Triển vọng phát triển năng lượng sinh học của tỉnh Vĩnh Phúc trong bối cảnh khủng hoảng năng lượng toàn cầu

Nội dung của luận văn bao gồm:

Phần mở đầu: nêu lý do lựa chọn đề tài, đối tượng nghiên cứu, mục tiêu nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn.

Chương 1: Tổng quan tài liệu về cơ sở khoa học của nghiên cứu, hiện trạng tình hình phát triển năng lượng sinh học.

Chương 2: Địa điểm, thời gian và các phương pháp nghiên cứu.

Chương 3: Trình bày các kết quả nghiên cứu về công nghệ Cellulosic Ethanol, hiện trạng, triển vọng và các vấn đề ứng dụng công nghệ NLSH tỉnh Vĩnh Phúc, từ đó đề xuất giải pháp phát triển NLSH cho khu vực nghiên cứu.

Kết luận, khuyến nghị và các phụ lục.

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU‌‌

1.1. Cơ sở khoa học của nghiên cứu

1.1.1. Xã hội học

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 115 trang tài liệu này.

Thuyết hành vi (Behaviorism)

Đây là một trường phái tâm lý học giải thích về hành vi chỉ dựa trên những quan sát hành vi thấy rò (overt behaviors) hơn là dựa vào những quá trình nhận thức diễn ra bên trong não hay là những hành vi không thấy rò (covert behaviors).

Thuyết hành động xã hội

Được các nhà khoa học xã hội sử dụng để hiểu được các hệ thống xã hội và các hệ thống nhân cách qua việc phân tích các hành động và các cá nhân thể hiện các hành động đó - được gọi là các chủ thể hành động. Để đánh giá một hành động, nhà nghiên cứu cần xem xét các giá trị và mục đích của chủ thể trong quá trình thực hiện hành động cũng như thể hiện hành vi. Lý thuyết hành động khác với hành vi luận cổ điển, lý luận này quá nhấn mạnh đến những hành vi có động cơ giá trị của các cá nhân và các ý nghĩa chủ thể gắn với một hành động. Hành vi được nhìn nhận là xảy ra trong các tình huống và các mối quan hệ xác định về văn hóa và bao gồm cả những giá trị và những kỳ vọng nội tại của các chủ thể về sự phản ứng lại các cá nhân khác.

Thuyết xung đột xã hội

Trong xã hội học hiện đại, vẫn có những thuyết đối lập nhau trong vấn đề đánh giá vai trò lịch sử của xung đột xã hội. Thuyết cân bằng [ Paxơn (T. Parsons)] coi xung đột xã hội là bệnh hoạn của một xã hội lành mạnh. Thuyết xung đột [Côxơ (L. Coser), Đarenđop (R. Dahrendorf)] cho xung đột xã hội có chức năng tăng cường tính thích ứng của tổ chức xã hội, chính là bảo đảm tính liên tục của xã hội. Cả hai thuyết đều phiến diện, nhưng lại bổ sung lẫn nhau. Cần nhận thức xã hội về cả hai mặt đồng thời và lịch thời: mặt đồng thời thì xem xét cấu trúc xã hội, mặt lịch thời thì xem xét quá trình xã hội. Hai trạng thái cân bằng và xung đột nằm trong

cùng một quá trình, quan hệ với nhau tương tự như quan hệ giữa trị và loạn, thường và biến.

Một số định nghĩa liên quan.

Môi trường

Theo nghĩa khái quát: môi trường của một vật thể một sự kiện là tổng hợp toàn bộ điều kiện bên ngoài có ảnh hưởng lên vật thể, sự kiện đó.

Môi trường của UNEP: “Môi trường là một tập hợp các yếu tố vật lý, hóa học, sinh học, kinh tế xã hội tác động lên từng cá thể hay cả cộng đồng.”

Bách khoa toàn thư về môi trường (1994) đưa ra định nghĩa: “ Môi trường là tập thể các thành tố sinh thái tự nhiên, xã hội nhân văn và các điều kiện tác động trực tiếp hay gián tiếp lên sự phát triển, sinh hoạt và đời sống và hoạt động của con người trong thời gian bất kì.”

Ô nhiễm môi trường

Là sự biến đổi các thành phần môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật .

Xung đột môi trường

Là một dạng xung đột xã hội. Xuất hiện như một tất yếu khách quan. Xuất hiện khi các chức năng của môi trường lẫn át lẫn nhau.

