Hành trình cacbon và câu chuyện giảm phát thải

Thế giới đã đi rất xa trong việc chế tạo ra những vật liệu, công nghệ hiện đại giúp giảm phát thải, nhưng Việt Nam vẫn kiên định mục tiêu bằng cách của riêng mình.

2023 đánh dấu cột mốc quan trọng khi Việt Nam lần đầu tiên chuyển nhượng thành công lượng giảm phát thải 10,3 triệu tấn cacbon, với đơn giá 5 USD/tấn và thu về 51,5 triệu USD, tương đương 1.200 tỷ đồng. Đến nay, số tiền này đã được giải ngân lần 1 cho người dân tại khu vực Bắc Trung bộ, đồng thời mở ra một thị trường mới mang tên tín chỉ cacbon, đầy hứa hẹn và bền vững.

Tín chỉ cacbon là gì? Việt Nam liệu có thể coi đây là một loại hàng hóa xuất khẩu như nông sản hay không? PGS.TS Mai Văn Trịnh, Viện trưởng Viện Môi trường nông nghiệp - người có nhiều năm nghiên cứu và công bố các công trình khoa học liên quan tới khả năng hấp thụ, phát thải cacbon - sẽ chia sẻ những thông tin khái quát về nội dung này.

Cacbon không tự dưng sinh ra và mất đi

Trước khi tìm hiểu về tín chỉ cacbon, khả năng hấp thụ, phát thải cacbon… cần hiểu thế nào là chu trình cacbon. Đó là một chu trình sinh địa hóa học, trong đó cacbon được trao đổi giữa sinh quyển, thổ nhưỡng quyển, địa quyển và khí quyển của Trái đất. Đây là một trong những chu trình quan trọng nhất của Trái Đất, giúp hình thành và duy trì sự sống, đồng thời cho phép cacbon được tái chế và tái sử dụng trong khắp sinh quyển và bởi tất cả các sinh vật.

Hiện nay, chu trình cacbon được xem như là bao gồm một số nguồn chứa chính, được liên kết với nhau bởi các con đường trao đổi: Khí quyển; Sinh quyển đất liền, bao gồm các hệ sinh thái nước ngọt và vật chất hữu cơ phi sinh vật như cacbon trong đất; Các đại dương, bao gồm cacbon vô cơ hòa tan cùng các hệ sinh vật và phi sinh vật biển; Các trầm tích, bao gồm cả các nhiên liệu hóa thạch; Phần bên trong của Trái Đất, với cacbon từ lớp phủ và lớp vỏ Trái Đất được giải phóng vào khí quyển và thủy quyển thông qua hoạt động phun trào núi lửa và các hệ thống địa nhiệt.

Sự trao đổi cacbon giữa các nguồn chứa, xảy ra là do những phản ứng hóa học, vật lý, địa chất và sinh học khác nhau. Từ đó sinh ra khái niệm quỹ cacbon toàn cầu. Đó là sự cân bằng của việc trao đổi (thu nhận và giải phóng) của cacbon giữa nguồn chứa, hay giữa một vòng trao đổi cụ thể (chẳng hạn như giữa khí quyển với sinh quyển) trong chu trình cacbon. Việc thẩm tra quỹ cacbon của một vùng hay một nguồn chứa có thể cung cấp thông tin về việc vùng hay nguồn chứa này đang vận hành như là một nguồn giải phóng hay nguồn thu giữ cacbon.

Với từng nguồn chứa cụ thể, chẳng hạn khí quyển, cacbon tồn tại chủ yếu dưới dạng khí CO2. Dù chỉ chiếm một tỷ lệ phần trăm nhỏ trong khí quyển (khoảng 0,03% tính theo mol), CO2 có vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ sự sống. Một số loại khí khác chứa cacbon có trong khí quyển là methan (CH4) và các chlorofluorocacbon (CFC - có nguồn gốc hoàn toàn nhân tạo). Cây cối và các loại thực vật xanh khác như cỏ chuyển hóa CO2 thành các carbohydrate (một chất hữu cơ có chứa 3 nguyên tố là cacbon, oxy và hydro với tỷ lệ H:O = 2:1) thông qua quang hợp, giải phóng oxy. Qua đo đạc, người ta tính được rằng rừng lưu giữ khoảng 86% lượng cacbon trên mặt đất trong đất liền, và khoảng 73% lượng cacbon trong đất của hành tinh.

