Trang chủ Công nghệ & Ứng dụng Công nghệ & Ứng dụng Ứng dụng Tự động hóa và Công nghệ cao trong nuôi trồng thủy sản siêu thâm canh bền vững

Ứng dụng Tự động hóa và Công nghệ cao trong nuôi trồng thủy sản siêu thâm canh bền vững

1. Thị trường và cơ hội

Nhu cầu của thị trường

Ngành nuôi trồng thủy sản thế giới được đánh giá đã phát triển với những bước nhảy lượng tử trong hai thập niên qua, hiện nay đạt 70 triệu tấn/năm, đóng góp hơn 50% sản lượng thủy sản của thế giới. Đến năm 2030, dự kiến thế giới cần 232 triệu tấn thủy sản, trong đó thủy sản từ nuôi trồng là 144 triệu tấn (chiếm 62%).

Ngành thủy sản Việt Nam đã xuất khẩu đạt kim ngạch từ 2,4 tỉ USD năm 2004 đến 7,84 tỉ USD năm 2014 (gấp 3,26 lần). Việt Nam đang là nước có sản lượng nuôi trồng thủy sản đứng thứ 3 thế giới sau Trung Quốc và Ấn Độ.

Hình 1: Biểu đồ xuất khẩu thủy sản: từ 1995 đến 2012, kim ngạch xuất khẩu tăng 11,2 lần

Thủy sản đã đóng góp tích cực trong chuyển  đổi cơ cấu kinh tế nông nghiệp nông thôn, đóng góp hiệu quả cho công cuộc xóa  đói giảm nghèo, giải quyết việc làm cho trên 4 triệu lao động.

Các cơ hội

Nuôi trồng thủy sản Việt Nam đang có nhiều cơ hội:

- Nhu cầu thủy sản của thế giới đang ngày càng gia tăng.

- Thủy sản là một trong ba ngành có cơ hội phát triển lớn khi Việt Nam gia nhập TPP và các hiệp định thương mại khác.

- Có thể tăng năng suất nuôi trồng thủy sản vượt bậc. Ví dụ: theo báo cáo của Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản 2, năng suất nuôi tôm thẻ chân trắng năm 2014 của Việt Nam trung bình là 3,62 tấn/ha/năm, nhưng có nơi ở Bạc Liêu nuôi tôm siêu thâm canh nhờ ứng dụng công nghệ tiên tiến thì năng suất có thể đạt 240 tấn/ha/năm (gấp 66 lần). Giá trị 1 kg tôm nuôi siêu thâm canh gấp 1,5 lần tôm nuôi quảng canh.

- Gần 1 triệu ha của 8 tỉnh ven biển ở Đồng bằng Sông Cửu Long bị xâm nhập mặn gay gắt do ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu trong tháng 2/2016 lại là cơ hội chuyển đổi sang nuôi trồng thủy sản nước lợ.

Trong ngành thủy sản, nuôi tôm nói chung và nuôi tôm nước lợ nói riêng, có vai trò đặc biệt do: tôm là loại thủy sản ngon, được người tiêu dùng ưa thích; quy mô thị trường cũng như quy mô sản xuất lớn nhất; tôm có giá trị cao; nuôi tôm có lợi nhuận tiềm năng cao nhất..

2. Các thách thức, hạn chế, bất cập

Nuôi trồng thủy sản đang gặp phải các thách thức, hạn chế và bất cập như sau:

- Hạ tầng chưa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật; phòng, chống dịch bệnh còn hạn chế gây thiệt hại lớn. Nhiều hộ nuôi và doanh nghiệp thua lỗ, phá sản vì dịch bệnh này. Vào năm 2012, cả nước có hơn 100.000 ha (gần 15% diện tích nuôi tôm) bị dịch bệnh. Theo báo cáo của Cục Thú y, trong 11 tháng đầu năm 2015, tổng diện tích nuôi tôm nước lợ bị thiệt hại là 49.656,51 ha (bằng 104,7% so với cùng kỳ năm 2014), chiếm 7,66% tổng diện tích nuôi tôm của cả nư ớc. Dịch bệnh cùng chi phí đầu vào tăng khiến chi phí sản xuất tôm Việt Nam tăng 15% - 25%.

- Ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, tình trạng nuôi thâm canh đan xen với nuôi quảng canh dẫn đến khó kiểm soát dịch bệnh, gây tổn thất hàng chục nghìn tỷ đồng của người nuôi trồng thủy sản, ngân sách nhà nước và ảnh hưởng nghiêm trọng đến xuất khẩu thủy sản của nước ta.

- Dư lượng kháng sinh cao. Do bệnh dịch, lượng kháng sinh sử dụng nhiều, kiểm soát dư lượng kháng sinh kém, con tôm Việt Nam luôn nằm trong diện cảnh báo dongười nuôi còn lạm dụng thuốc kháng sinh, hóa chất trong phòng, chống, trị bệnh cho tôm.

- Rào cản kỹ thuật: quy định kiểm tra đối với 100% tôm nhập khẩu từ Việt Nam gây khó khăn cho doanh nghiệp, giảm sức cạnh tranh với Thái Lan, Ấn Độ, Indonesia, ... Cụ thể, trong năm 2015, sản lượng nuôi trồng mới đạt 3.5 triệu tấn bằng 72%, xuất khẩu đạt 6,7 tỷ USD bằng 74% kế hoạch đạt ra cho năm 2020. Lần đầu tiên, xuất khẩu thủy sản bị sụt giảm đến 14%, trong đó, xuất khẩu tôm nước lợ giảm 33%.

- Tỷ lệ nuôi tôm thành công (không nhiễm bệnh) của Việt Nam chỉ khoảng 30 - 40%, thấp hơn nhiều so với tỷ lệ thành công 70% của Indonesia, 80% của Thái Lan , 70% của Ấn Độ.
   Hiện nay, ở các vùng nuôi tôm, nhiều hộ dân treo ao vì tôm chết, trở lại tình trạng nghèo đói với một khoản nợ ngân hàng lớn không trả được, một số đang trong tình trạng trốn nợ, gây nhiều hệ lụy cho xã hội và nền kinh tế. Nông dân phải thường xuyên “ăn, ngủ với tôm” nhưng không có phương pháp, công cụ hữu hiệu để kiểm soát chất lượng nước trong nuôi tôm. Thực tiễn cho thấy nếu nuôi tôm tốt, không dịch bệnh, một ha 3 vụ/năm cho lợi nhuận 2 - 3 tỷ đồng nhưng nếu tôm bị bệnh thì mất trắng.

3. Các giải pháp

Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn đã ban hành Quyết định số 5528/QĐ-BNN-TCTS ngày 31/12/2015, phê duyệt “Quy hoạch nuôi tôm nước lợ vùng Đồng bằng Sông Cửu Long đến năm 2020, tầm nhìn 2030”. Quyết định này nêu rõ: “Đầu tư phát triển sản xuất tôm nước lợ vùng ĐBSCL theo hướng công nghiệp, hiện đại và bền vững, thích ứng trong điều kiện biến đổi khí hậu, tạo khối lượng sản phẩm lớn, có lợi thế  cạnh tranh, đảm bảo chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm,… Áp dụng công nghệ tiên tiến vào sản xuất để tăng năng suất, sản lượng và bảo vệ môi trường sinh thái. Hoạt động sản xuất được kiểm soát chặt chẽ,…, nuôi an toàn sinh học và bảo vệ môi trường sinh thái ... Tạo điều kiện cho các doanh nghiệp ứng dụng công nghệ cao trong nuôi siêu thâm canh với quy mô doanh nghiệp và quy mô hộ gia đình trong các vùng quy hoạch”.

Theo đó, một gói các giải pháp đồng bộ và tích hợp được đề xuất như sau:

- Các giải pháp đảm bảo chất lượng môi trường nước khi phải duy trì sinh khối lớn trong ao;

- Giải pháp nghiên cứu xác định Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index, WQI) và  các chỉ tiêu chất lượng nước có ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng và phát sinh dịch bệnh của tôm (chưa có trong Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia) và xác định phạm vi cho phép;

- Các giải pháp giám sát liên tục kết hợp với điều khiển (tự động, số hoặc đóng/mở) các thiết bị dùng công nghệ Internet of Things để tránh rủi ro khi môi trường có vấn đề mà không phát hiện kịp thời để xử lý, đồng thời tiết kiệm chi phí khi các chỉ tiêu chất lượng nước đã đạt yêu cầu;

