ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------------------

NGUYỄN TRỌNG VĂN

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NHẰM TĂNG
CƯỜNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HẦM KHÍ
BIOGAS TRONG CHĂN NUÔI CỦA CÁC NÔNG HỘ
TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN BẮC MÊ - TỈNH HÀ
GIANG
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số ngành: 60 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. Vũ Thị Thanh Thủy
CHỮ KÝ PHÒNG QLĐTSĐH

CHỮ KÝ KHOA CHUYÊN MÔN

Thái Nguyên - 2018

CHỮ KÝ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận văn này là
trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã


Nguyễn Trọng Văn


iii
MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu..............................................................................................3
1.2.1. Mục tiêu chung..................................................................................................3
1.2.2. Mục tiêu cụ thể..................................................................................................3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .....................................................................4
1. Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài
.......................................................................4
1.1. Cơ sở lý luận ........................................................................................................4
2.1.1 Biogas và công nghệ hầm khí biogas
.................................................................4
2.1.2 Khái quát về hiệu quả và hiệu quả sử dụng hầm khí biogas
............................11
2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc áp dụng công nghệ hầm khí biogas ...............14
2.2 Cơ sở thực tiễn ....................................................................................................16
2.2.1 Trên thế giới
.....................................................................................................16
2.2.2 Tại Việt Nam
....................................................................................................18
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..24
2.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................24
2.2. Phạm vi nghiên cứu............................................................................................24
2.3. Nội dung nghiên cứu
..........................................................................................24

3.4.5. Quy mô chăn nuôi ...........................................................................................61
3.4.6. Nguồn vốn .......................................................................................................62
3.4.7. Yếu tố kỹ thuật, khả năng tiếp thu, ứng dụng công nghệ biogas
của các nông hộ .........................................................................................................64
3.4.8. Mặt bằng để xây dựng chuồng trại và lắp đặt hầm biogas.............................66
3.4.9. Chính sách ứng dụng công nghệ hầm khí biogas vào chăn nuôi
ở địa phương..............................................................................................................67
3.4.10. Một số khó khăn khác ...................................................................................67
3.5. Giải pháp tăng cường ứng dụng công nghệ hầm khí biogas
ở các nông hộ trên địa bàn huyện Bắc Mê ................................................................72
3.5.1 Căn cứ chung để đưa ra định hướng và giải pháp tăng cường
ứng dụng hầm biogas ở các nông hộ trên địa bàn huyện Bắc Mê ............................72
3.5.2. Định hướng phát triển biogas ở huyện Bắc Mê ..............................................73
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................................
1 Kết luận ..................................................................................................................78
2. Kiến nghị ..............................................................................................................79
2.1. Đối với chính quyền các cấp huyện, xã .............................................................79
2.2. Đối với người nông dân ....................................................................................80


v
DANH MỤC BẢNG
Biểu 1.1 : Khả năng cho phân và thành phần hoá học của phân gia súc, gia cầm......4
Biểu 1.2: Ảnh hưởng của các loại phân đến sản lượng và thành phần
của khí thu được ..........................................................................................................5
Bảng 1.3 : So sánh ưu nhược điểm của Bể biogas Composite và bể biogas
xây bằng gạch..............................................................................................................9
Bảng 3.1: Đặc điểm khí hậu ......................................................................................28
Biểu 3.2. Tình hình sử dụng đất đai của huyện qua 3 năm từ 2013 - 2015 ..............31
Biểu 3.3. Một số chỉ tiêu chủ yếu của huyện Bắc Mê 2013 đến 2015....................34


