Khí mê-tan (CH4) là một loại khí nhà kính mạnh gấp 80 lần so với carbon dioxide, có tiềm năng làm nóng toàn cầu cao gấp 28 lần so với CO2 trong vòng 100 năm (Theo báo cáo của European Commission, 2023). Sự nóng lên toàn cầu dẫn đến nhiều hệ lụy nghiêm trọng như tan chảy sông băng, mực nước biển dâng cao, hạn hán, lũ lụt, bão tố…
Hội đồng Cố vấn Khoa học của Liên minh Khí hậu và Không khí Sạch (CCAC) cho rằng việc giảm 50% lượng khí thải mê-tan liên quan đến hoạt động của con người trong 30 năm tới sẽ giảm thiểu sự thay đổi nhiệt độ toàn cầu 0,2°C, một bước quan trọng trong việc giữ mức tăng nhiệt độ tổng thể dưới 2°C.
Ngoài ra, khí mê-tan khi kết hợp với các chất ô nhiễm khác trong không khí có thể tạo thành khí ô-zôn, gây hại cho sức khỏe con người và hệ sinh thái.
Nông nghiệp là nguồn phát thải khí mê-tan (CH4) lớn thứ hai trên thế giới, chỉ sau ngành năng lượng. Trong đó, nông nghiệp chiếm 40% lượng phát thải metan toàn cầu.
Khí mê-tan hình thành chủ yếu từ khí thải đường tiêu hóa của gia súc và phân bón (chiếm 32%) và từ việc nuôi trồng lúa nước (8%). Phân bón hóa học chứa nitơ, khi bón vào đất sẽ chuyển hóa một phần thành khí mê-tan. Bãi chôn lấp rác thải và trong nước thải sinh hoạt cũng có các chất khi phân huỷ tạo ra loại khí này
Tại Việt Nam, nhu cầu giảm phát thải khí mê-tan từ nông nghiệp ngày càng trở nên cấp bách, và các nỗ lực cần được thực hiện để đạt được mục tiêu giảm phát thải khí mê-tan theo cam kết quốc tế và cải thiện môi trường nông nghiệp Việt Nam cam kết giảm ít nhất 30% tổng lượng phát thải khí mê-tan vào năm 2030 so với mức năm 2020. Nhiều biện pháp đã được lên kế hoạch để nhằm đạt được mục tiêu này.
Đối với ngành nông nghiệp Việt Nam để đạt được mục tiêu này, dự án 1 triệu ha lúa phát thải thấp đã được triển khai thí điểm tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Dự án này không chỉ hướng tới việc giảm 10% lượng khí nhà kính phát thải mà còn tiềm năng mang về 2.500 tỷ đồng/năm từ việc bán tín chỉ carbon, tạo cơ hội cho cộng đồng và doanh nghiệp tham gia vào nỗ lực cải thiện môi trường nông nghiệp.
Theo TS. Nguyễn Thanh Mỹ, Chủ tịch HĐQT Mylan Group kiêm Tổng giám đốc Công ty CP Rynan Technologies VietNam, với sản lượng lúa gạo lớn, khu vực đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) tạo ra khoảng 26-27 triệu tấn rơm rạ mỗi năm, trong đó 70% lượng này bị đốt hoặc vùi vào đất. Hành động này không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn làm tăng phát thải khí mê-tan (CH4) và các khí nhà kính khác. Để đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, Chính phủ đã phê duyệt Đề án "Phát triển bền vững 1 triệu ha chuyên canh lúa chất lượng cao và phát thải thấp," nhằm giảm 10% lượng khí nhà kính phát thải.
Tại đề án này, một số chính sách mới sẽ được thực hiện thí điểm, như việc chi trả tín chỉ carbon dựa trên kết quả từ các vùng lúa chất lượng cao, phát thải thấp. Để bán tín chỉ carbon, cần có các số liệu đo phát thải khí mê-tan một cách minh bạch và rõ ràng. Hiện tại, phương pháp đo phổ biến tại Việt Nam sử dụng "buồng tích lũy khí," nhưng cách thức này gặp nhiều hạn chế về thời gian, công sức và tính chính xác.
Với quy trình đo đạc truyền thống, diện tích đo chỉ khoảng vài m2, và thường được thực hiện trong khoảng thời gian từ 8h00 đến 10h00 sáng. Điều này làm cho việc đo đạc trở nên công phu, không kịp thời và không thể phản ánh biến động của các yếu tố môi trường như nhiệt độ, thời tiết và lượng nước trong suốt cả ngày. Các kết quả từ phương pháp này không đủ chính xác và không đáp ứng yêu cầu minh bạch.
