• Thứ ba 29/09/2020 15:29
  • Hotline: 089.916.8899
Đọc báo giấy Kinh tế môi trường

Ứng dụng đèn LED trong đánh bắt thủy sản: Giải pháp tối ưu cho vấn đề giảm khí nhà kính, tăng lợi nhuận cho ngư dân

1. Bối cảnh thực hiện dự án

Đèn LED (Light Emitting Diode) được biết đến như là công nghệ thân thiện với môi trường do giảm lượng khí thải CO2, trong công nghệ đèn LED không sử dụng các chất độc hại như: thủy ngân, chì, cadium nên không gây độc cho con người và môi trường. Đặc biệt sử dụng đèn LED có thể tiết kiệm chi phí nhiên liệu từ 50-70% so với các loại đèn thông thường, tuổi thọ của đèn LED cao hơn gấp 5-10 lần so với các loại đèn thông thường. Vì những tính năng ưu thế, vượt trội nên công nghệ đèn LED hiện nay được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành như: chiếu sáng công cộng, làm màn hình của thiết bị điện tử, các loại bảng quảng cáo ngoài trời, dùng trong công nghệ trang trí, giải trí, đèn xe ô tô và xe máy… Hiện nay nhiều nước đã sử dụng công nghệ đèn LED trong khai thác thủy sản và đã chứng minh tính hiệu quả của nó về kinh tế và môi trường.

Tại Châu Á, các nhà khoa học Nhật Bản và Hàn Quốc đã làm một cuộc nghiên cứu, khảo sát và sửng sốt khi phát hiện nhiên liệu dầu cung cấp cho chiếu sáng dẫn dụ hải sản chiếm tới hơn 50% tổng chi phí cho mỗi đợt ra khơi đánh bắt Công nghệ chiếu sáng truyền thống bằng các loại đèn dây tóc, halogen, đèn huỳnh quang, đèn compact… thường “ngốn” một lượng năng lượng khổng lồ, đặt gánh nặng đè trĩu vai những người ngư dân chất phác, cần cù một nắng hai sương bám biển mênh mang trời, nước. Không những vậy, loại đèn đánh cá truyền thống có hệ số phát nhiệt rất cao, dễ gây bỏng da, làm hại mắt và giảm tầm nhìn của ngư dân. Đó là chưa kể việc phát điện bằng máy phát làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, một trong những “tội phạm” phát xạ CO2 gây hiệu ứng nhà kính.

Với tàu sử dụng 40 bóng đèn Metal Halite, dàn đèn có trọng lượng 400kg, tiêu thụ 200 lít dầu/ ngày tương đương 170 USD/ngày. Khi thay thế bằng 100 LEDs, trọng lượng dàn đèn chỉ còn 125kg và lượng dầu tiêu thụ tụt xuống mức 30 lít/ngày tương đương 25 USD/ngày. Với chu kỳ đánh bắt 20 ngày/tháng, lượng nhiên liệu từ 4000 lít dầu/tháng giảm xuống còn 600 lít dầu/tháng nhờ công nghệ ánh sáng dẫn dụ LED. Như vậy, mỗi tháng tiết kiệm chi phí tới 2.900 USD.

Chi phí năng lượng cho ánh sáng dẫn dụ hải sản bằng LED được khảo sát với 2 loại hải sản đặc thù là cá mực và cá kiếm. Khi đánh bắt ven bờ chi phí năng lượng tiêu thụ của dàn đèn LED chỉ tiêu tốn bằng 1/10 chi phí so với các loại đèn truyền thống với đánh bắt cá mực và thậm chí con số này chỉ còn 1/20 với việc đánh bắt cá kiếm. Những chuyến hải trình đánh bắt xa bờ, chi phí . Đó chính là một lợi ích kinh tế hấp dẫn và cũng là một giải pháp hữu hiệu nhằm giảm phát thải khi nhà kính ra môi trường mà vẫn đảm bảo phát triển kinh tế biển.

Những kết quả về môi trường và kinh tế trong việc ứng dụng đèn LED khi đánh bắt thủy hải sản được rút ra là: Sử dụng đèn led để chiếu sáng tiết kiệm 65% lượng dầu phát điện so với dùng đèn Siu (đèn cao áp halogen kim loại) đánh cá truyền thống.

Dùng đèn led đánh cá cũng cho chất lượng thịt cá tốt hơn vì đèn Siu chứa 20% là tia UV nên nó góp phần gây phân huỷ thịt cá ngay từ lúc đầu đánh bắt được, dùng đèn led sẽ loại được vấn đề này.

