuất năng lượng vẫn chưa phát triển. Do thiếu các biện pháp khuyến khích, hỗ trợ, nên người nông dân chưa thấy được lợi ích của việc thu gom và sử dụng rơm rạ trong công nghiệp, điều này dẫn đến việc họ thường đốt ngay trên đồng những phế thải nông nghiệp này. Tuy nhiên Thái Lan đã tiến hành nhiều nghiên cứu đánh giá cho thấy có thể sử dụng rơm rạ để tạo ra điện năng, đặc biệt là dùng trong đun nóng các nồi hơi để thay vì dùng các nhiên liệu hoá thạch. Thái Lan cũng đang nghiên cứu các công nghệ sử dụng phụ phẩm nông nghiệp để tạo ra điện năng và dùng trong đốt nóng nồi hơi công nghiệp, các nước đi đầu ở châu Âu trong lĩnh vực này mà Thái Lan tham khảo là Đan Mạch và Anh. Tại Thái Lan, hàng năm có từ 8-14 triệu tấn chất thải rơm rạ được đốt ngoài đồng sau khi thu hoạch lúa, gây ô nhiễm môi trường. Việc đầu tư cho các phương pháp tận dụng rơm rạ tỏ ra tốn kém và hiệu quả không cao nên phương pháp phổ biến nhất là đốt ngay tại đồng ruộng để chuẩn bị cho canh tác vụ sau. Việc đốt rơm rạ lộ thiên phổ biến nhất ở các vùng thuộc miền Trung nước này. Tuy nhiên, theo các nhà nghiên cứu, nếu được quản lý tốt rơm rạ này có thể là nguồn cung cấp năng lượng đáng kể. Các nghiên cứu cho thấy, rơm rạ có thể được sử dụng để đốt nóng và sản xuất điện. Tại Thái Lan, chi phí để sản xuất điện từ rơm rạ là từ 1,36 Baht/kWh (với giá rơm rạ từ 930-1500 Baht/tấn) không cạnh tranh so với than (1,07 Baht/kWh), nhưng lại cạnh tranh so với biomass khác (1,27-1,92 Baht/kWh). Tuy nhiên, việc sử dụng rơm rạ cho các nồi hơi công nghiệp lại là lựa chọn linh hoạt và cạnh tranh, với hai phương án: (1) lắp đặt các nồi hơi mới được đốt nóng bằng rơm rạ thay vì bằng dầu hoặc khí gas tự nhiên; (2) chuyển từ dùng than sang dùng rơm rạ đối với các lò hơi hiện có. Dựa trên các đặc điểm, rơm rạ không có nhiều khác biệt trong quy trình vận hành khai thác và phát thải so với rơm lúa mì và vỏ trấu. Theo các chuyên gia, để nhanh chóng sử dụng rơm rạ có hiệu quả, tránh việc đốt ngoài trời gây ô nhiễm hiện nay, thì Chính phủ phải có biện pháp hỗ trợ khuyến khích phát triển, đồng thời phải tổ chức các sự kiện để phổ biến thông tin về khả năng sử dụng rơm rạ cho các ứng dụng công nghiệp và lợi ích đối với môi trường. Thái Lan cần có những nguồn năng lượng để thay thế năng lượng hoá thạch trong sản xuất điện, đặc biệt là gas chiếm tới 75% sản xuất điện ở nước này. Hiện Thái Lan dựa chủ yếu vào khí gas tự nhiên, Kế hoạch Phát triển Điện năng 2007 của nước này 40 vẫn tiếp tục xây dựng nhà máy nhiệt điện chạy bằng gas tự nhiên công suất 18.200 MW đến năm 2011. Bên cạnh đó, việc sử dụng biomass cũng được khuyến khích phát triển. Rơm rạ là dạng biomass mới đầy tiềm năng, có thể thay thế một phần gas tự nhiên, đồng thời giảm lượng khí thải đáng kể gây hiệu ứng nhà kính. Các chuyên gia năng lượng cho rằng Chính phủ Thái Lan cần tăng cường hơn nữa các biện pháp khuyến khích sử dụng rơm rạ trong các chương trình sản xuất điện nhỏ ở cấp tỉnh. Tiềm năng sử dụng rơm rạ ở Thái Lan được đánh giá trên 2 cấp độ: Thứ nhất, công suất nhà máy điện từ rơm rạ được xác định trên cơ sở khối lượng rơm rạ hiện thời; Thứ hai, khả năng gây hiệu ứng nhà kính trong trường hợp đốt rơm rạ phế thải ngoài đồng ruộng và tiếp tục sử dụng nhà máy điện chạy bằng khí gas tự nhiên. Về khối lượng rơm rạ, tỷ lệ rơm rạ còn dư lại sau khi sử dụng (thường bị đốt lộ thiên sau khi thu hoạch) ở Thái Lan là từ 20-40% tổng lượng rơm rạ từ sản xuất lúa. Do các tỉnh thuộc miền Trung Thái Lan thường sản xuất 2-3 vụ mỗi năm và sử dụng máy móc để thu gom và nén gọn rơm rạ, nên vùng này có tiềm năng lớn để tận dụng phế thải rơm rạ. Tại phía Bắc nước này, rơm rạ thường được sử dụng làm thức ăn vật nuôi, do ở vùng này chỉ có một mùa vụ, rơm rạ có thể được dự trữ dùng làm thức ăn gia súc trong mùa khô hoặc phủ dưới đất để giữ ẩm. Do vậy, các nghiên cứu từ trước tới nay, đặc biệt là năm 2007-2008, chủ yếu về cách thức tận dụng rơm rạ để sản xuất năng lượng áp dụng cho khu vực miền Trung Thái Lan. Đối với việc xây dựng một nhà máy điện chạy bằng rơm rạ, bên cạnh những yêu cầu về nhiên liệu, còn có những đòi hỏi khác như trang thiết bị đầu tư mới, công nghệ mới, duy tu và bảo dưỡng, khác với nhà máy điện chạy bằng vỏ trấu hiện có ở nước này. Do vậy, công suất của nhà máy điện chạy bằng rơm rạ phải được đánh giá và so sánh dựa trên những điều kiện hiện thời về phát triển nhà máy điện chạy bằng vỏ trấu. Xét về mặt hiệu quả kinh tế, việc xây dựng các nhà máy điện chạy bằng rơm rạ phải đặt chính tại những nơi có khối lượng rơm rạ lớn, vì việc vận chuyển sẽ rất tốn kém. Có thể đặt mỗi tỉnh một nhà máy như vậy. Trên thực tế nguồn cung rơm rạ đủ cho các nhà máy điện hoạt động liên tục giữa hai mùa vụ. Công suất chung của các nhà máy điện chạy bằng biomass, kể cả chạy bằng rơm rạ, là khoảng từ 20-28%. Các nhà máy điện chạy bằng vỏ trấu ở nước này cũng có hiệu suất hơn 20%. Việc sản xuất điện từ rơm rạ bao gồm cả việc thu gom và phân phối tới các nhà máy điện để sản xuất. Cơ quan Điện lực Thái Lan (EGAT) đang theo đuổi kế hoạch chiến lược xây dựng các nhà máy điện biomass. Các nhà máy này được đòi hỏi phải hoạt động ít nhất là 80% công suất, 24h mỗi ngày trong ít nhất 346 ngày trong một năm. Cây lúa gồm hạt lúa, phần rơm và rạ (gốc lúa), trong đó chỉ có phần rơm là thường được sử dụng cho nhà máy điện. Rơm được đóng thành kiện, khoảng 35, 47 hoặc 100 cm, nặng trung bình khoảng 15-18kg. Các kiện này được chuyển từ cánh đồng đến nhà máy điện, khoảng cách trong vòng 120km. 41 Việc đưa vào hoạt động của nhà máy điện từ rơm rạ cũng tạo ra khoảng 2195,9 tấn CO2 mỗi năm ứng với tổng công suất 147.627 MWh điện được tạo ra mỗi năm. Ngoài ra, việc thu gom rơm rạ và vận chuyển cũng thải ra khoảng 1911,6 tấn CO2 tương ứng. Để chuyển đổi được 1MWh điện từ rơm rạ, thì nhà máy điện chạy bằng rơm rạ sẽ thải ra khoảng 0,028 tấn CO2, so với khoảng 0,78 tấn CO2, CH4 và N2O khi đốt bỏ rơm rạ lộ thiên. Lượng năng lượng được chuyển đổi này từ rơm rạ cũng tránh được 0,5 tấn CO2 phát thải từ nhà máy điện chạy bằng gas tự nhiên. Tại Thái Lan, có từ 8-14 triệu tấn chất thải rơm rạ. Nếu 8,5 triệu tấn rơm rạ hàng năm có thể được sử dụng để tạo ra khoảng 786 MW điện, giảm được đáng kể khí gây hiệu ứng nhà kính và thay thế được 1837 triệu m3 khí gas tự nhiên, tiết kiệm được khoảng 39 triệu USD. Tại miền Trung nước này luôn sẵn có 2,67 triệu tấn rơm rạ có thể tạo ra 157 - 218 MW điện (hiệu suất từ 20-27%), giảm được từ 1,7-2 triệu tấn CO2 và thay thế được từ 367 - 508 triệu m3 khí gas tự nhiên. Nếu trong trường hợp có 14 triệu tấn rơm rạ thì có thể tạo ra được 1325 MW điện, thay thế được 1837 triệu m3 khí. Tại các tỉnh miền Trung Thái Lan, do có 2 vụ lúa, nên có thể xây dựng các nhà máy điện rơm rạ với công suất từ 0,18 đến 76 MW, phù hợp với chủ trương của Chính phủ nước này là phát triển các nhà máy điện cỡ nhỏ để hoà vào lưới điện quốc gia, thay thế các nhà máy điện chạy bằng năng lượng hoá thạch. Công suất được cho là khả thi nhất cho mỗi vùng cung cấp rơm rạ là dưới 5 MW. Bảng 11: Phân loại nhóm tỉnh có tiềm năng sản xuất điện từ rơm rạ (Đánh giá dựa trên hiệu suất nhà máy điện từ rơm rạ là 20%, trường hợp tốt nhất là 27%) Nhận dạng Công suất cấp tỉnh (MW) Số tỉnh Công suất cấp tỉnh cụ thể (MW) Tổng công suất cấp tỉnh cụ thể (MW) Tránh được nóng ấm toàn cầu (Triệu tấn CO2 mỗi năm) Nhóm 1 Không có khả năng cung cấp 0 1 0 0 0 Nhóm 2 Nguồn cung rất thấp <1 6 0.07–0.75 1.6–2.2 0.017–0.02 Nhóm 3 Nguồn cung thấp >1–10 6 1.3–9.0 20–28 0.22–0.25 Nhóm 4 Nguồn cung cao >10–20 7 8–20 79–111 0.88–1.00 Nhóm 5 Nguồn cung rất cao >20 6 16–76 163–225 1.78–2.04 Tổng 26 263-366 2,9-3,3 42 Các nghiên cứu về tiềm năng sản xuất điện từ rơm rạ của Thái Lan đã phân theo tiềm năng của các tỉnh về cung cấp rơm rạ. Theo đó, có 5 nhóm có