Tài liệu Hiện thực hóa nền kinh tế sinh học tuần hoàn

sinh khối và kinh tế sinh học. Tổng hợp các vấn đề tính bền vững thành một phép đo duy nhất đòi hỏi sự đánh đổi phức tạp giữa, ví dụ, kilôgam khí thải cacbon dioxide và điều kiện lao động. Sử dụng thông tin về giá được chấp nhận bởi các nhà hoạch định chính sách và thị trường. Nhưng đặt các giá trị tiền tệ vào chi phí và lợi ích xã hội và đạo đức là vấn đề gây tranh cãi. Sự khác biệt giữa các nước phát triển và đang phát triển đòi hỏi phải xem xét và xử lý một cách cẩn trọng. Hộp 3. Phương pháp tiếp cận Năng suất các nhân tố tổng hợp (TFP) đối với tính bền vững sinh khối Đây là một cách tiếp cận chỉ số để đánh giá tính bền vững của các chuỗi sản xuất sinh khối dựa trên khái niệm TFP đã được sử dụng thường xuyên trong nông nghiệp. Ý tưởng chung của TFP là nó phản ánh tốc độ chuyển đổi các yếu tố đầu vào (vốn, lao động, vật liệu, năng lượng và dịch vụ) thành đầu ra (trữ lượng sinh khối), trong đó, các yếu tố xã hội và sinh thái tiêu cực liên quan đến các vấn đề phát triển bền vững khác nhau được xếp vào loại đầu ra “xấu”. Lấy ví dụ, đầu ra của một hệ thống sản xuất đậu nành bao gồm dầu đậu nành và bột đậu nành; đầu vào của hệ thống đậu nành có thể gồm đất, hạt giống, lực lượng lao động, thuốc trừ sâu và nhiên liệu hóa thạch. Việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch dẫn đến phát thải một lượng lớn khí GHG độc hại vào bầu khí quyển, góp phần làm nghiêm trọng thêm tình trạng biến đổi khí hậu toàn cầu (sản phẩm cuối cùng này được coi là đầu ra xấu của hệ thống sản xuất đậu nành). Việc định lượng đầu ra và đầu vào cần thiết cho chỉ số có thể thu được một phần từ phân tích LCA. Chỉ số TFP đưa phân tích LCA tiến thêm một bước, trong đó, nó hợp nhất một số vấn đề bền vững thành một thước đo duy nhất về tính bền vững. Dựa vào chỉ số TFP, có thể kết hợp và so sánh các vấn đề bền vững ảnh hưởng đến phúc lợi của con người ở các quy mô không gian và thời gian khác nhau. Do đó, chuỗi sinh khối có hiệu suất bền vững tốt nhất, tức là điểm TFP cao nhất, là chuỗi tạo ra tỷ lệ đầu ra cao nhất so với đầu vào, trong đó, đầu ra xấu làm giảm hiệu suất bền vững. Ngoài ra, có thể so sánh những chuỗi phức tạp với các bộ đầu ra và đầu vào khác nhau bằng cách sử dụng chỉ số TFP. Để sử dụng chỉ số TFP, nhiều biến đầu vào - đầu ra phải được thể hiện bằng một mẫu số chung. Giải pháp được đề ra là sử dụng mức giá phản ánh tầm quan trọng tương đối của các biến đầu vào và đầu ra đối với tính bền vững. 5.4. Nền kinh tế sinh học hiệu suất tài nguyên: vai trò của việc sử dụng phân tầng sinh khối Trong một nền kinh tế tuần hoàn, sử dụng nhiều nguồn tài nguyên tái tạo, với một số tái sử dụng và chu kỳ tái chế, nên được khuyến khích khi thích hợp. Các vật liệu dựa trên sinh học, chẳng hạn như gỗ, có thể được sử dụng theo nhiều cách, và việc tái sử dụng và tái chế có thể diễn ra nhiều lần. Điều này đi cùng với việc áp dụng hệ thống phân cấp chất thải và, nói chung, các tùy chọn dẫn đến kết quả môi trường tổng thể tốt nhất... Lĩnh vực dựa trên sinh học cũng cho thấy tiềm năng đổi mới của nó trong các vật liệu, hóa chất và quy trình mới, có thể là một phần không 27 thể thiếu của nền kinh tế tuần hoàn. Nhận ra tiềm năng này phụ thuộc vào đầu tư vào các nhà máy lọc sinh học tích hợp, có khả năng xử lý sinh khối và chất thải sinh học cho các mục đích sử dụng khác nhau. 5.4.1. Khái niệm sử dụng phân tầng sinh khối Mặc dù chưa có một định nghĩa chính thức được thống nhất bởi cộng đồng quốc tế, trong khái niệm sử dụng phân tầng sinh khối, sinh khối được khai thác trước tiên cho các sản phẩm có giá trị gia tăng cao hơn trước khi sử dụng các vật liệu còn lại làm nguồn năng lượng. Giá trị gia tăng ở đây có thể là tài chính, nhưng cũng có thể là môi trường và xã hội. Lấy ví dụ, việc sản xuất đồ nội thất từ gỗ cô lập cacbon trong thời gian dài có thể làm tăng giá trị gia tăng về môi trường của gỗ. Việc này cũng có giá trị kinh tế cao hơn so với đốt gỗ để sản xuất điện và sản xuất đồ nội thất cũng sẽ sử dụng nhiều lao động có tay nghề cao hơn. Trong khái niệm sử dụng phân tầng, mọi sinh khối còn lại sau quá trình sản xuất đồ gỗ nội thất sau đó được sử dụng cho mục đích năng lượng sinh học, từ đó tối đa hóa hiệu quả sử dụng sinh khối. Điều này phù hợp với thành phần hiệu suất tài nguyên của khái niệm nền kinh tế tuần hoàn. Khía cạnh bổ sung quan trọng của việc sử dụng phân tầng đối với chính sách trong tương lai là sự tương tác với các chuỗi giá trị khác nhau. Ví dụ, lignocellulose sử dụng làm vật liệu (như ván sợi), sau đó, sử dụng hóa chất trong ngành công nghiệp giấy và bột giấy; các sợi còn lại có thể được đốt để lấy năng lượng. Một tỷ lệ lớn tăng trưởng thương mại toàn cầu viên nén gỗ hiện nay đang dành cho lĩnh vực sản xuất năng lượng sinh học, tức là đốt viên nén để tạo ra điện và/hoặc nhiệt. Sử dụng sinh khối theo cách này sẽ bỏ qua giá trị gia tăng có thể thu được từ sinh khối mà tập trung vào dạng năng lượng. Ngoài ra, tạo việc làm cho các ứng dụng năng lượng sinh học bị hạn chế so với sản xuất sinh học. Lý do chính cho việc sử dụng viên nén gỗ trong các ứng dụng năng lượng sinh học là để các quốc gia đáp ứng các yêu cầu khí hậu. Ở châu Âu, sản xuất năng lượng sinh học đang được triển khai ở quy mô lớn: đến năm 2020 khoảng 10% nhu cầu năng lượng sơ cấp của EU có thể đến từ sinh khối. Tuy nhiên, nhiều tranh luận đang diễn ra về việc giảm phát thải GHG thực tế đạt được theo cách này. Các mục tiêu của sản xuất năng lượng sinh học ít nhất là gấp đôi so với mức sử dụng nguyên liệu thực vật của con người trên toàn cầu hiện nay, việc sản xuất này đã đòi hỏi sự dụng khoảng 75% diện tích đất trồng cây và hơn 70% lượng nước tưới tiêu. Tuy nhiên, đốt sinh khối để cung cấp năng lượng làm tăng lượng cacbon trong không khí giống như đốt than, dầu hoặc khí đốt nếu việc thu hoạch sinh khối làm 28 giảm lượng cacbon lưu trữ trong thực vật và đất, hoặc làm giảm khả năng cô lập cacbon, thậm chí dẫn đến những hậu quả bất lợi. Nói cách khác, giả định rằng quá trình đốt sinh khối là trung tính cacbon, bất kể nguồn cacbon hữu cơ nào, có thể là thiếu sót nếu tính toán bỏ qua CO2 được giải phóng bằng cách đốt cháy sinh khối. Trong nền kinh tế tuần hoàn, khái niệm phân tầng thường được nhắc đến và có thể hiểu là một khái niệm trung tâm của tính tuần hoàn. 5.4.2. Sử dụng phân tầng liên quan đến các mục tiêu chính sách kinh tế tuần hoàn như thế nào? Tiềm năng tạo ra giá trị của quy tắc phân tầng được bắt nguồn từ chi phí cận biên thấp hơn việc tái sử dụng vật liệu theo phân tầng thay thế cho nguồn nguyên liệu nguyên thủy và chi phí trực tiếp (nhân công, năng lượng, vật liệu). Tuy nhiên, về mặt kinh tế, điều này không thực sự rõ ràng. Trong thời điểm giá dầu thấp, chi phí sản xuất nhựa nguyên gốc có thể thấp hơn quy trình tái chế, vì quá trình làm sạch và chuẩn bị nhựa đã qua sử dụng đòi hỏi thêm đầu vào bao gồm nhân công lao động, năng lượng và nước. Trong trường hợp không có cải cách trợ cấp nhiên liệu hóa thạch và định giá cacbon rõ ràng, các yếu tố này có thể ảnh hưởng lớn đến ý 29 nghĩa kinh tế của việc sử dụng phân tầng một số vật liệu trong từng trường hợp cụ thể. Một trường hợp rõ ràng hơn về sử dụng phân tầng là ngành dệt may với các vật liệu có nguồn gốc hóa thạch hoặc nhiên liệu sinh học. Các vật liệu sử dụng trong ngành dệt may có thể được tái sử dụng nhiều lần. Tái sử dụng vải trong điều kiện tối ưu, chi phí thấp và tiết kiệm. Có nhiều mô hình hoạt động, từ quyên góp, trao đổi quần áo đến các hoạt động bán lại thương mại quy mô nhỏ và quy mô lớn được tổ chức. Việc sử dụng phân tầng sinh khối theo thuật ngữ thị trường diễn ra hoàn toàn khác, vì nó đề cập thường xuyên đến lĩnh vực sơ cấp chứ không phải là lĩnh vực thứ cấp (sản xuất và công nghiệp). 6. Cân nhắc chính sách Về mặt chính trị, vai trò của nền kinh tế tuần hoàn đang dần trở nên quan trọng hơn khi những thách thức lớn cho tương lai gắn liền với xã hội. Liên quan đến việc tái sử dụng, tái sản xuất và tái chế, các khía cạnh chính sách của tính tuần hoàn vượt qua nhiều ranh giới - chẳng hạn như thương mại, thuế, chính sách môi trường, công nghiệp, chính sách đổi mới. Kinh tế sinh học là một vấn đề chính sách như vậy, bao gồm các bên liên quan khác như nông dân và người trồng rừng. Vì vậy, khái niệm kinh tế sinh học tuần hoàn trở nên phức tạp hơn đối với các nhà hoạch định chính sách. Chú trọng vào chất thải làm nguyên liệu, và ý tưởng nâng cao giá trị gia tăng là ưu tiên cao cho khát vọng của nền kinh tế sinh học. Xử lý sinh học chất thải là sự kết hợp của quá trình ủ và phân hủy kỵ khí truyền thống với xử lý sinh học xenlulo hiện đại. Điều này khiến cho việc tìm ra một cơ chế chính sách duy nhất phù hợp để bao quát toàn bộ chủ đề là rất khó, mặc dù, các thuật ngữ về tuần hoàn và tính bền vững rõ ràng là các chủ đề phổ biến. Ví dụ, nhu cầu về R&D thượng nguồn đối với sản xuất phân bón ít hơn so với xử lý sinh học xenlulo. Tương tự, quan hệ đối tác công - tư đối với ủ phân công nghiệp ít liên quan hơn vì những rủi ro liên quan đến đầu tư tư nhân thấp hơn, với kinh nghiệm hàng thế kỷ trong kỹ thuật ủ phân. Tuy nhiên, một số “công cụ” có thể được áp dụng cho các công nghệ truyền thống có khả năng giúp cải thiện khả năng dự đoán và hiệu suất. Đặc biệt, những tiến bộ gần đây trong hệ gen học và ngành học mới về sinh học kỹ thuật có thể mở ra con đường mới về nghiên cứu và khám phá. 30 Các cân nhắc chính sách ở đây là sự kết hợp giữa xem xét chung và cụ thể. Xem xét chung có xu hướng nhắm vào những tác động lớn hơn xung quanh tính bền vững và tạo ra quan điểm và tương lai tuần hoàn cho xã hội. Đối với các vấn đề cụ thể, người ta sẽ xem xét cụ thể hơn, ví dụ: nhu cầu tiếp tục thực hiện R&D trong xử lý sinh học hợp nhất. 6.1. Làm rõ các định nghĩa và thuật ngữ Sự phát triển của các định nghĩa chung sẽ cho phép thu thập dữ liệu hiệu quả hơn. Điều này sẽ giúp giải quyết vấn đề so sánh giữa các nguồn dữ liệu khác nhau được đề cập ở trên. Nhà máy sinh học: Cơ quan Năng lượng Quốc tế mô tả nhà máy xử lý sinh học là “quá trình xử lý sinh khối bền vững thành một loạt các sản phẩm có thể bán được (thực phẩm, thức ăn gia súc, nguyên liệu, hóa chất) và năng lượng (nhiên liệu, điện, nhiệt)”. Định nghĩa này gợi ý rằng các nhà máy xử lý sinh học nên sản xuất cả các sản phẩm năng lượng và phi năng lượng. Cả các sản phẩm sơ cấpvà các quy trình dựa trên năng lượng đều được coi là phương pháp tiếp cận xử lý sinh học thực sự với mục tiêu cuối cùng là xử lý sinh khối bền vững. Kinh tế sinh học: việc chưa có một định nghĩa thống nhất là một trở ngại. Nó phủ nhận đầu vào khoa học, khiến việc xây dựng các cơ sở dữ liệu quốc tế trở nên phức tạp và có thể tạo ra các rào cản thương mại. Khái niệm của OECD đưa ra năm 2009 đã dần trở nên phổ biến. Theo đó, kinh tế sinh học được định nghĩa là “tập hợp các hoạt động kinh tế trong đó công nghệ sinh học đóng góp chủ yếu vào sản xuất và công nghiệp sơ cấp, đặc biệt là khoa học sự sống tiên tiến được áp dụng để chuyển đổi sinh khối thành vật liệu, hóa chất và nhiên liệu”. Chính ý nghĩa của việc sử dụng sinh khối, từ khu vực đến toàn cầu, đã mở rộng lĩnh vực kinh tế sinh học vượt ra ngoài những đóng góp của khoa học sự sống. Chất thải sinh học: hầu hết các số liệu thống kê không phân biệt trọng lượng ướt và khô, do đó việc so sánh là không thể. Điều quan trọng là phải làm rõ định nghĩa chất thải sinh học. Theo Ủy ban Châu Âu: “Chất thải sinh học được định nghĩa là chất thải trong vườn và công viên có thể phân hủy sinh học, chất thải thực phẩm và chất thải từ nhà bếp của các hộ gia đình, nhà hàng, nhà cung cấp thực phẩm, và chất thải tương tự từ các nhà máy chế biến thực phẩm. Chất thải sinh học không bao gồm dư lượng lâm nghiệp hoặc nông nghiệp, phân chuồng, bùn thải hoặc chất thải phân hủy sinh học khác như vải dệt tự nhiên, giấy hoặc gỗ chế biến. Nó cũng không bao gồm những sản phẩm phụ của quá trình sản xuất thực phẩm vốn không bao giờ được coi là chất thải”. Loại bỏ các dư lượng lâm nghiệp và nông nghiệp, khối lượng chất thải sinh học được tạo ra sẽ rất khác. 31 Xử lý chất thải: có thể được thay đổi để cho phép thực hiện việc thu gom, vận chuyển, phân loại theo phương thức chuyển hóa trong các nhà máy sinh học. Nếu một vật liệu được xử lý chuyển hóa trong nhà máy sinh học thì nó không