Đề tài phát triển kinh tế tuần hoàn từ cây ngô Ứng dụng tại tỉnh hà giang

Với mục tiêu đề xuất mô hình kinh doanh về cây ngô tại tỉnh Hà Giang, nhóm nghiên cứu đặt ra những vấn đề quan trọng về các yếu tố sản xuất, tiêu dùng và bảo vệ môi trường.. Cùng với đó,

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tổng quan về cây ngô ở tỉnh Hà Giang

Trong tình hình kinh tế Việt Nam hiện nay, kinh tế tuần hoàn ứng dụng đang được Đảng và Nhà nước ưu tiên phát triển Cụ thể hóa chủ trương, quan điểm của Đảng, Nhà nước ta đã có nhiều cơ chế, chính sách phát triển kinh tế tuần hoàn Trong đó, khái niệm kinh tế tuần hoàn được đưa ra trong Điều 142 Luật Bảo vệ môi trường năm 2020 Theo đó, kinh tế tuần hoàn là mô hình kinh tế mà các hoạt động thiết kế, sản xuất, tiêu dùng và dịch vụ đều hướng đến giảm khai thác nguyên liệu, vật liệu, kéo dài vòng đời sản phẩm, hạn chế chất thải phát sinh và giảm thiểu tác động xấu đến môi trường Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, tổng khối lượng phụ phẩm nông nghiệp của Việt Nam trong năm 2020 đạt khoảng 156,8 triệu tấn Trong số các loại chất thải phát sinh, phụ phẩm từ nông nghiệp chiếm tỷ trọng đáng kể, đặc biệt là từ ngành trồng trọt với 88,9 triệu tấn, tương đương với 56,7% tổng số Theo Tạp chí Tuyên giáo, tỷ lệ thu gom phụ phẩm trồng trọt chỉ đạt khoảng 52% Những phụ phẩm này không chỉ là chất thải mà còn được xem là một nguồn tài nguyên quý giá, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế tuần hoàn trong nông nghiệp Kinh tế tuần hoàn thúc đẩy việc tái sử dụng các phụ phẩm này, giúp giảm lãng phí và tối ưu hóa sử dụng tài nguyên trong quá trình sản xuất Hiện nay ở nước ta, nhiều loại mô hình kinh tế tuần hoàn trong nông nghiệp đã được áp dụng trên nhiều quy mô và lĩnh vực khác nhau Trong phạm vi của nghiên cứu này, nhóm tập trung tìm hiểu về tình trạng canh tác ngô ở tỉnh Hà Giang và các ứng dụng tuần hoàn của nó

Theo báo Hà Giang điện tử, tỉnh Hà Giang là một tỉnh miền núi với diện tích trồng ngô lên tới 52.000 ha, chủ yếu trên đất dốc, và năng suất bình quân đạt 37 tạ/ha Vì điều kiện tự nhiên khắc nghiệt với đồi núi dốc, đất canh tác hạn chế, điều này làm hạn chế năng suất sản xuất ngô của tỉnh so với mặt bằng chung của cả nước Hiện tại, phần lớn ngô được trồng tại Hà Giang chủ yếu để làm thức ăn chăn nuôi hoặc tiêu dùng trực tiếp, và việc sử dụng các phế phẩm từ cây ngô chưa được tối ưu Các thành phần như thân, lá và rễ ngô, sau khi thu hoạch, thường bị bỏ phí hoặc xử lý bằng cách đốt, gây lãng phí tài nguyên và tác động tiêu cực đến môi trường Việc áp dụng mô hình kinh tế tuần hoàn sẽ giúp tối ưu hóa việc sử dụng toàn bộ cây ngô, từ hạt đến các phần phụ phẩm, qua đó tạo ra các sản

4 phẩm phụ có giá trị kinh tế cao hơn như phân bón hữu cơ, nhiên liệu sinh học hoặc vật liệu sinh học

Xét đến điều kiện địa lý và khí hậu đặc thù của Hà Giang, việc xử lý phế phẩm nông nghiệp trở thành một nhu cầu quan trọng nhằm giảm thiểu tác động xấu đến môi trường và tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có Với địa hình đồi núi và diện tích trồng ngô lớn, một số cách thức xử lý tiêu biểu đã được đề xuất nhằm cải thiện tình trạng này

Một trong những phương pháp phổ biến là sử dụng phế phẩm ngô để sản xuất biogas, giúp cung cấp năng lượng sạch và giảm phát thải khí nhà kính Biogas sau đó có thể quay vòng sử dụng cho quá trình sản xuất của doanh nghiệp Bên cạnh đó, công nghệ sinh học cũng được áp dụng trong xử lý phế phẩm nông nghiệp nhằm tăng khả năng tái chế và tạo ra các sản phẩm phụ có giá trị như phân bón hữu cơ Việc sử dụng phân bón hữu cơ từ phế phẩm ngô không chỉ cải thiện chất lượng đất mà còn bảo vệ hệ sinh thái nông nghiệp của địa phương

Việc áp dụng mô hình kinh tế tuần hoàn vào cây ngô cũng đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các yếu tố sản xuất như giống cây, điều kiện canh tác và các biện pháp kỹ thuật nông nghiệp Những giống ngô phù hợp với điều kiện tự nhiên của Hà Giang cần được lai tạo, phát triển và chọn lọc kỹ lưỡng, nhằm đảm bảo năng suất cao và ổn định Trong khi đó, các biện pháp canh tác bền vững, như việc sử dụng phân bón hữu cơ từ phế phẩm ngô, sẽ giúp cải thiện chất lượng đất và bảo vệ hệ sinh thái nông nghiệp địa phương.Tùy vào điều kiện cụ thể của Hà Giang, những phương pháp này cần có sự đầu tư thích hợp về công nghệ và hạ tầng để phát huy hiệu quả, góp phần thúc đẩy phát triển nông nghiệp bền vững