nguồn cung tăng dần. Các tỉnh trong nhóm 1 không có khả năng cung cấp rơm rạ trong cả năm, nhưng có thể hỗ trợ, kể cả tài chính, cho một nhà máy điện rơm rạ ở tỉnh bên cạnh. Các tỉnh trong nhóm 2 (gồm Trat, Chonburi, Samut Songkram, Sa Kaeo, Rayong, và Samut Sakhon), có tiềm năng thấp trong cung cấp rơm rạ cho nhà máy điện cỡ nhỏ, có thể phát triển nhà máy điện quy mô nhỏ, đủ để tự cung cấp điện cho tiêu thụ nội tỉnh. Các tỉnh nhóm 3 (Prachuap Khirikhan, Samut Prakarn, Nakhon Nayok, Bangkok, Prachinburi và Nonthaburi) có nguồn cung thấp cho các nhà máy điện cỡ nhỏ, nhóm này cũng có thể phát triển phát triển nhà máy điện quy mô rất nhỏ, đủ để tự cung cấp điện cho tiêu thụ nội tỉnh. Nhóm 4 (gồm các tỉnh Saraburi, Kanchanaburi, Phetchaburi, Pathumthani, Ratchaburi, Lopburi và Ang Thong) có tiềm năng lớn để xây dựng nhiều nhà máy điện chạy bằng rơm rạ cỡ nhỏ, hoặc các tỉnh có ít tiềm năng hơn trong nhóm này có thể hợp tác phát triển các nhà máy điện loại này cỡ nhỏ để giảm chi phí cho mỗi MW. Nhóm 5 (gồm các tỉnh Chachoengsao, Singburi, Nakhon Pathom, Ayutthaya, Chainat và Suphanburi) có tiềm năng sản xuất điện từ rơm rạ lớn, có thể sản xuất thương mại. Mỗi tỉnh trong nhóm này có thể xây dựng riêng hơn một nhà máy điện loại này cỡ nhỏ. Với việc xây dựng các nhà máy điện rơm rạ, các tỉnh tại miền Trung nước này có thể tránh được từ 0,75 – 1,18 tấn CO2 tương đương mỗi năm. Tuy nhiên, các kế hoạch xây dựng các nhà máy điện này vẫn phải đảm bảo hiệu quả kinh tế. Nghiên cứu trên cho thấy rằng nhà máy điện rơm rạ có thể là một lựa chọn cho sản xuất điện, cũng như cần được hỗ trợ phát triển, thay vì đốt bỏ rơm rạ ngoài đồng gây ô nhiễm cho khu vực và góp phần gây hiệu ứng nhà kính. Đốt từ 8,5 – 14,3 tấn rơm rạ mỗi năm có thể tạo ra từ 5-8,6 triệu tấn CO2. Với tổng công suất các nhà máy điện rơm rạ từ 786-1325 MW thì có thể tránh được từ 7,8 - 13,2 triệu tấn CO2 mỗi năm, đồng thời thay thế được từ 1 - 1,8 tỷ m3 khí gas tự nhiên (tương đương từ 4-7% lượng khí đốt cần thiết cho tạo ra 18.200 MW điện theo như Kế hoạch Phát triển Điện năng 2007 của Thái Lan). 5. Sử dụng rơm rạ tại Việt Nam Ở nước ta sản xuất lúa hàng năm đã tạo ra vài chục triệu tấn rơm rạ. Riêng tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long mỗi năm cũng có tới 15 triệu tấn rơm. Tuy nhiên, loại phế thải nông nghiệp này thường được nông dân đốt gây lãng phí và làm ô nhiễm môi trường. Hiện nay, cùng với việc ứng dụng các tiến bộ khoa học vào sản xuất, nhiều loại máy móc được đưa vào gặt và tuốt lúa. Sau khi gặt xong nông dân đã tuốt lúa 43 ngay tại đồng ruộng nên giảm được nhiều công sức trong việc vận chuyển lúa (chưa tuốt) về nhà tuốt. Vì thế, rơm rạ phần lớn để lại ngoài đồng ruộng (chỉ một phần nhỏ được nông dân đưa về nhà để làm thức ăn cho gia súc về mùa đông). Phần rơm rạ ngoài đồng lại được người dân đốt thành tro. Đây là một việc làm gây hại cho môi trường và ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ của người dân. Theo các chuyên gia y tế, mù bụi ro đốt rơm rạ gây ra (đã từng xảy ra vào tháng 6/2009 tại Hà Nội) gây ô nhiễm không khí rất có hại đối với sức khỏe con người, nhất là đối với trẻ em, người già và người mắc bệnh đường hô hấp. Trước đây, thu hoạch xong, người nông dân thường thu gom rơm rạ để sử dụng cho chăn nuôi, làm chất đốt, nhưng mấy năm gần đây, nông dân không sử dụng vào những việc đó mà thường đốt ngay tại ruộng, vừa đỡ công vận chuyển vừa để tăng chất màu cho đất. Do đốt ngay khi vừa tuốt lúa lấy hạt, rơm còn tươi nên khói mù mịt. Thậm chí, việc đốt này còn không có lợi cho đồng ruộng bởi khi đốt rơm rạ, các chất hữu cơ trong rơm rạ và trong đất do nhiệt độ cao đã biến thành các chất vô cơ. Đốt rơm rạ còn làm cho đồng ruộng bị khô, chai cứng do một lượng nước khá lớn bị bốc hơi trong quá trình rơm rạ cháy, trong khi đó tình hình thiếu nước cho sản xuất thường xuyên xảy ra. Như vậy đốt rơm