Từ rác thải đến tài nguyên: Công nghệ sinh học mở đường cho kinh tế xanh TP.HCM
Từ những phụ phẩm tưởng như bỏ đi, công nghệ sinh học đang mở ra những chuỗi giá trị mới, đặt nền móng cho kinh tế sinh học tuần hoàn và tăng trưởng xanh.
Nội dung được đề cập trong nghiên cứu “Xu hướng phát triển của công nghệ sinh học trong kỷ nguyên biến đổi khí hậu: Giải pháp xanh và bền vững” của TS Vũ Thị Quyền - Trưởng ngành Công nghệ sinh học, Trưởng Bộ môn Khoa học sự sống, Khoa Công nghệ ứng dụng, Trường Đại học Văn Lang (VLU).
Từ nông nghiệp thích ứng đến biến phụ phẩm thành tài nguyên
Biến đổi khí hậu đang làm thay đổi những bài toán vốn quen thuộc của công nghệ sinh học. Nhiệt độ tăng, hạn hán, xâm nhập mặn, thời tiết cực đoan, dịch bệnh mới cùng lượng chất thải ngày càng lớn buộc công nghệ sinh học phải hướng đến nhiều mục tiêu cùng lúc: tăng khả năng thích ứng, giảm phát thải, sử dụng hiệu quả tài nguyên và tạo thêm giá trị kinh tế.
Theo TS. Vũ Thị Quyền, sự phát triển của công nghệ chỉnh sửa gen, sinh học tổng hợp, kỹ thuật hệ vi sinh vật đang ngày càng kết hợp với trí tuệ nhân tạo (AI), dữ liệu lớn, công nghệ Omics và tự động hóa. Chu trình “Design - Build - Test - Learn” giúp rút ngắn thời gian thiết kế, thử nghiệm và tối ưu các sinh thể, enzyme hoặc quy trình sinh học, đồng thời tạo điều kiện đánh giá cụ thể hơn tác động môi trường của sản phẩm.
Trong nông nghiệp, hướng tiếp cận mới tập trung vào mối quan hệ “Đất - Cây - Vi sinh vật”, thay vì phụ thuộc chủ yếu vào phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật. Các vi sinh vật định sinh (PGPR), nấm cộng sinh cùng công nghệ chẩn đoán nhanh có thể được ứng dụng để nâng cao sức chống chịu tự nhiên của cây trồng trước những biến động của khí hậu.
Công nghệ sinh học cũng mở rộng sang khâu sau thu hoạch, nơi tổn thất nông sản vẫn là một vấn đề lớn. Một số chế phẩm sinh học đã được nghiên cứu, thử nghiệm để kéo dài thời gian bảo quản. Chitosan chiết xuất từ vỏ tôm có thể giúp bảo quản xoài, thanh long đến 30 ngày và vải thiều đến 14 ngày. Giấm tre, giấm gỗ, bột neem và dầu sachi được thử nghiệm để kéo dài thời gian tươi của trái cây đến 50 ngày, đồng thời giúp rau củ bảo quản trong điều kiện gia đình lâu hơn 2–3 lần so với thông thường.
Từ cách tiếp cận này, phụ phẩm nông nghiệp, chất thải hữu cơ và sinh khối đô thị được nhìn nhận như những nguồn nguyên liệu có thể tiếp tục tạo giá trị thay vì kết thúc ở khâu xử lí.
Công nghệ biorefinery cho phép phân tách và chuyển hóa các thành phần trong sinh khối như cellulose, chitin, lignin thành những sản phẩm có giá trị cao hơn. Cành cây tỉa đô thị, phế phẩm tre nứa có thể được khai thác để sản xuất biochar, giấm gỗ, giấm tre phục vụ cải tạo đất và các ứng dụng sinh học. Thân cây chuối được nghiên cứu để tạo túi sinh học và phân bón; vỏ cà phê được khai thác làm trà Cascara; nhiều phụ phẩm thực phẩm và cây trồng cũng có thể trở thành nguyên liệu cho vật liệu sinh học, bao bì phân hủy sinh học hoặc các sản phẩm mới.