Cacbon được giải phóng vào khí quyển theo vài cách: Thông qua hô hấp của động, thực vật. Đây là một loại phản ứng tỏa nhiệt, bao gồm sự phân rã glucose (hay các phân tử hữu cơ khác) thành CO2 và nước; Thông qua phân hủy các chất có nguồn gốc từ động vật và thực vật bởi vi khuẩn; Thông qua quá trình cháy của vật chất hữu cơ, trong đó cacbon chứa trong vật chất bị oxy hóa, sinh ra CO2 và các chất khác. Việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch như than, các sản phẩm từ dầu mỏ và khí tự nhiên giải phóng cacbon đã lưu trữ trong địa quyển từ hàng triệu năm qua.

Trong sinh quyển, khoảng một nửa trọng lượng khô của phần lớn các sinh vật là cacbon. Nguyên tố này giữ vai trò quan trọng trong kết cấu, hóa sinh học và dinh dưỡng của mọi tế bào. Cụ thể, các sinh khối giữ khoảng 575 tỉ tấn cacbon, phần lớn trong số này dưới dạng gỗ. Đất giữ khoảng 1.500 tỉ tấn, chủ yếu dưới dạng cacbon hữu cơ, và khoảng một phần ba số này là dưới dạng cacbon vô cơ.

Ngày nay, chúng ta nhắc nhiều đến việc một nguồn, một khu vực là hấp thụ hoặc phát thải cacbon. Tuy nhiên, theo Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, cacbon trong Trái đất không tự nhiên sinh ra hay mất đi, mà chỉ truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác, chẳng hạn chuyển từ đất vào khí quyển, hay từ khí quyển tan vào đại dương. Hiểu như vậy, để chúng ta xác định rõ phương pháp hành động.

Ví dụ, khi nói trung hòa lượng cacbon, có nghĩa là lượng phát thải vào khí quyển cân bằng với lượng hấp thụ, chuyển hóa cacbon vào đất, thực vật. Để phát thải ròng bằng 0, như cam kết của Việt Nam đưa ra tại COP26, hoặc là chúng ta phải giảm lượng phát thải, hoặc phải tăng khả năng hấp thụ, lưu giữ cacbon trong các vật chất khác.

Một khái niệm nữa cần làm rõ, đó là khí phát thải, đó là 4 loại khí: CO2, CH4, N2O và CFC. Cả 4 loại khí này có tác dụng gần giống nhau, khi tồn tại trong khí quyển sẽ tạo thành một lớp màng chắn, bao bọc lấy Trái đất, đồng thời ngăn cản khả năng bức xạ nhiệt. Nói nôm na là cùng làm cho địa cầu ấm lên, hay “hiệu ứng nhà kính”. Trong 4 loại này, thì độ bền và khả năng làm ấm lên của CO2 là nhỏ nhất, trong khi CH4 gấp 28 lần, N2O gấp 265 lần, CFC thậm chí là hàng nghìn lần. Do đó, khí CO2 được lấy làm chuẩn về khí phát thải, giống như các đơn vị đo khác như met, lit, kilogram.

Những hành động vô tình làm tăng phát thải khí nhà kính

Để làm giảm tác động của hiệu ứng nhà kính, con người phải thực hiện một loạt hoạt động giảm nhẹ trong mọi ngành kinh tế, xã hội, như giảm sử dụng các nguồn nguyên liệu hóa thạch. Nghị định thư Kyoto được xây dựng năm 1997, liên quan đến Công ước khung Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu quốc tế, đặt ra mục tiêu cắt giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính và chính thức có hiệu lực vào ngày 16/2/2005. Những quốc gia tham gia ký kết phải chấp nhận việc cắt giảm khí CO2 (và các loại khí gây hiệu ứng nhà kính khác), hoặc tiến hành biện pháp thay thế như mua, bán phát thải.

