Power-to-Food: Protein từ CO₂ và hydro tái tạo đạt đến hiện thực thương mại
Annie Nguyễn
(Ngày 24 tháng 8 năm 2026)
Cụm từ "thực phẩm từ không khí" nghe như một ý tưởng thử nghiệm của NASA. Thực tế, nó bắt nguồn từ nghiên cứu của NASA và các viện nghiên cứu Phần Lan từ nhiều thập kỷ trước. Điều thực sự mới mẻ là công nghệ này đã chuyển từ trình diễn trong phòng thí nghiệm sang sản xuất thương mại.
Quy trình sản xuất protein từ CO₂
Quy trình cơ bản được gọi là lên men khí. Các vi sinh vật chuyên biệt – thường là vi khuẩn oxy hóa hydro như Xanthobacter hoặc Cupriavidus necator – được nuôi trong các bể phản ứng sinh học, nơi chúng được cung cấp ba loại khí: carbon dioxide làm nguồn carbon, hydro làm nguồn năng lượng và oxy. Các chất dinh dưỡng khoáng được bổ sung. Vi sinh vật chuyển đổi các đầu vào này thành sinh khối có thể chứa tới 80% protein. Sinh khối được thu hoạch, sấy khô và chế biến thành bột.
Kết nối Power-to-X ở đây rất trực tiếp: hydro đến từ quá trình điện phân sử dụng năng lượng tái tạo, và CO₂ có thể đến từ các nguồn điểm công nghiệp, dòng khí sinh học hoặc thu hồi trực tiếp từ không khí. Hiệu quả là điện tái tạo và carbon tái chế được chuyển đổi thành protein, không cần đất nông nghiệp, tưới tiêu, phân bón hay động vật.
Solar Foods: Từ khái niệm đến sản xuất thương mại
Công ty Phần Lan Solar Foods, thành lập năm 2017, đã đi xa nhất. Sản phẩm Solein của họ hiện được sản xuất thương mại tại Nhà máy 01 ở Vantaa, gần Helsinki, đi vào hoạt động từ tháng 4/2024 và đạt công suất thiết kế khoảng 160 tấn/năm vào cuối năm 2025. Solein được phê duyệt bán tại Singapore (từ 2023) và đạt trạng thái GRAS tại Hoa Kỳ. Các sản phẩm chứa Solein đã ra mắt tại Singapore (kem, bánh trung thu, thanh snack, cà phê không sữa) và quan hệ đối tác tại Hoa Kỳ đã được công bố vào cuối năm 2025 cho bột protein và thanh protein dự kiến ra mắt đầu năm 2026.
Solar Foods báo cáo rằng sản xuất một kg Solein cần khoảng 1,85 kg CO₂ làm nguyên liệu đầu vào. CO₂ được lấy một phần từ thiết bị thu hồi trực tiếp tại Nhà máy 01 và một phần từ các nguồn bên ngoài. Phân tích vòng đời công bố cho thấy lượng khí thải chỉ bằng khoảng 1% so với thịt thông thường và 20% so với protein thực vật, mặc dù các con số này phụ thuộc nhiều vào cơ cấu lưới điện. Một cơ sở sản xuất lớn hơn với công suất dự kiến khoảng 12.800 tấn/năm đang được phát triển, dự kiến hoạt động đầu tiên vào năm 2028, với chi phí sản xuất trong khoảng 4,30-5,20 EUR/kg.
Econutri: Chuyển hướng sang thức ăn cho thú cưng
Công ty khởi nghiệp Áo Econutri đã đi theo hướng khác. Sau khi phát triển bể phản ứng sinh học thí điểm tại TU Graz, công ty tập trung thương mại hóa ban đầu vào thức ăn cho thú cưng thay vì tiêu thụ trực tiếp cho con người. Lý do là rào cản pháp lý cho thức ăn thú cưng thấp hơn và thị trường sẵn sàng trả giá cao cho các nguyên liệu bền vững mới. Đây là sự điều chỉnh hợp lý với thực tế thương mại.
Arkeon: Câu chuyện cảnh báo
Công ty Arkeon Biotechnologies có trụ sở tại Vienna, sử dụng vi khuẩn cổ để sản xuất tất cả 20 axit amin thiết yếu trong một bước lên men duy nhất từ CO₂. Khoa học thực sự đổi mới. Tuy nhiên, công ty đã nộp đơn phá sản vào năm 2025, được cho là do chi phí vận hành cao không thể cân bằng với doanh thu ở quy mô đã đạt được. Đây là phần của câu chuyện mà các báo cáo năm 2024 chưa thể kể: Công nghệ Power-to-Food là có thật, nhưng con đường từ khoa học thú vị đến doanh nghiệp khả thi là khó khăn.
Lưu ý và câu hỏi mở
Thứ nhất, Power-to-Food không phải là cô lập carbon. CO₂ dùng để nuôi vi sinh vật được giải phóng trở lại khi thực phẩm được tiêu thụ và chuyển hóa. Giá trị về khí hậu nằm ở sự so sánh với giải pháp thay thế – nếu Solein thay thế protein động vật thông thường, sự khác biệt về sử dụng đất, nước và khí thải methane là đáng kể.
Thứ hai, so sánh phụ thuộc nhiều vào nguồn điện. Lên men khí tiêu tốn nhiều năng lượng. Nếu điện đó là tái tạo, dấu chân carbon thực sự thấp. Nếu là điện lưới trung bình trong hệ thống carbon cao, bức tranh thay đổi đáng kể.
Thứ ba, sự chấp nhận của người tiêu dùng là một biến số thực tế. Singapore áp dụng nhanh hơn châu Âu một phần do khung pháp lý khác biệt và động lực an ninh lương thực mạnh hơn.
Quan điểm của SPIN
Power-to-Food là lời nhắc nhở hữu ích rằng các công nghệ Power-to-X không chỉ về chất mang năng lượng. Cùng một hydro xanh và CO₂ tái chế tạo ra e-SAF, e-methanol hay e-naphtha cũng có thể tạo ra protein cấp thực phẩm, vitamin, thức ăn chăn nuôi và thức ăn cho thú cưng.
Bức tranh trung thực là hỗn hợp và đáng được truyền đạt rõ ràng. Một công ty dẫn đầu (Solar Foods) đã đạt sản xuất thương mại. Một công ty đã chuyển hướng sang thị trường ngách (Econutri). Một công ty đã thất bại (Arkeon). Đây là những gì công nghệ công nghiệp giai đoạn đầu trông như thế nào trong thực tế. Danh mục này tồn tại. Kinh tế học chưa được định đoạt. Năm năm tới sẽ quyết định liệu Power-to-Food trở thành một phần đáng kể trong nguồn cung protein toàn cầu hay vẫn là sản phẩm đặc sản cho các thị trường chọn lọc.
