[비즈한국] ‘Nạn đói của nhân loại năm 2050’. Chúng ta đã nghe cụm từ này quá nhiều, nhưng đối với những người đang sống trong thời đại sung túc, đây dường như là một câu chuyện xa vời. Tuy nhiên, viễn cảnh lạnh lùng này vẫn chưa hề thay đổi cho đến tận gần đây.
Theo dự báo dân số thế giới do Liên Hợp Quốc công bố năm 2024, dân số toàn cầu dự kiến sẽ tăng lên khoảng 9,7 tỷ người vào năm 2050. Nếu tính đến dân số hiện tại khoảng 8,3 tỷ người, thì trong vòng 25 năm tới, số người tăng thêm trên trái đất sẽ tương đương với quy mô dân số của cả Trung Quốc.
Số người cần ăn thì tăng lên, nhưng điều kiện sản xuất lương thực lại ngày càng khó khăn. Đó là vì biến đổi khí hậu đã bắt đầu làm lung lay nền tảng của nông nghiệp. IPCC (Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu) dự báo rằng sự gia tăng nhiệt độ, hạn hán và các hiện tượng thời tiết cực đoan như nắng nóng sẽ làm giảm sản lượng của các loại cây trồng chính.
Những dấu hiệu đó đã xuất hiện ở khắp nơi. Năm 2022, châu Âu trải qua đợt hạn hán nghiêm trọng nhất trong ít nhất 500 năm. Cùng năm đó, Ấn Độ đã đột ngột hạn chế xuất khẩu lúa mì để đảm bảo nguồn cung trong nước khi dự báo sản lượng giảm do nắng nóng. Tại Pakistan, lũ lụt lịch sử đã nhấn chìm 1/3 đất nước. Thời tiết cực đoan giờ đây không còn là những năm mất mùa đơn lẻ, mà đã trở thành yếu tố gây bất ổn cấu trúc cho toàn bộ hệ thống lương thực toàn cầu.
Trong bối cảnh đó, một giải pháp mang tính khiêu khích đến từ một công ty khởi nghiệp Phần Lan trong giới công nghệ thực phẩm (food-tech) châu Âu đang thu hút sự chú ý. Nhân vật chính đó là Solar Foods, công ty đã nhảy vào thị trường thực phẩm tương lai với tuyên ngôn sản xuất lương thực từ không khí chứ không phải từ đất đai.
Thay vì đất nông nghiệp, hãy dùng bể thép không gỉ
Các giải pháp thông thường cho vấn đề lương thực vẫn luôn nằm trong khuôn khổ nông nghiệp như mở rộng diện tích canh tác hoặc phát triển giống cây trồng khỏe hơn. Tuy nhiên, Solar Foods đã thay đổi chính tiền đề của việc sản xuất lương thực. Loại bột protein mang tên ‘Solein’ mà công ty này tạo ra không cần đất nông nghiệp, không cần phân bón, cũng chẳng cần gia súc. Nguyên liệu chính là carbon dioxide trong không khí, nước, điện, cùng với khoáng chất và nitơ. Nghe thì có vẻ giống như phim khoa học viễn tưởng, nhưng sản phẩm thực tế đã được sản xuất tại nhà máy ở Vantaa, gần Helsinki.
Solein được tạo ra thông qua quá trình nuôi cấy vi sinh vật. Đầu tiên, họ sử dụng điện để phân tách nước nhằm thu được hydro. Hydro này được đưa vào bể lên men cùng với carbon dioxide, oxy trong không khí và một lượng nhỏ chất dinh dưỡng để nuôi cấy các vi sinh vật cụ thể. Nguyên lý này tương tự như việc thu nhận protein qua lên men như phô mai hay tương đậu, nhưng điểm khác biệt là thức ăn của vi sinh vật không phải là ngũ cốc mà là hydro và carbon dioxide. Các vi sinh vật sinh sôi và tích tụ protein bên trong bể lên men, sau đó được sấy khô và nghiền thành bột, tạo nên bột Solein có màu vàng nhạt.
Theo Solar Foods, Solein chứa khoảng 78% protein tính theo trọng lượng khô và sở hữu đầy đủ 9 loại axit amin thiết yếu. Ngoài ra, nó hầu như không có mùi vị, nên có thể được sử dụng làm nguyên liệu cho nhiều loại thực phẩm chế biến như đồ uống protein, thực phẩm từ thực vật, bánh kẹo...
Dựa trên đánh giá vòng đời (LCA) của Solar Foods, lượng khí thải nhà kính của Solein chỉ bằng khoảng 1% so với protein thịt và khoảng 20% so với protein thực vật. Nếu tính đến việc có thể sản xuất mà không cần đất canh tác hay chăn nuôi, thì đây là minh chứng cho tiềm năng giảm bớt gánh nặng môi trường trong sản xuất lương thực.
Từ phòng thí nghiệm đến nhà máy, và giờ là thị trường
Solar Foods là công ty khởi nghiệp tách ra từ Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật Quốc gia Phần Lan (VTT) và Đại học LUT, được thành lập vào năm 2017. Các đồng sáng lập như Pasi Vainikka - người nghiên cứu về hệ thống năng lượng, và chuyên gia về quy trình sinh học Juha-Pekka Pitkänen đã thành lập công ty để thương mại hóa công nghệ chuyển đổi điện năng và carbon dioxide thành protein thực phẩm.
