Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong chế biến thủy sản: Những giải pháp trọng tâm

Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu Thủy sản Việt Nam (VASEP) ước tính, mức tiêu thụ của hoạt động chế biến thủy sản chiếm hơn 1% tổng sản lượng điện thương phẩm của cả nước. Do đó, trong chuỗi giá trị sản phẩm ngành thủy sản, chi phí cho năng lượng đứng thứ 3 sau nguyên liệu và nhân công.

Thống kê thực tế từ các doanh nghiệp chế biến thủy hải sản cho thấy, trong chế biến thủy sản, lượng điện tiêu thụ phụ thuộc nhiều vào các yếu tố như quy trình chế biến, tuổi thọ của thiết bị, hoạt động bảo trì, mức độ tự động hóa, yêu cầu các loại sản phẩm đang được sản xuất và sự quản lý của mỗi nhà máy. Mức tiêu thụ điện trung bình cho các hoạt động sản xuất trong nhà máy chế biến thủy sản dao động 57 – 2.129 kWh/tấn nguyên liệu và 324 – 4.412 kWh/tấn sản phẩm. Trong đó, mức tiêu thụ điện cho hệ thống lạnh cấp đông là lớn nhất, chiếm tới 70%.

Với lợi thế là quốc gia giàu tiềm năng phát triển năng lượng tái tạo, vì vậy không ít doanh nghiệp đã triển khai sử dụng năng lượng mặt trời trong hoạt động chế biến thuỷ hải sản nhằm giảm phát thải khí nhà kính, giảm chi phí sản xuất, đồng thời góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.

Nhiều địa phương tại Việt Nam có số giờ nắng cao, cường độ bức xạ mặt trời lớn và ổn định, đặc biệt là các khu vực Cao nguyên miền Trung, duyên hải miền Trung và miền Nam, Đồng bằng sông Cửu Long. Cụ thể, từ Quảng Trị đến Tuy Hòa, thời gian nắng nhiều nhất vào các tháng giữa năm với khoảng 8 – 10h/ngày. Trung bình từ tháng 3 đến tháng 9, thời gian nắng từ 5 – 6 h/ngày với lượng tổng xạ trung bình trên 3.489 kWh/m2/ngày (có ngày đạt 5.815 kWh/m2/ngày). Còn tại các tỉnh phía Nam, nắng quanh năm, đặc biệt từ tháng 1 – tháng 4 hàng năm thường có nắng từ 7h sáng đến 17h chiều; cường độ bức xạ trung bình thường lớn hơn 3,489 kWh/m2/ngày.

Điện mặt trời áp mái được xem là giải pháp ý nghĩa khi mà hoạt động chế biến thủy hải sản tập trung tại những địa phương có tiềm năng lớn cho phát triển điện mặt trời. Các doanh nghiệp có thể tận dụng mái nhà các khu xưởng, nhà máy, kho lạnh, toà nhà văn phòng, thậm chí bãi xe… để lắp đặt tấm pin mặt trời, đáp ứng một phần nhu cầu sử dụng năng lượng của hoạt động sản xuất kinh doanh. Đồng thời, hệ thống năng lượng mặt trời áp mái còn có tác dụng chống nóng mái nhà, góp phần giảm nhiệt độ bên trong các công trình và tiết giảm chi phí điện cho làm mát.

Bên cạnh đó, chi phí đầu tư lắp đặt hệ thống điện mặt trời áp mái đang ngày càng có xu hướng giảm mạnh, giúp các doanh nghiệp giảm chi phí đầu tư và nhanh chóng thu hồi vốn từ việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời.

Kể từ năm 2017, Tập đoàn Sao Mai đã tiên phong trong việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời mái nhà tại các nhà máy đông lạnh và chế biến thuỷ hải sản có tổng công suất đạt 1,06 MW tại tỉnh Đồng Tháp – nơi có khoảng 5 giờ nắng/ngày và dải cường độ bức xạ lớn hơn 3.489 kcal/m2/ngày. Tổng mức đầu tư dự án là 2 triệu USD. Sau gần 4 năm hoạt động, dòng điện sạch này đã giúp giảm 20% chi phí tiền điện hàng năm cho doanh nghiệp, tương đương 417 triệu đồng/tháng. Bên cạnh đó, việc áp dụng nguồn năng lượng tái tạo còn hỗ trợ doanh nghiệp dễ dàng tiếp cận khách hàng tại các thị trường khó tính như Châu Âu, Hoa Kỳ, Nhật Bản vốn ngày càng quan tâm đến các tiêu chuẩn phát triển bền vững.

