Với tổng lượng bức xạ trung bình năm ở mức cao, Việt Nam được đánh giá là nơi có tiềm năng đặc biệt để phát triển điện mặt trời. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều bỏ ngỏ trong việc khai thác nguồn năng lượng này. Để trở thành Thought Leader trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, lãnh đạo cần nhìn nhận và áp dụng những giải pháp tiên tiến từ các startup hàng đầu thế giới.

1. Máy sấy nông sản từ năng lượng mặt trời Chimney

Máy sấy năng lượng mặt trời Chimney là phương pháp bền vững giúp sấy khô trái cây và rau củ nhanh hơn, chất lượng cao hơn nhờ sử dụng năng lượng mặt trời, ra đời vào đầu những năm 2010, thuộc khuôn khổ chương trình Feed the Future Innovation Lab for Horticulture. Với thiết kế thông minh bao gồm một ống khói, máy sấy Chimney tạo ra dòng không khí nóng đi qua buồng sấy. Nhờ hệ thống đối lưu không khí tự nhiên, quá trình sấy diễn ra đồng đều và hiệu quả, giúp bảo toàn màu sắc, hương vị và dinh dưỡng của nông sản. Đặc biệt, máy sấy này có khả năng ngăn ngừa côn trùng và mưa, từ đó giúp nông dân yên tâm hơn khi bảo quản sản phẩm.

Các vật liệu sử dụng để xây dựng máy sấy năng lượng mặt trời Chimney bao gồm: các mảnh gỗ, cột gỗ hoặc tre, polyethylene trong suốt (nhựa loại dùng cho nhà kính), nhựa đen hoặc vải đen, và lưới thực phẩm đạt tiêu chuẩn. Kích thước của máy sấy có thể điều chỉnh theo nhu cầu cụ thể của từng người sử dụng. Để đảm bảo hiệu quả hoạt động tối ưu, máy sấy nên được xây dựng tại một khu vực phẳng có độ tiếp xúc với ánh nắng mặt trời tốt trong suốt quá trình vận hành của máy. 

Công nghệ máy sấy Chimney đã được áp dụng thành công tại nhiều quốc gia như Hoa Kỳ, Ghana, Guinea, Kenya, Tanzania, Bangladesh, Thái Lan, Guatemala và Honduras. So với phương pháp phơi nắng thông thường, máy sấy này có thể sấy khô nông sản nhanh gấp đôi, đồng thời giảm thiểu nguy cơ mốc và hư hỏng do thời tiết xấu. Hơn nữa, nó giúp nông dân giữ được dinh dưỡng trong sản phẩm, từ đó nâng cao giá trị kinh tế khi đưa ra thị trường.

Tại Việt Nam, việc áp dụng công nghệ sấy nông sản hiệu quả và bền vững như máy sấy Chimney hoàn toàn khả thi. Là một trong những quốc gia sản xuất nông sản lớn, Việt Nam vẫn đối mặt với tình trạng tổn thất sau thu hoạch cao do thiếu các phương tiện bảo quản hiện đại. Nhất là ở các vùng núi và nông thôn, nơi điều kiện kinh tế khó khăn và điện không ổn định, máy sấy Chimney có thể giảm thiểu đáng kể lượng nông sản bị hư hỏng nhờ nguyên lý hoạt động dựa vào năng lượng mặt trời. Nhiều loại nông sản như mít, xoài, chuối và các sản phẩm khác có thể được sấy khô một cách hiệu quả, đảm bảo chất lượng cao hơn khi xuất khẩu hoặc tiêu thụ trên thị trường nội địa.

Với điều kiện thời tiết nhiệt đới và nắng nóng quanh năm, Việt Nam có lợi thế lớn trong việc ứng dụng công nghệ sấy năng lượng mặt trời. Bằng cách này, máy sấy năng lượng mặt trời Chimney không chỉ giúp nâng cao chất lượng nông sản mà còn góp phần cải thiện đời sống của người nông dân và phát triển nền nông nghiệp bền vững.

2. Sản xuất thực phẩm ‘từ không khí và năng lượng mặt trời’

Hầu hết thực phẩm mà con người tiêu thụ hiện nay đều bắt nguồn từ thực vật, sử dụng năng lượng mặt trời để thực hiện quá trình quang hợp. Quá trình này chuyển đổi carbon dioxide và nước thành các phân tử cần thiết cho sự phát triển của cây trồng. Solar Foods chọn một hướng đi khác: họ sử dụng điện tái tạo từ năng lượng mặt trời để tách nước thành hydrogen và oxy. Sau đó, hydrogen và oxy được cung cấp cho vi khuẩn trong một bình lên men, cùng với carbon dioxide được thu gom từ hệ thống thông gió của công ty.

