Trung Quốc đang phối hợp với các nhà nghiên cứu từ Mỹ và Đức để phát triển một hệ thống sản xuất giúp giảm khí thải carbon trong nông nghiệp.
Theo một đánh giá từ Viện Khoa học Đất Nam Kinh thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), tổng lượng khí thải carbon từ việc sản xuất các loại cây lương thực chính của Trung Quốc, bao gồm lúa gạo, lúa mì và ngô, lên tới 666,5 triệu tấn vào năm 2018.
Sau khi hoàn thành đánh giá vòng đời toàn diện của cây lương thực, nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng một hệ thống phát điện và nhiệt phân sinh khối tích hợp, cùng với các biện pháp giảm thiểu khí methane và nitơ thường được áp dụng hiện nay, có thể giúp trung hòa khí thải nhà kính trong nông nghiệp.
Rơm rạ được đốt thành than sinh học trong thử nghiệm thực địa. (Ảnh: Zhao Xu).
Cụ thể, các biện pháp cô lập và giảm phát thải truyền thống như tăng tỷ lệ rơm trở lại đồng ruộng, tối ưu hóa việc quản lý phân bón nitơ và tưới tiêu không liên tục trên ruộng lúa có thể giảm tổng lượng khí thải carbon trong sản xuất cây lương thực từ mức 666,5 triệu tấn xuống còn 560 triệu tấn. Khi tiếp tục thực hiện carbon hóa rơm rạ thành than sinh học và đưa trở lại đồng ruộng, tổng lượng phát thải carbon sẽ giảm thêm từ 560 triệu tấn xuống còn 230 triệu tấn, đạt tỷ lệ giảm khoảng 66%.
Trên cơ sở đó, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một hệ thống thu năng lượng sáng tạo để tinh chế dầu sinh học và khí sinh học trong quá trình sản xuất than sinh học để tạo ra điện năng thay thế năng lượng và giảm phát thải. Thông qua hoạt động của hệ thống này, lượng khí thải carbon từ quá trình sản xuất cây lương thực chính ở Trung Quốc (230 triệu tấn) có thể được chuyển đổi thành bể chứa carbon (-40 triệu tấn), đạt mức trung hòa carbon.
Ruộng lúa thử nghiệm ứng dụng than sinh học. (Ảnh: Zhao Xu).
"Giải pháp mới này có thể giúp Trung Quốc đạt mức trung hòa carbon trong sản xuất lương thực mà không làm giảm sản lượng lương thực. Nó cũng ngăn ô nhiễm khí quyển, tăng tỷ lệ sử dụng tài nguyên phân bón và tăng hơn 30% lợi ích kinh tế và môi trường", Yan Xiaoyuan, nhà khoa học hàng đầu tại Viện Khoa học Đất Nam Kinh, cho biết.
Nghiên cứu do CAS dẫn đầu, hợp tác với Đại học Nông nghiệp Trung Quốc, Đại học Thanh Hoa và Đại học Cornell, đã được công bố trực tuyến trên tạp chí Nature Food trong tháng 2/2023.