Nuôi trồng hải sản ở trang trại điện gió ngoài khơi

Không gian đa dụng

Ở ngoài khơi bờ biển của Bỉ, Đan Mạch, Đức và Hà Lan, hàng tá trang trại gió đang hoạt động rầm rộ, giúp châu Âu chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo. Một số trang trại còn giúp châu Âu thực hiện một điều mà ít người có thể tưởng tượng: nuôi trồng thủy sản. Việc kết hợp “2 trong 1” mở ra một hướng đi mới đầy hứa hẹn cho việc khai thác không gian biển một cách hiệu quả và bền vững.

“Theo truyền thống, hầu hết mọi thứ đều được thực hiện riêng rẽ. Nếu muốn xây dựng một trang trại điện gió ngoài khơi, người ta đặt nó ở một chỗ xác định. Nếu ngư dân muốn đi đánh cá, họ sẽ phải đến một chỗ khác. Chúng ta phân chia tất cả thành một bản quy hoạch biển hợp lý và mỗi bên đều có khu vực riêng của mình”, Alex Ziemba tại Viện Nghiên cứu Deltares chuyên về nước và tài nguyên dưới mặt nước, nhận xét¹.

Ziemba đã dẫn dắt một dự án nghiên cứu tiên phong do EU tài trợ nhằm thách thức cách suy nghĩ thông thường về việc sử dụng các vùng biển ngoài khơi. Dự án mang tên UNITED xem xét khả năng dùng một vùng biển cho nhiều mục đích khác nhau và xới xáo những vấn đề pháp lý cần phải giải quyết khi các bên đồng sở hữu các tài nguyên biển. Vì một vị trí lý tưởng cho trang trại điện gió ngoài khơi cũng có thể trùng với một vị trí tuyệt vời cho nuôi trồng thủy sản nên nếu không kết hợp được cả hai thì sẽ chỉ có một bên được quyền sử dụng vùng biển đó.

Dự án UNITED kéo dài bốn năm và chính thức kết thúc vào cuối năm 2023. Trong dự án này, người ta đã thử nghiệm nuôi trai, hàu và rong biển giữa các tuabin của ba trang trại gió. Họ dùng các lưới treo lơ lửng, dọc theo những đường dây dài nối từ tuabin này tới tuabin khác, ở độ sâu vài mét dưới mặt nước để bảo vệ lưới khỏi sóng lớn.

Tại bãi thử nghiệm của Hà Lan cách bờ biển 12km, lưới là nơi sinh sống của rong biển. Bãi thử nghiệm của Bỉ nuôi hàu dẹt và rong biển. Còn bãi thử nghiệm ở Đức nuôi trai xanh và rong biển. Các con giống được cấy vào lưới ngay trước khi chúng được thả xuống biển. Sau đó, người ta theo dõi lưới và hải sản thông qua camera, cảm biến và thỉnh thoảng đi thuyền đến thăm.

Trai và hàu có thể mất khoảng hai năm để đạt được kích thước thương mại, trong khi rong biển có thể được thu hoạch thường xuyên hơn. Alex Ziemba cho biết, sản lượng hải sản thu được ở các trang trại gió này tương đương với sản lượng ở vùng nước gần bờ yên tĩnh hơn và cách xa các cơ sở hạ tầng khác.

Dự án UNITED cũng thu thập dữ liệu về tốc độ tăng trưởng của hải sản. Điều đó sẽ cho phép các nhà nghiên cứu mô hình hóa tốc độ tăng trưởng tiềm năng của các loại hải sản khi nuôi trồng trong quy mô lớn ở các trang trại điện gió tương lai.

Lợi ích kinh tế và môi trường

Oeivind Bergh tại Viện Nghiên cứu Biển IMR có trụ sở tại Na Uy là người đứng đầu khoa học của một dự án nghiên cứu tiên phong khác cũng do EU tài trợ có tên là OLAMUR. Dự án kéo dài trong bốn năm (2023-2026) với kinh phí đầu tư 8,2 triệu Euro. Họ đã lắp đặt các hệ thống nuôi trồng trai và rong biển giữa các tuabin gió ở vùng biển Baltic thuộc Đan Mạch và khu vực Biển Bắc của nước Đức.

Trong khi dự án UNITED chủ yếu chứng minh việc kết hợp các trang trại điện gió và nuôi trồng thủy sản ngoài khơi có khả thi hay không, thì dự án OLAMUR tập trung nhiều hơn vào các sản phẩm thủy sản thực tế, bao gồm các phương pháp hiệu quả để nuôi trồng từng loại hải sản và chất lượng hải sản có an toàn để tiêu thụ hay không?