Trước nhu cầu thực tiễn, Công ty CP Rynan Technologies VietNam đã phát triển mạng lưới hệ thống giám sát phát thải khí mê-tan thông minh có tên là MethanEYE™ bằng cách áp dụng “trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật (AIoT)”, thu thập dữ liệu trên mặt đất kết hợp với dữ liệu viễn thám để giám sát phát thải khí mê-tan từ canh tác lúa ở diện rộng và thời gian thực với chi phí đầu tư hạ tầng thấp.
Đây là giải pháp công nghệ cao cho ngành nông nghiệp, sử dụng thuật toán trí tuệ nhân tạo (AI) để ước tính lượng phát thải khí mê-tan từ canh tác lúa tại ĐCSL theo thời gian thực trên diện rộng. Mạng lưới mày kết hợp dữ liệu thu thập từ vệ tinh và các hệ thống thông minh trên mặt đất, với mục tiêu cung cấp thông tin chính xác và giảm thiểu chi phí đầu tư hạ tầng.
Cụ thể, hệ thống MethanEYE™ tự động điều hòa nhiệt độ và sử dụng cảm biến để đo độ hấp thụ tia hồng ngoại gần của khí mê-tan tích lũy trong buồng khí. Ngoài ra, hệ thống còn tích hợp nhiều loại cảm biến khác nhau để đo các thông số như nhiệt độ đất (ở độ sâu 15 cm), nhiệt độ bề mặt đất (1cm), nhiệt độ không khí, cường độ ánh sáng, lượng chất dinh dưỡng trong đất, độ ẩm đất và mực nước trên ruộng.
Dữ liệu thu thập từ các cảm biến này sẽ được kết hợp với dữ liệu vệ tinh giám sát tuổi lúa, mực nước trên ruộng và các yếu tố thời tiết khác. Mạng lưới các hệ thống MethanEYE™ còn áp dụng các thuật toán trí tuệ nhân tạo để tạo ra "bản đồ trí tuệ nhân tạo sinh học (GenAI)" theo thời gian thực, hoạt động liên tục 24/24. Mục tiêu của hệ thống là cung cấp thông tin minh bạch và chính xác, giúp đo lường lượng phát thải khí mê-tan trên diện rộng mà không đòi hỏi chi phí đầu tư cao.
Các chỉ số khí mê-tan được đo lường theo thời gian thực trong suốt toàn bộ chu kỳ sinh trưởng của cây lúa. Kết quả được cung cấp dưới dạng biểu đồ trực quan với số liệu chính xác cho nông dân và các đơn vị liên quan. Thông tin này sẽ được hiển thị trên phần mềm quản trị trung tâm và cho phép nông dân cùng các đơn vị quản lý theo dõi qua smartphone.
Mạng lưới các hệ thống này còn giúp các cơ quan quản lý nhà nước giám sát quy trình canh tác và đảm bảo các tiêu chí, yêu cầu của đề án được thực hiện đúng. Từ đó, nông dân có thể điều chỉnh quy trình canh tác của mình cho phù hợp. Ví dụ, số liệu thực tế cho thấy nếu áp dụng kỹ thuật tưới ngập khô xen kẽ và rút 15 cm nước dưới mặt đất một lần trong một vụ, lượng phát thải khí mê-tan có thể giảm từ 20 đến 30%. Nếu rút nước 2-3 lần trong một vụ, mức giảm phát thải có thể đạt từ 40 đến 50%.
Từ đó, cơ quan quản lý có thể giám sát quy trình canh tác, xác định xem liệu những tiêu chí mà đề án yêu cầu đã được đạt được hay chưa. Các dữ liệu thu thập được cũng sẽ giúp các đối tác có nhu cầu mua tín chỉ carbon, vì họ rất cần những số liệu minh bạch và chính xác để đưa ra quyết định.
Với những tiềm năng hiện có, cùng với định hướng rõ ràng và nhận thức ngày càng nâng cao trong cộng đồng về quản lý chất thải và hoạt động canh tác, ngành nông nghiệp Việt Nam sẽ hoàn thành mục tiêu của mình trong việc giảm phát thải khí mê tan, góp phần vào các cam kết toàn cầu trong việc chống biến đổi khí hậu.