Các bộ phận và ứng dụng tuần hoàn của cây ngô

1.2.1 Sản xuất than không khói từ lõi ngô

Sản xuất than không khói từ lõi ngô đang trở thành một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong việc tận dụng phế phẩm nông nghiệp để tạo ra năng lượng sạch Lõi ngô, một sản phẩm phụ trong ngành nông nghiệp, chứa lượng lớn cellulose và lignin Tuy nhiên, cấu trúc phức tạp của lignocellulose trong lõi ngô làm cho quá trình chuyển đổi thành than không khói gặp nhiều khó khăn Lignin tạo ra độ cứng và rất khó phân hủy trong

5 quá trình nhiệt phân, dẫn đến chất lượng than không cao Để giải quyết vấn đề này, các phương pháp tiền xử lý đã được nghiên cứu và áp dụng nhằm cải thiện quá trình sản xuất

Quy trình sản xuất than không khói từ lõi ngô bắt đầu với việc thu gom và làm sạch lõi ngô Lõi ngô là phần còn lại của bắp ngô sau khi được thu hoạch và lấy hạt để sản xuất các sản phẩm phục vụ thị trường Sau quá trình đó, lõi ngô được thu gom, rửa sạch để loại bỏ bụi bẩn và tạp chất, đảm bảo nguyên liệu đạt tiêu chuẩn chất lượng Tiếp theo, lõi ngô được nghiền thành kích thước nhỏ hơn để tăng diện tích bề mặt tiếp xúc Giai đoạn này giúp tăng cường hiệu quả của các phương pháp tiền xử lý sau đó Để phá vỡ cấu trúc lignin và tăng khả năng phân hủy nhiệt, có thể trộn lõi ngô đã nghiền với các phụ gia như NaOH hoặc các dung dịch axit nhẹ như HCl Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung NaOH vào nguyên liệu thô có thể cải thiện đáng kể quá trình nhiệt phân và nâng cao chất lượng than không khói (Guo et al., 2011)

Sau quá trình tiền xử lý, nguyên liệu được đúc và ép thành các thanh than có kích thước chuẩn Việc này giúp tối ưu hóa hiệu quả cháy và thuận tiện hơn cho công đoạn bảo quản Các thanh than này sau đó được nung nóng trong môi trường thiếu oxy ở nhiệt độ từ 400 đến 600°C Quá trình này loại bỏ hơi ẩm và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, đồng thời tạo ra than với hàm lượng cacbon cao Sử dụng công nghệ nhiệt phân cùng với tiền xử lý hóa học có thể làm tăng đáng kể chất lượng than, đảm bảo không sinh ra khói độc hại trong quá trình sử dụng

Sau khi nung, các thanh than được để nguội dần trong môi trường kín để tránh quá trình oxy hóa Giai đoạn này giúp sản phẩm cuối cùng đạt được độ bền cao, dễ cháy và không gây ô nhiễm môi trường

Hình 1 Biểu đồ quy trình xử lý quy trình sản xuất lõi ngô thành than

Nguồn: Doczekalska và cộng sự., 2022

Ngoài công đoạn tiền xử lý bằng hoá học, ta cũng có thể dùng máy móc vật lý hoặc các yếu tố sinh học Tiền xử lý vật lý, như nghiền nhỏ lõi ngô hơn hoặc sử dụng sóng siêu âm, giúp tăng độ xốp và diện tích bề mặt tiếp xúc của nguyên liệu, từ đó cải thiện hiệu quả cháy của than Bên cạnh đó, phương pháp tiền xử lý sinh học, sử dụng nấm như Phanerochaete chrysosporium, có thể giúp phá vỡ lignin và cellulose trước khi nhiệt phân, làm tăng hiệu suất sản xuất than không khói (Agata Stachowiak-Wencek et al., 2019)

Sự kết hợp giữa các phương pháp tiền xử lý này không chỉ giúp cải thiện chất lượng than không khói mà còn mở ra hướng phát triển bền vững cho các vùng nông thôn Đặc biệt, tại những khu vực như Hà Giang, nơi mà cây ngô đóng vai trò quan trọng trong cơ cấu kinh tế nông nghiệp, việc tận dụng lõi ngô để sản xuất than không khói có thể tạo ra

7 giá trị kinh tế cao và đồng thời góp phần bảo vệ môi trường thông qua việc giảm phát thải khí nhà kính

Trong số các loại chất thải nông nghiệp có thể xử lý, thân ngô là một trong những loại có tiềm năng rất lớn do chiếm phần lớn khối lượng của cây ngô Thân ngô có thể được tái sử dụng với hai công dụng chính: sản xuất năng lượng sinh học như biogas,…, hoặc làm nguyên liệu sản xuất các sản phẩm bền vững, có khả năng phân huỷ sinh học như: bao bì, màng sinh học, túi phân huỷ sinh học

Nghiên cứu về sản xuất biogas từ thân cây ngô đã được thực hiện rất nhiều Một trong số đó đã được thực hiện bởi Wu, Yao và Zhu (2010) Một trở ngại lớn gặp phải trong quá trình nghiên cứu là việc lượng khí thu được chuyển đổi biogas từ nguyên liệu này khá thấp, chỉ đạt khoảng 430 lít/kg, thấp hơn so với các vật liệu thải khác như trái cây Nguyên nhân chính là do sự hiện diện của lignin trong cấu trúc lignocellulose của thân cây ngô, làm giảm độ xốp và gây thêm khó khăn cho việc phân hủy cellulose Để tăng hiệu suất sản xuất biogas, cần thực hiện tiền xử lý để phá vỡ cấu trúc lignin, làm cho nguyên liệu dễ phân hủy hơn