còn được coi là chất thải mà là tài nguyên. Nếu việc này chính thức được thực hiện, sẽ giúp giải quyết được các vấn đề xung quanh quá trình thu gom và vận chuyển chất thải. Định nghĩa về “sản phẩm dựa trên sinh học” và khuôn khổ hài hòa cho các sản phẩm dựa trên sinh học cũng rất cần thiết để làm tiêu chuẩn cho mua sắm công và phát triển kinh doanh. Ủy ban Tiêu chuẩn Châu Âu đã đạt được tiến bộ trong việc xây dựng khung tiêu chuẩn hóa mạch lạc và hài hòa đối với các sản phẩm dựa trên sinh học, tuy nhiên, bên cạnh đó vẫn cần thực hiện truyền bá việc sử dụng các tiêu chuẩn đã được xây dựng nhằm tận dụng tiềm năng thị trường. Quan hệ hợp tác quốc tế này có thể được thiết lập bằng cách trao đổi các Thực tiễn và Kinh nghiệm Tốt nhất để đạt được cách tiếp cận chặt chẽ hơn với các sản phẩm dựa trên sinh học trên toàn cầu. Nếu không, chắc chắn sẽ hình thành những rào cản thương mại. Việc đánh giá về tiềm năng cạnh tranh của công nghệ sinh học, trong đó, đòi hỏi mô hình kinh tế của các công nghệ cạnh tranh là rất cần thiết. Tương lai của giao thông phi cacbon phụ thuộc vào việc sản xuất liệu nhiên liệu sinh học ethanol xenlulo có hiệu quả kinh tế ở quy mô lớn hay không và liệu điều đó có giúp cạnh tranh với xe điện hay không. Vì nhiều lý do khác nhau, cần có thuật ngữ được tiêu chuẩn hóa trong công nghệ sinh học. Ủy ban Kỹ thuật ISO TC ISO/TC 276 đang xây dựng một kho lưu trữ các thuật ngữ liên quan đến công nghệ sinh học. ASTM đã có tiêu chuẩn về thuật ngữ trong công nghệ sinh học công nghiệp. Cuối cùng, sự kết hợp của các tác nhân giữa các ngành và từ đó tạo ra các chuỗi giá trị mới bị hạn chế bởi sự khác biêt và thiếu các thuật ngữ và tiêu chuẩn chung. Nói tóm lại, những gì cần là từ vựng thông thường được thống nhất trong các chuỗi giá trị, từ các nhà cung cấp nguyên liệu đến công nghệ xử lý sinh học đến các chủ thể cuối nguồn trong các lĩnh vực áp dụng. 6.2. Các công cụ quan trọng nhất trong xử lý sinh học chất thải Công cụ quốc gia/khu vực quan trọng nhất trong xử lý chất thải sinh học là gì? Quy trình dẫn đến chiến lược cho quốc gia/vùng đặt ra các nguyên liệu có thể, số lượng, tính bền vững của việc sử dụng, nhu cầu cơ sở hạ tầng và thời gian biểu đến thời điểm quyết định cần phải tạo ra sự rõ ràng cho các nhà hoạch định chính sách và khu vực tư nhân. Trên thực tế, điều này dẫn đến một chiến lược hai hướng: trước hết là một lộ trình nhà máy xử lý sinh học (định hướng quyết định), phải được nối 32 theo bởi một kế hoạch hành động định hướng hỗ trợ. Việc thực hiện từng nội dung liên quan đến việc thiết lập một hội đồng lãnh đạo quốc gia/ khu vực gồm các chủ thể công và tư nhằm đảm bảo đáp ứng được các mốc thời gian. Trên hết, khu vực tư nhân đang tìm kiếm sự chắc chắn về chính sách. Các công ty có thể đầu tư vào nhiều quốc gia, sự thiếu chắc chắn về triển vọng chính sách ở bất kỳ một quốc gia nào cũng có thể cản trở đầu tư vàoquốc gia đó. Một khung thời gian 15-25 năm là cần thiết để phát triển ngành công nghiệp dựa trên nền tảng sinh học và thiết lập lợi thế cạnh tranh so với sản xuất dựa trên nhiên liệu hóa thạch. Nhiên liệu hóa thạch vẫn được hưởng các khoản trợ cấp lớn, ngành công nghiệp này đã có hàng thập kỉ để hoàn thiện các quy trình, chuỗi cung ứng và giá trị, và nhìn chung các nhà máy đang hoạt động được khấu hao hoàn toàn. Nếu xã hội cần một sự thay đổi trong sản xuất, sản xuất sinh học được đánh giá là có đủ đặc tính chung tốt, thì cần có những thay đổi lớn trong xã hội. Đó không chỉ là lợi ích của khu vực tư nhân “đơn thương độc mã”, và trong nhiều thập kỷ tới, cần có đầu tư công để hình thành cuộc cách mạng sản xuất này. 6.3. Điều chỉnh chính sách xử lý chất thải sinh học với mục tiêu bền vững Quá trình sản xuất sinh học liên quan trực tiếp đến một số thách thức lớn của xã hội và các mục tiêu chính sách, trong đó, chủ yếu là các mục tiêu giảm thiểu biến đổi khí hậu, an ninh năng lượng và cạn kiệt tài nguyên. Sản xuất sinh học cũng có thể gián tiếp liên quan đến vấn đề an ninh lương thực (vì sử dụng sinh khối công nghiệp có khả năng tác động đến an ninh lương thực), phá hủy đất đai và an ninh nước. Vì thế, sản xuất sinh học là yếu tố liên quan đến những thách thức quan trọng nhất trong cuộc sống con người ở thời điểm hiện tại và trong tương lai, có thể gọi chung là “phát triển bền vững”, và do đó, liên quan trực tiếp đến các mục tiêu trong Chương trình nghị sự 2030 của Liên Hợp Quốc về Phát triển bền vững. Xử lý chất thải sinh học giải quyết một số mục tiêu chính sách lớn Việc sử dụng vật liệu phế thải trong xử lý sinh học đáp ứng một số mục tiêu và thách thức chính sách như sau: • Làm giảm áp lực đối với đất đai, do đó tăng cường tính bền vững • Tránh các vấn đề xung quanh thay đổi mục đích sử dụng đất gián tiếp (ILUC) • Tránh các vấn đề như tranh cãi về thực phẩm và nhiên liệu • Cải thiện dư luận thông qua ba vấn đề trên 33 • Đối với khí thải công nghiệp, đặc biệt là khí CO và CO2, cũng như bốn ưu điểm trên, sử dụng GHG sẽ thay vì phát thải, tức là có đóng góp vào các mục tiêu chính sách và khoa học về giảm phát thải trong chính sách khí hậu • Đối với MSW (chất thải rắn đô thị), tất cả các trường hợp trên đều được áp dụng (vì MSW được chuyển đổi thành khí metan tại các bãi chôn lấp và khí mê-tan tác động GHG mạnh hơn nhiều so với CO2), và cũng giải quyết được một thách thức chính sách bổ sung - việc giảm dần việc cung cấp các vị trí phù hợp cho bãi chôn lấp rác mới, vốn được coi là một vấn đề đối với nhiều quốc gia. Các vấn đề cốt lõi xung quanh quá trình xử lý sinh học và sử dụng chất thải Quyết định về địa điểm đặt nhà máy xử lý sinh học chất thải không phải là một việc đơn giản, mặc dù có nhiều ý kiến về việc đưa các địa điểm này về vùng nông thôn. Có nhiều yếu tố cần được xem xét. Trong đó,yếu tố mang tính quyết định có thể là quyết định đưa chất thải rắn đô thị (MSW) làm nguyên liệu. Chính quyền quốc gia hoặc khu vực nếu muốn xem xét xử lý sinh học chất thải cần phải có đủ kiến thức về các vấn đề được miêu tả trong Bảng 4. Bảng 4. Các vấn đề sử dụng chất thải và xử lý sinh học chung trong quá trình ra quyết định cho các nhà hoạch định chính sách. Chính quyền quốc gia