Tải bản đầy đủ

NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG TIỀM NĂNG CỦA CTR Ở BRAZIL

Topic 1:

NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG TIỀM
NĂNG CỦA CTR Ở BRAZIL
Nhóm 21: Ngô Thị Ngọc Bích – 1022026
Phùng Thị Lý – 1022172
Nguyễn Thị Tường Vi - 1022375
 Tóm tắt

Tiến bộ về kinh tế và phát triển bền vững có liên quan đến việc tối ưu hóa năng lượng
và bảo tồn năng lượng. Phương thức sản xuất thông thường và việc sử dụng năng lượng
có tác động không tốt đối với môi trường, do đó thách thức đối với các nhà khoa học cần
phải tìm ra cơ chế sản xuất năng lượng và sử dụng chúng mà ít gây hại đối với môi
trường. Các nghiên cứu chỉ ra rằng chất thải rắn của thành phố có tiềm năng năng lượng
tuyệt vời về tái sử dụng nó, đặc biệt là sản xuất khí sinh học từ bãi chôn lấp và tái chế
chất thải rắn hiện là một cơ chế ưu đãi để tối ưu hóa sử dụng năng lượng và bảo vệ nó.
Điều tra này bao gồm các khoản tiết kiệm năng lượng và tránh phát thải CO 2 vào bầu
không khí như một kết quả của việc tái chế và sản xuất khí sinh học từ bãi rác ở một đô
thị với hơn 1 triệu dân ở Brazil. Kết quả cho thấy tỷ lệ CH 4 sinh ra từ các bãi chôn lấp
chất thải của Brazil có thể tận dụng khoảng 41,7 MW và tái sử dụng vật liệu tái chế có
thể tận dụng hệ thống năng lượng và thêm vào khoảng 286 GJ/tháng đủ cho việc tiêu thụ

318.000 gia đình.
1. Giới thiệu

Phát triển năng lượng trong thế kỷ XX, tăng tiêu thụ năng lượng bình quân đầu người
trên thế giới hơn mười lần so với mức tiêu thụ của người nguyên thủy. Trong giai đoạn
1973-2006, nguồn cung cấp năng lượng của thế giới tăng từ 6115 Mtoe ( đơn vị tiêu thụ
năng lượng tương đương với tấn dầu) đến 11.741 Mtoe, đó là trong thời hạn 33 năm được
ghi nhận là tăng 92. Điều này cho thấy năng lượng đã trở thành một mặt hàng thiết yếu
trong cuộc sống. Rất khó để tưởng tượng cuộc sống không có điện, mặt khác tác động


môi trường của sản xuất và sử dụng năng lượng đã được che đậy. Khí thải nhà kính,
carbon dioxide (CO2) và mêtan (CH4) được phát thải bởi chính hoạt động của con người,
mang lại hậu quả không thể thay đổi đối với nhân loại như trong báo cáo các tài liệu tiếp
theo từ liên bang chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) kể từ năm 1990 (IPCC, 2007).
Sự gia tăng liên tục của sản xuất và tiêu thụ năng lượng và hậu quả của những tác
động này đòi hỏi phải có một sự thay đổi về ý thức của toàn xã hội và nghiên cứu các
phương tiện thay thế cho việc sử dụng và tái sử dụng nguồn năng lượng mới. Chất thải
rắn là 1ví dụ để tạo thành các nguồn năng lượng mới
Chất thải rắn là một sản phẩm từ hoạt động của con người, gây tác động tiêu cực với
con người và môi trường khi xử lý không hợp lý. Do số lượng phát sinh CTR liên tục gia
tăng, đặc biệt là ở thủ đô và các trung tâm đô thị lớn, những thách thức đối với chính phủ
là giảm lượng chất thải tác động có hại cho cả sức khỏe và môi trường.
Cơ chế của việc giảm những tác động này bao gồm hệ thống ủ chất thải rắn hữu cơ để
sản xuất phân bón hữu cơ nhằm mục đích nông nghiệp, tái chế chất thải rắn như giấy, bìa
các tông, kính và kim loại màu chuyển sang khu vực sản xuất để thay thế một phần
nguyên liệu hoặc thay thế hoàn toàn, và cuối cùng là biến chất thải thành năng lượng,
theo cơ chế phân hủy yếm khí chuyển đổi các chất hữu cơ lắng đọng trong bãi chôn lấp
để lấy CH4 cho sản xuất năng lượng
Khí bãi rác hoặc khí sinh học, bao gồm chủ yếu CH4 và CO2 được chứng minh là có
nhiều ứng dụng hấp dẫn như trong sản xuất điện cho những vùng bị cô lập, thúc đẩy dịch
vụ công cộng như xe buýt và xe tải và nhiều ứng dụng đáng quan tâm khác. Nhiều ví dụ
về cách làm này đã được xác nhận ở châu Âu, Mỹ và Canada(IPCC, 2007).
Trong năm 1994, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (USEPA) đã thành lập Chương
trình thu hồi khí mê-tan tại các bãi rác để khuyến khích việc thực hiện các dự án thu hồi
khí bãi rác làm nguồn năng lượng tại Hoa Kỳ. Chương trình xác định các bãi chôn lấp có
tiềm năng tạo ra năng lượng với chi phí cạnh tranh và không có rào cản không cần thiết
đối với các lĩnh vực khác nhau của chính phủ. Sáng kiến này là một phần của kế hoạch
biến đổi khí hậu. Trong năm 2001, khí sinh học từ khoảng 950 bãi rác đã được sử dụng.



