Đề tài Tìm hiểu về tiềm năng và hiện trạng sử dụng năng lượng Biogas tại thị xã Sơn Tây, thành phố Hà Nội

iện hoàn toàn không có Oxi. Quá trình này được phân chia làm 2 giai đoạn: - Giai đoạn 1: Các chất hữu cơ cao phân tử được vi sinh vật chuyển thành các chất có trọng lượng thấp hơn axit hữu cơ, đường glyxerin...( được gọi chung là hydratcacbon). - Giai đoạn 2: Là giai đoạn phát triển mạnh các loại vi khuẩn metan để chuyển hầu như toàn bộ các chất hydrat cacbon thành CH4, CO2. Đầu tiên là sự tạo thành các axit hữu cơ nên pH giảm xuống rõ rệt ( lên men axit). Các axit hữu cơ và hợp chất chứa nito tiếp tục phân hủy tạo thành các hợp chất khác nhau và các chất khí như CO2, N2, H2 và cả CH4 ( bắt đầu lên men metan). Các VSV kỵ khí phát triển mạnh còn các VSV hiếu khí bị tiêu diệt. Các vi khuẩn metan phát triển rất mạnh và chuyển hóa rất nhanh để tạo thành CO2 và CH4 ( giai đoạn lên men metan) 2.2.3.2. Cơ chế của sự tạo thành khí metan - Giai đoạn 1: Các chất hữu cơ phân hủy thành các axit hữu cơ, CO2, H2 và các sản phẩm khác dưới tác dụng của enzym cellulosase: CxHyOz →  các axit hữu cơ, CO2, H2. - Giai đoạn 2: Các axit hữu cơ, CO2, H2 tiếp tục bị tác động bởi các vi khuẩn metan: CO2 + 4H2   →  CH4 + 2H2O CO  + 3H2   →  CH4 + H2O 4CO + 2H2  →  CH4 + 3CO2 4HCOOH    →   CH4 + 3CO2 + 3H2O 4CH3OH      →  3CH4 + 2H2O + CO2 CH3COOH  →  CH4 + H2O. Như vậy biogas được hình thành trong môi trường kỵ khí dưới tác dụng của enzym cellulosase và nhóm vi khuẩn metan, trong đó vai trò của enzym cellulosase là phân hủy các chất hữu cơ thành các chất có phân tử thấp hơn, các chất này nhờ nhóm vi khuẩn metan tác dụng với nhau tạo thành khí metan có khả năng đốt cháy sinh năng lượng. 2.2.4. Lợi ích của biogas Việc sản xuất biogas tạo ra rất nhiều thuận lợi cho người dân nhất là nông dân, giải quyết được một số vấn đề năng lượng cho địa phương và ngay cả trên bình diện quốc gia, chính quyền trung ương có thể quân bình được cán cân phân phối và quân bình năng lượng và giảm thiểu được ngoại tệ do nhập cảng xăng dầu. Do đó, hai lĩnh vực môi trường và kinh tế có được nhiều lợi ích nhất. - Về lợi ích môi trường, khí methane sinh học (biomethane) là một loại năng lượng sạch nhất tính đến ngày hôm nay. Methane là khí tạo ra ảnh hưởng nhà kính gấp 21 lần khí carbonic. Nếu methane không được thu hồi từ các bãi rác, các đầm, phế thải… sẽ là một nguồn ô nhiễm ảnh hưởng đến hiệu ứng nhà kính nhiều nhất. Môi trường không còn mùi hôi thối, ruồi nhặng. Giảm lượng khí CO2 thải ra môi trường do quá trình phân hủy chất thải của động vật. Theo ước tính của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, nếu sử dụng tất cả nguồn nguyên liệu có thể tạo ra khí sinh học để dùng trong vận chuyển thì lượng năng lượng này có thể làm giảm 500 triệu tấn khí carbonic hàng năm. Và một lợi ích không nhỏ cho môi trường nữa là, hệ thống sinh khí sẽ giải toả được diện tích phế thải và tạo thêm nguồn thu nhập mới cho nông dân. Ngoài ra, hầm biogas còn có thể sử dụng kết hợp làm nhà cầu vệ sinh, giúp cải thiện môi trường và văn hóa ở nông thôn văn minh hơn. Biogas cũng góp phần làm