Biến rác thải thành watt: 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, trông giống như một túp lều tuyết hình vòm tối tăm — hoặc có thể là một tàu vũ trụ hình bánh sừng bò — được trồng giữa những hàng cây cọ và khu rừng rậm rạp. Cấu trúc này nổi bật trên nền cảnh quan nông thôn, một biểu tượng yên tĩnh nhưng đầy hứa hẹn cho sự chuyển dịch của Malaysia sang năng lượng tái tạo.
Nhưng đây không phải là công nghệ xa lạ. Đây là một nhà máy khí sinh học. Và đây không phải là khoa học viễn tưởng — mà là khoa học đang hoạt động.
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 áp dụng công nghệ khí sinh học trong lĩnh vực chăn nuôi tại Malaysia, chuyển đổi chất thải của lợn thành điện tái tạo.
“Chúng tôi đã làm việc này trong hơn 10 năm”, quản lý của Dindings Farms Yeong, người đã làm việc ở đó 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 tăng cao, chúng tôi đang có kế hoạch làm nhiều hơn nữa”.
Được lắp đặt vào năm 2011 với giá 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 đe dọa các tuyến đường thủy gần đó.
Khoa học: Giải thích về quá trình tiêu hóa kỵ khí
Khí sinh học là nhiên liệu tái tạo chủ yếu được tạo thành từ mêtan (CH₄), một loại khí dễ cháy được giải phóng khi chất thải hữu cơ phân hủy mà không có oxy. Việc thu giữ và đốt khí này có thể tạo ra điện hoặc nhiệt, giống 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 nghĩ về nó như một cái dạ dày khổng lồ, nơi các vi khuẩn tự nhiên “ăn” chất thải như phân chuồng, thức ăn thừa hoặc bùn dầu cọ và tạo ra năng lượng dưới dạng khí. Những gì còn lại là chất thải — một loại bùn giàu dinh dưỡng có thể được sử dụng làm phân bón.
“Đây là chiến thắng ba bên”, 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 dọn sạch các vấn đề về chất thải lâu đời — 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 ao đất truyền thống nằm trong mỗi khu trang trại.
Nhưng những lo ngại ngày càng tăng về môi trường, đặc biệt là về ô nhiễm nước, đã thúc đẩy cộng đồng hướng tới một giải pháp chung. Theo sáng kiến do nhà nước lãnh đạo, một công ty có tên là 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 Quantum Thermal Pyrolysis Cracking (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 đã qua xử lý được Sở Thú y (DVS) tại Penang theo dõi hàng ngày để đánh giá hiệu quả. Nếu chứng minh được tính hiệu quả, mô hình này có thể trở thành bản thiết kế cho các cộng đồng nông nghiệp khác đang vật lộn với việc tuân thủ môi trường và quản lý chất thải. Mặc dù hệ thống này hiện đang tập trung vào bảo vệ môi trường, nhưng người nông dân vẫn cởi mở với khả năng các công nghệ như máy tiêu hóa 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 kìm hãm khí sinh học?
Hành trình khí sinh học của Malaysia là một trong những rào cản dai dẳng và tiềm năng to lớn. Ví dụ, trong lĩnh vực dầu cọ, sự biến động trong nguồn cung nước thải từ nhà máy dầu cọ (POME), 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 các hoạt động chăn nuôi lợn hoặc gia súc, thường thiếu quy mô hoặc vốn đầu tư cần thiết để làm cho các hệ thống khí sinh học khả thi về mặt tài chính.
Sự không chắc chắn về chính sách làm trầm trọng thêm những vấn đề này. Chương trình Biểu thuế giá điện (FiT) quốc gia — được thiết kế để trả cho các nhà sản xuất điện tái tạo cung cấp cho lưới điện — đã chứng kiến việc thực hiện không nhất quán, với mức thuế suất thay đổi và đấu thầu cạnh tranh được đưa ra vào năm 2017. Ngoài ra, theo các quy tắc thị trường carbon hiện hành, các khoản 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 nâng cấp thành công khí sinh học của mình thành khí thiên nhiên nén sinh học (bio-CNG) để cung cấp nhiên liệu cho đội xe vận tải của mình, giảm sự phụ thuộc vào dầu diesel. Các dự án khác đang khám phá 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 lập luận rằng chính sách
và cải cách quy định là chìa khóa. “Công nghệ này hiệu quả”, Hong, cũng là thành viên của Viện Kỹ sư Hóa học, Hội Hóa học Hoàng gia và Viện Quản lý Malaysia, cho biết. “Những gì cần thiết hiện nay là chính sách ổn định, khả năng tiếp cận lưới điện tốt hơn, thuế quan có thể dự đoán được và tín dụng 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 sẽ giảm 30% lượng khí thải mê-tan vào năm 2030 theo Cam kết về khí mê-tan toàn cầu (GMP) là một bước đi táo bạo, nhưng việc triển khai thực tế vẫn còn chậm. Một bản tóm tắt chính sách gần đây của Universiti Malaya, được CERAH và Quỹ Bảo vệ Môi trường hỗ trợ, nêu bật nhu cầu về một chiến lược quốc gia rõ ràng.
Theo bản tóm tắt, Phó Giáo sư Chính trị Môi trường tại Universiti Malaya, Tiến sĩ Helena Varkkey, cho biết Malaysia thiếu chính sách chuyên biệt về khí mê-tan và các quy định hiện hành dành riêng cho từng ngành còn mơ hồ hoặc không thể tiếp cận được.
Bà và nhóm của bà khuyến nghị tích hợp quản lý 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 ghi chú, khí mê-tan có liên quan đến sự hình thành tầng ôzôn mặt đất, gây ra khoảng 500.000 ca tử vong sớm trên toàn cầu mỗi năm.
Bằng cách kết nối việc giảm khí mê-tan với 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 mở ra 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 áp dụng sớm tại Dindings Farms, những người đã liên tục cung cấp năng lượng cho hoạt động của họ bằng khí sinh học trong hơn một thập kỷ, cho đến nỗ lực do cộng đồng thúc đẩy tại Kampung Selamat, lĩnh vực nông nghiệp nông thôn của 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 cùng nhau.
Những gì cần tiếp theo là rõ ràng: hỗ trợ chính sách bền vững, cơ chế tài chính cho các hộ nông dân nhỏ và sự hợp tác công tư để mở rộng quy mô các mô hình thành công.
Malaysia đã có 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 năng lượng cho các hộ gia đình, giảm phát thải và hỗ trợ sinh kế.
Hong nói thêm: "Khí sinh học không phải là giải pháp hoàn hảo". "Nhưng hiếm khi tìm thấy giải pháp giải quyết được vấn đề chất thải, năng lượng và khí hậu — tất cả cùng một lúc".
Và tại một đất nước đang chạy đua 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 dự án lớn, mà là từng bể sinh học, từng trang trại một.