Công nghệ của Solar Foods tạo ra Solein, một loại protein được sản xuất không cần đến nông nghiệp truyền thống. Solein có dạng bột màu vàng nhạt, được tạo thành từ các sinh vật đơn bào, tương tự như men dùng trong làm bánh hoặc bia. Điểm đặc biệt của sản phẩm này là nó không yêu cầu đất canh tác hay nguồn nước lớn, giúp giải quyết các vấn đề khó khăn về tài nguyên trong nông nghiệp truyền thống.

Công ty hy vọng rằng Solein sẽ được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm thay thế thịt, pho mát, sữa lắc, cũng như là nguyên liệu thay thế trứng trong các sản phẩm như mì ống và sốt mayonnaise. Đặc biệt, trong một thử nghiệm gần đây, món ravioli được chế biến bằng trứng thay thế và một phiên bản đặc biệt của phô mai kem từ Solein đã được giới thiệu.

Theo Pasi Vainikka, CEO của Solar Foods, việc ứng dụng nông nghiệp tế bào như trong sản xuất Solein có thể giúp giải quyết những vấn đề lớn trong nông nghiệp truyền thống, chẳng hạn như sự phụ thuộc vào đất canh tác. Solein giàu dinh dưỡng và hoàn toàn có thể thay thế thịt, mang đến một giải pháp bền vững hơn cho việc cung cấp thực phẩm. Một nghiên cứu năm 2021 chỉ ra rằng, lượng khí nhà kính phát thải khi sản xuất Solein thấp hơn 130 lần so với việc sản xuất cùng lượng protein từ thịt bò ở Liên minh châu  u

Để mở rộng quy mô và khai thác tiềm năng này, Solar Foods đang lên kế hoạch mở rộng sản xuất lên gấp 100 lần quy mô hiện tại. Điều này hứa hẹn sẽ giúp công nghệ của họ tiếp cận nhiều thị trường hơn, đặc biệt là trong bối cảnh nhu cầu về thực phẩm bền vững ngày càng tăng cao.

Trong bối cảnh Việt Nam, khi mà vấn đề tài nguyên đất và nước ngày càng trở nên khan hiếm, việc áp dụng những công nghệ sản xuất thực phẩm bền vững như Solein có thể là giải pháp hữu ích cho tương lai nông nghiệp.

3. Nông trại vận hành bằng ánh nắng và nước biển

Thay cho đất, thuốc trừ sâu, nhiên liệu hóa thạch và nước ngầm, Sundrop Farms chỉ sử dụng năng lượng Mặt trời và nước biển đã khử muối để vận hành nông trại cà chua rộng 20 héc-ta. Cơ sở nông nghiệp kỹ thuật cao ở Nam Úc không phải tạo ra công nghệ mới mà là kết hợp những công nghệ hiện hành theo cách mới.

Tundrop Farms kết hợp năng lượng Mặt trời và nước biển để sản xuất thực phẩm ngay giữa một sa mạc và hoàn toàn không sử dụng các nguồn tài nguyên không thể tái tạo. Mỗi ngày, nước biển được bơm lên từ Vịnh Spencer, cách trang trại cà chua khoảng 2 km, sau đó dẫn qua một hệ thống khử muối để sản xuất 1 triệu lít nước sạch mỗi ngày, dùng tưới cho 180.000 cây cà chua trong nhà kính. Hệ thống khử muối được vận hành bằng NLMT, trong đó, 23.000 tấm kính tập trung ánh nắng vào một tháp thu cao 115 mét để tạo ra 39 megawatt (MW) điện mỗi ngày. Lượng điện khổng lồ này "đủ cung năng lượng cho nhà máy khử muối cũng như nhu cầu điện năng của nhà kính".

Những thùng các-tông ngậm nước sẽ giữ cho cây trồng đủ mát để sinh trưởng tốt trong những tháng oi nóng, còn hệ thống giữ ấm bằng NLMT sẽ giúp nhà kính ổn nhiệt vào những tháng mùa đông. Trong khi đó, nước biển giúp khử trùng không khí và cây được trồng trong vỏ dừa cho phép chúng phát triển tốt mà không cần đến thuốc trừ sâu. Thuốc diệt cỏ cũng không cần thiết vì các nhân viên sẽ nhổ cỏ bằng tay. 

Nông trại mới sẽ sản xuất hơn 446 triệu lít nước ngọt mỗi năm, tương đương với kích thước của 180 hồ bơi Olympic, và thay thế nhu cầu sử dụng hơn 2 triệu lít dầu diesel/năm. Sundrop Farms dự kiến ​​sẽ sản xuất 17.000 tấn cà chua mỗi năm, khoảng 13% thị phần của Úc, và sẽ được bán với mức giá cố định trong 10 năm độc quyền tại Siêu thị Coles. "Bởi vì chúng tôi làm mọi thứ trong môi trường có kiểm soát và biết rõ chi phí đầu vào, chúng tôi có thể cung cấp sản phẩm liên tục và chất lượng cao với mức giá tối ưu quanh năm" Philipp Saumweber, Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành Sundrop Farms, lý giải.