hoặc khu vực muốn xem xét xử lý chất thải sinh học, cần phải có đủ kiến thức về những lĩnh vực sau: Loại và số lượng chất thải có sẵn trong phạm vi của nhà máy được đề xuất đảm bảo tính bền vững.Hạn chế chủ yếu của việc sử dụng nguyên liệu thô từ nông nghiệp có liên quan đến giá trị kinh tế và mật độ năng lượng thấp điển hình. Vận chuyển đường dài là một yếu tố hạn chế. Loại chất thải có thể cần phải được nhập khẩu (ví dụ, để duy trì hoạt động quanh năm). Vị trí của cảng gần nhất có thể là một yếu tố quyết định. Loại hình nhà máy xử lý sinh học sẽ được xây dựng (càng sử dụng nhiều nguyên liệu, khả năng thành công càng cao). Những hình thức tiền xử lý sẽ được sử dụng (quá trình khí hóa mở rộng đáng kể phạm vi sử dụng các nguyên liệu tiềm năng); Vị trí vật lý khả thi (tiếp cận với các loại sinh khối khác nhau, bao gồm cả MSW, sự chấp thuận của công chúng Những cơ quan có thể được kêu gọi để thu thập dữ liệu. Xây dựng cơ sở hạ tầng mới (ví dụ: đường bộ, đường sắt, điện). Vai trò ban đầu của khu vực công (ví dụ: bảo đảm tiền vay cho đầu tư tư nhân có rủi ro). Các quy định cấp phép xử lý chất thải tại địa phương (ví dụ: các lệnh cấm cụ thể liên quan đến hình thức vận chuyển vật liệu thải). Rủi ro trong quá trình xử lý rác thải (ví dụ như các yếu tố: mùi hôi, kinh tế, sức khỏe, môi trường). 34 Ý nghĩa đối với các thị trường hiện tại, đặc biệt là phương pháp tái chế, đốt và ủ phân công nghiệp. Nhận thức cộng đồng (về chất thải, nhà máy công nghiệp, chính sách cácnh đồngnâu/ cánh đồng xanh (brownfield/ greenfield), chất sinh học biến đổi gen, ảnh hưởng đến tính tiện nghi tại địa phương, ảnh hưởng đến giá nhà). Làm thế nào để có một khung pháp lý đủ linh hoạt. Lực lượng lao động có trình độ với các kỹ năng kỹ thuật cần thiết. Vai trò cần thiết của việc tái sử dụng và xử lý nước thải và nội dung hữu ích hoặc bị cấm của chính sách hiện nay. Các thành phố kém phát triển có thể dễ dàng đầu tư xây dựng một nhà máy sinh học nếu nó mang lại lợi ích cũng như tạo việc làm cho chính người dân trong thành phố. Các nhà đầu tư khác nhau sẽ có các chương trình nghị sự chính trị khác nhau và cần được quản lý chặt chẽ. Những khoảng cách giữa R&D, trình diễn và nhà máy sản xuất nguyên mẫu (phổ biến ở nhiều quốc gia). Các sản phẩm dựa trên nhiên liệu sinh học thường không cạnh tranh với các sản phẩm hóa dầu (điều này không đáng ngạc nhiên vì ngành công nghiệp hóa dầu đã có nhiều thập kỷ để hoàn thiện các quy trình và sản phẩm của mình và ngành công nghiệp sinh học non trẻ cần được hỗ trợ chính sách để nâng cao tính cạnh tranh hơn). Thiếu sự lãnh đạo chính trị nhất quán. Thay thế tài nguyên hóa thạch và giảm thiểu biến đổi khí hậu Chiến lược kinh tế sinh học đòi hỏi thay thế đáng kể tài nguyên dựa trên nền tảng hóa thạch bằng tài nguyên tái tạo. Nhiều chính phủ đã đặt mục tiêu giảm phát thải để đáp ứng các nghĩa vụ quốc tế, và kết quả là nỗ lực hướng tới sử dụng sinh khối trong sản xuất điện, nhiên liệu lỏng và khí đã được thực hiện. Theo Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế, ít nhất 154 quốc gia đã đặt mục tiêu phát triển năng lượng tái tạo vào giữa năm 2015. Tuy nhiên, chính sách đối với các vật liệu và hóa chất nền tảng sinh học ít được quan tâm hơn. Vào tháng 6 năm 2015, G7 vạch ra kế hoạch loại bỏ nhiên liệu hóa thạch vào cuối thế kỉ này, kêu gọi càng sớm càng tốt giảm được 70% lượng phát thải năm 2010 trước năm 2050, phù hợp với các mục tiêu chung của Thỏa thuận Paris từ COP21. Sự thay đổi lớn này kêu gọi hành động chính sách trên nhiều mặt, ví dụ: thuế, năng lượng, nông nghiệp, quản trị, đầu tư. Khoa học và công nghệ nắm giữ các câu trả lời cho các vấn đề liên quan đến tương lai năng lượng ít carbon, phi hóa thạch, bằng chứng là sự phát triển của công nghệ năng lượng mặt trời và gió. Thoái hóa đất đai là nhiệm vụ trọng tâm đối với các nhà hoạch định chính sách 35 Ở cấp độ chính trị, những tác động của việc phá hủy và suy thoái đất đai đang được hiện thực hóa. Cuối năm 2017, Bộ trưởng Môi trường Vương quốc Anh Michael Gove đã đưa ra lời cảnh báo rằng, chỉ sau 30-40 năm, sẽ “xóa sổ cơ bản độ phì nhiêu của đất đai” các khu vực trên toàn nước Anh. Chính phủ cần khuyến khích nông dân giải quyết cùng lúc tình trạng đất bạc màu và suy giảm đa dạng sinh học. Thực tiễn cần thúc đẩy chất lượng của đất đai để phục vụ sản xuất thực phẩm, đồng thời cung cấp các dịch vụ hệ sinh thái quan trọng khác. Tình hình ở Anh hoàn toàn không phải là ngoại lệ. Đúng hơn, đây là một vấn đề mang tầm quan trọng gần như toàn cầu. Khoảng một phần ba đất đai trên thế giới đã bị suy thoái. Mỗi năm ước tính khoảng 12 triệu ha đất nông nghiệp được sử dụng để sản xuất 20 triệu tấn ngũ cốc bị thất thoát do ảnh hưởng của tình trạng suy thoái đất. Khoảng 2,5% diện tích đất trồng trọt ở Trung Quốc bị ô nhiễm trầm trọng nên không thể sử dụng cho mục đích trồng trọt. Ước tính toàn cầu về diện tích đất bị suy thoái dao động từ dưới 1 tỷ đến hơn 6 tỷ hecta, với sự khác biệt đáng kể trong phân bố theo không gian. Nguy cơ đánh giá quá cao tính sẵn có và tiềm năng sản xuất của các khu vực đất đai này là vô cùng nghiêm trọng, vì nó có thể chuyển hướng sự chú ý ra khỏi những nỗ lực giảm thiểu chất thải thực phẩm và nông nghiệp. Tăng trưởng xanh Các mục tiêu chính sách của xử lý sinh học chất thải cũng phù hợp với khái niệm Tăng trưởng xanh. Tăng trưởng xanh được định nghĩa như sau: “Nội dung của tăng trưởng xanh là thúc đẩy tăng trưởng và phát triển kinh tế trong khi đảm bảo rằng những tài sản tự nhiên tiếp tục cung cấp các tài nguyên và dịch vụ môi trường vốn đóng vai trò đặc biệt quan trọng đối với phúc lợi của con người. Để làm được điều này, cần phải xúc tiến đầu tư và đổi mới, điều này sẽ củng cố tăng trưởng bền vững và tạo ra các cơ hội kinh tế mới”. Quốc gia đầu tiên kết hợp Tăng trưởng xanh vào mục tiêu chính sách lớn là Hàn Quốc, với Chiến lược Thực hiện Tăng trưởng Xanh Quốc gia, bao gồm 3 mục tiêu chính và 10 định hướng chính sách phù hợp với mục tiêu giảm thiểu biến đổi khí hậu. Quy định về quản lý chất thải thực phẩm Thời điểm để điều chỉnh xử lý sinh học chất thải phù hợp với quy định mới về quản lý chất thải thực phẩm mới