Sử dụng đèn led chiếu ngầm lại hiểu quả gấp đôi đèn led chiếu hắt, vì chiếu hắt, khoảng 15% – 65% quang thông bị phản xạ ở bề mặt giữa 2 môi trường chiết quang (không khí và ánh sáng). Sóng mặt nước càng mạnh, lượng ánh sáng bị phản xạ lại môi trường không khí càng cao.

Sử dụng đèn chiếu ngầm, giá thành những bộ đèn sẽ giảm được 20% – 40% do đơn giản được rất nhiều hệ thống toả nhiệt cho các bộ đèn công suất lớn.

Đèn led chiếu ngầm dễ tạo thành các mô hình chiếu sáng khác nhau: tập trung cường độ vào 1 điểm (phục vụ chiếu sâu) và trải rộng diện tích chiếu sáng (ưu tiên chiếu rộng, nông) rất dễ thích ứng với các tập quán đánh bắt cá.

2. Những thành công bước đầu khi đưa đèn LED vào đánh bắt hải sản tại Việt nam

Ninh Thuận là một trong những tỉnh đầu tiên trong cả nước nghiên cứu, sử dụng công nghệ đèn LED cho nghề đánh bắt hải sản xa bờ. Kết quả sau hơn 2 năm nghiên cứu cho nghề lưới vây xa bờ, đề tài đã có những kết quả khá quan trọng, làm cơ sở khoa học cho việc ứng dụng rộng rãi công nghệ này cho nghề đánh bắt cá xa bờ bằng ánh sáng trên địa bàn tỉnh Biển Ninh Thuận thuộc loại có độ dốc lớn, thuận lợi cho việc ra vào của nghề lộng và nghề khơi. Mặt khác, vùng biển Ninh Thuận là nơi tập trung một lượng lớn cá nổi như cá cơm, cá nục… Ước tính sản lượng cá nổi khai thác hàng năm chiếm khoảng 80% tổng sản lượng khai thác hải sản của toàn tỉnh. Chính vì vậy, nghề khai thác cá bằng ánh sáng ở Ninh Thuận tương đối phát triển, trong đó đặc biệt là nghề lưới vây kết hợp ánh sáng. Theo thống kê tính đến 2014 toàn tỉnh có 188 tàu thuyền làm nghề lưới vây kết hợp ánh sáng/2.668 tàu thuyền hiện có, ngư trường hoạt động chủ yếu của nghề lưới vây kết hợp ánh sáng là Ninh Thuận- Bình Thuận ở độ sâu từ 45-90m nước. Chủng loại bóng đèn hiện nay sử dụng trên tàu lưới vây kết hợp ánh sáng là loại đèn huỳnh quang (40w/bóng) và đèn cao áp (500-1000w/bóng). Công suất nguồn sáng trang bị trên tàu dao động 8,71-20,12kW. Nhược điểm của đèn huỳnh quang là hiệu suất phát sáng thấp (<75lumen/W) dẫn đến tiêu tốn nhiều nhiên liệu chạy máy phát điện, tuổi thọ ngắn (<5000 giờ). Đối với bóng đèn cao áp thường sinh ra nhiệt lượng lớn, bóng thường bị nóng, khi gặp nước hoặc trời mưa bóng dễ bị bể. Mặt khác, trong quá trình sử dụng nếu nguồn điện từ máy phát điện không ổn định, điện áp giảm đột ngột thì sẽ làm cho bóng cao áp bị tắt, ánh sáng chậm phục hồi làm cho cá hoảng sợ không tập trung. Trong thử nghiệm nhóm nghiên cứu đã bố trí 32 cụm đèn LED (mỗi mạn cabin 12 cụm và phía sau lắp 8 cụm), mỗi đèn LED có công suất 100W. Kết quả nghiên cứu sẽ được đối chứng với 1 tàu của ngư dân có cùng công suất, chiều dài, chiều rộng nhưng dùng các loại bóng đèn thông thường (huỳnh quang, cao áp). Tổng quang thông trên 2 tàu được tính toán là tương đương nhau khoảng 600.000 lumen. Kết quả nghiên cứu bước đầu của cho thấy:

Về độ rọi: kết quả cho thấy độ rọi của tàu có sử dụng đèn LED lớn hơn 1,4 lần so với tàu đối chứng mặc dù tổng công suất chiếu sáng trên tàu có đèn LED chỉ bằng V so với tàu đối chứng. Độ rọi lớn nhất của tàu sử dụng đèn LED là 1753lux, trong khi đó tàu đối chứng chỉ đạt 1252lux. Khoảng cách chiếu sáng trên mặt nước của tàu sử dụng đèn LED là 65m/1lux, trong khi đó tàu đối chứng chỉ có 45m/1lux. Về độ sâu chiếu sáng: nghiên cứu cho thấy độ chiếu sáng sâu nhất 2 bên mạng và đuôi tàu sử dụng đèn LED tương ứng là 40,6m và 36,9m, trong khi đó con số này ở tàu đối chứng chỉ đạt 35,6m và 30,7m. Kết quả này cho thấy đèn LED có khả năng chiếu sâu hơn các loại đèn mà ngư dân đang sử dụng.