Ở Brazil, khí sinh học từ bãi rác đang đc sử dụng với qui mô nhỏ. Trong năm 1970,
hai dự án đã được thực hiện. Một cho các công ty khí của São Paulo (Comgas) và hai
công ty khác ở Rio de Janeiro, State Gas Company and Municipal Urban. Công ty đầu
tiên phân phối khí từ bãi chôn lấp đến một khu dân cư gần đó. Trong trường hợp công ty
thứ hai dùng khí sinh học thu thập được, làm tinh khiết và tiêm vào trong hệ thống phân
phối khí đốt cung cấp khí cho thành phố Rio de Janeiro. Khoảng 1000 m3/ ngày đêm đã
được đặt trong mạng lưới. Trong năm 1985, khí đã trở thành nhiên liệu cho hạm đội của
150 xe tải thành phố và cũng cho một đội xe taxi. Dự án này kéo dài 10 năm.
Bên cạnh khí sinh học từ bãi rác, tái chế chất thải rắn cũng là một cơ chế tạo ra năng
lượng và tiết kiệm nguyên vật liệu. Nghiên cứu về đề tài này cho thấy tái chế là quá trình
mà khi áp dụng, xem xét các khía cạnh kỹ thuật và khoa học có thể có năng lượng đáng
kể và lợi ích về vấn đề môi trường.
Trong ngành công nghiệp tái chế, chẳng hạn như tái chế giấy và các tông, nhựa, thủy
tinh và kim loại thì được phân loại, xử lí, chuẩn bị và đưa lại vào dây chuyền sản xuất.
Điều này dẫn đến việc sử dụng ít hơn số lượng nguyên liệu trong lĩnh vực công nghiệp,
giảm nước và năng lượng và do đó tránh được lượng khí thải CO2 vào khí quyển,tạo ra
các công việc mới, tăng tuổi thọ hữu ích của các bãi chôn lấp, giảm chi phí cho xử lý chất
thải trong khu vực lắng đọng và cuối cùng là hòa nhập xã hội cho công dân chưa đủ điều
kiện làm việc.
Bài viết này trình bày những đánh giá về tiết kiệm năng lượng bằng cách tái chế,
lượng khí thải CO2 tương ứng mà không thải ra khí quyển cũng như số lượng CH4 và
CO2 được tạo ra bởi sự phân hủy chất thải hữu cơ lắng đọng trong các bãi chôn lấp ở
Brazil và một trong những thành phố lớn nhất nước,Sao Paulo, đó là thành phố
Campinas. Các tính toán cũng đã được mở rộng đến các khía cạnh kinh tế xã hội của việc
tái chế.
2. Chất thải rắn.

Chất thải rắn phát sinh từ các hoạt động như công nghiệp, khu dân cư, thương mại,
khách sạn, nông nghiệp và các hoạt động tương tự là cấu tạo của vật chất hữu cơ phân
hủy (thức ăn thừa, giấy..), các chất hữu cơ khó phân hủy (nhựa) và các chất vô cơ không


phân hủy (thủy tinh, kim loại và…). Các vật liệu này sau khi được đưa ra các môi trường
xung quanh, có thể mất hàng trăm năm để phân hủy và tích lũy dẫn đến giảm thời gian
hữu dụng của các bãi chôn lấp. Ở một số nước phát triển như Nhật Bản, Thụy Điển, Bỉ và
Đan Mạch, chỉ số tái sử dụng chất thải rắn là trên 90%. Ở các nước trong khu vực châu Á
và châu Mỹ La tinh, không phải tất cả các chất thải rắn đều được thu gom và ở các nước
đông dân như Trung Quốc và Ấn Độ và 1 số nước khác như Thổ Nhĩ Kỳ, Mexico và
Brazil gần 90% chất thải rắn (mà phần lớn là hữu cơ) được xem là nguồn chủ yếu sản
xuất ra CH4, ở bãi chôn lấp và bãi tự do giải phóng một lượng lớn các CO2 và CH4 vào
bầu khí quyển
2.1 Chất thải rắn ở Brazil
Brazil là quốc gia lớn nhất ở châu Mỹ Latinh chiếm khoảng 50 % diện tích lãnh thổ
của châu lục với dân số 194 triệu trong năm 2010, trong số đó 84% tập trung ở các khu
vực đô thị .Theo số liệu của Viện Địa lý và Thống kê Brazil, cả nước thu thập về
khoảng228,5 x 103 tấn / ngày lượng chất thải rắn từ các khu dân cư và công nghiệp. Số
lượng này chiếm 95,3% chất thải rắn thu thập được trong nước , trong đó 95 % là từ bãi
rác và bãi chôn lấp.
Năm 2000, có 5993 bãi rác có thể nhận về mỗi ngày khoảng 48.600 tấn / ngày, có
khoảng 84.600 tấn / ngày đã được xử lý từ 1868 ở các bãi chôn lấp có kiểm soát , khoảng
83.000 tấn / ngày từ 1452 các bãi chôn lấp hợp vệ sinh, và 2000 tấn/ngày tại các địa điểm
không cố định , 1600 tấn / ngày tại các địa điểm không xác định, trong đó khoảng 1000
tấn / ngày đã được giao cho 325 lò đốt , 6500 tấn / ngày được đưa vào 260 nhà máy ủ
phân và 2300 đã được gửi đến 596 nhà máy tái chế.
Số lượng chất thải rắn được thu gom từ khu dân cư ở Brazil đại diện cho 55 % tổng số
thu trong nước hoặc125x103 tấn / ngày hoặc giá trị trung bình 0,74 kg /ngày/ người . Hầu
như 77 % chất thải rắn khu dân cư này là chất hữu cơ và phần còn lại , 23% là chất vô
cơ . Thông tin này được thu được từ IBGE ( Năm 2002 ) so với năm 2000, khi dân số của
Brazil là 169 hàng triệu cư dân .


2.1.