Tiền xử lý lignocellulose nguyên liệu thô để cải thiện năng suất khí sinh học được tạo ra có thể được thực hiện theo cả 3 cách hóa học, vật lý và sinh học Trong nghiên cứu của mình, Dongyan cung cấp tiền xử lý hóa học bằng cách thêm 5g NH3 vào thân cây ngô nguyên liệu thô và kết quả là CH4 tăng 51% Thêm 1–5 g NaOH vào thân cây ngô có thể tạo ra khí sinh học tăng từ 0–67% Tiền xử lý hóa học cũng có thể được thực hiện bằng cách thêm dung dịch axit như HCl và H2SO4 Tiền xử lý vật lý đối với thân cây ngô đã được Palansooriya và cộng sự, (2019) thực hiện bằng cách truyền công suất sóng siêu âm

110 Watt và kết quả thu được là lượng khí sinh học tạo ra tăng 41% Ngoài ra, tiền xử lý vật lý cũng có thể được thực hiện bằng cách nghiền phế phẩm ngô thành kích cỡ 2mm để đạt được sản lượng khí sinh học tăng 0–11% Đối với tiền xử lý sinh học, xử lý ban đầu

8 trên thân cây ngô bằng quy trình ủ chua dẫn đến tăng 25% khí CH4 Tuy nhiên, vẫn còn trở ngại khi quá trình phân huỷ và tạo khí mêtan còn rất chậm

Hình 2 Biểu đồ quy trình Tiền xử lý Lignocellulose nguyên liệu thô

Nguồn: Sumardiono và cộng sự (2022)

Do đó, để đạt được sản lượng biogas cao hơn nữa, cần nghiên cứu và phát triển các phương pháp tiền xử lý hiệu quả hơn Một hướng nghiên cứu mới và đầy triển vọng là kết hợp cả 3 phương pháp hóa học, vật lý và sinh học (Bruni, Jensen và Angelidaki, 2010).Cụ thể, ta cần nghiền nguyên liệu thô để tăng độ xốp, thêm NaOH để phá vỡ cấu trúc lignin, và sử dụng nấm Phanerochaete chrysosporium để cải thiện khả năng phân hủy cellulose và hemicellulose Việc kết hợp các phương pháp tiền xử lý này được kỳ vọng sẽ làm tăng đáng kể sản lượng biogas so với các phương pháp hiện tại

1.2.2.2 Sản xuất túi phân hủy sinh học

Về nghiên cứu làm bao bì, túi phân hủy sinh học từ thân ngô, việc thu thập và xử lý vật liệu được trình bày chi tiết theo Hình 3, trong đó cho thấy toàn bộ quá trình sản xuất túi Quá trình này bắt đầu từ việc xử lý sơ bộ chất thải ngô cho đến công đoạn cuối cùng là tạo màng sinh học chất thải ngô Biểu đồ quy trình xử lý này lấy ý tưởng từ các phương pháp được Batori (2019), Gustafsson (2019) và Yaradoddi (2022) sử dụng Các phương pháp này có điểm chung là đều sử dụng phế thải từ cây trồng, nghiền thành bột và trộn với chất hóa dẻo và các thành phần khác để tạo ra màng sinh học Do đó, khi xem xét tính khả thi, sự tiện lợi và các yếu tố khác, thiết kế công thức cuối cùng đã dựa trên nền tảng của ba bài viết này

Hình 3 Biểu đồ quy trình xử lý; các đường chấm có mũi tên chỉ ra thứ tự thêm các thành phần

Nguồn: Yu Duan, Linli Zhang, Hang

Su , Dongfang Yang và Jinhui Xu (2024)

Quy trình xử lý được chia làm 2 phần cơ bản Phần đầu tiên là quy trình xử lý thân ngô Phế liệu từ vụ ngô được lấy tại các khu vực đã chọn (nằm ở tỉnh Hà Giang) và chủ yếu bao gồm lá và thân bỏ đi Hình 4a minh họa tình trạng thân ngô trên các cánh đồng Thân ngô sau đó được thu thập và làm sạch khỏi tạp chất như bụi, đá, và côn trùng (Hình 4b) Sau khi làm sạch, thân ngô được ngâm trong nước hơn một giờ (Hình 4c), rửa nhiều lần cho đến khi nước rửa trong Sau khi rửa, vật liệu được trải ra trong lò và sấy khô trong không khí ở nhiệt độ dưới

THỰC TRẠNG KINH DOANH TUẦN HOÀN VỚI CÂY NGÔ TẠI HÀ GIANG

Tình hình thực hiện mô hình kinh doanh tuần hoàn với cây ngô tại Hà Giang

Mô hình kinh doanh tuần hoàn với ngô tại Hà Giang hiện đang được ngày càng chú trọng phát triển nhắm tới mục tiêu phát triển nông nghiệp bền vững nói riêng và phát triển nền kinh tế tuần hoàn, bền vững nói chung Năng suất và sản lượng ngô tại tỉnh đã có những sự tăng trưởng đáng kể nhờ vào việc thâm canh, cải tiến giống ngô và các mô hình tuần hoàn ngô