Giám đốc kỹ thuật Reinier Wolterbeek cho biết Sundrop Farms ra đời nhằm mục tiêu giải quyết tình trạng thiếu lương thực, thiếu nước, thiếu năng lượng khi dân số ngày một gia tăng. Theo nhà phân tích chi phí sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên không bền vững Trucost có trụ sở tại Anh, tập quán canh tác hiện nay khiến thế giới tiêu tốn khoảng 3.000 tỷ USD mỗi năm. Mặt khác, biến đổi khí hậu sẽ tiếp tục phương hại các nguồn tài nguyên mà chúng ta sử dụng cho nông nghiệp, trong khi sự gia tăng dân số dự kiến ​​đến năm 2050 sẽ làm tăng 50% nhu cầu thực phẩm toàn cầu. Những dự báo này cho thấy tập quán canh tác bền vững và sáng tạo như đang áp dụng tại Sundrop Farms hứa hẹn sẽ mang lại giải pháp chống đói tối ưu trong tương lai.

Sundrop Farms mang đến nhiều ưu điểm nổi bật trong lĩnh vực nông nghiệp bền vững. Thay vì sử dụng nước ngọt, nông trại này tận dụng nước biển và quá trình khử muối để tạo ra nguồn nước sạch không cần qua xử lý hóa chất. Điều này giúp tiết kiệm, phá vỡ sự phụ thuộc vào tài nguyên nước ngọt vốn khan hiếm. Thứ hai, Sundrop Farms khai thác tối đa năng lượng mặt trời. Nhờ vào hệ thống năng lượng tái tạo này, họ có thể vận hành nhà kính, điều hòa nhiệt độ mà không phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, từ đó giảm lượng khí thải CO2 gây hại cho môi trường. Cuối cùng, nhờ việc tái sử dụng nguồn nước và năng lượng mặt trời nhiều lần, Sundrop Farms giữ giá thành sản phẩm ở mức thấp, mang lại lợi ích trực tiếp cho người tiêu dùng. Điều này giúp giảm chi phí điện nước sản xuất, tạo ra sản phẩm với giá cả phải chăng.

Việt Nam có tiềm năng lớn để áp dụng mô hình nông nghiệp bền vững như Sundrop Farms. Với đường bờ biển dài, Việt Nam hoàn toàn có thể tận dụng nguồn nước biển dồi dào kết hợp với công nghệ khử muối để sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là tại các vùng khô cằn và hải đảo, nơi nguồn nước ngọt khan hiếm. Thêm vào đó, năng lượng mặt trời là nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú ở Việt Nam, nhất là ở các tỉnh miền Trung và miền Nam, nơi có số giờ nắng cao quanh năm. Ứng dụng năng lượng mặt trời vào vận hành nông trại không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm phát thải khí CO2. Điều này phù hợp với xu hướng phát triển nông nghiệp sạch, bền vững và hướng tới xuất khẩu, mà Việt Nam đang theo đuổi.

4. Thiết bị lọc nước ngọt nhờ năng lượng mặt trời

Desolenator đã phát triển thành công một công nghệ khử muối và lọc nước dựa trên 100% năng lượng mặt trời, một bước đột phá trong việc giải quyết vấn đề khan hiếm nước sạch. Hệ thống của Desolenator kết hợp cả quá trình chưng cất và lọc nhiệt để tạo ra nước uống từ nước biển, nước lợ, hoặc nước ô nhiễm với giá thành rẻ.

Thiết bị tạo nước ngọt bao gồm một mặt phẳng nghiêng bao phủ bởi các tế bào quang năng, phần dưới là các bánh xe địa hình giúp cơ động nhiều hơn. Được biết, thiết bị này hiệu quả hơn hẳn cách khử muối truyền thống dựa trên thẩm thấu ngược qua màng lọc. Hơn nữa, nó còn tự cung cấp năng lượng để hoạt động.

Mỗi thiết bị lọc có thể tạo được 15 lít nước/ngày. Công nghệ này không phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, làm giảm đáng kể lượng khí CO2 thải ra so với các phương pháp khử muối thông thường như Reverse Osmosis (RO). Anh Janssen cũng cho biết, công nghệ mới này có khả năng tự cung cấp nước cho 1 tỷ người ở những vùng nước sạch khan hiếm 

Anh William Janssen, người sáng lập công ty Desolenator, cho biết: “Chúng tôi dự đoán rằng sản phẩm công nghệ mới này thích hợp với bất kỳ quốc gia trên thế giới đang khan hiếm nguồn nước sạch như Somali, Peru, Chile, Philppines hay nhiều quốc gia ở Trung Đông”.

Việt Nam, với đường bờ biển dài và nhiều khu vực gặp phải vấn đề về nhiễm mặn và thiếu nước sạch, đặc biệt tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, có thể hưởng lợi lớn từ công nghệ này. Desolenator có thể cung cấp nước sạch cho các vùng ven biển và nông thôn mà không phụ thuộc vào hệ thống nước máy hay điện lưới, giúp giảm thiểu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn đến sinh hoạt của người dân.

Trúc Uyên