Trường Đại Học Dân Lập Văn Lang Khoa Công Nghệ & Quản Lý Môi Trường Bài Báo Cáo KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI Giáo viênThs Lê Thị Kim Oanh Sinh viên: Nguyễn Thị Phương Trâm Đoàn Thi Mai Trâm Nguyễn Thị Thùy Liên Phạm Ngô Công Tín Nguyễn Thị Thùy Trang Châu Phước Vinh Tháng 11 năm 2009 1 MỤC LỤC 1.0 LỜI MỞ ĐẦU 1.1 KHÁI NIỆM, ĐỊNH NGHĨA VỀ KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI 1.2 CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG TỪNG CỦA THÀNH PHẦN TRONG KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI 1.3 TIÊU CHÍ, TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI 1.4 XÂY DỰNG KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI 1.5 NHỮNG KHÓ KHĂN, HẠN CHẾ KHI XÂY DỰNG ĐÔ THỊ SINH THÁI 1.6 KHẢ NĂNG XÂY DỰNG KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI TẠI VIỆT NAM LỜI MỞ ĐẦU 2 Sau khi chiến tranh thế giới thứ hai kết thúc, các đất nước phát triển và đang phát triển đã có cuộc sống ổn định và mong muốn xây dựng đất nước có một nền công nghiệp hoá, hiện đại hoá trên đất nước của mình. Chính vì muốn đạt nhiều lợi nhuận, và muốn phát triển hơn nữa nhiều nhà máy công nghiệp xuất hiện, dẫn tới tình trạng gây ô nhiễm môi trường và ngày càng cạn kiệt nguồn nguyên liệu. Trong đó, nguyên liệu được khai thác từ các nguồn tài nguyên thiên nhiên để phục vụ cho hoạt động công nghiệp và sau đó được trả lại môi trường dưới dạng chất thải.Vấn đề ô nhiễm môi những chất thải rắn, nước thải, khí thải của các nhà máy công nghiệp chúng được thải ra môi trường xung quanh mà nguyên nhân sâu xa là từ nhận thức và hiểu biết của con người, của các tổ chức quản lý nhà nước, từ các mối quan hệ giữa hoạt động công nghiệp, chính sách và cơ chế quản lý môi trường. Để khắc phục tình trạng trên, đã trải qua nhiều năm nghiên cứu và thực hiện các giải pháp bảo vệ môi trường, các nhà khoa học đã nhận ra rằng chúng ta đang xử lý các "triệu chứng môi trường" (nước thải, chất thải rắn, khí thải, sau khi chúng được thải ra môi trường xung quanh, ) và giải quyết các "căn bệnh môi trường" (nguyên nhân phát sinh chất thải). Cho đến nay người ta cho rằng phát triển hệ công nghiệp theo mô hình hệ thống kín, tương tự như hệ sinh thái tự nhiên. Trong đó "chất thải" từ một khâu này của hệ thống sẽ là "chất dinh dưỡng" của một khâu khác. Ý tưởng rất cơ bản ở đây là sự cộng sinh công nghiệp. Hay nói cách khác, các cơ sở sản xuất công nghiệp, giống như các sinh vật tự nhiên, phải sử dụng sản phẩm phụ của cơ sở khác làm nguyên liệu sản xuất thay vì liên tục khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên mới và đổ chất thải vào môi trường. Mặc dù Sinh Thái Công Nghiệp (STCN) là môn khoa học mới, nhưng gần đây, môn khoa học nay đă nhận được sự ủng hộ của nhiều quốc gia trên thế giới phục vụ cho việc phát triển kinh tế xã hội bền vững. Nhiều thành phố của Mỹ đang quy hoạch để thành lập Khu công nghiệp sinh thái (KCNST) trong tương lai như Brownsville, Texas; Baltimore, Maryland; Cape Charles, Virhinia, Chattanooga, Tennessee, Plattsburgh, New York; Burlinton, Vermont. Ở Canada đang hình thành các khu