CN -TTCN

Công nghiệp - Tiểu thủ công nghiệp

GTSX

Giá trị sản xuất

GSGC

Gia súc gia cầm

NTTS

Nuôi trồng thủy sản

NVL

Nguyên vật liệu

XDCB

Xây dựng cơ bản


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Tính cấp thiết của đề tài

ứng dụng công nghệ hầm khí biogas: Năm 2006, với sự giúp đỡ của tổ chức
ETC (Hà Lan), dự án thí điểm “tiếp cận năng lượng bền vững”, hỗ trợ 1triệu
đồng/hầm băng vật tư, chi phí tập huấn kỹ thuật và tuyên truyền để hình thành
các tổ nhóm xây dựng biogas cấp xã; dự án “chương trình khí sinh học cho
ngành chăn nuôi Việt Nam 2012 -2015” do Cục chăn nuôi thuộc Bộ Nông
nghiệp và Phát triển nông thôn và tổ chức hợp tác phát triển Hà Lan (SNV)
thực hiện... Công nghệ biogas đã mang lại hiệu quả rõ rệt về mặt kinh tế, môi
trường và xã hội.
Bắc Mê là một huyện miền núi của tỉnh Hà Giang, sản xuất nông
nghiệp vẫn là chủ yếu, công nghiệp, dịch vụ chưa phát triển. Chăn nuôi đặc
biệt đóng vai trò quan trọng trong kinh tế hộ gia đình và là một trong những
nguồn thu chủ yếu của nông hộ. Để khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường
trong chăn nuôi nói chung và chăn nuôi lợn nói riêng ở huyện Bắc Mê, người
dân đã ứng dụng công nghệ hầm chứa biogas, bước đầu đã mang lại những
kết quả khả quan như: hạn chế sự ô nhiễm môi trường xung quanh, hạn chế
được tình hình dịch bệnh lây lan, tạo ra nguồn khí gas làm chất đốt, tạo ra
nguồn điện thắp sáng...
Tuy nhiên, công nghệ hầm khí biogas trong chăn nuôi hiện nay ở huyện
Bắc Mê chưa được áp dụng rộng rãi, người dân địa phương còn gặp rất nhiều
khó khăn đặc biệt là vấn đề ứng dụng chuyển giao công nghệ, vấn đề về vốn
để xây dựng hầm. Vì vậy, việc triển khai công nghệ hầm khí biogas tới các
nông hộ đang là vấn đề mà cả người dân và các cấp chính quyền địa phương
đang quan tâm để giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi. Xuất phát
từ yêu cầu thực tiễn đó, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài
“Nghiên cứu các giải pháp nhằm tăng cường ứng dụng công nghệ
hầm khí biogas trong chăn nuôi của các nông hộ trên địa bàn huyện Bắc
Mê - tỉnh Hà Giang”.


3

nitơ khoảng 30 lần. Do vậy nguyên liệu có tỷ lệ C/N là 30/1 sẽ thích hợp nhất
cho lên men kỵ khí. Phân động vật và các chất thải rắn như rơm, rạ rất thích
hợp cho lên men kỵ khí. Trong thực tế người ta rất cố gắng đảm bảo tỷ lệ trên
trong khoảng 20-40. Phân gia súc có tỷ lệ C/N nằm trong giới hạn này nên
được xem là nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất biogas.
Bảng 1.1 : Khả năng cho phân và thành phần hoá học của phân gia súc,
gia cầm trong 1 ngày
Vật nuôi

Khả năng cho phân của
500kg vật nuôi/ngày
Thể tích
Trọng lượng
tươi (kg)
(m3)

Thành phần hoá học
(% khối lượng phân tươi)
Chất tan
dễ tiêu

Nitơ

Phốt pho

Tỷ lệ C/N

Bò sữa

0,036


7,02

0,83

0,47

20-25

Trâu

---

6,78

10,2

0,31

---

---

0,028

31,3

16,8

1,20

10

Phân gia cầm

0,56

69

9

Phân gà

0,31

60

30

Phân lợn

1,02

68

20

Phân người

0,38


hệ kinh tế sinh thái VAC. Để tìm một giải pháp hợp lý và bền vững trong
việc xử lý chất thải chăn nuôi cũng như chất thải sinh hoạt thì việc ứng dụng
công nghệ Biogas là biện pháp tích cực nhất trong giai đoạn hiện nay, đối với
khu vực địa bàn nông thôn nhằm giải quyết các vấn đề sau:
- Tạo nguồn năng lượng tái sinh rẻ và sạch phục vụ đời sống con người.
- Giữ gìn và bảo vệ môi trường vệ sinh trong sạch trong các khu vực
công đồng nông thôn qua đó góp phần giữ gìn và bảo vệ môi trường, bảo vệ
sức khoẻ toàn xã hội thông qua việc giảm ô nhiễm môi trường sản xuất, cung
cấp sản phẩm nông nghiệp sạch.
- Tăng thu nhập cho các hộ gia đình thông việc giảm chi phí về nhu cầu
chất đốt phục vụ sinh hoạt.
- Tạo nguồn phân bón hữu cơ vi sinh, giảm bớt sử dụng phân hoá học,
qua đó giảm bớt sự thoái hoá và cải thiện đất trồng, nâng cao năng suất cây
trồng và nuôi cá trong hệ thống VAC gia đình.
- Hỗ trợ phát triển chăn nuôi tốt hơn, tạo điều kiện nâng cao mức sống
và tiếp cận điều kiện văn minh đô thị cho người dân nông thôn trong việc cải
tạo hố xí gia đình, sử dụng khí sinh học vào việc nội trợ.
- Giảm sức lao động của phụ nữ trong công việc nội trợ.
2.1.1.3 Các loại hầm khí biogas
* Hầm biogas xây bằng gạch
Hình ảnh điều tra thực tế


