Theo một nhóm nghiên cứu của Đức đã mô hình hóa quy mô sản xuất sinh khối vi sinh vật trên quy mô lớn bằng cách kết hợp hệ thống quang điện trên mặt đất, không khí, nước và chất dinh dưỡng, sản xuất vi sinh giàu chất dinh dưỡng bằng điện mặt trời có tiềm năng sản xuất nhiều thực phẩm hơn với ít tài nguyên hơn.
Sản xuất PV-SCP có thể dựa vào đất không thích hợp cho việc sử dụng nông nghiệp.
Hình ảnh: Paul Van Laar, Dorian Leger, Silvio Matassa, Elad Noor, Alon Shepon, Ron Milo, Arren Bar-Even
Hình ảnh: Paul Van Laar, Dorian Leger, Silvio Matassa, Elad Noor, Alon Shepon, Ron Milo, Arren Bar-Even
Các nhà khoa học tại Đại học Göttingen ở Đức đã đề xuất kết hợp sản xuất điện năng lượng mặt trời với sản xuất protein vi sinh vật, thứ mà họ tin rằng có thể là một giải pháp thay thế cho protein động thực vật và đảm bảo an ninh lương thực đồng thời giảm tiêu thụ đất.
Việc sản xuất protein vi sinh vật, bao gồm dạng bột có thể được sử dụng làm thức ăn giàu protein cho động vật hoặc làm thức ăn cho người, có thể được thực hiện bởi vi khuẩn, nấm, men và tảo và được coi là một giải pháp thay thế cho trồng trọt thông thường. Các nhà khoa học lưu ý rằng so sánh định lượng giữa nông nghiệp truyền thống và các hệ thống protein vi sinh vật điều khiển bằng quang điện, về sử dụng đất và hiệu quả sử dụng năng lượng, vẫn chưa được thực hiện.
“Chúng tôi cho thấy rằng việc sản xuất thực phẩm vi sinh thể hiện tốt hơn canh tác nông nghiệp đối với các loại cây lương thực về năng suất calo và protein trên mỗi diện tích đất ở tất cả các mức bức xạ mặt trời có liên quan,” các nhà khoa học nêu trong bài báo Sản xuất protein vi sinh dựa trên quang điện có thể sử dụng đất và ánh sáng mặt trời hiệu quả hơn phương pháp thu hoạch truyền thống, được công bố trong tạp chí khoa học Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (PNAS).
PV-SCP: mặt trời, không khí và nước
Nhóm người Đức đã lập mô hình sản xuất quy mô lớn sinh khối vi sinh vật, còn được gọi là protein đơn bào (SCP), bằng cách kết hợp hệ thống quang điện trên mặt đất, không khí, nước và chất dinh dưỡng để phát triển các protein vi sinh vật. Theo cấu hình này, hệ PV được sử dụng để chuyển đổi khí CO2 thu được trực tiếp trong không khí thành sinh khối vi sinh.
Đầu tiên, điện do nhà máy năng lượng mặt trời tạo ra được sử dụng để sản xuất năng lượng hóa học được lưu trữ trong các chất cho electron như hydro, metanol và formate. Sau đó, được chuyển hóa thành năng lượng hóa học được lưu trữ trong sinh khối nhờ sự phát triển của vi sinh vật. Trong bước lọc cuối cùng của quy trình, nucleotide, axit béo và carbohydrate được loại bỏ khỏi sinh khối và chỉ giữ lại protein.
Hiệu quả mang lại
Theo phát hiện của các nhà nghiên cứu, việc sản xuất SCP sử dụng năng lượng mặt trời chỉ cần 10% diện tích đất nếu so sánh với đậu tương, đây là loại cây trồng hiệu quả nhất. Ngoài ra, báo cáo lưu ý rằng thực vật và động vật sử dụng nước nhiều hơn khoảng 100 đến 10.000 lần để tạo ra lượng calo tương ứng.
“Nghiên cứu đã tính toán rằng ngay cả ở những vùng khí hậu phía bắc ít nắng hơn, sản lượng của thực phẩm vi sinh sử dụng năng lượng mặt trời có thể tạo ra sản lượng cao hơn rất nhiều so với các loại cây trồng chủ lực, đồng thời giảm thiểu việc sử dụng nước và phân bón”. “Điều quan trọng là, hoạt động sản xuất này cũng có thể được đặt ở những vùng không thích hợp cho nông nghiệp, chẳng hạn như sa mạc.”
Tuy nhiên, họ cũng thừa nhận rằng SCP có thể sẽ phải đối mặt với sự khó chấp nhận của người tiêu dùng trên thị trường thực phẩm hoặc áp lực về giá cả trên thị trường thức ăn chăn nuôi.
Nguồn: Solar-powered large scale microbial food production – pv magazine International (pv-magazine.com)
Tin cùng chuyên mục
.png&w=200&h=200&q=80 "Hùng Việt - Nhìn lại năm 2021")
