Tình trạng dễ bị tổn thương của châu Âu trước sự gián đoạn nguồn cung LNG chưa bao giờ rõ ràng đến thế. Kể từ cuối tháng Hai, việc Iran đóng cửa eo biển Hormuz đã làm gián đoạn khoảng 20% giao dịch LNG toàn cầu. Châu Âu nhập khẩu khoảng 10% lượng LNG của mình qua eo biển này, và với lượng khí dự trữ trên khắp lục địa đã cạn kiệt sau một mùa đông khó khăn, áp lực đối với các nhà hoạch định chính sách trong việc đẩy nhanh sản xuất khí đốt tái tạo trong nước là rất lớn.
EU đã cấm nhập khẩu toàn bộ khí đốt và LNG từ Nga vào tháng 1 năm 2026, thay thế bằng nguồn cung LNG toàn cầu và tăng cường sản xuất khí sinh học. Câu hỏi đặt ra là liệu sự tăng tốc này có diễn ra đủ nhanh và đúng hướng hay không.
Nghịch lý Pháp
Pháp là một ví dụ điển hình hữu ích. Đây là một trong những quốc gia sản xuất khí sinh học hàng đầu châu Âu và đã gần như tăng gấp đôi công suất lắp đặt trong những năm gần đây. Trong quý đầu tiên năm 2026, có 818 địa điểm trên khắp cả nước đang bơm khí sinh học vào mạng lưới khí đốt, với tổng công suất phát điện là 15.7 TWh mỗi năm. Tuy nhiên, con số ấn tượng này che khuất một vấn đề mang tính cấu trúc. Một đánh giá được bình duyệt công bố trên tạp chí... Xem xét đánh giá năng lương tái tạo và năng lượng lưu trữ Ước tính tiềm năng khí sinh học từ nông nghiệp của Pháp là 64.1 TWh mỗi năm, chủ yếu từ phân gia súc, và có thể tăng lên 108.7 TWh nếu việc trồng cây che phủ được phổ biến rộng rãi trên toàn hệ thống canh tác. Khoảng cách giữa sản lượng thực tế và nguồn lực sẵn có không chủ yếu là vấn đề công nghệ, mà là vấn đề về địa lý và kinh tế.
Mạng lưới khí đốt của Pháp, giống như hầu hết các mạng lưới khác ở châu Âu, được xây dựng để phục vụ các khu dân cư. Nhiều trang trại nằm cách xa điểm bơm khí gần nhất, và chi phí để rút ngắn khoảng cách đó là quá cao.
“Hầu hết các trang trại đều nằm cách xa lưới điện,” Jules Vasse, người đứng đầu bộ phận quan hệ công chúng của công ty khởi nghiệp SUBLIME Énergie của Pháp, cho biết. “Chi phí cho mỗi km đường dây điện lên tới khoảng 100,000 euro.”
Đối với một trang trại sản xuất khí sinh học với khối lượng khiêm tốn, phép tính hiếm khi khả thi. Hoặc là chi phí đầu tư cơ sở hạ tầng ban đầu quá lớn, hoặc sản lượng của trang trại quá nhỏ để biện minh cho chi phí kết nối khi phân bổ trên khối lượng sản xuất thực tế. Kết quả là một phần đáng kể nguồn khí sinh học nông nghiệp của Pháp không được sử dụng hoặc được đưa vào các hệ thống đồng phát điện mà nhà nước Pháp hiện đang tìm cách loại bỏ dần.
Hệ thống đồng phát điện và nhiệt năng — sự kết hợp sản xuất nhiệt và điện từ khí sinh học — là mô hình chủ đạo cho thế hệ đầu tiên của các hệ thống xử lý khí sinh học tại trang trại. Mô hình này có quy mô khả thi nhưng lại kém hiệu quả về mặt năng lượng. "Chúng ta đã lãng phí rất nhiều nhiệt và không tận dụng tối đa lượng nhiệt đó", Vasse nhận xét.
Chính sách của châu Âu đã chuyển mạnh mẽ sang khí sinh học (biomethane), loại khí giữ được giá trị năng lượng cao hơn. Nhưng sự chuyển đổi này lại tạo ra vấn đề về khả năng tiếp cận: xu hướng chuyển từ sản xuất nhiệt điện kết hợp sang sản xuất khí sinh học đặt ra những thách thức đặc biệt đối với các nhà máy nhỏ không nằm gần đường ống dẫn khí tự nhiên. Hiện tại, trung bình mất ba năm kể từ khi bắt đầu nghiên cứu tính khả thi của việc kết nối đến khi vận hành một đơn vị sản xuất khí sinh học. Và với mục tiêu của Pháp năm 2030 là đạt 10% khí tái tạo trong tiêu thụ quốc gia, thời gian là yếu tố mà ngành này không có nhiều.
