Đề Tài: "Khu công nghiệp sinh thái"

Chia sẻ: Hoang Van Binh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:30

Thêm vào BST

Báo xấu

666
lượt xem 280
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trên cơ sở nghiên cứu và thử nghiệm sản xuất sạch hơn, người ta tìm ra hướng bảo vệ môi trường trên diện rộng. Đó là sinh thái công nghiệp thể hiện ở hệ sinh thái công nghiệp - trong đó chất thải của quá trình sản xuất này là nguyên liệu cho quá trình sản xuất khác.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề Tài: "Khu công nghiệp sinh thái"

Bài Luận Đề Tài: KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI Hoàng Văn Bình – K 52 KHMT 1
MỤC LỤC DANH M ỤC VIẾT TẮT ........................................................................................................................... 3 DANH MỤC BẢNG , H ÌNH VẼ............................................................................................................... 3 MỞ ĐẦU ...................................................................................................................................................... 5 CHƯƠNG I:SINH THÁI CÔNG NGHIỆP .............................................................................................. 6 I.Khái niệm sinh thái công nghiệp ............................................................................................................. 6 II.Trao đổi chất sinh thái công nghiệp ...................................................................................................... 6 III.Hệ sinh thái công nghiệp ................................................................................................................. 10 CHƯƠNGII:KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI ................................................................................. 12 I.Các nguyên tắc xây dựng KCN sinh thái ......................................................................................... 13 II.Các tiêu chí của KCNST................................................................................................................... 14 III.Lợi ích của KCNST ......................................................................................................................... 14 III.1.Lợi ích cho công nghiệp ........................................................................................................... 14 III.2.Lợi ích cho môi trường. ........................................................................................................... 15 III..3.Lợi ích cho xã hội .................................................................................................................... 15 IV.Những rủi ro và thách thức ............................................................................................................ 16 IV.1.Chi phí ....................................................................................................................................... 16 IV.2.Phát triển và hoạt động ............................................................................................................ 16 IV.3.Các chính sách .......................................................................................................................... 16 V.Một số khu công nghiệp sinh thái trên thế giới. ............................................................................. 16 V.1.Khu Công Nghiệp Kalundborg, Đan Mạch ............................................................................. 17 V.2. KCNST Riverside (Burlington), Vermont, Mỹ ............................................................................... 19 CHƯƠNG III: KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI TẠI VIỆT NAM ................................................ 21 I.Thực trạng KCN ở Việt Nam ............................................................................................................ 21 II.Áp dụng thuyết sinh thái học ở Việt Nam....................................................................................... 22 CHƯƠNG IV: QUY HOẠCH KCNST YÊN PHONG – BẮC NINH .................................................. 25 2