là rất lý tưởng ở nhiều quốc gia. Ví dụ, vào năm 2013, Hội đồng Bắc Ireland đã đưa ra các quy định về quản lý quá trình xử lý chất thải thực phẩm đặt ra trách nhiệm đối với các doanh nghiệp thực phẩm trong việc 36 thực hiện thu gom riêng lẻ chất thải thực phẩm và nghiêm cấm hình thức chôn lấp chất thải thực phẩm tách khỏi nguồn. Bên cạnh đó, các công cụ theo luật định đặt ra một nghĩa vụ đối với các hội đồng, đó là cung cấp các thùng chứa để thực hiện thu gom chất thải thực phẩm riêng lẻ từ các hộ gia đình. Điểm cuối cùng này giúp phá bỏ một trong những rào cản đối với việc xử lý chất thải sinh học. Điều này đã tạo ra một động lực mạnh mẽ cho các dự án hỗ trợ phát triển các chính sách và nghiên cứu kinh tế sinh học/tuần hoàn. Một ví dụ là dự án ReNEW đã chứng minh rằng có thể tạo ra hơn 13.000 việc làm nếu Bắc Ireland chuyển sang nền kinh tế tuần hoàn, xác định “các cơ hội đặc biệt trong quản lý quá trình xử lý chất thải từ thức ăn và thức uống, xử lý sinh học và kinh tế sinh học”. 6.4. Tài trợ cho công nghệ xử lý sinh học chất thải Hình thức tài trợ phổ biến nhất cho các công nghệ xử lý sinh học ở Mỹ là sự kết hợp giữa vốn chủ sở hữu, được kết hợp với các khoản tài trợ của liên bang hoặc bảo lãnh cho vay được liên bang hỗ trợ. Khoản trợ cấp này không cần phải hoàn trả, nhưng sẽ phải chấp nhận một loạt các yêu cầu kỹ thuật. Để xây dựng các nhà máy xử lý sinh học, cả USDA và USDOE đều ủng hộ bảo lãnh khoản vay 20 năm. Với sự bảo lãnh cho vay của chính phủ, chính phủ (người bảo lãnh) hứa sẽ đảm nhận nghĩa vụ trả của người vay tiền nếu người vay đó không trả được nợ. Bảo đảm khoản vay có vai trò tương tự như cung cấp tài chính dự án thông thường, nhưng chính phủ chấp nhận rủi ro công nghệ và hỗ trợ vay. Điều này hợp lý hóa các bước phê duyệt và kiểm soát. Ở Châu Âu, cơ chế chính là quan hệ đối tác công - tư liên quan đến tài trợ đối ứng. Cơ chế bảo đảm tiền vay, phần lớn không được áp dụng trong xây dựng nhà máy xử lý sinh học ở châu Âu, nhưng được áp dụng thường xuyên ở Mỹ, giúp quản lý các khoản nợ. Tại thời điểm xây dựng Nhà máy xử lý sinh học Crescentino ở Ý, tài trợ bằng nợ được coi là khó khăn lớn trong tài chính tổng thể của việc xây dựng. Các nhà hoạch định chính sách cần đảm bảo rằng chiến lược tài trợ bằng nợ là hợp lý trước khi cam kết các quỹ công. Các công cụ tài chính để xây dựng quan hệ đối tác công - tư phải hấp dẫn và không quá quan liêu. Hãy chắc chắn việc thực hiện quản lý theo giai đoạn (gate-staging) để đảm bảo rằng việcn cấp tài chính công theo từng giai đoạn phụ thuộc vào kết quả thực hiện các mục tiêu. Với sự xuất hiện của InnovFin ở châu Âu, việc tài trợ cho các nhà máy xử lý sinh học thông qua bảo lãnh cho vay trở nên dễ dàng hơn. Việc cung cấp tài chính cho các nhà đổi mới của InnovFin-EU đã được đưa ra bởi Cộng đồng châu Âu và Tập đoàn ngân hàng đầu tư châu Âu trong khuôn khổ Horizon 2020. Nó cung cấp các khoản bảo lãnh hoặc cho vay trực tiếp (24 tỷ EUR) cho các dự án nghiên cứu và đổi mới. InnovFin hướng tới mục tiêu cải thiện khả năng tiếp cận tài chính rủi ro cho 37 các dự án nghiên cứu và đổi mới; cơ sở hạ tầng nghiên cứu; quan hệ đối tác công tư; và các dự án đặc biệt thúc đẩy các dự án mẫu công nghiệp đầu tiên. Đây là một bước tiến lớn ở châu Âu vì các khoản bảo lãnh cho vay trước đây không xuất hiện trong danh mục các cơ chế tài trợ cho các dự án kinh tế sinh học. Các công cụ sáng tạo đang được xây dựng và phát triển để tài trợ cho việc xây dựng nhà máy xử lý sinh học, chẳng hạn như các ngân hàng xanh được thành lập bằng tiền đóng thuế nhưng hoạt động theo hình thức một ngân hàng thương mại. Khái niệm về ngân hàng đầu tư xanh, trong đó, các quyết định đầu tư dựa trên đánh giá đúng đắn về kế hoạch kinh doanh, đang ngày càng trở nên phổ biến. Các dự án ngân hàng xanh điển hình bao gồm năng lượng tái tạo ngoài khơi và trên bờ, năng lượng gió và năng lượng mặt trời ngoài khơi. Việc mở rộng các dự án xây dựng nhà máy xử lý sinh học dường như là một lựa chọn dễ dàng, nhưng cũng đầy rủi ro trong thời điểm hiện tại. Việc xem xét các mô hình khác là rất cần thiết, các mô hình lai có thể mang lại hiệu quả hơn bất kỳ mô hình nào hiện có. 6.5. Trợ cấp NC&PT Một thách thức lớn trong sản xuất dựa trên nền tảng sinh học, cụ thể là trong xử lý sinh học chất thải, là tính chất đa ngành của đối tượng. Trợ cấp nghiên cứu sẽ phải tạo ra không chỉ những kiến thức mới cần thiết, mà còn đào tạo ra cán bộ chuyên môn. Hệ thống giáo dục hiện không phù hợp với thách thức đa ngành và liên ngành này. Các chương trình nghiên cứu về xử lý sinh học cần phải được thiết kế cẩn thận. Sự cân bằng giữa R&D thượng nguồn dựa trên quy mô phòng thí nghiệm cần được củng cố nhiều hơn và các hoạt động nghiên cứu hạ nguồn gần với thị trường hơn, ví dụ: thỏa mãn nhu cầu tạo ra một hệ sinh thái công nghiệp. Hình thức đồng tài trợ cho các chương trình nghiên cứu giữa các hội đồng nghiên cứu khác nhau ví dụ: công nghệ sinh học, khoa học tự nhiên, kỹ thuật là một nhu cầu rõ ràng, để ngăn chặn sự chồng chéo và trùng lặp. Các chương trình như BBI JU bao gồm một số loại hình dự án, từ nghiên cứu cơ bản đến các cơ sở xử lý sinh học hàng đầu, mỗi loại hình sẽ có một cấu trúc tài trợ khác nhau. Mô hình R&D phù hợp Cam kết về tiêu chuẩn kỹ thuật lớn nhất cho việc huy động giải pháp công nghệ sinh học trong tương lai có thể là việc thực hiện tiêu chuẩn hóa sinh học kỹ thuật, giúp thực hành nhanh chóng và ít tốn kém hơn. Tuy nhiên, hàng thập kỷ của kỹ thuật trao đổi chất đối với các hóa chất và vật liệu dựa trên sinh học đã mang lại nhiều thành công nghiên cứu nhưng ít sản phẩm có quy mô thương mại. Để thu hẹp 38 khoảng cách giữa phòng thí nghiệm và thị trường, cần có các mô hình R&D&I mới để tăng tốc quá trình này. Các mô hình khác nhau, bao gồm cả tổ chức nghiên cứu trung gian công tư (IRO) cũng đã được thảo luận. Xây dựng các doanh nghiệp vừa và nhỏ để đáp ứng những thách thức Để giải quyết sự thiếu thành công mang tính thương mại này, các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) đã đề xuất 10 chiến lược chung về kỹ thuật trao đổi chất hệ thống để phát triển thành công các chủng vi sinh vật công