DMCA.com Protection Status

Kinh nghiệm xử lý rơm rạ và tận dụng làm nguồn nguyên liệu sản xuất năng lượng tại Mỹ  quan tâm

Được đăng bởi: KNV

Cập nhật lúc 11:05 ngày 26/08/2018

Kế hoạch đa dạng hóa sử dụng rơm rạ của Mỹ

Bang California là nơi sản xuất lúa gạo lớn của nước Mỹ, trong đó 95% lúa được trồng ở Thung lũng Sacramento. Với khoảng 500.000 mẫu đất trồng lúa, hàng năm khu vực này sinh ra trên 1 triệu tấn rơm. Sau khi thu hoạch, rơm rạ thường được đốt ngoài đồng sau đó được cày trộn với đất trồng. Tuy nhiên, do vấn đề môi trường, năm 1991 nước Mỹ đã ra một đạo luật hạn chế đốt rơm rạ, buộc các nhà trồng lúa phải dần giảm diện tích đốt rơm theo lịch trình, cụ thể như sau:

Năm

Diện tích được đốt

1992

90%

1993

80%

1994

70%

1995

60%

1996

50%

1997

38%

1998

25%

1999

25%

2000

theo điều kiện

Tuy nhiên, đến năm 1997, mới chỉ có 13.500 tấn rơm được sử dụng ở bên ngoài, khoảng 98% rơm không đốt tiếp tục được cày trở lại đất. Đến năm 2000 cũng chỉ có khoảng 2% rơm rạ được sử dụng thương mại.

Năm 1997, bang này cũng đưa ra Chương trình Tín dụng Thuế Sử dụng Rơm rạ cung cấp tín dụng thuế thu nhập của bang là 15USD khi mua hay sử dụng bên ngoài đồng ruộng cho mỗi tấn rơm thu hoạch ở bang. Ủy ban Tư vấn về thay thế cho đốt rơm của bang cũng đã xác định nhiều tiềm năng sử dụng rơm rạ, từ vật liệu xây dựng đến sản xuất điện và làm thức ăn chăn nuôi. Trong một báo cáo năm 1997, Ủy ban này đã đánh giá tiến bộ và trở ngại về công nghệ, tính khả thi về kinh tế, và thực trạng phát triển thương mại của các sử dụng thay thế. Các trở ngại kỹ thuật để phát triển các sản phẩm từ rơm là hàm lượng silica và tro cao của rơm. Các trở ngại kinh tế gồm chi phí cao cho thiết lập các cơ sở mới, khó khăn trong thu hút các nhà đầu tư và sự không ổn định trong cung ứng và chi phí của nguyên liệu (rơm).

Hiện trạng sử dụng rơm của bang năm 1997

Dạng sử dụng

Khối lượng ước tính (tấn)

Lót chuồng trại cho gia súc

2665

Thức ăn gia súc

1860

Làm phân bón

1264

Đóng kiện làm vật liệu xây dựng

200

Kiểm soát xói mòn đất

7450

Tổng cộng

13.439

Mục tiêu sử dụng rơm tại California

Năm 1997 bang California của Mỹ đã đề ra mục tiêu về sử dụng rơm cho thương mại là 3% sản lượng rơm cho năm 2000 và 21% sản lượng rơm vào năm 2003.

Mục tiêu sử dụng rơm rạ vì mục đích thương mại của California

Loại hình sử dụng

2000

2003

 

Mức thấp

Mức cao

Mức thấp

Mức cao

Năng lượng thay thế

 

 

 

 

Khí sinh học bằng kỵ khí

0

0

0

0

Đốt trực tiếp sản xuất điện và nhiệt

0

0

0

0

Ethanol

0

0

0

0

Hóa chất

0

0

0

0

Chế tạo/xây dựng

 

 

 

 

Nhà máy giấy/bột giấy

0

0

0

20.000

Ván ép

10.000

20.000

10.000

40.000

Vật liệu hỗn hợp/gạch

0

0

0

0

Kiện rơm làm nhà

200

1000

200

1000

Khắc phục môi trường/ủ phân

 

 

 

 

Tấm chống xói lở đất

2000

5000

6000

11.000

Đóng kiện

3000

5000

3000

7000

Phân ủ

0

1000

0

1000

Dùng trong chăn nuôi gia súc

 

 

 

 

Thức ăn gia súc trong nước

0

500

50.000

100.000

Thức ăn chăn nuôi xuất khẩu

0

0

30.000

40.000

Lót chuồng trại gia súc

0

200

0

1000

Nhận trợ cấp từ Quỹ lúa gạo

0

20.000

50.000

100.000

Trung bình

 

34.200

 

235.350

Tỷ lệ rơm thu hoạch

 

3%

 

21%


Nghiên cứu sử dụng rơm rạ thương mại

Trong thời gian từ 1979 đến 1983, Ban Nghiên cứu Rơm của Mỹ đã tài trợ cho một số dự án nghiên cứu để tìm ra các giải pháp sử dụng kinh tế đối với rơm rạ. Mục tiêu chính của các dự án này nhằm giảm hay loại trừ việc đốt rơm rạ như là cách thức để loại bỏ thứ phế thải này. Những giải pháp sử dụng rơm rạ được nghiên cứu bao gồm làm thức ăn cho gia súc, làm ván sợi ép, sản xuất năng lượng, chuyển hóa thành si-rô đường và protein men, và làm bột giấy để làm giấy và các sản phẩm công nghiệp khác.