I. Vị trí, ranh giới, quy mô, tính chất khu công nghiệp Yên Phong ................................................. 26 I.1Vị trí, ranh giới, quy mô khu vực quy hoạch ............................................................................. 26 I.2.Tính chất KCN Yên Phong ......................................................................................................... 26 II. Quy hoạch tổng mặt bằng sử dụng đất Khu công nghiệp Yên Phong ........................................ 26 II.1.Phân khu chức năng .................................................................................................................. 26 II.2 Bố cục không gian kiến trúc và cảnh quan khu công nghiệp ................................................. 27 III. Quy hoạch hệ thống công trình hạ tầng kỹ thuật ........................................................................ 28 III.1. Quy hoạch hệ thống giao thông .............................................................................................. 28 III.2. Quy hoạch hệ thống thoát nước mưa và san nền.................................................................. 28 III.3 .Quy hoạch hệ thống cấp nước ................................................................................................ 28 III.4. Quy hoạch hệ thống thoát nước thải và thu gom rác thải ................................................... 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................................ 30 DANH M ỤC VIẾT TẮT KCNST Khu công nghiệp sinh thái STCN Sinh thái công nghiệp HSTCN Hệ sinh thái công nghiệp KCN Khu công nghiệp DANH MỤC BẢNG , H ÌNH VẼ 3
Bảng 1: Sự khác nhau giữa sinh vật sống và cơ sở sản xuất ................................................................. 7 Bảng 2: Đặc điểm quá trình trao đổi chất của hệ sinh thái tự nhiên và hệ công nghiệp hiện tại .......... 8 Hình 1:Hình thức thứ nhất của hệ công nghiệp (Lowenthal and Kastenberg, 1998; Krrishnamohan and Heart, 2000). ................................................................................................................................ 10 Hình 2:Hình thức thứ hai của hệ công nghiệp (Lowenthal and Kastenberg, 1998; Hình 3: Các thành phần chính của hệ sinh thái công nghiệp (Manahan, 1999). .............................................................. 11 Krrishnamohan and Heart, 2000)....................................................................................................... 10 Hình 4:Mạng lưới công nghiệp sinh thái trên thế giới ....................................................................... 17 Hình 5:Hệ STCN - KCN Kalundborg, Đan Mạch (Cohen-Rosenthal và cộng sự, 2003). .................. 18 Hình 6: Sơ đồ các dòng năng lượng, nguyên vật liêu, BP và chất thải trong KCNST Burlington, Vermont, Mỹ. ....................................................................................................................................... 20 Hình 7: Các bước cơ bản trong phương pháp luận xây dụng mô hình kỹ thuật KCNST tại Việt Nam (tham khảo Dieu, 2003). ..................................................................................................................... 25 4
MỞ ĐẦU KCN đóng vai trò vô cùng quan trọng thúc đẩy quá trình CNH ở hầu hết các quốc gia trên thế giới đặc biệt là các nước đang phát triển ở châu Á. Các KCN phát triển nhanh chóng đem lại lợi ích về kinh tế rất lớn cho các quốc gia. Tuy nhiên, sự tập trung công nghiệp trong một khu vực nhất định càng ngày càng làm tăng các tác động xấu tới môi trường. Vì vây người ta đã đặt ra câu hỏi : liệu có nên tiếp tục phát triển mô hình KCN và nếu tiếp tục phát triển thì mô hình này sẽ phải thay đổi như thế nào? Khái niệm KCN sinh thái (KCNST) bắt đầu được phát triển từ những năm 90 của thế kỷ XX trên cơ sở Sinh thái học công nghiệp (STHCN) KCNST là một “cộng đồng” các doanh nghiệp sản xuất và dịch vụ có mối liên hệ mật thiết trên cùng một lợi ích: hướng tới một hoạt động mang tính xã hội, kinh tế và môi trường chất lượng cao, thông qua sự hợp tác trong việc quản lý các vấn đề về môi trường và nguồn tài nguyên. Bằng các hoạt động hợp tác chặt chẽ với nhau, “cộng đồng” KCNST sẽ đạt được một hiệu quả tổng thể lớn hơn nhiều so với tổng các hiệu quả mà từng doanh nghiệp hoạt động riêng lẻ gộp lại. 5