công nghiệp sinh thái ( KCNTS ) như KCN Burnside, Nova Scotia và Trung tâm Năng lượng, Ontaria (Diệu, 2003) Tại Hà Lan, KCN Bền Vững đang được hình thành tại Apeldoorn với tên gọi Ecofactorij. Mặc dù các dự án này chỉ mới bắt đầu, nhiều dự án vẫn đang ở thời kỳ phôi thai, nhưng KCNST vẫn được xem là ý tưởng phát triển công nghiệp bền vững khả thi nhất. 1.1 KHÁI NIỆM, ĐỊNH NGHĨA VỀ KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI 3 Khái niệm Sinh thái công nghiệp (STCN - Industrial Ecology) được biết đến năm trước đây, đặc biệt từ khi xuất hiện bài báo của Frosch và Gallpoulos phát hành theo số báo đặc biệt của tờ Scientific American (Frosch và Gallpoulos, 1989). Khái niệm STCN thể hiện sự chuyển hóa mô hình hệ công nghiệp truyền thống sang dạng mô hình tổng thể hơn - hệ STCN (industrial ecosystem). Trong đó, chất thải hay phế liệu từ quy trình sản xuất này có thể sử dụng làm nguyên liệu cho quy trình sản xuất khác. KCNST là nhằm xây dựng một hệ công nghiệp gồm nhiều nhà máy hoạt động độc lập nhưng kết hợp với nhau một cách tự nguyện, hình thành quan hệ cộng sinh giữa các nhà máy với nhau và với môi trường Trong khu công nghiệp sinh thái cơ sở hạ tầng công nghiệp được thiết kế sao cho chúng có thể tạo thành một chuỗi những hệ sinh thái hòa hợp với hệ sinh thái tự nhiên trên toàn cầu. Khái niệm STCN còn được xem xét ở khía cạnh tạo thành mô hình hệ công nghiệp bảo toàn tài nguyên là chiến lược có tính chất đổi mới nhằm phát triển công nghiệp bền vững bằng cách thiết kế những hệ công nghiệp theo hướng giảm đến mức thấp nhất sự phát sinh chất thải tăng đến mức tối đa khả năng tái sinh - tái sử dụng nguyện liệu và năng lượng. STCN một hướng mới tiến đến đạt được sự phát triển bền vững bằng cách tối ưu hóa mức tiêu thụ tài nguyên thiên nhiên và năng lượng đồng thời giảm thiểu sự phát sinh chất thải. Hay nói cách khác, khái niệm STCN bao hàm tái sinh, tái chế, tuần hoàn các loại phế liệu, giảm thiểu chi phí xử lý, tăng cường việc sử dụng tất cả các giải pháp ngăn ngừa ô nhiễm bao gồm cả sản xuất sạch hơn vŕ xử lý cuối đường ống. Ở đây sản xuất sạch hơn là hướng tới ngăn ngừa ô nhiễm ở mức cơ sở sản xuất riêng lẻ, trong khi đó STCN hướng tới ngăn ngừa ô nhiễm ở mức hệ công nghiệp. Như vậy, các nhà máy trong KCNST cố gắng đạt được những lợi ích kinh tế và hiệu quả bảo vệ môi trường chung thông qua việc quản lý hiệu quả năng lượng, nước và nguyên liệu sử dụng 4 1.2 CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG TỪNG THÀNH PHẦN TRONG KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI 1.3.1 Cấu trúc Cấu trúc hệ sinh thái công nghiệp Hình 1: Hệ sinh thái công nghiệp Các thành phần chính của hệ STCN. Hệ STCN được tạo thành từ tất cả các khâu sản xuất, chế biến, tiêu thụ, kết hợp cả sản xuất công nghiệp và nông nghiệp. Bốn thành phần chính của hệ STCN bao gồm: (1) cơ sở sản xuất nguyên vật liệu và năng lượng ban đầu (2) nhà máy chế biến nguyên liệu (3) nhà máy xử lý/tái chế chất thải và (4) tiêu thụ thành phẩm (hình 1). Cơ sở sản xuất nguyên liệu và năng lượng ban đầu có thể gồm một hoặc nhiều nhà máy cung cấp nguyên liệu ổn