nghiệp. Kỹ thuật trao đổi chất hệ thống khác với kỹ thuật thông thường ở hình thức kết hợp các phương pháp kỹ thuật trao đổi chất truyền thống cùng với các công cụ của các lĩnh vực khác, như sinh học hệ thống, sinh học tổng hợp và tiến hóa phân tử. Số lượng công ty có khả năng sản xuất một hoặc nhiều chuyên ngành có thể rất nhiều, tuy nhiên, chỉ số ít có khả năng kết hợp các chuyên ngành đó vào một quy trình sản xuất. Trong một lĩnh vực công nghệ sinh học cụ thể và các lĩnh vực công nghệ sinh học khác, cần có sự hợp tác hiệu quả hơn giữa các học viện và các công ty công nghệ sinh học công nghiệp, và chuyển giao kiến thức nhanh hơn giữa khu vực công và tư. Xử lý sinh học hợp nhất: nhu cầu tiếp tục tài trợ cho R&D công Trong phương pháp xử lý sinh học hợp nhất (CBP), các hoạt động thủy phân (ligno) cellulose của enzyme được thực hiện dựa trên kết hợp với máy móc để tạo ra các sản phẩm nền tảng sinh học nhờ một chất xúc tác sinh học vi khuẩn duy nhất. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ tán thành quan điểm rằng công nghệ CBP được coi là cấu hình chi phí thấp cuối cùng cho quá trình thủy phân và lên men cellulose. Áp dụng hiệu quả CBP trong thực tế là một nỗ lực của sinh học kỹ thuật để tạo ra chức năng chính xác nhưng cũng để cải thiện chức năng của chất xúc tác sinh học để sử dụng trong quy trình công nghiệp. Trong số các công nghệ xử lý sinh học khác nhau, CBP được đánh giá là phương pháp kinh tế nhất về lâu dài, nhưng năng suất vẫn chưa đủ và cần phải tiếp tục nhận được tài trợ nghiên cứu để đưa vào hoạt động. Độ tin cậy, khả năng tái sản xuất và tiêu chuẩn hóa Các khái niệm như khả năng tương tác, tách thiết kế khỏi sản xuất, tiêu chuẩn hóa các bộ phận và hệ thống, tất cả đều được coi là nội dung trung tâm của các ngành kỹ thuật, phần lớn không xuất hiện trong lĩnh vực công nghệ sinh học. Các tiêu chuẩn cho phép tách rời thiết kế khỏi sản xuất, tách khỏi lắp ráp, triển khai là một khái niệm thiết yếu trong kỹ thuật, giúp hạn chế khả năng không thể tái lập các kết quả, điều luôn tồn tại trong sinh học và công nghệ sinh học. Tóm lại, việc áp dụng các tiêu chuẩn tạo điều kiện cho khả năng mở rộng, tái lập và khả năng dự 39 đoán của một lĩnh vực kỹ thuật mà sinh học kỹ thuật đang cần. Để vượt qua những rào cản lớn như vậy đòi hỏi sự hợp tác công và tư, có thể được tạo điều kiện bởi các chương trình R&D chung. Tự động hóa nghiên cứu công nghệ sinh học và thư viện ADN công Để đạt được các mục tiêu về độ tin cậy, khả năng tái lập, tiêu chuẩn hóa ngày càng đòi hỏi tự động hóa các giao thức và luồng công việc trong nghiên cứu công nghệ sinh học nếu sinh học kỹ thuật bước vào kỷ nguyên định lượng. Thiết kế hỗ trợ máy tính với tính năng tự động hóa sẽ dẫn đến khả năng đạt được quy mô chưa từng có. Hình thức tự động hóa sẽ cho phép các nhà nghiên cứu dành nhiều thời gian hơn cho thiết kế thử nghiệm thay vì thực hiện thử nghiệm. Hoạt động phòng thí nghiệm bổ sung là việc tiếp cận dữ liệu và ADN thông qua các thư viện ADN tập trung có thể được truy cập bằng các ứng dụng nền tảng điện toán đám mây. Khái niệm này có nghĩa là cho phép nhiều tế bào hoạt động độc lập với chi phí thấp trong nhiều tổ chức, nhưng với quyền truy cập đám mây vào các thư viện ADN để thực hiện các quy trình thử nghiệm phức tạp vượt quá khả năng của hầu hết các tổ chức. 6.6. Một sân chơi bình đẳng Những phản đối trợ cấp đối với bất kỳ loại hình công nghệ non trẻ nào nhằm mục tiêu giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu có thể dựa trên sự bóp méothị trường do trợ cấp gây ra. Tuy nhiên, không có thứ gọi là “sân chơi bình đẳng” giữa các ngành công nghiệp nhiên liệu hóa thạch và bất kỳ ngành công nghiệp xanh nào. Ngành công nghiệp nhiên liệu hóa thạch đã tồn tại trong suốt hơn một thế kỷ và trợ cấp cho nhiên liệu hóa thạch vẫn còn ở mức khá cao. Hằng năm, những khoản trợ cấp này liên tục tăng lên tới hàng trăm tỷ đô la. Việc áp dụng giá cacbon và thuế cacbon có vẻ như là những giải pháp hợp lý để tăng số tiền tài trợ cần thiết cho các đóng góp công của các dự án đó. Mục đích của khung chính sách định giá cacbon sẽ là gửi đi các tín hiệu giá rõ ràng và đáng tin cậy thúc đẩy quá trình chuyển đổi cacbon thấp trong trung hạn và dài hạn. Giá cacbon rõ ràng có thể được định giá thông qua thuế cacbon, được biểu thị bằng giá cố định cho mỗi tấn khí thải, hoặc thông qua các hệ thống mua bán phát thải, trong đó, mục tiêu giảm phát thải được đặt ra thông qua việc cấp một số giấy phép cố định, giá được thiết lập trên thị trường thông qua cung và cầu. Định giá khí thải cacbon thông qua thuế cacbon sẽ là một động lực mạnh mẽ để đầu tư vào các công nghệ sạch hơn và áp dụng các quy trình công nghiệp xanh hơn như mục tiêu lĩnh vực sinh học kỹ thuật đã cam kết. Phát thải nên được tính ở mức giá bằng với giá trị 40 tiền tệ của thiệt hại do khí thải gây ra. Điều này sẽ dẫn đến lượng phát thải CO2 tối ưu (hiệu quả) về mặt kinh tế. Tuy nhiên, thỏa thuận về mức giá của thiệt hại vẫn khó nắm bắt. Loại bỏ trợ cấp nhiên liệu hóa thạch và định giá thiệt hại môi trường của các ngành công nghiệp đó sẽ tạo ra một cục diện hoàn toàn khác về kinh tế học, và sẽ khiến cho lập luận chống lại các ngành công nghiệp sinh học xanh, bền vững trở nên ít thuyết phục hơn. 6.7. Các quy định, tiêu chuẩn và nhãn cho các sản phẩm dựa trên sinh học liên quan đến hiệu quả tài nguyên Cách tiếp cận các quy định và tiêu chuẩn cũng có thể là một công cụ để tạo ra thị trường, ví dụ như thông qua đăng ký sản phẩm và đánh giá vòng đời. Một giải pháp để xử lý sinh học chất thải để thu được kết quả ở đây là áp dụng chứng nhận bền vững hợp lý, hài hòa, trong đó, hiện tại khu vực này là một sự kết nối của các dự án tự nguyện khó hiểu và thiếu độ tin cậy của khả năng thực thi. Các quy định điều chỉnh việc sử dụng sinh khối, đặc biệt là sử dụng phân tầng, trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau giữa các ngành và ở cấp độ quốc gia và quốc tế. Điều này có thể cản trở đầu tư vào các cơ sở mới và R&D vào các sản phẩm và ứng dụng mới. Thách thức cụ thể trở nên tăng gấp đôi. Đầu tiên, cần tăng cường sử dụng các công cụ, đặc biệt là các tiêu chuẩn