Biến chất thải nông nghiệp thành sinh khối giá trị - kinh nghiệm từ Đài Loan

Bối cảnh biến đổi khí hậu và nhu cầu phát triển bền vững, chất thải nông nghiệp đã trở thành một nguồn tài nguyên quý giá thay vì là gánh nặng cho môi trường, nếu được khai thác đúng cách.

Giáo sư Deng Wen-Ling đến từ Đại học Chung Hsing Quốc gia Đài Loan cho rằng, việc nghiên cứu và đưa ra các giải pháp tiềm năng để tái chế chất thải nông nghiệp là cần thiết để thúc đẩy kinh tế tuần hoàn trong nông nghiệp và giảm phát thải khí nhà kính.

Theo Giáo sư Deng Wen-Ling, chất thải nông nghiệp bao gồm vật liệu hữu cơ và vô cơ, bị loại bỏ từ quá trình trồng trọt, chăn nuôi, như thân cây, rơm, lá, trấu, chất thải chăn nuôi, thức ăn thừa, hóa chất nông nghiệp, bao bì sử dụng trong sản xuất và chuỗi cung ứng.

Ở châu Á, sản xuất nông nghiệp đóng vai trò chủ chốt trong giải quyết việc làm và thu nhập cho người dân, tuy nhiên hoạt động này đang tạo ra lượng chất thải rất lớn.

Theo thống kê của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO), trong năm 2023, canh tác lúa tại các quốc gia ASEAN gồm Philippines, Thái Lan, Campuchia, Việt Nam, Myanmar, Lào, Indonesia, Malaysia tạo ra lượng phát thải từ 7 - 64% tổng phát thải của ngành nông nghiệp mỗi nước.

Trong khi đó, ở Thái Lan, Indonesia, Philippines và Việt Nam mỗi năm sản xuất hàng triệu tấn lúa, tạo ra 38 triệu tấn trấu và 34 triệu tấn bã mía. Thực trạng này đặt ra vấn đề quản lý, tái chế chất thải nông nghiệp càng trở nên cấp bách.

Thực tiễn từ Đài Loan, Giáo sư Deng Wen-Ling cho rằng, nhiều giải pháp đã được triển khai để biến chất thải nông nghiệp thành sản phẩm có giá trị gia tăng cao.

Điển hình, phương pháp ủ phân hữu cơ bằng công nghệ TTT, đây là giải pháp tiềm năng được phát triển bởi Giáo sư Chiu - Chung Young.

Công nghệ này sử dụng các enzym TTT để thực hiện các phản ứng phân hủy, tổng hợp, chuyển đổi và polymer hóa. Các chất độc hại trong chất thải nông nghiệp hữu cơ sẽ được khử độc và khử mùi thông qua các bước khác nhau.

Ưu điểm của công nghệ này là thời gian xử lý chất thải hữu cơ ngắn, tốc độ luân chuyển nhanh. Các mầm bệnh, trứng côn trùng và mầm cỏ được tiêu diệt ở nhiệt độ 80°C trong vòng 30 phút. Trong vòng 3 giờ, trải qua quá trình gia nhiệt, các tác nhân gây bệnh bị tiêu diệt, tạo ra phân hữu cơ, tiết kiệm không gian kho chứa và nhất là tạo ra lượng khí phát thải (CO2, CH4) thấp.

Các cơ quan nghiên cứu của Đài Loan đã thực hiện đánh giá hiệu quả của công nghệ này, kết quả cho thấy, đất đai khi được bón phân hữu cơ được sản xuất từ công nghệ TTT tăng độ phì đáng kể, sản lượng cây trồng tăng 206%, gấp 2 lần so với một số loại phân bón khác (chỉ từ 100 - 183%). Đây là phương pháp hứa hẹn mang đến sự an toàn và sẽ được ứng dụng mạnh mẽ trong lĩnh vực nông nghiệp thời gian tới.

Một phương pháp khác là chuyển đổi cơ học thành nhiên liệu tái tạo rắn thông qua quy trình làm viên nén. Công nghệ này đã được trình diễn tại thị trấn Guanshan, huyện Taitung (Đài Loan), địa phương nổi tiếng về bảo tồn hệ sinh thái.

Người dân ở Guanshan canh tác lúa với diện tích rất nhỏ (khoảng 50ha/năm), với lượng rơm được thu gom hàng năm là 600 tấn. Thay vì để rơm rạ trên đồng, người dân ứng dụng cơ giới hóa để thu gom rơm, rồi nghiền, sấy khô và ép thành những viên nén, làm nhiên liệu tái tạo rắn.

Viên nén được tạo ra từ rơm có đặc tính dễ bảo quản, thuận tiện trong quá trình vận chuyển và an toàn cao trong quá trình sử dụng, nhờ nhiệt độ bắt lửa của viên nén lên tới 300^oC.

Đặc biệt, việc sử dụng viên nén từ rơm ít phát thải hơn so với sử dụng than, bởi năng suất tỏa nhiệt thực của nhiên liệu này là 3.298 kcal/kg, chỉ khoảng 56% so với than (5.890 kcal/kg), giảm thiểu lượng rơm cần bảo quản.

Tuy nhiên, Giáo sư Deng Wen-Ling cho rằng, công nghệ sản xuất viên nén từ rơm mới chỉ được thực hiện ở một số vùng nông thôn nhỏ, do đó cần có giải pháp để nhân rộng. Ở một số quốc gia khác, có thể thông qua các tổ chức cộng đồng như nhóm nông dân, HTX, để thu gom, tạo thu nhập bổ sung cho nông dân.

Ngoài ra, Đài Loan còn phát triển công nghệ phân hủy sinh học để biến chất thải nông nghiệp thành vật liệu sinh thái (các bon thấp, sinh khối, tái tạo), chẳng hạn túi ni lông phân hủy sinh học, nhựa sinh học, giày dép, quần áo, túi đựng thực phẩm, đồ dùng…

Những công nghệ này không chỉ tận dụng tối đa chất thải nông nghiệp, mà còn mang lại giá trị kinh tế cho các ngành công nghiệp khác như đóng gói, thậm chí là thiết bị y tế.