Nghiên cứu tiềm năng sản xuất than sinh học từ rơm rạ tại huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre

• Tác giả: Lê Thị Thùy Dương
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Tri Quang Hưng
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Tình Hình Sản Xuất Rơm Rạ Và Tiềm Năng Sản Xuất Than Sinh Học Tại Huyện Giồng Trôm - Tỉnh Bến Tre
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về nguồn phế phẩm nông nghiệp rơm rạ và hiện trạng xử lý rơm rạ hiện nay của nông dân
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nội dung
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp tính toán kết quả và xử lý số liệu
• 2.4. Phương pháp thu thập tài liệu
• 2.5. Phương pháp lập phiếu điều tra khảo sát
• 2.6. Phương pháp thu mẫu
• 2.7. Phương tổng hợp và xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả khảo sát
• 3.2. Khảo sát về tình hình sản xuất lúa và sau thu hoạch tại đồng ruộng của nông dân
• 3.3. Kết quả khảo sát người nông dân
• 3.4. Tiềm năng sản xuất than sinh học trên địa bàn
• 3.5. Hiện trạng sản xuất nông nghiệp đốt ngoài đồng ruộng
• 3.6. Đánh giá hiện trạng đốt rơm rạ ngoài đồng và tiềm năng áp dụng mô hình sản xuất than sinh học tại địa phương
• 3.7. Đánh giá tiềm năng áp dụng mô hình sản xuất than sinh học tại địa phương góp phần giảm thiểu khí nhà kính và cải thiện chất lượng đất và hiệu quả kinh tế của việc chuyển đổi thành than sinh học
• 3.8. Hiệu quả về xã hội
• 3.9. Khả năng ứng dụng và nhân rộng
• 3.10. Đề xuất giải pháp quản lý, sử dụng rơm rạ tạo thành than sinh học nhằm giảm thiểu biến đổi khí hậu hướng đến phát triển nông nghiệp bền vững
• 3.10.1. Giải pháp về truyền thông, tuyên truyền, giáo dục, đào tạo nâng cao nhận thức cộng đồng
• 3.10.2. Giải pháp về quản lý, chính sách
• 3.10.3. Giải pháp kỹ thuật
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH

I. Tổng quan về rơm rạ và than sinh học

Rơm rạ là phần còn lại của cây lúa sau khi thu hoạch, chiếm khoảng một nửa sản lượng sinh khối từ đồng ruộng. Việc xử lý rơm rạ hiện nay chủ yếu là đốt ngoài đồng, gây ô nhiễm môi trường và lãng phí tài nguyên. Than sinh học từ rơm rạ là một giải pháp tiềm năng, giúp chuyển đổi phế phẩm nông nghiệp thành nguồn năng lượng tái tạo. Theo nghiên cứu, than sinh học có thể cải thiện chất lượng đất và giảm thiểu khí nhà kính. Việc sản xuất than sinh học từ rơm rạ không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

1.1. Tình hình sản xuất rơm rạ tại Giồng Trôm

Huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre, là một trong những vùng trồng lúa lớn của Việt Nam. Rơm rạ sau thu hoạch chủ yếu được đốt, dẫn đến ô nhiễm không khí và lãng phí tài nguyên. Nghiên cứu cho thấy, nông dân chưa nhận thức đầy đủ về tác hại của việc đốt rơm rạ. Việc áp dụng mô hình sản xuất than sinh học có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm và tăng cường giá trị kinh tế từ nguồn tài nguyên này.

II. Tiềm năng sản xuất than sinh học từ rơm rạ

Nghiên cứu chỉ ra rằng lượng rơm rạ phát sinh sau mỗi vụ mùa tại Giồng Trôm rất lớn, có thể tận dụng để sản xuất than sinh học. Lợi nhuận từ việc sản xuất than sinh học ước tính đạt 733 đồng/kg, với tỷ lệ lợi nhuận/chi phí là 32,33%. Điều này cho thấy tính khả thi cao của mô hình sản xuất than sinh học tại địa phương. Việc chuyển đổi rơm rạ thành than sinh học không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn thu nhập bổ sung cho nông dân.

2.1. Lợi ích kinh tế và môi trường

Việc sản xuất than sinh học từ rơm rạ mang lại nhiều lợi ích kinh tế và môi trường. Nó giúp giảm thiểu ô nhiễm không khí do đốt rơm rạ, đồng thời cải thiện chất lượng đất. Than sinh học có khả năng giữ ẩm và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, từ đó nâng cao năng suất nông nghiệp. Hơn nữa, việc áp dụng công nghệ sản xuất than sinh học còn góp phần vào việc phát triển bền vững và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.