giảm nạn phá rừng ở các nước đang phát triển. - Đứng về phương diện kinh tế, biogas ngày càng tăng trưởng sẽ giúp cho nhu cầu sử dụng năng lượng trong nước ổn định hơn và dần dần thay thế một số lượng không nhỏ các loại năng lượng hoá thạch đang dùng. Kỹ thuật sản xuất không phức tạp do đó có thể trải rộng khắp nông thôn. Đặc biệt nông dân có thể dùng biogas trong phạm vi gia đình để có được độc lập về khí đốt và phụ phẩm của việc chuyển đổi phân chuồng thành khí sẽ là một nguồn phân bón hữu cơ rất thích hợp trong việc trồng trọt. Phụ phẩm khí sinh học có 2 dạng: nước thải lỏng gồm các chất hòa tan, lơ lửng dùng để bón thúc và phụ phẩm đặc là phần lắng đọng ở đáy thiết bị khí sinh học chủ yếu dùng để bón lót. Mỗi năm chỉ tính riêng cho việc sử dụng khí đốt biogas và điện thắp sáng, mỗi hộ gia đình nông thôn chỉ cần nuôi thường xuyên với qui mô 10 ÷ 15 con lợn (heo) thịt là có đủ lượng nguyên liệu để cung cấp khí gas sử dụng đun nấu và thắp sáng thoải mái (theo nghiên cứu ở Việt Nam thì lượng khí mêtan sinh ra từ 1 kg nguyên liệu phân và nước tiểu lợn là 40 ÷ 60 lít, trung bình mỗi ngày lượng phân và nước tiểu thải ra từ 1 con lợn là 3,7 – 5 kg) và có thể tiết kiệm được từ 3 ÷ 5 triệu đồng mỗi năm. Có thể lắp thêm các thiết bị phụ khác để sử dụng hết hiệu suất sinh khí như: Đèn thắp sáng, bình nóng lạnh dùng khí biogas, đèn sưởi ấm cho lợn, máy phát điện dùng gas … Với cùng hiệu suất sử dụng có giá thành rẻ hơn, an toàn hơn, bền hơn, lượng khí nhiều hơn. Sử dụng chung với bể tự hoại gia đình. Không chỉ tiết kiệm được tiền điện để đun nấu, việc lấy nước tưới chảy ra từ hầm Biogas để tưới cho cỏ cũng tiết kiệm được số tiền mua phân bón. Dùng biogas để chạy máy phát điện, mỗi tháng có thể tiết kiệm được 7- 8 triệu tiền điện sinh hoạt cho cả trang trại, tận dụng làm chất đốt phục vụ sinh hoạt hàng ngày, thậm chí còn dư thừa nữa. 2.2.5. Tiềm năng sản xuất biogas - khí sinh học ở Việt Nam Nguồn khí sinh học (biogas) từ bãi rác chôn lấp, phân động vật, phụ phẩm nông nghiệp hiện mới chỉ  được ứng dụng trong đun nấu, do đây là nguồn năng lượng phân tán, khó sản xuất điện. Ước tính, cả nước có khoảng 35.000 hầm khí biogas phục vụ đun nấu gia đình với sản lượng 500-1.000 m3 khí/năm cho mỗi hầm. Hiện tại, đang có một số thử nghiệm dùng biogas để phát điện. Bảng 2.2: Tiềm năng sản xuất khí sinh học sau năm 2010 Nguyên liệu Tiềm năng (triệu tấn/năm) Tốc độ sản sinh khí sinh học (m3/tấn) Sản lượng khí sinh học (triệu m3/năm) Sản lượng khí sinh học (kTOE/năm) Chất thải chăn nuôi 3.408 1.704 Phân lợn 24,20 100 2.420 1.210 Phân bò 14,40 40 576 288 Phân trâu 10,30 40 412 206 Phế thải nông nghiệp 2.960 1.480 Rơm 10,99 170 1.868 934 Các loại phế thải khác 4,55 240 1.092 546 Rác thải đô thị 290 155 Hà Nội 1,00 80 80 40 TP. Hồ Chí Minh 1,52 80 122 61 Hải Phòng 0,34 80 27 23,5 Đà Nẵng 0,36 80 29 14,5 Cần Thơ 0,40 80 32 16,0 Tổng cộng 6.658 3.339 ( Nguồn: Viện Năng Lượng) Chất thải chăn nuôi, rác thải đô thị và một số loại phế thải nông nghiệp có thể sử dụng để sản xuất khí sinh học. Tổng sản lượng khí sinh học sẽ là 6.658 triệu m3/năm, trong đó 3.408 triệu