Tấm bạt khổng lồ phủ lên phân bò giúp cắt giảm 80% khí mê-tan
Tác giả: Jules Bernstein, Đại học California - Riverside
Một đầm phá kín trên một trang trại bò sữa ở California đang âm thầm cách mạng hóa việc quản lý khí mê-tan, biến chất thải thành năng lượng sạch bằng cách thu giữ và tái sử dụng các loại khí nhà kính mạnh. Nguồn: Stock
Việc niêm phong các ao chứa phân tại một trang trại ở Central Valley đã giúp giảm đáng kể lượng khí thải.
Một tấm bạt lớn giống như quả bóng bay phủ lên một đầm chứa phân tại một trang trại bò sữa ở Central Valley, đánh dấu một sự thay đổi thầm lặng nhưng quan trọng. Thay vì thoát ra ngoài khí quyển, khí mê-tan—một loại khí mạnh làm nóng khí hậu—hiện đang được thu giữ và làm sạch.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Riverside đã công bố một nghiên cứu mới chứng minh hiệu quả của các máy tiêu hóa sữa. Các ao chứa phân kín này được thiết kế để thu thập và tái sử dụng khí mê-tan mà chúng tạo ra. Theo nghiên cứu, các hệ thống này có thể cắt giảm lượng khí mê-tan thải ra khoảng 80 phần trăm, phù hợp chặt chẽ với các ước tính được sử dụng trong quy hoạch khí hậu của California.
Nghiên cứu xác minh dữ liệu phát thải thực tế
Những phát hiện được công bố trên Global Change Biology Bioenergy, xuất hiện vào thời điểm California đang tăng cường đầu tư vào các công nghệ kiểm soát khí mê-tan để đạt được mục tiêu giảm lượng khí thải xuống 40% so với mức năm 2013 vào cuối thập kỷ này. Hơn 130 hệ thống trong số này đã được sử dụng tại các trang trại sữa trên toàn tiểu bang, nhưng nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên xác minh hiệu suất thực tế của chúng bằng cách phân tích kỹ lưỡng như vậy.
"Các máy tiêu hóa có thể bị rò rỉ và đôi khi chúng bị rò rỉ", Francesca Hopkins, một nhà khoa học về khí hậu tại UCR, người đứng đầu nghiên cứu cho biết. "Nhưng khi hệ thống được xây dựng tốt và quản lý cẩn thận, lượng khí thải thực sự giảm xuống. Đó là những gì chúng tôi thấy ở đây".
Nhóm nghiên cứu tập trung vào một trang trại bò sữa do gia đình quản lý ở Quận Tulare, một khu vực nóng và khô ở Thung lũng San Joaquin, nơi sản xuất nhiều sữa hơn bất kỳ quận nào khác trên cả nước. Trong một năm trước và một năm sau khi hệ thống máy nghiền được lắp đặt vào năm 2021, các nhà nghiên cứu đã thu thập hàng trăm điểm dữ liệu bằng cách sử dụng một chiếc xe tải được trang bị cảm biến khí chính xác để đo khí quyển di động xung quanh trang trại.
Tại sao quản lý phân lại quan trọng
Mê-tan mạnh hơn carbon dioxide hơn 80 lần trong việc làm ấm bầu khí quyển trong khoảng thời gian 20 năm. Ở California, một phần lớn khí thải mê-tan đến từ bò sữa. Khí này không chỉ được giải phóng qua tiếng ợ sau khi ăn mà còn từ cách lưu trữ phân của chúng. Khi phân nằm trong các hố hở chứa đầy nước, phân hủy mà không có oxy và giải phóng mê-tan vào không khí.
Việc phủ các hố đó bằng màng kín khí cho phép khí được giữ lại, làm sạch và đưa vào hệ thống nhiên liệu thường thay thế dầu diesel trong các xe tải đường dài. Tại địa điểm của Quận Tulare, ban đầu các nhà nghiên cứu phát hiện ra một số rò rỉ trong hệ thống. Khi làm việc với đơn vị vận hành máy nghiền, California Bioenergy, nhóm đã đánh dấu các vấn đề. Các điều chỉnh đã được thực hiện. Sau đó là quá trình giảm mê-tan.
Máy tiêu hóa sữa tại một trang trại ở Thung lũng Trung tâm giúp giảm lượng khí thải mê-tan. Nguồn: Chelsea Preble/UC Berkeley
“Đây là trường hợp điển hình về quản lý thích ứng”, Hopkins cho biết. “Sự hợp tác giữa các nhà khoa học, công ty và người nông dân thực sự tạo nên sự khác biệt lớn”.
Mặc dù nghiên cứu khẳng định tiềm năng của máy tiêu hóa sữa, nhưng cũng thừa nhận những hạn chế của chúng. Chúng không giải quyết được các khí thải khác thường gặp trong hoạt động sản xuất sữa, chẳng hạn như amoniac hoặc các hạt lơ lửng trong không khí ảnh hưởng đến chất lượng không khí tại địa phương. Việc xây dựng máy tiêu hóa cũng không phải là nhiệm vụ dễ dàng. Nó đòi hỏi phải có giấy phép, vốn đầu tư và bảo trì lâu dài.
Nhìn về phía trước với sự thận trọng và lạc quan
“Chúng không dành cho mọi trang trại”, Hopkins cho biết. “Nhưng đối với các trang trại sữa có thể thực hiện được, đây là một trong những cách tiết kiệm chi phí nhất mà chúng ta có để cắt giảm lượng khí thải nhà kính này”.
California cũng đang mở rộng năng lực giám sát của mình bằng công nghệ vệ tinh có thể phát hiện rò rỉ khí mê-tan lớn từ không gian. Các cơ quan quản lý của tiểu bang có thể theo dõi các nhà điều hành trang web khi phát hiện ra các đợt phát thải đột biến.
Hopkins coi nỗ lực này là một mô hình về cách chính sách khí hậu, khoa học và công nghiệp có thể liên kết với nhau khi các điều kiện phù hợp. “Có quá nhiều sự chia rẽ trong không gian khí hậu”, bà nói. “Nhưng đây là một ví dụ thực tế về sự hợp tác dẫn đến những kết quả có thể đo lường được”.
Tài liệu tham khảo: “Lắp đặt máy tiêu hóa kỵ khí làm giảm đáng kể lượng khí thải CH4 từ quản lý phân chuồng lỏng tại một trang trại sữa ở California” của Michael V. Rodriguez, Nidia Rojas Robles, Valerie Carranza, Ranga Thiruvenkatachari, Mariana Reyes, Chelsea V. Preble, Joyce Pexton, Deanne Meyer, Ray G. Anderson, Akula Venkatram và Francesca M. Hopkins, ngày 4 tháng 6 năm 2025, GCB Bioenergy.
DOI: 10.1111/gcbb.70047