CHƯƠNG I:SINH THÁI CÔNG NGHIỆP I.Khái niệm sinh thái công nghiệp Trên cơ sở nghiên cứu và thử nghiệm sản xuất sạch hơn, người ta tìm ra hướng bảo vệ môi trường trên diện rộng (một nhóm cơ sở sản xuất, một KCN hoặc một quốc gia). Đó là sinh thái công nghiệp – "khoa học của sự phát triển bền vững" . Khái niệm sinh thái công nghiệp (STCN) thể hiện ở hệ sinh thái công nghiệp – trong đó chất thải của quá trình sản xuất này là nguyên liệu cho quá trình sản xuất khác. STCN tập trung vào việc tối ưu hóa mức độ sử dụng năng lượng và nguyên liệu, giảm đến mức thấp nhất tác động tiêu cực do hoạt động sản xuất lên môi trường tự nhiên và tạo ra sự hòa hợp giữa hệ công nghiệp với thiên nhiên. Theo Lower (2001), mục tiêu của STCN là: • Bảo vệ sự tồn tại của hệ sinh thái tự nhiên; • Bảo đảm chất lượng môi trường sống của con người; • Duy trì tính kinh tế cho sản xuất công nghiệp, kinh doanh và dịch vụ thương mại. STCN mang lại cho doanh nghiệp ưu thế cạnh tranh nhờ tiết kiệm năng lượng và vật liệu, giảm chi phí xử lý chất thải… Hơn nữa, STCN giúp các cơ quan Chính phủ hoạch định chính sách và quy định bảo vệ môi trường cùng với xây dựng tính cạnh tranh trong kinh doanh. II.Trao đổi chất sinh thái 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 (Erkman, 1997; Manahan, 1999). 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 (Côté và Hall, 1995). 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 (Anderberg, 1998). Quá trình trao đổi chất đã có từ khi xuất hiện khoa học sinh học. Khái niệm này được sử dụng để mô tả các quá trình chuyển hóa trong cơ thể sinh vật sống. Trao đổi chất sinh học được sử dụng để mô tả các quá trình hóa sinh xảy ra luân phiên trong các phân tử sinh học. Sự giống nhay giữa quá trình trao đổi chất sinh học và trao đổi chất công nghiệp là ‘các quá trình trao đổi chất có thể được chia thành 2 nhóm chính: quá trình đồng hóa và quá trình dị hóa. Cũng như thế, một hệ STCN tổng hợp vật chất, hay thực hiện quá trình đồng hóa, và phân hủy vật chất, tức là thực hiện quá trình tương tự như quá trình dị hóa sinh học’. Trong một hệ sinh học, quá trình trao đổi chất xảy ra ở tế bào, ở 6
các cơ quan riêng biệt cũng như trong toàn bộ cơ thể sinh vật. Tương tự như vậy, quá trình trao đổi chất công nghiệp cũng có thể xảy ra trong từng cơ sở sản xuất riêng biệt, trong từng ngành công nghiệp và ở mức toàn cầu. Mặc dù có một số điểm khác biệt giữa một sinh vật sống và một cơ sở sản xuất . Điểm cốt yếu là phải xác định rõ phạm vi mà dòng vật chất và năng lượng tham gia vào quá trình chuyển hóa. Bảng 1: Sự khác nhau giữa sinh vật sống và cơ sở sản xuất Sinh vật sống Cơ sở sản xuất Sinh vật có khả năng tái sản sinh ra Cơ sở sản xuất chỉ tạo ra sản phẩm hoặc dịch chúng. vụ phục vụ. Cơ sở sản xuất có thể thay đổi mặt hàng sản xuất cũng như dịch vụ thương mại từ dạng Sinh vật có tính đặc trưng và không thể này sang dạng khác. Một cơ sở sản xuất thay đổi đặc tính của chúng trừ khi trải chuyển hóa nguyên liệu, bao gồm cả nhiên qua quá trình tiến hóa lâu dài. liệu và năng lượng, thành sản phẩm, phế phẩm và chất thải. Nguồn: Ayres, 1994. Trao đổi chất sinh học là quá trình tự điều chỉnh. Đối với từng sinh vật, quá trình này được thực hiện bởi những cơ chế sinh học chung. Ở mức hệ sinh thái, quá trình này xảy ra thông qua sự đấu tranh sinh tồn giữa các sinh vật. Một hệ sinh thái công nghiệp cũng là một hệ tự điều chỉnh. Tuy nhiên, trong trường hợp này, cơ chế chính của quá trình là hệ kinh tế được vận hành theo quy luật cung – cầu”. Một cách tổng quát, những điểm giống và khác nhau giữa quá trình trao đổi chất của hệ sinh thái tự nhiên và hệ công nghiệp được trình bày tóm tắt trong Bảng 2. 7