định cho hệ STCN. Qua nhiều quá trình chế biến, ví dụ trích ly, cô đặc, phân loại, tinh chế, các nguyên liệu thô sẽ được chuyển hóa thành nguyên liệu cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tái sinh tái chế (trong chính dây chuyền sản xuất hiện tại của nhà máy hoặc ở những nhà máy khác). Sản phẩm, phế phẩm, sản phẩm phụ, sẽ được chuyển đến người tiêu dùng. Trong tất cả các trường hợp, sản phẩm sau khi sử dụng sẽ được thải bỏ hoặc tái chế. Cuối cùng, nhà máy xử lý chất thải sẽ thực hiện công tác thu gom, phân loại và xử lý các vật liệu có khả năng tái chế cũng như chất thải (hình 1). Các dạng hệ STCN. Một hệ STCN sẽ tận dụng nguyên vật liệu và năng lượng thải bỏ của các nhà máy khác nhau trong hệ thống và cả các thành phần không phải là cơ sở sản xuất, ví dụ từ các hộ gia đình thuộc khu dân cư nằm trong khuôn viên của hệ thống đang xét. Bằng cách này, lượng nguyên liệu và năng lượng tiêu thụ cũng như lượng chất thải phát sinh sẽ giảm do chất thải/phế phẩm được sử dụng để thay thế một phần nguyên liệu và năng lượng cần thiết. Có thể phân chia hệ STCN theo 5 dạng khác nhau dựa trên ranh giới của hệ thống. Tiêu chí để xác định ranh giới của hệ STCN là dựa trên vị trí địa lý hoặc chuỗi sản phẩm/nguyên liệu. Các loại hình hệ STCN này có thể mô tả như sau: 5 - Hệ STCN theo chu trình vòng đời sản phẩm. Trong trường hợp này, ranh giới của hệ STCN được xác định theo các thành phần kinh tế (cả nhà sản xuất và người tiêu dùng) liên quan đến một loại sản phẩm cụ thể. - Hệ STCN theo chu trình vòng đời nguyên liệu. Tương tự hệ sinh thái theo chu trình vòng đời sản phẩm, ranh giới của hệ STCN theo chu trình vòng đời nguyên liệu được xác định bởi các thành phần liên quan đến một loại nguyên liệu cụ thể. - Hệ STCN theo diện tích/vị trí địa lý. KCN Burnside ở Halifax (Canada), KCN Kalunborg (Đan Mạch) là những thí dụ điển hình về loại hình hệ STCN này. Trong trường hợp này, ranh giới địa lý không kể đến khu vực tiêu thụ sản phẩm. - Hệ STCN theo loại hình công nghiệp. Theo cách phân loại này, một nhóm các cơ sở sản xuất thuộc cùng loại hình công nghiệp hợp thành hệ STCN. Trong thực tế, loại hình hệ STCN này được xây dựng theo định hướng môi trường chung của từng loại hình công nghiệp. - Hệ STCN hỗn hợp. Trong trường hợp này, khái niệm hệ STCN không đề cập đến một ranh giới cụ thể mà chỉ xem xét mối tương quan giữa các nhà máy có thể sử dụng phế phẩm/phế liệu của nhau. Đây là loại hình thông dụng nhất. Quá trình trao đổi chất công nghiệp Quá trình trao đổi chất công nghiệp thể hiện sự chuyển hóa của dòng vật chất và năng lượng từ nguồn tài nguyên tạo ra chúng, qua quá trình chế biến trong hệ công nghiệp, đến người tiêu thụ và cuối cùng thải bỏ. Trao đổi chất công nghiệp cung cấp cho chúng ta khái niệm cơ bản về quá trình chuyển hóa hệ thống sản xuất và tiêu thụ sản phẩm hiện tại theo hướng phát triển bền vững. Đây là cơ sở cho việc phân tích dòng vật chất, xác định và đánh giá các nguồn phát thải cũng như các tác động của chúng đến môi trường. 