Chất thải rắn : sản xuất và tái chế khí sinh học

Khí bãi rác được tạo ra từ chất thải hữu cơ trong các bãi chôn lấp bởi quá trình phân
hủy yếm. Theo ước tính, mỗi tấn chất thải rắn tạo ra khoảng 160 - 250 m 3 khí sinh học,
trong tỷ lệ khoảng 55 % CH4, 44 % CO2 và 1 % các khí khác . Do đó , một tấn chất thải
rắn đô thị sản xuất khoảng 88-138 m3 CH4 . Do đó, người ta ước tính rằng 40.000.00060.000.000 tấn CH4 được tạo ra hàng năm từ các bãi chôn lấp.
Theo ước tính của tờ Humer và Lechner (1999) , một bãi rác đô thị đi vào hoạt động
với độ dày 20m có một hệ số phát thải của khoảng 340 lít CH4 /m 2/ ngày. Ước tính việc
sản xuất CH4 trong các bãi chôn lấp là khoảng 10,5 triệu tấn / năm .Ước tính khác cho
thấy lượng khí thải toàn cầu của CH4 trong các bãi chôn lấp là 60 triệu tấn / năm , trong
đó 15 % là do bãi chôn lấp ở Trung Quốc. Các bãi chôn lấp có thể sản xuất khoảng 125
m3 CH4 mỗi tấn chất thải trong một khoảng thời gian 10-40 năm . Theo Công ty Công
nghệ Vệ sinh Môi trường , Cetesb (2001) ,lượng chất sinh ra này ở Brazil là 677 tấn /
năm và chiếm khoảng 945 triệu m3/ năm .
Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng khí sinh học được sản xuất tại các bãi chôn lấp
có thể tạo ra lợi ích môi trường và lợi ích kinh tế từ nguồn năng lượng cho chính địa
phương . Lượng điện được ước tính là 300-500 MW từ chất thải rắn đô ở Brazil , mà
tương ứng với 650.000 tấn CH4 mỗi năm . Bởi phân hủy kị khí của chất thải rắn hữu cơ
lắng đọng trong bãi chôn lấp, các CH4 được sản xuất( một loại khí nhà kính rất có hại ,
lớn hơn CO2 21 lần) sẽ không được phát tán vào không khí và có thể được chuyển đổi
thành dạng carbon . Ngoài ra nó có thể làm giảm đáng kể hoặc thậm chí tránh nguy cơ
cháy nổ trong các bãi chôn lấp là do nồng độ cao của CH4 trong khí sinh học.
Tái chế có thể được sử dụng như là một cách khác để tái sử dụng nguyên liệu và năng
lượng liên quan đến việc tái chế chất thải ( giấy , bìa cứng, nhựa, thủy tinh và kim loại
màu ) .
2.1.1. Giấy và các tông

Sản xuất giấy trên thực tế là sợi cellulose ướt liên kết lại với nhau tạo thành những
liên kết hydro khi sấy khô ở áp suất thấp. Về cơ bản, tái chế giấy đảo ngược quá trình này
bằng cách làm ướt, khuấy trộn và sau đó tách các sợi cellulose. Giấy và các tông tái chế


có thể được lặp đi lặp lại nhiều nhất khoảng bốn lần. Hiệu quả của tái chế là khoảng 85%.
Các chi tiết của quá trình tái chế của các sợi sẽ thay đổi theo các điều kiện thay thế của
bột giấy. Các chất thải bỏ như nước thải và bùn được tạo ra bởi quá trình tái chế được xử
lí và bỏ đi.
2.1.2. Thủy tinh

Hầu hết các kính được chế tạo bằng một quá trình mà trong đó nguyên liệu được
chuyển đổi ở nhiệt độ cao (1420-1600 độ C) để một tan chảy đồng nhất, sau đó hình
thành nên sản phẩm. Kính vụn thường được sử dụng như một loại vật liệu hàng loạt để
tăng cường độ tan chảy thủy tinh và hạ thấp nhiệt độ cần thiết để làm tan chảy các
nguyên liệu. Thông thường các vật liệu tái chế có thể chiếm 70-80% của hỗn hợp, thủy
tinh tái chế phải đi qua một quá trình phân loại thủ công, tiếp theo làm sạch và loại bỏ các
chất thải kim loại, sau đó nghiền nát và làm nguyên liệu cho dây chuyền sản xuất để tạo
thành hỗn hợp được nấu chảy.
2.1.3. Kim loại màu

Thép thực chất là một hợp kim của sắt và cacbon, ít hơn 2% carbon. Có ba loại lò
chính được sử dụng trong sản xuất thép. Các lò thổi ôxy cho thép tấm và sử dụng 25%
thép phế liệu. Các lò điện hồ quang và lò sưởi mở truyền thống sử dụng thép phế liệu gần
như 100%. Nhu cầu năng lượng cho ba quá trình sản xuất thép như dưới đây: Lò sưởi mở
¼ 14,24 MJ / tấn nguyên liệu. Quá trình oxy cơ bản ¼ 14,42 MJ / tấn nguyên liệu. Quá
trình điện ¼ 5,99 MJ / tấn nguyên liệu. Việc sử dụng các phế liệu cho sản xuất thép đem
lại kết quả lớn trong việc giảm ô nhiễm không khí, sử dụng nước (tiết kiệm 40%), và chất
thải khai thác mỏ và trong tiêu thụ năng lượng tổng ( thép tinh cần 36 GJ / tấn trong khi
thép tái chế đòi hỏi chỉ có 18 GJ / tấn).
2.1.4. Nhựa

Nhựa được chế tạo từ dầu, khí thiên nhiên, than đá và muối, nguyên liệu cung cấp chủ
yếu là dầu và được sản xuất bằng phương pháp trùng hợp. Có nhiều cách chế biến đa
dạng và các phương pháp tạo hình, nhưng các quá trình ép trồi và ép phun là phổ biến
nhất. Sau khi phân ly, nhựa có thể ở dạng cơ học hoặc hóa học tái chế (rất đắt tiền). Các


vật chất tái chế phải chịu được sự nung nóng dưới áp lực và được phun vào các khuôn
mẫu.
Ở các nước phát triển như Nhât bản, Mỹ và Đức tái chế được tách biệt và cung cấp
chủ yếu bởi dân cư ở các địa phương cụ thể hoắc trên các lề đường cho việc thu gom. Ở
các nước đang phát triển như Brazil, quá trình chiếm ưu thế là lựa chọn chất thải thu gom
từ nhà ở.
Các báo cáo về những trải nghiệm khác nhau của việc tái chế có sẵn trong các tài liệu.
Ví dụ, ở Anh các chương trình tái chế là một trong những ưu tiên của chính phủ. Bắt đầu
với việc tiết lộ khối lượng và các chương trình tuyên truyền liên tục cùng với việc đánh
giá liên tục của hệ thống tái chế là một trong những chiến lược để khuấy động sự tham
gia của quần chúng. Kết quả là trong 4 năm hiệu quả của hoạt động tái chế đã tăng từ 9%13%. Những trải nghiệm khác liên quan đến thu gom chọn lọc và tái chế ở các nước phát
triển
Ở Bzaril, thu gom chọn lọc được thực hiện ở Thủ đô và các trung tâm đô thị lớn, nơi
mà việc thu gom được thực hiện bởi các dịch vụ công cộng, thu gom chất thải được tổ
chức trong các hợp tác xã và thu gom chất thải không chính thức. Các chất tái chế được
tách theo từng loại của vật chất, nén chặt, đóng gói và thành phẩm. Để điều tra những tác
động của các chất thải rắn hoạt động, thành phố Capinas đã được lựa chọn như một ví dụ
cho việc phân tích hiện tại.
2.2.

