Mô hình hệ sinh thái công nghiệp trên thế giới. Bài học kinh nghiệm cho khu công nghiệp Biên Hoà 1

Mục lục Hình 1-Hệ sinh thái công nghiệp – KCN Kalundborg, Đan Mạch 3 Hình 2-Hệ sinh thái công nghiệp – Tập đoàn Guitang, Quảng Đông, Trung Quốc 2-1 4 MÔ HÌNH HỆ SINH THÁI CÔNG NGHIỆP TRÊN THẾ GIỚI BÀI HỌC KINH NGHIỆM CHO KHU CÔNG NGHIỆP BIÊN HOÀ 1 Khái niệm hệ sinh thái công nghiệp lần đầu tiên đưa ra bởi Robert Frosch và Nicholas Gallopoulos trên tạp chí Scientific American năm 1989, nhưng trên thực tế mô hình hệ sinh thái công nghiệp với qui mô trao chất công nghiệp đã xuất hiện trước đó. Một ví dụ điển hình là KCN kalundborg (Đan Mạch) bắt đầu từ năm 1972 và ngày càng hoàn thiện. Những năm gần đây mô hình hệ sinh thái công nghiệp càng được triển khai rộng rãi trên khắp thế giới do tính ưu việt như đã được giới thiệu. Trong phần này, tập trung giới thiệu về KCN Kalundborg - điển hình về cộng sinh công nghiệp và một số dự án phát triển KCN theo hướng hệ sinh thái công nghiệp đã và đang triển khai ở châu Á, từ đó rút ra bài học kinh nghiệm cho KCN Biên Hoà 1. Khu công nghiệp Kalundborg (Đan Mạch) Khu công nghiệp Kalundborg có thành phần chính là nhà máy điện Asnaes đốt than để chuyển hoá thành điện năng với công suất 1.500 MW, hiệu suất chỉ đạc 40%, 60% năng lượng còn lại thải ra môi trường. Để mang lại lợi ích kinh tế, năng lượng thải ra được cấp cho nhà máy lọc dầu Statoil, nhà máy sản xuất dược phẩm và enzyme Novo Nordisk, Nông trại nuôi cá Asnaes và khu dân cư Thành Phố Kalundborg (20.000 dân). Các chất thải khác từ nhà máy điện Asnaes như thạch cao được chuyển cho công ty làm ván trát tường Gyproc, tro và xỉ chuyển cho công ty sản xuất xi măng và vật liệu lát đường Aalborg. Ngoài ra chất thải sunfur từ nhà máy lọc dầu Statoil được sử dụng sản xuất axit sulfuric (công ty Kemira) bùn thải từ nhà máy Novo nordisk và nông trại nuôi cá chuyển làm phân bón cho nông trại, … Mô hình KCN Kalundborg biểu diễn ở hình 3.1. Nhà máy lọc dầu Statoil Nhà máy điện Asnaes Novo Nordisk (SX dược phẩm và enzyme Khu dân cư TP. Kalundborg Nông trại nuôi cá Asnaes Kemira (SX acid sulfuric) Gyproc (SX ván trát tường) Aalborg (SX ximăng và vật liệu lát đường) Nông trại Bùn giàu dinh dưỡng Bùn Hơi nóng 170.000 tấn tro & xỉ/năm 215.000 tấn hơi/năm 225.000 tấn hơi/năm 80.000 tấn thạch cao/năm Methane và Ethane 14.000 tấn hơi/năm Sulfur Hình 1-Hệ sinh thái công nghiệp – KCN Kalundborg, Đan Mạch Nguyên tắc cơ bản làm nền tảng cho sự hình thành cộng sinh công gnhiệp trong khu công nghiệp Kalundborg Lowe, E. A., Eco-industrial Park Handbook for Asian Developing countries, report to Asian Development Bank, 2001. : Sự phù hợp giữa các ngành công nghiệp trên phương diện trao đổi chất thải; Khoảng giữa các nhà máy không quá xa; Mỗi nhà máy đều nắm được thông tin liên quan đến các nhà máy khác; Động cơ thúc đẩy các nhà máy tham gia là sự phát triển kinh tế bền vững; Sự