m3/năm (51,2%) được sản xuất từ chất thải chăn nuôi, 2.960 triệu m3/năm (44,5%) từ phế thải nông nghiệp và 290 triệu m3/năm (4,3%) từ rác thải đô thị. Năng lượng khí sinh học – biogas chưa đóng góp được nhiều cho nhu cầu năng lượng của nước ta. Tuy nhiên chúng ta cũng cần triển khai những hầm ủ khí sinh học vì công nghệ đó đơn giản và góp phần hữu hiệu trong việc giải quyết vấn đề ô nhiễm rác và những chất thải nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm gây ra. 2.2.6. Công nghệ biogas ở Việt Nam hiện nay Qua tình hình nghiên cứu và phát triển năng lượng Biogas trên thế giới trong những năm qua, hiện trạng các hệ thống công nghệ năng lượng Biogas trên thế giới cũng như ở Việt Nam được phát triển theo mô hình VACB và ba xu hướng phát triển công nghệ năng lượng Biogas chính như sau: 1. Xu hướng thứ nhất ở các nước công nghiệp phát triển phần lớn các cơ sở sản xuất khí sinh học triển khai trên quy mô công nghiệp (ở các nhà máy sản xuất khí sinh học cỡ lớn). Nguồn nguyên liệu chính được sử dụng là chất thải của các thành phố, các khu công nghiệp và cả các phế liệu nông nghiệp. Khí sinh học từ các nhà máy này được sử dụng làm nguyên liệu cung cấp cho các nhà máy hóa chất, hoặc được sử dụng làm chất đốt phục vụ sinh hoạt. 2. Xu hướng thứ hai phát triển trên quy mô bán công nhiệp (ở những bể sản xuất khí sinh học cỡ vừa). Các bể này phần lớn sử dụng các chất thải của các xí nghiệp thực phẩm làm nguyên liệu. Khí sản xuất ra được dùng trực tiếp để cung cấp năng lượng điện (cho các động cơ đốt trong), làm chất đốt sinh hoạt, chế biến nông sản, làm nhiên liệu chạy các động cơ máy nông nghiệp. Đại diện cho xu hướng này là Ấn Độ và một số nước Châu Á. 3. Xu hướng thứ ba phát triển trên quy mô các bể phân hủy cỡ nhỏ, phục vụ nhu cầu chất đốt sinh hoạt và thắp sáng trong phạm vi từ 1 đến 3 gia đình. Trong đó, ở Việt Nam hiện trạng công nghệ biogas đang ứng dụng mạnh theo xu hướng thứ 2 và thứ 3. Trong đó xu hướng thứ 3 hiện đang phát triển phổ biến và đã đem lại những hiệu quả nhất định trong những năm qua. Hầm khí sinh học là thiết bị thực hiện quá trình biến đổi sinh khối thành khí sinh học. Một trong các yêu cầu quan trọng nhất đối với hầm khí sinh học là phải kín để các chủng vi khuẩn kỵ khí hoạt động bình thường tạo ra metan. Từ khi bắt đầu tìm ra khí sinh học đưa vào ứng dụng cho tới nay các mô hình biogas đã không ngừng thay đổi nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng biogas đã được nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng, và cải tiến. Hiện nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam đang sử dụng các loại hầm sinh khí có nắp đậy di động, loại hầm sinh khí kiểu vòm cố định và loại hầm sinh khí kiểu túi đều có cấu tạo gồm các thành phần chính là: - Bộ phận phân huỷ: là nơi chứa nguyên liệu đảm bảo những điều kiện thuận lợi cho quá trình phân huỷ kỵ khí sinh ra. Đây là bộ phận chủ yếu của thiết bị. - Bộ phận chứa khí: khí sinh ra từ bộ phận phân huỷ được thu và chứa ở đây. Yêu cầu cơ bản của bộ phận chứa khí là phải kín khí. - Lối vào: Là nơi nạp nguyên liệu bổ sung vào bộ phận phân