- Các giải pháp cung cấp dinh dưỡng, đặc biệt là các khoáng chất hợp lý và có chi phí thấp để bổ sung vào nước và thức ăn;

- Các giải pháp giám sát và điều khiển thông minh các thiết bị cho ăn nhằm tối đa hóa sự sinh trưởng và tối thiểu hóa chi phí thức ăn. Đây cũng là một giải pháp giúp đảm bảo môi trường nước vì ít thức ăn thừa thì nước sẽ ít ô nhiễm hơn;

- Giải pháp nghiên cứu tối ưu hóa thiết kế sa quạt và phương án lắp đặt trong các ao nuôi thủy sản nhằm đạt mục tiêu chi phí năng lượng tối thiểu;

- Giải pháp nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị tự hành hút chất thải trong ao nuôi tôm với chi phí vận hành tối thiểu;

- Giải pháp nghiên cứu thiết kế và chế tạo bồn nuôi tôm siêu thâm canh chi phí thấp có khả năng tự làm sạch;

- Giải pháp nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống nuôi tôm siêu thâm canh dùng công nghệ nước tuần hoàn với chi phí thấp;

- Giải pháp nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị gia tăng hàm lượng ôxy từ không khí;

- Giải pháp nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị tạo nanobubble;

- Giải pháp nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị cho ăn thông minh nhằm giảm tỷ lệ chuyển đổi thức ăn trong nuôi trồng thủy sản.

- Nghiên cứu xây dựng phần mềm quản lý hỗ trợ nuôi trồng thủy sản theo VietGAP và Global GAP.

- Giải pháp nghiên cứu xây dựng hệ cơ sở dữ liệu phục vụ nuôi trồng thủy sản, bao gồm giống tôm, sinh học, bệnh học, dinh dưỡng và thức ăn, dược phẩm, quy trình nuôi, thiết bị, dịch vụ
Và các nhóm giải pháp xác định hàm lượng chất hữu cơ, giảm lượng phốt pho, quy trình xử lý nước thải, các mô hình nuôi đa canh, giải pháp chuyên gia, nhóm giải pháp cho thị trường, quản trị doanh nghiệp,..

4. Liên minh thủy sản bền vững

Việc nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ nói trên cần sự tham gia của một liên minh với tên gọi Liên minh thủy sản bền vững được hình thành theo mô hình Cluster của GS. Michael Porter. Trong liên minh có chuỗi cung ứng thủy sản bền vững.

Liên minh bao gồm 22 nhóm thành viên là các tổ chức, doanh nghiệp: (1) Cung ứng trang thiết bị, phụ tùng; (2) Dịch vụ kỹ thuật, xử lý môi trường và bảo trì; (3) Cung ứng thức ăn, chế phẩm sinh học; (4) Cung ứng giống; (5) Nuôi trồng; (6) Chế biến; (7) Kho và Logistics; (8) Marketing, phân phối, kinh doanh; (9) Bảo hiểm; (10) Cơ sở hạ tầng; (11) Tiêu chuẩn, chứng nhận và pháp luật; (12) Đào tạo; (13) Tư vấn; (14) Nghiên cứu khoa học; (15) Chuyển giao công nghệ; (16) Cơ khí và tự động hóa; (17) Công nghệ thông tin; (18) Tổ chức tài chính, ngân hàng; (19) Nhà đầu tư; (20) Hợp tác quốc tế; (21) Tổ chức, cơ quan nhà nước; (22) Các hiệp hội.

Chúng tôi mong muốn nhận được sự tham gia và hợp tác để triển khai việc nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ nói trên.

5. Một ví dụ về nghiên cứu ứng dụng

Việc giám sát và điều khiển chất lượng nước tự động trong nuôi tôm siêu thâm canh để ổn định chất lượng nước là ưu tiên hàng đầu vì với sinh khối rất cao, môi trường biến động rất nhanh và mạnh, đồng thời, thiệt hại, nếu sự cố xảy ra sẽ rất cao.

Một hệ thống như vậy made-in Việt Nam với tên thương mại e-Aqua đã được thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và sẵn sàng cho triển khai rộng.
Hệ thống có những chức năng chính như sau:

Hình 2: Mô hình hệ thống e - Aqua

- Đo các chỉ tiêu chất lượng của nước.