Nhóm

Là một tập hợp người mà trong đó có các cá nhân quan hệ qua lại với nhau theo một cấu trúc và cơ chế nào đó. Ở đây, các cá nhân tham gia một cách tự nhiên. (nhập môn xã hội học, tr.175)

Là một tập thể có từ hai người trở lên, có mức độ nhận biết chung và cùng tương tác với nhau thường xuyên.(J.Macionis, xã hội học, tr.219)

Là tập hợp những người có cùng những nguyên tắc, giá trị và kì vọng, tương tác với nhau trên cơ sở đều đặn(R.T.Chaefer, xã hội học)

Thiết chế xã hội

Nói đến thiết chế người ta thường hiểu theo hai nghĩa: một là thiết chế xã hội với một hệ thống các quy tắc, giá trị và cơ cấu hướng tới một mục đích xác định, hai

là các tổ chức xã hội với tư cách là các nhóm xã hội hiện thực rộng lớn, bao gồm các nguyên tắc, quy tắc và hệ thống thứ bậc của trách nhiệm và quyền lực.(nhập môn xã hội học, tr.195) Có 5 loại thiết chế cơ bản: gia đình, giáo dục, tôn giáo, kinh tế, nhà nước.

1.1.2. Sinh thái và Hệ sinh thái

Sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu về sự phân bố và sinh sống của những sinh vật sống và các tác động qua lại giữa các sinh vật và môi trường sống của chúng. Môi trường sống của một sinh vật hàm chứa:

Tổng hòa các nhân tố vật lý như khí hậu và địa lý được gọi là ổ sinh thái Các sinh vật khác sinh sống trong cùng ổ sinh thái.

Các hệ sinh thái thường được nghiên cứu ở nhiều cấp độ khác nhau từ cá thể và các quần thể cho đến các hệ sinh thái và sinh quyển. Sinh thái học là môn khoa học đa ngành, nghĩa là dựa trên nhiều ngành khoa học khác nhau.

Các quy luật cơ bản của sinh thái học Quy luật tác động tổng hợp.

Môi trường bao gồm nhiều yếu tố có tác động qua lại, sự biến đổi các nhân tố này có thể dẫn đến sự thay đổi về lượng, có khi về chất của các yếu tố khác và sinh vật chịu ảnh hưởng sự biến đổi đó. Tất cả các yếu tố đều gắn bó chặt chẽ với nhau tạo thành một tổ hợp sinh thái. Ví dụ như chế độ chiếu sáng trong rừng thay đổi thì nhiệt độ, độ ẩm không khí và đất sẽ thay đổi và sẽ ảnh hưởng đến hệ động vật không xương sống và vi sinh vật đất, từ đó ảnh hưởng đến chế độ dinh dưỡng khoáng của thực vật.

Mỗi nhân tố sinh thái chỉ có thể biểu hiện hoàn toàn tác động khi các nhân tố khác đang hoạt động đầy đủ. Ví dụ như trong đất có đủ muối khoáng nhưng cây không sử dụng được khi độ ẩm không thích hợp; nước và ánh sáng không thể có ảnh hướng tốt đến thực vật khi trong đất thiếu muối khoáng.

Qui luật giới hạn sinh thái Shelford (1911, 1972)

Ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái lên sinh vật rất đa dạng, không chỉ phụ thuộc vào tính chất của các yếu tố sinh thái mà cả vào cường độ của chúng. Đối với

mỗi yếu tố, sinh vật chỉ thích ứng với một giới hạn tác động nhất định, đặc biệt là các yếu tố sinh thái vô sinh. Sự tăng hay giảm cường độ tác động của yếu tố ra ngoài giới hạn thích hợp của cơ thể sẽ làm giảm khả năng sống hoặc hoạt động. Khi cường độ tác động tới ngưỡng cao nhất hoặc thấp nhất so với khả năng chịu đựng của cơ thể thì sinh vật không tồn tại được.

Qui luật tác động không đồng đều của yếu tố sinh thái lên chức phận sống của cơ thể.

Các yếu tố sinh thái có ảnh hưởng khác nhau lên các chức phận sống của cơ thể, nó cực thuận đối với quá trình này nhưng có hại hoặc nguy hiểm cho quá trình khác.

Qui luật tác động qua lại giữa sinh vật và môi trường

Trong mối quan hệ tương hổ giữa quần thể, quần xã sinh vật với môi trường, không những các yếu tố sinh thái của môi trường tác động lên chúng, mà các sinh vật cũng có ảnh hưởng đến các yếu tố sinh thái của môi trường và có thể làm thay đổi tính chất của các yếu tố sinh thái đó.