chung, hạn chế sự hình thành của các rào cản thương mại đối với các sản phẩm nền tảng sinh học giữa các chuỗi giá trị và mở rộng tiềm năng thị trường. Thứ hai, các rào cản quy định cản trở đầu tư vào các chuỗi giá trị, sản phẩm và ứng dụng hiện có trong các lĩnh vực, phải được loại bỏ và ưu tiên thiết lập một sân chơi bình đẳng cho các sản phẩm nền tảng sinh học. Tiêu chuẩn cho các sản phẩm sinh học ở cấp quốc tế (ví dụ: về hàm lượng nền tảng sinh học, khả năng phân hủy sinh học, tính bền vững và chức năng) sẽ đảm bảo tính nhất quán giữa các ngành. Các tiêu chuẩn đóng vai trò trung tâm để phát triển nhãn hiệu cho các sản phẩm nền tảng sinh học. Để trở nên dễ so sánh và củng cố mức độ tin cậy, các đánh giá bền vững cho các sản phẩm sinh học cần phải được chuẩn hóa và chứng nhận. Các tiêu chí bền vững cho các sản phẩm sinh học và nhiên liệu sinh học phải tương đương và tính đến các yếu tố như tính toán phát thải GHG và các tiêu chí để sản xuất sinh khối bền vững. Theo cách tương tự mà Chương trình Tiêu chuẩn Nhiên liệu Tái tạo (RFS) đặt ra các tiêu chuẩn tiết giảm phát thải GHG cùng với các quy định về thể tích đối với nhiên liệu sinh học, các mục tiêu môi trường đối với các vật liệu sinh học trở nên khả quan. Điều này có thể hiệu quả trong việc không chỉ khuyến khích sự phát triển 41 của nhựa sinh học hiệu quả nhất mà còn ngăn cản sự đầu tư sớm vào nhựa sinh học với hiệu suất môi trường kém hơn. Narayan và Patel (2003) đã nỗ lực xác định các mục tiêu như vậy: họ khuyến nghị rằng, so với các lĩnh vực thông thường, biopolyme và vật liệu tổng hợp sợi tự nhiên sẽ: • Tiết kiệm ít nhất 20 năng lượng MJ (không tái tạo) mỗi kg polymer; • Tránh ít nhất 1 kg CO2 mỗi kg polymer; • Giảm hầu hết các tác động môi trường khác ít nhất 20%. Việc ghi nhãn có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc thương mại hóa các sản phẩm sinh học, cung cấp cho người tiêu dùng thông tin rõ ràng về hiệu suất môi trường của sản phẩm và hướng dẫn hành vi mua hàng đối với các lựa chọn bền vững. Nhãn có thể rất quan trọng cho sự thu hút của các sản phẩm sinh học bằng hình thức mua sắm công xanh. Theo quan điểm về sự phổ biến của các chương trình ghi nhãn quốc gia và quốc tế, có thể đạt được những lợi ích bằng cách kết hợp các sản phẩm sinh học với một chương trình hiện có thành công mà có cách tiếp cận hài hòa và chuẩn hóa. Xem xét nhựa sinh học trong chiến lược tương lai xử lý chất thải nhựa Nhựa sinh học mở ra con đường phát triển nền kinh tế nhựa tuần hoàn, bền vững bằng cách sử dụng các nguyên liệu thay thế và cung cấp phạm vi rộng hơn về các lựa chọn cuối đời cho các sản phẩm nhựa. Tuy nhiên, đề xuất Chiến lược Nhựa của EU không đưa ra các biện pháp lập pháp cụ thể để tận dụng lợi ích của nhựa sinh học. Hiệp hội Nhựa sinh học châu Âu đã phác thảo một loạt các biện pháp và hành động lập pháp tiềm năng cho phép nhựa sinh học thực hiện tiềm năng của chúng trong nền kinh tế nhựa đang phát triển phải giải quyết các vấn đề nghiêm trọng mà rác thải nhựa đang tạo ra. Mặc dù các biện pháp này liên quan đến EU, nhưng chúng có thể có giá trị như nhau ở các quốc gia đang ở trong thế tiến thoái lưỡng nan về quản lý xử lý chất thải nhựa (thực tế là tất cả các quốc gia thành viên OECD và nhiều quốc gia khác). - Xác định tiêu chí áp dụng, trong đó, nhựa phân hủy sinh học phù hợp hơn nhựa thông thường - Thúc đẩy việc sử dụng các vật liệu phân hủy sinh học, dựa trên sinh học để sản xuất bao bì - Xác định tiêu chí bền vững nguyên liệu cho nhựa sinh học - Đảm bảo tiêu chí bền vững cho nguyên liệu nhựa dựa trên sân chơi bình đẳng với nhựa dựa trên hóa thạch 42 - Tuân theo các quy tắc mới, hài hòa để đảm bảo rằng, 10% tất cả các vật liệu bao bì nhựa được đưa vào thị trường EU là vật liệu dựa trên sinh học - Tuân theo các quy tắc mới, hài hòa để đảm bảo rằng, một loạt các bao bì nhựa có tiếp xúc với thực phẩm (đặc biệt là thực phẩm dễ hỏng) hoặc được sử dụng để thu gom chất thải sinh học có thể được tái chế hữu cơ - Hạn chế sử dụng nhựa “tự phân hủy oxo” - Xem xét việc thực hiện các quy tắc, định nghĩa và nhãn hài hòa hiện có đối với nhựa có thể phân hủy công nghiệp. Nhựa sinh học bền thay thế nên được xử lý theo chính sách giống như đối với nhựa hóa thạch miễn là chúng đáp ứng các tiêu chí bền vững, bao gồm giảm phát thải và giảm năng lượng hóa thạch chính. Cải thiện hiệu quả tài nguyên là điều cần thiết để đáp ứng SDGs Trong số 17 mục tiêu phát triển bền vững (SDGs), 12 mục tiêu phụ thuộc trực tiếp vào việc quản lý toàn diện nền kinh tế bền vững của toàn bộ các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Ít nhất một nửa số mục tiêu phát triển bền vững có thể được giải quyết bằng cách sử dụng công nghệ sinh học và kinh tế sinh học. Có thể lập luận rằng hiệu suất tài nguyên và kinh tế sinh học có chung ít nhất là 9 trong số 17 các mục tiêu phát triển bền vững này (2,3,6,7,9,12,13,14,15). Nói cách khác, công nghệ sinh học cực kỳ hiệu quả về tài nguyên có thể giải quyết 9 mục tiêu này. Chỉ trong CBE, lợi ích do hiệu suất tài nguyên sinh học mang lại mới đạt mức cao nhất. Cải thiện hiệu suất tài nguyên là không thể thiếu để đáp ứng các mục tiêu biến đổi khí hậu Có những ưu điểm và nhược điểm của việc áp dụng công nghệ sinh học vào giảm thiểu biến đổi khí hậu. Nhiều bằng chứng cho thấy rằng sản xuất dựa trên sinh học để thay thế sản xuất dựa trên hóa thạch có thể tiết giảm phát thải. Tuy nhiên, việc điều chỉnh chính sách nên được xem xét vì nội dung chính sách quan trọng trong lĩnh vực này hướng vào năng lượng, vì lý do hợp lý rằng nhiên liệu lỏng góp phần nhiều cho sự gia tăng phát thải, đốt than để lấy năng lượng cũng vậy. Việc góp phần vào phát thải của ngành công nghiệp hóa chất và vật liệu là không đáng kể, và ở đây sản xuất dựa trên sinh học không chỉ giúp tiết giảm phát thải mà còn có đóng góp lớn hơn vào giá trị gia tăng và tạo việc làm. Những công nghệ sinh học này có thể được coi là công nghệ sinh học môi trường, tuy mang lại lợi ích thiết yếu, nhưng cũng góp phần gia tăng phát thải. Xử lý nước thải sinh học hiếu khí tuy tạo ra GHG nhưng cũng thực hiện nhiệm vụ lọc nước thải thiết yếu, và nghiên cứu đang hướng