Những năm gần đây, tỉnh chủ trương thực hiện Đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệp, phát triển theo định hướng chuyển dần từ Trồng trọt sang Chăn nuôi, đẩy mạnh liên kết giữa nông dân với các doanh nghiệp và giữa các doanh nghiệp với nhau để gia tăng chuỗi giá trị sản phẩm nông nghiệp Cây ngô được trồng cho ra thành phẩm đem vào quá trình buôn bán hoặc sản xuất ra các sản phẩm phục vụ cho nhu cầu thị trường Ngoài những bắp ngô được cung ứng vào chuỗi các siêu thị lớn nhờ quy trình canh tác chuẩn VietGAP, nông dân liên kết với các doanh nghiệp sản xuất ra các mặt hàng đặc trưng của tỉnh: bột ngô, rượu ngô, phở ngô, … mang lại giá trị kinh tế cao Nhiều mặt hàng đạt tiêu chuẩn được xuất khẩu ra nước ngoài phần nào khiến cho đời sống nông dân trên địa bàn tỉnh được cải thiện

Mô hình trồng ngô sinh khối là mô hình tiêu biểu tại tỉnh Hà Giang nhằm hướng tới việc kết hợp Trồng trọt và Chăn nuôi gia súc, đồng thời hướng tới định hướng nông nghiệp tuần hoàn

Hình 2.1: Mô hình tuần hoàn ngô sinh khối tại Hà Giang

Nguồn: Nhóm tác giả tự tổng hợp

Theo Lê Bền (2020), ngô sinh khối là cây ngô được thu hoạch ở giai đoạn bắp ngô chín sáp để làm thức ăn cho gia súc ăn cỏ, đảm bảo độ mềm, giàu dinh dưỡng và sự ngon miệng cho vật nuôi Toàn bộ cây ngô (thân, lá, bắp) thường được băm/xay nhỏ để cho gia súc ăn trực tiếp, hoặc chế biến sâu hơn thành các thức ăn cho gia súc như ủ chua, viên nén hoàn chỉnh cho gia súc ăn cỏ… Phân gia súc sau khi thải ra sẽ tiếp tục được sử dụng làm phân bón cho việc trồng ngô các vụ tiếp theo Do thời gian từ khi trồng đến thu hoạch chỉ từ 75-85 ngày (ngắn hơn trồng ngô lấy hạt 25-35 ngày) nên cây ngô sinh khối có thể trồng được nhiều vụ/năm lại ít dùng thuốc bảo vệ thực vật, vì thế giảm được công chăm sóc, chi phí đầu vào, bảo vệ môi trường Ngô sinh khối hiện nay thường được trồng vào vụ đông do thời gian sinh trưởng của cây ngắn cùng với việc quỹ đất bỏ hoang ở vụ đông còn rất lớn

Theo Khánh Huyền (2022), mô hình trồng ngô sinh khối là mô hình sản xuất có sự liên kết của các bên gồm nông dân, doanh nghiệp thu mua sản phẩm, cơ quan chuyên môn và cơ quan quản lý Theo Võ Văn Dũng (2021) trong vụ đông 2020-2021, mô hình trồng ngô sinh khối tại Hà Giang được triển khai trên diện tích canh tác 15 ha, cho năng suất trên

50 tấn ngô sinh khối/ha, có hiệu quả kinh tế rõ rệt Theo Khánh Huyền (2022), tại huyện

Vị Xuyên năm 2022, tổng diện tích thực hiện trồng ngô sinh khối là 89 ha; số hộ thực hiện là 307 hộ/17 xã, thị trấn Năng suất bình quân ước tính 200 tạ/ha, sản lượng 1.700 tấn Giống ngô sinh khối chủ yếu sử dụng là giống ngô SSC 586 chiếm 95%, còn lại các xã tự mua giống NK7328, CP 511, định mức 20 kg/ha Trung tâm Khuyến nông huyện đã thông tin, kết nối giữa người nông dân và doanh nghiệp thu mua là Công ty Cổ phần Hồ Toản – Tuyên Quang Ngoài phục vụ cho chăn nuôi trong nước, hiện ngô sinh khối tại Hà Giang còn được một số đơn vị, doanh nghiệp chế biến thành các sản phẩm xuất khẩu sang các thị trường có nhu cầu, khó khăn trong sản xuất nông nghiệp như Nhật Bản, Hàn Quốc, các nước Trung Đông

Thành công, hạn chế mô hình kinh doanh tuần hoàn cây ngô ở tỉnh Hà Giang

Thành công bước đầu của việc áp dụng mô hình kinh doanh tuần hoàn ngô sinh khối ở Hà Giang là tạo lợi nhuận trung bình cho các HTX áp dụng mô hình khoảng 25-30 triệu đồng/ha/vụ, đã tạo thu nhập ổn định cho thành viên và người lao động, với mức thu nhập bình quân 6 triệu đồng/người/tháng Đây sẽ là cơ sở để HTX tiếp tục mở rộng quy mô sản xuất trong thời gian tới Ngoài ra, các HTX có thể liên kết mở rộng quy mô diện tích trồng ngô sinh khối để tạo vùng sản xuất hàng hóa tập trung Đồng thời, sẽ thực hiện liên kết với các công ty, cơ sở chăn nuôi quy mô lớn, đảm bảo ổn định đầu ra cho sản phẩm, từ đó tăng doanh thu cho HTX và đảm bảo thu nhập ổn định cho thành viên và người lao động Ngô sinh khối có chu kỳ thu hoạch ngắn hơn đáng kể so với trồng ngô lấy hạt, qua đó, giảm thiểu tác động tiêu cực của thời tiết bất lợi, thuận lợi cho việc bố trí thời vụ Bên cạnh việc trồng ngô sinh khối với diện tích nhỏ để tận dụng quỹ đất, tạo nguồn thức ăn chủ động tại chỗ cho đàn vật nuôi của các hộ gia đình, trang trại chăn nuôi thì với những vùng

16 có ưu thế về quy mô diện tích phù hợp phát triển ngô sinh khối có thể trở thành hàng hoá, là nguồn thức ăn thô xanh chất lượng Ước tính 01 ha ngô sinh khối sau thời gian trồng 85