rạ là điều nên tránh và nên khuyến cáo bà con sử dụng rơm rạ cho việc trồng nấm rơm, dự trữ làm thức ăn gia súc, ủ gốc trồng màu… Trong trường hợp khó vận chuyển và cất giữ có thể vận động tập thể mua máy đóng bánh rơm của một số xí nghiệp đã khuyến cáo rất có hiệu quả trong việc ép rơm rạ thành bánh giúp cho việc vận chuyển và bảo quản rơm rạ được dễ dàng. Từ đó có thể sử dụng rơm rạ cho nhiều mục đích khác. Máy ép rơm đã được sản xuất và đưa vào sử dụng ở các tỉnh An Giang, Đồng Tháp, TP. Hồ Chí Minh... Việc dùng rơm rạ cho mục đích làm giấy, sản xuất ethanol chưa được áp dụng ở nước ta. Sử dụng rơm để trồng nấm rơm Nấm rơm là thực phẩm rất được người dân các nước châu Á ưa chuộng và được trồng phổ biến ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ở Việt Nam, nấm rơm được trồng trên nhiều loại nguyên liệu khác nhau như lục bình, bã mía, rơm rạ,… nhưng nguyên liệu phổ biến nhất hiện nay mà người trồng nấm sử dụng vẫn là rơm rạ. Nấm rơm có thể được trồng ở nhiều nơi trồng khác nhau, từ nơi có nhiều ánh sáng mặt trời (trồng ngoài trời), đến nơi không chịu ảnh hưởng trực tiếp của ánh sáng mặt trời (trồng trong nhà). Phổ biến nhất hiện nay là trồng nấm rơm ngoài trời, tận dụng diện tích đất trống của nông hộ để đắp mô trồng nấm. Nấm rơm là một loại thực phẩm có nhiều chất dinh dưỡng với hàm lượng protein cao (2,66 - 5,05%) và 19 acid amin (trong đó có 8 loại acid amin không thay thế), không làm tăng lượng cholesterol trong máu. Ngoài giá trị dinh dưỡng, nấm rơm có 44 thành phần chất xơ tương đối cao và thành phần lipid thấp nên có khả năng phòng trừ bệnh về huyết áp, chống béo phì, xơ cứng động mạch, chữa bệnh đường ruột… Trồng nấm rơm được xem là một nghề mang lại hiệu quả kinh tế cao tại các tỉnh miền Nam nước ta. Sản lượng nấm rơm tăng theo cấp số nhân qua các năm. Từ năm 1990 mới đạt được vài trăm tấn/năm, đến năm 2003 đã đạt được trên 40.000 tấn/năm,... Và hiện nay mỗi năm cả nước sản xuất được khoảng 100.000 tấn nấm nguyên liệu. Các tỉnh phía Nam đã và đang sản xuất nấm rơm muối đóng hộp với sản lượng hàng nghìn tấn trên năm và xuất khẩu. Thị trường tiêu thụ nấm ăn lớn nhất hiện nay là Mỹ, Nhật Bản, Đài Loan/Trung Quốc và các nước châu Âu. Mức tiêu thụ bình quân tính theo đầu người của châu Âu và châu Mỹ là 2-3 kg/năm; ở Nhật, Úc khoảng 4 kg/năm… Bên cạnh đó ngay ở thị trường trong nước, lượng nấm tiêu thụ cũng vài chục nghìn tấn/năm. Ở nước ta, Đồng bằng sông Cửu Long có tiềm năng to lớn để phát triển nghề nấm. Đồng bằng sông Cửu Long cung ứng phần lớn nấm rơm cho cả nước, là khu vực có đủ các điều kiện để phát triển mạnh nghề trồng nấm rơm như:  Điều kiện tự nhiên: các tỉnh phía Nam có sự chênh lệch về nhiệt độ giữa tháng nóng và tháng lạnh là không lớn lắm nên có thể trồng nấm rơm quanh năm.  Bình quân 1 tấn lúa sẽ có được khoảng 1,2 tấn nguyên liệu trồng nấm (rơm, rạ). Nếu kể đến các phế phẩm khác như: mạt cưa, lục bình, bã mía,… thì khu vực sẽ có nguồn nguyên liệu rất lớn để trồng nấm rơm.  Trồng nấm không cần nhiều diện tích, chủ yếu là tận dụng những khoảng trống quanh nhà để chất nấm như: sân vườn, mái hiên,…  Tận dụng thời gian nhàn rỗi trong sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là vào mùa lũ, thời gian nhàn rỗi của nông dân là rất nhiều, lại không có việc làm để tạo thu nhập ngoài việc giăng câu, giăng lưới. Bên cạnh đó, việc trồng nấm rơm không đòi hỏi kỹ thuật phức tạp nên các lao động phụ cũng có thể tham gia trồng nấm rơm.  Chi phí đầu tư cho việc trồng nấm thấp, chi phí tính trên 100m mô khoảng 256.000 đồng, lợi nhuận thu được khoảng 950.000 đồng (Vũ Thị Phương Huệ, 2005) và vòng quay vốn nhanh nên có thể áp dụng được đối với nhiều hộ gia đình.  