Bảng 2: Đặc điểm quá trình trao đổi chất của hệ sinh thái tự nhiên và hệ công nghiệp hiện tại Đặc tính Hệ sinh thái tự nhiên Hệ công nghiệp hiện tại Đơn vị cơ bản Sinh vật Nhà máy Dòng vật chất Hệ khép kín Chủ yếu là biến đổi theo một chiều Tái sử dụng Hầu như hoàn toàn Thường rất thấp Hầu như được sử dụng một cách Có khuynh hướng cô đặc, chẳng phung phí để chế tạo ra vật liệu hạn CO2 trong không khí được Vật liệu khác, vật liệu bị pha loãng quá chuyển hóa thành sinh khối qua mức có thể tái sử dụng, nhưng lại quá trình quang hợp. bị cô đặc đủ để gây ô nhiễm. Sản xuất ra sản phẩm và cung cấp dịch vụ là mục đích chủ yếu của hệ Quá trình tái Một trong những chức năng chính công nghiệp nhưng tái sản xuất tạo của sinh vật là sự tự sinh sản. không phải là bản chất của hệ công nghiệp. Nguồn: Manahan, 1999. Trong hệ sinh thái tự nhiên, chu trình sinh học của vật liệu được duy trì bởi ba nhóm chính: sản xuất, tiêu thụ và phân hủy. Nhóm sản xuất có thể là cây trồng và một số vi khuẩn có khả năng tự tạo ra nguồn thức ăn nhờ quá trình quang hợp hoặc chuyển hóa sinh hóa. Nhóm tiêu thụ sản phẩm có thể là động vật ăn cỏ hoặc động vật khác để cung cấp năng lượng và protein cần thiết cho cơ thể chúng. Nhóm phân hủy có thể là nấm và vi khuẩn. Nhóm này có khả năng chuyển hóa các chất hữu cơ thành nguồn thức ăn cần thiết cho nhóm sản xuất. Do đó, nhóm phân hủy cũng đóng vai trò của cơ sở tái chế. Với 8
nguồn năng lượng là ánh nắng mặt trời, thế giới tự nhiên có khả năng duy trì chu trình sản xuất-tiêu thụ-phân hủy một cách vô hạn. Hay nói cách khác, một thực thể tồn tại độc lập nhỏ nhất cũng là một hệ sinh thái. Trong các hệ công nghiệp, hoạt động sản xuất bao gồm tạo ra năng lượng và những sản phẩm khác. Nhóm tiêu thụ sản phẩm có thể là những nhà máy khác, con người (thị trường) và động vật. Quá trình phân hủy bao gồm xử lý, thu hồi và tái chế chất thải. Tuy nhiên, khác với hệ sinh thái tự nhiên, hệ công nghiệp không thể dựa vào nhóm phân hủy để tái sinh hoàn toàn vật liệu đã sử dụng trong quá trình sản xuất. Hiện tại, hệ công nghiệp vẫn thiếu nhóm phân hủy và tái chế hiệu quả (Husar, 1994a). Đó là lý do tại sao những vật liệu không mong muốn (cả chất thải và phế phẩm) được thải ra môi trường xung quanh. Xét theo khía cạnh này, hệ công nghiệp là một hệ thống không hoặc ít khép kín. Để đạt tiêu chuẩn của một hệ sinh thái công nghiệp, các sản phẩm phụ và chất thải phải được tái sử dụng và tái chế. Chu trình vật chất. Dòng vật chất và năng lượng là hai yếu tố quan trọng trong quá trình trao đổi chất công nghiệp (Manahan, 1999). Trong hệ công nghiệp hiện tại, có hai hình thức sử dụng nguyên vật liệu. Dạng thứ nhất gọi là hệ trao đổi chất một chiều. Trong hệ thống này không có sự liên hệ giữa nguyên vật liệu cung cấp cho hệ thống và sản phẩm tạo thành (Hình 1). Quá trình sản xuất, sử dụng và thải bỏ vật chất xảy ra không đi kèm theo hoạt động tái sử dụng hoặc thu hồi năng lượng và nguyên liệu (Carr, 1998; Lowenthal and Kastenberg, 1998 Krrishnamohan and Heart, 2000). Dạng thứ hai có đặc tính tái sử dụng tối đa dòng vật chất trong chu trình sản xuất nhưng vẫn cần cung cấp nguyên vật liệu và vẫn tạo ra chất thải cần thải bỏ (Hình 2). Theo Manahan (1999), trên cơ sở hiểu biết quá trình trao đổi chất công nghiệp, chúng ta có thể tối ưu hóa hệ công nghiệp để tăng đến mức tối đa hiệu quả sản xuất, giảm thiểu chất thải và hạn chế đến mức thấp nhất ô nhiễm môi trường bằng cách tự tạo chu trình vật chất khép kín. Điều đó có nghĩa là chu trình vật chất có thể được khép kín càng nhiều càng tốt theo phương thức mà vật liệu không cần thiết phải di chuyển quá xa đến nơi sử dụng/tái sử dụng. Như vậy, thị trường tiêu thụ phế phẩm/phế liệu/chất thải tại địa phương cần được phát triển để chuyển hóa những vật liệu thải này thành sản phẩm có giá trị hơn. 9
Hình 1:Hình thức thứ nhất của hệ công nghiệp (Lowenthal and Kastenberg, 1998; Krrishnamohan and Heart, 2000). Hình 2:Hình thức thứ hai của hệ công nghiệp (Lowenthal and Kastenberg, 1998; Krrishnamohan and Heart, 2000). Hệ thống thích hợp nhất là mô hình cải tiến, tạo dòng vật chất khép kín trong hệ công nghiệp nhằm đạt hiệu quả sản xuất cao nhất. Điều này có thể đạt được bằng các phương thức trao đổi, tái sinh, tái chế nguyên vật liệu và năng lượng giữa các cơ sở sản xuất khác nhau trong hệ sinh thái công nghiệp. III.Hệ sinh thái công nghiệp Năm 1989, Robert Frosch và Nicholas Gallopoulos đưa ra khái niệm hệ sinh thái công nghiệp thể hiện ở “Sự chuyển hoá mô hình công nghiệp truyền thống (trong đó nguyên liệu đưa vào sau quá trình sản xuất tạo ra sản phẩm và chất thải, chất thải này bị bỏ vào môi trường) sang mô hình tổng thể - hệ sinh thái công nghiệp. Trong hệ sinh thái 10