Chất thải rắn ở Campinas

Campinas là đô thị thứ 3 của bang Sao Paulo (Brazil), cả trong khu dân cư và hộ gia
đình cũng phát sinh chất thải rắn. Các hệ thống thu gom công cộng bao gồm 100% các
khu vực đô thị với sự ủng hộ của 98% hộ gia đình theo thống kê của chính quyền đô thị.
Theo quá trình đánh giá đặc tính được thực hiện bởi các cơ quan đô thị chịu trách
nhiệm về dịch vụ này, các thành phần chất thải rắn ở hộ gia đình là 66% chất hữu cơ và
34% chất vô cơ. Từ đó người ta có thể tìm thấy các vật liệu có thể tái chế lên tới 41%.
Chương trình thu gom chọn lọc được khởi xướng vào năm 1991 và năm 2005, thu
gom vật liệu tái chế đã được thực hiện bởi 2 hệ thống. Hệ thống đầu tiên chiếm ưu thế là
thu gom tại nhà ở. Hỗn hợp tái chế được thu nhận từ bên ngoài các ngôi nhà ở khu dân cư


sau đó hỗn hợp tái chế được thu gom bởi các xe tải nén. Trong hệ thống thu gom với ưu
điểm là thu gom tập trung, thu gom chọn lọc được thực hiện tại khu công cộng lớn và
nguồn sinh chất thải từ các khu tư nhân như trường học, khu mua sắm, công viên, khu
dân cư…vv. Dịch vụ thu gom ở khu dân cư được thực hiện bởi một hợp đồng của công ty
tư nhân. Công ty này cũng nhận ra được hôn hợp thu gom chất thải rắn thông thường.
Trong hệ thống thu gom tập trung, việc thu gom được thực hiện bởi bộ phận dịch vụ đô
thị với sự có mặt của các chất thải rắn lớn được phát hiện.
Dân số của Campinas là 1.039237 dân, ước tính các chất tái chế mỗi ngày trên đầu
người là khoảng 0,26 kg/ngày. Trong năm 2005, tổng số các thu gom thông thường và
chọn lọc chất thải rắn là 655tấn/ngày.
3. Phương pháp phân tích

Để đánh giá năng lượng, môi trường và lợi ích KTXH có thể thu đc từ chất thải rắn ở
Brazil, các phân tích đã được tiến hành như sau:
1. Năng lượng và đánh giá môi trường của các chất thải hữu cơ được đưa đến các bãi

rác ở Campinas và Brazil.
2. Năng lượng và đánh giá môi trường tái chế tại Campinas và Brazil.
3. Tính chất xã hội và đánh giá tiềm năng kinh tế của việc tái chế ở Campinas và
Brazil.
Để ước tính lượng khí có thể sinh ra từ các bãi chôn lấp chất thải rắn ở Brazil được
cân nhắc khoảng 46% và 52% tổng số CTR lắng và CTR hữu cơ từ Campinas và Brazil,
tương ứng. Dựa trên các giá trị đó có thể tính toán tỉ lệ khí sinh ra thông qua giá trị CH 4
sinh ra có sẵn trong các tài liệu. Khi biết được giá trị năng lượng của CH 4 và các thành
phần khí, từ đó có thể tính toán tổng số năng lượng có thể tạo ra và đương lượng CO 2
không thải ra khí quyển.
Đánh giá năng lượng và phát sinh khí hiệu quả trong việc sử dụng tái chế đã được
thực hiện bởi các dữ liệu liên quan đến việc thu gom chọn lọc ở Campinas, được thực
hiện bởi các dịch vụ công cộng và các đơn vị hợp tác của bộ phận thu gom chất thải.
Theo phân tích đặc tính trọng lực thực hiện bởi các PMC(1996), số lượng có thể tái chế
chứa trong tổng số CTR thu gom được khoảng 41%.


Thu gom chọn lọc bao gồm các vật kiệu tái chế và các vật chất khác mà không tái chế
được hoặc thậm chí bị ô nhiễm sau quá trình phân loại và đc thải bỏ. Sự thiếu hiểu biết về
địa chỉ chính thức của chương trình tái chế, quá trình phân tích tái chế và những gì có thể
đc tái chế là một trong những yếu tố có thể ảnh hưởng đến sự biến đổi của các mục bị
loại bỏ.
Khu dân cư thường phân loại khi tái chế bao gồm thức ăn thừa, lon bẩn, chai và các
vật liệu khác gây ô nhiễm tái chế. Sự thay đổi của các loại này có thể là do văn hóa, tập
quán, nhận thức về môi trường xung quanh.
Các loại vật chất tái chế bị thải bỏ được tính toán khoảng 21,7% dựa trên các dữ liệu
ở Campinas. Việc thu thập CTR có ích được sử dụng để tính toán năng lượng và phát thải
tương ứng bằng cách sử dụng năng lượng được lưu bởi Hekkert và cộng sự. Trong tính
toán của chúng tôi, chúng tôi sử dụng giá trị năng lượng giảm đã lưu được sử dụng trong
việc vận chuyển thu gom CTR có thể tái chế.
Trong các tính toán tại Brazil, CTR dân cư đô thị thực tế thu được dựa trên việc điều
tra dân số cuối năm 2000. Sau đó sử dụng các mục tính toán thải bỏ trước đó để tính toán
các CTR hữu ích thực tế thu được. Lượng tái chế trong các khu dân cư thu được là 31%
lượng CTR theo chính quyền Brazil điều tra dân số năm 2000.
Tái chế các vật chất thải sau khi thu gom đều được sắp xếp riêng biệt theo từng loại
sau đó được xử lý bằng các phương pháp đặc biệt và phương pháp kĩ thuật( cơ học, hóa
học), chúng biến đổi về hiệu quả và năng lượng theo sự cần thiết, và các công nghệ có
sẵn tại thời điểm và địa phương.Qúa trình xử lý vật liệu tái chế là phù hợp và được chuẩn
bị để giới thiệu trong các dây truyền sản xuất để thay thế hoặc như một sự kết hợp.
Trong nghiên cứu này việc tính toán tiết kiệm năng lượng cho từng vật liệu tái chế
dựa trên dữ liệu từ McDougall và cộng sự, (2001) và Hekkert và cộng sự (2000a, b). Như
một sự thay đổi chúng tôi đã loại bỏ việc sử dụng năng lượng cho việc vận chuyển thu
gom chọn lọc từ các giá trị năng lượng của họ. Một sự thay đổi khác liên quan đến các
năng lượng đã lưu trên thực tế của từng loại vật chất có thể tái chế. Năng lượng đã lưu
của một loại vật liệu tái chế là khác nhau giữa năng lượng tiêu thụ khi sử dụng vật liệu
thô và khi sử dụng vật liệu tái chế.