Những hướng đi này tạo nên sự chuyển dịch từ mô hình tuyến tính “tài nguyên - sản xuất - tiêu dùng - chất thải” sang mô hình sinh học tuần hoàn, trong đó chất thải và phụ phẩm được đưa trở lại chuỗi sản xuất dưới dạng nguyên liệu mới.
TP.HCM có thể trở thành trung tâm kinh tế sinh học xanh
Theo TS. Vũ Thị Quyền, lợi thế của TP.HCM trong phát triển kinh tế sinh học không nằm chủ yếu ở nguồn sinh khối, mà ở khả năng kết nối tri thức, công nghệ, doanh nghiệp, vốn và thị trường. Hệ thống trường đại học, viện nghiên cứu, doanh nghiệp công nghệ, hệ sinh thái đổi mới sáng tạo và thị trường lớn tạo điều kiện để thành phố đóng vai trò điều phối các chuỗi giá trị sinh học trong khu vực phía Nam.
Từ góc nhìn này, TP.HCM có thể hình thành một hệ sinh thái từ nghiên cứu và phát triển (R&D), thử nghiệm công nghệ, đánh giá vòng đời và dấu chân carbon đến thương mại hóa, thay vì dừng lại ở việc nghiệm thu các đề tài nghiên cứu.
Lộ trình được TS.Vũ Thị Quyền đề xuất chia thành 3 giai đoạn. Trong giai đoạn 2026–2027, thành phố tập trung xây dựng bản đồ năng lực công nghệ sinh học, xác định các chương trình ưu tiên như nông nghiệp đô thị, tuần hoàn rác hữu cơ, biorefinery, phục hồi môi trường, y dược sinh học và AI - Omics.
Giai đoạn 2028–2030 hướng đến triển khai 10–15 dự án thí điểm, phát triển hạ tầng phòng thí nghiệm dùng chung và cơ chế đồng tài trợ để hỗ trợ thương mại hóa. Từ năm 2031 đến 2035, mục tiêu là hoàn thiện các chuỗi kinh tế sinh học liên vùng, từng bước đưa công nghệ và sản phẩm sinh học ra thị trường khu vực.
Để nghiên cứu có thể đi đến thị trường, TS. Vũ Thị Quyền cho rằng cần thay đổi cách tiếp cận từ “tài trợ đề tài” sang kiến tạo thị trường và hệ sinh thái đổi mới sáng tạo. Trong đó, cơ quan quản lí có thể đặt hàng nghiên cứu theo những bài toán thực tế của đô thị; xây dựng các mô hình thử nghiệm, Living Lab; đầu tư hạ tầng nghiên cứu dùng chung; hỗ trợ doanh nghiệp vượt qua giai đoạn mở rộng sản xuất và thúc đẩy mua sắm công đối với các sản phẩm sinh học, tuần hoàn.
Cùng với đó là yêu cầu đào tạo nhân lực liên ngành, kết hợp sinh học với kỹ thuật, dữ liệu và AI. Hiệu quả của công nghệ cũng cần được đánh giá bằng những chỉ số cụ thể như phân tích vòng đời sản phẩm (LCA), dấu chân carbon, dấu chân nước và hiệu quả kinh tế, thay vì chỉ dựa vào số lượng đề tài hay sản phẩm được tạo ra.
Từ những thay đổi đó, công nghệ sinh học đang mở rộng phạm vi từ phòng thí nghiệm ra nông nghiệp, môi trường, đô thị và sản xuất. Khi được kết nối với công nghệ số, kỹ thuật và mô hình kinh tế tuần hoàn, các nguồn phụ phẩm và chất thải có thể trở thành đầu vào cho những chuỗi giá trị mới, đồng thời mở thêm dư địa cho tăng trưởng xanh.