công nghiệp, mức tiêu thụ năng lượng và nguyên liệu được tối ưu hoá, chất thải sinh ra giảm thiểu tối đa, sản phẩm phụ và phế phẩm/phế liệu từ quá trình sản xuất này sẽ làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất khác” Hệ sinh thái công nghiệp áp dụng những nguyên lý tự nhiên để điều khiển hệ công nghiệp tương tự như hệ sinh thái. Hệ sinh thái công nghiệp được tạo thành từ tất cả các khâu sản xuất, chế biến, tiêu thụ, kết hợp cả sản xuất nông nghiệp và công nghiệp (Manahan, 1999). Thành phần chính của hệ sinh thái công nghiệp gồm: • Bộ phận sản xuất nguyên liệu và năng lượng ban đầu. • Bộ phận chế biến/sản xuất nguyên vật liệu. • Bộ phận tiêu thụ sản phẩm. • Bộ phận xử lý/tái chế chất thải. Hình 3: Các thành phần chính của hệ sinh thái công nghiệp (Manahan, 1999). 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 sinh thái công nghiệp. 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 cần thiết cho sản xuất công nghiệp, năng lượng và chất thải. Những nguyên liệu này tiếp tục được chế biến thành sản phẩm theo nhu cầu của thị trường. Các nhà máy chế biến 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. Các dạng hệ sinh thái công nghiệp. Một hệ sinh thái công nghiệp 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 11
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. Boons và Baas (1997) phân chia hệ sinh thái công nghiệp thành nhiều dạng khác nhau dựa trên ranh giới của hệ thống: (1) theo chu trình vòng đời sản phẩm, (2) theo chu trình vòng đời nguyên liệu, (3) diện tích/vị trí địa lý, (4) theo loại hình công nghiệp và (5) loại hình hỗn hợp. Các tác giả này cho rằng tiêu chí để xác định ranh giới của hệ sinh thái công nghiệp là dựa trên vị trí địa lý hoặc chuỗi sản phẩm/nguyên liệu. Các loại hình hệ sinh thái công nghiệp này có thể mô tả như sau: - Hệ sinh thái công nghiệp theo chu trình vòng đời sản phẩm. Trong trường hợp này, ranh giới của hệ sinh thái công nghiệp 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 sinh thái công nghiệp theo chu trình vòng đời nguyên liệu. Tương tự hệ sinh thái theo chu trình vòng đời sản phẩm, ranh giới của hệ sinh thái công nghiệp theo chu trình vòng đời nguyên liệu được xác định bởi các thành phần liên quan đến một loại nguyên liệu cụ thể. - Hệ sinh thái công nghiệp theo diện tích/vị trí địa lý. KCN Burnside ở Halifax (Canada), KCN Kalunborg (Đan Mạch) là những ví dụ điển hình về loại hình hệ sinh thái công nghiệp này. Trong trường hợp này, ranh giới địa lý không kể đến khu vực tiêu thụ sản phẩm. - Hệ sinh thái công nghiệp 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 sinh thái công nghiệp. Trong thực tế, loại hình hệ sinh thái công nghiệp này được xây dựng theo định hướng môi trường chung của từng loại hình công nghiệp. - Hệ sinh thái công nghiệp hỗn hợp. Trong trường hợp này, khái niệm sinh thái công nghiệp 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. CHƯƠNGII:KHU CÔNG NGHIỆP SINH THÁI Khu công nghiệp sinh thái là một “cộng đồng” các doanh nghiệp sản xuất và dịch vụ có mối liên hệ mật thiết trên cùng một lợi ích: hướng tới một hoạt động mang tính xã hội, kinh tế và môi trường chất lượng cao, thông qua sự hợp tác trong việc quản lý các vấn đề về môi trường và nguồn tài nguyên. Bằng các hoạt động hợp tác chặt chẽ với nhau, “cộng đồng” KCNST sẽ đạt được một hiệu quả tổng thể lớn hơn nhiều so với tổng các hiệu quả mà từng doanh nghiệp hoạt động riêng lẻ gộp lại. 12