tới giảm lượng phát thải này. Xử lý 43 nước thải đô thị chiếm khoảng 3% lượng điện tiêu thụ toàn cầu và 5% lượng khí thải GHG không CO2, chủ yếu là khí mêtan từ quá trình phân hủy kỵ khí. Tương tự phân hủy chất thải hữu cơ rắn là công nghệ sinh học tuần hoàn đã tồn tại trong một thời gian dài nhưng tạo ra lượng phát thải, có phạm vi để cải thiện. Các công nghệ sinh học môi trường này thiếu các biện pháp kiểm soát quá trình, mặc dù được áp dụng ở quy mô rất lớn (triển khai quy mô lớn nhất trong tất cả các công nghệ sinh học). Chính sách trợ cấp R&D có thể tập trung vào việc cung cấp hệ gen/công cụ kỹ thuật số giúp các công nghệ này trở nên dễ đoán hơn. Xử lý ô nhiễm môi trường bằng phương pháp sinh học là một ví dụ điển hình của công nghệ sinh học môi trường toàn diện, chưa được tận dụng vì thiếu biện pháp kiểm soát quá trình, mặc dù được coi là công nghệ khắc phục bền vững. Yêu cầu cấp thiết là phải trang bị cho các học viên chuyên ngành xử lý sinh học một bộ các kỹ thuật tổng hợp (omics) để chứng minh cơ sở khoa học chân chính giúp củng cố quá trình và cải thiện khả năng dự đoán. Mặc dù vẫn dựa trên nghiên cứu, bằng chứng đối với các hệ thống và phương pháp sinh học tổng hợp phi tế bào để xử lý sinh học các chất ô nhiễm tái sinh từ đất vẫn đang được tìm kiếm và chứng minh một cách cụ thể. Cách tiếp cận này có lẽ chỉ hợp lý trong trường hợp đối với các chất ô nhiễm bền vững, cùng với đó là những quan ngại về vấn đề an toàn liên quan đến việc giải phóng các sinh vật biến đổi gen vào môi trường. Phương pháp sinh học tổng hợp phi tế bào có thể giúp giải quyết được vấn đề này bằng cách cho phép triển khai mạng lưới gen và quá trình trao đổi chất mà không gây nguy cơ sao chép và lan truyền các chủng vi khuẩn mới trong tự nhiên. Đánh giá rủi ro dựa trên cơ sở khoa học đang diễn ra nên là một ưu tiên chính sách. Giải pháp sử dụng tài nguyên hiệu quả Mô hình được thực hiện cho UNEP nhận thấy rằng hiệu suất tài nguyên kết hợp với chính sách khí hậu có thể giảm 28% mức sử dụng tài nguyên toàn cầu so với các xu hướng hiện tại, đồng thời, giảm phát thải nhà kính và tăng thu nhập và thúc đẩy tăng trưởng kinh tế. Kinh tế sinh học cung cấp các cơ hội như vậy cần được xem xét kỹ lưỡng từng trường hợp thông qua sử dụng phương pháp tiêu chuẩn hóa. Dữ liệu cho CBE hiệu suất tài nguyên vẫn cần phải được thu thập. Cân bằng giữa chính sách đầu vào và đầu ra Một chiến lược chính sách chủ yếu dựa vào phía đầu ra của chu trình vật liệu và năng lượng có thể sẽ thất bại trong việc mang lại những thay đổi môi trường cần thiết và đáp ứng mong muốn. Hệ quả là sự giảm đáng kể ở phía đầu vào thông qua 44 sự gia tăng đáng kể hiệu suất năng lượng và tài nguyên có thể là cần thiết để hạn chế ảnh hưởng nghiêm trọng của các vấn đề môi trường do ngưỡng hệ sinh thái. Kết luận Việc sử dụng sinh khối làm tài nguyên là một giao điểm quan trọng giữa nền kinh tế sinh học và nền kinh tế tuần hoàn. Trước những lo ngại về việc sử dụng các nguồn thực phẩm, đã có một sự thúc đẩy mang tính toàn cầu đối với các nguồn sinh khối phi thực phẩm, tạo thành nhiều nguồn 'chất thải', ' sản phẩm phụ', 'sản phẩm phụ dư thừa', 'dư lượng', như dư lượng nông nghiệp hoặc lâm nghiệp và chất thải rắn đô thị (MSW). Điều này cộng hưởng với khái niệm nền kinh tế tuần hoàn theo nhiều cách: - Nó giữ nguồn nguyên liệu trong nền kinh tế lâu hơn - Nó khép kín các vòng chu trình nguyên liệu - Nó làm tăng năng suất tài nguyên. Một số tác động phù hợp với nền kinh tế tuần hoàn là giảm sự phụ thuộc vào nguyên liệu thô và các sản phẩm mới và thay thế nguyên liệu thô thứ cấp trong sản xuất. Đồng thời, giảm phát thải khí nhà kính (GHG) thông qua sản xuất kinh tế sinh học (bằng cách sử dụng nguyên liệu tái tạo thay vì hóa thạch). Tuy nhiên, có thể thấy trước một số khó khăn trong kinh tế sinh học tuần hoàn là: - Ở một số quốc gia, chất lượng của vật liệu là "phế thải" chứ không phải là "nguyên liệu thứ cấp" không thể sử dụng làm nguyên liệu cho các nhà máy sinh học - Một khó khăn được mô tả cụ thể giữa sinh khối với vai trò là nguyên liệu cho các hóa chất và vật liệu dựa trên nền tảng sinh học và việc sử dụng nó trong các ứng dụng năng lượng sinh học. Điều này, theo nghĩa rộng hơn, mô tả mâu thuẫn chính sách giữa chính sách công nghiệp và môi trường - Thị trường chất thải có thể bị phá vỡ vì một số vật liệu thải hiện đang được tái chế, chôn lấp hoặc đốt trong tương lai có thể bị ràng buộc đối với các nhà máy sinh học. Điều này có thể có tác động sâu sắc đến thị trường quản lý chất thải và cơ sở hạ tầng công cộng (bởi một khoản tiền công lớn được đầu tư vào các cơ sở quản lý chất thải). Khái niệm cho thấy điểm cốt lõi của vấn đề là việc sử dụng sinh khối theo tầng, ở một số quốc gia, như Đức, có mối liên hệ chiến lược chặt chẽ với các mục tiêu của nền kinh tế tuần hoàn. 45 Sự kết năng giữa các khái niệm kinh tế sinh học và kinh tế tuần hoàn sẽ được khai thác. Điều này sẽ cần sự kết hợp của các sáng kiến của khu vực công và tư nhân. Tuy nhiên, vẫn còn tồn tại nhiều thách thức và mục tiêu chính sách để khu vực công hành động trước, vì phần lớn những gì đã được mô tả được đánh giá là có nguy cơ rủi ro cao đối với khu vực tư nhân thực hiện một mình. Không thể kết luận rằng điều này thể hiện một quá trình chuyển đổi lịch sử khác biệt với các quá trình chuyển đổi trước đó như từ sử dụng vật liệu gỗ sang than hay than sang dầu, trong đó cần phải hành động quyết liệt và táo bạo để có thể tránh được tác động nghiêm trọng nhất của biến đổi khí hậu, lương thực, năng lượng, an ninh nguồn nước và cạn kiệt tài nguyên. Những chuyển đổi này đòi hỏi phải quản lý quá trình chuyển đổi, cần đầu vào chính sách công rất rộng trong thời gian dài, nhưng với sự hợp tác chặt chẽ của khu vực tư nhân và các bên liên quan khác cần được khuyến khích bởi tính lâu dài của các chính sách đang được áp dụng. Trong kế hoạch lớn của chính sách kinh tế sinh học, vai trò của đổi mới và công nghệ sinh học thường bị bỏ qua. Nhiều mục tiêu ở nhiều cấp độ, từ phòng thí nghiệm đến việc triên khai toàn diện, bao gồm cả thử nghiệm và trình diễn, tập trung vào các vấn đề chính sách nghiên cứu và đổi mới (R&I).