hủy. - Lối ra: Nguyên liệu sau khi phân huỷ được lấy ra qua đây để nhường chỗ cho nguyên liệu mới bổ sung vào. - Lối lấy khí: khí được trích từ bộ tích khí tới nơi sử dụng qua lối lấy khí này. Hình 2.1: Loại hầm sinh khí kiểu túi Hình 2.2: Loại hầm sinh khí có nắp đậy di động Hình 2.3: Loại hầm sinh khí kiểu vòm cố định 2.2.6.1. Hầm ủ nắp vòm cố định Loại hầm này có phần chứa khí được xây dựng ngay trên phần ủ phân. Do đó, thể tích của hầm ủ bằng tổng thể tích của 2 phần này. Hầm ủ có dạng bán cầu được chôn hoàn toàn dưới đất để tiết kiệm diện tích và ổn định nhiệt độ. Phần chứa khí được tô bằng nhiều lớp vữa để bảo đảm yêu cầu kín khí. Ở phần trên có một nắp đậy được hàn kín bằng đất sét, phần nắp này giúp cho thao tác làm sạch hầm ủ khi các chất rắn lắng đầy hầm. Loại hầm ủ này rất phổ biến ở Trung Quốc, nhưng có nhược điểm là phần chứa khí rất khó xây dựng và bảo đảm độ kín khí do đó hiệu suất của hầm ủ thấp. Hiện nay, Viện năng lượng và trường Đại học Cần Thơ đã nghiên cứu và thiết kế công trình xây dựng theo kiểu vòm cầu. Hầm nắp cố định vòm cầu KT.1 và KT.2 là 2 thiết kế mẫu được xây dựng theo tiêu chuẩn ngành do Bộ Nông nghiệp & PTNT ban hành. Hình 2.4: Hầm nắp cố định vòm cầu kiểu KT.1 Kiểu KT.1 được thiết kế trên cơ sở kiểu thiết bị nắp cố định vòm cầu do Viện Năng lượng nghiên cứu thiết kế, thử nghiệm từ 1984 trong khuôn khổ một đề tài nghiên cứu cấp nhà nước đã được giám định năm 1990 và tiếp tục cải tiến cho đến nay. Kiểu KT.1 được áp dụng trong trường hợp có nền đất tốt, có thể đào sâu được, diện tích mặt bằng hẹp. Hình 2.5: Hầm nắp cố định vòm cầu kiểu KT.2 Kiểu KT.2 được thiết kế trên cơ sở kiểu TG – BP được phổ biến ở Thái Lan trong khuôn khổ dự án hợp tác giữa Thái Lan và Đức và được Đại học Cần Thơ ứng dụng ở phía nam trong nhiều năm nay. Kiểu KT.2 thì ngược lại, nó được áp dụng cho những địa bàn có nền đất yếu, nước ngầm nhiều, khó đào sâu, diện tích mặt bằng rộng. Ưu điểm - Tiết kiệm vật liệu xây dựng so với hình hộp có cùng một thể tích vì nó có diện tích bề mặt nhỏ hơn. - Tiết kiệm diện tích vì sau khi xây dựng lấp đất có thể trồng rau hoặc làm chuồng trại trên đó. - Không có góc cạnh nên dễ xử lý kín nước, kín khí. - Lực tác động lên mọi điểm trên vòm bể là như nhau nên ít khi xảy ra nứt công trình khi đi vào sử dụng. - Sinh khí tốt vì mọi nơi trong hầm đều tham gia tạo khí. - Ít tạo váng trên bề mặt nguyên liệu. - Có bản vẽ thiết kế chính xác. Nhược điểm - Kiểu mới lạ, thiết kế phức tạp nên khi thi công đòi hỏi thợ xây phải được đào tạo. - Giá thành cao ( 5 – 10 triệu đồng/hầm). Nguyên lý hoạt động của hầm khí sinh học nắp cố định - Giai đoạn 1: Giai đoạn tích trữ khí Ở trạng thái ban đầu chưa có khí, bề mặt dịch phân hủy ngang bằng với đáy bể điều áp (đây được gọi là mức số không). Khi khí sinh ra tích lại trên bề mặt dịch phân hủy, lượng khí càng ngày càng nhiều đẩy dịch phân hủy tràn ra ngoài và được tích lại ở bể điều áp. Bề mặt dịch phân hủy ở bể phân hủy hạ dần xuống, đồng thời bề mặt dịch phân hủy ở bể điều áp dâng dần lên. Độ chênh giữa 2 bề mặt này thể hiện áp suất khí. Khí càng sinh ra nhiều thì áp