Tạo thêm nguồn thực phẩm và đem lại hiệu quả kinh tế. Trồng nấm rơm không những mang lại hiệu quả kinh tế cho nông hộ, cho xã hội mà còn giải quyết được nguồn thực phẩm còn đang thiếu ở nước ta (Trung tâm UNESCO, 2004). Các địa phương phía Nam phát triển nấm rơm nhiều nhất là Phú Yên, đã trồng nấm rơm theo quy trình mới, hiệu quả kinh tế cao của Trung tâm Công nghệ sinh học Việt 45 Nam lần đầu tiên được triển khai đại trà tại huyện Sơn Hòa bước đầu đã được nông dân đón nhận. Diện tích trồng nấm rơm ở An Giang sẽ tăng gấp năm lần theo khuôn khổ Đề án phát triển nghề trồng nấm rơm và phương án hỗ trợ tín dụng phát triển trồng nấm rơm giai đoạn 2006 - 2010 của tỉnh An Giang, năm 2006, Chi cục Hợp tác xã và Phát triển nông thôn tỉnh đã cùng các doanh nghiệp đầu tư xây dựng 11 cơ sở sơ chế và tiêu thụ nấm. Ngoài ra còn có các địa phương khác cũng phát triển trồng nấm như Sóc Trăng (trồng nấm rơm ở Sóc Trăng đã đem lại thu nhập khá cao cho người nông dân bởi giá trị kinh tế xuất khẩu của nó), Long An, Tiền Giang, Đồng Tháp (với làng nấm Tân Hòa nổi tiếng). Tại miền Bắc, nhiều địa phương cũng thành công với việc trồng nấm rơm như: xã Nghĩa Thái, huyện Nghĩa Hưng (Nam Ðịnh), xã Khánh Trung, huyện Yên Khánh (Ninh Bình), với sự hỗ trợ của Trung tâm Công nghệ Sinh học thực vật - Viện Di truyền Nông nghiệp Việt Nam. UBND tỉnh Ninh Bình đã có Quyết định số 1297, phê duyệt dự án "Xây dựng trung tâm sản xuất giống và chế biến nấm xuất khẩu Hương Nam…”. Tại tỉnh Bắc Ninh, nông dân đã tận dụng rơm, rạ để sản xuất nấm thực phẩm. Trung tâm Thông tin và ứng dụng tiến bộ KH&CN (Sở KH&CN tỉnh Bắc Ninh) đã phối hợp với Phòng Nông nghiệp và PTNT Yên Phong xây dựng mô hình sản xuất nấm ăn (nấm mỡ và nấm sò) tại một số hộ nông dân ở các xã trên địa bàn huyện, bước đầu được đánh giá là phù hợp và đem lại hiệu quả kinh tế cao. Mặc dù phong trào trồng nấm ăn và nấm dược liệu đã phát triển ở hơn 40 tỉnh, thành phố trong cả nước nhưng sản lượng nấm mới đạt khoảng 200 nghìn tấn/năm. Ðể đạt được một triệu tấn nấm hàng hóa/năm vào năm 2010 và các năm tiếp theo (bằng sản lượng nấm của tỉnh Phúc Kiến, Trung Quốc) như mục tiêu của ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn đề ra, chúng ta phải giải quyết nhiều việc. Trước hết xác định trồng nấm đã và đang trở thành nghề chính ở các địa phương thuần nông, từ đó mục tiêu và kế hoạch phát triển sản xuất nấm được đưa vào chương trình kinh tế - xã hội hằng năm của chính quyền các cấp. Cần được triển khai cụ thể, giúp người nông dân dễ tiếp nhận. Có cơ chế, chính sách hỗ trợ về giống và giao quyền sử dụng đất một cách hợp lý, tạo điều kiện cho người dân được vay vốn thuận lợi, nhằm khuyến khích việc mở rộng quy mô trang trại, gia trại và hợp tác xã chuyên canh sản xuất nấm hàng hóa ở nông thôn. Sử dụng rơm rạ để sản xuất phân hữu cơ vi sinh Hiện nay tại nhiều tỉnh thành trong cả nước đã ứng dụng công nghệ vi sinh phân hủy rơm rạ để làm phân bón. Chẳng hạn, tại tỉnh Quảng Nam, người dân đã ứng dụng công nghệ vi sinh phân hủy rơm rạ để làm phân bón ở Hội An. Kết quả sử dụng phân hữu cơ vi sinh từ phế phẩm nông nghiệp đã cho thấy cây phát triển tốt hơn so với mẫu đối chứng về mật độ gieo trồng, bộ lá xanh, mượt, cây cao, chắc khoẻ và đặc biệt là đã hạn chế được nấm bệnh cho cây trồng. 46 Tại Hải Dương, huyện Bình Giang đã kết hợp với công ty cổ phần công nghệ sinh học Fitohoocmon và Công ty TNHH NAB đã thử nghiệm thành công mô hình xử lý rơm rạ ủ làm phân hữu cơ vi sinh phục vụ cho sản xuất lúa gạo an toàn tại xã Nhân Quyền và xã Thái Hòa, huyện Bình Giang với 280 tấn rơm rạ xử lý. Huyện Bình Giang là huyện trong điểm sản xuất lúa của tỉnh Hải Dương với diện tích gieo cấy là 12.600 ha/ năm lượng rơm rạ sau khi thu hoạch là rất lớn. Nếu dùng men vi sinh tạo ra nguồn phân ủ thì giảm được một lượng chi phí lớn đầu vào cho nông dân và cải tạo đất giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Đồng thời tạo ra một sản phẩm nông nghiệp an toàn cho sức khỏe cộng đồng, hướng tới một thương hiệu gạo an toàn chất lượng. Rơm rạ sau thu hoạch được các hộ nông dân thu gom