Tại tỉnh Bắc Ninh, hệ thống điện mặt trời áp mái công suất 308 kWp do Chương trình Phát triển Dự án (PDP) của Cơ quan Hợp tác quốc tế Đức (GIZ), theo ủy nhiệm của Bộ Kinh tế và Năng lượng CHLB Đức triển khai triển khai tại Emergent Cold Việt Nam từ tháng 7/2018 đã giúp đáp ứng 15% tổng nhu cầu năng lượng và góp phần giảm 170 tấn CO2 phát thải cho doanh nghiệp hàng năm.

Việc triển khai các giải pháp điện mặt trời áp mái là giải pháp có tính kinh tế cao và tác động đa chiều cho các doanh nghiệp trong lĩnh vực chế biến thuỷ sản, giúp giảm đáng kể chi phí điện năng, giảm phát thải khí nhà kính, đảm bảo an ninh năng lượng, và “xanh hóa” chuỗi cung ứng. Trong bối cảnh tốc độ tăng trưởng hàng năm của ngành chế biến thuỷ sản ở mức cao và nguồn năng lượng truyền thống đang ngày càng cạn kiệt, việc đẩy mạnh sử dụng năng lượng tái tạo có thể giúp ngành thủy sản tại Việt Nam giảm áp lực lên các nguồn tài nguyên hữu hạn, phát triển và bảo vệ môi trường bền vững.

Ở một góc nhìn khác, hiện nay tiêu dùng xanh đang là xu hướng toàn cầu. Xu hướng này bắt đầu từ các quốc gia phát triển sau đó lan rộng ra khắp thế giới. Theo đó, người tiêu dùng hướng đến các sản phẩm không chỉ đảm bảo an toàn chất lượng mà còn thân thiện với môi trường, gắn với bảo vệ hệ sinh thái chung. Nhiều khảo sát cho thấy mức độ quan tâm của người dùng đối với sản phẩm gắn với yếu tố môi trường tăng lên rõ rệt.

Theo khảo sát của Nielsen, có đến 66% người tiêu dùng sẵn sàng chi thêm tiền cho sản phẩm đến từ thương hiệu quan tâm môi trường (con số này vào năm 2011 chỉ 22%). Có đến 73% số người thuộc thế hệ Millennial (những người sinh vào khoảng năm 1980-2000) ủng hộ xu hướng này và con số đó đang tiếp tục tăng. Chính vì vậy, sử dụng năng lượng tái tạo trong chuỗi sản xuất và tiêu thụ, sở hữu các chứng chỉ năng lượng tái tạo (RECs)… đang là một giải pháp chiến lược giúp các doanh nghiệp đón đầu xu hướng tiêu dùng xanh, thu hút sự quan tâm, yêu thích của các khách hàng tiềm năng.

Khi các doanh nghiệp chế biến thủy sản tăng cường đầu tư, phát triển nguồn năng lượng tái tạo, đồng thời sử dụng yếu tố này để truyền thông, xây dựng giá trị thương hiệu sẽ thu được thắng lợi kép trong cuộc cạnh tranh khốc liệt ở các thị trường quốc tế.

Chế biến thủy sản là ngành tiêu tốn nhiều năng lượng cho các khâu làm mát, trữ lạnh nguyên liệu, tẩy rửa dụng cụ… Dự án Chuyển hóa carbon thấp trong lĩnh vực tiết kiệm năng lượng (LCEE) thuộc chương trình hợp tác giữa Chính phủ Việt Nam và Đan Mạch đã ban hành tài liệu hướng dẫn doanh nghiệp triển khai một số giải pháp cụ thể.

