📖 MỤC LỤC BÀI VIẾT 📖
Phế phẩm nông nghiệp có thể là đề tài đau đầu, hoặc là nguồn tài sản giá trị. Giữa thách thức, những giải pháp mới đang dần hình thành, giúp giảm 80-99% lượng nước và khí thải CO₂, đồng thời hoàn toàn phân hủy sinh học.
Tiêu biểu là 4 startup sáng tạo trong “Innovation of the week” tuần này.
1. Fibe: Sợi vải từ phụ phẩm lá và thân khoai tây
Ngành dệt may là một trong những ngành công nghiệp gây ô nhiễm nghiêm trọng nhất trên thế giới. Để sản xuất một chiếc áo cotton, đã cần tới 2.700 lít nước, khiến ngành này trở thành một trong những ngành tiêu thụ nước lớn nhất toàn cầu.
Quá trình nhuộm và hoàn thiện sản phẩm góp phần gây ra đến 20% lượng ô nhiễm nguồn nước sạch, trong khi các loại sợi tổng hợp như polyester thải ra hàng trăm nghìn sợi vi nhựa mỗi lần giặt, từ đó len lỏi vào đại dương và chuỗi thức ăn.
Về khí thải, ngành dệt may chiếm khoảng 8-10% tổng lượng khí nhà kính toàn cầu, vượt cả ngành hàng không và vận tải biển cộng lại. Thời trang nhanh càng làm vấn đề thêm nghiêm trọng khi lượng quần áo sản xuất tăng mạnh nhưng chỉ khoảng 1% được tái chế. Phần lớn bị chôn lấp hoặc đốt bỏ, gây ô nhiễm lâu dài và phát thải khí độc hại.
Fibe là một startup đến từ London với sứ mệnh đầy tham vọng: phát triển loại sợi dệt bền vững đầu tiên trên thế giới được sản xuất chất thải sau khi thu hoạch củ khoai tây.
Fibe tận dụng phần thân và lá khoai tây, một trong những nguồn chất thải nông nghiệp lớn chưa được khai thác trên thế giới, để tạo ra loại sợi sinh học thay thế cho sợi bông và sợi tổng hợp. Nhờ công nghệ độc quyền, startup này đã phát triển loại sợi có độ bền cao, khả năng phân hủy sinh học và dấu chân carbon thấp hơn đáng kể so với các vật liệu truyền thống.
Sợi Fibe mang lại nhiều lợi ích nổi bật: tiêu thụ ít hơn 99,7% lượng nước và giảm 82% lượng khí thải carbon so với sợi bông thông thường, đồng thời không cần sử dụng thêm đất canh tác. Về mặt kinh tế, Fibe giúp người nông dân tăng thêm thu nhập từ chất thải nông nghiệp, đồng thời sợi có giá thấp hơn 83% so với sợi gai dầu, một trong những loại sợi sinh thái hàng đầu hiện nay. Với tiềm năng thay thế tới 70% nhu cầu sợi tự nhiên toàn cầu, Fibe đang dần khẳng định vị thế là giải pháp đột phá cho ngành dệt may bền vững. Năm 2024, Fibe đã đoạt giải thưởng Fashion District - Manufacturing Futures.
Ngành dệt may là một trong những trụ cột quan trọng của kinh tế Việt Nam, đóng góp lớn vào kim ngạch xuất khẩu và tạo việc làm cho hơn ba triệu lao động. Trong nông nghiệp, khoai tây là cây trồng có tiềm năng nhưng chưa được khai thác tối ưu, với sản lượng trong nước chỉ đáp ứng khoảng 35-40% nhu cầu chế biến.