Các quốc gia được chia làm hai nhóm: nhóm các nước phát triển - còn gọi là nhóm Phụ lục 1 (bắt buộc phải tuân theo các cam kết nhằm cắt giảm khí gây hiệu ứng nhà kính) và phải có bản đệ trình thường niên về các hành động cắt giảm khí thải. Nhóm còn lại là các nước đang phát triển - hay nhóm các nước nằm ngoài Phụ lục 1 (không chịu ràng buộc các nguyên tắc ứng xử như Phụ lục 1). Đến Hội nghị COP26 năm 2021, quốc tế đã yêu cầu các nước đang phát triển cũng phải tham gia đầy đủ.

Việt Nam nằm trong nhóm thứ hai và đã đưa ra nhiều cam kết mạnh mẽ, trong đó có việc phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Trong bối cảnh ấy, ngành nông nghiệp có trách nhiệm và nghĩa vụ rất quan trọng, bởi lượng phát thải CH4 chiếm khoảng 70-80% so với cả nước. CH4 này phát thải từ đâu? Thứ nhất là trồng trọt, chủ yếu là sản xuất lúa. Khi tháo ngập nước ruộng lúa, cacbon trong đất sẽ được vi khuẩn methanogen (một loại vi khuẩn cổ đại, kỵ khí, bám trong rễ lúa) phân giải sinh ra CH4. Thống kê cho thấy, sản xuất lúa chiếm khoảng 50% so với tổng phát thải CH4 của ngành nông nghiệp. 

Ngoài CH4, trồng trọt còn phát thải N2O, với hệ số phát thải so với lượng đạm bón khoảng hơn 1%, nghĩa là trung bình bón 100kg đạm sẽ phát thải hơn 1kg N2O. Với diện tích trồng trọt của Việt Nam, con số này hằng năm tương đối lớn. Trong đợt kiểm kê khí nhà kính năm 2014, tổng lượng phát thải của ngành nông nghiệp là 89 triệu tấn CO2 (tính cả quy đổi tương đương), thì sản xuất lúa là 44 triệu tấn, còn phát thải từ phân bón là 23 triệu tấn.

Nhiều hoạt động khác cũng gây phát thải lượng lớn khí nhà kính. Chẳng hạn, vùi tươi rơm rạ sau thu hoạch xuống ruộng và tháo ngập nước thì lượng phát thải tại đó tăng khoảng 2,78 lần so với không vùi. Đốt phụ phẩm nông nghiệp, bón đạm xong rút nước sớm… cũng làm tăng lượng phát thải lên nhiều lần.

Một nguồn phát thải nữa của nông nghiệp là trong lĩnh vực chăn nuôi, đặc biệt là ở nhóm động vật tiêu hóa bằng dạ cỏ. Khi gia súc nhai lại, vi khuẩn methanogen trong dạ cỏ bẻ gãy các cấu trúc của cỏ và phát thải CH4 thông qua việc ợ ra đằng miệng. Con số phát thải từ chăn nuôi của Việt Nam hằng năm không hề nhỏ, khoảng 10 triệu tấn. Ngoài ra, nếu để phân gia súc tự phân hủy một cách tự do cũng sinh ra một lượng lớn khí nhà kính, tương đương 8-9 triệu tấn CO2.

Trong lâm nghiệp, hành vi đốt rừng, phá rừng khiến thảm thực vật dưới đất bị phong hóa, gây nên xói mòn, rửa trôi, khiến đất mất độ phì, cacbon và dinh dưỡng. Riêng lĩnh vực nuôi trồng thủy sản, do Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) chưa đưa ra những công bố chính thức nào nên tạm thời chưa tính đến nguồn phát thải này.