6 Hình 2: Thiết kế cho KCNST việc sử dụng tài nguyên và tái sử dụng Cấu trúc khu công nghiệp sinh thái Mục đích của KCNST là nhằm xây dựng một hệ công nghiệp gồm nhiều nhà máy hoạt động độc lập nhưng kết hợp với nhau một cách tự nguyện, hình thành quan hệ cộng sinh giữa các nhà máy với nhau và với môi trường Theo nghiên cứu của trường Đại học Cornell, một KCNST phải bao gồm các nhà máy cộng tác với nhau trên cơ sở phối hợp: - Trao đổi các loại sản phẩm phụ; - Tái sinh, tái chế, tái sử dụng sản phẩm phụ tại nhà máy, với các nhà máy khác và theo hướng bảo toàn tài nguyên thiên nhiên; - Các nhà máy phấn đấu sản xuất sản phẩm thân thiện với môi trường (sản phẩm sạch); 7 - Xử lý chất thải tập trung; - Các loại hình công nghiệp phát triển trong KCN được quy hoạch theo định hướng bảo vệ môi trường của KCNST; - Kết hợp giữa phát triển công nghiệp với các khu vực lân cận (vùng nông nghiệp, khu dân cư, ) trong chu trình trao đổi vật chất (nguyên liệu, sản phẩm, phế phẩm, chất thải). Bên cạnh đó, khi xây dựng KCNST cần đạt các yêu cầu: - Sự tương thích về loại hình công nghiệp theo nhu cầu nguyên vật liệu- năng lượng với sản phẩm - phế phẩm - chất thải tạo thành. - Sự tương thích về quy mô. Các nhà máy phải có quy mô sao cho có thể thực hiện trao đổi vật chất theo nhu cầu sản xuất của từng nhà máy, nhờ đó giảm được chi phí vận chuyển, chi phí giao dịch, vŕ tăng chất lượng của vật liệu trao đổi. - Giảm khoảng cách (vật lý) giữa các nhà máy. Giảm khoảng cách giữa các nhà máy sẽ giúp hạn chế thất thoát nguyên vật liệu trong quá trình trao đổi, giảm chi phí vận chuyển và chi phí vận hành đồng thời dễ dàng hơn trong việc truyền đạt và trao đổi thông tin. 8 Hình 3: Mô hình ứng dụng KCNST 1.3.2 Chức năng từng thành phần trong khu công nghiệp sinh thái Phát triển KCNST mang lại những lợi ích sau đây: - Bảo tồn tài nguyên thiên nhiên và nguồn tài chính; - Giảm chi phí sản xuất, nguyên vật liệu, năng lượng, bảo hiểm vŕ xử lý đồng thời giảm được gánh nặng trách nhiệm pháp lý về mặt môi trường; - Cải thiện hiệu quả sản xuất, chất lượng sản phẩm và môi trường, tạo được ấn tượng tốt đối với người tięu dùng; - Gia tăng thu nhập cho từng nhà máy nhờ giảm mức tiêu thụ nguyên liệu thô, giảm chi phí xử lý chất thải đồng thời có thêm thu nhập từ nguồn phế phẩm/phế liệu hay vật liệu thải bỏ của nhà máy 9 Mục đích của một KCNST sẽ cải thiện sự thực hiện kinh tế Của Tham gia những công ty trong khi tối giản những tác động môi trường của họ. Những thành phần (của) cách tiếp cận này bao gồm thiết kế cơ sở hạ tầng công viên và những cây xanh. Sự sản xuất sạch, sự ngăn ngừa ô nhiễm, Công suất năng lượng, và Liên công ty Kết nạp. Một KCNST cũng tìm kiếm những lợi ích cho các công ty lân cận, cộng đồng để quả quyết mạng lưới đó rằng tác động của sự phát triển của nó dương tính Một số nhà phát triển và cộng đồng đã sử dụng KCNST một cách tương đối lỏng lẻo. Để có một sinh thái thực Khu công nghiệp phát triển phải được nhiều hơn Một duy nhất của sản phẩm hoặc trao đổi mạng lưới giao lưu Một nhóm doanh nghiệp tái chế; Một bộ sưu tập của các công ty công nghệ môi trường; Một bộ sưu tập của các công ty làm "xanh" sản phẩm; Một công viên với cơ sở hạ tầng thân thiện môi trường