Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Môi trường, trung bình mỗi hộ gia đình tại Việt Nam sử dụng khoảng 1 kg túi nilon mỗi tháng. Với thời gian tồn tại trong môi trường từ 100 đến 500 năm, rác thải nhựa đang trở thành một trong những thách thức môi trường lớn nhất hiện nay…

Mỗi năm Việt Nam tạo ra hơn 45 triệu tấn phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ, trấu, bẹ ngô, bã mía, xơ dừa, vỏ cà phê…, phần lớn bị đốt bỏ hoặc chôn lấp, gây lãng phí và ô nhiễm môi trường. Chuyển đổi cách tiếp cận, nhiều nhóm nghiên cứu và doanh nghiệp đã nỗ lực phát triển công nghệ chuyển hóa phụ phẩm thành nhựa sinh học, loại vật liệu có khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn, thay thế dần nhựa truyền thống từ dầu mỏ.

Điển hình, GS.TS Đặng Thị Kim Chi cùng các cộng sự tại Hội Bảo vệ Thiên nhiên và Môi trường Việt Nam đã triển khai đề tài "Nghiên cứu công nghệ chế tạo màng nhựa phân hủy sinh học hoàn toàn trên cơ sở hỗn hợp tinh bột sắn Việt Nam". Mục tiêu của nhóm là phát triển vật liệu màng nhựa ứng dụng trong lĩnh vực bao bì dân dụng và nông nghiệp.

Sản phẩm tạo ra sở hữu các đặc tính cơ lý ổn định với độ bền kéo đạt 17,4 MPa và độ giãn dài đạt 220%, tương đương với màng nhựa polyethylene đang được sử dụng rộng rãi hiện nay.

Màng nhựa từ bột sắn cũng được xác nhận có khả năng phân hủy hoàn toàn thành CO2, nước và mùn hữu cơ theo tiêu chuẩn ASTM 6400. Trong điều kiện ủ compost hiếu khí có kiểm soát, vật liệu đạt mức phân rã tới 96% sau 53 ngày và chuyển hóa thành CO2 ở mức 91% sau 155 ngày, đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 9493.

Đáng chú ý, các sản phẩm tạo thành sau quá trình phân hủy không gây ảnh hưởng tiêu cực tới hệ sinh thái đất. Thử nghiệm cho thấy hạt đậu đen và dưa leo vẫn nảy mầm và phát triển bình thường trong môi trường đất chứa compost được tạo ra từ vật liệu này, qua đó khẳng định tính an toàn sinh học của sản phẩm đối với môi trường tự nhiên.

Tương tự, từ phụ phẩm nông nghiệp là hạt bơ, một nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM đã chế tạo thành công màng nhựa sinh học thân thiện môi trường. Với nghiên cứu này, nhóm đã sử dụng hạt bơ để chiết xuất tinh bột và còn tận dụng bã sắn thu thập từ các nhà máy để chiết xuất sợi cellulose làm tác nhân gia cường trong nền tinh bột.

Sinh viên Nguyễn Bùi Anh Duy, trưởng nhóm, cho biết màng nhựa sau khi chế tạo thể hiện khả năng phân hủy sinh học rất hiệu quả cũng như có kết quả đo cơ tính chịu lực kéo của màng khá tốt. Màng nhựa sinh học này sẽ được ứng dụng trong lĩnh vực màng bao bì phân hủy sinh học. Trong thời gian tới, nhóm sẽ cải thiện tối ưu thêm khả năng kháng nước của nhựa sinh học này. 

"Việc tận dụng phụ phẩm nông nghiệp như hạt bơ và bã sắn giúp giảm thiểu lãng phí nguồn tài nguyên nông nghiệp cũng như tối ưu hóa giá trị từ nguồn nguyên liệu sẵn có, góp phần nâng cao thu nhập cho nông dân. Công trình này có thể giảm chi phí sản xuất nhờ vào việc sử dụng nguyên liệu giá rẻ và dồi dào", Duy chia sẻ.

Trong khi đó, một nhóm bạn trẻ tại TP.HCM chọn hướng đi khác, biến vỏ trái cây thành nguyên liệu làm bao bì sinh học. Anh Trịnh Công Qui (27 tuổi, Gia Lai), nhà sáng lập BioWraps, cho biết dự án đã phát triển thành công sản phẩm thay thế túi nilon truyền thống.