III. Giải pháp và khuyến nghị

Để phát triển mô hình sản xuất than sinh học từ rơm rạ tại Giồng Trôm, cần có các giải pháp đồng bộ. Hoạt động truyền thông nhằm nâng cao nhận thức cộng đồng về lợi ích của than sinh học là rất cần thiết. Cần xây dựng chính sách hỗ trợ nông dân trong việc thu gom và xử lý rơm rạ. Đồng thời, cải thiện kỹ thuật sản xuất than sinh học để tăng hiệu quả kinh tế và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

3.1. Đề xuất chính sách

Chính quyền địa phương cần có các chính sách khuyến khích nông dân tham gia vào mô hình sản xuất than sinh học. Cần có các chương trình đào tạo, hướng dẫn kỹ thuật cho nông dân về quy trình sản xuất than sinh học. Hỗ trợ tài chính cho các hộ gia đình tham gia vào mô hình này cũng là một giải pháp quan trọng để thúc đẩy sự phát triển bền vững trong nông nghiệp.

Tổng quan nghiên cứu

Tại huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre, sản xuất lúa nước tạo ra lượng rơm rạ lớn, ước tính hàng năm lên đến hàng chục nghìn tấn. Rơm rạ là phụ phẩm nông nghiệp quan trọng, chiếm khoảng một nửa sản lượng sinh khối từ đồng ruộng, nhưng hiện nay phần lớn bị đốt bỏ ngoài đồng, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và lãng phí tài nguyên. Việc đốt rơm rạ phát thải khoảng 9,1 tấn CO2, 798 kg CO và 398 kg các chất hữu cơ độc hại trên mỗi ha, đồng thời ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người dân do khói bụi và khí độc. Mục tiêu nghiên cứu nhằm khảo sát tình hình sản xuất rơm rạ, đánh giá tiềm năng sản xuất than sinh học (biochar) từ rơm rạ tại hai xã Bình Thành và Phong Nam, huyện Giồng Trôm, đồng thời đề xuất giải pháp quản lý và ứng dụng than sinh học nhằm giảm thiểu ô nhiễm và tăng hiệu quả kinh tế. Nghiên cứu thực hiện trong năm 2023, tập trung vào vùng có diện tích lúa lớn nhất huyện, với ý nghĩa quan trọng trong phát triển nông nghiệp bền vững và bảo vệ môi trường, góp phần giảm phát thải khí nhà kính và nâng cao giá trị phụ phẩm nông nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết về phụ phẩm nông nghiệp và quản lý tài nguyên sinh khối: Rơm rạ là nguồn nguyên liệu sinh khối dồi dào, có thể tái sử dụng hiệu quả nếu được xử lý đúng cách.
• Mô hình sản xuất than sinh học (biochar): Than sinh học được tạo ra từ quá trình nhiệt phân rơm rạ trong điều kiện yếm khí, giữ lại lượng lớn carbon ổn định, cải thiện đất và giảm phát thải khí nhà kính.
• Khái niệm về tác động môi trường của đốt rơm rạ: Phân tích các khí thải độc hại và ảnh hưởng đến sức khỏe con người, cũng như tác động đến chất lượng đất.
• Khái niệm về hiệu quả kinh tế trong sản xuất than sinh học: Đánh giá lợi nhuận, chi phí và khả năng nhân rộng mô hình sản xuất than sinh học quy mô hộ gia đình.

Các khái niệm chính bao gồm: rơm rạ, than sinh học, nhiệt phân, phát thải khí nhà kính, hiệu quả kinh tế, ô nhiễm không khí.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp định lượng và định tính:

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu sơ cấp qua khảo sát trực tiếp 120 hộ nông dân tại hai xã Bình Thành và Phong Nam, huyện Giồng Trôm; số liệu thứ cấp từ Phòng Nông nghiệp huyện, các báo cáo ngành và tài liệu khoa học liên quan.
• Phương pháp phân tích: Xử lý số liệu bằng phần mềm Microsoft Excel, tính toán tỷ lệ rơm rạ trên lúa, lượng rơm rạ phát sinh, khối lượng rơm rạ đốt ngoài đồng, lợi nhuận sản xuất than sinh học. Phân tích thống kê mô tả và so sánh tỷ lệ phần trăm các hình thức xử lý rơm rạ.
• Timeline nghiên cứu: Thực hiện khảo sát và thu thập dữ liệu trong quý I và II năm 2023, xử lý số liệu và phân tích trong quý III, hoàn thiện báo cáo và đề xuất giải pháp trong quý IV năm 2023.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tình hình sản xuất rơm rạ và xử lý sau thu hoạch: Tỷ lệ rơm rạ trên lúa trung bình là 1,2 (kg rơm/kg lúa). Diện tích trồng lúa tại hai xã khảo sát khoảng 1.200 ha, sản lượng lúa bình quân đạt 17 tấn/ha/vụ. Lượng rơm rạ phát sinh ước tính khoảng 20.400 tấn/năm. Khoảng 65% rơm rạ bị đốt ngoài đồng, 20% được thu gom làm thức ăn chăn nuôi, 10% vùi đất và 5% sử dụng cho các mục đích khác.

2. Hiểu biết của nông dân về tác động đốt rơm rạ và than sinh học: 70% nông dân nhận thức được tác hại của việc đốt rơm rạ đối với môi trường và sức khỏe, nhưng chỉ 40% biết đến than sinh học và lợi ích của nó. Cán bộ quản lý địa phương có nhận thức cao hơn, với 85% hiểu rõ về than sinh học.

3. Tiềm năng sản xuất than sinh học: Với lượng rơm rạ phát sinh, tiềm năng sản xuất than sinh học ước tính đạt khoảng 4.000 tấn/năm. Lợi nhuận thu được khi sản xuất 1 kg than sinh học là 733 đồng, với tỷ lệ lợi nhuận trên chi phí đạt 32,33%. Mô hình lò đốt than sinh học quy mô hộ gia đình có chi phí xây dựng thấp, vận hành đơn giản, phù hợp với điều kiện địa phương.

4. Hiện trạng ô nhiễm không khí và tác động sức khỏe: Việc đốt rơm rạ ngoài đồng gây phát thải khoảng 9,1 tấn CO2, 798 kg CO và 398 kg các chất hữu cơ độc hại trên mỗi ha. Khói bụi chứa bụi nano ảnh hưởng sâu đến hệ hô hấp, gây các bệnh về phổi và tiềm ẩn nguy cơ ung thư.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát cho thấy việc đốt rơm rạ vẫn là phương pháp xử lý phổ biến do chi phí thấp và tiện lợi, mặc dù tác hại môi trường và sức khỏe đã được nhận thức. So với các nghiên cứu tại Đồng bằng sông Cửu Long, tỷ lệ đốt rơm rạ tại Giồng Trôm tương đương, phản ánh xu hướng chung của vùng. Tiềm năng sản xuất than sinh học từ rơm rạ là rất lớn, phù hợp với xu hướng phát triển năng lượng sinh khối và giảm phát thải khí nhà kính. Lợi nhuận kinh tế từ sản xuất than sinh học cho thấy tính khả thi cao, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường và cải thiện chất lượng đất trồng. Việc nâng cao nhận thức và kỹ thuật sản xuất than sinh học là yếu tố then chốt để nhân rộng mô hình. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố tỷ lệ xử lý rơm rạ, bảng so sánh lợi nhuận và chi phí sản xuất than sinh học, cũng như biểu đồ phát thải khí nhà kính từ các phương pháp xử lý khác nhau.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường truyền thông, giáo dục nâng cao nhận thức: Triển khai các chương trình tuyên truyền về tác hại của đốt rơm rạ và lợi ích của than sinh học, hướng đến 100% nông dân trong 2 năm tới. Chủ thể thực hiện: UBND huyện, các tổ chức nông nghiệp và môi trường.

2. Hỗ trợ kỹ thuật và xây dựng mô hình lò đốt than sinh học quy mô hộ gia đình: Cung cấp hướng dẫn, đào tạo vận hành lò đốt, hỗ trợ xây dựng lò đốt với chi phí hợp lý, phấn đấu nhân rộng mô hình trên 50% hộ nông dân trong 3 năm. Chủ thể: Trung tâm khuyến nông, các hợp tác xã.