- 90 ngày, cho năng suất từ 50 - 60 tấn/vụ Theo Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Kon Tum, Sau khi trừ hết các chi phí cho lợi nhuận từ 20 - 25 triệu đồng/ha/vụ (một năm có thể bố trí canh tác được 03 vụ)

Th.S Nguyễn Thị Chung, Trưởng phòng sản xuất và dịch vụ, Trung tâm khuyến nông

- Giống cây trồng, Vật nuôi và Thủy sản tỉnh Đăk Lăk nói, việc thực hiện sản xuất ngô sinh khối gắn liền với tiêu thụ sản phẩm làm ra đã tạo sự kết nối giữa các doanh nghiệp địa phương nhằm hình thành chuỗi sản xuất, cung ứng và tiêu thụ nông sản cho nông dân là một hướng đi mới giúp bà con tăng thêm thu nhập, nâng cao hiệu quả trong sản xuất Sản xuất ngô sinh khối gắn với chăn nuôi (từ làm đất, trồng ngô, chăm sóc bò lấy thịt và sữa đến xử lý chất thải và phụ phế phẩm thành phân hữu cơ quay lại bón cho đồng ruộng) đã tạo ra “vòng tuần hoàn xanh” để tái sử dụng năng lượng vừa mang lại hiệu quả về kinh tế cao, vừa giảm thiểu đáng kể lượng phát thải CO2, thích ứng với biến đổi khí hậu

Có thể khẳng định, chuyển đổi diện tích cây trồng kém hiệu quả sang mô hình trồng ngô sinh khối đang mở ra hướng sản xuất mới hiệu quả cho bà con nông dân Ngoài giảm nguy cơ rủi ro do điều kiện thời tiết, mô hình này còn có thể tăng số vụ sản xuất so với ngô lấy hạt, góp phần cải thiện thu nhập, chủ động nguồn thức ăn cho chăn nuôi

Với cây ngô lấy hạt bình thường, hiện nay chưa có mô hình kinh doanh tuần hoàn cụ thể và phù hợp được thực hiện tại Việt Nam

Theo Lê Bền (2020), nông dân hiện nay trồng ngô phục vụ thu hoạch sinh khối lại mới chỉ chú trọng tới năng suất, mà chưa hiểu hết vai trò cần phải đồng thời chú trọng tới việc để bắp đối với ngô sinh khối Tại nhiều địa bàn trên tỉnh Hà Giang, nông dân vẫn đang trồng ngô dựa trên hai hướng mục tiêu: Nếu ngô hạt có giá thì thu hoạch ngô hạt, hoặc nếu ngô hạt rẻ quá thì mới chuyển sang bán cho các đơn vị chăn nuôi làm sinh khối

Vì vậy trong thời gian tới, cần phải tiếp tục có những nghiên cứu sâu, toàn diện hơn nữa

17 cả về giống ngô chuyên biệt cho sản xuất sinh khối, cả về quy trình kỹ thuật một cách đồng bộ cho sản xuất ngô sinh khối

Giá thành phân bón: Công ty Cổ phần Phân bón Bình Điền cho rằng, các loại phân bón được sử dụng trong mô hình này đều có hiệu quả nông học và hiệu quả kinh tế cao Tuy nhiên, số lượng phân bón để sử dụng lại khá nhiều cộng với nguồn nhân công để bón phân cho ngô làm giá thành ngô sinh khối vẫn chưa được tối ưu Để giảm giá thành ngô sinh khối hơn nữa cần tiến tới áp dụng gieo hạt kết hợp với bón lót và bón thúc 1 lần bằng máy

Bên cạnh hiệu quả kinh tế mang lại, sản xuất ngô sinh khối còn một số hạn chế, như: Quỹ đất gieo trồng nhỏ lẻ, manh mún nên các hợp tác xã phải đi thuê, mượn lại ruộng của hộ dân trong vùng; việc áp dụng cơ giới hóa, sử dụng máy móc canh tác gặp nhiều khó khăn…

ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH

Xây dựng mô hình

Đối tượng nghiên cứu: mô hình kinh doanh tuần hoàn cây ngô tại Hà Giang Chất lượng ngô được sử dụng cần phải đáp ứng những tiêu chí sau:

Chất lượng hạt giống: đạt chất lượng cao, được kiểm định các nhân tố ảnh hưởng xấu như: khả năng đột biến gen, hạt vỡ, không đạt đủ lượng dinh dưỡng tối ưu, thời gian bảo quản hạt không đạt đủ chỉ tiêu Điều kiện môi trường: Được canh tác tại vùng Hà Giang, điều kiện thuận lợi được áp dụng trồng trọt tại vùng đất đỏ, địa hình cao như núi, đồi nhằm đảm bảo điều kiện ánh sáng tốt cũng như điều tiết nước phù hợp trong những mùa mưa

Nguồn nhân lực: Nhân lực với trình độ tay nghề cao giúp quá trình canh tác, xử lý nguyên liệu thô được diễn ra tốt hơn, đảm bảo năng suất cho doanh nghiệp cũng như tối ưu hoá chi phí, thời gian, chất lượng sản phẩm

Công nghệ: Áp dụng khoa học kĩ thuật hiện đại nhằm đảm bảo quá trình sản xuất thuận lợi, đồng thời giảm thiểu rủi ro, và sự cố trong quá trình sản xuất Đây là công cụ tối ưu nhằm gia tăng năng suất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm Để xây dựng đồng thời tối ưu hoá quá trình thực hiện kinh doanh tuần hoàn với cây ngô, nhóm tác giả đề xuất những giải pháp cụ thể như sau:

STT Nhân tố Giải pháp

Nguồn năng lượng Áp dụng năng lượng tái tạo từ phế phẩm ngô để chuyển hoá thành điện sinh khối, cung cấp năng lượng tái tạo cho chính quy trình sản xuất của nhà máy

2 Cung ứng Nhà cung cấp phối hợp với nông dân tạo ra chuỗi cung ứng bền vững từ phân bón sinh học, nguồn nước tưới tiêu,…

3 Nguyên vật liệu Loại bỏ nguyên vật liệu độc hại

Sử dụng nguyên liệu tái chế Hạn chế vật liệu độc hại

4 Sản xuất Áp dụng công nghệ số hoá giúp doanh nghiệp theo dõi nguồn gốc sản phẩm cũng như gia tăng độ tin cậy tới người tiêu dùng

5 Thiết kế Kéo dài tuổi thọ sản phẩm và giảm thiểu chất thải được sinh ra

6 Phân phối Áp dụng công nghệ nhằm quản lý kho hiệu quả, tăng cường cải thiện sản phẩm nhằm xuất khẩu bền vững cho các quốc gia phát triển

Bảng 3: Giải pháp kinh doanh tuần hoàn với cây ngô

Nguồn: Nhóm tác giả tự tổng hợp

2.2 Xây dựng mô hình kinh doanh tuần hoàn cây ngô ở tỉnh Hà Giang

Từ những cơ sở lý thuyết và nghiên cứu đi trước, nhóm tác giả đề xuất mô hình kinh doanh tuần hoàn từ cây ngô dựa trên thực tiễn và tiêu chí của kinh tế tuần hoàn:

Hình 3.1: Mô hình kinh doanh tuần hoàn cây ngô ở tỉnh Hà Giang

Nguồn: Nhóm tác giả tự tổng hợp

Nguyên liệu thô (cây ngô) được thu hoạch và sàng lọc Trong đó, bắp ngô được sử dụng sản xuất ra sản phẩm chính Bên cạnh chính phẩm được sản xuất ra, quá trình sản xuất sẽ xuất hiện phần dư gồm: lượng nước thải nhất định và bã phế phẩm

Lượng nước thải: dịch chuyển đến hệ thống xử lý nước thải Nguồn nước sau khi được làm sạch sẽ sử dụng cho việc trồng trọt, canh tác cây ngô

Bã phế phẩm: Sau khi phân loại phế phẩm, nhà máy sản xuất sẽ tiến hành tái sử dụng và xử lý nhằm tối đa hoá giá trị mà phế phẩm mang lại: ã Thõn ngụ: Được tỏi chế với hai cụng dụng chớnh: xử lý nhằm sản xuất năng lượng sinh học như: khí sinh học, cồn sinh học, nhiên liệu sinh học, hoặc làm nguyên liệu sản xuất các sản phẩm bền vững, có khả năng phân huỷ sinh học như: bao bì, màng sinh học, túi phân huỷ sinh học Với đặc tính thân thiện

21 với môi trường và tính chất cơ học tốt, thân ngô có được ứng dụng trở thành vật liệu tái chế hiệu quả, tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp ã Lừi ngụ: Được tỏi sử dụng để sản xuất vật liệu sinh học như: bioplastics (nhựa sinh học) hoặc biochar (than sinh học) Biochar với ưu điểm là dạng tài nguyên tái chế xanh có thể sử dụng nguyên liệu đốt nhằm kéo dài hiệu suất hoạt động của nhà máy, đồng thời còn là phương tiện hấp thụ carbon, giảm thiểu tác động đến môi trường ã Lỏ ngụ: Được tỏi sử dụng làm tỳi sinh học, phõn bún vi sinh, phõn compost (phân trộn), tạo phân bón hữu cơ tự nhiên phục vụ trở lại cho quá trình canh tác với cây ngô Mặt khác, lá ngô được sử dụng làm nguồn phụ liệu sản xuất ra biogas, gia tăng hiệu suất chất đốt và cung ứng hiệu quả nguồn năng lượng hoạt động cho doanh nghiệp ã Cỏc sản phẩm khỏc: (hạt khụng đủ chất lượng, rễ,…) được tỏi sử dụng làm nguồn cung ứng thức ăn cho gia súc, gia cầm

Quy trình sản xuất một số sản phẩm ứng dụng trong mô hình kinh doanh tuần hoàn lá ngô

Hình 3.2: Quy trình sản xuất túi sinh học từ lá ngô

Nguồn: Nhóm tác giả tự tổng hợp

Hình 3.3: Quy trình sản xuất biochar từ thân ngô

Nguồn: Nhóm tác giả tự tổng hợp

Phân tích mô hình

3.2.1 Khung phân tích ReSOLVE trong mô hình kinh doanh tuần hoàn cây ngô ở Hà Giang

Hiện nay có các mô hình kinh doanh khác cũng tồn tại, tạo ra và mang lại giá trị Tuy nhiên, khung phân tích Resolve là một mô hình kinh doanh đơn giản, dễ tiếp cận, dễ dàng áp dụng cho các tổ chức khác nhau Resolve là khung phân tích viết tắt của “Regenerate, Share, Optimise, Loop, Virtualise, Exchange” Dưới đây là các hành động cụ thể khi áp dụng theo mô hình ReSOLVE:

● Regenerate (Tái tạo): Sau khi người tiêu dùng tiêu thụ hạt ngô còn lại các phế phẩm như lõi ngô sẽ được tận dụng trở thành chất đốt cho các hộ gia đình và khu công nghiệp, vỏ, thân và lá ngô qua quá trình nhiệt phân tạo ra biochar giúp cải thiện đất trồng tạo điều kiện tăng năng suất cây ngô Ngoài ra, lá+thân ngô cũng là nguồn thức ăn cho những trang trại bò