tập kết vào mộ địa điểm thuận lợi cho việc ủ hoặc thu gom về tại các gia đình. Việc dùng men vi sinh xử lý rơm ra làm phân hữu có phục vụ cho sản xuất lúa gạo an toàn đã tận dụng toàn bộ lượng rơm rạ của nông nghiệp sau mỗi vụ thu hoạch lúa cùng với chế phẩm sinh học tạo ra nguồn phân ủ bón lót cho cây trồng, cải tạo đất, đảm bảo năng suất cây trồng, tạo ra sản phẩm lúa an toàn ít tồn dư hoặc không còn tồn dư các hóa chất độc hại trong sản phẩm lúa, góp phần bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Để sử dụng rơm rạ thành phân bón cho đồng ruộng, Viện Công nghệ Sinh học (Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam) đã áp dụng thành công phương pháp sản xuất phân bón từ rơm rạ tại ruộng bằng công nghệ vi sinh. Đây là một giải pháp thiết thực, hữu ích và hiệu quả kinh tế cao. Công nghệ này đã được triển khai thành công trên diện rộng ở các tỉnh phía Bắc từ năm 2004 đến nay. Áp dụng phương pháp này không chỉ giúp cho đồng ruộng tăng được độ phì nhiêu rất nhiều, giảm chi phí đầu tư, tăng thêm lợi nhuận trong sản xuất lúa mà còn giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường từ rơm rạ. Phương pháp xử lý rơm rạ thành phân bón hữu cơ như sau: Sau vụ gặt, nông dân chỉ cần thu gom rơm rạ vào một góc ruộng, hòa chế phẩm vi sinh (sản phẩm vi sinh do Viện Công nghệ sinh học cung cấp) cùng với nước và phân NPK rồi tưới lên rơm rạ. Sau khi tưới chế phẩm sinh học che phủ rơm rạ bằng nilon hoặc lấy bùn trát kín thành đống lớn, chỉ sau 17- 25 ngày rơm rạ sẽ mủn ra và trở thành một loại phân bón rất tốt cho cây trồng. Số phân này chúng ta chỉ cần san ra tại ruộng để tăng độ phì cho diện tích ruộng đó, không cần phải vận chuyển xa. Dùng bón lót trước khi trồng cây, loại phân này giúp giảm từ 20-30% lượng phân hóa học và làm tăng năng suất cây trồng từ 5-7%. Hàng năm, nông dân đổ xuống đồng ruộng lượng lớn phân hoá học, thuốc bảo vệ thực vật làm cho cấu trúc đất bị thay đổi. Nếu cứ tiếp tục như vậy, đồng ruộng sẽ mất dần độ phì nhiêu, môi trường ô nhiễm, sức khoẻ con người bị ảnh hưởng. Do vậy, việc sử dụng rơm, rạ làm phân bón hữu cơ có ý nghĩa rất lớn về mặt kinh tế, xã hội. 47 Một số ứng dụng khác trong sử dụng rơm rạ ở nước ta Ngoài dùng rơm rạ trồng nấm rơm, sản xuất phân bón hữu cơ, rơm rạ cũng có thể được sử dụng để làm vật liệu xây dựng, đệm lót, tránh va đập cho các sản phẩm nông nghiệp và gốm sứ… trong quá trình vận chuyển. Tại xã Mỹ Yên, Long Hiệp (huyện Bến Lức, Long An), rơm đang được các chủ vựa thu mua từ những cánh đồng lúa mùa ở các xã Long Khê, Long Định, Phước Lý, Phước Toàn, Phước Vân… (thuộc các huyện Bến Lức, Cần Đước, Cần Giuộc) để cung cấp cho các vựa dưa, trái cây, xí nghiệp thuỷ tinh, các trang trại nuôi bò, xuất khẩu… Rơm rạ cũng có thể được sử dụng để sản xuất bê tông siêu nhẹ và rẻ. Ông Trần Văn Lượng (Nhật Tựu, Kim Bảng, Hà Nam) đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất bê tông siêu nhẹ theo một quy trình riêng. Theo đó, nguyên liệu làm bê tông là hóa chất (làm từ nhựa thông, keo da trâu được nấu và cô đặc từ da trâu), xi măng PC40, cát hoặc xỉ than, mùn cưa hoặc trấu bổi rơm rạ, lõi bắp ngô... Các nguyên liệu này trộn với dung dịch tạo bọt và nước để tạo thành vữa bê tông nhẹ. Cách làm này vừa tận thu được các sản phẩm phế thải của nông nghiệp, sạch môi trường sống vừa hạ giá thành sản phẩm (có giá từ 900.000 - 950.000đ/m3. Trong khi đó, giá nhập ngoại là từ 1,3 - 1,8 triệu đồng/m3). Qua thử nghiệm cho thấy, loại bê tông siêu nhẹ này có ưu điểm cách nhiệt, cách âm tốt, không gây tải trọng ngang, không thấm nước, không dẫn điện, khả năng chống cháy cao... Ngoài ra, loại bê tông nhẹ này giúp giảm khoảng 25 - 30% chi phí xây dựng so với các vật liệu khác, giảm 20 - 50% kết cấu móng ban đầu, giảm 70% lượng vữa xây so với gạch thông thường... Các loại này có thể dùng để xây vách ngăn, chống nóng cho nhà... Theo các phân tích trên