Mặc dù có trong tay nguồn khí sinh học (biogas) dồi dào nhờ việc chuyển đổi chất thải chăn nuôi nhưng rất nhiều trang trại vẫn chưa thể bán được nguồn năng lượng sạch này cho nhà nước. Khi chưa giải quyết được vấn đề này thì việc giải quyết bài toán môi trường không còn nhiều ý nghĩa như ban đầu.

Xây dựng một hầm khí biogas bằng gạch. Ảnh: Báo Bắc Giang

Dư thừa đầu ra

Trong hàng thập kỷ, trên khắp Việt Nam đã có hơn 700.000 hầm khí sinh học (biogas) ở quy mô trang trại và hộ gia đình, hầu hết chúng là những hầm nhỏ với thể tích dưới 10m3. Mục tiêu ban đầu của các hầm khí sinh học này là xử lý chất thải chăn nuôi giảm ô nhiễm môi trường, nhưng giá trị của chúng không chỉ có thế. Dưới tác động của vi sinh vật và enzyme trong môi trường yếm khí, các chất thải được phân hủy thành chất lỏng chứa dinh dưỡng có thể bón cho cây trồng và khí biogas với thành phần chủ yếu là metan (CH4) thường được sử dụng để đun nấu.

Tưởng chừng giải pháp đa mục tiêu này sẽ đem lại nhiều lợi ích cho các trang trại và các hộ gia đình nhưng trên thực tế có nhiều vấn đề nảy sinh, xuất phát từ chính đặc điểm của nó. Lượng khí biogas thu được lớn hơn hẳn nhu cầu sử dụng, ngay cả những hộ chỉ nuôi 2-6 con lợn cũng rơi vào tình trạng dư thừa khí. Với các trang trại quy mô lớn khoảng vài trăm con thậm chí còn đủ khí biogas cấp nhiệt cho cả xóm dùng chung.

Theo thời gian, một giải pháp mới đã xuất hiện là dùng khí sinh học để phát điện. Những máy phát điện chạy biogas đầu tiên đã xuất hiện từ những năm 2000 trong các dự án thí điểm được Bộ NN&PTNT hỗ trợ. Hoạt động liên tục từ 6-8 tiếng mỗi ngày, những máy phát này đã chứng minh được lợi ích khi biến hàng nghìn mét khối khí sinh học thành điện năng sử dụng cho các hoạt động thắp sáng, làm mát, chạy máy bơm nước, đun nấu bếp ăn…Với những trang trại có kết hợp nhà máy xay xát hoặc chế biến tinh bột sắn thì nguồn điện này thậm chí còn thay thế được điện công nghiệp.

Điện tạo ra từ chất thải có sẵn đã giúp các trang trại tiết kiệm được hàng chục đến hàng trăm triệu đồng mỗi năm. Đến nay, trên cả nước đã có hàng trăm trang trại chạy máy phát điện bằng biogas như vậy.

Tuy nhiên mối lo cũ lại tái xuất hiện bởi điện tạo ra từ khí sinh học cũng nhiều hơn hẳn nhu cầu mà các trang trại cần. Anh Hoàng Văn Minh ở Đại Từ, Thái Nguyên, người đầu tiên lắp đặt máy phát điện chạy bằng khí sinh học 30kW ở xã để tận dụng chất thải từ trang trại nuôi lợn hơn 2.000 con cho biết, thông thường chỉ có thể sử dụng khoảng 2/3 lượng điện tạo ra từ biogas, 1/3 còn lại dư thừa vô cùng lãng phí.

Câu chuyện sử dụng khí biogas của các trang trại chăn nuôi đang bị kẹt lại ở chính điểm mạnh của nó. Không có cách nào khác, các chủ trang trại thường phải ngừng máy phát điện của mình. Không phải ai cũng sẵn lòng bỏ thêm tiền để lắp đặt cả hệ thống lưu trữ. Quyết định này còn dẫn đến một hệ quả khác, đó là trên thực tế, cứ 10 trang trại thì tới 8 nơi "mở van” để xả khí tự do ra môi trường (Các trang trại không có máy phát điện biogas cũng chọn giải pháp này).

"Việc xả khí như vậy còn gây ô nhiễm hơn nhiều so với khi không làm những hầm khí sinh học cỡ lớn.” TS. Nguyễn Thế Hinh, cán bộ dự án hỗ trợ nông nghiệp carbon thấp của ADB giai đoạn 2013-2018 chia sẻ tại hội thảo ‘Phát triển khí sinh học Việt Nam góp phần thực hiện COP26 - tiềm năng và thách thức’ tổ chức vào giữa tháng 10/2022.

Ông cho biết khí biogas có chứa H2S nên gây mùi hôi rất khó chịu cho những người sống xung quanh. Trong khi đó, CH4 là một chất có khả năng gây hiệu ứng nhà kính mạnh gấp 24 lần so với CO2 nên trong bối cảnh ấm lên toàn cầu hiện nay, không một quốc gia nào muốn gánh chịu thêm những chi phí đắt đỏ từ việc không giảm được hiệu ứng nhà kính.