Biến đổi khí hậu xảy ra ngày một phức tạp càng làm phá vỡ mối cân bằng cacbon giữa mặt đất và khí quyển. Nếu cacbon được lưu giữ trong đất nhiều, ví dụ nhiên liệu hóa thạch không bị khai thác, sử dụng, thì khí quyền sẽ có ít cacbon hơn, đồng nghĩa với không khí trong lành. Ngược lại, môi trường sẽ ô nhiễm.

Trên cơ sở đó, muốn giảm phát thải, người ta luôn làm song hành hai việc: giảm trực tiếp nguồn phát thải và cố định, hấp thụ cacbon nhiều hơn. Cây xanh bình thường hấp thụ CO2 trong không khí và quang hợp từ ánh sáng mặt trời để tổng hợp carbohydrate. Có nghĩa, nếu trồng nhiều cây xanh, lượng CO2 trong khí quyển sẽ được cố định trong cây. Nếu cái cây ấy được chế biến thành bàn ghế, sử dụng 15-20 năm, thì chúng ta đã cố định cacbon lại, không cho nó phát thải trở lại. Nhưng nếu chúng ta trồng các loại cây nông nghiệp, cây keo hoặc cây gỗ thân mềm thì sau khi sử dụng, chúng lại thành phế liệu và có khả năng phân hủy cacbon lại môi trường.

Cách làm của Việt Nam

Đo phát thải cacbon là một vấn đề được đặt ra từ lâu. Cách thông dụng nhất hiện nay là dựa trên phương pháp tính của IPCC, trong đó đã nêu chi tiết hệ số cho từng hoạt động, ví dụ lúa ngập nước, lúa khô là bao nhiêu, hoặc bón đạm, bón phân chuồng, phân ủ hoai mục là thế nào… Trên cơ sở tính lượng phát thải nền, nghĩa là ở lượng phát thải trong điều kiện bình thường, canh tác truyền thống, người đo sẽ nhân với hệ số của IPCC kể trên trong một đơn vị diện tích và ra được số lượng tín chỉ cacbon có thể bán sau khi áp dụng các biện pháp tiên tiến. 1 tín chỉ cacbon tương đương với lượng hấp thụ 1 tấn CO2.

Ngoài phương pháp bậc một này, người ta còn sử dụng cách thứ hai, dựa trên hệ số phát thải của từng quốc gia. Việt Nam đã xây dựng những công thức này, áp dụng phương pháp bậc hai để tính toán cho một loại đất (đất phèn, đất phù sa, đất chua) trong một khu vực thổ nhưỡng nhất định (miền Bắc, miền Trung, miền Nam). Phương pháp này cho kết quả phát thải thường chính xác hơn, nhưng cần thêm xác nhận của một đơn vị giám sát độc lập.

Cuối cùng là phương pháp bậc ba, dựa trên việc chạy mô hình. Theo đó, khu vực cần tính toán sẽ mô hình hóa, chia nhỏ từng vùng rồi tính toán trên từng khoảng đồng nhất. Cách làm này rất chính xác nhưng lại đánh đổi về thời gian, chi phí và nguồn lực đầu tư ban đầu.

Việt Nam từng bước tham gia thị trường tín chỉ cacbon, một loại hàng hóa đặc biệt, và dự kiến sẽ vận hành vào năm 2028. Những vấn đề liên quan tới khả năng hấp thụ, giảm phát thải cacbon, nhờ vậy, đang rất được quan tâm. Vừa qua, có 2 sự kiện đáng lưu ý, liên quan trực tiếp đến nội dung này. Đó là, đề án 1 triệu ha lúa chất lượng cao, giảm phát thải tại Đồng bằng sông Cửu Long và 10 triệu ha rừng tại Bắc Trung bộ đã bán thành công hơn 10 triệu tấn CO2, thu về hơn 50 triệu USD. Dư địa của thị trường này rất lớn bởi các nước phát triển đang phát thải ròng bắt buộc phải đi mua tín chỉ cacbon của những nước “có thể bán” như Việt Nam.