Một trong những cách thức được đưa ra, đó là thu hồi nhiệt từ hệ thống lạnh để sản xuất nước nóng. Chế biến thủy sản cần dùng nhiều nước nóng, được sử dụng chủ yếu trong các khâu vệ sinh, đặc biệt là vệ sinh công cụ chế biến. Thông thường, nước nóng được sản xuất từ điện hoặc lò hơi chạy bằng dầu với chi phí nhiên liệu cao. Trong khi đó, nhiệt dư thừa từ hệ thống làm lạnh bị loại bỏ tại bình ngưng. Nếu xét về chi phí và lợi ích, lượng điện tiết kiệm kWh/năm dao động từ 46.000 đến 138.000, tùy quy mô nhà máy với chi phí đầu tư cao nhất rơi vào khoảng 300 triệu đồng. Thời gian thu hồi vốn dao động từ 1,4 tới 2,2 năm.

Ngoài ra, tại nhiều nhà máy chế biến thủy sản, đá vảy và nước được sử dụng để sản xuất nước lạnh, têu tốn nhiều năng lượng. Nguyên nhân do các nhà máy phải sử dụng một lượng lớn nước lạnh (từ 2-5 độ C) trong các khâu chế biến. Đặc biệt, đối với các nhà máy chế biến tôm và các sản phẩm liên quan, nước lạnh được sử dụng để làm mát.

Việc sử dụng trực tiếp nước lạnh thay cho đá vảy và nước được đánh giá là giải pháp giúp tối ưu năng lượng. Theo đó, lượng điện tiết kiệm sẽ dao động từ 220.000 đến 660.000 kWh/năm, tùy quy mô nhà máy (5-10 tấn tôm/ngày), thời gian thu hồi vốn ước tính từ 1,7-3 năm. Dù vậy, chi phí đầu tư dự kiến có thể lên đến 2,4 tỷ đồng.

Một giải pháp tiết kiệm năng lượng khác trong chế biến thủy sản, đó là thay thế máy nén lạnh hiệu suất năng lượng cao. Chi phí đầu tư xây dựng một nhà máy chế biến thủy sản là tương đối lớn. Đó là lý do nhiều chủ doanh nghiệp giảm chi phí đầu tư bằng cách lựa chọn các thiết bị có hiệu suất trung bình thấp, thậm chí một số thiết bị cũ. Dù đây là cách giảm được chi phí đầu tư ban đầu, song lại làm tăng chi phí vận hành, khiến nhiều nhà máy có mức tiêu thụ năng lượng cao hơn những nhà máy khác từ 40-50%. Do đó, việc thay thế máy nén lạnh hiệu quả thấp bằng máy nén lạnh hiệu quả cao hơn có thể làm tăng hiệu quả năng lượng từ 30-40%. Đây là giải pháp được đánh giá có thể rút ngắn thời gian hoàn vốn trong trường hợp giá điện tăng.

Trong khuôn khổ giới thiệu các công nghệ, thiết bị, sản phẩm khoa học công nghệ của tỉnh Bình Thuận diễn ra mới đây, một trong những thiết bị công nghệ thu hút được sự quan tâm là “Thiết bị công nghệ sấy động sử dụng năng lượng mặt trời phục vụ cho chế biến nông lâm thuỷ sản” của ThS. Phan Văn Hiệp – giảng viên Trường Đại học Văn Hiến TP. HCM sáng chế, chế tạo.

Công nghệ sấy của thiết bị này sử dụng năng lượng mặt trời cho chế biến nông lâm thuỷ sản có chi phí đầu tư ban đầu thấp so với các thiết bị sấy khác (sấy lạnh, sấy nhiệt…); chi phí vận hành thấp, ứng dụng năng lượng mặt trời hiệu quả nhất, tiết kiệm năng lượng, công nghệ sấy động gia tăng độ đồng đều; công nghệ tách ẩm, công nghệ khử vi sinh, nấm mốc bằng UVC (đèn cực tím dải C); chất lượng sản phẩm sau sấy được nâng cao (đảm bảo cảm quan về màu sắc và hình thể), đảm bảo tiêu chí về an toàn vệ sinh thực phẩm; tiết kiệm không gian xây dựng, tiết kiệm nhân công nhờ quy trình tự động hoá, đa dạng công suất; giảm phát thải carbon.