suất càng tăng. Cuối cùng mực chất lỏng ở bể điều áp dâng lên tới mức cao nhất là mức xả tràn và mực chất lỏng trong bể phân hủy hạ xuống mức thấp nhất. Lúc này áp suất khí đạt giá trị lớn nhất ( P = P max) - Giai đoạn 2: Giai đoạn xả khí Khi lấy khí ra sử dụng, chất lỏng từ bể điều áp lại dồn về bể phân hủy. Bề mặt dịch phân hủy ở bể điều áp hạ dần xuống, đồng thời bề mặt dịch phân hủy ở bể phân hủy nâng dần lên. Độ chênh giữa hai bề mặt này giảm dần và do đó áp suất khí cũng giảm dần. Cuối cùng khi độ chênh giữa 2 bề mặt dịch phân hủy bằng không, thiết bị trở lại trạng thái ban đầu của chu trình hoạt động, áp suất khí bằng 0 ( P = 0) và dòng khí chảy ra nơi sử dụng ngừng lại. 2.2.6.2. Hầm ủ nắp trôi nổi Loại hầm này rất phổ biến ở Ấn Độ, còn gọi là hầm ủ kiểu KVIC ( được thiết kế bởi Khadi and Village Industries Commission). Gồm có một phần hầm hình trụ xây bằng gạch hoặc bêtông lưới thép và một chuông chứa khí trôi nổi trên mặt của hầm ủ. Chuông chứa khí thường được làm bằng thép tấm, bêtông lưới thép, bêtông cốt tre, chất dẻo hoặc sợi thủy tinh. Ưu điểm - Cấu trúc gọn. - Chiếm ít diện tích xây dựng. Nhược điểm - Giá thành cao. - Loại hầm ủ này bị ảnh hưởng nhiều bởi các nhân tố môi trường như nhiệt độ. Nắp hầm ủ dễ bị ăn mòn (trong trường hợp làm bằng sắt tấm), hoặc bị lão hóa (trong trường hợp làm bằng chất dẻo). - Áp suất gas thấp do đó bất tiện trong việc thắp sáng, đun nấu... để khắc phục nhược điểm này người ta thường treo thêm vật nặng vào nắp hầm ủ. 2.2.6.3. Túi biogas bằng nylon polyethylene (PE) Ưu điểm - Đơn giản trong lắp đặt. - Vận hành đơn giản. - Sửa chữa dễ dàng, không cần tay nghề cao. - Giá thành thấp ( trên dưới 2 triệu đồng/túi). Nhược điểm - Phải tránh nắng và tác động cơ học làm rách. Hình 2.6: Túi biogas bằng PE 2.2.6.4. Hầm biogas phủ bạt nhựa HDPE Các công nghệ biogas đã nêu chỉ thích hợp cho các cơ sở sản xuất, chăn nuôi nhỏ và vừa với số lượng chất thải ít. Ở các cơ sở sản xuất lớn, chăn nuôi tập trung công nghiệp quanh thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh phụ cận đã sử dụng túi nhựa dẻo như HDPE làm bạt phủ để thu biogas và xử lý chất thải làm giảm ô nhiễm môi trường. Kết quả đã cho thấy thành công cao và có nhiều triển vọng cho các trang trại với số đầu gia súc lớn có hàng ngàn gia súc, các nhà máy chế biến có lượng nước thải hàng ngàn khối. Loại nhựa này có tuổi thọ và độ bền cao (10-15 năm). Tuy đầu tư tốn kém, nhưng giá thành tính trên đơn vị thể tích hố ga lại rất rẻ. Hình 2.7: Hầm biogas phủ bạt nhựa HDPE Ưu điểm - Vận hành đơn giản. - Bảo trì dễ. - Dễ thay thế, sửa chữa. - Cung cấp lượng gas lớn cho vận hành máy phát điện. Nhược điểm - Đầu tư lớn. - Hiệu suất sinh gas kém. CHƯƠNG III: TIỀM NĂNG VÀ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG BIOGAS Ở THỊ XÃ SƠN TÂY – HÀ NỘI 3.1. THÔNG TIN CHUNG VỀ THỊ XÃ SƠN TÂY 3.1.1. Điều kiện tự nhiên Thị xã Sơn Tây nằm ở phía Tây Bắc của tỉnh Hà Tây cũ, nên còn được gọi là xứ Đoài. Phía Bắc giáp sông Hồng, ngăn cách với tỉnh Vĩnh Phúc. Phía Nam giáp huyện Ba Vì. Phía Đông giáp các huyện Phúc Thọ và Thạch Thất. Địa giới của thị xã gồm 15 đơn vị hành chính, trong đó có 9 phường là: Quang Trung, Lê Lợi, Ngô Quyền, Sơn Lộc, Xuân Khanh, Phú Thịnh, Trung Hưng, Trung Sơn Trầm, Viên Sơn và 6 xã là: Đường Lâm, Thanh Mỹ, Xuân Sơn, Kim Sơn, Sơn Đông và Cổ Đông. Diện tích tự nhiên của thị xã là 113,47 km2. Dân số toàn thị xã là 125986 người. Mật độ dân số là 1110 người/km2. 