Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp (RIAM) - Bộ Công Thương đã nghiên cứu, chế tạo thành công nhiều hệ thống dây chuyền, máy móc ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp. Hệ thống có ưu điểm sử dụng nguồn năng lượng tái tạo từ phế phụ phẩm nông nghiệp góp phần xử lý môi trường và phát triển nguồn năng lượng xanh, sạch, bền vững. Nghiên cứu đã được Bộ Công Thương đề nghị xét tặng Giải thưởng Nhà nước về KHCN đợt 6. 

PGS. TS. Nguyễn Đình Tùng, Viện trưởng Viện RIAM đã có những trao đổi về giá trị và ý nghĩa của cụm công trình này. 

PGS. TS. Nguyễn Đình Tùng: Cụm công trình gồm hai nhóm chính. Nhóm thứ nhất tập trung vào lĩnh vực sấy/chế biến hạt giống (ngô, lạc) tiết kiệm năng lượng nhằm chủ động hơn về giống, nâng cao giá trị sản xuất, giá trị gia tăng cho doanh nghiệp, HTX và người nông dân. Nhóm thứ hai tập trung vào lĩnh vực chuyển đổi nguồn năng lượng tái tạo từ phế phụ phẩm nông nghiệp theo công nghệ khí hóa quy mô công nghiệp nhằm tận dụng phế phụ phẩm và giảm thiểu ô nhiễm môi trường ứng dụng ngay cho sản xuất nông nghiệp theo hướng “khép kín” kinh tế tuần hoàn. Nguyên lý kết cấu của hệ thống dây chuyền đồng bộ, linh hoạt, hiện đại phù hợp với đối tượng sản xuất, điều kiện sản xuất, môi trường sản xuất và trình độ sản xuất của Việt Nam, nhờ vậy hạn chế được việc nhập khẩu dây chuyền công nghệ nước ngoài, tránh “chảy máu” ngoại tệ, không cần phải “Việt Nam hóa” cho phù hợp với điều kiện Việt Nam so với trường hợp nhập khẩu dây chuyền thiết bị từ nước ngoài về.

Các công trình trong cụm công trình có “trình độ” công nghệ ngang với các nước trong khu vực và trên Thế giới như Châu Âu (Đức, Áo) hay Châu Á (Nhật Bản, Hàn Quốc), thậm chí có những nét “mới hơn” so với thế giới. Ví dụ sấy lạc giống theo công nghệ sấy tháp, khí hóa phụ phẩm nông nghiệp (lõi ngô, vỏ trấu) theo nguyên lý liên tục không cần ép thành viên. Bằng chứng chứng minh về trình độ khoa học/mức độ khoa học không thua kém thế giới thông qua các sáng chế đã được cấp bằng, các bài báo khoa học đăng trên các tạp chí khoa học uy tín, hoặc thông qua việc đấu thầu rộng rãi trên toàn quốc. 

Các kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng ngay vào sản xuất, góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho các nhà đầu tư, nâng cao giá trị gia tăng cho các sản phẩm nông nghiệp. Kết quả nghiên cứu còn là thành tựu, góp phần bảo vệ môi trường và giảm phát thải khi ứng dụng chuyển đổi các phế phụ phẩm trong sản xuất nông nghiệp thành nguồn năng lượng sạch thông qua công nghệ năng lượng tái tạo từ khí hóa.

Cụm công trình đã góp phần thay đổi tư duy tiết kiệm năng lượng và thúc đẩy nền sản xuất nông nghiệp “xanh”, bền vững ngày một phát triển hơn ở Việt Nam trong tương lai.

Các kết quả nghiên cứu trong cụm công trình đều xuất phát từ nhu cầu thực tiễn của doanh nghiệp (xuất phát từ CẦU) trong sản xuất, từ thực trạng, tiềm năng và xu hướng phát triển theo công nghệ năng lượng tái tạo ứng dụng trong nông nghiệp, tiết kiệm năng lượng trong sản suất nhằm nâng cao giá trị cho doanh nghiệp hướng tới nền nông nghiệp sản xuất xanh - sạch và bền vững theo chuỗi khép kín, tuần hoàn. Không chỉ vậy, trong xu thế hội nhập với thế giới thì sản xuất cần chú ý tới môi trường và đối tượng nghèo nhằm tạo công ăn việc làm cho bộ phận “người yếu thế”.

