Nghiên cứu mở ra khả năng giảm 80% lượng phát thải khí nhà kính từ phân bón

Phân bón là một trong các tác nhân tạo ra khí nhà kính, chiếm khoảng 2% lượng khí thải toàn cầu.

Tuy nhiên, 1 nhóm các nhà nghiên cứu từ Anh đã xây dựng một lộ trình định lượng nguồn phát thải và vạch ra những phương pháp giảm thiểu một cách khả thi. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Food đã phát hiện ra rằng 2/3 tổng lượng khí thải nhà kính xảy ra sau khi phân bón được bón vào đất trồng trọt, trong khi 1/3 lượng khí thải là do sản xuất phân bón. Tuy nhiên, nghiên cứu kể trên cho thấy sự kết hợp của các biện pháp can thiệp kỹ thuật, nông nghiệp và chính sách trong lĩnh vực này có thể giảm tới 80% lượng khí nhà kính thải ra vào năm 2050.

Ảnh minh họa. Nguồn: MIT

Những nhà khoa học thuộc dự án cho biết tăng hiệu quả sử dụng phân bón là chiến lược hiệu quả nhất để giảm lượng khí thải. Nông nghiệp chính xác, thời điểm áp dụng, sử dụng các giống cây trồng cải tiến giúp sử dụng phân bón tốt hơn và áp dụng các phương pháp tưới tiêu cải tiến được vạch ra là những cách để giảm gần 50% lượng khí thải.

Các nhà khoa học gợi ý rằng việc thay thế một số loại phân bón có lượng khí thải cao nhất, chẳng hạn như urê bằng amoni nitrat, có thể giảm lượng khí thải ở bất kỳ đâu từ 20% đến 30%. Phân bón có thể được trộn với các hóa chất được gọi là chất ức chế nitrat hóa, ngăn vi khuẩn hình thành oxit nitơ, dẫn đến giảm phát thải từ 42% đến 55%.

Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên thuộc loại này thực hiện các tính toán từ sản xuất hóa dầu đến ứng dụng nông nghiệp. Đáng chú ý, các phát hiện cũng tiết lộ rằng phân chuồng và phân bón tổng hợp thải ra lượng khí carbon tương đương 2,6 gigaton mỗi năm - nhiều hơn lượng khí thải do ngành hàng không và vận chuyển toàn cầu cộng lại.

Đồng tác giả của nghiên cứu André Cabrera Serrenho - người hiện là trợ lý giáo sư cho Khoa Kỹ thuật của Đại học Cambridge (Anh) - cho biết: “Tôi thấy điều này mở ra cánh cửa cho rất nhiều câu hỏi quan trọng khác về cách chúng ta có thể giảm lượng phân bón nhiều nhất có thể mà không làm giảm năng suất cây trồng. Đây là điều rất quan trọng và chúng tôi đã bắt đầu vẽ nên một bức tranh rõ ràng hơn về tất cả”.

Cả quá trình sản xuất và sử dụng phân bón, đặc biệt là phân đạm, đều giải phóng khí carbon dioxide, nitơ oxit và khí mê-tan. Khí tự nhiên, than và dầu được sử dụng làm nguyên liệu và nhiên liệu để sản xuất là amoniac - một thành phần quan trọng trong phân bón. Các khí này cũng được giải phóng từ quá trình khai thác và đốt cháy các nhiên liệu này cũng như sản phẩm của các phản ứng hóa học. Phát thải bổ sung là kết quả của việc tạo ra điện được sử dụng để chạy máy nén và máy bơm.

Khi phân bón được sử dụng trên đất trồng trọt, oxit nitơ được tạo ra thông qua phản ứng hóa học giữa vi khuẩn trong đất và phân bón thông qua quá trình nitrat hóa và khử nitrat. Carbon dioxide cũng được tạo ra khi phân hủy urê và ammonium bicarbonate trong đất.

Bài nghiên cứu cho biết rằng các khuyến nghị của nghiên cứu sẽ chỉ có giá trị nếu ngành phân bón thực hiện các bước để khử cacbon - một lĩnh vực cụ thể mà đầu tư công và tư nhân cũng có thể mang lại lợi ích. Điện phân có thể được sử dụng để cung cấp hydro thay thế quá trình tổng hợp amoniac, trong đó có thể giảm tới 27% tổng lượng khí thải. Điện khí hóa quy trình sản xuất bằng cách sử dụng hệ thống sưởi điện cũng có khả năng giảm 21% tổng lượng khí thải bằng cách tránh đốt cháy nhiên liệu. Thu hồi và lưu trữ carbon cũng được phác thải là có khả năng giảm 25% lượng khí thải hiện tại vào năm 2050.

Nhà nghiên cứu Cabrera Serrenho cho biết ông hy vọng nghiên cứu này sẽ giúp tạo điều kiện thuận lợi cho chính sách công tốt hơn đối với việc giảm phát thải.

“Làm nông nghiệp là 1 ngành kinh doanh cực kỳ khó khăn vào lúc này. Hiện tại có rất ít khuyến khích cho cả nông dân và các công ty phân bón quan tâm đến khí thải hoặc giải quyết việc sử dụng phân bón vì chủ yếu là do chi phí. Tôi tin rằng nghiên cứu của chúng tôi nhấn mạnh một số nhu cầu khuyến khích để tạo điều kiện thuận lợi cho hành vi” - ông Serrenho cho biết.

Những phát hiện của nghiên cứu đưa ra trong bối cảnh lạm phát toàn cầu lan rộng và các quốc gia như Hà Lan, New Zealand và Canada phải đối mặt với căng thẳng chính trị cùng với việc những người nông dân lo ngại các chính sách giảm phát thải nông nghiệp sẽ cắt giảm sản xuất lương thực và do đó ảnh hưởng đến lợi nhuận của họ. Nhưng đối với Hoa Kỳ, nơi chính quyền Tổng thống Joe Biden đã chỉ rõ rằng lượng khí thải ròng bằng 0 sẽ yêu cầu điều chỉnh các hệ thống nông nghiệp, những khuyến nghị của nghiên cứu đưa ra một hướng đi khả thi.

Ông Serrenho cho biết nghiên cứu mới chỉ vạch ra bề nổi của những gì có thể. Ngay bây giờ, ông rất muốn khám phá tác động của những thay đổi cụ thể trong chế độ ăn uống đối với việc sử dụng phân bón và phát thải khí nhà kính.

“Điều đáng nói là chúng ta vẫn còn 20% lượng khí thải chưa được tính đến, rằng chúng ta không biết làm cách nào để có thể loại bỏ chúng. Điều này rất quan trọng nhưng vẫn đáng lo ngại khi chúng ta đặt mục tiêu để hệ thống thực phẩm bền vững hơn” - ông Serrenho chia sẻ.