● Share (Chia sẻ): Chia sẻ kiến thức về phát triển bền vững cho người dân Hà Giang Đồng thời chia sẻ các trang thiết bị, nguyên vật liệu,kinh nghiệm, với các doanh

23 nghiệp khác tạo một mô hình kinh doanh tuần hoàn lâu dài, bền vững nhằm cải thiện sức sống của cây ngô

● Optimise (Tối ưu hóa): Cải tiến máy móc, trang thiết bị cho các nhà máy sản xuất nhằm nâng cấp các sản phẩm làm ra từ ngô, phục vụ tốt nhất cho người tiêu dùng Đồng thời tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên(ngô, đất, chất đốt, ) kết hợp giảm thiểu nước thải ra môi trường Vật liệu làm ra cần có sự hoàn chỉnh nhất định đảm bảo nhu cầu của người tiêu dùng, hướng đến sản xuất bao nhiêu tiêu thụ hết bấy nhiêu Việc dùng lõi ngô làm chất đốt giúp giảm khí CO2-> giảm thiểu hiệu ứng nhà kính Ngoài ra, tận dụng biochar( than sinh học) để cải tạo đất giảm thiểu đáng kể sự ô nhiễm đất, nước và môi trường

● Loop (Tạo vòng lặp): Tái chế và phục hồi vật liệu từ các phế phẩm, cụ thể: lõi ngô

- chất đốt, lá, thân và vỏ ngô - biochar kết hợp với đất trồng ngô,

● Virtualise (Áp dụng số hóa): Kết hợp tự động hóa vào các khâu trong quá trình sản xuất, mua+bán sản phẩm và thu gom rác Tận dụng Internet trong việc đưa sản phẩm trở nên phổ biến hơn đối với người tiêu dùng

● Exchange (Chuyển đổi): Thay thế than đá dùng để đốt trong các hộ gia đình và khu công nghiệp bằng lõi ngô, phát triển giải pháp tái chế mới cho những cây ngô có năng suất thấp Liên tục cải tiến máy móc bằng những công nghệ hiện đại

3.2.2 Mô hình 7R của mô hình kinh doanh tuần hoàn từ cây ngô

RETHINK: Thay đổi tư duy về nhận thức đối với việc sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên( đất, cây ngô, ); lựa chọn sử dụng những sản phẩm làm ra từ cây ngô; Cải tiến máy móc để nâng cao chất lượng các sản phẩm làm ra từ ngô

REPLACE: Thay thế chất đốt hóa học bằng chất đốt thiên nhiên (lõi ngô), thay thế phân bón hóa học bằng nguyên liệu sinh học để bón cho cây ngô; thay thế vật liệu cách điện như nhựa bằng từ ngô

REUSE: Tái sử dụng nước để sử dụng cho quá trình tưới tiêu ruộng ngô, tái sử dụng lõi ngô làm chất đốt cho các hộ gia đình và các khu công nghiệp, lá+thân ngô làm thức ăn cho các trang trại bò

MÔ HÌNH 7R CỦA SẢN PHẨM TỪ CÂY NGÔ

RECYCLE: lá+thân+vỏ ngô khi đốt tạo biochar giúp cải thiện đất trồng ngô, lõi ngô tái chế thành vật liệu cách điện trong ngành công nghiệp xây dựng

REDUCE: Tận dụng triệt để các phế phẩm để giảm thiểu rác thải ra môi trường, giảm việc sử dụng nước cho hệ thống tưới tiêu cây ngô bằng việc sử dụng nước đã qua xử lí, giảm khí CO2 bằng việc dùng lõi ngô làm chất đốt

REFUSE: Người tiêu dùng có thể từ chối việc sử dụng than đá làm chất đốt, phân bón hóa học, sử dụng vật liệu cách điện từ nhựa

REPAIR: Sửa chữa, cải thiện hệ thống máy móc để tăng năng suất cây ngô+cải thiện chất lượng cây ngô

Hạn chế của mô hình

Trước hết, mô hình kinh doanh tuần hoàn của nhóm còn tồn tại một vài hạn chế như sản phẩm chất đốt và nguyên liệu sinh học còn thiếu tuần hoàn, có thể dùng cho nhà máy sản xuất hay việc phế phẩm qua xử lý thành vật liệu cần cụ thể hơn (như viên nén…) và người tiêu dùng đến nhà máy sản xuất là gì (phế phẩm, lợi nhuận hay thứ khác…)

Ngoài những hạn chế về mặt tuần hoàn ra, nhóm tập trung đánh giá hạn chế của mô hình qua ma trận rủi ro Ý tưởng về ma trận rủi ro lần đầu tiên được phát triển tại Trung tâm Hệ thống Điện tử, Không quân Hoa Kỳ (Garvey & Lansdowne, 1998) Kể từ khi ra đời, ma trận rủi ro đã trở thành một trong những kỹ thuật đánh giá rủi ro định tính được sử dụng rộng rãi nhất, được các ngành công nghiệp áp dụng tốt nhờ sự đơn giản nhưng hiệu quả của nó

Bài nghiên cứu sử dụng ma trận đánh giá rủi ro 5×5 để đánh giá và ưu tiên các rủi ro dựa trên khả năng xảy ra và mức độ nghiêm trọng của hậu quả Ma trận bao gồm một lưới có năm cột và năm hàng, tạo thành 25 ô riêng biệt

Rất có thể xảy ra

Bảng 5: Ma trận rủi ro 5x5

Nguồn: MIL-STD-882B System Safety Program Requirements (1998)