7
Thời kỳ đầu áp dụng hầm biogas là bể biogas xây bằng gạch. Bể biogas
xây bằng gạch dễ bị lún, nứt và không thể khắc phục được, bể xây càng to thì
rủi ro càng lớn. Trong quá trình sử dụng, mặt bê tông phía trong bị mùn do
axits ăn mòn làm cho bể chịu lực kém, dể bị rò rỉ khí và phân ra ngoài. Khối
lượng vật liệu lớn, thời gian thi công lâu, mặt bằng thi công rộng. Chất lượng
phụ thuộc nhiều vào tay nghề thợ. Bể không tự phá váng, chỉ có áp lực khí

9


Bảng 1.3 : So sánh ưu nhược điểm của Bể biogas Composite và bể biogas xây bằng gạch
HẦM BỂ BIOGAS CHẤT LIỆU

HẦM BỂ BIOGAS XÂY

NHỰA COMPOSITE

BẰNG GẠCH

Bể BIOGAS làm bằng chất liệu nhựa Composite có độ bền cao và

Hầm BIOGAS xây bằng gạch dễ bị lún, nứt, dễ bị dò khí ra

kín tuyệt đối, vì có thể kiểm tra độ kín ngay sau khi lắp đặt bể. Không có

ngoài không khắc phục được. Dùng một thời gian do nhiệt độ nóng

khả năng nứt gẫy, không bị dò khí trong điều kiện móng yếu, lún, nứt,

nên bị axít ăn mòn bề mặt bê tông bị nhũn thành bùn, làm cho bể bị

không bị axít ăn mòn.

dò khí ra ngoài.

Hiệu suất sinh khí của bể BIOGAS COMPOSITE cao vì nó chịu được áp


thông qua hai cột điều áp không cần van an toàn. Tự động phá váng 100%

phải có thiết bị van bảo vệ. Không có khả năng tự động phá váng.
Độ an toàn không cao, nguy hiểm.


10

Bảng 1.3 (tiếp) : So sánh ưu nhược điểm của Bể biogas Composite và bể biogas xây bằng gạch
Bể BIOGAS COMPOSITE khi sử dụng không phải lấy phân bã ra khỏi bể

Hầm BIOGAS xây bằng gạch trong một vài năm bắt buộc phải lấy

mà phân đã phân huỷ hết còn bã tự động đẩy ra khỏi bể. Hàng năm không

phân bã và phá váng trên bề mặt của bể ra ngoài, một lần dọn bể

mất chi phí tiền dọn bể và phá váng.

phải chi phí mất nhiều công lao động.

Bể BIOGAS COMPOSITE có thể lắp đặt mọi địa hình khác nhau,
đặc biệt vùng trũng khi đào có nước việc lắp đặt rất đơn giản.

Hầm BIOGAS xây bằng gạch không thể làm được điều này.

Bể BIOGAS COMPOSITE khi lắp đặt xong, dùng một thời gian tại địa
điểm do không phù hợp có thể đào lên di chuyển đi nơi khác một cách dễ
dàng. Khi gặp sự cố sử lý trong vòng 1 giờ là xong, đổ phân vào là


dụng và lợi ích chung của cả cộng đồng.
- Phải xem xét giữa hiệu quả sử dụng cụng ngh
biogas và hiệu quả sử dụng các nguồn lực khác.
Khi đánh giá hiệu quả ng dng cụng ngh hm khớ
biogas ng-ời ta thng đánh giá trên ba khía cạnh:
hiệu quả về mặt kinh tế, hiệu quả về mặt xã hội và
hiệu quả về mặt môi tr-ờng
2.1.2.1 Hiu qu kinh t
Hiệu quả là một phạm trù kinh tế phản ánh mặt
chất l-ợng của các hoạt động kinh tế. Mục đích của
sản xuất và phát triển kinh tế, xã hội là đáp ứng
nhu cầu ngày càng tăng về vật chất và tinh thần của
toàn xã hội, khi nguồn lực sản xuất của xã hội ngày
càng trở nên khan hiếm, việc nâng cao hiệu quả là
một đòi hỏi khách quan của mọi nền sản xuất xã hội
Thông th-ờng, hiệu quả đ-ợc hiểu nh- một hiệu số
giữa kết quả và chi phí; tuy nhiên trong thực tế đã
có tr-ờng hợp không thực hiện đ-ợc phép trừ hoặc
phép trừ không có ý nghĩa. Do vậy, nên hiểu hiệu quả
là một kết quả tốt phù hợp mong muốn và hiệu quả có
nghĩa là không lãng phí