ung dung den led trong danh bat thuy san giai phap toi uu cho van de giam khi nha kinh tang loi nhuan cho ngu dan
Ảnh: cuocsongso24h.com

Về sản lượng và thành phần cá đánh bắt: kết quả đánh bắt của 3 chuyến biển cho thấy: tàu sử dụng đèn LED luôn cho sản lượng cao hơn tàu đối chứng. Tổng sản lượng cá đánh bắt được của tàu sử dụng đèn LED trong 3 chuyến biển là 59.166 tấn, trong khi đó tàu đối chứng chỉ khai thác được 51.930 tấn. Về thành phần loài cá cho thấy không có sự sai khác giữa tàu sử dụng đèn LED và tàu đối chứng. Quan trọng hơn, qua đánh bắt cho thấy: 80% mẻ lưới của tàu sử dụng đèn LED tập trung từ khoảng 22-24h, trong khi đó 92,1% mẻ lưới tàu đối chứng khai thác sau 23h. Qua đó cho thấy việc sử dụng đèn LED có khả năng thu hút cá đến sớm hơn đèn ngư dân đang sử dụng. Điều này đồng nghĩa với việc số mẻ lưới đánh bắt sẽ tăng lên, đây là yếu tố quan trọng quyết định nâng cao sản lượng. – Về chi phí nhiên liệu: kết quả 3 chuyến biển cho thấy tổng lượng nhiên liệu của tàu sử dụng đèn LED là 1821 lít, trong khi đó lượng nhiên liệu của tàu đối chứng là 4689 lít. Như vậy, tàu sử dụng đèn LED chỉ tiêu tốn nhiên liệu bằng 38,9% so với tàu đối chứng. Điều này chứng tỏ rằng tàu sử dụng đèn LED mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với các tàu của ngư dân sử dụng các loại bóng đèn thông thường khác. Theo tính toán để đánh bắt được 1kg sản phẩm thì tàu sử dụng đèn LED cần sử dụng 0,03 lít dầu, trong khi đó tàu đối chứng là 0,09 lít. Việc tiết kiệm lượng dầu sử dụng ngoài việc giảm chi phí khai thác, nó còn có ý nghĩa góp phần giảm ô nhiễm môi trường do khí thải CO2 gây ra (theo tính toán khi đốt cháy 1kg dầu sẽ thải ra môi trường 3,19 kg khí CO2 – oZaki, 2004).

Như vậy, qua kết quả nghiên cứu sử dụng công nghệ đèn LED trên tàu lưới vây kết hợp với ánh sáng cho thấy: đèn LED có nhiều ưu điểm và tính năng vượt trội hơn so với các loại bóng đèn thông thường đang sử dụng trong ngư dân hiện nay, hiệu quả kinh tế mang lại từ tàu khai thác có sử dụng đèn LED cũng cao hơn tàu khai thác của ngư dân.

Tiếp nối thành công này, hiện khá nhiều địa phương có biển trong cả nước như Quảng Bình, Quảng Trị, Bình Định, Phú Yên…thông qua nhiều nguồn tài trợ khác nhau đã thí điểm lắp đặt đèn LED cho tàu cá.

3. Kết quả đạt được của Dự án “Loại bỏ bóng đèn sợi đốt thông qua việc chuyển đổi thị trường chiếu sáng tại Việt Nam” trong việc hỗ trợ bà con ngư dân thay đổi đèn đánh bắt cá

Một trong những dự án đang được quan tâm hiện này là Dự án “Loại bỏ bóng đèn sợi đốt thông qua việc chuyển đổi thị trường chiếu sáng tại Việt Nam” do Viện Chiến lược chính sách TN&MT phối hợp với Công ty Điện Quang đã hỗ trợ cho 9 tàu cá của 9 hộ ngư dân trang bị đèn LED trên tàu đánh bắt hải sản tại huyện Phù Cát tỉnh Bình Định và 2 tàu cá của tỉnh Bình Thuận trong năm 2016. Sau thời gian đi biển, ngư dân đã thấy được lợi ích thiết thực của đèn LED trong việc giảm chi phí, bảo vệ sức khỏe và môi trường.