Ở góc độ người nông dân, có lẽ điều mà bà con quan tâm hơn hết là làm thế nào để giảm phát thải từ hoạt động trồng trọt, chăn nuôi thường ngày. Dựa trên những nghiên cứu khoa học, Viện Môi trường Nông nghiệp khuyến cáo người dân việc đầu tiên là nâng cao trình độ canh tác. Với trồng lúa, nguồn phát thải CH4 nhiều nhất, chúng ta cần thực hiện một số biện pháp như tưới ngập khô xen kẽ, tăng cường sử dụng các loại phân chậm tan… Rơm rạ sau thu hoạch, thay vì đốt hoặc vùi tươi, chúng ta có thể thu gom làm năng lượng sinh khối, làm giá thể, hoặc ủ ngấu thành phân compost trước khi bón trở lại.

Nói thêm về phương pháp tưới ngập khô xen kẽ. Từ khi cây lúa đứng cái đến trước khi trỗ bông, bà con phải phơi ruộng thật khô, giúp tầng rễ trong lòng đất (thường sâu khoảng 15cm) tháo hết nước. Có như vậy, phương pháp mới đạt hiệu quả cao. Chúng tôi tính rằng, nếu áp dụng chuẩn xác, đồng bộ các biện pháp, lượng phát thải khi thực hiện tưới ngập khô xen kẽ có thể giảm tới 45%. Cái khó duy nhất của cách làm này là chỉ phát huy tối ưu trong điều kiện các chân ruộng chủ động hoàn toàn được về tưới tiêu, nghĩa là lúc nào cũng có thể rút được nước khỏi ruộng, bởi giai đoạn từ đứng cái đến trỗ bông là thời gian duy nhất kìm hãm vi khuẩn methanogen phân hủy CH4. Điều ấy cũng đặt ra những vấn đề về hạ tầng, công nghệ khi tính toán giảm phát thải.

Trong lĩnh vực chăn nuôi, để trâu bò giảm lượng CH4 ợ ra từ đường miệng, cần cân đối khẩu phần ăn, bổ sung chế độ ăn giàu protein hơn, như thêm dầu dừa, bột cá, cám gạo.., hoặc tăng độ pH trong dạ cỏ. Trong các đo đạc của chúng tôi, lượng CH4 ợ ra có thể giảm từ 20-40%. Một số công trình nghiên cứu nước ngoài cũng đang thử nghiệm cho trâu bò ăn cây tảo đỏ hằng ngày để giảm lượng phát thải. Một nguồn phát thải nữa từ chăn nuôi là phân gia súc, cũng có thể được xử lý để giảm khí CH4 thải ra, thông qua việc ủ compost thay vì để phân hủy tự nhiên.

Trồng rừng cũng có thể giảm phát thải, bằng cách tăng cường trồng cây gỗ lớn, giúp tăng lượng cacbon được lưu trữ trong đất, hoặc trồng xen một số loại cây công nghiệp, cây ngắn ngày để rừng nhanh khép tán. Người dân giờ đã quá quen với việc trồng xen sầu riêng, mắc ca, bơ… vừa tăng thêm giá trị kinh tế, vừa đẩy nhanh năng suất gỗ rừng trồng. Thay vì chỉ có 100 khối cà phê hấp thụ cacbon, người dân sẽ có tới 150 hoặc 200 khối nhờ các loại cây trồng thêm.

Thế giới đã đi rất xa trong việc chế tạo ra những vật liệu, công nghệ hiện đại giúp giảm phát thải cacbon như: sản xuất xi măng từ vi tảo giúp trung hòa cacbon, hay tụ điện sử dụng vật liệu cacbon tái chế từ vỏ dừa có khả năng hấp thụ CO2 trong không khí… Bằng cách của mình, đi từ vị thế của một nước nông nghiệp cùng tỷ lệ che phủ rừng hơn 42%, Việt Nam từng bước cụ thể hóa mục tiêu trung hòa cacbon thông qua cách sử dụng đất một cách hài hòa, bền vững.

Bảo Thắng

Nguồn: Báo Nông nghiệp Việt Nam (Link: https://nongnghiep.vn/hanh-trinh-cacbon-va-cau-chuyen-giam-phat-thai-d374812.html)