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 (Salversen, 1996). 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 (Fairfiel, 1996). I.Các nguyên tắc xây dựng KCN sinh thái • Phát triển KCNST theo quy luật của hệ sinh thái tự nhiên: Tạo sự cân bằng sinh thái từ quá trình hình thành đến phát triển của KCN (lựa chọn địa điểm, quy hoạch thiết kế, thi công xây dựng, hệ thống HTKT, lựa chọn doanh nghiệp, quá trình hoạt động, quản lý,…) . Mọi hoạt động liên quan tới phát triển KCNST cần được tiến hành đồng bộ, hợp nhất trên nguyên tắc bảo vệ môi trường và phù hợp với hệ sinh thái tự nhiên. • Thiết lập hệ sinh thái công nghiệp (HSTCN) trong và ngoài KCNST Tạo chu trình sản xuất tuần hoàn giữa các doanh nghiệp trong KCN cũng như giữa doanh nghiệp trong KCN với các doanh nghiệp hay các khu vực chức năng khác ở bên ngoài. Giảm thiểu và tái sử dụng sử dụng các nguồn năng lượng, nước. Tận dụng các nguồn năng lượng, nước thừa trong quá trình sản xuất. Sử dụng rộng rãi các nguồn năng lượng tái sinh: mặt trời, sức gió, sức nước v.v.. Giảm thiểu sử dụng các nguồn tài nguyên, đặc biệt là các tài nguyên không thể tái tạo được. Khuyến khích sử dụng các nguyên vật liệu tái sinh. Hạn chế sử dụng các chất gây độc hại Giảm thiểu lượng phát thải, đặc biệt là các chất thải độc hại. Thu gom và xử lý triệt để các chất thải bằng các công nghệ thân thiện với môi trường. Tái sử dụng tối đa các chất thải. • Thiết lập “cộng đồng” doanh nghiệp trong KCNST: Hợp tác mật thiết và toàn diện giữa các doanh nghiệp trong KCNST cũng như với các doanh nghiệp bên ngoài, chia sẻ thông tin và các chi phí dịch vụ chung như: quản lý chất thải, đào tạo nhân lực, hệ thống thông tin môi trường cùng các dịch vụ hỗ trợ khác. Khuyến khích các doanh nghiệp sản xuất sạch và đổi mới công nghệ thân thiện với môi trường. Khuyến khích các doanh nghiệp và cá nhân hợp tác tham gia bảo vệ, phát triển môi trường sinh thái trong và ngoài KCN Phát triển tổ hợp các chức năng (công nghiệp, dịch vụ, công cộng, ở,...) và phát huy tối đa mối quan hệ tương hỗ giữa chúng. 13
II.Các tiêu chí của KCNST Theo Ernest A. Lowe (2001), thành tựu của một KCNST là cải thiện hiệu quả kinh tế của các công ty thành viên trong khi tối thiểu hoá các tác động môi trường của các công ty này. Các thành tố của cách tiếp cận này bao gồm các thiết kế xanh cho cơ sở hạ tầng và cây xanh (mới hoặc được trang bị thêm); sản xuất sạch hơn, phòng chống ô nhiễm; sử dụng năng lượng hiệu quả; và hợp tác liên công ty. Một KCNST cũng cố gắng mang lại lợi ích cho cộng đồng xung quanh để bảo đảm rằng các tác động ròng của sự phát triển là tích cực Một KCN sinh thái đúng nghĩa cần có nhiều hơn: • Một quá trình trao đổi phụ phẩm đơn hoặc một mạng lưới trao đổi phụ phẩm; Một cụm doanh nghiệp tái chế; • Một tập hợp các công ty công nghệ môi trường; • Một tập hợp các công ty sản xuất sản phẩm “xanh”; • Một khu công nghiệp sinh thái được thiết kế trên nền thân thiện với môi trường (VD: một khu công nghiệp sử dụng năng lượng mặt trời); • Một khu công nghiệp với cơ sở hạ tầng hoặc các công trình thân thiện với môi trường; Một khu vực phát triển hỗn hợp(công nghiệp, thương mại, và khu dân cư). Một khu công nghiệp sinh thái có thể có mặt bất cứ yếu tố nêu trên; tuy nhiên, để làm thành một khu công nghiệp sinh thái, nền tảng là sự phối hợp giữa các doanh nghiệp thành viên và giữa các doanh nghiệp với môi trường. Bên cạnh đó, khi xây dựng KCNST cần đạt (Carr, 1998): • Sự tương thích về loại hình công nghiệp theo nhu cầu nguyên vật liệu - năng lượng và 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 (Dunn, 1995), nhờ đó giảm được chi phí vận chuyển, chi phí giao dịch, và gia 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. III.Lợi ích của KCNST III.1.Lợi ích cho công nghiệp a.Đối với các doanh nghiệp thành viên và chủ đầu tư KCNST 14
Giảm chi phí, tăng hiệu quả SX bằng cách tiết kiệm, tái chế, tái sử dụng nguyên - vật liệu và năng lượng: tái chế và tái sử dụng chất thải.Điều này làm tăng tính cạnh tranh của sản phẩm Đạt hiệu quả kinh tế cao hơn nhờ chia sẻ chi phí cho các dịch vụ chung: quản lý chất thải, đào tạo nhân lực, nguồn cung cấp và hệ thống thông tin môi trường cùng các dịch vụ hỗ trợ khác. Những lợi ích cho các Doanh nghiệp thành viên là làm tăng giá trị bất động sản và lợi nhuận cho chủ đầu tư KCNST. b.