PGS. TS. Nguyễn Đình Tùng: Việt Nam có lượng phụ phẩm nông nghiệp dư thừa sau sản xuất/chế biến chưa sử dụng hiệu quả, thậm chí bỏ lãng phí ra môi trường. Khi chuyển đổi các nguồn phụ phẩm nông nghiệp này theo công nghệ chuyển đổi năng lượng, tận dụng sử dụng ngay cho lĩnh vực sấy, chế biến nông sản sẽ góp phần tiết kiệm nhiều về kinh tế. Bài toán sinh khối (phụ phẩm nông nghiệp) là bài toán vận chuyển. Phụ phẩm được  tái sử dụng hiệu quả tại chỗ ngay sau sản xuất/chế biến đã là bài toán tiết kiệm kinh tế. 

Mặt khác, phần lớn đối tượng khách hàng ứng dụng kết quả công nghệ từ nghiên cứu của Cụm công trình/Viện ở các vùng miền núi, kinh tế khó khăn, xa xôi. Bởi vậy khi sử dụng công nghệ khí hóa sinh khối ngay tại chỗ không cần dùng đến nhiên liệu than đốt (nhiên liệu hóa thạch gây phát thải) và hạn chế người dân “phá rừng” làm củi đốt.

Xét về hiệu quả kinh tế, Cụm công trình giúp tiết kiệm giá thành đầu tư. Giá thành đầu tư hệ thống dây chuyền thiết bị từ kết quả nghiên cứu của Cụm công trình chỉ bằng khoảng 30 - 35% so với giá thành nhập khẩu từ các nước châu Âu (Đức); và khoảng 44 - 55% so với giá thành nhập khẩu từ các nước châu Á (Hàn Quốc, Nhật Bản).

Về hiệu quả kỹ thuật, hệ thống dây chuyền từ kết quả nghiên cứu của Cụm công trình có nhiều ưu điểm nổi trội, có tính mới, khoa học so với mẫu máy trong nước cũng như trên thế giới. Nhiều máy móc, thiết bị chính trong hệ thống dây chuyền đồng bộ này đã được “TÍCH HỢP” nhiều “ƯU ĐIỂM” từ nhiều máy của các nước phát triển trên Thế giới có công nghệ hiện đại (Đức, Nhật Bản, Mỹ, Anh, Hàn Quốc…). Đặc biệt rất phù hợp với điều kiện ứng dụng ở Việt Nam, đáp ứng được yêu cầu về tính khoa học, kỹ thuật hợp lý, tiết kiệm năng lượng và giá thành đầu tư ban đầu cho hệ thống dây chuyền thiết bị thấp. Hệ thống dây chuyền thiết bị đồng bộ của Cụm công trình được nghiên cứu và chế tạo 100% trong nước tại Viện RIAM (nội địa hóa 100%) không cần nhập khẩu, góp phần nâng cao khả năng chế tạo trong nước.

Về hiệu quả tiết kiệm năng lượng và tạo nguồn năng lượng sạch từ phụ phẩm nông nghiệp, với nguyên lý, kết cấu máy phù hợp với điều kiện Việt Nam, nhiều tính mới trong hệ thống thiết bị nên năng lượng tiêu tốn trong quá trình sản xuất sử dụng dây chuyền của Cụm công trình, nhất là năng lượng nhiệt tiết kiệm đáng kể, hoặc rút ngắn được thời gian sản xuất/chu trình cho ra sản phẩm sẽ tiết kiệm được thời gian, nhân lực và chi phí cho sản xuất. Cụ thể chi phí năng lượng tiết kiệm được từ các kết quả nghiên cứu trong Cụm công trình khoảng 35 - 45% so với so với hệ thống dây chuyền thiết bị nhập khẩu từ các nước châu Âu (Đức); khoảng 25 - 35% so với hệ thống dây chuyền thiết bị nhập khẩu từ các nước châu Á (Hàn Quốc, Nhật Bản); khoảng 15 - 20% so với hệ thống dây chuyền thiết bị tương tự trong nước đã có/đã sử dụng trước đó của cơ sở ứng dụng. Trung bình khoảng 25-33% tổng năng lượng tiết kiệm được.

