Biến rác thải thành điện: Khí sinh học đang thúc đẩy tương lai khí hậu của Malaysia như thế nào
Nhà máy Khí sinh học Dindings Farms. - Ảnh: Tang/FLFAM
Nhìn từ xa, nó trông giống như một túp lều tuyết hình mái vòm tối màu — hoặc có thể là một tàu vũ trụ hình bánh sừng bò — được trồng giữa những hàng cọ và khu rừng rậm rạp. Công trình nổi bật trên nền cảnh quan nông thôn, một biểu tượng yên tĩnh nhưng đầy hứa hẹn cho sự chuyển dịch sang năng lượng tái tạo của Malaysia.
Nhưng đây không phải là công nghệ xa lạ. Đó là một nhà máy khí sinh học. Và đây không phải là khoa học viễn tưởng — mà là khoa học đang được ứng dụng.
Ở ngoại ô Segari, Perak, Dindings Farms Sdn Bhd đã âm thầm giải quyết vấn đề ô nhiễm, chi phí năng lượng và khí thải trong hơn một thập kỷ. Trang trại này là một trong những đơn vị đầu tiên tại Malaysia áp dụng công nghệ khí sinh học trong ngành chăn nuôi, chuyển đổi chất thải lợn thành điện tái tạo.
“Chúng tôi đã làm việc này hơn 10 năm rồi”, Yeong, quản lý của Dindings Farms, người đã làm việc tại đây từ năm 2004, cho biết. “Nó giúp chúng tôi quản lý chất thải, cắt giảm hóa đơn tiền điện và giảm lượng khí thải. Với chi phí năng lượng ngày càng tăng, chúng tôi đang lên kế hoạch làm nhiều hơn nữa.”
Được lắp đặt vào năm 2011 với chi phí 4 triệu RM, nhà máy này tạo ra tới 500 kilowatt điện — đủ để vận hành toàn bộ hoạt động — đồng thời tiết kiệm khoảng 35.000 RM tiền điện mỗi tháng.
Dindings Farms đã và đang quản lý một gánh nặng môi trường quan trọng: chất thải động vật đang đe dọa các tuyến đường thủy gần đó.
Khoa học: Giải thích về quá trình tiêu hóa kỵ khí
Khí sinh học là một loại nhiên liệu tái tạo được tạo thành chủ yếu từ mê-tan (CH₄), một loại khí dễ cháy được giải phóng khi chất thải hữu cơ phân hủy mà không cần oxy. Việc thu giữ và đốt khí sinh học có thể tạo ra điện hoặc nhiệt, tương tự như khí tự nhiên, nhưng không cần khai thác nhiên liệu hóa thạch.
Quá trình này, được gọi là tiêu hóa kỵ khí, diễn ra bên trong các bể kín được gọi là bể sinh học. Hãy tưởng tượng nó như một cái dạ dày khổng lồ, nơi các vi sinh vật tự nhiên “ăn” chất thải như phân chuồng, thức ăn thừa, hoặc bùn dầu cọ và tạo ra năng lượng dưới dạng khí. Phần còn lại là chất thải hữu cơ — một loại bùn giàu dinh dưỡng có thể được sử dụng làm phân bón.
“Đây là một thắng lợi kép,” kỹ sư hóa học Hong Wai Onn cho biết. “Bạn quản lý chất thải, sản xuất năng lượng sạch và trả lại chất dinh dưỡng cho đất.”
Nhà máy xử lý nước thải tại Kampung Selamat - Tang/FLFAM
Kampung Selamat: Một cộng đồng hy vọng vào sự thay đổi
Tại Kampung Selamat, Penang, những người chăn nuôi lợn đang hy vọng công nghệ mới sẽ giúp họ giải quyết các vấn đề chất thải tồn đọng lâu nay — và có thể tạo ra năng lượng trong tương lai. Trong nhiều thập kỷ, các trang trại ở đây đã xử lý chất thải lợn bằng cách sử dụng các ao đất truyền thống nằm trong mỗi khu trang trại.
Nhưng những lo ngại ngày càng tăng về môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước, đã thúc đẩy cộng đồng hướng tới một giải pháp chung. Theo một sáng kiến do nhà nước khởi xướng, một công ty có tên HRB Q Tech Sdn Bhd đã được chỉ định để quản lý nước thải của trang trại. Cho đến nay, hai trang trại đã lắp đặt hệ thống xử lý được gọi là Nhiệt phân Lượng tử (một phương pháp tiên tiến phân hủy chất thải hữu cơ ở nhiệt độ cao mà không cần oxy).