Tính đến cuối năm 2023, công nghệ này đã được chuyển giao cho các cơ sở, doanh nghiệp sản xuất trong nước và đạt được nhiều giải thưởng lớn như: Giải Nhất Hội thi sáng tạo kỹ thuật toàn quốc lần thứ 15 (Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam), Giải Nhì sáng tạo trong tầm tay (Bộ Khoa học và Công nghệ), giải ba khởi nghiệp sáng tạo TP.HCM…

Thông tư 52/2018/TT-BCT do Bộ Công Thương ban hành đã đưa ra một số nhóm giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong chế biến thủy sản. Cụ thể:

Nhóm giải pháp hoàn thiện quy trình sản xuất, quản lý sử dụng năng lượng: (1)Hạn chế các băng chuyền IQF chạy không tải, non tải. Trong trường hợp phải chạy non tải cần có giải pháp điều chỉnh năng suất hệ thống lạnh; (2)Sử dụng hợp lý các thiết bị cấp đông; (3)Quản lý chặt chẽ việc sản xuất và sử dụng nước đá; (4)Quản lý việc sử dụng kho lạnh, đóng cửa kho khi không có người hay xe đi qua; (5)Duy trì nhiệt độ kho lạnh ở mức cần thiết; (6)Quản lý chặt chẽ việc sử dụng hệ thống điều hòa nhiệt độ; (7)Thay đổi cách thức sử dụng thiết bị phù hợp khi công suất chế biến thấp.

Nhóm giải pháp hoàn thiện quy trình vận hành thiết bị lạnh: (1)Không để các máy nén chạy non tải; (2)Không vận hành kho lạnh, đá vẩy với thiết bị cấp đông trên cùng 1 nhiệt độ sôi; (3)Duy trì áp suất hút ở mức hợp lý; (4)Xả tuyết kho lạnh đúng quy trình, không để tuyết bám nhiều trên dàn lạnh.

Nhóm giải pháp sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị lạnh: (1)Kiểm tra, khắc phục việc suy giảm công suất của các băng chuyền IQF; (2)Xác định công suất lạnh máy nén trục vít đã chạy lâu năm; (3)Lập hồ sơ theo dõi cho từng máy nén trục vít; (4)Kiểm tra, sửa chữa kịp thời các thiết bị hỏng hóc hoặc bị xuống cấp; (5)Thường xuyên kiểm tra, xử lý hiện tượng bám cáu cặn trên dàn ngưng.

Nhóm giải pháp thiết kế, lắp đặt lại hệ thống lạnh: (1)Thiết kế hệ thống lạnh trung tâm sử dụng môi chất NH3 thay thế các thiết bị đơn lẻ; (2)Thiết kế lại hệ thống lạnh để đảm bảo máy nén không vận hành non tải và ở nhiệt độ sôi thấp; (3)Qui hoạch lại các kho lạnh, hệ thống điều hòa nhiệt độ; (4)Cấp nước lạnh vào máy chế biến đá vẩy; (5)Cấp NH3 lỏng từ bình hạ áp kho lạnh vào bình hạ áp của băng chuyền IQF; (6)Chuyển đổi một số thiết bị lạnh sử dụng môi chất R22 sang NH3; (7)Thay máy nén có hiệu suất phát lạnh thấp bằng máy nén có hiệu suất phát lạnh cao hơn; (8)Lắp đặt hầm đông lạnh để cấp đông cá nguyên con; (9)Kiểm soát áp suất ngưng trôi nổi; (10)Lắp biến tần cho máy nén trong trường hợp cần thiết.

Nhóm giải pháp sử dụng thiết bị ngoại vi nâng hiệu suất phát lạnh: (1)Lắp thêm áp kế chân không cho các hệ thống cấp đông để theo dõi áp suất hút; (2)Lắp cảm biến CO2 và quạt thu hồi nhiệt cho các phòng chế biến để tăng hiệu suất phát lạnh và giảm lượng điện tiêu thụ cho hệ thống điều hòa nhiệt độ; (3)Lắp thêm van điện từ xả khí không ngưng lần lượt từng dàn ngưng nhằm giảm áp suất ngưng, giảm lượng điện tiêu thụ của máy nén; (4)Lắp thêm thiết bị tách khí, tách nước cho hệ thống lạnh.