Giá trị năng lượng đã lưu được tính toán xem xét các thành phần của hỗn hợp tái chế
và giá trị năng lượng lưu lại cho từng loại có thể tái chế. Băng cách này có thể tính toán
giá trị năng lượng trung bình lưu lại cho hỗn hợp như là giá trị tải trọng trung bình sử
dụng trong phân tích hiện tại.
Từ kết quả tính toán và không sử dụng CTR có thể tính toán năng lượng và ngăn ngừa
phát thải của CO2 ở Campinas và Brazil.
Ước tính lợi ích kinh tế xã hội của tái chế trên các dự liệu tái chế ở Campinas và
Brazil đã được sử dụng để tính toán lợi ích tài chính bằng cách sử dụng giá phổ biến trên
thị trường. Những con số trong việc thu gom chất thải bao gồm cả trong thị trường công
việc hay xã hội được đánh giá dựa trên mức lương tối thiểu ở Brazil và số lượng gia đình
tài trợ có thể được tạo ra dựa trên giá trị chính thực của các cấp.
Các dữ liệu thu thập bao gồm các thông tin khác sau đây:




Lượng tái chế thu được
Lượng vật chất bị loại bỏ trong qúa trình thu gom chọn lọc
Tổng số nhiên liệu tiêu thụ của xe tải thu gom và giá trị thương mại của 1 tấn vật
liệu tái chế.

Những thông tin được sử dụng để tính toán các thông số :




Lượng tái chế thu gom trong mỗi km.
Chỉ số loại bỏ của tái chế thu gom
Năng lượng sơ cấp tiết kiệm đc do việc sd vật liệu tái chế trong các ngành công

nghiệp
• Lượng khí thải CO2 tránh được do tiết kiệm năng lượng (CO2) và lợi ích tài
chính do thương mại hóa các vật liệu tái chế thu gom được.
4. Kết quả và thảo luận

Như đã nói ở trên các chất hữu cơ tích tụ ở các bãi chôn lấp ở Brazil được đánh
giá từ năng lượng và quan điểm môi trường.
4.1.

Chuyển hóa chất thải thành năng lượng ở bãi chôn lấp

Như đã đề cập trước đó là hơn 95% chất thải thu gom được là Destinated tới bãi rác.
Thực tế này dẫn đến việc giảm các bãi rác hữu ích và giảm phát thải CO 2 và CH4 tới môi
trường. Phải nhớ rằng 1 tấn chất thải đổ vào các bãi rác chôn lấp không xử lý hoặc phục
hồi trạng thái phát thải 1 đến 3 tấn CO 2. Trong điều tra hiện tại đã chú ý đến vấn đề này.


Được biết từ những thông tin có sẵn của Campinas là 46% chất thải là hữu cơ và trong
các trường hợp ở Brazil đã lên đến 52%. Giả sử rằng đây là chất thải hữu cơ có thể
chuyển đổi thành khí sinh học chủ yếu là CH4 có thể thấy trong bảng 1.
Bảng 1: Đánh giá khí sinh học từ các bãi chôn lấp
Mô tả
Chất thải rắn đã thu
gom(t/ngày)
Chất rắn hữa cơ (%)
Tổng vật chất hữu cơ
(t/ngày)
Tổng vật chất hữu cơ
(m3/h)
Ước tính năng lượng điện
tạo ra (MW)
CH4 (m3/ngày)
CH4 (kg/ngày)
Đồng vị CO2e (tCO2e/ngày)
Đồng
vị
CO2e
(tCO2e/tháng)

Campinas
655

Brazil
288 × 103

46
301

52
118 × 103

7500

2.95 × 106

8.3

3300

180.8 × 103
121.1 × 103
2543.7
76.312

70.8 × 106
42.4 × 106
891.2 × 103
2673.7 × 104

Như vậy có thể kết luận rằng với việc áp dụng công khai đầy đủ chính sách và thúc
đẩy thành phố có thể tạo ra một lượng đáng kể năng lượng, giành được lợi ích năng lượng
trong việc tăng các bãi rác hữu ích và giảm các mối nguy hiểm sức khỏe do xử lý chất
thải phù hợp.
4.2.

Tái chế chất thải rắn

Do đặc tính trọng lưc của các thành phần CTR tái chế được tạo ra ở Campinas và Brazil
lần lượt là 41% và 31%. Như thể hiện trong hình 1 và 2. Các bộ phận của thu gom tái chế
thay đổi theo khu vực, mùa, lớp học kinh tế và các khía cạnh khác có ảnh hưởng đến tiêu
thụ.
Hình 1: Thành phần chất thải rắn ở Campinas

Hình 2: Thành phần chất thải rắn ở Brazil


Tuy nhiên không phải tất cả các chất thải thu gom trong thu gom chọn lọc là để tái sử
dụng. CTR không phù hợp để tái chế và tái chế chất thải bị ô nhiễm thường được loại bỏ
bao gồm các chất thải bị loại bỏ. Do đó, tái chế hữu ích là sự khác biệt giữa tổng số thu
nhập và khối lượng bị loại bỏ.
Các chỉ số ở Campinas được tính toán bằng cách sử dụng dữ liệu từ chính sách thu gom
chọn lọc được cung cấp bởi sức mạnh đô thị công cộng cho Brazil. Tổng số chất thải rắn
dân cư thu gom ở Campinas là 655 tấn/ngày. Tổng số này đại diện cho 0.8% thu gom
chọn lọc. CTR các hộ gia đình được thu gom ở Brazil là 125000 tấn/ngày, và khi áp dụng
các mục loại bỏ nêu trên giá trị thu gom chọn lọc là 2.7%.
4.3.