Mô hình Milkrun
Giải pháp mà SUBLIME Énergie đề xuất hoàn toàn bỏ qua lưới điện. Thay vì nâng cấp khí sinh học tại chỗ và bơm vào đường ống, công ty này hóa lỏng hỗn hợp khí sinh học thô — gồm khí mêtan sinh học, CO2 sinh học và chất mang độc quyền — trực tiếp tại trang trại. Sau đó, xe bồn sẽ thu gom khí hóa lỏng vài ngày một lần và vận chuyển đến một trung tâm phân phối chung cho khoảng mười trang trại trong bán kính 60 km.
Tại trung tâm, quá trình chưng cất đông lạnh tách ba thành phần thành bio-LNG, bioCO2 lỏng và chất mang có thể thu hồi. Không sản phẩm nào được đưa vào mạng lưới khí đốt. Bio-LNG được bán trực tiếp cho các nhà vận tải hạng nặng, còn bioCO2 lỏng được bán cho các khách hàng công nghiệp như các nhà trồng cây trong nhà kính. SUBLIME gọi mô hình hậu cần này là "chuyến giao sữa", vì nó hoạt động tương tự như các hợp tác xã sữa.
Việc tách bioCO2 khỏi biomethane là quy trình trước đây khiến việc nâng cấp khí sinh học tại trang trại trở nên quá tốn kém. Khi biomethane được hóa lỏng, thành phần CO2 sẽ kết tinh thay vì hóa lỏng, khiến việc vận chuyển trở nên bất khả thi. Chất mang được cấp bằng sáng chế của SUBLIME giúp ổn định hỗn hợp tại điểm hóa lỏng, cho phép toàn bộ dòng khí sinh học được vận chuyển trong một lần bằng xe bồn trước khi quá trình tách diễn ra trên quy mô lớn tại trung tâm. “Chúng tôi chỉ cần hóa lỏng tại trang trại, thu gom và đưa đến trung tâm,” Vasse nói. “Nhờ công nghệ này, chúng tôi không cần đến mạng lưới khí đốt.”
Tổng quan về quy trình SUBLIME Energie.
Tháng trước, SUBLIME Énergie đã khánh thành Charlie, được mô tả là hệ thống đầu tiên trên thế giới có khả năng hóa lỏng khí sinh học trực tiếp tại trang trại, tại khu vực Gazéa ở Plélo, Brittany. Hệ thống trình diễn này có công suất hàng năm khoảng 180 tấn khí sinh học hóa lỏng (bio-LNG) và 330 tấn CO2 sinh học dạng lỏng. Trang trại Gazéa là một trang trại chăn nuôi lợn, và khí sinh học được tạo ra từ bể phân hủy kỵ khí hiện có của trang trại.
Các phiên bản trước đó — Alpha và Bravo — đều ở quy mô phòng thí nghiệm. Charlie là thiết bị đầu tiên hoạt động với khí sinh học thực tế từ trang trại trong điều kiện làm việc. “Chúng tôi đã đạt được thành công về mặt kỹ thuật trong việc hóa lỏng khí sinh học trong phòng thí nghiệm,” Vasse nói. “Vì vậy, nhờ Charlie, chúng tôi sẽ hóa lỏng trực tiếp tại trang trại, với khí sinh học thực tế. Đây là một bước mở rộng quy mô.”
Một hệ thống tuần hoàn
Tính tuần hoàn của mô hình không chỉ giới hạn ở năng lượng. Quá trình phân hủy kỵ khí tạo ra chất cặn bã rắn – phần còn lại sau khi chiết xuất khí sinh học – hoạt động như một loại phân bón tự nhiên. Ở những trang trại áp dụng phương pháp phân hủy tại chỗ, chất cặn bã rắn sẽ được giữ lại trong trang trại và sử dụng tại địa phương.
Trên khắp châu Âu, chất thải từ quá trình phân hủy sinh học đã có tiềm năng thay thế 17% lượng phân bón gốc nitơ của EU, và con số này dự kiến sẽ tăng lên trên 65% vào năm 2040 khi ngành này phát triển mạnh.