phối hợp giữa các nhà máy trên tinh thần tự nguyện và phù hợp với qui định của cơ quan chức năng. Quảng Đông – Trung Quốc Vùng Quảng Đông ở phía Nam Trung Quốc là nguồn mía lớn nhất, sản xuất ra hơn 40 % sản lượng đường của cả nước. Chi phí sản xuất đường của Quảng Đông khá cao, hầu hết các nhà máy tinh chế đường không tái chế các chất thải của mình. Điều này làm họ mất đi nguồn thu nhập thứ hai và thải ra một lượng lớn chất thải vào không khí, nước và đất. Tập đoàn Guitang thành lập 1954, là công ty tinh chế đường mía lớn nhất Trung Quốc với hơn 3.800 công nhân và 14.700 ha đất trồng mía. Tập đoàn Guitang đã tạo ra một tổ hợp các công ty ở Guitang để tái sử dụng các chất thải và do đó đã làm giảm thiểu được sụ ô nhiễm. Tổ hợp này bao gồm: nhà máy đường, nhà máy rượu, nhà máy phân bón, nhà máy bột giấy và giấy, nhà máy giấy vệ sinh, nhà máy đá vôi, nhà máy xi măng và các nhà máy liên kết khác. Mục tiêu hàng đầu là “giảm chất ô nhiễm, giảm chi phí và tiềm kiếm lợi nhuận hơn từ việc tái sử dụng chất thải” Duan, Ning. 2001. Make Súnnet Sunrise: Efforts for contruction of the guigang eco-industrial city. Dràt paper from Chinese Research Academy of environmental Sciences, Beijing. -1. Sản phẩm của tổ hợp các công ty Tập đoàn Guitang là 120.000 tấn đường/năm, 25.000 tấn đá vôi/năm, 30.000 tấn phân/năm và 8.000 tân kiềm/năm. Dòng vật chất được biểu diễn trong hình 3.2. Cánh đồng mía NHÀ MÁY ĐƯỜNG Nhà máy phân bón Nhà máy xi măng Nhà máy rượu Nhà máy giấy Bùn trắng Bã mía Rỉ mật Bã rượu Phân bón Cây mía Hình 2-Hệ sinh thái công nghiệp – Tập đoàn Guitang, Quảng Đông, Trung Quốc 2-1 Trong tương lai, Tập đoàn Guitang xây dựng hệ sinh thái công nghiệp bao gồm: Trang trại bò thịt và bò sữa sử dụng lá mía sấy khô làm thức ăn. Nhà máy chế biến sữa để sản xuất sữa tươi, sữa bột và sữa chua cho thị trường địa phương. Nhà máy chế biến thịt bò thuộc da. Nhà máy hoá sinh để sản xuất các axit amin dựa trên các sản phẩm dinh dưỡng và sản phẩm hoá sinh khác sử dụng chất thải từ nhà máy chế biến thịt bò. Phát triển các công ty trồng nấm sử dụng phân bón từ trang trại nuôi bò thịt và bò sữa. Phần còn lại của quá trình trồng nấm sẽ được sử dụng làm phân bón tự nhiên cho các cánh đồng mía. Kế hoạch xây dựng Thành Phố Guitang trở thành Thành Phố công nghiệp sinh thái: Kế hoạch kêu gọi các xí nghiệp sản xuất đường quy mô nhỏ chuyên chở các chất thải của mình tới tổ hợp công nghiệp sinh thái Guitang và đặt mục tiêu tái sử dụng các chất thải một cách triệt để nhất: “Tái sử dụng tới 80% xỉ và bã mía, 100% mật rỉ, 100% bã rượu”; đồng thời kêu gọi hợp nhất các vùng trồng mía thành vùng trồng mía rộng hơn. kế hoạch bao gồm cả việc đào tạo các nhà quản lý cho chính phủ và các KCN, tổ chức thực hiện KCNST và phổ biến rộng rãi các chiến lược SXSH. Một số mục tiêu dài hạn của kế hoạch này như sau: Phát triển KCN mía đường sinh thái để có thể trồng cây mía hữu cơ, tăng hàm