Tái chế năng lượng và lượng khí thải CO2

Việc thay thế nguyên liệu tái chế bởi một trong các quy trình sản xuất dẫn đến kinh tế
năng lượng và giảm lượng khí thải có thể có của các loại khí vào khí quyển. Kinh tế năng
lượng do tái chế giấy và bìa các tông là 32,9 GJ/tấn, nhựa là 87 GJ/tấn, trong khi tái chế
thủy tinh thì kinh tế năng lượng là 3,5 GJ/tấn và kết quả tái chế kim loại màu trong kinh
tế năng lượng là 18,6 GJ/tấn. Điều quan trọng là đề cập đến tái chế khác như nhôm,
đồng, tấm nhựa xốp không được đưa vào phân tích hiện tại.
Thuật ngữ kinh tế năng lượng đề cập đến sự khác biệt giữa năng lượng tiêu thụ trong
quá trình sản xuất khi sử dụng nguyên liệu và tiêu thụ năng lượng khi sử dụng nguyên
liệu tái chế. Các tính toán cũng bao gồm mức năng lượng vốn có của chất liệu. Trong
trường hợp của nhựa đó là chứa năng lượng dầu khí và trong trường hợp của giấy và bìa
các tông nó được coi như gỗ chứa năng lượng. Bảng 2 cho thấy ướt tính năng lượng kinh
tế và lượng khí CO2 không thải vào khí quyển do tái chế tại Campinas và Brazil.
Trong trường hợp tại Campinas, tiêu thụ năng lượng để vận chuyển các chất tái chế
được đo và trừ vào tiết kiệm năng lượng bằng cách tái chế để xác định tiềm năng tiết
kiệm hiệu quả. Năng lượng tiêu thụ trong việc vận chuyển của thu gom chọn lọc trong
Campinas tương ứng với khoảng 3% năng lượng tiết kiệm bằng cách tái chế
Do đó năng lượng tiết kiệm hiệu quả do tái chế khoảng 9607 GJ/tháng. Tiết kiệm năng
lượng do tái chế trong thành phố đại diện của Campinas cho mỗi tháng điện tương


đương tiêu thụ năng lượng của 3200 lớp (cư trú) trung bình hoặc 11.700 cư dân với 3.7
người/hộ gia đình một lớp trung bình tiêu thụ khoảng 0,9 GJ/tháng và hiệu suất chuyển
đổi từ nhiệt qua điện là 30%.
Điều đáng nói rằng các dữ liệu được trình bày trong bảng 2 tương ứng với năng lượng
tiết kiệm từ tái chế chỉ có 8,6% của các chất tái chế có khả năng thu được ở Brazil như
trong bảng 3.
Bảng 2. Tái chế và tác động của nó ở Campinas và Brazil
Mô tả
Campinas
Thu gom tái chế hữu ích
279.0
(tấn/tháng)
Năng lượng tiết kiệm
9905
a
( GJ/tháng)
Không phát thải CO2
633
b
( GJ/tháng)
a
giả sử tái chế tiết kiệm 35.5GJ/tấn vật liệu tái chế
b

Brazil
101,673
3,609,392
230.798

xem xét trung bình 2.27 tấn CO2/ tấn vật liệu tái chế sử dụng

Bảng 3. Tiềm năng tái chế và tác động của nó
Mô tả
Campinas
Brazil
Tiềm năng ướt tính của
8057
1,173,750
thu gom tái chế (t/tháng)
Tiềm năng ướt tính năng
286,006
41,668,125
lượng tiết kiệm
( GJ/tháng)
Tiềm năng ướt tính của
18,288
230.798
không phát thải CO2
( tCO2/tháng)
Lượng CER
4983
62,888
Trong khía cạnh môi trường, lượng tiết kiệm năng lượng do tái chế ở Brazil có thể tận
dụng để làm nơi tiêu thụ carbon một số lượng lớn của CER như trong bảng 3. Các CER
có thể được chuyển đổi thành vốn sẽ được sử dụng để tài trợ các dự án chuyên về môi
trường xung quanh, cho tăng cường thu gom chọn lọc và các hoạt động tái chế.
Để chứng minh cho ngành hành chính công các tiềm năng tiềm ẩn và khả năng tái chế
như một công cụ hiệu quả cho sự bền bững môi trường xung quanh và sự cần thiết để tạo
động lực và chính sách chung đầy đủ, tính toán đã được thực hiện để đánh giá tiềm năng