Tất cả các đề tài nghiên cứu này đều chứng tỏ tính khả thi về mặt kỹ thuật, nhưng đáng tiếc là không đề tài nào cho thấy triển vọng hứa hẹn về mặt kinh tế. So với các chi phí cho các thức ăn chăn nuôi gia súc và các nguyên liệu thô khác cho sản xuất bột giấy và năng lượng, thì rơm rạ không thể cạnh tranh được. Khả năng sẽ chỉ hy vọng vào một thời điểm chi phí sẽ tăng trong sản xuất năng lượng cao và chip gỗ cho sản xuất bột giấy sẽ cải thiện triển vọng sử dụng rơm rạ vào các mục đích này.

Kế hoạch đa dạng hóa sử dụng rơm rạ của Mỹ

Mục tiêu sử dụng 50% năm 2000

Do thời gian quá ngắn kể từ khi lập kế hoạch, nên chỉ có một số ít loại hình sử dụng được hướng tới, ví dụ như làm thức ăn và lót chuồng trại cho gia súc, kiểm soát xói lở đất và làm tường cách âm. Hầu hết những loại hình sử dụng khác yêu cầu khoảng 18 tháng xây dựng các cơ sở sản xuất để sử dụng rơm làm nguyên liệu.

Phát triển hạ tầng sử dụng rơm

Để sử dụng 562.500 tấn rơm sẽ cần đến một khoản vốn thích hợp để phát triển hạ tầng. Các cơ sở chứa rơm sẽ phải được xây dựng, các trang thiết bị thu hoạch rơm phải được trang bị, cũng như cần có các nguồn lực vận tải.

Kiểm soát xói lở

Hiện tại rơm đã được dùng làm vật liệu kiểm soát xói lở (dưới dạng kiện và rơm rời). Việc phát triển kế hoạch thương mại hướng vào ngành xây dựng sẽ gia tăng sử dụng rơm để kiểm soát xói lở. Do thiếu phương tiện chứa rơm nên thị trường này bị hạn chế do rơm không có quanh năm.

Tường cách âm

Sở Giao thông California và Ban quản lý chất thải tổng hợp đã có các kế hoạch chế tạo thử tường cách âm.

Lót chuồng trại gia súc

Năm 1997, có 18 cơ sở chăn nuôi bò sữa mua rơm để lót chuồng trại, dùng 15USD/tấn rơm tín dụng thuế bang để bù cho chi phí vận chuyển rơm. Nhu cầu lót chuồng trại bị hạn chế bởi các điều kiện thời tiết mỗi năm, tức là theo lượng mưa mùa đông (mưa nhiều sẽ tăng nhu cầu rơm).

Thức ăn gia súc

Loại hình duy nhất để có thể đạt mục tiêu sử dụng 50% sản lượng rơm yêu cầu là làm thức ăn gia súc. Năm 1997, chỉ có 6 cơ sở chăn nuôi mua khoản 1800 tấn rơm làm thức ăn gia súc, sử dụng tín dụng thuế Bang là 15USD/tấn để bù cho chi phí vận chuyển. Để tăng số lượng sử dụng này lên 260 lần, 490.000 tấn, tín dụng thuế có thể phải tăng lên 20USD cho mỗi tấn rơm.

Bảng dưới đây tóm tắt dự kiến sử dụng 50% rơm theo các tiếp cận trình bày ở trên. Tuy nhiên, các chuyên gia không tin tưởng tính khả thi của các hướng tiếp cận này, do không thực hiệp theo giải pháp lâu dài và thường xuyên việc sử dụng trên nửa triệu tấn rơm hàng năm.


 

Mục tiêu sử dụng 50% rơm rạ thương mại năm 2000

Loại hình sử dụng rơm

Tấn rơm

Ván ép

20.000

Tường cách âm

3.000

Kiện rơm làm nhà

600

Tấm rơm chống xói lở

3.500

Kiểm soát xói lở: kiện và rơm rời

15.000

Lót chuồng trại gia súc

10.000

Những người nhận tài trợ của Quỹ lúa gạo

20.000

Cộng

72.100

Thức ăn chăn nuôi (cân đối cho đủ 50%)

490.000

Tổng

526.100

Tỷ lệ rơm thu hoạch

50%

Mục tiêu sử dụng đạt 50% vào năm 2003

Do mục tiêu sử dụng đạt 50% sản lượng rơm vào năm 2000 là quá khó và tốn kém, các chuyên gia cho rằng sẽ thực tế hơn nếu đặt mục tiêu này vào năm 2003.