hoặc xây dựng; hoặc Một sự phát triển sử dụng hỗn hợp (công nghiệp, thương mại, và dâncư An khu công nghiệp thiết kế môi trường xung quanh một chủ đề duy nhất (ví dụ, một công viên năng lượng mặt trời hướng); Để hiểu được sự khác biệt giữa các khu công nghiệp sinh thái, bằng cách trao đổi sản phẩm, và các mạng lưới công nghiệp sinh thái. Những lợi ích tới Công nghiệp Đối với các công ty tham gia, một công viên sinh thái công nghiệp cung cấp các cơ hội để giảm chi phí sản xuất thông qua các vật liệu hơn và hiệu suất năng lượng tái chế chất thải, và loại bỏ các thực hành mà phải chịu hình phạt về quản lý. Tăng hiệu quả cũng có thể cho phép các thành viên công viên để sản xuất các sản phẩm cạnh tranh hơn. Ngoài ra, một số dịch vụ kinh doanh phổ biến có thể được chia sẻ bởi các công ty trong công viên. Đây có thể bao gồm quản lý chất thải được chia sẻ, đào tạo, thu mua, các đội quản lý khẩn cấp, hệ thống thông tin môi trường, và các dịch vụ hỗ trợ khác. Công nghiệp đó chia sẻ chi phí có thể giúp các thành viên công viên đạt được hiệu quả kinh tế cao hơn thông qua sự hợp tác của họ. Các công ty cỡ vừa và nhỏ thường có một vấn đề trong đạt được truy cập thông tin, tư vấn và bí quyết. Phương pháp tập hợp của KCNST phát triển có thể hỗ trợ các doanh 10 [...]... thải,vận chuyển hàng hóa ( Ministry of Economic Affair, 1998) • Mỹ Khu Công Nghiệp Sinh Thái Devens Khu công nghiệp sinh thái devens – Mỹ với diện tích toàn khu vực 1780 ha, trong đó khoảng 728 ha dành cho phát triển công nghiệp Tổng số công nhân trong khu công nghiệp là 4.000 công nhân Các lĩnh vực trọng tâm được phát triển dựa trên báo cáo chỉ thị bền vững : chiến lược xây dựng xanh, đề xướng quản... 10 I7.3 x 10 I7.1 x10 x 0,03125 I7.2 x10 x 0,03125 I7.3 x10 x 0,03125 Itc 16 1.4 XÂY DỰNG KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI • Khu Công Nghiệp Kalundborg, Đan Mạch Một thí dụ điển hình nhất về sự cộng sinh công nghiệp là KCN Kalundborg ở Đan Mạch Thành phần chính trong hệ sinh thái công nghiệp này là Nhà Máy Điện Asnaes công suất 1.500 MW Hầu hết các trạm phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, hiệu suất cực... sẽ giúp nâng hiểu biết về lợi ích của công nghiệp sinh thái Mặc dù sự quan tâm và tự nguyện tham gia phát triển công nghiệp sinh thái đóng vai trò quan trọng để thực hiện dự án, yếu tố quyết định sự thành công của dự án là sự tham gia liên tục của nhóm các đối tác từ chính quyền, công nghiệp, viện nghiên cứu và các tổ chức quần chúng Phát triển công nghiệp sinh thái không phải là những hoạt động có... luyện quản lý môi trường sẽ giúp nâng hiểu biết về lợi ích của công nghiệp sinh thái Mặc dù sự quan tâm và tự nguyện tham gia phát triển công nghiệp sinh thái đóng vai trò quan trọng để thực hiện dự án là sự tham gia liên tục của nhóm các đối tác từ chính quyền , công nghiệp, viện nghiên cứu và tổ chức quần chúng Phát triển công nghiệp sinh thái không phải là những hoạt động có thể hoàn tất trong thời... năng tồn tài và sử dụng tài nguyên hiệu quả; phát triển và áp dụng những nguyên lý về sinh thái công nghiệp; Tạo điều kiện phát triển công