Khí thải các-bon từ phân bón có thể giảm tới 80% vào năm 2050

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Cambridge đã phát hiện ra rằng 2/3 lượng khí thải từ phân bón đến sau khi phun trên ruộng và 1/3 lượng khí thải đến từ các quy trình sản xuất. Mặc dù phân bón gốc nitơ được biết đến là nguồn phát thải khí nhà kính chính, nhưng đây là lần đầu tiên đóng góp của loại phân bón này (từ sản xuất đến triển khai) được định lượng đầy đủ. Phân tích của các nhà nghiên cứu cho thấy rằng phân bón và phân bón tổng hợp thải ra lượng các-bon tương đương 2,6 gigaton mỗi năm – nhiều hơn cả ngành hàng không và vận chuyển trên toàn thế giới cộng lại.

Cần phải giảm khẩn cấp lượng khí thải các-bon từ phân bón, song điều này phải được cân bằng với nhu cầu về an ninh lương thực toàn cầu. Nghiên cứu trước đó đã ước tính rằng 48% dân số toàn cầu được nuôi bằng các loại cây trồng được trồng bằng phân bón tổng hợp và dân số thế giới dự kiến sẽ tăng 20% cho đến năm 2050.

Các nhà nghiên cứu rằng cần có sự kết hợp của các giải pháp chính sách và công nghệ có thể mở rộng để giảm lượng khí thải phân bón trong khi vẫn duy trì an ninh lương thực. Tuy nhiên, ước tính rằng nếu các giải pháp như vậy có thể được thực hiện trên quy mô lớn, lượng khí thải từ phân chuồng và phân bón tổng hợp có thể giảm tới 80%, xuống chỉ còn 1/5 mức hiện tại mà không làm giảm năng suất. Kết quả nghiên cứu được báo cáo trên tạp chí Nature Food.

Các tác giả nghiên cứu đã thực hiện một dự án đo lường chính xác tổng tác động của phân bón, một trong hai sản phẩm chính của ngành hóa dầu. Trong số tất cả các sản phẩm do ngành công nghiệp hóa dầu tạo ra, phần lớn - tới 74% - là nhựa hoặc phân bón.

Tác giả cho biết: “Để giảm lượng khí thải, điều quan trọng đối với chúng tôi là xác định và ưu tiên bất kỳ biện pháp can thiệp nào mà chúng tôi có thể thực hiện để làm cho phân bón ít gây hại hơn cho môi trường. “Nhưng nếu chúng ta định làm điều đó, trước tiên chúng ta cần có một bức tranh rõ ràng về toàn bộ vòng đời của những sản phẩm này.”

Các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ các dòng phân bón và phân bón tổng hợp toàn cầu cũng như lượng khí thải của chúng cho năm 2019, dọc theo tất cả các giai đoạn của vòng đời, bằng cách điều hòa việc sản xuất và tiêu thụ phân bón nitơ và các hệ số phát thải khu vực trên chín khu vực trên thế giới.

Sau khi hoàn thành phân tích, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng không giống như nhiều sản phẩm khác, phần lớn lượng khí thải từ phân bón không xảy ra trong quá trình sản xuất mà trong quá trình sử dụng.

Các nhà nghiên cứu đã liệt kê và định lượng tác động lý thuyết tối đa của các phương pháp giảm thiểu khác nhau – hầu hết các phương pháp này đã được biết đến, nhưng tác động tiềm năng tối đa của chúng chưa được định lượng.

Khí thải từ quá trình sản xuất phân bón tổng hợp phần lớn là từ quá trình tổng hợp amoniac, một phần là do các phản ứng hóa học được sử dụng trong quá trình sản xuất. Biện pháp giảm thiểu hiệu quả nhất ở giai đoạn sản xuất sẽ là ngành công nghiệp khử cacbon cho hệ thống sưởi và sản xuất hydro. Ngoài ra, phân bón có thể được trộn với các hóa chất gọi là chất ức chế nitrat hóa, ngăn vi khuẩn hình thành oxit nitơ. Tuy nhiên, những hóa chất này có khả năng làm cho phân bón đắt hơn.

Tuy nhiên, cách hiệu quả nhất để giảm lượng khí thải liên quan đến phân bón là giảm lượng phân bón mà chúng ta sử dụng. Serrenho cho biết: “Chúng tôi cực kỳ kém hiệu quả trong việc sử dụng phân bón. “Chúng tôi đang sử dụng nhiều hơn mức cần thiết, điều này không hiệu quả về mặt kinh tế và đó là do các phương thức canh tác. Nếu chúng ta sử dụng phân bón hiệu quả hơn, chúng ta sẽ cần ít phân bón hơn đáng kể, điều này sẽ làm giảm lượng khí thải mà không ảnh hưởng đến năng suất cây trồng”.

Các nhà nghiên cứu cũng xem xét hỗn hợp phân bón được sử dụng trên khắp thế giới, thay đổi theo vùng. Các nhà nghiên cứu nói rằng việc thay thế một số loại phân bón có lượng khí thải cao nhất, chẳng hạn như urê, bằng amoni nitrat trên toàn thế giới có thể giảm thêm lượng khí thải từ 20% đến 30%. Tuy nhiên, điều này sẽ chỉ có lợi sau khi khử cacbon cho ngành phân bón.

“Không có giải pháp nào hoàn hảo. Chúng ta cần suy nghĩ lại về cách chúng ta sản xuất lương thực và loại khuyến khích kinh tế nào hiệu quả nhất. Có lẽ điều đó có nghĩa là trả tiền cho nông dân để tạo ra ít khí thải hơn, có lẽ điều đó có nghĩa là trả nhiều tiền hơn cho thực phẩm. Chúng ta cần tìm ra sự kết hợp phù hợp giữa các giải pháp tài chính, công nghệ và chính sách để giảm lượng khí thải trong khi vẫn giữ cho thế giới đủ ăn”.

Các nhà nghiên cứu ước tính rằng bằng cách thực hiện tất cả các biện pháp giảm thiểu đã phân tích ở trên, lượng khí thải từ lĩnh vực phân bón có thể giảm tới 80% vào năm 2050./.