(Có một số lo ngại rằng sinh vật nuôi trồng có thể bị nhiễm vi nhựa hoặc dầu thủy lực từ các tuabin gió. Những chất này sẽ gây hại cho sức khỏe con người nếu xâm nhập vào chuỗi thức ăn. Vì vậy, cần tiến hành nghiên cứu và đánh giá để đảm bảo an toàn cho các sản phẩm nuôi trồng ở các vùng biển đa dụng).

Dự án OLAMUR cũng điều tra một số khía cạnh sinh thái khác, chẳng hạn như liệu các vùng nuôi tảo bẹ, rong biển và trai hàu có trở thành bể chứa carbon tiềm năng và tăng cường môi trường sống cho các sinh vật khác không? Các trụ điện gió có thể cải thiện môi trường sống cho cá và các động vật khác bằng cách tạo ra các rạn san hô nhân tạo ở đó không? Hoặc, liệu việc cấm đánh bắt hải sản trong các trang trại gió, biến chúng thành khu bảo tồn thực tế, có mang lại lợi ích cho một số loài sinh vật và cả hệ sinh thái dưới nước hay không?

Sau 18 tháng, mô hình thí điểm ở trang trại gió Kriegers Flak vùng biển Baltic thuộc Đan Mạch đã có vụ thu hoạch đầu tiên. Mặc dù sản lượng hàu, vẹm và rong biển trong khuôn khổ của dự án vẫn chưa nhiều vì đang ở quy mô nghiên cứu thí điểm, nhưng chúng báo hiệu những thành công bước đầu.

Nhà sinh thái biển Annette Bruhn tại Đại học Aarhus (Đan Mạch), người đứng đầu dự án ở Kriegers Flak cho biết, “Rong biển và các loài nhuyễn thể là các loại thủy sản nuôi trồng ở tầng dinh dưỡng thấp, có nghĩa là chúng có thể được nuôi mà không cần sử dụng phân bón hoặc các chất tăng trưởng. Chúng hấp thụ chất dinh dưỡng từ biển và có thể tạo ra thực phẩm tương đối sạch và tốt cho sức khỏe²”.

Các nhà nghiên cứu Đan Mạch nói rằng bây giờ là lúc phát triển các hướng dẫn để khuyến khích công ty lên kế hoạch sử dụng diện tích biển dưới nhiều mục đích. Lý do là các quốc gia châu Âu đang đẩy mạnh sản xuất năng lượng sạch từ các tuabin gió ngoài khơi và muốn tăng gầp bốn lần công suất hiện tại lên mức 120 GW vào năm 2030, tức chỉ trong vòng sáu năm nữa.

Theo tính toán mới nhất của Đại học Aarhus³, Đan Mạch chỉ cần sử dụng 10% tổng diện tích khuôn viên của các dự án điện gió ngoài khơi hiện có của mình để thu hoạch hàng tấn hải sản tươi. Ở đây, tổng lượng carbon được loại bỏ khỏi biển (do bị “bẫy” trong quá trình hình thành vỏ trai và trong quá trình sinh trưởng ròng của rong biển) có thể bằng 40% lượng khí thải carbon dioxide từ ngành nông nghiệp của Đan Mạch. Nghĩa là, các trang trại nuôi hải sản có thể trở thành bể cô lập carbon dài hạn (được định nghĩa là lưu trữ an toàn các phân tử chứa carbon trong hơn 100 năm), thay thế cho việc đầu tư vào các công nghệ lưu trữ carbon khác.

Trong khi đó, Oeivind Bergh đề cao vai trò làm sạch nước biển của các loài rong biển. Tại khu vực biển Baltic và biển Bắc, sự xâm nhập của nitrat và phốt pho từ hoạt động nông nghiệp qua dòng chảy đã dẫn đến các “vùng chết”. Rong biển có thể hoạt động như máy lọc tự nhiên, hấp thụ các chất dinh dưỡng vô cơ, góp phần làm giảm ô nhiễm. “Những chất dinh dưỡng dư thừa đó có thể được chuyển đổi từ một ‘vấn đề’ thành một ‘nguồn tài nguyên’ nếu ta trồng rong biển đúng chỗ”, Bergh nói. Rong biển, tự bản thân nó, cũng trở thành một đầu ra được săn đón vì chúng có thể dùng trong mọi thứ, từ thực phẩm, thức ăn chăn nuôi đến bao bì và thuốc.

