Cỏ voi - cây trồng năng lượng triển vọng trong tương lai gần

Viên nén gỗ nhiên liệu đốt đang trở thành mặt hàng xuất khẩu “tỷ đô” nhưng nguồn cung nguyên liệu ngày càng khan hiếm. Cây thân gỗ có tốc độ sinh trưởng chậm, 5 - 7 năm mới có thể cho thu hoạch một lần. Việc khai thác, sử dụng sinh khối từ cây rừng cho mục đích năng lượng đang là vấn đề tranh luận của giới khoa học do hậu quả triệt tiêu nguồn lưu giữ carbon dài hạn, ảnh hưởng tới môi trường sống của hệ sinh vật và phá hủy sự đa dạng sinh học...

Ở một hướng đi khác, cỏ voi (Napier grass) thu hoạch nhiều lứa/năm là nguồn cung nguyên liệu xanh, sạch, dồi dào, đồng nhất, ổn định và có tính tái tạo cao cho sản xuất viên nén. Tuy nhiên, viên nén từ cây thân thảo thường có nhiệt trị thấp hơn, tỷ lệ tro cao hơn so với viên nén gỗ.

Mặc dù vậy, nhiều chuyên gia nhận định, việc sử dụng nguồn năng lương sinh khối này sẽ là xu hướng tất yếu trong tương lai gần để thay thế nhiên liệu hóa thạch như than đá..., nhưng đòi hỏi phải có các giải pháp đốt phù hợp và sự hỗ trợ của nhà nước trong giai đoạn đầu. Tin tưởng vào triển vọng đó, cùng với bề dày kinh nghiệm về nghiên cứu các giống cỏ, Công ty TNHH Hạt giống Việt (Vietseed) đã thành lập nhóm nghiên cứu sâu về triển vọng đưa cỏ voi phục vụ sản xuất viên nén làm chất đốt trong hơn 2 năm qua.

Kết quả trồng thử nghiệm tập đoàn các giống cỏ voi mới nhất của Vietseed thực hiện tại Ninh Thuận cho thấy, giống cỏ voi VS-19 cho năng suất vật chất khô đạt 21,3 tấn/ha/lần cắt, vượt 12,2% so với cỏ voi địa phương đối chứng. VS-19 được xác định là giống triển vọng, có tiềm năng cho năng suất khô từ 42,5 - 63,8 tấn/ha/năm.

Số liệu phân tích chất lượng năng lượng sinh khối cỏ voi VS-19 do Trung tâm Phân tích và Thử nghiệm 2 - Vinacontrol thực hiện cụ thể như sau: Nhiệt trị dòng đạt 4.113 Kcal/kg; nhiệt trị toàn phần đạt 4.404 Kcal/kg; tro (6,0%), S (0.08%), N (0,38%), Cl (0,42%), K (1,22%), Na (0,01%), Ca (0,27%), SiO2 (2,63%) và Carbon tổng số (47,97%).

Kết quả khảo nghiệm giống cỏ voi VS-19 tại Gia Lâm (Hà Nội) cho thấy, giống cho năng suất đạt 55,9 tấn/ha/năm trong điều kiện đất tốt. Chất lượng viên nén nhiên liệu đốt ép thử nghiệm (phân tích của Intertek Việt Nam) có: Đường kính viên (8mm); ẩm độ (6,71%); nhiệt trị thực (3.830 Kcal/kg); chất bốc (70,7%); carbon cố định (16,8%); tro (5,88%); khối lượng riêng (692kg/m3); S (0,04%); N (0,69%); Cl (0,09%); tổng K + Na (1.676 mg/kg); bụi mịm (1,38%); các nguyên tố vi lượng như Hg, As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn lần lượt là <0,05; <1.0; <0,1; 2,86; 7,53; 1,80; 7,32; 28,53mg/kg.

Hầu hết các chỉ tiêu chất lượng đốt đều tiệm cận giá trị điển hình và nằm trong khoảng giới hạn giá trị quy định tại Bảng 5 của Tiêu chuẩn ISO17225-1:2020 áp dụng đối với nguyên liệu sinh khối từ cây cỏ nói chung.

