Tương lai của nghề nuôi cá trên cạn

Nhưng đây là một trong những trang trại sản xuất giống thủy sản tiên tiến nhất thế giới. Bên trong tòa nhà chính rộng 7.000 mét vuông là các bể chứa có khả năng sản xuất 8 triệu con cá hồi Đại Tây Dương giống mỗi năm.

Nuôi cá là hình thức sản xuất thực phẩm phát triển nhanh nhất trên thế giới. Thủy hải sản chiếm khoảng 17% lượng protein tiêu thụ trên thế giới (ở một số khu vực ở Châu Á và Châu Phi, con số này lên tới gần 50%). OECD tính toán rằng, nhờ tăng trưởng dân số và thu nhập tăng, mức tiêu thụ cá toàn cầu sẽ đạt 180 triệu tấn vào năm 2030, tăng từ mức 158 triệu tấn vào năm 2020.

Tuy nhiên, với việc nghề khai thác hải sản đang chạm ngưỡng giới hạn của đại dương, nuôi trồng thủy sản chiếm gần như toàn bộ mức tăng trưởng về tiêu thụ cá trong tương lai, cũng như các hình thức canh tác nông nghiệp khác trên đất liền, NTTS hoàn toàn có thể gây ra thiệt hại về môi trường. Thức ăn thừa và chất thải của động vật thủy sản có thể gây ô nhiễm vùng nước xung quanh. Khi lồng lưới bị vỡ, cá nuôi trốn thoát có thể gây tổn hại đến hệ sinh thái địa phương.

90% lượng cá trên thế giới được đánh bắt đang vượt quá khả năng của các đại dương. Ảnh: ALAMY

Các trang trại ứng dụng công nghệ dòng chảy đòi hỏi dòng nước ngọt liên tục từ sông hoặc giếng khoan, dẫn đến cạnh tranh nguồn nước ngọt. Dịch bệnh và cách thức sử dụng kháng sinh và hóa chất để giải quyết các vấn đề liên quan cũng gây trở ngại cho sự phát triển bền vững trong tương lai. Chính những vấn đề này mà các trang trại nuôi cá hiện đại như Salten Smolt hy vọng sẽ giải quyết được. Họ sử dụng công nghệ “Nuôi trồng thủy sản tuần hoàn”, hay gọi tắt là RAS. Thay vì dựa vào dòng nước tự nhiên liên tục để giữ cho cá, hệ thống RAS nuôi cá trên đất liền trong các bể có nước được làm sạch và tái chế liên tục.

So với các hệ thống nuôi trồng thủy sản tiêu chuẩn, các trang trại ras sử dụng ít nước hơn, có thể chăm sóc cá tốt hơn và có thể cho phép nuôi các loài cá ở bất cứ đâu trên thế giới. Về bản chất, trang trại ras là những phiên bản lớn hơn nhiều của bể cá gia đình. Mỗi chiếc bao gồm một bể chứa cá và một bộ các bộ phận làm sạch nước để xử lý chất thải mà chúng tạo ra. Phần lớn công nghệ được tái chế từ ngành xử lý nước thải.

Các vật chất hữu cơ dư thừa - chủ yếu là phân cá và thức ăn thừa được loại bỏ trước tiên. Việc này được thực hiện một cách cơ học, sử dụng bể chứa hình nón, và một loạt các bộ lọc lưới ngày càng mịn. Hầu hết chất thải còn lại là amoniac. Cá tiết ra chất này qua mang, như một sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất và sẽ gây độc nếu hàm lượng gia tăng.

Do đó, nước chứa đầy amoniac được bơm qua các khuẩn lạc vi khuẩn, nếu được cung cấp đủ oxy, sẽ chuyển đổi amoniac thành nitrit và nitrat. Các bước tiếp theo có thể loại bỏ các chất gây ô nhiễm khác như phốt pho và kim loại nặng. Nước càng sạch thì càng có thể được tuần hoàn nhiều hơn và càng cần ít từ bên ngoài hơn.

Một vòng lặp hoàn toàn khép kín là không thực tế, ít nhất là ở thời điểm hiện tại. Nhưng các hệ thống tiên tiến nhất, chẳng hạn như của Salten Smolt, có thể giảm lượng nước sử dụng tới hơn 99%. Nuôi cá hồi tiêu chuẩn tiêu thụ khoảng 50.000 lít nước cho mỗi kg cá hồi được sản xuất. Một hệ thống ras có thể chỉ cần 150 lít. Việc tập trung chất thải vào một nơi mang lại lợi ích riêng.