3.1.2. Điều kiện kinh tế Nằm ở vị trí địa lí tương đối thuận lợi với hai tuyến đường chạy qua là quốc lộ 21A nối Sơn Tây với Hà Nội và các huyện, thị; quốc lộ 32 nối Sơn Tây với các tỉnh phía Bắc, có bến cảng Sơn Tây thuận lợi cho giao thông đường sông, lại có tiềm năng lớn về phát triển du lịch - thương mại, mảnh đất Sơn Tây được đánh giá có nhiều lợi thế để phát triển nền kinh tế đa dạng. Trong những năm gần đây, thị xã Sơn Tây là một trong những vùng có sự phát triển vượt bậc trên tất cả các lĩnh vực. Tốc độ phát triển kinh tế cao kéo theo mức tăng trưởng bình quân đạt 15%/năm, cơ cấu chuyển dịch kinh tế có sự chuyển biến nhanh, đáp ứng nhu cầu phát triển, cụ thể là: công nghiệp - xây dựng chiếm 48%, thương mại - dịch vụ chiếm 39,4%, nông - lâm nghiệp chiếm 12,6%. Thu nhập bình quân đầu người đạt 11,2 triệu đồng/năm. Năm 2008, tốc độ tăng trưởng GDP của thị xã Sơn Tây đạt xấp xỉ 16%. Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp - xây dựng: Bình quân trong 5 năm (2004-2008) tăng 13,86%; 3 năm gần đây, tăng trưởng bình quân đạt 17,6%, ngành cơ khí, sản xuất nguyên vật liệu... tăng 18-25%. Hiện thị xã Sơn Tây có 90 dự án với tổng vốn đăng ký đầu tư 1.000 tỷ đồng, trong đó có 42 dự án đi vào hoạt động thu hút gần 4000 lao động địa phương. Thương mại - dịch vụ: Tốc độ tăng trưởng bình quân 17,5%; trong 3 năm gần đây tăng 20,3%. Hiện nay, trên địa bàn thị xã Sơn Tây có hơn 208 doanh nghiệp, tổ chức tham gia hoạt động kinh doanh. Về du lịch: Thị xã Sơn Tây có nhiều danh lam thắng cảnh, di tích lịch sử-văn hóa nổi tiếng. Sơn Tây đã và đang được khai thác hiệu quả, thu hút được đông khách du lịch trong và ngoài nước với các điểm du lịch nổi tiếng như hồ Đồng Mô, Làng cổ Đường Lâm, Thành cổ Sơn Tây, Đền Và, Làng Văn hóa du lịch các dân tộc Việt Nam. Về nông nghiệp: Tỷ trọng cơ cấu ngành nông nghiệp giảm mạnh từ 19% năm 2004 còn 12,6% năm 2008. Giá trị 1 ha canh tác năm 2008 đạt 42 triệu đồng (năm 2004 đạt 26 triệu đồng). Kinh tế trang trại và hộ gia đình phát triển mạnh đem lại hiệu quả cao. Hiện nay, trên địa bàn thị xã đã có 113,4ha đất nông nghiệp đạt giá trị kinh tế cao (cho thu nhập từ 75 - 80 triệu đồng/ha/năm), tăng 77,9ha so với năm 2005; 116 trang trại chăn nuôi, trong đó có 41 trang trại lợn, 75 trang trại gia cầm (74 trang trại gà, 1 trang trại nuôi vịt đẻ trứng)... cho thu nhập bình quân 500-700 triệu đồng/1 trang trại gia cầm/năm và 10-11 tỷ đồng/1 trang trại lợn/năm. 3.1.3. Điều kiện xã hội Lĩnh vực văn hóa, xã hội trong vùng phát triển khá đồng đều, an ninh chính trị được giữ vững; trật tự xã hội đảm bảo. Trong công tác quy hoạch, quản lý đô thị, Thị xã đang triển khai 29 dự án quy hoạch, trong đó có 4 đồ án quy hoạch về xây dựng, mở rộng thị xã đến năm 2020, tầm nhìn 2050; 15 quy