Đối với mục tiêu đáp ứng yêu cầu trung hòa CO2 (Net-zero Carbon), nhóm nghiên cứu bước đầu đánh giá: Với đặc tính quang hợp theo chu trình C4, loài thực vật thân thảo cỏ voi (Pennisetum purpureum) có thể sản xuất mới ra khối lượng sinh khối quy vật chất khô cao gấp 3 - 4 lần so với thực vật thân gỗ, đạt từ 42,5 - 63,8 tấn/ha/năm, tương đương với khả năng tích lũy carbon (ở tỷ lệ 47,97% vật chất khô) là 20,4 - 30,6 tấn/ha/năm; quy đổi theo hệ số C-CO2 (3,67 lần) cho thấy năng suất hấp thụ CO2 đạt đến 74,8 - 112,3 tấn/ha/năm. Trong khi đó, các yếu tố gây phát thải khí nhà kính trong sản xuất cỏ voi như làm đất, phân bón, cơ giới hóa, thuốc trừ sâu bệnh... lại thấp hơn nhiều so với các loại cây trồng hàng vụ, hàng năm khác.

Để mở rộng mục đích sử dụng, nhóm nghiên cứu cũng đã tiến hành thử nghiệm chất lượng viên nén theo hướng sử dụng làm nguyên liệu sản xuất phân bón hữu cơ. Số liệu phân tích của Phòng phân tích trung tâm (Viện Thổ nhưỡng nông hóa) cho thấy: Ẩm độ đạt 5,74%, pHKCL (6,65); hữu cơ tổng số (OM) đạt 65,89%; đạm tổng số (Nts) đạt 1,08%; lân tổng số (P2O5ts) đạt 0,16%; lân hữu hiệu (P2O5hh) đạt 0,03%; kali tổng số (K2Ots) đạt 0,58%); kali hữu hiệu (K2Ohh) đạt 0,55%. Kết quả trên là cơ sở để lập công thức chế biến và khảo nghiệm các loại phân bón mới.

GS.TS Trần Đăng Xuân (Trường Đại học Hiroshima - Nhật Bản), thành viên nhóm nghiên cứu đánh giá: Nhật Bản đang nỗ lực chuyển đổi mạnh mẽ sang sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo. Kết quả nghiên cứu cho thấy chất lượng nguyên liệu đốt cỏ voi tương đương với cây cao lương và một số cây trồng sinh khối thân thảo mà phía Nhật đang tập trung phát triển.

Cỏ voi là cây dễ trồng, phù hợp với điều kiện nhiệt đới ẩm ở Việt Nam, không cạnh tranh đất nông nghiệp với cây trồng khác, không nhiễm sâu bệnh và có khả năng hấp thụ CO2 rất tốt, vì vậy đây sẽ là cây trồng năng lượng rất triển vọng trong tương lai gần. Thêm nữa, sinh khối cỏ voi có tiềm năng trở thành nguồn nguyên liệu sản xuất phân bón hữu cơ “siêu sạch” cho các thị trường cao cấp. "Ngoài việc tham gia tích cực vào nhóm nghiên cứu, chúng tôi cũng sẽ sớm xúc tiến công bố kết quả tại Nhật Bản và mời chào các nhà đầu tư nước này tham gia phát triển mở rộng dự án”, GS.TS Trần Đăng Xuân nói.

Các chuyên gia nhiều năm kinh nghiệm sản xuất cỏ khẳng định, việc mở rộng ra sản xuất lớn cỏ voi là hoàn toàn khả thi nếu giá trị sản phẩm thu hoạch đáp ứng được yêu cầu thu nhập của nông dân. Thêm nữa, chất lượng nguyên liệu thức ăn thô xanh chăn nuôi dạng viên nén có thể chủ động điều chỉnh thông qua tuổi cây thu hoạch. Việc sử dụng thức ăn viên nén cũng rất dễ dàng sau khi cấp ẩm, cho ăn trực tiếp hoặc ủ chua.

Hiện nay, các nghiên cứu liên quan đến mục đích sử dụng làm viên nén thức ăn chăn nuôi (animal feeding pellet) và đệm lót chuồng sinh học (biological animal padding) cũng đang được nhóm nghiên cứu của Vietseed thúc đẩy. 

Ông Đỗ Thanh Tùng, Giám đốc Công ty TNHH Hạt giống Việt cho biết: "Với kết quả thu được, chúng tôi đã khẳng định tính khả thi, tiếp tục thúc đẩy các nghiên cứu chuyên sâu hơn và chính thức chào mời hợp tác. Vietseed mong đợi đối tác có quan điểm tiếp cận cỏ voi như là một nguồn năng lượng sinh khối hoàn toàn mới của tương lai, đủ nguồn lực và kiên trì theo đuổi mục tiêu dài hạn...”.