Từ nguồn phế phẩm nông nghiệp khổng lồ tại Đồng bằng sông Cửu Long, dự án tận dụng cellulose chiết xuất từ vỏ cam sành, kết hợp với các polymer phân hủy sinh học như PLA, PVA và nano bạc kháng khuẩn. Từ đó, nhóm phát triển các dòng sản phẩm gồm hạt nhựa sinh học, túi sinh học và màng bọc sinh học dùng trong đóng gói.

Hành trình kéo dài suốt 7 năm, với hàng nghìn giờ thử nghiệm, tối ưu công thức và làm việc cùng các chuyên gia. Sản phẩm hoàn chỉnh chính thức ra mắt thị trường vào đầu năm 2025, đánh dấu bước chuyển từ nghiên cứu sang thương mại hóa. Điểm đáng chú ý là sản phẩm có thể phân hủy hoàn toàn trong vòng khoảng 6 tháng, không để lại vi nhựa gây hại cho môi trường. Khi phân hủy, vật liệu trở thành giá thể hữu cơ, góp phần cải tạo đất.

Hiện nay, BioWraps đạt công suất tối đa khoảng 200 tấn mỗi tháng. Với tỷ lệ vỏ cam chiếm khoảng 45% thành phần nguyên liệu, mỗi tháng doanh nghiệp sẽ cần khoảng 90 tấn vỏ cam. Con số này cho thấy nhu cầu nguyên liệu đầu vào rất lớn, đồng thời mở ra khả năng tận dụng đáng kể nguồn phế phẩm nông nghiệp vốn đang bị lãng phí.

Tại hội thảo "Giảm thiểu ô nhiễm nhựa - Vai trò của chính sách, công nghệ và đổi mới sáng tạo" mới đây, TS. Nguyễn Trung Thắng, Phó Viện trưởng Viện Chiến lược, Chính sách nông nghiệp và môi trường, cho biết: Tại Việt Nam, mỗi năm phát sinh khoảng 2,93 - 3,1 triệu tấn chất rác thải nhựa, trong đó gần 48% chưa được xử lý đúng cách.

Trong khi đó, túi ni-lông khó phân hủy và sản phẩm nhựa dùng một lần vẫn được sử dụng phổ biến. Nhận thức rõ thách thức đó, Chính phủ đã ban hành Kế hoạch hành động quốc gia về quản lý rác thải nhựa đại dương đến năm 2030, Đề án phát triển kinh tế tuần hoàn, cùng nhiều chính sách thúc đẩy sản xuất và tiêu dùng bền vững, hạn chế sản phẩm nhựa dùng một lần và khuyến khích vật liệu thân thiện với môi trường.

Chia sẻ về xu hướng công nghệ mới, Giám đốc Công ty Giải pháp Công nghệ BUYO (BUYO Bioplastics) Đỗ Hồng Hạnh cho biết, quy định của Liên minh châu Âu về Bao bì và Chất thải bao bì (PPWR) đặt lộ trình tăng tỷ lệ nguyên liệu sinh học trong bao bì từ giai đoạn 2027 - 2028, đồng thời mở rộng các lĩnh vực bắt buộc sử dụng vật liệu có khả năng phân hủy sinh học.

Theo bà Đỗ Hồng Hạnh, tại Việt Nam, phụ phẩm nông nghiệp và công nghiệp hoàn toàn có thể trở thành nguồn nguyên liệu xanh. Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi vẫn còn nhiều rào cản. Doanh nghiệp phát triển vật liệu sinh học và công nghệ tái chế đang gặp khó về tiêu chuẩn kỹ thuật, chứng nhận sản phẩm xanh, tiếp cận nguồn vốn, cơ chế mua sắm công xanh cũng như khả năng thương mại hóa công nghệ.

Theo bà Hạnh, để ngành nhựa sinh học phát triển bền vững không thể chỉ dựa vào nỗ lực của doanh nghiệp mà cần hệ sinh thái đổi mới toàn diện, từ chính sách, hạ tầng, tài chính, đến giáo dục và thị trường.

Việc đầu tư vào trung tâm đổi mới sáng tạo về vật liệu xanh, hỗ trợ thương mại hóa sản phẩm nghiên cứu từ viện, trường đến doanh nghiệp, xây dựng “cụm công nghiệp xanh” chuyên về vật liệu phân hủy sinh học… sẽ là những yếu tố tạo lực đẩy thực chất cho quá trình chuyển đổi xanh trong tương lai.