Có một cách giải quyết nút thắt này cho biogas là cho phép những trang trại được phát điện dư thừa lên lưới, bán điện cho nhà nước giống như các dự án điện mặt trời hoặc điện sinh khối khác. Đây là một giải pháp nhất cử lưỡng tiện cho cả nhà nước và các trang trại bởi chúng hứa hẹn khả năng giải quyết trọn vẹn vấn đề của một nguồn năng lượng sạch và thân thiện với môi trường.

Hãy thử xét khía cạnh tích cực của vấn đề: mặc dù một trang trại như anh Minh có thể cung ứng lượng điện tương đối nhỏ, nhưng nếu gộp hàng chục nghìn trại chăn nuôi trên cả nước lại thì con số sẽ tăng lên đáng kể. Ai cũng biết điện gió và điện mặt trời không ổn định, trong khí điện khí sinh học có độ tin cậy lớn hơn và dễ dàng điều chỉnh hơn. Các hầm khí biogas có thể đóng vai trò là những nguồn điện phân tán dự trữ và chỉ phát lên lưới khi nhu cầu của hệ thống vọt lên quá cao. Bằng cách đó, những nhà quản lý như EVN giảm tải được việc đầu tư vào nhà máy phát điện mới tốn kém, trong khi các trang trại có thể giải quyết được những ‘quả bom khí’ dư thừa trong các hầm khí biogas của mình.

Một nghiên cứu vào năm 2021 của Tổ chức Hợp tác Phát triển Đức (GIZ) ước tính Việt Nam có tiềm năng khí sinh học lên tới 1.400 MW vào năm 2035, tập trung ở ba ngành là chăn nuôi lợn, công nghiệp chế biến tinh bột sắn và xử lý rác thải hữu cơ. So sánh một cách đơn giản, con số này bằng một nửa công suất của nhà máy thủy điện Sơn La lớn nhất cả nước.

Chờ cơ chế để nối lưới

Hầu hết các trang trại đều ngóng trông cơ hội vàng, tuy vậy con đường đưa nguồn năng lượng sạch đến với lưới điện quốc gia còn gặp phải một điểm nghẽn khác, đó là cần phải có các cơ chế về nối lưới điện quốc gia và giá điện - điều mà điện gió và điện mặt trời đã từng chật vật vượt qua.

Theo các nhà quản lý, việc nối lưới điện quốc gia cần tới những tiêu chuẩn phù hợp để nguồn điện phân tán từ các trang trại quy mô nhỏ không làm tổn hại đến lưới điện sẵn có. Đại diện Bộ Công thương nói rằng đến năm 2023, họ sẽ hoàn tất việc sửa đối các thông tư liên quan đến việc quản lý tất cả nguồn điện phân tán có công suất dưới 10MW - trong đó sẽ bao gồm điện khí sinh học ở những trang trại nhỏ, thậm chí là nông hộ - để tạo điều kiện cho các cơ sở này nối lưới. Xây dựng được như vậy là do Việt Nam đã đúc rút kinh nghiệm quản lý điện mặt trời trong giai đoạn 2019-2022 và xây dựng được bộ thông số kỹ thuật mới nhằm kết hợp các nguồn điện tái tạo khác nhau.

Nếu khía cạnh này của cơ chế nối lưới điện quốc gia đã tạm được giải quyết thì điểm nghẽn vẫn còn ở giá điện. Việt Nam đã có cơ chế giá cho điện sinh khối (đốt sinh khối tạo ra nhiệt để chạy máy phát điện), điện rác (đốt rác thải tạo ra nhiệt để chạy máy phát điện) từ năm 2020, nhưng với điện khí sinh học (đốt khí biogas tạo ra từ quá trình ủ chất thải để chạy máy phát điện) thì hoàn toàn chưa. Mặc dù cả ba loại đều là nguyên liệu có nguồn gốc sinh học, nhưng các công nghệ sử dụng để tạo ra điện lại được phân biệt rất rõ trong những quy định pháp lý.

Các nhà quản lý hiện đang tranh luận về việc thiết kế giá cho điện khí sinh học như thế nào để tối ưu. Những bài học từ điện mặt trời và điện gió tăng trưởng quá nóng trong vài năm qua đã khiến nhiều người phải nghĩ lại cơ chế trợ giá FIT (tức đưa ra một mức giá cố định cho các hợp đồng mua điện được ký dài hạn, thường là từ 15 đến 20 năm, cho một công nghệ nào đó). Một số người ủng hộ việc tiếp tục dùng giá FIT, trong khi số khác lại không.

Ở góc độ chuyên môn, TS. Nguyễn Thế Hinh tin rằng, các bằng chứng hiện nay từ điện sinh khối cho thấy giá điện sinh khối có thể cạnh tranh sòng phẳng với các nguồn khác và do vậy không cần cơ chế giá quá cao để có thể thu hút các trang trại đầu tư.