Qua các hoạt động hỗ trợ các ngư dân, các ngư dân đã thấy được lợi ích của việc chuyên đổi sang sử dụng bóng đèn TKNL, cụ thể: Kết quả So sánh độ rọi sáng trên mặt nước (lux): Hệ thống đèn mới có độ rọi sáng trên mặt nước cao hơn so với hệ thống cũ, có nhiều tàu với nhiều vị trí độ sáng gấp từ 2,5-3 lần hệ thống đèn cũ.

Kết quả so sánh độ chiếu sâu:So với hệ thống đèn cũ, thì khi thay thế hệ thống đèn mới, độ chiếu sâu đã được cải thiện rõ rệt:

Tất cả ngư dân lần đầu tiên nhìn thấy lưới trong nước biển và thấy nước biển có màu xanh đẹp. Chứng tỏ hệ thống LED cho độ chiếu sâu lớn hơn nhiều so với hệ thống đèn truyền thống.

Và việc tăng độ chiếu sâu giúp dụ được các loại hải sản ở tầng sâu hơn, làm tăng năng suất đánh bắt

Ngoài những lợi ích về độ sáng thì mức độ tiết kiệm nhiên liệu cũng được các ngư dân quan tâm. Để đánh giá tiết kiệm nhiên liệu chúng tôi sử dụng dữ liệu:

+ Trong một giờ, mỗi kWh điện năng tiêu thụ hết 0,4 lít dầu diesel

+ Hệ thống đèn thắp sáng 9 giờ trong một đêm

+ Mỗi tháng ngư dân đi biển 20 ngày (đêm)

+ Mỗi bộ đèn LED tiết kiệm được: 1.100W – 200W = 0,9 kW điện

Vậy kết quả tính toán như sau:

Theo lý thuyết, trong một tháng, mỗi bộ đèn LED tiết kiệm được:

9kW x 9giờ/đêm x 20đêm/tháng x 0,4 lit/ kWh = 64,8 lít dầu diesel

(Tính cho trường hợp máy phát điện công suất nhỏ, phù hợp với công suất của LED)

Tuy nhiên thực tế, các tàu vẫn dùng máy phát điện lớn, mỗi tháng, mỗi bộ đèn LED thực tế chỉ tiết kiệm được 50% so với tính toán: 64,8 lit x 50% = 32,8 lít dầu diesel.

Như vậy tùy vào số lượng đèn LED được thay thế cho từng tàu, các chủ tàu sẽ có lượng dầu tiết kiệm được tương ứng. Qua đây cho thấy việc sử dụng đèn LED đem lại hiệu quả kinh tế rõ rệt. Ngoài ra, theo phản ánh của các chủ tàu, năng suất đánh bắt tăng từ 10% đến 20% so với cùng kỳ khi dùng hệ thống đèn cũ với lý do là đèn LED sáng hơn. Tuy nhiên kết quả đánh bắt phụ thuộc vào nhiều yếu tố do đó chưa thể kết luận được là năng suất tăng do sử dụng đèn LED.

Ví như hộ gia đình ông Phạm Đình Chiến được trang bị 15 chiếc đèn LED cho tàu cá. Một tháng ông tiết kiệm được 482 lít dầu, tương đương gần 6 triệu đồng tiền mua nguyên liệu. Tương tự, hộ gia đình ông Nguyễn Đăng Lên được trang bị 20 bộ đèn LED, mỗi tháng tiết kiệm được 656 lít dầu, tương đương gần 8 triệu đồng tiền mua nguyên liệu. Phát biểu tại cuộc Hội thảo về thay thế bóng đèn sợi đốt bằng đèn tiết kiệm năng lượng do Viện Chiến lược chính sách TN&MT phối hợp UBND huyện Phù Cát, Bình Định tổ chức, các ngư dân được trang bị đèn LED rất phấn khởi và cho biết, họ đã thấy rõ được hiệu quả của việc chuyển đổi bóng đèn. Hàng tháng, ngư dân tiết kiệm được một khoản tiền không nhỏ từ việc tiết kiệm nhiên liệu.

Theo các chuyên gia, việc giảm chi phí chiếu sáng, tiết kiệm năng lượng là những lợi ích thiết thực từ việc ứng dụng công nghệ đèn LED trong đánh bắt xa bờ. Ngoài ra, công nghệ chiếu sáng bằng đèn LED để đánh bắt thủy hải sản còn có ý nghĩa về mặt bảo vệ môi trường, khi trung bình lượng dầu diesel tiết kiệm được trong một chu kỳ đi biển của một chiếc tàu là 3.400 lít, tương đương với giảm phát thải hơn 3 tấn khí carbon gây hiệu ứng nhà kính. Còn ngư dân thì được lợi vì giảm hao phí nhiên liệu, tiết kiệm tiền mua bóng đèn, bởi tuổi thọ của đèn cao áp thông thường trong môi trường trên biển chỉ 3 – 4 tháng, trong khi đèn LED có tuổi thọ tới 50.000 giờ.