lượng đường của cây mía, tăng sản lượng trên 1m2 đất trồng và tăng vụ. Mở rộng các nhà máy giấy với mục tiêu tăng sản lượng lên tới 300.000 tấn/năm. Chuyển đổi một phần sản phẩm đường sang Fructoza là loại tiêu thụ tốt hơn. Tạo điều kiện để sản xuất cồn nhiên liệu từ rỉ mật (công suấ 200.000 tấn/năm). Sản phẩm cồn nhiên liệu này sẽ góp phần làm ô nhiễm không khí do khí thải của phương tiện giao thông. Thông qua công nghệ sử dụng ít clo để tẩy trắng bột giấy, giấy tạo ra từ công nghệ này sẽ trắng hơn giấy được làm theo công nghệ truyền thống. Thành phố Fujisawa - Nhật Bản Tập đoàn EBARA – Khu công nghiệp sinh thái Fujisawa Tập đoàn EBARA của Nhật Bản thành lập năm 1912 là một tập đoàn bao gồm nhiều nhà máy sản xuất máy móc công nghệ cao, thiết bị điện chính xác và thiết bị môi trường. Sản phẩm gồm có bơm, tuabin, máy hút bụi, tủ lạnh, thiết bị điều hoà không khí, hệ thống xử lý nước thải, chất thải rắn, bùn và hệ thống cọ rửa. Đáp ứng nhu cầu của các công ty kỹ thuật môi trường chuyển đổi từ công nghệ cuối đường ống sang giảm thiểu phát sinh chất thải, EBARA quyết định thực hiện kế hoạch biến 35 ha Fujisawa thành KCNST hoàn thiện bằng việc áp dụng khái niệm ô nhiễm cho các sản phẩm và công nghệ sản xuất của KCN. KCNST kết hợp chặt chẽ tất cả các lĩnh vực của cuộc sống thành thị bao gồm nơi ăn chốn ở, công nghiệp, nông nghiệp, bán lẻ, dịch vụ công cộng, cơ sở hạ tầng, nghiên cứu, phát triển, thể thao, giải trí và các vùng tự nhiên. Tất cả các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, hộ gia đình, thương mại, dịch vụ, … tạo ra dòng vật chất khép kín trên cơ sở tái sinh và tái sử dụng chất thải trong nội bộ. Trọng tâm của quy trình này là các nhà máy lọc nước, xử lý nước thải và sản xuất điện. Các công nghệ chính được kết hợp trong khu công nghiệp và các chức năng trong hệ thống bao gồm: Hệ thống đốt cháy hoá khí tầng sôi và nấu chảy tro biến các rác thải thành thị, nông thôn, chất thải và nhựa thành các sản phẩm bán được như amoniac, mêtan, hyđrô từ khí bị đốt cháy. Sự đốt cháy đồng thời cung cấp nhiệt cho nhà máy nhiệt điện; Hệ thống xử lí khí thải chuyển các khí thành nitơ và oxit sunfua được sử dụng làm phân bón trong nông nghiệp; Hệ thống pin mặt trời và các máy phát điện sử dụng sức gió đặt trên các máy nhà để tạo ra điện và đun nước nóng; Hệ thống xử lý nước thải tách phần nước dùng để cọ rửa nhà vệ sinh, tưới cây, vườn, công viên, phần bùn cặn qua hệ thống xử lý bùn được sử dụng làm phân trong nông nghiệp; Bơm trao đổi nhiệt nước thải sử dụng khả năng lưu trữ cho mục đích làm lạnh và đun nóng; Công nghệ pin nhiên liệu mới sẽ chuyển đổi khí mêtan hoặc hiđrô thải ra từ hệ thống khí hóa, đốt cháy thành năng lượng điện nhờ các phản ứng hóa học; Hệ thống cung cấp nước trực tiếp bao gồm hàng loạt các máng nước trên máy nhà và bồn chứa để giảm chi phí năng lượng kết hợp với việc bơm nguồn nước ngầm; Các ngôi nhà sẽ được thiết