Bên cạnh đó, mỗi năm Việt Nam phát sinh gần 100 triệu tấn chất thải và phụ phẩm nông nghiệp, phần lớn vẫn được xử lý theo cách truyền thống như đốt hoặc cày vùi, gây lãng phí tài nguyên và ô nhiễm môi trường. Trước những thách thức này, Chính phủ đã ban hành Chương trình quốc gia về sản xuất và tiêu dùng bền vững, hướng đến phát triển các khu công nghiệp sinh thái, thúc đẩy nhập khẩu công nghệ sạch và mở rộng hợp tác công - tư.
Việt Nam hoàn toàn có thể học hỏi mô hình từ Fibe để xây dựng những giải pháp phù hợp với điều kiện trong nước. Một hướng đi khả thi là chuyển giao công nghệ hoặc hợp tác đồng phát triển với các viện nghiên cứu trong nước, tận dụng phụ phẩm từ khoai tây hoặc các loại cây trồng khác như ngô, lúa, sắn. Việc phát triển các sản phẩm sợi sinh học nội địa không chỉ giúp giảm phụ thuộc vào nguyên liệu nhập khẩu mà còn gia tăng giá trị cho ngành nông nghiệp, mở ra cơ hội hợp tác giữa startup, ngành dệt may, nông nghiệp và các cơ quan nhà nước trong mục tiêu chung: xây dựng nền kinh tế tuần hoàn và phát triển bền vững.
2. Vải da từ nước dừa, bền 4–8 năm
Ấn Độ là một trong những quốc gia sản xuất dừa hàng đầu thế giới, trong đó bang Kerala được xem là trung tâm sản xuất và chế biến dừa quan trọng nhất. Ngành công nghiệp dừa không chỉ đóng vai trò thiết yếu trong đời sống văn hóa - xã hội mà còn tạo ra nguồn thu nhập đáng kể và nhiều việc làm cho khu vực nông thôn. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích kinh tế, quá trình chế biến dừa cũng phát sinh lượng chất thải lớn, đặc biệt là nước dừa thải từ sản xuất cơm dừa khô và các sản phẩm phụ khác.
Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phúc lợi Nông dân Ấn Độ, chỉ khoảng 39% sản lượng dừa được dùng để làm cơm dừa và 14% cho các sản phẩm giá trị gia tăng; phần còn lại chủ yếu không được khai thác hiệu quả, đã dẫn đến việc phát sinh khoảng 3.200 triệu lít nước dừa thải mỗi năm chỉ riêng trong ngành sản xuất cơm dừa.
Nước dừa thải này có hàm lượng nhu cầu oxy hóa học (COD) rất cao, từ 45.000-50.000 mg/l, gây ô nhiễm nghiêm trọng cho nguồn nước, làm chua và thoái hóa đất, ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái địa phương. Trong khi các phương pháp xử lý hiện tại còn tốn kém và chưa thực sự hiệu quả, nhiều cơ sở chế biến nhỏ lẻ buộc phải xả thải trực tiếp ra môi trường, khiến vấn đề ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng hơn.
Trước thực trạng này, Malai một startup có trụ sở tại Kochi, Kerala tại Ấn, đã ra đời với sứ mệnh chuyển hóa nước dừa thải thành vật liệu sinh học bền vững có tính năng tương tự da, thông qua công nghệ lên men vi khuẩn.
Vật liệu Malai hoàn toàn thuần chay, không độc hại, không gây dị ứng và đã được tổ chức bảo vệ quyền động vật PETA chứng nhận. Đặc biệt, sản phẩm có khả năng phân hủy sinh học và có thể ủ tại nhà trong vòng 90-150 ngày. Với đặc tính nhẹ, thoáng khí và bền chắc hơn nhiều loại vật liệu tổng hợp, Malai đang được xem như một giải pháp thay thế đáng cân nhắc cho da động vật hoặc da nhân tạo trong ngành thời trang và thiết kế bền vững.
Quy trình sản xuất Malai là một ví dụ điển hình về kinh tế tuần hoàn và sinh thái công nghiệp.
Bước 1: Nước dừa thải được thu gom từ các nông trại và cơ sở chế biến dừa tại bang Kerala.