Chi phí năng lượng cho ánh sáng dẫn dụ thủy hải sản bằng LED được khảo sát với 2 loại hải sản đặc thù là cá mực và cá kiếm. Khi đánh bắt ven bờ chi phí năng lượng tiêu thụ của dàn đèn LED chỉ tiêu tốn bằng 1/10 chi phí so với các loại đèn truyền thống với đánh bắt cá mực và thậm chí con số này chỉ còn 1/20 với việc đánh bắt cá kiếm. Những chuyến hải trình đánh bắt xa bờ, chi phí năng lượng dùng đèn LED thấp hơn từ 10 đến 12 lần so với đèn truyền thống. Theo Hội Chiếu sáng Việt Nam, việc sử dụng đèn LED trong đánh bắt thủy hải sản đã phổ biến ở nhiều quốc gia trên thế giới như Hàn Quốc, Nhật Bản, Nga, Nauy, Peru… và đều đạt hiệu quả cao. Hiện nay, với nhiều lợi ích sẽ mang lại cho ngư dân và môi trường, công nghệ chiếu sáng dẫn dụ thủy hải sản bằng đèn LED được xem là giải pháp tối ưu để thay thế các loại bóng đèn chiếu sáng đánh bắt thủy hải sản truyền thống. Có thể nói, những lợi ích thiết thực từ việc ứng dụng công nghệ đèn LED trong đánh bắt xa bờ, được xem là chìa khóa vàng cho ngành công nghiệp tàu cá Việt Nam.

4. Hạn chế và những đề xuất thực hiện cho giai đoạn tới

Tuy nhiên, nhược điểm của đèn LED hiện nay là giá thành quá cao (cao hơn khoảng 5,5 lần so với đèn Halide và đèn huỳnh quang). Do vậy việc đầu tư thiết bị đối với ngư dân là khó khăn.

Dự án thực hiện trong 1 giai đoạn ngắn và có quá ít hộ gia đình được hưởng lợi (do kinh phí hạn hẹp) vậy nên đối với dự án này tại địa phương mới chỉ khơi gợi được động lực thực hiện chuyển đổi bóng đèn sợi đốt sang đèn LED chứ chưa thực sự tạ được sự chuyển biến sâu sắc trong ngư dân. Trong khi đó hiện đại đa số bà con ngư dân các địa phương ven biển vẫn đang dùng bóng đèn sợi đốt ra khơi đánh bắt thủy hải sản.

Trong thời gian tới, để công nghệ này được áp dụng rộng rãi trong nghề khai thác bằng ánh sáng, thì cần phải phối hợp với các công ty sản xuất bóng đèn trong nước, nghiên cứu sản xuất các loại đèn LED có giá thành hợp lý để ngư dân có thể có điều kiện trang bị.

Nếu có điều kiện, cần huy động nguồn lực của địa phương, của các tổ chức trong nước và quốc tế hỗ trợ nhiều hơn nữa trong việc trợ giá cho bà con có thể sử dụng đèn LED trong đánh bắt thủy hải sản.

Cần tiếp tục nghiên cứu một số nội dung làm cơ sở khoa học cho ứng dụng trong đánh bắt như: độ đồng đều của ánh sáng LED, sự thích ứng của các loài cá đối với phổ ánh sáng LED, tính toán công suất của Dinamo phù hợp với công suất của đèn LED trên tàu. ■

VŨ KIM LIÊN
Báo Tài nguyên và Môi trường

TÀI LIỆU THAM KHẢO

  1. Báo cáo Thử nghiệm sử dụng đèn LED thay cho đèn truyền thống trên 8 tàu cá xã Cát Khánh, huyện Phù Cát, tỉnh Bình Định của TS Lê Khải Hưng
  2. Tài liệu tập huấn tuyên truyền về Loại bỏ bóng đèn sợi đốt, ứng phó BĐKH của Viện Chiến lược chính sách- Bộ TNMT
  3. Báo cáo kết quả thử nghiệm thay thế bóng đèn sợi đốt bằng đèn LED cho ngư dân của tỉnh Bình Thuận.
  4. Các bài báo trong nước và quốc tế về lợi ích của bóng đèn LED trong khai thác.
Theo Tạp chí Kinh tế Môi trường

Bài liên quan

Xem phiên bản mobile