“Chúng tôi hy vọng hệ thống này có thể giải quyết vấn đề ô nhiễm ở Kampung Selamat”, Tang, một người chăn nuôi lợn thuộc Liên đoàn Hiệp hội Nông dân Chăn nuôi Malaysia (FLFAM), cho biết. “Chi phí không hề rẻ, nhưng điều quan trọng là kết quả đạt được.”
Nước sau xử lý được Sở Thú y (DVS) tại Penang theo dõi hàng ngày để đánh giá hiệu quả. Nếu thành công, mô hình này có thể trở thành hình mẫu cho các cộng đồng nông nghiệp khác đang vật lộn với việc tuân thủ quy định về môi trường và quản lý chất thải. Mặc dù hệ thống này hiện đang tập trung vào việc bảo vệ môi trường, nhưng người nông dân vẫn sẵn sàng đón nhận khả năng các công nghệ như máy nghiền khí sinh học một ngày nào đó có thể bổ sung cho hoạt động của họ, không chỉ giúp xử lý chất thải mà còn tạo ra năng lượng tái tạo và giảm sự phụ thuộc vào lưới điện.
Điều gì đang cản trở khí sinh học?
Hành trình phát triển khí sinh học của Malaysia là một chặng đường dài với những tiềm năng to lớn và những rào cản dai dẳng. Ví dụ, trong ngành dầu cọ, sự biến động về nguồn cung nước thải từ nhà máy dầu cọ (POME), vốn diễn ra sau các chu kỳ thu hoạch, khiến việc duy trì sản xuất khí sinh học ổn định trở nên khó khăn. Các trang trại nhỏ hơn, đặc biệt là chăn nuôi lợn hoặc gia súc, thường thiếu quy mô hoặc vốn đầu tư cần thiết để duy trì tính khả thi về mặt tài chính của hệ thống khí sinh học.
Sự bất ổn về chính sách làm trầm trọng thêm những vấn đề này. Chương trình Biểu giá điện hỗ trợ (FiT) quốc gia - được thiết kế để trả tiền cho các nhà sản xuất điện tái tạo được cung cấp cho lưới điện - đã được triển khai không nhất quán, với các mức giá thay đổi và đấu thầu cạnh tranh được đưa ra vào năm 2017. Ngoài ra, theo các quy tắc thị trường carbon hiện hành, tín dụng được cấp cho việc thu giữ khí mê-tan nhưng không được cấp cho điện tái tạo được tạo ra từ khí sinh học, hạn chế các ưu đãi tài chính.
Tuy nhiên, vẫn có những dấu hiệu đổi mới. Một nhà máy dầu cọ ở Sabah đã thành công trong việc nâng cấp khí sinh học thành khí thiên nhiên nén sinh học (bio-CNG) để cung cấp nhiên liệu cho đội xe vận tải, giảm sự phụ thuộc vào dầu diesel. Các dự án khác đang tìm hiểu các trung tâm khí sinh học theo cụm, nơi nhiều trang trại hoặc nhà máy kết hợp các nguồn lực để chia sẻ cơ sở hạ tầng và mở rộng quy mô hiệu quả hơn.
Các chuyên gia cho rằng chính sách
Cải cách và quy định là chìa khóa. "Công nghệ này hiệu quả", Hong, thành viên của Viện Kỹ sư Hóa học, Hội Hóa học Hoàng gia và Viện Quản lý Malaysia, cho biết. "Điều cần thiết hiện nay là chính sách ổn định, khả năng tiếp cận lưới điện tốt hơn, mức thuế suất có thể dự đoán được và tín chỉ carbon thưởng cho cả việc thu giữ khí mê-tan và sản xuất năng lượng."
Khoảng cách chính sách về khí mê-tan
Cam kết của Malaysia về việc giảm 30% lượng khí thải mê-tan vào năm 2030 theo Cam kết Khí mê-tan Toàn cầu (GMP) là một bước đi táo bạo, nhưng việc triển khai thực tế vẫn còn chậm trễ. Một bản tóm tắt chính sách gần đây của Đại học Malaya, được hỗ trợ bởi CERAH và Quỹ Bảo vệ Môi trường, đã nhấn mạnh sự cần thiết phải có một chiến lược quốc gia rõ ràng.