hoạch đô thị, khu dân cư với 1.007,3 ha; 3 điểm công nghiệp với trên 210 ha; 5 quy hoạch dịch vụ, thương mại 210,8 ha và các quy hoạch khác, tu bổ tôn tạo di tích làng cổ Đường Lâm, đền Và... Hiện tại, Sơn Tây có 172 di tích lịch sử văn hóa, trong đó có 15 di tích cấp quốc gia. Sơn Tây có 2 làng nghề đã được công nhận làng nghề truyền thống là: làng nghề gốm Phú Nhi ở phường Phú Thịnh, làng nghề Thêu ren Ngọc Kiên xã Cổ Đông. Ngoài ra, còn một làng nghề truyền thống đang được khôi phục là nghề bánh tẻ Phú Nhi (phường Phú Thịnh). 8 làng nghề mới đang được phát triển gồm các nghề thêu ren, sinh vật cảnh, mộc, đan lát, đóng giày, tơ tằm,… tập trung ở các xã Cổ Đông, Trung Sơn Trầm, Sơn Đông, Đường Lâm, phường Xuân Khanh… Về giáo dục: Chất lượng giáo dục và đào tạo của thị xã Sơn Tây luôn được nâng cao với 99% giáo viên các cấp học đạt chuẩn và trên chuẩn. Số học sinh giỏi và học sinh thi đỗ đại học, cao đẳng hàng năm đạt 30%. Về y tế: Chất lượng đội ngũ cán bộ y tế của thị xã Sơn Tây được từng bước nâng cao, cơ sở vật chất tuyến cơ sở từng bước được đầu tư hiện đại. Công tác y tế và chăm sóc sức khỏe nhân dân được chăm lo chu đáo. 3.2. TIỀM NĂNG VÀ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG BIOGAS Ở THỊ XÃ SƠN TÂY – HÀ NỘI 3.2.1. Thống kê số lượng đàn gia súc, gia cầm năm 2009 STT Tên xã – phường Lợn (con) Gia cầm (con) Trâu (con) Bò (con) Toàn thị xã 43650 695096 1416 9850 1 Lê Lợi 36 190 2 Phú Thịnh 75 2200 104 3 Ngô Quyền 20 149 4 Quang Trung 35 250 5 Sơn Lộc 50 480 6 Xuân Khanh 280 5280 14 198 7 Viên Sơn 650 7000 8 195 8 Trung Hưng 540 12900 109 401 9 Trung Sơn Trầm 846 6500 58 358 10 Đường Lâm 1870 32000 328 924 11 Xuân Sơn 2373 35600 119 1580 12 Thanh Mỹ 3016 35000 170 1672 13 Kim Sơn 3024 18035 182 905 14 Sơn Đông 4595 43560 116 1996 15 Cổ Đông 26240 494152 312 1517 3.2.2. Thống kê dân số toàn thị xã năm 2009 STT Tên xã – phường Diện tích (km2) Dân số TB(người) Mật độ dân số(người/km2) Toàn thị xã 113,47 125986 1110 1 Lê Lợi 0,76 8038 10576 2 Phú Thịnh 2,98 6183 2075 3 Ngô Quyền 0,36 4936 13711 4 Quang Trung 0,71 7731 10889 5 Sơn Lộc 1,05 7020 6686 6 Xuân Khanh 3,89 8232 2116 7 Viên Sơn 2,87 6643 2315 8 Trung Hưng 5,1 7223 1416 9 Trung Sơn Trầm 3,32 5841 1759 10 Đường Lâm 8 9029 1129 11 Xuân Sơn 12,97 6723 518 12 Thanh Mỹ 10,78 9462 878 13 Kim Sơn 14,64 5393 368 14 Sơn Đông 20,06 12773 637 15 Cổ Đông 25,98 12151 468 TT cơ quan đơn vị 8069 Trong đó: Khối phường 68,76 65316 950 Khối xã 44,71 60670 1357 3.2.3. Đánh giá tiềm năng năng lượng Biogas của thị xã Tính toán tiềm năng lý thuyết và tiềm năng kỹ thuật về năng lượng Biogas ở thị xã Sơn Tây: Bảng 3.1: Dân số và số lượng đàn gia súc của thị xã Sơn Tây năm 2009 Dân số & số lượng gia súc Đơn vị Tổng số Người Trâu Bò Lợn Gia cầm Người Con Con Con Con 125986 1416 9850 43650 695096 (Nguồn: Niên giám thống kê Hà Nội năm 2009) Bảng 3.2: Hệ số tính toán lượng phân tươi và lượng khí thu được từ 1 vật nuôi hoặc 1 người trong 1 ngày Đơn vị Trâu Bò Lợn Gia cầm Người Lượng phân tươi Kg/con.ngày 20 18 5 0.05 0.34 Lượng khí thu được lít/con.ngày 500 450 250 3 22 Bảng 3.3: Tiềm năng