Quy luật tối thiểu

Quy luật này được nhà hoá học người Đức Justus Von Liebig đề xuất năm 1840 trong công trình “Hoá học hữu cơ và sử dụng nó trong sinh lý học và nông nghiệp”. Ông lưu ý rằng năng suất mùa màng giảm hoặc tăng tỷ lệ thuận với sự giảm hay tăng các chất khoáng bón cho cây ở đồng ruộng. Như vậy, sự sinh sản của thực vật bị giới hạn bởi số lượng của muối khoáng. Liebig chỉ ra rằng “Mỗi một loài thực vật đòi hỏi một loại và một lượng muối dinh dưỡng xác định, nếu lượng muối là tối thiểu thì sự tăng trưởng của thực vật cũng chỉ đạt mức tối thiểu”.

1.1.3 Đánh giá tác động môi trường.

Đánh giá tác động môi trường (ĐTM) - tiếng Anh là Environmental Impact Assessment (EIA) là một khái niệm mới ra đời trong mấy chục năm gần đây, lần đầu tiên ở Mỹ vào năm 1969 do sự đòi hỏi của dân chúng đối với chính phủ trước tình trạng giảm sút chất lượng môi trường sống của con người, hậu quả của việc

tăng nhanh các hoạt động phát triển khi nước Mỹ đang bước vào kỷ nguyên công nghiệp hoá.

Có nhiều định nghĩa khác nhau về đánh giá tác động môi trường. Mỗi định nghĩa tuy có nhấn mạnh những khía cạnh khác nhau nhưng đều nêu lên những điểm chung của đánh giá tác động môi trường là đánh giá, dự báo các tác động môi trường và đề xuất các biện pháp giảm thiểu các tác động tiêu cực chủ yếu của dự án. Sau đây là một số định nghĩa của ĐTM.

Theo Luật Bảo vệ Môi trường 2005 thì: “Đánh giá tác động môi trường là việc phân tích, dự báo các tác động đến môi trường của dự án đầu tư cụ thể để đưa ra các biện pháp bảo vệ môi trường khi triển khai dự án đó”.

Theo GS.Lê Thạc Cán, 1994, thì: ″ ĐTM của một hoạt động phát triển kinh tế xã hội là xác định, phân tích, dự báo những tác động lợi và hại, trước mắt và lâu dài của việc thực hiện hoạt động đó đối với tài nguyên thiên nhiên và chất lượng môi trường sống của con người. Trên cơ sở đó đề xuất các biện pháp phòng tránh, khắc phục hoặc giảm nhẹ các tác động tiêu cực của dự án đối với môi trường ” .

Các định nghĩa trên đều nêu lên các nội dung chủ yếu mà đánh giá tác động môi trường phải thực hiện. Tuy nhiên, ở đây cần thấy rò là đánh giá tác động môi trường bao gồm đánh giá cả các tác động tới môi trường tự nhiên và môi trường xã hội, đánh giá các nguy cơ xảy ra các sự cố môi trường cũng như phân tích hiệu quả kinh tế môi trường của dự án.‌

1.2. Hiện trạng tình hình phát triển năng lượng sinh học.

1.2.1. Bối cảnh và tình hình năng lượng sinh học trên thế giới. Tình hình sử dụng các loại năng lượng trên thế giới

Năng lượng là vấn đề sống còn của toàn nhân loại. Con người đang khai thác đến mức cao nhất các nguồn năng lượng hóa thạch (dầu mỏ, khí thiên nhiên, than đá…). Trong thực tế, lượng tiêu thụ từ ba nguồn cung cấp này đã và đang tăng lên hàng năm, thậm chí là tăng rất nhanh . Vào một vài thời điểm, sản lượng khai thác các tài nguyên này trong một khu vực, một quốc gia hoặc trên thế giới sẽ đạt đến

giá trị cực đại và sau đó sẽ giảm cho xuống đến điểm mà tại đó việc khai thác sẽ không còn đem lại lợi nhuận hoặc không thể khai thác được nữa.

Trong hoàn cảnh như vậy hy vọng rất nhiều của con người là trông chờ vào các nguồn năng lượng mới: quang năng, phong năng, thủy năng, địa năng, năng lượng hạt nhân và năng lượng sinh học.

Năng lượng sinh học đang có những bước phát triển mang tính bứt phá trong những năm gần đây được kỳ vọng là phần quan trọng đảm bảo an ninh năng lượng trong phát triển bền vững.