không phát thải CO2 do tái chế tất cả các chất tái chế có khả năng có sẵn ở Brazil, như
trong bảng 3. Nếu tất cả các tiềm năng của chất tái chế tạo ra được sử dụng, lượng năng
lượng này tương ứng hơn một nửa công suất quy định của trạm thủy điện lớn nhất ở
Brazil, là Itaipu. Cùng một lượng năng lượng tương ứng với điện tiêu thụ năng lượng của
12,963,420 nhà ở hoặc 47,575,740 cư dân.
Để đạt được điều này Brazil phải thiết lập các chính sách cho phép tối ưu hóa sử dụng
năng lượng, tăng chỉ số tái chế, mục tiêu chỉ có thể đạt được bằng cách toàn xã hội và
chính phủ kết hợp nỗ lực và bằng việc áp dụng cao chính sách công khách quan.
Các vấn đề liên quan đến biển đổi khí hậu được thảo luận rộng rãi và liên tục điều tra
nghiên cứu từ năm 1990 khi lần đầu tiên báo cáo của Hội đồng Liên chính phủ về Thay
đổi Khí hậu, IPCC. Trong một chuỗi 4 báo cáo liên tiếp, cuối cùng công bố năm 2007,
cho thấy rằng con người can thiệp tích cực vào môi trường xung quanh và còn đang góp
phần vào sự gia tăng nhiệt độ trung bình của hành tinh, ướt tính 100 năm nữa nhiệt độ
tăng từ 1.4 đến 5.81oC. Cả việc nóng lên và lạnh đi của khí nhậu toàn cầu liên quan đến
nồng độ các chất của hiệu ứng nhà kính là CO2, CH4 và NOx (IPCC, 2007).
Biến đổi khí hậu được quan sát thấy tất cả các hành tinh trong các lục địa và đại dương
cùng với nhiệt độ môi trường xung quanh thay đổi, băng tan ở Artics, thay đổi lượng mưa
ở khắp mọi nơi, thay đổi trong độ mặn đại dương, mô hình gió và các khía cạnh môi
trường xung quanh lượng mưa cực kỳ mạnh, nhiệt độ cực nóng ,lạnh và bão nhiệt đới
mạnh (IPCC, 2007).
Brazil đang chiếm vị trí thứ 3 giữa các quốc gia với mức giảm lớn nhất lượng khí thải
hàng năm gây hiệu ứng nhà kính. Brazil cũng chiếm vị trí thứ ba trên toàn thế giới với
mức giảm 6% trong tổng số lượng tái chế trên thế giới lên tới 46.800 t CO2/ năm. Vị trí
đầu tiên là Trung Quốc với 52% hoặc 395.820 t CO2e/năm trong khi Ấn Độ chiếm vị trí
thứ 2 với lượng giảm 19% lên tới 141.984 tấn CO2e/năm ( MCT (Ministe ´rio de Ciˆ
encia e Tecnologia), 2009).
Theo như Cơ chế Phát triển Sạch (CDM), Brazil là nước thứ 3 về số lượng các dự án
đăng ký sau Trung Quốc và Ấn Độ. Đến 2012, dự kiến rằng Brazil có thể đóng góp có
hiệu quả giảm 322 triệu tấn CO2. Trong trường hợp này Brazil có thể cung cấp một đóng


góp quan trọng trong việc giảm thiểu khí hiệu ứng nhà kính. Với việc đàm phán cho giai
đoạn thứ 2, gọi là “ sau năm 2012”, dường như CDM sẽ tiếp tục chiếm vai trò quan trọng
trong các nỗ lực quốc tế để giảm thiểu sự nóng lên toàn cầu của hành tinh (MCT, 2009).
Brazil có cả các điều kiện khí hậu và công nghệ cần thiết để chiếm 1 vị trí hàng đầu
trong giảm phát thải và thu hồi carbon. Để đạt được điều này, đó là điều cần thiết để
tránh quy mô lớn tàn phá và cháy rừng, thúc đẩy tái trồng rừng và tối ưu hóa tiêu thụ
năng lượng..
4.4.

Các khía cạnh kinh tế xã hội của việc tái chế ở Brazil

Nhìn chung phân loại rác thải được thực hiện theo các loại tái chế và sau đó được đưa
vào một một số quy trình để tăng giá trị tiêu thụ của nó chẳng hạn như nén, đóng gói để
tạo điều kiện thuận lợi cho việc xử lý, lưu trữ và vận chuyển. Các mức giá phần lớn được
quyết định bởi người mua hoặc bởi các công ty quan tâm. Để tính toán các lợi ích tài
chính từ việc bán các vật liệu tái chế, các tác giả đã phải sử dụng giá thực hiện trong năm
2005, kể từ khi những giá bị biến đổi về lợi nhuận. Trong năm 2005, giá trung bình mỗi
tấn vật liệu tái chế hỗn hợp ở Campinas ướt tính là R$ 312.5 hoặc (177.40 USD). Giá trị
này là kết quả điều tra giá giữa các đơn vị hợp tác hoạt động ở Campinas. Trong một số
liên hệ gần đây với các đơn vị hợp tác họ đã xác nhận cùng một mức giá/ tấn hỗn hợp với
lãi suất là 10%. Các lợi ích tài chính ướt tính chỉ từ 1.96% của tiềm năng vật liệu tái chế
được tạo ra ở Campinas.
Xem xét rằng giá trị thương mại cho mỗi tấn vật liệu tái chế hỗn hợp trong tháng 2
năm 2010 không thay đổi nhiều so với năm 2005, và điều chỉnh mức lương thu gom chất
thải để các giá trị tham khảo mức lương tối thiểu quốc gia là R$ 500 hoặc ( 283.85 USD)
số lượng vật liệu tái chế hữu ích để đảm bảo việc điều chỉnh tiền lương mới, không nhỏ
hơn 1.6 tấn/tháng.
Việc hợp tác thu gom rác thải sẽ nhận được mức lương cho họ làm việc trong đó số
tiền R$ 500 sửa theo mục chính thức. Xem xét tiềm năng của tất cả các vật liệu tái chế
có sẵn ở Campinas, tiền phát sinh từ việc bán vật liệu tái chế được chia bởi R$ 500 xác
định số lượng thu gom chất thải có thể được hưởng lợi. Một tính toán tương tự được thực
hiện đối với trường hợp ở Brazil.


Chính phủ Brazil đã thiết lập một chương trình với các mục tiêu kinh tế xã hội để cố
gắng làm giảm bớt sự cực khổ và nghèo đói của dân số và đưa họ hòa nhập vào xã hội.
Chương trình này được gọi là “ Trợ cấp Gia đình” và được dành riêng cho các gia đình
nghèo có trẻ em trúng tuyển vào các trường công lập, với các mục tiêu là loại bỏ lao động
trẻ em ( được sử dụng bởi gia đình nghèo như một công cụ để tăng thu nhập cho gia đình)
Giá trị của chính phủ “ Trợ cấp Gia đình” là R$ 200. Các tác giả đã cố gắng để minh
họa cho tiềm năng của việc sử dụng các quỹ từ bán vật liệu tái chế để tạo ra tài trợ thêm
vào những Trợ cấp Gia đình cho các gia đình nghèo hơn. Các quỹ từ việc bán các vật
liệu tái chế ở Campinas được chia cho R$ 200 để xác định số lượng thêm vào Trợ cấp Gia
đình, cũng được thực hiện trong trường hợp ở Brazil.
Trong công việc hiện tại, các tác giả đề cập đến thời điểm này để cho thấy rằng việc
thu gom chọn lọc và tái chế có thể được sử dụng để tăng số lượng Trợ cấp Gia đình và do
đó số lượng gia đình được hưởng lợi như bảng 4.
Bảng 4. Đánh giá tiềm năng kinh tế- xã hội của việc tái chế
Mô tả
Campinas
Brazil
Lợi ích từ việc bán các vật
87,188
31,772,813
liệu tái chế ( R$/tháng)
Bao gồm số ngưới lao
174
64,000
động với mức lương R$
500b
Tiềm năng lợi ích tài
2,517,656
366,796,875
chính có sẵn từ bán vật
liệu tái chế ( R$/tháng)
Số lượng tối đa thu gom
5035
733,594
chất thải
Số lượng tối đa tương
12,588
1,833,984
đương PTC, ( R$ 200)
a
xem xét một giá trị trung bình của R$ 312.50/tấn vật liệu tái chế thương mại hóa
b