Bước 2: Nguồn nước này sau đó được tiệt trùng để loại bỏ vi khuẩn gây hại, chuẩn bị cho quá trình lên men.
Bước 3: Nước dừa đã xử lý được đưa vào quá trình lên men vi khuẩn tự nhiên trong khoảng 12-14 ngày. Trong thời gian này, vi khuẩn tạo ra một lớp cellulose dạng thạch trên bề mặt.
Bước 4: Lớp cellulose thu được sẽ được tinh chế và gia cố bằng các loại sợi tự nhiên như sợi gai dầu, thân chuối hoặc cây sisal, kết hợp với gôm và nhựa sinh học nhằm tăng độ bền, tính dẻo dai và khả năng linh hoạt của vật liệu.
Bước 5: Hỗn hợp vật liệu sau đó được tạo hình thành các tấm hoặc đúc thành các sản phẩm 3D bằng kỹ thuật độc quyền của Malai.
Bước 6: Cuối cùng, sản phẩm được nhuộm bằng thuốc nhuộm thực vật như chàm, củ nâu hoặc hoa cúc vạn thọ theo phương pháp nhuộm lạnh. Cách làm này giúp tiết kiệm năng lượng và hạn chế tối đa việc sử dụng hóa chất độc hại.
Nhờ quy trình này, mỗi ngày một cơ sở chế biến nhỏ có thể tạo ra khoảng 25kg cellulose, đủ để sản xuất 320m² Malai.
Hiện nay, Malai đã được ứng dụng trong nhiều sản phẩm phụ kiện thời trang như ví, túi xách (tote, đeo chéo, đeo hông), ba lô nhỏ và giày dép nhẹ. Ngoài ra, vật liệu này cũng đang được nghiên cứu để ứng dụng vào lĩnh vực nội thất, thiết kế công nghiệp và cả ngành ô tô. Tuy nhiên, Malai vẫn cần được cải tiến thêm để đáp ứng yêu cầu về độ đàn hồi cao của một số sản phẩm đặc thù, như giày thể thao chuyên dụng.
Về độ bền, các sản phẩm làm từ Malai có thể sử dụng từ 4 đến 8 năm nếu được bảo quản đúng cách: tránh ánh nắng trực tiếp, không ngâm nước lâu, lau khô bằng khăn ẩm, và định kỳ bôi sáp ong hoặc dầu dừa để giữ độ mềm mại.
Việt Nam cũng là một trong mười quốc gia sản xuất dừa hàng đầu thế giới, với ngành chế biến dừa đang phát triển mạnh cả về quy mô và giá trị xuất khẩu. Tuy nhiên, cùng với sự tăng trưởng đó là lượng chất thải đáng kể, bao gồm vỏ, xơ và đặc biệt là nước dừa, một phụ phẩm hiện vẫn chưa được khai thác hiệu quả. Trong khi xơ dừa và mụn dừa đã được tận dụng vào sản xuất than hoạt tính, đất trồng hoặc vật liệu xây dựng, thì nước dừa thải vẫn thường bị xả trực tiếp ra môi trường, gây nguy cơ ô nhiễm đất và nguồn nước.
Thực trạng này đặt ra một câu hỏi lớn: Liệu Việt Nam có thể biến phần chất thải bị lãng quên này thành một nguồn giá trị mới?
Từ hành trình của Malai, các nhà lãnh đạo và hoạch định chính sách tại Việt Nam có thể rút ra nhiều bài học quan trọng: cần đầu tư vào nghiên cứu ứng dụng các loại chất thải nông nghiệp; khuyến khích sự hợp tác giữa nông dân, kỹ sư và nhà thiết kế để hình thành chuỗi giá trị mới; đồng thời xây dựng các chính sách hỗ trợ về tài chính, kỹ thuật cho các mô hình khởi nghiệp xanh.
