Hợp tác VNUA-Nhật Bản khai thác năng lượng, phân bón từ chất thải hữu cơ

“Đánh thức” giá trị từ chất thải hữu cơ

Ngày 16/9, tại Hà Nội, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã phối hợp với Cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (JICA), Liên danh Công ty TNHH Toyo Fujiko và Công ty TNHH Toyo Energy Solution (Toyo) công bố kết quả thực hiện dự án “Khảo sát tiềm năng phát triển kinh doanh bền vững đối với doanh nghiệp tư nhân trong sản xuất điện và phân bón hữu cơ bằng công nghệ lên men tạo khí metan từ các loại rác thải rắn ở Việt Nam”.

Thông qua dự án, Tập đoàn Toyo đã giới thiệu công nghệ lên men khí metan tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Hoạt động này hướng tới việc nâng cao nhận thức, thúc đẩy phổ biến công nghệ tại Việt Nam, góp phần xây dựng xã hội tuần hoàn tài nguyên và hiện thực hóa mục tiêu trung hòa carbon.

Theo ông Kazuya Matsunaga, Trưởng phòng kỹ thuật, bộ phận kỹ thuật dự án, Công ty TNHH Toyo Energy Solution (Nhật Bản), lên men khí metan là công nghệ sử dụng vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ, tạo ra khí metan và carbon dioxide. Các loại chất thải hữu cơ như chất thải chăn nuôi, rác thải thực phẩm và bùn thải được vi sinh vật phân hủy trong môi trường không có oxy.

Sau quá trình phân hủy, khí sinh học tạo ra có thể được dùng làm nhiên liệu cho lò hơi hoặc máy phát điện, cung cấp nhiệt và điện. Phần dịch sau lên men có thể sử dụng làm phân bón cho đất nông nghiệp. Điểm nổi bật của công nghệ này là vừa xử lý chất thải, vừa tạo ra năng lượng tái tạo và đưa nguồn dinh dưỡng trở lại đất.

Công nghệ lên men khí metan hiện được áp dụng rộng rãi tại châu Âu và triển khai ở nhiều quốc gia, trong đó có Nhật Bản và Hoa Kỳ. Riêng tại Nhật Bản, công nghệ này bắt đầu phổ biến từ khoảng năm 2000 và hiện có khoảng 300 cơ sở đang vận hành.

Trong khuôn khổ dự án tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam, nhóm thực hiện đã đánh giá tiềm năng sinh khí metan của 4 nhóm chất thải hữu cơ phổ biến, gồm phân gà, phân lợn, thức ăn thừa và rác hữu cơ, bằng hệ thống đánh giá tiềm năng tạo khí metan sinh học (BMP). Quy trình đánh giá, xác định tiềm năng sinh khí metan phục vụ sản xuất điện từ các nguồn chất thải khác nhau cũng được hoàn thiện.

Một kết quả đáng chú ý là dự án đã vận hành thành công hệ thống thử nghiệm lên men liên tục (CT-1000) với công suất xử lý 30 kg rác thải mỗi ngày. Hệ thống hoạt động ổn định, xử lý chất thải hữu cơ và tạo ra nguồn phân bón sinh học đạt tiêu chuẩn chất lượng cao.

Sản phẩm hữu cơ sau xử lý từ hệ thống CT-1000 đã được thử nghiệm trên bốn loại cây trồng gồm lúa, cà chua, cải bắp và rau muống. Đây là cơ sở thực tế để đánh giá khả năng sử dụng sản phẩm sau xử lý làm phân bón trong sản xuất nông nghiệp.

Dự án cũng chuyển giao đầy đủ thiết bị, đồng thời tập huấn cho cán bộ Khoa Nông học, Khoa Tài nguyên và Môi trường sử dụng thành thạo hệ thống BMP và CT-1000. Kết quả bước đầu cho thấy Học viện đã làm chủ quy trình sử dụng BMP và vận hành hiệu quả CT-1000.

Mô hình không chỉ góp phần xử lý lượng chất thải sinh hoạt, nông nghiệp phát sinh hằng ngày mà còn tạo ra nguồn phân bón an toàn, tái tạo dưỡng chất cho đất và phục vụ sản xuất nông nghiệp sạch.

Phát triển hệ thống phù hợp từng địa phương

Đánh giá tác động của dự án, ông Kazuya Matsunaga cho biết phần lớn chất thải hữu cơ tại Việt Nam hiện vẫn được xử lý bằng phương pháp chôn lấp. Cách xử lý này có thể gây mùi hôi, ô nhiễm đất và làm suy giảm điều kiện vệ sinh môi trường.

Theo ông, công nghệ lên men khí metan có thể góp phần giảm đáng kể những vấn đề trên. Đồng thời, chất thải hữu cơ được sử dụng để sản xuất phân bón chất lượng cao và năng lượng tái tạo. Những thứ trước đây bị xem là rác thải có thể trở thành nguồn tài nguyên có giá trị.

Khi phân bón và năng lượng vốn phải nhập khẩu được sản xuất trong nước, công nghệ này còn có thể góp phần tạo ra những cơ hội kinh doanh mới cho Việt Nam.

Thời gian tới, Toyo mong muốn tiếp tục phối hợp với Học viện Nông nghiệp Việt Nam trong hoạt động giáo dục, nâng cao nhận thức và phổ biến công nghệ lên men khí metan. Từ các thiết bị đã được bàn giao, Học viện sẽ tiếp tục sử dụng hệ thống BMP để đánh giá tiềm năng tạo khí metan từ những nguồn nguyên liệu hữu cơ khác nhau.

Học viện cũng định hướng nghiên cứu sử dụng bã của hệ thống CT-1000 làm phân bón cho cây trồng; xây dựng mô hình xử lý chất thải chăn nuôi bằng CT-1000 để tạo khí metan dùng cho phát điện hoặc làm chất đốt, kết hợp sử dụng bã sau xử lý làm phân bón.

Ông Matsunaga cho biết, trong khuôn khổ dự án, Toyo đã lần đầu tiên phát triển thành công thiết bị lên men khí metan quy mô nhỏ và tích lũy được nhiều kinh nghiệm thực tiễn. Trước đây, các hệ thống do Toyo cung cấp chủ yếu có quy mô lớn.

Tuy nhiên, mô hình lớn thường gặp nhiều rào cản như chi phí đầu tư ban đầu cao, chi phí vận hành lớn, khó bảo đảm nguồn nguyên liệu và phát sinh vấn đề xử lý dịch sau lên men. Vì vậy, Toyo đang tiếp tục nghiên cứu những hệ thống quy mô nhỏ nhằm giảm các rào cản, giúp công nghệ dễ được ứng dụng hơn.

Trong tương lai, Tập đoàn hướng tới cung cấp đồng thời giải pháp quy mô lớn và quy mô nhỏ, đáp ứng nhu cầu của từng khách hàng, từng địa phương cũng như điều kiện thị trường Việt Nam.

Dù vậy, theo ông Matsunaga, một khó khăn hiện nay là quy định và cơ chế cấp phép phù hợp với công nghệ lên men khí metan tại Việt Nam chưa được xây dựng đầy đủ. Trong khi châu Âu và Nhật Bản đã có hệ thống pháp luật tương đối hoàn thiện, Việt Nam cần tiếp tục hoàn thiện thể chế và hành lang pháp lý từ Trung ương đến địa phương để tạo điều kiện phổ biến, ứng dụng công nghệ này.