3. Xây dựng chính sách khuyến khích thu gom và sử dụng rơm rạ làm than sinh học: Áp dụng các chính sách hỗ trợ tài chính, ưu đãi thuế, hoặc trợ giá cho sản xuất than sinh học, nhằm giảm tỷ lệ đốt rơm rạ ngoài đồng. Chủ thể: Sở Nông nghiệp, Sở Tài nguyên và Môi trường.

4. Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ xử lý rơm rạ hiệu quả: Đầu tư nghiên cứu cải tiến công nghệ nhiệt phân, nâng cao chất lượng than sinh học, đồng thời phát triển các ứng dụng than sinh học trong cải tạo đất và xử lý môi trường. Chủ thể: Các viện nghiên cứu, trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nông dân và hợp tác xã nông nghiệp: Nắm bắt kiến thức về quản lý rơm rạ, áp dụng mô hình sản xuất than sinh học để tăng thu nhập và bảo vệ môi trường.

2. Cán bộ quản lý địa phương và ngành nông nghiệp: Sử dụng dữ liệu và giải pháp đề xuất để xây dựng chính sách, chương trình hỗ trợ phát triển năng lượng sinh khối và giảm ô nhiễm.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, số liệu thực tế và các phân tích chuyên sâu về tiềm năng sinh khối và than sinh học.

4. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực năng lượng tái tạo và công nghệ sinh học: Khai thác tiềm năng sản xuất than sinh học từ phụ phẩm nông nghiệp, phát triển sản phẩm thân thiện môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Than sinh học là gì và có lợi ích gì trong nông nghiệp?
   Than sinh học là sản phẩm carbon ổn định được tạo ra từ quá trình nhiệt phân sinh khối trong điều kiện yếm khí. Nó cải thiện độ phì nhiêu đất, tăng khả năng giữ nước và dinh dưỡng, giảm phát thải khí nhà kính, đồng thời giúp xử lý ô nhiễm môi trường.

2. Tại sao việc đốt rơm rạ ngoài đồng lại gây hại cho môi trường và sức khỏe?
   Đốt rơm rạ phát thải nhiều khí độc như CO2, CO, NOx và bụi nano, gây ô nhiễm không khí, ảnh hưởng đến hệ hô hấp và có thể dẫn đến các bệnh nghiêm trọng như viêm phổi, hen suyễn và ung thư phổi.

3. Mô hình lò đốt than sinh học quy mô hộ gia đình có ưu điểm gì?
   Lò đốt có chi phí xây dựng thấp, vận hành đơn giản, tận dụng được lượng rơm rạ dư thừa, tạo ra than sinh học chất lượng cao, giúp giảm ô nhiễm và tăng thu nhập cho nông dân.

4. Làm thế nào để nâng cao nhận thức của nông dân về than sinh học?
   Thông qua các chương trình đào tạo, hội thảo, truyền thông trực tiếp và hỗ trợ kỹ thuật, kết hợp với các chính sách khuyến khích và mô hình điểm để nông dân dễ dàng tiếp cận và áp dụng.

5. Tiềm năng sản xuất than sinh học từ rơm rạ tại huyện Giồng Trôm là bao nhiêu?
   Ước tính tiềm năng sản xuất khoảng 4.000 tấn than sinh học mỗi năm, với lợi nhuận trung bình 733 đồng/kg than, cho thấy khả năng phát triển mô hình sản xuất than sinh học rất khả thi và hiệu quả kinh tế cao.

Kết luận

• Rơm rạ tại huyện Giồng Trôm phát sinh khoảng 20.400 tấn/năm, trong đó 65% bị đốt ngoài đồng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
• Việc sản xuất than sinh học từ rơm rạ có tiềm năng lớn, với lợi nhuận ước tính 32,33% trên chi phí sản xuất.
• Mô hình lò đốt than sinh học quy mô hộ gia đình phù hợp với điều kiện địa phương, chi phí thấp và dễ vận hành.
• Nâng cao nhận thức và hỗ trợ kỹ thuật là yếu tố then chốt để nhân rộng mô hình, góp phần giảm phát thải khí nhà kính và cải thiện chất lượng đất.
• Đề xuất các giải pháp truyền thông, chính sách hỗ trợ và nghiên cứu công nghệ nhằm phát triển bền vững sản xuất than sinh học tại địa phương.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các cơ quan chức năng và cộng đồng nông dân triển khai các chương trình đào tạo, xây dựng mô hình điểm và hoàn thiện chính sách hỗ trợ để thúc đẩy sản xuất than sinh học, góp phần phát triển nông nghiệp xanh, sạch và bền vững.