3. Ecovative: Bao bì xanh từ nấm Mycelium
Bao bì polystyrene, hay còn gọi là Styrofoam, là vật liệu đóng gói phổ biến nhờ trọng lượng nhẹ, khả năng cách nhiệt tốt và giá thành rẻ. Tuy nhiên, chính những đặc tính này lại gây ra nhiều hệ lụy nghiêm trọng về môi trường và sức khỏe. Polystyrene không thể phân hủy sinh học, có thể tồn tại trong môi trường hàng trăm đến hàng nghìn năm, dễ vỡ thành những mảnh vi nhựa nhỏ làm ô nhiễm đất, nước và đại dương. Đặc biệt, các mảnh nhựa này ảnh hưởng trực tiếp đến sinh vật biển khi bị nuốt phải, dẫn đến tổn thương và tử vong.
Bên cạnh đó, việc tái chế polystyrene cũng gặp nhiều khó khăn do chi phí cao và công nghệ chưa phát triển đủ, dẫn đến tỷ lệ tái chế toàn cầu rất thấp, khoảng 1% đến 12%. Hóa chất styrene trong polystyrene còn có nguy cơ ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, đặc biệt khi tiếp xúc qua thực phẩm. Trong bối cảnh ô nhiễm nhựa ngày càng nghiêm trọng và nhu cầu về giải pháp bao bì thân thiện môi trường ngày càng cấp thiết, các công nghệ thay thế bền vững trở thành hướng đi quan trọng.
Xuất phát từ thực trạng đó, Ecovative Design LLC đã ra đời, có trụ sở tại Green Island, bang New York, Hoa Kỳ bởi hai nhà sáng lập Eben Bayer và Gavin McIntyre. Ecovative ứng dụng công nghệ dựa trên nấm mycelium - hệ thống rễ của nấm, để tạo ra các sản phẩm bao bì sinh học, có thể phân hủy hoàn toàn trong môi trường tự nhiên. Các vật liệu của Ecovative không chỉ giữ được các ưu điểm như nhẹ, chịu va đập tốt mà còn giúp giảm thiểu đáng kể lượng rác thải nhựa độc hại.
Quy trình sản xuất bao bì mycelium của Ecovative kết hợp giữa nông nghiệp và công nghệ sinh học. Đầu tiên, các phụ phẩm nông nghiệp được thu gom, làm sạch và tiệt trùng để loại bỏ vi sinh vật có hại. Sau đó, chúng được trộn với mycelium từ những chủng nấm đặc biệt, được lựa chọn kỹ nhằm tạo ra các đặc tính phù hợp cho bao bì. Hỗn hợp này được đưa vào khuôn với hình dạng tùy chỉnh. Trong môi trường được kiểm soát nghiêm ngặt về nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng, mycelium phát triển và liên kết các hạt phụ phẩm thành khối rắn chắc trong khoảng 3-5 ngày. Khi đạt hình dạng hoàn chỉnh, sản phẩm sẽ được sấy khô và xử lý nhiệt để ngăn chặn sự phát triển tiếp tục của nấm, đồng thời tăng độ cứng và độ bền. Cuối cùng, bao bì được kiểm tra chất lượng và đóng gói để đưa ra thị trường.
Ecovative hiện đã hợp tác với nhiều tập đoàn lớn như Dell, Steelcase, IKEA, cũng như các tổ chức nghiên cứu uy tín như DARPA và EPA.
Tại Việt Nam, bao bì polystyrene là một trong những nguồn rác thải nhựa chính gây ô nhiễm môi trường. Dù đã có những chính sách cấm và đánh thuế, thực trạng tái chế và quản lý rác thải vẫn chưa hiệu quả, nhất là trong bối cảnh thương mại điện tử đang phát triển mạnh.