lý thuyết về sản lượng khí biogas do chất thải của người và gia súc sinh ra ( 1000m3 khí/năm) STT Trâu Bò Lợn Gia cầm Người Tổng Tổng số 258 1618 3983 698 1016 7573 1 Thị xã Sơn Tây 258 1618 3983 698 1016 7573 Biểu đồ 3.1: Tiềm năng lý thuyết năng lượng Biogas cho Người, Lợn, Trâu, Bò, Gia Cầm Từ biểu đồ trên ta nhận thấy, trên lý thuyết, tiềm năng sử dụng biogas từ lợn là chiếm tỉ trọng lớn nhất (54%). Vì vậy, nên áp dụng xây dựng hầm biogas cho các trang trại, hộ gia đình chăn nuôi lợn, từ đó đạt hiệu quả cao hơn. Từ Tiềm năng lí thuyết, ta tính được Tiềm năng kĩ thuật về sản lượng khí Biogas do người và gia súc sinh ra: TN kĩ thuật = TN lí thuyết × Hệ số thu hồi phân. Bảng 3.4: Tiềm năng kỹ thuật về sản lượng khí biogas do chất thải của người và gia súc sinh ra (1000m3 khí/năm) STT Trâu Bò Lợn Gia cầm Người Tổng Hệ số thu hồi phân 40% 50% 80% 75% 80% Tổng số 103 809 3186 523 813 5435 1 Thị xã Sơn Tây 103 809 3186 523 813 5435 Biểu đồ 3.2: Tiềm năng kỹ thuật năng lượng Biogas cho Người, Lợn, Trâu,Bò, Gia cầm Tiềm năng năng lượng Biogas lớn nhất là ở đàn lợn chiếm 58%, tiếp theo là người và bò chiếm 15%, thứ 3 gia cầm chiếm 10%, cuối cùng là trâu. Vì vậy, triển khai tận thu năng lượng biogas chăn nuôi lợn là rất cần thiết, cần thúc đẩy phát triển ứng dụng nhằm sử dụng năng lượng Biogas tiết kiệm và hiệu quả hơn trong chăn nuôi. Sản lượng khí theo tiềm năng kĩ thuật là 5435.103 m3 khí/năm. Từ đây, ta có thể quy đổi tiềm năng về sản lượng khí Biogas do người và gia súc sinh ra sang các dạng năng lượng khác: Bảng 3.5: Quy đổi năng lượng biogas ra Gcal, GJ, TOE, TCE, tấn củi STT Sản lượng khí Tổng nhiệt năng Quy đổi tương đương Đơn vị 1.000 m3 Gcal GJ TOE TCE Tấn củi Hệ số chuyển đổi 5.2 4.186 10 7 3.5 Năng lượng 5435 28262 118306 2826 4037 8075 1 Thị xã Sơn Tây 5435 28262 118306 2826 4037 8075 Như vậy, toàn thị xã Sơn Tây sẽ thu được tổng nhiệt năng từ sử dụng hầm Biogas là 28262 Gcal hay 118306 GJ, tương đương với 2826 TOE. Trên đây chỉ là những con số tính toán tổng nhiệt năng thu được từ việc sử dụng hầm Biogas từ sự phân hủy chất thải của người và gia súc. Ngoài ra, tổng khối lượng bãi rác thải tiếp nhận ở thị xã Sơn Tây : 90 – 100 tấn/1 ngày (trong đó rác thị xã Sơn Tây: 55 – 60 tấn/ 1 ngày, rác các huyện phụ cận: 35 – 40 tấn/ 1 ngày) cũng là tiềm năng để sản xuất khí sinh học. Thông qua những con số tính toán ở trên, ta có thể thấy rằng thị xã Sơn Tây có tiềm năng năng lượng Biogas khá lớn. Mặc dù người dân đã triển khai và sử dụng hầm Biogas từ nhiều năm nay song tiềm năng của thị xã vẫn chưa được người dân khai thác triệt để. Theo số liệu của Phòng kinh tế thị xã Sơn Tây, tất cả các chương trình do Nhà nước và các tổ chức hỗ trợ phát triển biogas đến nay, và do nhân dân tự giác, mới triển khai được khoảng 1200 hầm Biogas, ít hơn so với số lượng hộ chăn nuôi rất lớn của toàn thị xã. Nếu tận dụng tối đa dạng năng lượng này chúng ta đã góp phần vào việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đồng thời giúp bảo vệ môi trường sống của chúng ta ngày một xanh sạch đẹp. 3.2.4. Hiện trạng sử dụng năng lượng Biogas ở thị xã