Điều đó đặc biệt quan trọng vào thời điểm hiện tại. Cuộc khủng hoảng eo biển Hormuz đã làm gián đoạn chuỗi cung ứng phân bón toàn cầu, với giá urê tăng 50% kể từ khi chiến tranh bắt đầu.
Khu vực Vịnh là nhà sản xuất chính các loại phân bón nitơ có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch mà các trang trại châu Âu phụ thuộc vào.
Một mô hình thu giữ khí sinh học để sản xuất năng lượng và trả lại chất thải sau quá trình phân hủy cho đất sẽ giảm sự phụ thuộc ở cả hai khía cạnh.
Bio-LNG cũng nhắm đến một lĩnh vực mà điện năng tái tạo cho đến nay vẫn chưa thể tiếp cận. Bio-LNG cung cấp một giải pháp thay thế ít phát thải carbon cho diesel trong vận tải hạng nặng, giảm phát thải khí nhà kính lên đến 85%.
Điều này cũng áp dụng được cho máy móc hàng hải và nông nghiệp — những lĩnh vực mà việc điện khí hóa pin vẫn còn chưa khả thi ở quy mô và chu kỳ hoạt động cần thiết.
Lễ khai trương trang web Charlie.
Bức tranh pháp lý
Ông Vasse cũng chỉ ra một công cụ pháp lý song song hiện đang được hoàn thiện. Được gọi là IRICC — chương trình khuyến khích giảm cường độ carbon của nhiên liệu của Pháp, dựa trên Chỉ thị Năng lượng Tái tạo sửa đổi của EU — khung pháp lý này đưa ra các mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính cụ thể cho từng ngành đối với nhiên liệu vận tải, với mục tiêu cho ngành đường bộ bắt đầu ở mức 5.9% vào năm 2026 và tăng lên 10.6% vào năm 2030. Các nhà cung cấp nhiên liệu không đáp ứng được các mục tiêu này sẽ phải đối mặt với các hình phạt, tạo ra tín hiệu giá trực tiếp có lợi cho khí sinh học LNG. “Chúng tôi sẽ có thể nói chuyện với nhà đầu tư, với cả nông dân nữa, bởi vì họ cần chắc chắn rằng chúng tôi có mức giá tốt trên thị trường”, ông Vasse nói.
Vasse cũng nêu lên một câu hỏi chính sách sâu sắc hơn mà Pháp vẫn chưa giải quyết được: liệu các quy định nông nghiệp trong tương lai có nên ưu tiên nguyên liệu từ phân chuồng hơn là cây trồng năng lượng hay không, để tránh bất kỳ sự cạnh tranh nào giữa sản xuất nhiên liệu và an ninh lương thực. Ông lập luận: “Nếu chúng ta muốn quá trình phân hủy kỵ khí phục vụ một nền nông nghiệp có trách nhiệm hơn, chúng ta cần có quy định nói rằng phân chuồng có nhiều lợi ích hơn so với cây trồng. Không nên đặt sản xuất năng lượng và an ninh lương thực vào thế cạnh tranh.”
SUBLIME Énergie hiện đang chuẩn bị Delta, dự án quy mô thương mại đầu tiên của họ, sẽ kết nối khoảng mười trang trại với một trung tâm xử lý chung trong cùng khu vực Brittany, dự kiến đi vào hoạt động năm 2028. Ông Vasse ước tính công ty cuối cùng có thể thực hiện hơn một nghìn dự án trên khắp châu Âu vào năm 2050, dựa trên nguồn tài nguyên mà SUBLIME ước tính là 26 TWh tiềm năng khí sinh học ngoài lưới điện chưa được khai thác chỉ riêng ở Pháp.
Liệu tham vọng lớn hơn có thể được hiện thực hóa nhanh chóng hay không phụ thuộc vào nhiều yếu tố hơn là chỉ sự khéo léo của các công ty khởi nghiệp. Sự ổn định chính sách, cơ chế định giá công bằng và tín hiệu pháp lý rõ ràng về tương lai của năng lượng quy mô nông trại đều là những điều kiện tiên quyết. Nhưng khi cuộc khủng hoảng Hormuz tiếp tục phơi bày sự mong manh của sự phụ thuộc vào nhập khẩu của châu Âu, thì việc coi chất thải nông nghiệp như một nguồn năng lượng chiến lược lại càng dễ thuyết phục hơn bao giờ hết.