Theo bản tóm tắt, Phó Giáo sư Chính trị Môi trường tại Đại học Malaya, Tiến sĩ Helena Varkkey, cho biết Malaysia thiếu một chính sách chuyên biệt về khí mê-tan và các quy định hiện hành dành riêng cho từng ngành còn mơ hồ hoặc khó tiếp cận.
Bà và nhóm của bà khuyến nghị tích hợp quản trị khí mê-tan vào khuôn khổ chính sách khí hậu rộng hơn, đặc biệt là khi Malaysia cập nhật Chính sách Biến đổi Khí hậu Quốc gia và soạn thảo Đạo luật Biến đổi Khí hậu.
Bản tóm tắt cũng chỉ ra sự thiếu minh bạch và nhận thức của công chúng. Một cuộc khảo sát do nhóm của Tiến sĩ Varkkey thực hiện cho thấy 58% người Malaysia không biết khí mê-tan là khí nhà kính, mặc dù nó có vai trò quan trọng trong hiện tượng nóng lên toàn cầu và góp phần gây ô nhiễm không khí.
Như bản tóm tắt đã lưu ý, khí mê-tan có liên quan đến sự hình thành tầng ô-zôn mặt đất, nguyên nhân gây ra khoảng 500.000 ca tử vong sớm trên toàn cầu mỗi năm.
Bằng cách kết nối việc giảm khí mê-tan với các lợi ích về sức khỏe cộng đồng và chất lượng không khí, và bằng cách tăng cường sự tham gia của doanh nghiệp và xã hội dân sự, bản tóm tắt lập luận rằng Malaysia có thể đạt được cả lợi ích về môi trường và kinh tế.
Máy phát điện chạy bằng khí sinh học tại Dindings Farms - Tang/FLFAM
Con đường phía trước
Từ những người tiên phong tại Dindings Farms, những người đã liên tục vận hành hoạt động bằng khí sinh học trong hơn một thập kỷ, cho đến những nỗ lực do cộng đồng thúc đẩy tại Kampung Selamat, ngành nông nghiệp nông thôn Malaysia đang chứng minh rằng hành động ứng phó với biến đổi khí hậu và khả năng phục hồi của nông nghiệp có thể song hành.
Điều cần thiết tiếp theo rất rõ ràng: hỗ trợ chính sách bền vững, cơ chế tài chính cho các hộ nông dân nhỏ, và hợp tác công tư để nhân rộng các mô hình thành công.
Malaysia đã có sẵn nguồn chất thải, từ nước thải dầu cọ, phân gia súc và thức ăn thừa — và công nghệ. Với các khoản đầu tư và ưu đãi phù hợp, phần lớn những gì hiện đang bị đốt cháy, đổ bỏ hoặc để thối rữa có thể thay vào đó cung cấp điện cho các hộ gia đình, giảm phát thải và hỗ trợ sinh kế.
“Khí sinh học không phải là giải pháp thần kỳ”, Hong nói thêm. “Nhưng hiếm khi tìm thấy một giải pháp giải quyết đồng thời cả ba vấn đề chất thải, năng lượng và khí hậu.”
Và tại một quốc gia đang trên đà hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng 0, lời hứa về khí sinh học nông thôn mở ra một con đường đầy hy vọng phía trước — không phải thông qua các siêu dự án, mà là từng lò sinh học, từng trang trại một.
Bài viết này được thực hiện trong khuôn khổ sáng kiến PANAS! Câu chuyện Biến đổi Khí hậu tại Malaysia do Trung tâm Truyền thông Khoa học Malaysia thực hiện, với sự hỗ trợ của Hội đồng Khoa học Quốc tế - Điểm liên lạc Khu vực Châu Á và Thái Bình Dương, do Bộ Công nghiệp, Khoa học và Tài nguyên Úc tài trợ và do Viện Hàn lâm Khoa học Úc chủ trì, và từ Mạng lưới Quốc tế về Tư vấn Khoa học Chính phủ Châu Á (INGSA-Asia), do chính quyền Québec và Quỹ Nghiên cứu Québec tài trợ.