Dĩ nhiên, các dự án điện gió có tác động hai chiều, cả tích cực và tiêu cực tới hệ sinh thái⁴. Bên cạnh nhiều lợi ích, quá trình xây dựng các dự án điện gió có ảnh hưởng hư hại nhất định đối với nền biển. Trong quá trình vận hành, các dự án điện gió gây ô nhiễm tiếng ồn trên bờ và dưới nước.

Đã có những nghiên cứu cho thấy các trang trại điện gió ảnh hưởng rõ ràng tới đời sống của các loài đồng vật tự nhiên trên mặt biển (ví dụ như các loài chim bay) và một số loài động vật dưới biển (ví dụ như cá heo cảng chạy trốn khỏi khu vực có trụ điện, hoặc cá ngừ bị xáo trộn hành trình di cư bởi âm thanh hoạt động của trang trại điện gió).

Ngược lại, cũng có một số báo cáo thực tế cung cấp bằng chứng cho thấy các đế trụ điện gió đóng vai trò như những rạm san hô nhân tạo, góp phần hồi sinh môi trường sống cho một số loài thân mềm như trai, tảo, hải quỳ và một số loài lớn hơn như cua và tôm hùm.

Nói chung, lợi ích môi trường ròng của các trang trại điện gió thường gây tranh cãi. Vì mục tiêu quản lý biển bền vững, điều cực kỳ quan trọng là phải phân biệt các tác động mong muốn với các tác động không mong muốn, đồng thời thực hiện các hành động để thúc đẩy những tác động tích cực và giảm thiểu những tác động tiêu cực.

Thuyết phục cho các bên

Hiện nay, thách thức chính nằm ở việc thuyết phục các công ty quản lý trang trại điện gió áp dụng mô hình kết hợp này. Nói chung, bất kỳ ngành công nghiệp nào cũng có thể do dự khi đưa các hoạt động mới vào những hoạt động đang diễn ra và lo ngại về những rủi ro tiềm ẩn.

Vì các công ty năng lượng điện gió không có thói quen chia sẻ không gian, họ lo lắng về cơ sở hạ tầng khác trong khu vực có thể làm hỏng tuabin và gián đoạn sản xuất điện. Ví dụ, trong trường hợp có bão, phao hoặc đường dây dài móc lưới có thể đứt khỏi các trụ neo, trôi dạt đến chỗ các tuabin gió rồi va chạm gây hư hỏng hoặc làm tuabin ngừng hoạt động.

Nhưng có những lợi ích rõ ràng khi kết hợp “2 trong 1” và một số nhà khai thác trang trại điện gió rất kỳ vọng vào những triển vọng như vậy. Với không gian biển tối ưu đang ngày trở nên chật hẹp, thủ tục cấp phép thường chậm và EU đang tìm cách tăng cường sản xuất năng lượng tái tạo, các nhà phát triển trang trại gió có kế hoạch kết hợp với các nhà nuôi trồng thủy sản để chia sẻ không gian đa dụng thường dễ dàng xin giấy phép hơn.

Ngoài ra, cũng có một số lợi ích hoạt động rõ ràng. Ví dụ, cả hai bên đều có thể cắt giảm chi phí bằng cách dùng chung tàu thuyền và chia sẻ các hệ thống cảm biến lắp đặt trên tàu, phao và tuabin để giám sát hoạt động của riêng mình.

Nói chung, lợi nhuận sẽ là yếu tố quyết định liệu các vị trí tối ưu đa dụng ngoài biển có phát triển vượt ra ngoài quy mô thử nghiệm hay không. “Mọi người phải kiếm được tiền từ việc hợp tác thì mới được coi là kinh doanh. Nếu không, [mô hình này] sẽ không tự phát triển được”, Alex Ziemba nói.

Tài liệu tham khảo:

[1] Michael Allen, (2024), On offshore wind farms, seafood production may be a breeze. Horizon Magazine, EU, https://projects.research-and-innovation.ec.europa.eu/en/horizon-magazine/offshore-wind-farms-seafood-production-may-be-breeze [Truy cập 3/7/2024].

[2] James Brooks, (2024), Beneath offshore wind turbines, researchers grow seafood and seaweed, AP News, https://apnews.com/article/denmark-offshore-wind-farm-seafood-seaweed-de4ba2917ab54939b2b06102679be4b9 [Truy cập 3/7/2024].

[3] Maar, M., et al. (2023), Multi-use of offshore wind farms with low-trophic aquaculture can help achieve global sustainability goals. Communications Earth & Environment, https://doi.org/10.1038/s43247-023-01116-6

[4] Degraer, S., et al (2020). Offshore wind farm artificial reefs affect ecosystem structure and functioning: A synthesis. Oceanography33(4):48–57, https://doi.org/10.5670/oceanog.2020.405