Đối với nền công nghiệp nói chung: KCNST là một động lực phát triển kinh tế công nghiệp của toàn khu vực: tăng giá trị SXCN, dịch vụ, thu hút đầu tư, tăng việc làm v.v… Tạo điều kiện hỗ trợ và phát triển các ngành công nghiệp nhỏ địa phương, làng nghề truyền thống cùng tồn tại và phát triển. Thúc đẩy quá trình đổi mới, nghiên cứu và ứng dụng các thành tựu khoa học, tăng nhanh tốc độ triển khai công nghệ mới. Tóm lại, KCNST có thể mang lại các lợi thế cạnh tranh và lợi ích quan trọng trong thời điểm mà các KCN ở các nước châu Á không đáp ứng được nhu cầu phát triển công nghiệp thời đại mới. III.2.Lợi ích cho môi trường. Giảm các nguồn gây ô nhiễm cho môi trường, giảm lượng chất thải cũng như giảm nhu cầu sử dụng tài nguyên thiên nhiên thông qua các nghiên cứu mới nhất về SXS, bao gồm: hạn chế ô nhiễm, tiết kiệm năng lượng, quản lý chất thải, tái tạo tài nguyên và các phương pháp quản lý môi trường và công nghệ mới khác. Đảm bảo cân bằng sinh thái. Trong suốt quá trình hình thành và phát triển KCNST: từ việc chọn địa điểm, quy hoạch, xây dựng, tổ chức hệ thống HTKH, lựa chọn doanh nghiệp, quá trình hoạt động, quản lý,... đều phù hợp với các điều kiện thực tế và đặc điểm sinh thái của khu đất xây dựng và khu vực xung quanh. Tất cả vì mục tiêu môi trường, mỗi KCNST có một mô hình phát triển và quản lý riêng để không ngừng nâng cao đặc trưng cơ bản của nó về BVMT. III..3.Lợi ích cho xã hội KCNST là một động lực phát triển kinh tế - xã hội mạnh của khu vực lân cận, thu hút các tập đoàn lớn trong nước và nước ngoài. Tạo việc làm mới trong các lĩnh vực công nghiệp và dịch vụ. Tạo động lực hỗ trợ các dự án phát triển mở rộng của địa phương về: đào tạo và phát triển nguồn nhân lực, phát triển nhà ở, cải tạo và nâng cấp hệ thống HTKT,... 15
Tạo một bọ mặt mới, một môi trường trong sạch và hấp dẫn cho toàn khu vực, làm thay đổi cách nhìn thiếu thiện cảm cố hữu của cộng đồng đối với SXCN lâu nay. KCNST tạo điều kiện hợp tác với các cơ quan nhà nước trong việc thiết lập các chính sách, luật lệ về môi trường và kinh doanh ngày càng thích ứng với xu thế hội nhập và phát triển bền vững. IV.Những rủi ro và thách thức IV.1.Chi phí KCNST đòi hỏi một chi phí ban đầu cao hơn, thời gian thu hồi vốn và lợi nhuận dài hơn các KCN thông thường. Chủ đầu tư cần phải có sự đảm bảo cung cấp tài chính ( ngân hàng, các tổ chức bảo trợ v.v…) cho dự án với thời gian dài hơn. Bên cạnh đó, một số các KCNST có thể có chi phí đầu tư không cao hơn các KCN thông thường, phụ thuộc vào các thiết kế trong dự án. Ví dụ một số các công trình HTKT với công nghệ mới có chi phí xây dựng và hoạt động thấp hơn. Các chi phí có thể phát sinh từ quá trình thiết kế, chuẩn bị địa điểm, đặc điểm hệ thống HTKT, quá trình xây dựng và từ nhiều vấn đề khác. Các nhà đầu tư cần lường trước vấn đề phát sinh này, đặc biệt là đối với các chủ đầu tư là nhà nước. IV.2.Phát triển và hoạt động Là một “cộng đồng”, các DNTV trong KCNST cần phải liên hệ mật thiết với nhau và không ngừng hợp tác nâng cao hiệu quả hoạt động trên mọi lĩnh vực. Sự đình trệ, yếu kém tại một mắt xích nào trong hệ thống cũng làm giảm hiệu quả hoạt động của KCNST. IV.3.Các chính sách Các yêu cầu mới trong việc phát triển KCNST có thê không được các cơ quan quản lý Nhà nước chấp thuận hay thông qua, đặc biệt là đối với các nước đang phát triển có bộ máy hành chính phức tạp và tham nhũng cao. Rất nhiều chính sách môi trường của các nước đang phát triển tập trung vào việc xử lý đầu ra hơn là các giải pháp hạn chế của STHCN. Các công ty cung cáp cũng gây thêm áp lực này với việc bán rẻ hay hỗ trợ các công nghệ và dịch vụ xử lý đầu ra. Chủ đầu tư KCNST cần vận động để thiết lập các chính sách và chiến lược mới theo phương hướng sản xuất sạch và STHCN. V.Một số khu công nghiệp sinh thái trên thế giới. 16