kế hiệu quả cao với các vật liệu xây dựng cách nhiệt và một hệ thống nước thải chân không để tiết kiệm nước. Các công nghệ sử dụng trong dự án này được đánh giá làm giảm lượng tiêu thụ năng lượng tới 40%, giảm lượng tiêu thụ nước tới 30%, giảm lượng nước thải tới 95%, lượng oxit cacbonic 30% so với hệ công nghiệp/thành phố truyền thống. Dự án ở Fujisawa chỉ do EBARA cung cấp tài chính, quản lí và thực hiện với sự cộng tác của đại học UN và ZERI (nơi cung cấp các thông tin). Thành phố Tirupur - Ấn Độ Tirupur là trung tâm sản xuất vải sợi. Thành Phố Tirupur nằm ở phía Nam Ấn Độ với dân số khoảng 300.000 người, gồm 4000 cơ sở dệt vải. Sản phẩm vải sợi mang lại giá trị khoảng 700 triệu đô la Mỹ/năm và phần lớn sản phẩm được xuẩt khẩu mang giá trị ngoại tệ lớn. Thành phố Tirupur là vùng đất khan hiếm nước và càng khan hiếm hơn khi nguồn nước ngầm không sử dụng được do hoạt động ngành dệt làm ô nhiễm. trong khi đó, một số lượng nước lớn bị ô nhiễm đủ loại hóa chất sau quá trình nhuộm thải ra hàng ngày khoảng 90 triệu lít. Nước sạch được mua từ nguồn nước ngầm không bị ôn nhiễm cách Tirupur 50 km, vận chuyển bằng xe tải với chi phí khổng lồ. Dự án lớn (khoảng 30 triệu đô la Mỹ) đầu tư xử lý nước thải nhưng kết quả là nước cũng không thể sử dụng được. Để khắc phục tình trạng khan hiếm nước và giảm tiêu hao nhiên liệu, các nhà máy dệt nhộm phát triển hệ thống tái sử dụng. Thứ nhất tái sử dụng nước của công đoạn nhuộm, do đó giảm lượng nước cần sử dụng. Thứ hai, tái sử dụng lại phế liệu từ nguyên liệu (bông, đay, gai,…) và giấy thải để đốt thay vì phải đốt 500.000 tấn củi vốn đã khan hiếm. bằng cách này các doanh nghiệp giảm rất nhiều chi phí mua nước và củi đốt. Dự án PRIME, Philippin PRIME là tên viết tắt của sự tham gia quản lí môi trường của khu vực tư nhân, là một dự án môi trường công nghiệp thuộc chương trình phát triển của liên hiệp quốc và bộ đầu tư – Phòng thương mại & công nghiệp ở Philippin. Dự án PRIME triển khai bắt đầu từ năm 1998, bao gồm bốn chương trình: (1) những việc phải làm cho các doanh nghiệp trong thế kỹ 21, (2) sinh thái công nghiệp, (3) hệ thống quản lý môi trường và (4) tìm kiếm các cơ hội liên kết giữa các nhà máy. Dự án sinh thái công nghiệp thí điểm ở 6 KCN: 5 KCn ở Laguna và tỉnh Batangas: KCN quốc tế Laguna (binan, Laguna), khu khoa học công nghệ nhẹ (Cabuyao, Laguna), khu công nghệ Laguna (Sta.Rosa, Laguna), khu công nghiệp Carmelray (Canlubang, Lugana) và trung tâm công nghiệp Lima (Malva, Batagas) và địa điểm thứ sáu nằm ở tình Bataan: công ty dầu khí quốc gia Philippin. Dự án này tập trung vào việc trao đổi chất thải. Sự đa dạng của các chất thải ở các khu công nghiệp khác nhau sẽ kết nối tốt hơn giữa nhà máy thải và nhà máy sử dụng. Dự án PRIME đã hỗ trợ các nhà máy phân tích số liệu và đơn giản hóa các luồng thông tin liên quan tới việc trao đổi tiềm năng. Các phân tích này bao gồm việc xác định chất thải