Từ lõi dừa, bã cà phê đến bã mía, vỏ trấu hay phụ phẩm trong chế biến nông sản, những nguồn nguyên liệu từng được xem là phần bỏ đi đang được đưa vào các quy trình công nghệ để tạo ra vật liệu và sản phẩm mới.

Phía sau những thử nghiệm này là một câu chuyện lớn hơn của kinh tế tuần hoàn: thay vì kết thúc vòng đời ở khâu thải bỏ, phụ phẩm được đưa trở lại nền sản xuất với một vai trò khác, có giá trị gia tăng cao hơn.

TỪ PHỤ PHẨM ĐẾN VẬT LIỆU MỚI

Việc tận dụng sinh khối nông nghiệp làm nguyên liệu cho các loại vật liệu mới là hướng đi đầy triển vọng được các đơn vị, doanh nghiệp nghiên cứu và triển khai.

Hiện nay, doanh nghiệp Việt Nam đang nghiên cứu phát triển vật liệu sinh học từ nhiều nguồn nguyên liệu có nguồn gốc nông nghiệp như bã mía, bã cà phê, tinh bột, vỏ trấu và các phụ phẩm trong chế biến thực phẩm.

Điển hình trong đó là Công ty TNHH Giải pháp Công nghệ BUYO đang phát triển công nghệ chuyển đổi rác hữu cơ, bã bia và phế phẩm nông nghiệp thành nhựa sinh học có khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn. Vật liệu này có khả năng chịu nhiệt trong khoảng từ -22°C đến 50°C và được định hướng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

Một hướng khác cho thấy phụ phẩm nông nghiệp có thể đi sâu hơn vào lĩnh vực vật liệu là nghiên cứu sử dụng lõi dừa và bã cà phê để chế tạo vật liệu lọc nước.

Nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Vĩnh Long đã sử dụng lõi dừa và bã cà phê để tạo than hoạt tính, sau đó kết hợp với vật liệu ZIF-8 nhằm nâng cao khả năng xử lý nước nhiễm mặn. Vật liệu tạo thành có tên AC-ZIF-8, với diện tích bề mặt khoảng 1.578,3 m2/g trong điều kiện phối trộn phù hợp.

Theo kết quả thử nghiệm, hệ lọc kết hợp công nghệ RO, NF và lõi than AC-ZIF-8 có khả năng xử lý nguồn nước có độ mặn trên 4‰ xuống dưới 1‰. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, hệ thống cột lọc 20 inch đạt hiệu suất loại bỏ muối tới 89,57%. Mô hình cũng đã được thử nghiệm thực tế tại một nông hộ ở Bến Tre (nay thuộc tỉnh Vĩnh Long), với nguồn nước nhiễm mặn khoảng 4‰ được xử lý xuống dưới 1‰.

Đây cũng là hướng mà Trung tâm Sản xuất sạch hơn Việt Nam (VNCPC) đang khảo sát trong nghiên cứu về chuỗi giá trị chuyển đổi phụ phẩm nông nghiệp thành sản phẩm sinh thái tại Tây Bắc, Tây Nguyên và đồng bằng sông Cửu Long.

Các loại phụ phẩm được khảo sát gồm rơm rạ, trấu, phụ phẩm sắn, vỏ và bã cà phê, xơ dừa cùng nhiều nguồn sinh khối khác. Nhóm nghiên cứu không chỉ xem xét lượng phụ phẩm phát sinh mà còn khảo sát quá trình thu gom, sơ chế, sử dụng, thương mại hóa và khả năng cung ứng nguyên liệu cho doanh nghiệp.

ĐIỂM NGHẼN NẰM Ở CHUỖI CUNG ỨNG

Công nghệ đang mở ra khả năng tạo ra sản phẩm mới, nhưng để phụ phẩm thực sự trở thành một nguồn nguyên liệu công nghiệp, bài toán đầu tiên vẫn là tổ chức được dòng nguyên liệu.

Khảo sát của VNCPC tại ba vùng trọng điểm đã cho thấy, hiện nay các doanh nghiệp đang tận dụng phụ phẩm để tạo ra sản phẩm có giá trị gia tăng. Tuy nhiên, khảo sát cũng phát hiện một số thách thức, trở ngại trong chuỗi giá trị. Cụ thể, nguồn nguyên liệu có tính mùa vụ, chuỗi cung ứng còn phân tán, liên kết thị trường hạn chế và doanh nghiệp gặp khó khăn trong tiếp cận nguồn tài chính để đầu tư mở rộng sản xuất.

Điều này đặc biệt quan trọng với những ngành sử dụng phụ phẩm làm nguyên liệu đầu vào. Một dây chuyền sản xuất vật liệu mới không chỉ cần công nghệ xử lý mà còn cần nguồn nguyên liệu đủ lớn, ổn định và đáp ứng yêu cầu về chất lượng.

Chính vì vậy, khảo sát của VNCPC tập trung cả vào năng lực thu mua và cung ứng nguyên liệu, quy mô hoạt động, công nghệ xử lý và sơ chế, điều kiện lưu trữ, khả năng đáp ứng chất lượng, nhu cầu đầu tư, thị trường, tài chính và chứng nhận. Kết quả nghiên cứu sẽ được sử dụng để xây dựng bức tranh về nguồn cung, các tác nhân trong chuỗi giá trị, khoảng trống năng lực và nhu cầu hỗ trợ doanh nghiệp.

Ở góc độ khoa học và công nghệ, một số nghiên cứu tại TP.Hồ Chí Minh cũng đang cho thấy khả năng chuyển phụ phẩm thành đầu vào cho một chu trình sản xuất khác.

Bộ Khoa học và Công nghệ cho biết khảo sát tại Củ Chi, Hóc Môn và Bình Chánh ghi nhận lượng chất thải tại các chợ đầu mối từ 36 - 73 tấn/ngày, chất thải rắn tại các cơ sở giết mổ khoảng 242 tấn/ngày và chất thải chăn nuôi từ 114 - 801 tấn/ngày.

Trong một nhiệm vụ khoa học và công nghệ về nông nghiệp tuần hoàn, các nhà nghiên cứu đã sử dụng phụ phẩm hữu cơ để nuôi ấu trùng ruồi lính đen và xử lý rơm bằng vi sinh vật để làm thức ăn cho bò. Với mô hình ruồi lính đen, phụ phẩm chiếm 60 - 70% khẩu phần, tỷ suất lợi nhuận gộp trung bình đạt 57,92%. Mô hình có lượng phát thải CO₂ tương đương giảm 89,91% so với phương pháp ủ compost.

Các kết quả này chưa phải là câu chuyện về công nghiệp vật liệu, nhưng cho thấy một nguyên tắc chung: giá trị của phụ phẩm phụ thuộc vào khả năng đưa chúng vào một quy trình sản xuất có đầu ra cụ thể.

Khi công nghệ tiếp tục được hoàn thiện, bài toán đặt ra tiếp theo là hình thành được những chuỗi cung ứng đủ ổn định để các nguồn phụ phẩm phân tán theo mùa vụ có thể trở thành nguyên liệu cho sản xuất quy mô lớn. Khi đó, phụ phẩm nông nghiệp không chỉ được nhìn từ góc độ xử lý chất thải, mà có thể được tính đến như một nguồn nguyên liệu thứ cấp trong nền kinh tế.