Để đạt mục tiêu đa dạng hóa sử dụng 50% rơm rạ vào năm 2003 Mỹ đã bổ sung thêm một số biện pháp, gồm:

Hạ tầng để sử dụng rơm

Cung cấp các nguồn lực để thực hiện các nghiên cứu sau: ước tính lượng rơm thực tế và khả năng rơm sử dụng bên ngoài đồng ruộng; đánh giá các lựa chọn và chi phí của các phương pháp thu họach, chứa và vận chuyển; đánh giá các đặc tính chất lượng rơm tác động bởi các phương pháp thu hoạch.

Cung cấp các nguồn lực cho các công việc: xác định các đặc trưng rơm cần cho những nhóm đối tượng sử dụng khác nhau, bao gồm độ dài rơm, chất lượng rơm, kích thước kiện, độ ẩm, yêu cầu kho chứa v.v..; ước tính tiềm năng thị trường rơm thứ cấp, thí dụ sử dụng rơm chất lượng thấp, rơm thải từ những người sử dụng rơm khác.

Cung cấp tài chính trợ cấp chi phí xây dựng các cơ sở chứa rơm trên đất của người trồng lúa, các trung tâm phân phối tập trung và các cơ sở sử dụng đầu cuối. Các khuyến khích tài chính dưới dạng bảo lãnh vay, cho vay lãi suất thấp, rút ngắn khấu hao vốn, tài trợ 50%, hay tín dụng thuế. Hỗ trợ người trồng lúa và những người khác phát triển các loại hình hợp tác xã, các trung tâm mua bán và phân phối rơm rạ.

Những khuyến khích đối với người sử dụng cuối cùng

Cung cấp tài chính cho các doanh nghiệp sử dụng rơm rạ. Các khuyến khích tài chính có thể dưới dạng 30% bảo lãnh vay, vay lãi suất thấp, rút ngắn khấu hao vốn đầu tư, hay tài trợ 50%.

Cung cấp tài chính cho các dự án nghiên cứu giải quyết các trở ngại kỹ thuật của các loại hình sử dụng rơm rạ có thể sử dụng khối lượng lớn (tối thiểu 50.000 tấn).

Cung cấp các nguồn lực phát triển Chương trình hỗ trợ kinh doanh rơm rạ có thể hướng dẫn các doanh nghiệp sử dụng rơm rạ tiềm năng về các chương trình hỗ trợ tài chính và đào tạo của liên bang, bang và khu vực. Thông qua chương trình này, các nhà doanh nghiệp sẽ được hỗ trợ trong các lĩnh vực sau: phân tích thị trường và sản phẩm, ước tính chi phí đầu tư, tìm kiến các nhà đầu tư và các tài trợ và vốn vay của tư nhân và nhà nước; các quá trình liên quan đến môi trường và xây dựng.

Những người sử dụng các sản phẩm rơm rạ tiềm năng

Các cơ quan của bang sẽ khuyến khích sử dụng và thúc đẩy các sản phẩm rơm rạ ở những lĩnh vực thích hợp. Các cơ quan bang có tiềm năng trở thành những người sử dụng và thúc đẩy các sản phẩm rơm rạ, như giấy, vật liệu xây dựng, tường cách âm, kiểm soát xói mòn và làm phân bón.

Sửa đổi Chương trình Tín dụng Thuế Rơm rạ.

Mục tiêu sử dụng rơm rạ vào năm 2003 (tấn rơm)

Loại hình sử dụng rơm

Mức thấp

Mức cao

Khí sinh học bằng kỵ khí

5000

20.000

Đốt trực tiếp sản xuất điện và nhiệt

0

20.000

Ethanol

20.000

200.000

Hóa chất

0

50.000

Chế tạo/xây dựng

 

 

Giấy/bột giấy

75.000

125.000

Ván ép

30.000

40.000

Vật liệu hỗn hợp/gạch

10.000

60.000

Kiện rơm làm nhà

5.000

10.000

Tường cách âm

4000

6.000

Giảm nhẹ tác động môi trường/phân bón

 

 

Tấm chống xói lở

6.000

11.000

Kiện và rơm rời

10.000

15.000

Phân bón

4.000

6.000

Sử dụng trong chăn nuôi gia súc

 

 

Thức ăn gia súc trong nước

100.000

200.000

Thức ăn chăn nuôi xuất khẩu

30.000

55.000

Lót chuồng trại gia súc

6.000

10.000

Cộng

 

567.500

Tỷ lệ rơm thu hoạch

 

50%

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.