Hình 4:Mạng lưới công nghiệp sinh thái trên thế giới V.1.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 đại để chuyển hóa năng lượng từ quá trình đốt than thành điện năng chỉ đạt 40%. 60% năng lượng còn lại được thải ra môi trường bên ngoài dưới dạng nhiệt và phần lớn ở dạng hơi nước. Bằng cách sử dụng năng lượng thất thoát sẵn có này vào những mục đích khác, Nhà Máy Điện Asnaes đã sử dụng 90% năng lượng có từ than. 225.000 tấn hơi sinh ra hàng năm được tái sử dụng trong hệ thống cấp nhiệt của khu vực, nhờ đó giảm được nhu cầu cung cấp nhiên liệu tương ứng với 19.000 tấn dầu/năm. Nhà Máy Điện Asnaes còn tái sử dụng nhiệt thừa để vận hành các trang trại nuôi cá. Bùn từ các bể nuôi cá được thu hồi và bán làm phân bón. 14.000 tấn hơi/năm cung cấp cho Nhà Máy Lọc Dầu Statoil đã giảm được 40% nhiệt lượng cần cung cấp cho các bể và đường ống. 215.000 tấn hơi/năm cung cấp cho Nhà Máy Sản Xuất Dược Phẩm Và Enzyme Novo Nordisk. Các sản phẩm phụ cũng được thu hồi và tái sử dụng khá hữu hiệu. 80.000 tấn thạch cao (calcium sulphate)/năm từ hệ thống hấp thu khí SO2 của Nhà Máy Điện Asnaes được thu hồi và cung cấp cho Gyproc - một công ty sản xuất ván lát tường. Hàng năm, nhà máy Điện này còn bán 170.000 tấn tro và xỉ sinh ra từ quá trình đốt than làm vật liệu xây dựng và làm đường. Ethane và Methane sinh ra từ Nhà Máy Lọc Dầu Statoil là nhiên liệu cho lò sấy của Công Ty Gyproc và các lò hơi của Nhà Máy Điện Asnaes. Công Ty Gyproc tiêu thụ 900 kg methane và ethane/giờ và Nhà Máy Điện Asnaes có thể giảm được 30.000 tấn than cần sử dụng hàng năm. Phần cặn từ hệ thống hấp thu lưu huỳnh của Nhà Máy Lọc Dầu Statoil được dùng để sản xuất acid sulphuric. Bùn giàu chất dinh dưỡng từ Nhà Máy Novo Nordisk được tái sử dụng làm phân bón cho các nông trường xung quanh. 17
Mô hình hệ sinh thái công nghiệp của KCN Kalundborg được biểu diễn tóm tắt trong Hình 1. Theo Jorgen Christensen, những nguyên tắc cơ bản làm nền tảng cho sự hình thành quan hệ cộng sinh trong KCN Kalundborg bao gồm: • Sự phù hợp giữa các ngành công nghiệp trên phương diện “trao đổi chất thải” ; • Khoảng cách (về vị trí địa lý) giữa các nhà máy không quá lớn; • Mỗi nhà máy đều nắm được thông tin liên quan đến các nhà máy khác trong KCN; • Động cơ thúc đẩy các nhà máy tham gia vào KCNST là sự phát triển kinh tế bền vững; • Sự phối hợp giữa các nhà máy là trên tinh thần tự nguyện và phù hợp với quy định của cơ quan chức năng. Hình 5:Hệ STCN - KCN Kalundborg, Đan Mạch (Cohen-Rosenthal và cộng sự, 2003). Thực tế vận hành KCNST Kalundborg, Đan Mạch từ những năm 1970 đến nay (2003) cho thấy mang lại những lợi ích thiết thực như sau (Côté và Hall, 1995; Cohen- Rosenthal và McGalliard, 2003): Giảm sự tiêu thụ nguồn tài nguyên + Dầu : 19.000 tấn/năm; 18
+ Than đá : 30.000 tấn/năm; + Nước : 600.000 m3/năm. - Giảm tải lượng khí thải phát sinh + CO2 : 130.000 taán/naêm; + SO2 : 3.700 taán/naêm. - Tái sử dụng phế phẩm + Tro : 135 tấn/năm; + Sulphua : 2.800 tấn/năm; + Thạch cao : 80.000 tấn/năm; + Nitơ trong bùn : 800.000 tấn/năm. V.2. KCNST Riverside (Burlington), Vermont, Mỹ KCNST Riverside, diện tích 40ha (không kể khu vực các nông trại) là một KCNST nông nghiệp hỗn hợp đa chức năng, bao gồm các khu vực cây xanh, vui chơi giải trí công cộng của địa phương và vùng đầm lầy. KCNST này áp dụng các nguyên tắc của STHCN để thiết lập một mô hình phát triển bền vững khép kín, tập trung vào nông nghiệp, nhà kính và năng lượng sạch. Thành phần cơ bản trong KCNST Riverside là nhà máy nhiệt điện từ gỗ Mc Neil, trạm, xử lý nước thải dạng Living Machine, nhà máy compost hóa và các nông trại, ao thủy sản, nhà kính. Các thành phần này hoạt động theo một chu trình khép kín đầu vào, đầu ra kết hợp từ trạm thu gom gỗ thải, nhà máy sản xuất xi măng, nhà máy sản xuất kem tới các nông trại trong vùng. 19
Hình 6: Sơ đồ các dòng năng lượng, nguyên vật liêu, BP và chất thải trong KCNST Burlington, Vermont, Mỹ. Để đạt được một sự phát triển mạnh về kinh tế - xã hội, vừa bảo vệ tốt nhất môi trường khu vực, các nhà phát triển KCNST này đã đề ra sáu nguyên tắc cơ bản sau: Khuyến khích phát triển nền kinh tế tự cung tự cấp địa phương và tận dụng tối đa các nguồn lực địa phương. Cân bằng các lợi ích kinh tế và ảnh hưởng của sự phát triển. Thúc đẩy và sử dụng hiệu quả các nguồn tài chính. Bảo vệ và bảo tồn nguồn tài nguyên môi trường địa phương, đặc biệt là ngành nông nghiệp truyền thống. Luôn đảm bảo một sự hợp tác chặt chẽ với cộng đồng địa phương. Hợp tác với các tổ chức phi lợi nhuận để thúc đẩy các hoạt động hàng hóa và dịch vụ cẩn thiết. Kinh tế Riverside là một ví dụ điển hình về phát triển kinh tế dựa trên cơ sở nền công nghiệp sinh thái nhằm đạt được các mục tiêu về môi trường và cộng đồng. 20