Biến một tấn rác thực phẩm thành hơn 300 kWh điện

Làm chủ công nghệ xử lý chất thải

Sau 6 năm triển khai, dự án hợp tác giai đoạn 2021-2026 giữa Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (JICA), Liên danh Công ty TNHH Toyo Fujiko và Công ty TNHH Toyo Energy Solution đã hoàn thành thử nghiệm công nghệ lên men metan từ chất thải hữu cơ.

Kết quả bước đầu cho thấy mô hình có khả năng giải quyết bài toán môi trường, tạo năng lượng tái tạo và cung cấp nguồn phân bón cho sản xuất nông nghiệp.

Phát biểu tại lễ tổng kết dự án vào sáng 16/9 tại Hà Nội, PGS.TS Vũ Ngọc Huyên, Phó Giám đốc Học viện Nông nghiệp Việt Nam cho biết, dự án ra đời trong bối cảnh Việt Nam đẩy mạnh chuyển đổi xanh, hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Xử lý chất thải nông nghiệp và chất thải hữu cơ đô thị không chỉ là yêu cầu cấp bách về môi trường mà còn mở ra cơ hội phát triển kinh tế tuần hoàn, biến chất thải thành tài nguyên.

Theo ông, dù quá trình thực hiện bị kéo dài do ảnh hưởng của dịch COVID-19, các nhà khoa học của Học viện, các chuyên gia Toyo cùng JICA và Bộ Nông nghiệp và Môi trường đã nỗ lực đưa dự án đi đến thành công. Điểm quan trọng không chỉ là tiếp nhận công nghệ tiên tiến của Nhật Bản, mà còn là chứng minh khả năng vận hành công nghệ trong điều kiện thực tế tại Việt Nam.

Trong khuôn khổ dự án, hệ thống đánh giá tiềm năng sinh khí metan BMP và hệ thống lên men liên tục CT-1000 được lắp đặt tại Học viện. JICA và Toyo đã đào tạo, chuyển giao công nghệ; đồng thời đánh giá khả năng sinh khí metan của 4 nhóm nguyên liệu gồm phân gà, phân lợn, thức ăn thừa và rác hữu cơ. Hệ thống CT-1000 vận hành ổn định với công suất 30 kg rác mỗi ngày, chuyển hóa chất thải hữu cơ thành sản phẩm dùng làm phân bón.

Hướng tới nhân rộng mô hình tuần hoàn

Bà Nishimura Emiko, Phó Trưởng Đại diện Văn phòng JICA tại Việt Nam đánh giá, lượng chất thải hữu cơ phát sinh từ hộ gia đình, ngành chế biến thực phẩm và chăn nuôi ngày càng lớn, đặt ra thách thức đối với quá trình chuyển đổi xanh. Công nghệ lên men metan có thể chuyển chất thải thành khí sinh học để tạo năng lượng, đồng thời sản xuất phân bón hữu cơ phục vụ nông nghiệp.

Theo bà Nishimura Emiko, hoạt động trình diễn, kiểm chứng đã xác nhận tính khả thi của việc chuyển chất thải hữu cơ thành năng lượng và phân bón trong điều kiện Việt Nam. JICA còn hỗ trợ giảng viên sang Nhật Bản đào tạo về công nghệ, quản lý cơ sở và vận hành kinh doanh. Thiết bị BMP và hệ thống trình diễn quy mô nhỏ sẽ phục vụ nghiên cứu, đào tạo, phổ biến công nghệ.

Từ góc độ doanh nghiệp trực tiếp tham gia dự án, ông Yoshimasa Anzawa, Giám đốc Quản lý và hỗ trợ kinh doanh, Công ty TNHH Toyo Fujiko cho biết, các đối tác Việt Nam và Nhật Bản đã phối hợp tận dụng chất thải chăn nuôi, chất thải hữu cơ nhằm giảm tác động môi trường và tạo năng lượng tái tạo. Thử nghiệm tại Việt Nam giúp doanh nghiệp tích lũy kinh nghiệm, hiểu điều kiện thực tế để phát triển giải pháp phù hợp.

Làm rõ hơn hiệu quả của từng loại nguyên liệu, ông Kazuya Matsunaga, Trưởng phòng kỹ thuật, bộ phận kỹ thuật dự án, Công ty TNHH Toyo Energy Solution cho biết, thức ăn thừa có khả năng tạo metan cao nhất trong bốn nguyên liệu; rác hữu cơ cũng có tiềm năng thu hồi năng lượng cao. Phân lợn được xử lý riêng để tạo ít metan, vì vậy có thể phối trộn với nguyên liệu khác để tăng hiệu quả.

Với hiệu suất phát điện giả định 35% và thu hồi nhiệt 50%, xử lý một tấn chất thải thực phẩm mỗi ngày có thể tạo khoảng 318 kWh điện, thu hồi 454 kWh nhiệt. Với cùng khối lượng, sản lượng điện ước tính từ phân lợn là 64 kWh, phân gà là 276 kWh và rác hữu cơ là 212 kWh mỗi ngày. Theo ông Matsunaga, chất thải hữu cơ còn là nguồn năng lượng tái tạo có thể được khai thác tại chỗ.

Từ các kết quả trên, PGS.TS Vũ Ngọc Huyên khẳng định, lễ tổng kết mở ra giai đoạn mới. Học viện sẽ duy trì hệ thống đã được chuyển giao; nghiên cứu sử dụng phân bón hữu cơ sau lên men trên các cây trồng chủ lực; mở rộng hợp tác để nhân rộng mô hình. Toyo cũng dự kiến phát triển các hệ thống CT phù hợp với thị trường Việt Nam, góp phần thúc đẩy quản lý chất thải, năng lượng tái tạo và nông nghiệp tuần hoàn.

Công nghệ lên men khí metan là công nghệ tuần hoàn, khí sinh học (biogas) được tạo ra từ quá trình vi sinh vật phân hủy chất thải hữu cơ được sử dụng để phát điện hoặc tạo nhiệt; đồng thời phần dịch sau lên men có thể được hoàn nguyên trở lại đất nông nghiệp dưới dạng phân bón hữu cơ. Nhờ có thể đồng thời giải quyết vấn đề xử lý chất thải và tạo ra năng lượng tái tạo, công nghệ này đã được phổ biến rộng rãi, đặc biệt tại châu Âu. Tại Nhật Bản hiện cũng đang có khoảng 300 cơ sở vận hành theo mô hình này.