đây cho thấy, nguồn phế phẩm rơm rạ ở nước ta chủ yếu vẫn được xử lý bằng cách đốt ngoài đồng, bên cạnh đó là việc sử dụng để trồng nấm cũng khá phát triển. Do có nhiều nguyên nhân còn tồn tại, như thiếu kinh phí, thiếu công nghệ, thiếu các biện pháp khuyến khích tài chính nên rơm rạ ở nước ta chưa được chú trọng sử dụng như một nguồn nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu sinh học. KẾT LUẬN Trồng nấm được coi là một trong những phương pháp sinh học tận dụng nguồn rơm rạ có hiệu quả nhất bởi nguồn đầu mẩu rơm rạ có thể dùng quay vòng lại được. Nấm rất giàu protein và là loại thực phẩm ăn ngon. Sản lượng trồng nấm tại các nước trồng lúa liên tục gia tăng trong những năm gần đây. Việc trồng nấm từ rơm rạ đã được thế giới khuyến cáo như một trong những phương pháp thay thế để giảm nhẹ các vấn đề ô nhiễm môi trường liên quan đến các phương pháp xử lý hiện nay như đốt ngoài trời hay cầy xới với đất. Trồng nấm trên nền rơm rạ còn mang lại những biện pháp khuyến khích kinh tế đối với nghề nông, coi nguồn phế thải như một nguồn nguyên liệu có giá 48 trị và có thể phát triển các cơ sở kinh doanh sử dụng chúng để sản xuất các loại nấm giàu chất dinh dưỡng và giúp thanh toán loại phế thải này theo cách thân thiện môi trường. Tuy nhiên phương pháp này không thể tận dụng được với số lượng lớn nguồn phế thải rơm rạ phát sinh. Việc sử dụng rơm rạ cho các ứng dụng năng lượng là phương pháp tối ưu nhất và có thể thực hiện được, mặc dù ngoại trừ công nghệ đốt các công nghệ tiên tiến sản xuất nhiên liệu từ rơm rạ hoặc vẫn còn trong giai đoạn R-D hoặc là đang được bảo hộ sáng chế, việc sử dụng các công nghệ đòi hỏi tập trung đầu tư nghiên cứu. Đối với công nghệ đốt, vẫn còn tồn tại nhiều khó khăn về mặt kỹ thuật trong sử dụng rơm rạ. Dù vậy, các vấn đề này có thể vượt qua bằng cách dùng các biện pháp bổ sung. Tuy nhiên, thách thức chủ yếu là làm sao để đáp ứng nguồn cung nguyên liệu rơm rạ phục vụ cho sự vận hành liên tục của nhà máy, đó là những khó khăn lớn về cung ứng hậu cần. Như vậy, quá trình đốt kết hợp (co-combustion) có một cơ hội tốt hơn đối với việc sử dụng rơm rạ. Công nghệ metan hóa sinh học hiện vẫn đang trong giai đoạn R-D và các khía cạnh kinh tế hiện vẫn chưa rõ ràng. Khả năng ứng dụng rơm rạ để sản xuất năng lượng có thể sẽ không kinh tế nếu vấn đề cung ứng hậu cần không được tổ chức tốt. Như vậy, những ước tính về mặt lý thuyết trong sản xuất năng lượng sẽ vẫn chỉ là giấc mơ. Cách tiếp cận thực tế nhất sẽ là triển khai các giải pháp công nghệ cho ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như nếu có thể thu thập nguồn rơm rạ trong vòng bán kính khoảng 25- 50 km, có thể áp dụng công nghệ đốt trực tiếp, và nguồn rơm rạ nên đóng thành kiện ngay trên đồng trước khi vận chuyển. Một số nước sản xuất lúa gạo ở châu Á đã có những kinh nghiệm khá thành công trong việc đóng kiện rơm rạ ngay trên đồng trước khi vận chuyển cho những ứng dụng khác nhau. Hoặc cũng có thể thực hiện công nghệ than hóa ở một quy mô nhỏ. Ở đây cần có sự nghiên cứu kỹ càng, đánh giá xem liệu việc áp dụng than sinh khối hay than củi cầy xới vào đất có mang lại nhiều ích lợi hơn không so với việc sử dụng chúng để làm nguồn năng lượng. Do than sinh khối (biochar) hay than củi có hàm lượng năng lượng vào khoảng 30 Mj/kg, vì vậy việc phân tích đánh giá sự cân bằng giữa năng lượng và cacbon là điều cần thiết. Trong ứng dụng công nghệ đốt, có những chi phí phát sinh cho các công đoạn bổ sung như thu thập, vận chuyển, và duy trì (bảo dưỡng), việc bổ sung thêm đá vôi vận hành có hiệu suất thấp hơn. Vì vậy, thông qua các chính sách, chính phủ các nước cần tạo ra các biện pháp hỗ trợ, nhằm khuyến khích nghiên cứu và ứng dụng thành công các công nghệ, tạo ra các biện pháp khuyến khích về mặt tài chính để trang trải các rủi ro trong việc sử dụng rơm rạ cho các ứng dụng năng lượng. Bằng cách thực hiện các biện pháp như vậy, chính phủ các nước mới có thể thuyết phục được người nông dân không đốt rơm rạ ngoài trời, thực thi được các quy định về chống ô nhiễm môi trường và tận dụng được nguồn nguyên liệu này. Biên soạn: Phòng Phân tích Thông tin 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1. Butchaiah Gadde, Sebastien Bonnet, Christoph Menke, Savitri Garivait: Air pollutant emissions from rice straw open field burning in India, Thailand and the Philippines. Environmental Pollution 157 (2009), Elsevier. 