Về hiệu quả xã hội, việc thiết kế, chế tạo và ứng dụng vào sản xuất thành công đối với hệ thống dây chuyền thiết bị đồng bộ trong Cụm công trình đã góp phần tạo công ăn việc làm, cải thiện điều kiện sống đối với doanh nghiệp và nông dân, đặc biệt là bà con dân tộc thiểu số tại khu vực/tỉnh miền núi. Góp phần cải thiện điều kiện làm việc, an toàn lao động cho người lao động. Trước đây doanh nghiệp thường sử dụng lò đốt thủ công kiểu cũ đơn giản không tự động hóa nhiệt độ, không tận dụng nhiệt thoát ra môi trường, không có hệ thống “dập tàn” lửa, tro bụi gây ra nhiều khói bụi, dễ hỏa hoạn, ô nhiễm môi trường, làm việc nặng nhọc mất sức lao động, tổn thất nhiều nhiệt ra môi trường, công nhân đốt lò vất vả... Khi sử dụng mẫu lò trong Cụm công trình này đã khắc phục được các hạn chế nêu trên và còn góp phần bảo vệ môi trường. Cùng với đó, góp phần thúc đẩy các ngành công nghiệp khác trong nước phát triển như ngành năng lượng, cơ khí chế tạo, ngành vật liệu, ngành môi trường... Nâng cao hiệu quả, giá trị gia tăng trong chế biến nông sản nói chung và chế biến hạt giống nói riêng.

PGS. TS. Nguyễn Đình Tùng: Kết quả nghiên cứu có hàm lượng khoa học cao, có nhiều tính mới, tính sáng tạo, có tính ứng dụng cao, các kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng ngay vào sản xuất góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho các nhà đầu tư, nâng cao giá trị gia tăng cho các sản phẩm nông nghiệp. Ngoài ra kết quả nghiên cứu còn là thành tựu, góp phần bảo vệ môi trường và giảm phát thải khi ứng dụng chuyển đổi các phế phụ phẩm trong sản xuất nông nghiệp thành nguồn năng lượng sạch thông qua công nghệ năng lượng tái tạo từ khí hóa, cụ thể được minh chứng về các kết quả đạt được qua các công trình sau:

- Phát minh ra nhiều sáng chế mới (bằng độc quyền sáng chế), 2/7 đã được cấp bằng, còn lại đang chờ cấp bằng;

- Phát minh ra nhiều giải pháp hữu ích mới (bằng độc quyền giải pháp hữu ích), 1/2 đã được cấp bằng;

- Phát minh ra nhiều bằng độc quyền kiểu dáng công nghiệp, 2/2 đã được cấp bằng;

- Đoạt giải Nhất VIFOTEC 2019, giải thưởng sáng tạo khoa học và công nghệ Việt Nam;

- Đoạt giải giải Nhì VIFOTEC 2018, giải thưởng sáng tạo khoa học và công nghệ Việt Nam;

- Đoạt Giải Vàng, triển lãm quốc tế về Khoa học và Công nghệ 2019 (SIIF 2019);

- Đoạt Giải Đặc Biệt, triển lãm quốc tế về Khoa học và Công nghệ 2019 (SIIF 2019), do Hiệp hội Sáng chế Đài Loan trao tặng;

- Xuất bản nhiều công trình bài báo khoa học trên các tạp chí khoa học chuyên ngành trong và ngoài nước có phản biện độc lập, được Hội đồng chức danh Giáo sư nhà nước tính điểm (12 Quốc tế, 81 trong nước);

- Đã đào tạo và đang đào tạo nhiều Thạc sĩ và NCS đã và sắp bảo vệ (9 ThS đã bảo vệ, 02 NCS sắp bảo vệ);

- Xuất bản được sách giáo trình/tham khảo, chuyên khảo (02 sách đã xuất bản);

Các kết quả nghiên cứu đều được ứng dụng ngay vào sản xuất ở Sơn La, Hòa Bình, Tuyên Quang… Với kết quả này hoàn toàn có thể nhân rộng ra ứng dụng tại nhiều cơ sở chế biến/sấy giống quy mô lớn/công nghiệp khác trong cả nước nước, thậm chí có thể xuất khẩu ra nước ngoài vì trình độ công nghệ hiện đại không thua kém Châu Âu. Có thể thấy rằng kết quả nghiên cứu là thành tựu trong lĩnh vực bảo vệ môi trường, và đã ứng dụng nguồn năng lượng tái tạo xanh, sạch, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tiết kiệm việc sử dụng tài nguyên từ nguồn năng lượng hóa thạch. Kết quả nghiên cứu phát triển mạnh về công nghệ, thiết bị chuyển đổi năng lượng tái tạo từ phụ phẩm nông - lâm nghiệp góp phần giảm thiểu phát thải, biến đổi khí hậu và phòng tránh thiên tai.