Từ mô hình của Ecovative, Việt Nam có thể tận dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệp phong phú để sản xuất bao bì phân hủy sinh học, vừa góp phần giảm ô nhiễm, vừa tạo ra sản phẩm thân thiện với môi trường. Các doanh nghiệp trong nước nên cân nhắc hợp tác hoặc mua quyền sử dụng công nghệ từ Ecovative để sớm đưa sản phẩm ra thị trường, đồng thời tận dụng nguyên liệu nội địa để tiết kiệm chi phí sản xuất.
Về phía chính phủ, cần có chính sách hỗ trợ rõ ràng hơn như ưu đãi thuế, tiếp cận vốn vay cho doanh nghiệp sản xuất bao bì sinh học, đồng thời mở rộng lệnh cấm đối với bao bì nhựa truyền thống. Ngoài ra, cần triển khai các chiến dịch truyền thông nhằm nâng cao nhận thức cộng đồng về lợi ích của bao bì phân hủy sinh học, tạo nên nhu cầu thị trường rõ rệt. Đầu tư vào nghiên cứu phát triển công nghệ phù hợp với điều kiện Việt Nam cũng là bước đi cần thiết để tăng năng lực cạnh tranh trong nước và hạn chế sự phụ thuộc vào nhập khẩu.
4. Vải da bền vững từ lá dứa, vỏ trái cây
Ngành công nghiệp thời trang, đặc biệt là sản xuất da, đang đối mặt với áp lực ngày càng lớn về tính bền vững. Việc chăn nuôi gia súc để lấy da tiêu tốn nhiều tài nguyên như đất đai, nước và năng lượng, đồng thời góp phần đáng kể vào nạn phá rừng tại các khu vực trọng yếu như Amazon.
Không chỉ dừng lại ở vấn đề môi trường, ngành chăn nuôi còn là một trong những nguồn phát thải khí nhà kính lớn nhất, được xem là nguyên nhân chính góp phần gây ra biến đổi khí hậu. Cùng với đó, yếu tố đạo đức cũng ngày càng được người tiêu dùng quan tâm: từ phúc lợi động vật đến xu hướng tìm kiếm các sản phẩm không sử dụng nguyên liệu có nguồn gốc động vật.
Ở một diễn biến khác, thế giới đang đối mặt với một cuộc khủng hoảng không kém phần nghiêm trọng - lãng phí thực phẩm. Theo báo cáo của Liên Hợp Quốc, mỗi ngày có hơn một tỷ bữa ăn bị lãng phí trên toàn cầu. Lượng thực phẩm bị bỏ đi không chỉ là sự thất thoát tài nguyên mà còn là nguồn phát thải khí nhà kính khổng lồ, chiếm tới 8-10% tổng lượng phát thải toàn cầu - cao hơn cả ngành hàng không.
Trong bối cảnh đó, mô hình kinh tế tuần hoàn nổi lên như một giải pháp cấp thiết: giúp giảm khai thác tài nguyên thô, kéo dài vòng đời sản phẩm và tạo ra giá trị mới từ những thứ từng bị xem là “rác”.
PEEL Lab Inc, một startup GreenTech ra đời tại Osaka, Nhật Bản, đã nắm bắt cơ hội này bằng cách biến chất thải nông nghiệp thành nguyên liệu thay thế da trong ngành thời trang và các lĩnh vực liên quan. Điểm nổi bật của PEEL Lab là tận dụng các phụ phẩm như vỏ trái cây từ nhà máy ép nước và lá dứa, những nguyên liệu tưởng chừng vô giá trị, để sản xuất vật liệu da thân thiện với môi trường và không gây hại cho động vật.
PEEL Lab hoạt động theo mô hình B2B, chuyên thiết kế và cung cấp vật liệu tùy chỉnh cho các doanh nghiệp trong nhiều lĩnh vực: thời trang, nội thất, ô tô và sản phẩm cho thú cưng.