12
12
Tóm lại, có nhiều quan điểm khác nhau về hiệu
quả kinh tế nh-ng đều thống nhất nhau ở bản chất của
nó. Ng-ời sản xuất muốn thu đ-ợc kết quả phải bỏ ra
những chi phí nhất định; những chi phí đó là nhân
lực, vật lực, vốn... So sánh kết quả đạt đ-ợc với

thp sỏng, khớ t... nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng
về vật chất của xã hội.
2.1.2.2 Hiu qu mụi trng
Môi tr-ờng là một vấn đề mang tính toàn cầu,
trong điều kiện hiện nay hiệu quả môi tr-ờng đ-ợc
các nhà môi tr-ờng học rất quan tâm. Một hoạt động
sản xuất đ-ợc coi là có hiệu quả khi hoạt động đó
không gây tổn hại hay có những tác động xấu đến môi
tr-ờng nh- đất, n-ớc, không khí và hệ sinh học; là
hiệu quả đạt đ-ợc khi quá trình sản xuất kinh doanh
diễn ra không làm cho môi tr-ờng xấu đi mà ng-ợc
lại, quá trình sản xuất đó làm cho môi tr-ờng tốt
hơn, mang lại một môi tr-ờng xanh, sạch, đẹp hơn tr-ớc.
Trong sản xuất nông nghiệp, hiệu quả môi tr-ờng
là hiệu quả mang tính lâu dài, vừa đảm bảo lợi ích
hiện tại mà không làm ảnh h-ởng xấu đến t-ơng lai,
nó gắn chặt với quá trình khai thác, sử dụng và bảo
vệ tài nguyên đất, môi tr-ờng sinh thái
Hiu qu mụi trng c nghiờn cu trong ti ny tp trung vo
hiu qu ng dng cụng ngh hm khớ biogas lm cho cht thi t chn nuụi
phõn hu nhanh, khụng gõy mựi hụi thi, hn ch ụ nhim bu khụng khớ
xung quang khu vc chung tri. Hn ch ụ nhim ngun nc sch cho
ngi v gia sỳc. Hn ch tỡnh hỡnh dch bnh lõy lan...
2.1.2.3 Hiu qu xó hi
Hiệu quả xã hội là phạm trù có liên quan mật
thiết với hiệu quả kinh tế và thể hiện mục tiêu hoạt


14
14


16m3

3

5

7


15
15
Bò thịt (con)

6

12

18

Lợn (con)

15

25

38

Phân tươi/ngày x số gia súc x 2 (với bò) hoặc x 3 (với lợn) x thời gian
lưu giữ (60ngày)

- Chính sách hỗ trợ vốn để xây hầm biogas : Hiện nay có rất nhiều dự
án hộ trợ vốn cho bà con nông dân xây hầm biogas, để việc xây hầm biogas
được triển khai rộng khắp trên địa bàn huyện Bắc Mê đòi hỏi các cấp chính
quyền cần tạo hành lang pháp lý an toàn, thông thoáng, thủ tục nhanh gọn để
các dự án đầu tư vào chăn nuôi hiệu quả.
2.2 Cơ sở thực tiễn
2.2.1 Trên thế giới
Với nhận thức công nghệ sinh học là công nghệ khí liên ngành đa mục
tiêu, đa mục đích nên chính phủ nhiều nước trên thế giới đã và đang quan tâm
đưa ra những chính sách, những chương trình mạnh mẽ thúc đẩy sử dụng
nguồn năng lượng khí sinh học với mục tiêu khai thác toàn diện các lợi ích
của nó, các chính sách thúc đẩy công nghệ khí sinh học đã được chứng minh
trên các lợi ích kinh tế, xã hội như: bảo vệ môi trường, cung cấp năng lượng;
điện trên cơ sở chi phí thấp nhất cho các vùng hẻo lánh; tạo ra các hoạt động
kinh tế cho các vùng hẻo lánh; đa dạng hoá các nguồn các nguồn năng lượng.
- Trung Quốc:
Trung Quốc đã có một lịch sử ấn tượng về việc sử dụng năng lượng
tái tạo cho việc phát triển nông thôn với một số chương trình có tầm cỡ lớn
nhất thế giới về khí sinh học. Theo số liệu thống kê của Bộ nông nghiệp
Trung Quốc riêng trong lĩnh vực chăn nuôi năm 2012 có 720 công trình khí
sinh học cung cấp cho 6,59 triệu gia đình sử dụng, phát điện với công suất
866 KW, sản xuất thương mại 26.900 tấn phân bón và 800 tấn thức ăn gia
súc. Tới cuối năm 2014 số công trình lớn tăng lên đến 820 và đến năm 2015
có 2000 bể cỡ lớn và 8,5 triệu hầm.
Trong những năm gần đây, các mô hình nhà kính và sử dụng năng
lượng đa dạng đã được phát triển rất nhanh ở Trung Quốc, đặc biệt những bể


17
17