2. Parameswaran Binod, Raveendran Sindhu, Reeta Rani Singhania, Surender Vikram: Bioethanol production from rice straw: An overview. Centre for Biofuels, National Institute for Interdisciplinary Science and Technology, CSIR, Trivandrum 695 019, India, 9/2009. 3. Buljit Buragohain, Pinakeswar Mahanta, Vijayanand S. Moholkar: Biomass gasification for decentralized power generation: The Indian perspective. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Elsevier, 2010. 4. Maria Iranzo, Jose V. Ca~ nizares, Luis Roca-Perez: Characteristics of rice straw and sewage sludge as composting materials in Valencia (Spain). Bioresource Technology 95 (2004) 107– 112, Elsevier. 5. Butchaiah Gadde, Christoph Menke, Werner Siemers, and Suneerat Pipatmanomai: Technologies for energy use of rice straw: a review. International Rice Research Institute, 2/2007. 6. Ruihong Zhang, Xiujin Li, J.G. Fadel: Oyster mushroom cultivation with rice and wheat straw. Bioresource Technology 82 (2002) 277-284. Elsevier. 7. National Renewable Energy Laboratory: Gridley Ethanol Demonstration Project Utilizing Biomass Gasification Technology: Pilot Plant Gasifier and Syngas Conversion Testing. NREL, 2/2005. 8. Tritib Suramaythangkoor, Shabbir H. Gheewala: Potential alternatives of heat and power technology application using rice straw in Thailand. Applied Energy, 87 (2010). Elsevier. 9. Chengying Yu, Hong Liu, Yidong Xing, N.S. Manukovsky: Bioconversion of rice straw into a soil-like substrate. Acta Astronautica 63 (2008), ScienceDirect. 10. Chuen-Shii Chou, Sheau-Horng Lin, Wen-Chung Lu: Preparation and characterization of solid biomass fuel made from rice straw and rice bran. Fuel Processing Technology, 90 (2009), Elsevier. 11. Kiran L. Kadama, Loyd H. Forrest, W. Alan Jacobson: Rice straw as a lignocellulosic resource: collection, processing, transportation, and environmental aspects. Biomass and Bioenergy 18 (2000). Pergamon. 12. United Nations Conference on Trade and Development: Biofuel production technologies: status, prospects and implications for trade and development. New York and Geneva, 2008. 13. Yanfeng He, Yunzhi Pang, Yanping Liu: Physicochemical Characterization of Rice Straw Pretreated with Sodium Hydroxide in the Solid State for Enhancing Biogas Production. Energy & Fuels 2008. 14. Rajeev K. Sukumaran, Vikram Joshua Surender, Raveendran Sindhu: Lignocellulosic ethanol in India: Prospects, challenges and feedstock availability. Bioresource Technology, Elsevier 2009. 15. Li Jingjing, Zhuang Xing, Pat DeLaquil: Biomass energy in China and its potential. Energy for Sustainable Development, Volume V, No. 4, 12/2001. 16. Yukihiko Matsumuraa, Tomoaki Minowab, Hiromi Yamamoto: Amount, availability, and potential use of rice straw (agricultural residue) biomass as an energy resource in Japan. Biomass and Bioenergy 29 (2005), Elsevier. 17. Alejandro Rodrıguez, Ana Moral, Luis Serrano: Rice straw pulp obtained by using various methods. Bioresource Technology 99 (2008), Elsevier. 18. Jingyi Han, Arthur P.J. Mol, Yonglong Lu: Small-scale bioenergy projects in rural China: Lessons to be learnt. Energy Policy 36 (2008), Elsevier. 19. Báo Lao động, 5/01/2010. 20. Báo điện tử Bắc Ninh, 11/12/2009. 21. Sở KH&CN Hải Dương, 11/06/2009. 22. Báo Khoa học Đời Sống, 23/12/2009. 23. Diễn đàn các Nhà báo Môi trường Việt Nam ( 24.