Hiện trạng và định hướng sử dụng năng lượng sinh học ở một số nước tiêu biểu trên thế giới:

Năng lượng sinh học sẽ góp phần đa dạng hóa nguồn năng lượng, thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm nhà lính. Vì vậy nhiều quốc gia, trước hết là Mỹ có kế hoạch đầu tư lớn vào lĩnh vực này. Ngày 8-1-2010 Chính phủ Mỹ phê chuẩn 2,3 tỷ USD để hỗ trợ cho các nguồn năng lượng xanh. Ngày 3-2-2010 Chính quyền Obama và Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) đã cùng công bố Tiêu chuẩn nhiên liệu tái tạo (RFS) để thúc đẩy việc phát triển nhiên liệu sinh học. Theo kế hoạch thì đến năm 2022 nhiên liệu tái tạo phục vụ giao thông ở Mỹ mỗi năm phải đạt tới 36 tỷ gallon (1 gallon=3,785 lít) . Tháng 11-2010, EPA xác định cuối năm 2011 phần nhiên liệu sinh học từ chất xơ (cellulose) phải đạt tới 6,6 triệu gallon (nên lưu ý là từ chất xơ chứ không phải từ tinh bột sắn như dự án ở nước ta!), phần diesel sinh học phải đạt 800 triệu gallon, phần nhiên liệu sinh học tiên tiến (advanced biofuel) phải đạt 1,35 tỷ gallon , phần nhiên liệu có thể tái sinh phải đạt 13,95 tỷ gallon (!). Hiện nay xăng E15 (15% ethanol) được coi là sử dụng an toàn cho ô tô ở Mỹ. Các nguồn nhiên liệu mới được khuyến khích cụ thể bằng chính sách miễn giảm thuế. Nhờ sự hỗ trợ 80 triệu USD từ Bộ Nông nghiệp Mỹ mà Công ty nhiên liệu Range sẽ nâng sản lượng hàng năm của ethanol (cồn) từ cellulose (chất xơ) lên đến 20 triệu gallon. Ngày 2-6-2010 Bộ năng lượng Mỹ (DOE) đã hỗ trợ 5 triệu USD để phát triển nguồn năng lượng sinh học phi lương thực. Chính phủ và

Bộ Hải quân Mỹ (DON) rất quan tâm đến các nhiên liệu sinh học tiên tiến và hệ thống các nhiên liệu tái sinh khác

Dự kiến đến năm 2020 toàn bộ thiết bị quân sự trên bờ và dưới biển của Mỹ đều được thay thế 50% năng lượng tiêu dùng bằng các nguồn năng lượng thay thế. Đến năm 2020 hải quân Mỹ sẽ được cung cấp khoảng 330 triệu gallon nhiên liệu sinh học. Dự toán của Bộ năng lượng Mỹ cho năm 2011 là 28,4 tỷ USD, trong đó dành cho các nghiên cứu về năng lượng sinh học là 220 triệu USD (về năng lượng mặt trời là 302 triệu USD, năng lượng gió là 123 triệu USD, kỹ thuật địa nhiệt là 55 triệu USD). Về nhiên liệu sinh học tiên tiến DOE dành ra 80 triệu USD để hỗ trợ nghiên cứu, trong đó có phần nghiên cứu nhiên liệu từ sinh khối tảo, nhiên liệu xanh trong không trung…DOE cũng dành 21 triệu USD giúp cho Công ty RW Beck để xúc tiến nghiên cứu về nhiên liệu sinh học tiên tiến. Ngày 31-3-2010 DOE lại hỗ trợ 18 triệu USD để giúp Phong thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley thành lập đơn vị phát triển quá trình nhiên liệu sinh học tiên tiến (PDU). Chương trình Sinh khối (Biomass Program) cũng được hỗ trợ 718 triệu USD để thương mại hóa các nhiên liệu sinh học tiên tiến, mục tiêu là phải đạt tới 950 triệu gallon vào năm 2020. Ngày 28-6-2010 DOE đã quyết định hỗ trợ 24 triệu USD cho 3 dự án nghiên cứu nhiên liệu sinh học từ tảo.

Liên minh Châu Âu (EU) quyết định giảm thiểu phát tán khí nhà kính và giảm nhu cầu nhập khẩu xăng dầu bằng cách thực hiện mục tiêu thay thế 10% nhiên liệu dùng trong vận tải bằng các nhiên liệu tái tạo. Hội đồng EU đề nghị xác nhận việc ứng dụng các nguồn nhiên liệu sinh học. Có 14 quốc gia trong EU thỏa thuận hợp tác nghiên cứu và triển khai sản xuất nhiên liệu sinh học. EU dành ra 37 triệu Euro (trong đó 23 triệu Euro lấy từ FP7) để hỗ trợ sự nghiệp này. Chính phủ Đức xác định đến năm 2020 ở nước này nguồn năng lượng có thể tái sinh ít nhất cũng phải đạt 30% tỷ lệ điện năng được sử dụng. Chính phủ Pháp huy động 1,35 tỷ Euro để hỗ trợ cho sự phát triển nhiêu liệu sinh học và các nguồn năng lượng tái sinh. Pháp còn huy động thêm 2 tỷ Euro từ tư nhân để hỗ trợ cho các dự án quan trọng này. Phần Lan quyết định trong 10 năm tới, mỗi năm huy động 327 triệu Euro để