Năm hàng đại diện cho khả năng hoặc xác suất xảy ra rủi ro, trong khi năm cột đại diện cho mức độ nghiêm trọng (ảnh hưởng) của hậu quả

Mỗi ô trong ma trận đại diện cho một mức độ rủi ro, với mức độ rủi ro cao nhất ở góc trên bên phải và mức độ rủi ro thấp nhất ở góc dưới bên trái

Khả năng xảy ra và mức độ nghiêm trọng của rủi ro thường được xếp hạng là thấp, thấp/trung bình, trung bình/cao hoặc cao

Những xếp hạng này được gán dựa trên kiến thức chuyên môn của người đánh giá rủi ro và có thể được điều chỉnh tùy theo dự án hoặc tình huống cụ thể

Rủi ro Mô tả chi tiết

Rủi ro về tự nhiên

Thiếu nước tưới, cây trồng còi cọc, năng suất giảm

Tưới tiết kiệm, chọn giống chịu hạn, xây dựng hệ thống tưới nhỏ giọt

Ngập úng, cây trồng bị hư hại, mất mùa

Xây dựng hệ thống thoát nước, trồng cây chắn sóng

Gây hại đến cây trồng, giảm năng suất, chất lượng sản phẩm

Phun thuốc trừ sâu sinh học, luân canh cây trồng

Thay đổi khí hậu, thời tiết cực đoan, ảnh hưởng đến

Chọn giống thích ứng, áp dụng các biện pháp canh tác

27 sinh trưởng của cây trồng bền vững

Rủi ro về thị trường

Giá cả ngô biến động

Giá ngô giảm, ảnh hưởng đến thu nhập của nông dân

3 4 12 Đa dạng hóa sản phẩm, tìm kiếm thị trường mới, hợp tác với các doanh nghiệp chế biến

Cạnh tranh từ các sản phẩm khác

Sản phẩm thay thế xuất hiện, giảm nhu cầu tiêu thụ ngô

Nâng cao chất lượng sản phẩm, xây dựng thương hiệu

Khó khăn trong tiếp cận thị trường

Khó tìm đầu ra cho sản phẩm, giá bán thấp

Xây dựng hợp tác xã, liên kết với các doanh nghiệp, tham gia các hội chợ triển lãm

Rủi ro về kỹ thuật

Thiếu hụt công nghệ xử lý chất thải

Chất thải không được xử lý hiệu quả, gây ô nhiễm môi trường

3 4 12 Đầu tư hệ thống xử lý chất thải, chuyển giao công nghệ

Khó khăn trong sản xuất phân bón hữu cơ chất lượng cao

Phân bón không đạt tiêu chuẩn, ảnh hưởng đến chất lượng đất

Nghiên cứu sản xuất phân bón hữu cơ, xây dựng quy trình sản xuất

Rủi ro về chính sách

Thay đổi chính sách hỗ trợ nông nghiệp

Giảm hỗ trợ, khó khăn trong tiếp cận vốn, tín dụng

Theo dõi sát sao các chính sách, chủ động tìm kiếm các nguồn vốn khác

Thiếu các chính sách khuyến khích sản xuất nông nghiệp hữu cơ

Thiếu động lực phát triển sản xuất nông nghiệp hữu cơ

Tuyên truyền, vận động các cấp chính quyền ban hành các chính sách hỗ trợ

Rủi ro về xã hội

Thiếu lao động có kỹ năng

Khó khăn trong việc thực hiện các kỹ thuật canh tác mới

3 3 9 Tổ chức các lớp tập huấn, đào tạo

Kháng cự từ cộng đồng

Khó khăn trong việc thay đổi thói quen canh tác của nông dân

Tuyên truyền, vận động, xây dựng mô hình điểm

Bảng 5: Ma trận rủi ro đánh giá mô hình của nhóm

Nguồn: Nhóm tác giả tự tổng hợp

Khuyến nghị giải pháp

Trước hết, việc xây dựng hệ thống cảnh báo sớm là vô cùng quan trọng Bằng cách theo dõi chặt chẽ tình hình thời tiết, sâu bệnh, chúng ta có thể chủ động phòng tránh và ứng phó với các rủi ro như hạn hán, lũ lụt, sâu bệnh hại Đồng thời, đa dạng hóa sản

29 phẩm và thị trường cũng là một giải pháp hiệu quả Thay vì chỉ tập trung vào việc bán ngô hạt, nông dân có thể chế biến sâu các sản phẩm từ ngô, tìm kiếm các thị trường mới và xây dựng thương hiệu riêng Để nâng cao năng lực sản xuất, việc đào tạo nông dân về các kỹ thuật canh tác hiện đại, xử lý chất thải và ứng dụng công nghệ mới là điều cần thiết Bên cạnh đó, việc xây dựng hệ thống hợp tác giữa các hộ nông dân, giữa nông dân và doanh nghiệp sẽ giúp chia sẻ kinh nghiệm, hỗ trợ về vốn, kỹ thuật và thị trường

Về phía chính sách, nhà nước cần có những chính sách khuyến khích phát triển sản xuất nông nghiệp hữu cơ, hỗ trợ về vốn, tín dụng và bảo hiểm cho nông dân Đồng thời, việc phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao cũng là một yếu tố quan trọng để đảm bảo sự thành công của mô hình

Cuối cùng, việc nghiên cứu và phát triển các giống cây trồng mới, các công nghệ sản xuất tiên tiến sẽ giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường

Tóm lại, để mô hình kinh tế tuần hoàn cây ngô phát triển bền vững, chúng ta cần kết hợp nhiều giải pháp khác nhau, từ việc ứng dụng công nghệ hiện đại, xây dựng hệ thống hợp tác, đến việc hoàn thiện chính sách và nâng cao nhận thức của người dân