Một trong những cơ hội lớn nhất bị bỏ đi khi sản xuất thủy sản tiêu chuẩn là chất thải thải ra môi trường từ các trang trại tiêu chuẩn chứa nhiều chất dinh dưỡng có giá trị. Nitrat có thể được sử dụng làm thức ăn cho cây trồng thủy canh. Công ty đã thu hồi và làm khô phân cá cũng như thức ăn thừa để chuyển thành phân bón nông nghiệp. 

Tuy nhiên, việc giữ cá sống và sinh trưởng trong các bể nhân tạo phụ thuộc vào việc kiểm soát chặt chẽ toàn bộ hệ thống, điều này đòi hỏi chi phí và trình độ tương đối cao. Nếu hệ thống cung cấp khí bị hỏng, cá có thể bắt đầu chết chỉ trong vòng 8 phút. Nhưng nhu cầu giám sát cẩn thận cũng mang lại khả năng điều chỉnh môi trường nuôi cá.

Ví dụ, cá hồi là loài cá nước lạnh. Bể điều hòa có thể cung cấp nhiệt độ lý tưởng mọi lúc mà không phải lo lắng về dòng chảy, thủy triều hay thời tiết, thúc đẩy tốc độ phát triển của cá. Sử dụng dữ liệu từ camera và cảm biến trong bể ras có thể ước tính mức độ đói, cân nặng của chúng và thậm chí đánh giá mức độ stress của cá. Việc này có thể nâng cao năng suất của trang trại lên tới 20%.

Sản lượng NTTS toàn cầu đến năm 2021. Ảnh: The Economist

Và bởi vì không phụ thuộc vào môi trường tự nhiên nên về nguyên tắc, các hệ thống ras có thể được xây dựng ở bất cứ đâu. Atlantic Sapphire, một công ty khác của Na Uy, đã xây dựng một trang trại cá hồi Đại Tây Dương gần Miami, cách phạm vi tự nhiên của loài cá này hàng nghìn dặm về phía nam. Ở gần các thành phố lớn giúp giảm khoảng cách mà cá phải di chuyển trước khi được xử lý để phục vụ khách hàng.

Pure Salmon Technology, một nhà cung cấp ras của Na Uy, đang xây dựng một trang trại ở Nhật Bản. Họ tính toán rằng chi phí vận chuyển thấp hơn sẽ giảm hơn một nửa lượng khí thải carbon của mỗi kg cá hồi, mặc dù chi phí năng lượng tăng thêm liên quan đến việc vận hành hệ thống ras. Giống như bất kỳ công nghệ mới nào, đều có những rắc rối khi mới bắt đầu. Ví dụ, nửa triệu con cá, tương đương khoảng 5% tổng số cá, đã chết tại nhà máy của Atlantic Sapphire ở Florida vào năm 2021, sau sự cố với hệ thống lọc. 

Nhìn chung, nhược điểm lớn nhất của RAS là chi phí. Tất cả các đường ống, máy bơm và hệ thống giám sát với sự thiết kế và vận hành bài bản đồng nghĩa là chi phí vốn cao hơn đáng kể so với trang trại thông thường (Đó là một lý do tại sao nhiều hệ thống hiện tại tập trung vào cá hồi, một loại cá tương đối đắt tiền).

Ngay cả ở Na Uy, nơi khoảng một nửa số trang trại cá hồi của quốc gia sử dụng ras, việc này chỉ giới hạn ở giai đoạn đầu tiên trong vòng đời của cá. Cá con vẫn được nuôi thành cá trưởng thành trong các lồng nước mở tiêu chuẩn. Matt Craze của Spheric Research, một công ty phân tích thị trường NTTS, cho biết những cải cách về thuế ở Na Uy có thể thay đổi điều đó.

Một số công ty đang thử nghiệm các hệ thống hybrid. Những thứ này giúp loại bỏ những bộ xử lý chất thải giá trị hơn, nhưng vẫn có thể cắt giảm đáng kể mức sử dụng nước. Tuy nhiên, hiện tại, ras vẫn chưa được chú trọng đúng mức. Kathrin Steinberg, người đứng đầu nghiên cứu tại Hội đồng Quản lý NTTS, một tổ chức phi lợi nhuận của Hà Lan, nói rằng chưa đến 5% trang trại được tổ chức này chứng nhận sử dụng. Nhưng với nhu cầu cá của thế giới tăng lên không thể tránh khỏi, tỷ lệ đó đang gia tăng mỗi năm.