- Truyền dữ liệu lên đám mây rồi cung cấp thông tin cho nhiều người dùng nhờ một phần mềm chạy trên điện thoại thông minh kèm theo chức năng cảnh báo.

- Điều khiển (tự động, số, đóng / mở) các thiết bị liên quan dựa trên kết quả đo để duy trì chất lượng nước.
Những thành phần khác của hệ thống như: giám sát và điều khiển từ xa, tập trung cho nhiều trang trại ở những vị trí địa lý cách xa nhau; thu thập dữ liệu trong quá trình sản xuất giúp truy xuất nguồn gốc, thống kê, phân tích và cải tiến liên tục đang được thiết kế mở rộng.

Dự kiến hiệu quả kinh tế của hệ thống:

- Giảm khoảng 20% chi phí điện năng.

- Giảm 50% chi phí nhân công.

- Gia tăng 5-10% sản lượng do tôm phát triển tốt hơn trong môi trường tốt hơn.

- Loại bỏ rủi ro tôm chết do sự cố môi trường.

6. Đầu tư vào công nghệ là cấp thiết

Peter Drucker, chuyên gia hàng đầu về tư vấn quản trị, bậc thầy về kinh tế học, một trong 4 nhà quản lý bậc thầy của mọi thời đại, đã từng phát biểu: “Nuôi trồng thủy sản, chứ không phải Internet, cho thấy cơ hội đầu tư tài chính hứa hẹn nhất trong thế kỷ 21”.

Đầu tư cho nuôi trồng thủy sản trên thế giới dự kiến vào khoảng 100 tỷ USD trong thập niên tới. Để lôi kéo nhà đầu tư, chỉ có một cách là mời chào hiệu quả tài chính mang lại từ ngành nuôi trồng thủy sản đang mở rộng, được tổ chức tốt và có trách nhiệm với một nền tảng công nghệ vững chắc và thị trường toàn cầu đang ngày càng lớn.    

 Đối với Việt Nam, các cơ hội, thách thức, hạn chế, bất cập của ngành nuôi trồng thủy sản đều dẫn tới một nhóm giải pháp là phải đầu tư vào tự động hóa và công nghệ cao nhằm chuyển đổi sang nuôi tôm siêu thâm canh hiệu quả và bền vững, đồng thời khai thác hiệu quả hơn nguồn tài nguyên đất và nước vốn là hữu hạn. Nếu chần chừ thì việc sụt giảm sản lượng xuất khẩu thủy sản 16% và tôm 33% trong năm 2015 vì dịch bệnh và ô nhiễm ao nuôi chính là một chỉ dấu cảnh báo sự cấp thiết phải hành động trước khi quá muộn.q

Tài liệu tham khảo
[1] YSI-Environmental, Super-intensive shrimp system provides a look into the
future, 2015.
[2] Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh, Nguyễn Văn Sáng, Xu hướng ứng dụng các công nghệ cao trong nuôi tôm thâm canh, Hội thảo “Ứng dụng công nghệ cao trong lĩnh vực nuôi tôm”, TP.HCM, Tháng 11/ 2015.   
[3] Báo điện tử Đảng Cộng sản Việt Nam, Cạnh tranh giá và chất lượng: Thủy sản gặp nhiều khó khăn, ngày 08/05/2015.
[4] Thành Long, Xuất khẩu thủy sản năm 2015 giảm 16%, Đại kỷ nguyên, ngày 26/12/2015.
  [5] Tạ Hà, Hội nghị xuất khẩu thủy sản Việt Nam năm 2015, Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam, ngày 27/12/2015.

Phạm Ngọc Tuấn, Nguyễn Minh Hà
1Phòng TN Trọng điểm Điều khiển số và Kỹ thuật hệ thống, ĐH Bách khoa TP. HCM,
2Trung tâm phát triển công nghệ và Thiết bị Công nghiệp Sài Gòn

Số 180 (3/2016)♦Tạp chí tự động hóa ngày nay


Newer news items:
Older news items:

 

Hỗ trợ online

Hỗ trợ Web
Mr Phương: 0988906030

Liên kết & Quảng cáo


 
 
 



 



 
 
 

Nhà tài trợ


Sửa biến tần

Mới cập nhật

Tìm kiếm

Quảng cáo&Liên kết