lương tối thiểu quốc gia

Nếu tất cả các tiềm năng của các vật liệu tái chế ở Campinas và Brazil được tái sử
dụng, doanh thu ướt tính thu được từ việc bán vật liệu tái chế, có thể được sử dụng để
hưởng lợi khoảng 1.3% dân số ở Campinas và trong trường hợp ở Brazil tiềm năng có


thể có lợi 0.95% dân số, ở Brazil từng nhận được 1 mức lương tương đương với một “Trợ
cấp Gia đình” hoặc 113.54 USD/tháng.
ở Brazil, trong năm 2010, khoảng 15.7 triệu gia đình được ghi trong chương trình “
Trợ cấp Gia đình”, trong tổng số này khoảng 12.4 triệu gia đình được hưởng lợi ( Brasil,
2010).
5. Kết luận

Từ các cuộc thảo luận, phân tích các kết quả và thông tin trình bày trong nghiên cứu
này, có thể cho một số ý kiến và kiến nghị:
1. Tìm ra được rằng khí rác thải hoặc khí sinh học được tạo ra bởi phân hủy yếm khí của
chất thải rắn hữu cơ đô thị, được thu gom từ các hộ gia đình trong số gần 160 triệu người
Brazil sống ở các vùng đô thị có thể tạo thành một nguồn cung cấp năng lượng là 42 MW.
2. So sánh năng lượng tạo ra từ khí bãi rác với năng lượng tiêu thụ bởi một gia đình
người Brazil tầng lớp trung lưu, người ta có thể thấy rằng 42 MW tương ứng với mức
tiêu thụ của 120.000 hộ gia đình, khoảng 480.000 cư dân.
3. Điều quan trọng là đề cập đến chất thải rắn lắng đọng trong các bãi chôn lấp không có
xử lý thì ảnh hưởng đến sức khỏe công cộng do sự gia tăng của truyền bệnh, tạo ra mùi
hôi thối, ô nhiễm đất, nước mặt và nước ngầm.
4. Sự phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ để sản xuất khí sinh học làm giảm bớt lượng phát
thải CO2 và CH4 trong môi trường xung quanh (đóng góp chính cho hiệu ứng nhà kính)
không giải phóng vào khí quyển.
5. Ngoài ra một đóng góp quan trọng để giảm lượng khí thải là việc tái chế chất thải rắn
đô thị là trọng tâm của nghiên cứu này. Xem xét thực tế rằng việc sử dụng năng lượng
hóa thạch tạo ra lượng khí thải CO2, sự trở lại của các chất thải rắn có thể tái chế (giấy,
bìa cứng, nhựa, thủy tinh và kim loại) cho khu vực sản xuất để thay thế nguyên liệu làm
giảm năng lượng tiêu thụ và nguyên liệu, do đó làm giảm bớt vấn đề phát thải CO2.
6. Lượng năng lượng tiết kiệm do tái chế ở Brazil có thể tận dụng để tiêu thụ carbon
62,887.66 CER có thể được chuyển đổi sang quỹ để tài trợ cho các dự án môi trường
xung quanh, ủng hộ và tăng cường các thu gom chon lọc và hoạt động tái chế.


7. Với sự tham khảo đến các khía cạnh năng lượng tái chế, số lượng thu gom vật liệu tái
chế và đưa vào các bãi chôn lấp với số lượng ở Brazil là 286 GJ / tháng đủ cho việc tiêu
thụ 318.000 gia đình hoặc 1,2 triệu cư dân.
8. Nếu tất cả các tiềm năng của vật liệu tái chế tạo ra được sử dụng, số lượng năng lượng
được tạo ra tương ứng với hơn một nửa công suất lắp đặt ở Itaipu, nhà máy thủy điện lớn
nhất ở Brazil, hoặc tương đương với năng lượng tiêu thụ của 12.963.416 nhà ở hoặc
47.575.739 người dân
9. Nếu tất cả các tiềm năng của các vật liệu tái chế ở Brazil được tái sử dụng, doanh thu
ước tính thu được từ việc bán các vật liệu tái chế có thể được chuyển đổi thành 1.833.000
“ Tài trợ Gia đình” với 113.54 USD/tháng.
10. Trên thực tế số lượng tái chế tái sử dụng là tương đối nhỏ, và do đó một chiến dịch
tập trung hướng dẫn cho người dân, cùng với sự giảm thuế nhỏ như một động lực để tuân
thủ phân loại thu gom có thể góp phần lớn gắn kết với nhau mà cuối cùng là đem lại lợi
ích cho nhà nước, dân số và môi trường .
11. Bài viết này dựa trên số liệu chính thức từ IBGE ( Viện Địa lý và Thống kê Brazil),
báo cáo Đô thị, dữ liệu được chấp nhận từ các tài liệu, Hekkert và cộng sự. 2000a, b)
McDougall và cộng sự (2001) và thu thập dữ liệu từ các đơn vị hợp tác.
Các phân tích cho thấy năng lượng, môi trường xung quanh và tiềm năng kinh tế xã
hội của chất thải khu dân cư. Brazil phải đối mặt với hai vấn đề lớn, nghèo đói và tạo ra
chất thải rắn. Do đó, đóng góp quan trọng của nghiên cứu này là làm như thế nào để tạo
cơ chế thay thế và các giải pháp hiện tại để giải quyết hai vấn đề này bằng cách tạo ra
nguồn vốn để cho xã hội phát triển hơn và giảm nhẹ vấn đề chất thải rắn bằng tạo ra và
tiết kiệm năng lượng, giảm lượng rác môi trường xung quanh và sức khỏe tác động trên
các mặt khác.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×