nghiệp và thúc đẩy kinh tế địa phương; Phát triển các cơ sở công nghiệp kết hợp lợi nhuận, tài nguyên, hiệu quả, sinh thái công nghiệp và ngăn ngừa ô nhiễm Công ty đầu tư vào KCN là công ty Solar Building System của Thụy Sỹ, sản xuất các panel quang điện có tác dụng... Côté,2001 Loại hình công nghiệp Phân phối Sản xuất cửa Thiết bị điện Dịch vụ môi trường Sản xuất nào đồ gia dụng Thiết bị công nghệ thực phẩm Thiết bi công nghiệp Sản xuất thép Xưởng cơ khí Dụng cụ y tế Tái sử dụng sơn Sản phẩm giấy / carton In Xi mạ Tủ lạnh Kho hàng Phát triển công nghiệp sinh thái. Chín năm qua , KCN Burnside được sử dụng như phòng thí nghiệm về công nghiệp sinh thái Tuy nhiên,trong... chính trong gói KCNST Các ngành công nghiệp nhỏ địa phương ở bên ngoài khu công nghiệp thường được sản xuất một số lượng lớn về ô nhiễm, vì thiếu cán bộ, công nghệ và sử dụng nguồn tài nguyên không hiệu quả Một rộng hơn, cách tiếp cận khu vực là cần thiết để tiếp cận với các doanh nghiệp đó Thường thì các công ty nhỏ hơn là các nhà cung cấp cho các công ty tại khu công nghiệp, những người có thể đòi... huống khẩn cấp Hệ sinh thái công nghiệp - KCN Map Ta Phut, Thái Lan gồm các nhà máy chính sau đây : _ Khu liên hiệp hóa dầu Đây là nhà máy trung tâm của KCN Map Ta Phut 22 _ _ _ _ Nhà máy hóa chất và phân bón Nhà máy sắt thép Nhà máy lọc dầu Nhà máy điện • Nhật Khu Công Nghiệp Sinh Thái EBARA Corporation – Fujiisawa2 Tập Đoàn EBARA, Nhật được thành lập 1912 chuyên sản xuất các loại mấy móc công nghệ kỹ... 28 1.5 NHỮNG KHÓ KHĂN, HẠN CHẾ KHI XÂY DỰNG ĐÔ THỊ SINH THÁI Phát triển một công viên sinh thái công nghiệp là một cam kết phức tạp, yêu cầu hội nhập trên nhiều lĩnh vực thiết kế và ra quyết định Thành công phụ thuộc vào một cấp độ mới của sự hợp tác giữa các cơ quan công cộng, thiết kế chuyên nghiệp, nhà thầu dự án, và các công ty vị trí trong công viên Không có khả năng có thể để khắc phục tình... mô hình phát triển công nghiệp lý tưởng trong tương lai KCNST Fairfeld được phát triển không chỉ giúp các cơ sở sản xuất hiện hữu mở rộng hơn nữa, mà còn bổ sung thêm các cơ sở sản xuất khác phù hợp với hệ sinh thái công nghiệp theo những hướng chính sau : - Công nghệ sản xuất phù hợp với hệ sinh thái công nghiệp hiện tại ( ví dụ sản xuất hóa chất, film, photo,…); - Phù hợp với công nghệ môi trường . VỀ KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI 1.2 CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG TỪNG CỦA THÀNH PHẦN TRONG KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI 1.3 TIÊU CHÍ, TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI 1.4 XÂY DỰNG KHU CÔNG NGHIỆP. DỰNG KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI • Khu Công Nghiệp Kalundborg, Đan Mạch Một thí dụ điển hình nhất về sự cộng sinh công nghiệp là KCN Kalundborg ở Đan Mạch. Thành phần chính trong hệ sinh thái công. dụng 4 1.2 CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG TỪNG THÀNH PHẦN TRONG KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI 1.3.1 Cấu trúc Cấu trúc hệ sinh thái công nghiệp Hình 1: Hệ sinh thái công nghiệp Các thành phần chính của hệ STCN. Hệ