Quy trình sản xuất của PEEL Lab được thiết kế khép kín, thân thiện với môi trường và bao gồm bốn bước chính:
Bước 1: Thu thập nguyên liệu: PEEL Lab hợp tác với các nhà máy và trang trại để thu gom vỏ trái cây, lá dứa sau thu hoạch - giúp nông dân giảm chi phí xử lý chất thải và tăng thu nhập.
Bước 2: Xử lý và tách xơ: Nguyên liệu được làm sạch và xử lý bằng công nghệ độc quyền nhằm tách lấy phần xơ. Lá dứa được đặt trong buồng kín để loại bỏ pectin, hợp chất kết dính tự nhiên, cho ra sợi mềm, thoáng khí.
Bước 3: Ép và tạo hình: Sợi xơ sau xử lý được trộn với nhựa gốc nước rồi ép thành các tấm vật liệu, tương tự quá trình làm giấy. Độ dày, độ mềm hay bề mặt có thể điều chỉnh theo yêu cầu của khách hàng.
Bước 4: Hoàn thiện sản phẩm: Các tấm vật liệu được phủ lớp nhựa sinh học phân hủy sinh học để tăng độ bền, khả năng chống nước và chống trầy xước. Các bước tạo vân, nhuộm màu cũng được thực hiện để đạt vẻ ngoài như da thật.
Các sản phẩm của PEEL Lab được thiết kế để dễ dàng tái chế, phân hủy hoặc tái sử dụng khi hết vòng đời, phù hợp với mục tiêu phát triển bền vững.
Tại Việt Nam, nông nghiệp là thế mạnh nhưng chất thải nông nghiệp và thực phẩm vẫn là bài toán lớn chưa được giải quyết triệt để. Mỗi năm, nước ta lãng phí khoảng 8,8 triệu tấn thực phẩm, trong đó trái cây và rau quả chiếm đến 7,3 triệu tấn. Các phụ phẩm như vỏ trái cây, trấu, rơm rạ… hiện vẫn chưa được tận dụng hiệu quả. Đây chính là nguồn tài nguyên lớn cho các giải pháp vật liệu bền vững nếu được khai thác đúng cách.
Trong khi đó, ngành da giày Việt Nam - đứng thứ hai thế giới về xuất khẩu - cũng đang chịu áp lực phải chuyển đổi sang sản xuất xanh, tuân thủ tiêu chuẩn quốc tế. Tuy nhiên, ngành vẫn phụ thuộc nhiều vào nguyên liệu nhập khẩu và sử dụng các quy trình truyền thống gây ô nhiễm. Dù Chính phủ đã ban hành nhiều chính sách thúc đẩy sản xuất bền vững, vẫn cần thêm những giải pháp cụ thể, khả thi và mang tính hệ sinh thái.
Mô hình tái chế chất thải nông nghiệp thành vật liệu da thực vật của PEEL Lab chính là một bài học quý. Việt Nam hoàn toàn có thể học hỏi: tận dụng phụ phẩm nông nghiệp để tạo ra vật liệu có giá trị cao, vừa giảm thiểu rác thải, vừa tăng thu nhập cho nông dân. Ngành da giày cần sớm chuyển mình theo hướng xanh hóa, ứng dụng công nghệ mới và nguyên liệu thân thiện, để nâng cao năng lực cạnh tranh quốc tế.
Để làm được điều đó, cần sự phối hợp giữa Nhà nước, viện nghiên cứu, các startup và doanh nghiệp sản xuất. Mô hình B2B mà PEEL Lab đang áp dụng, cung cấp nguyên liệu bền vững cho các nhà sản xuất hiện hữu, rất phù hợp với bối cảnh Việt Nam. Đồng thời, Chính phủ nên khuyến khích nghiên cứu các loại phụ phẩm nội địa như vỏ trấu, bã mía, vỏ trái cây… để phát triển công nghệ nội địa, xây dựng ngành vật liệu mới và chuỗi cung ứng xanh một cách lâu dài và bền vững.
--------