PGS. TS. Nguyễn Đình Tùng: Một số khó khăn gặp phải như trang thiết bị, điều kiện nghiên cứu thiếu thốn, nguồn vốn, kinh phí cho nghiên cứu và đặc biệt là cơ chế chính sách chưa thực sự “thông thoáng” để khuyến khích, động viên các nhà nghiên cứu. Ngoài ra nguồn nhân lực chất lượng cao cũng là một khó khăn, hạn chế.

Tuy nhiên, xuất phát từ “lòng đam mê nghiên cứu khoa học” và đào tạo nguồn nhân lực (vì trước đây tôi từng là Giảng Viên Đại học, bây giờ chỉ tham gia thỉnh giảng và đào tạo sau đại học) trong lĩnh vực này nói riêng và trong khoa học nói chung, cá nhân tôi cũng được đào tạo ở Châu Âu (Đức) về chế tạo máy trong lĩnh vực kỹ thuật năng lượng và môi trường. Nhận thấy nguồn phụ phẩm nông nghiệp dư thừa có thể chuyển đổi thành nguồn năng lượng nhiệt theo công nghệ năng lượng tái tạo mà mình đã được tiếp cận, đào tạo ở Đức để giúp doanh nghiệp, giúp người dân giúp ích cho họ. Mặt khác trong các chuyến đi công tác khảo sát nhiều tỉnh thành miền núi, thấy dân họ khổ quá, trong khi đó có thể giúp ích cho họ được nhiều hơn. Từ đó tôi nảy ra các ý tưởng nghiên cứu nhằm tháo gỡ các khó khăn cho doanh nghiệp, HTX, người dân.

Ngoài ra, nếu các sản phẩm nông nghiệp chế biến của Việt Nam muốn cạnh tranh được trên thị trường thì phải giảm giá thành và nâng cao chất lượng, hơn nữa muốn xuất khẩu thì phải chú ý đến môi trường trong sản xuất, và có trách nhiệm với cộng đồng, giúp đỡ người yếu thế,… Muốn vậy, không có con đường nào khác là phải ứng dụng công nghệ (công nghệ cao), tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường vào sản xuất. Đó là con đường “duy nhất” cho doanh nghiệp, nhất là doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp phát triển và bền vững.

PGS. TS. Nguyễn Đình Tùng: Trong thời gian tới, Viện vẫn tiếp tục đi sâu nghiên cứu lĩnh vực năng lượng và môi trường trong sản xuất nông nghiệp. Cụ thể ứng dụng năng lượng tái tạo trong sản xuất nông nghiệp công nghệ cao theo hướng tiết kiệm năng lượng, giảm phát thải từ việc chuyển đổi các phụ phẩm nông, lâm nghiệp thành nguồn năng lượng sơ cấp (năng lượng nhiệt dùng cho sấy, chế biến các sản phẩm nông nghiệp) và năng lượng thứ cấp (năng lượng điện) theo mô hình năng lượng phân tán ứng dụng cho các vùng miền xa xôi miền núi, hải đảo và/hoặc các trang trại, khu nông nghiệp mà không cần tới điện lưới.
Ngoài ra, một hướng nghiên cứu nữa Viện cũng quan tâm đẩy mạnh là nghiên cứu phát triển công nghệ, thiết bị ứng dụng CN 4.0 cho việc xử lý môi trường từ các phụ phẩm trong nông nghiệp như chăn nuôi, chế biến để sản xuất chuyển đổi thành dinh dưỡng hữu cơ chất lượng cao dạng rắn, lỏng và thuốc trừ sâu sinh học,… nhằm hướng tới phục vụ cho nền sản xuất nông nghiệp hữu cơ và năng lượng xanh, bền vững.