Còn quá sớm để nói rằng Solar Foods đã vượt qua hoàn toàn ‘thung lũng chết’ – khoảng cách dài giữa giai đoạn phát triển công nghệ của các công ty deep-tech và việc tạo ra lợi nhuận thương mại. Tuy nhiên, họ đã vượt qua cửa ải đầu tiên là đưa công nghệ từ phòng thí nghiệm vào cơ sở sản xuất thực tế. Vào tháng 4 năm 2024, chỉ sau 7 năm thành lập, công ty đã vận hành 'Factory 01' tại Vantaa, cơ sở sản xuất Solein quy mô thương mại đầu tiên trên thế giới. Với công suất tối đa 160 tấn mỗi năm, nhà máy này đã trở thành cột mốc quyết định trong việc chuyển đổi tầm nhìn từ phòng thí nghiệm sang quy mô sản xuất công nghiệp.
Chiến lược thâm nhập thị trường của họ cũng rất đáng chú ý. Thay vì lao vào cạnh tranh ở phân khúc ‘thịt thay thế’ trên kệ siêu thị, họ nhắm đến thị trường giá trị gia tăng cao, nơi khách hàng sẵn sàng chi trả nhiều hơn cho các nguyên liệu giàu protein. Vào tháng 9 năm 2024, Solar Foods đã đạt được trạng thái (Self-Affirmed GRAS) tại Mỹ, cho phép bán sản phẩm sau khi tự đánh giá an toàn mà không cần thông qua sự phê duyệt trước của FDA. Đến tháng 11 cùng năm, họ tổ chức sự kiện ra mắt tại nhà hàng Olmsted ở Brooklyn, New York để thử nghiệm khả năng trở thành nguyên liệu thực phẩm cao cấp. Trong nửa đầu năm nay, thương hiệu thực phẩm chức năng Ambrosia Collective của Mỹ đã tung ra bột protein ‘Planta’ với Solein làm nguyên liệu, đánh dấu sản phẩm tiêu dùng đầu tiên chứa Solein ra đời.
Khả năng thương mại là cửa ải tiếp theo. Vai trò của Factory 01 không chỉ nằm ở sản xuất hàng loạt mà còn ở việc xác minh xem công nghệ sản xuất có thể mở rộng lên quy mô công nghiệp hay không. Solar Foods cho biết vào năm 2025, họ đã thành công trong việc mở rộng công nghệ sản xuất tại Factory 01 lên quy mô gấp 100 lần so với cơ sở thí điểm và đạt công suất thiết kế là 160 tấn mỗi năm. Thách thức của công ty giờ đây là tăng sản lượng đi kèm với việc đảm bảo năng lực cạnh tranh về giá.
Bản thiết kế cho nhà máy tiếp theo với quy mô lớn hơn nhiều so với hiện tại cũng đã được công bố.
Theo dữ liệu kết quả kinh doanh nửa đầu năm của Solar Foods được công bố vào ngày 11 tháng trước, nhà máy thế hệ mới ‘Factory 02’ sẽ được đặt tại Lappeenranta, đông nam Phần Lan. Trong kế hoạch huy động vốn trị giá 191 triệu Euro (khoảng 300 tỷ Won) mà công ty đề ra, họ đã đảm bảo được 71% thông qua các khoản hỗ trợ từ chính phủ Phần Lan. Công ty dự kiến sẽ đưa ra quyết định đầu tư cuối cùng vào năm 2026 và đặt mục tiêu vận hành giai đoạn 1 vào cuối năm 2028. Công suất của giai đoạn 1 là 3.200 tấn mỗi năm, gấp 20 lần so với Factory 01. Sau khi hoàn thành mở rộng giai đoạn 2, công ty dự định sẽ nâng công suất lên 6.400 tấn mỗi năm.
Solein không thể thay thế hoàn toàn lúa mì hay gạo – những món ăn chủ lực của nhân loại – ngay trong ngày hôm nay. Nhưng khả năng mà Solar Foods thể hiện là rất rõ ràng. Đó là tiền đề của xã hội nông nghiệp hàng nghìn năm nay, rằng ‘lương thực bắt buộc phải đến từ đất đai’, không còn là chân lý tuyệt đối nữa. Dù là sa mạc thiếu mưa hay các siêu đô thị thiếu đất nông nghiệp, protein vẫn có thể được sản xuất từ nguyên liệu thu được từ điện và không khí, bất chấp môi trường nông nghiệp truyền thống.
Nếu công nghệ này đạt được quy mô và tính cạnh tranh về giá đầy đủ, địa điểm sản xuất lương thực cũng có thể thay đổi. Bởi lẽ, protein có thể được tạo ra ở nơi có điện, nước và cơ sở sản xuất chứ không nhất thiết phải là đất nông nghiệp. Dù hiện tại vẫn chỉ đang ở giai đoạn chứng minh tiềm năng, nhưng thực tế việc một công ty khởi nghiệp nhỏ tại Phần Lan đang vận hành nhà máy thực tế đã cho thấy rằng khả năng đó không còn nằm bó hẹp trong phòng thí nghiệm nữa.
Tác giả Lee Jung-woo là phóng viên báo chí với 17 năm kinh nghiệm, từng phụ trách nhiều lĩnh vực đa dạng bao gồm các ngành công nghiệp chủ chốt như ô tô, pin thứ cấp, công nghiệp nặng, cũng như quốc phòng, ngoại giao, môi trường, giáo dục, y tế và phúc lợi xã hội. Đặc biệt, ông đã trực tiếp đưa tin về những thay đổi trong cấu trúc công nghiệp tập trung vào chuyển dịch năng lượng, sự bền vững và di chuyển (mobility). Hiện ông đang sinh sống tại Berlin, Đức và hoạt động với tư cách là đối tác của vườn ươm khởi nghiệp ‘123 Factory’.