tiềm năng và những nhà máy sử dụng các loại chất thải cụ thể, công nghệ chế biến lại và chuyên chở, các cơ liên kết các nhà máy bằng việc trao đổi chất thải. Đồng thời, dự án đề ra chiến dịch giảm lượng của các nhà máy. Đến mùa thu 2000, một cuộc hội thảo cho các doanh nghiệp thuê KCN đã thu hút 70 doanh nghiệp tham gia với những chất thải trao đổi như dầu, nước, bao bì đóng gói đã qua sử dụng,… Khu công nghiệp xanh ở Thái Lan KCN xanh được khởi xướng bởi Ban quản lí các KCN của Thái Lan (IEAT) – quản lí 28 khu công nghiệp. KCN xanh bắt đầu phát triển ở 5 địa điểm nhỏ để học cách triển khai và sau đó làm việc với tất cả các KCN ở Thái Lan. Năm địa điểm đó là KCN MapTa Phut (KCN hóa dầu), KCN bờ biển đông với các nhà máy sản xuất ô tô và điện tử, KCN Bangpoo KCN phía Bắc được xây dựng vào thập niên 80 với nhiều nhà máy khác nhau. Các địa điểm nhỏ phản ánh cả các KCN mới hoặc củ và là hình ảnh tiêu biểu của các ngành công nghiệp ở Thái Lan. Với mục tiêu là xây dựng KCN sinh thái, IEAT đề ra hợp tác trao đổi chất thải, khôi phục nguồn tài nguyên, sản xuất sạch hơn, các chương trình cộng đồng và phát triển mạng lưới công nghiệp sinh thái kết nối các nhà máy trong KCN với bên ngoài KCN. Sau thời gian thực hiện, IEAT nhận thấy việc tái sử dụng các chất thải ngay trong nhà máy là mối quan tâm hàng đầu, các cơ hội trao đổi chất thải trong nhà máy ở trong một khu công nghiệp nào đó là có giới hạn. Sự giới hạn này thúc đẩy việc tiềm kiếm cơ hội trao đổi chất thải với các nhà máy bên ngoài KCN. Để phát triển KCN xanh cần xây dựng1: Hệ thống khôi phục tài nguyên hợp nhất hoặc có thể là khu công nghiệp khôi phục tài nguyên. Hệ thống khuyến khích và quản lý việc trao đổi chất thải. Đào tạo và giúp đỡ tất cả các mặt của sự phát triển công nghiệp sinh thái. Quản lý mạng lưới/ đơn vị phối hợp và các nhóm làm việc. Văn phòng tăng cường ý thức cộng đồng để quản lí các dự án với các cộng đồng xung quanh. Một hoặc nhiều vườn ươm doanh nghiệp. Hỗ trợ khu vực công cộng trong việc nghiên cứu & phát triển, phát triển chính sách, đánh giá để đầu và quản lý thông tin. Bài học kinh nghiệm cho KCN Biên Hòa 1 Qua những dự án phát triển hệ sinh thái công nghiệp của các nước đang phát triển ở Châu Á và mô hình điển hình (KCN Kalundborg) cho thấy để phát triển KCNST cần: Có chiến lược phát triển và lộ trình cụ thể; Qui mô ban đầu nhỏ để thí điểm sau đó mở rộng; Lợi ích kinh tế và môi trường đặt lên hàng đầu; Thông tin chất thải của từng nhà máy phải đầy đủ và việc trao đổi thông tin giữa các nhà máy phải thường xuyên; Sự tham gia của các nhà máy là tự nguyện, thu hút sụ tham gia bằng nguồn lợi kinh tế; Trong một KCN, việc tìm các nhà máy sử dụng chất thải làm nguyên liệu gặp khó khăn. Do vậy có thể phải tìm nhà máy ở ngoài KCN hoặc xây dựng thêm ngay trong KCN; Cần có sự tham gia của các cơ quan nhà nước: quản lí thông tin, quy hoạch phát triển, chính sách, đào tạo.