Trong một dự án lớn hợp tác với Tổ chức Phát triển Hà Lan (SNV) và Công ty Sản xuất máy phát điện khí sinh học Egreen để giảm phát thải carbon năm 2018, nhóm của anh đã ước tính giá thành sản xuất một số điện từ các trang trại dự kiến chuyển đổi máy phát điện diesel thành máy phát điện biogas rơi vào khoảng 700-800 đồng/kWh. Hiện nay, sau gần 5 năm, với những dữ liệu thực tế từ các máy phát điện khí sinh học đã được lắp đặt ở hàng chục tỉnh thành, bao gồm cả chi phí bảo trì hằng năm và khấu hao máy, Egreen cho biết con số này không chênh lệch là mấy.

Bản thân Egreen đang triển khai một mô hình ESCO để "bao tiêu” lượng điện sản xuất ra cho các trang trại từ chính hầm khí sinh học của họ với giá điện thấp hơn khoảng 10-30% so với giá điện từ EVN. Điều này chứng minh rằng việc phát điện từ biogas là có lãi, kể cả khi tính toán giá thành-chi phí sòng phẳng.

Nhưng ngược lại, một số chuyên gia nhấn mạnh phải đưa ra cơ chế giá thật hấp dẫn mới mong kích hoạt được đầu tư trong khu vực này. Trong một dự án phát triển năng lượng sinh khối, những chuyên gia của GIZ đã học được bài học lớn từ những nhà máy sản xuất mía đường. Đại diện dự án chia sẻ: "Lúc đó, các doanh nghiệp coi đường là sản phẩm chính và nguồn điện sinh khối tạo ra từ bã thải là sản phẩm phụ nên họ yêu cầu chỉ cần có giá để bán điện sinh khối thôi là sẽ làm được”.

Đến năm 2020, khi Việt Nam ra nhập hiệp định ATIGA và giá đường bị đẩy xuống quá thấp do cạnh tranh của những thương hiệu nước ngoài thì việc buôn bán đường của những nhà máy này trở nên kém hiệu quả. Khi đó, hiệp hội mía đường yêu cầu bên dự án đề xuất với Bộ Công thương để xem xét lại giá điện sinh khối. Kết quả là giá điện sinh khối đã được Chính phủ tăng từ 5,8 UScent/kWh lên 8,47 UScent/kWh. Tuy nhiên giá đó vẫn chưa đủ hấp dẫn và Hiệp hội vẫn tiếp tục đề nghị tăng lên.

Do đó đã gần ba năm nhưng việc giải quyết đầu ra cho điện sinh khối ở Việt Nam vẫn đang phát triển ì ạch. Tư vấn của GIZ chỉ ra rằng chính giá FIT quá thấp, cộng thêm đầu tư nhiều rủi ro đã khiến các ngân hàng trong nước không dám cho doanh nghiệp vay vốn để đầu tư xây dựng các nhà máy điện sinh khối, cản trở sự phát triển của ngành này. Rút kinh nghiệm từ bài học xương máu, GIZ đang đề xuất Bộ Công thương xây dựng một giá FIT cho điện khí sinh học "thật hấp dẫn” để khai thác tiềm năng to lớn của lĩnh vực này.

Trong khi đó, một chuyên gia từng tham gia hội đồng phê duyệt giá điện sinh khối cho rằng, cần có một sự phân loại cụ thể hơn cho điện khí sinh học. Đối với các hệ thống có quy mô lớn từ vài MW đến vài chục MW, ông đề xuất áp dụng cơ chế phát trực tiếp với chủ đầu tư trên cơ sở kiểm soát các chi phí hợp lý và ký hợp đồng riêng với từng cơ sở, nhưng với những nhà sản xuất điện sinh khối có quy mô nhỏ hơn, trong đó có những trang trại chỉ vài chục đến vài trăm KW như trang trại của anh Minh ở Thái Nguyên thì cần các chính sách đơn giản và thuận tiện nhất như giá FIT. "Chúng tôi mong được phát điện lên lưới. Không cần giá cao, thậm chí chỉ cần được phát là tốt rồi”, anh Minh bộc bạch.

Trong khi chờ đợi có một giải pháp trọn vẹn để nối lưới điện quốc gia và bán điện cho nhà nước, thì ngay tại buổi thảo luận, các chuyên gia cũng vạch ra một vài hướng giải quyết mới cho điện khí sinh học không phụ thuộc vào lưới điện: thiết lập những mô hình sử dụng năng lượng mới – chẳng hạn như xây dựng các "làng xanh, xã xanh” sử dụng 100% năng lượng tái tạo. Tại đó, những trang trại chăn nuôi hay các cơ sở xử lý rác hữu cơ tập trung có thể trở thành một nguồn cung điện bền vững cho địa phương, đồng thời tạo động lực để tuần hoàn các nguồn tài nguyên khác.

Phong Du/Khoa học và Phát triển

Tags khí biogas khí sinh học năng lượng sạch chuyển đổi chất thải chăn nuôi nối lưới điện quốc gia