Than sinh học, được sản xuất từ xác cây thực vật, là một vật liệu chất lượng cao. Than sinh học sẽ giúp tái tạo đất bạc màu vì thâm canh nông nghiệp. Không chỉ vậy, vật liệu này còn có đặc tính như một “bể chứa carbon tự nhiên”, giúp giữ nước và khí CO2 trong đất. Do đó, than sinh học đang dần dần thu hút thêm sự quan tâm của giới khoa học và nhiều ngành công nghiệp.
Từ 15 năm nay, ông Roger Chabot – một người trồng nho ở vùng Cognac (Pháp), luôn sử dụng than sinh học chế biến quá trình nhiệt phân vỏ ngô hoặc thân cây. Ông chôn vật liệu màu đen này vào dưới gốc cây nho trong vườn. Theo ông, nhờ như vậy mà dây leo trở nên mạnh khỏe hơn, với “có nhiều chất diệp lục hơn và tăng khả năng kháng bệnh esca” (một loại nấm gây bệnh cho cây nho).
Không chỉ được sử dụng phổ biến trong vườn nho, than sinh học còn có ứng dụng đối với nhiều khu rừng và cây trồng ngoài đồng ruộng. Than sinh học vốn có nhiều ưu điểm nông học: Cấu trúc xốp và nhiều lỗ nhỏ như bọt biển, giúp hấp thụ nước và chất dinh dưỡng tốt. Hiệu quả của than thay đổi tùy theo loại đất, nhưng vật liệu này có thể khôi phục lại sự sống cho những khu vực bị hư hại nhiều nhất, bằng cách sục khí vào đất và phát triển hệ thống vi sinh vật, giúp cải thiện tính màu mỡ của đất, hạn chế nhu cầu sử dụng phân bón.
Bên cạnh những lợi thế nông nghiệp trên, than sinh học còn là một “công nghệ phát thải âm” – NET, hay còn gọi là “bể chứa carbon”. Theo các chuyên gia khí hậu của Liên Hợp Quốc (IPCC), than sinh học sẽ làm cho carbon bị cô lập và lưu trữ dưới đất trong hàng trăm năm.
500°C
Theo bà Carine Coat – kỹ sư của công ty sản xuất phân sinh học Sylva Fertilis (Pháp) giải thích. Khi phân hủy, thực vật giải phóng CO2 còn sót lại từ quá trình quang hợp, trừ khi xác cây được biến đổi thành than sinh học. Trong trường hợp này, CO2 sẽ bị giữ lại bên trong chất hữu cơ, chứ không đi vào bầu khí quyển.
Vào năm 2018, công ty Pháp này đã khánh thành một nhà máy sản xuất khí sinh học tại Argentan (vùng Normandy). Dự kiến công suất sẽ là 800 tấn trong năm nay. Trong lò nhiệt phân khổng lồ của nhà máy, là 4 tấn phụ phẩm lâm nghiệp và nông nghiệp đang trong quá trình trở thành 1 tấn than sinh học. Nguyên liệu sẽ bị đốt nóng lên khoảng 500°C trong buồng không có oxy, tạo ra than dạng hạt hoặc mảnh nhỏ.
Theo bà Claire Chastrusse – người sáng lập một công ty khởi nghiệp về than sinh học Carbonloop, giải thích: “1 tấn than sinh học có thể cô lập 2,5-3 tấn CO2 tương đương.
Hiện nay, số lượng dự án sử dụng than sinh học và địa điểm sản xuất than đang nhân lên, trải dài từ rừng Minta ở Cameroon đến rừng Fontainebleau ở Pháp. Tuy nhiên, trở ngại lớn vẫn còn ở đó: Chi phí sản xuất than sinh học. Ông Axel Reinaud – một trong những người sáng lập công ty khởi nghiệp NetZero (Pháp), cho biết: “Về mặt lý thuyết, đó là một giải pháp tuyệt vời, nhưng lại cần tới 15 năm để mà triển khai”. Tương tự, ông Cyril Girardin – tiến sĩ nghiên cứu khoa học đất tại Viện Nghiên cứu Inrae, nhận định: “Than sinh học vẫn chưa tìm ra được mô hình kinh tế của nó”.
Tín dụng carbon
Theo các nhà sản xuất, than sinh học được bán với giá gần 800 euro/tấn trên thị trường châu Âu. Đây là một khoản đầu tư lớn đối với người nông dân – những người phải sử dụng vài trăm kg/ha để thấy được tính hiệu quả. Để khắc phục tình trạng này, NetZero đang đặt cược vào kế hoạch sản xuất quy mô lớn ở những khu vực nhiệt đới, chẳng hạn như Brazil – địa điểm nhà máy than sinh học mới nhất của công ty NetZero, khánh thành ngày 20/4 vừa qua. Trên những vùng đất này, sinh khối có trữ lượng rất dồi dào, rẻ, và ít được đánh giá cao. Hơn nữa, than sinh học sẽ là vật liệu có lợi cho đất cằn cỗi, bị suy thoái do hoạt động phá rừng. Mặt khác, hoạt động phát triển ngành công nghiệp than sinh học không thể tăng tốc nếu không bán tín dụng carbon cho những công ty muốn “đền bù” lại cho lượng khí mà họ phát thải ra môi trường. Hiện nay, thị trường tín dụng carbon đang phát triển theo cấp số nhân, nhưng bị chỉ trích vì thực hiện những phương pháp chưa được tiêu chuẩn hóa.
Vào cuối năm 2022, nhóm những nhà sản xuất và công nghiệp châu Âu (European Biochar Industry) đã xác định có 130 dự án than sinh học – chủ yếu ở Đức và các nước Bắc Âu, với công suất là 53.000 tấn. Đây vẫn là một con số nhỏ so với thị trường Bắc Mỹ. Để giảm chi phí, Carbonloop muốn hỗ trợ sản xuất than sinh học bằng cách cung cấp năng lượng cho những khu công nghiệp, vì quá trình chuyển hóa sinh khối bằng phương pháp nhiệt phân cũng sẽ tạo ra khí sinh học.
Với tính chất tái tạo và trung hòa carbon, than sinh học cũng có thể được chuyển hóa thành điện năng và nhiệt, hay đốt nóng lò nung thủy tinh và nhà máy, hoặc tự cung cấp năng lượng cho buồng nhiệt phân. Ông Axel Reinaud là một người rất ủng hộ những ý tưởng trên. Ông nói: “Theo đuổi mô hình kinh tế tròn là một điều có vẻ hơi lý tưởng hóa. Nhưng điểm mạnh của mô hình là chúng ta có thể cải thiện nền nông nghiệp một cách đáng kể, đồng thời khử carbon hàng loạt”.
Ngọc Duyên
