I - Những vấn đề chung nhất về Hemp

1. Canh tác cây gai dầu

Lịch sử của cây gai dầu

Cây gai dầu (Hemp), còn được gọi là gai sợi, gai Trung Quốc, hay Gai đực (cây đực), là loài cây thân thảo một năm thuộc họ dâu tằm (Cannabaceae). Toàn bộ cây đều có thể được sử dụng trong công nghiệp. Gai dầu là loại sợi tự nhiên đầu tiên được con người sử dụng để dệt vải và đã được trồng trọt, sử dụng suốt hơn 8.000 năm. Trong lịch sử Trung Quốc cổ đại, gai dầu là một loại cây trồng quan trọng, được xếp vào “ngũ cốc” cùng với kê, lúa mì, đậu… trong đó “cần sa” ở đây chính là gai dầu.

Ngày nay, trên thế giới có hơn 3.000 loại sản phẩm từ gai dầu, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như dệt may, giấy, thực phẩm, y học, xây dựng, công nghiệp ô tô… và phạm vi ứng dụng vẫn đang tiếp tục mở rộng.

Đặc điểm canh tác và ứng dụng 

Tại Trung Quốc, gai dầu được phân loại thành “gai dầu công nghiệp” và “gai dầu làm thuốc” theo tiêu chuẩn của EU. Gai dầu công nghiệp là loại có hàm lượng THC dưới 0,3%, và gai dầu dùng cho dệt may thuộc nhóm này. Gai dầu dễ trồng, yêu cầu đầu vào thấp, khả năng thích nghi môi trường cao, chịu được đất bạc màu, kháng điều kiện bất lợi tốt và phân bố sinh trưởng rộng. Cây ưa ánh sáng, hiệu suất quang hợp cao, sinh trưởng nhanh và không cần nhiều phân bón. 

Lượng mưa cần thiết để cây phát triển là khoảng 500–700 mm, tuy nhiên cây vẫn chịu hạn tốt. Nếu trong mùa sinh trưởng có mưa tự nhiên thì hầu như không cần tưới bổ sung.

Gai dầu là cây trồng kinh tế thân thiện môi trường: 

• Cải thiện hàm lượng chất hữu cơ trong đất 
• Giảm nhu cầu phân bón 
• Có khả năng hấp phụ thuốc bảo vệ thực vật 

→ Góp phần nâng cao tính bền vững của hệ thống nông nghiệp.

2. Ứng dụng của cây gai dầu 

• Sợi gai dầu: dùng trong dệt may, sản xuất giấy, vật liệu xây dựng, vật liệu composite… 
• Hạt gai dầu: ép dầu ăn; lõi hạt dùng làm thực phẩm hoặc dược liệu. 
• Trong những năm gần đây, giá trị dược liệu trong cây gai dầu công nghiệp đã thu hút sự quan tâm từ nhiều nước. Từ cây gai dầu đã phân lập được hơn 500 hợp chất, bao gồm cannabinoid, polyphenol, axit hữu cơ, alkaloid, terpenoid và flavonoid.
• Trong đó, hợp chất phenolic của cần sa được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Hai thành phần chính là THC và CBD. CBD chiết xuất từ gai dầu công nghiệp là chất không gây nghiện, không độc, có tác dụng chống co thắt, giảm lo âu, chống viêm, được sử dụng trong dược lý.

Việc sử dụng sợi gai dầu phát triển sớm và phổ biến nhất tại Trung Quốc. Sợi gai dầu là sợi libe cellulose nằm trong thân cây, thu được thông qua quá trình tách vỏ (decortication). 

Ứng dụng gai dầu làm nguyên liệu dệt may có nguồn gốc từ Trung Quốc, được mệnh danh là “vua của các loại sợi tự nhiên”, là một loại sợi tự nhiên đa năng.

​Đây là loại sợi tự nhiên chức năng cao với các đặc tính: 

• Thấm hút và thoáng khí 
• Chống mốc, kháng khuẩn 
• Khử mùi 
• Chống bức xạ, chống tia UV 
• Chống tĩnh điện 
• Và nhiều tính năng độc đáo khác

Gai dầu, giống như cotton hữu cơ, là nguồn sợi thân thiện môi trường được công nhận toàn cầu, vượt trội hơn cotton thông thường hay sợi lanh.

3. Hiện trạng canh tác gai dầu

Việc trồng và chế biến gai dầu công nghiệp tại Trung Quốc phải được phê duyệt bởi cơ quan an ninh. Hiện nay, Vân Nam và Hắc Long Giang là hai tỉnh được phép trồng hợp pháp. Vào ngày 06/03/2019, Văn phòng Ủy ban chống ma túy Quốc gia đã ban hành “Thông báo về việc tăng cường kiểm soát cây gai dầu công nghiệp”, đề xuất rằng cây gai dầu là một loại ma túy bị kiểm soát theo các điều khoản của Công ước duy nhất về ma túy năm 1961. Tuy nhiên, vào tháng 8/1975, Công ước đã nêu rõ: Công ước này không bao gồm việc trồng cây gai chỉ dành riêng cho mục đích lấy sợi và hạt, hoặc cho mục đích làm vườn. Do đó, gai dầu công nghiệp hiện chỉ giới hạn trong hai mục đích này. 

Việc trồng cây gai dầu ở Trung Quốc thời kỳ đầu chủ yếu để lấy sợi và hạt, gần đây có một số diện tích trồng gai dầu dược liệu ở Vân Nam. Tuy nhiên, ứng dụng dệt sợi gai dầu là công dụng chính của cây gai dầu ở Trung Quốc. Ngành công nghiệp dệt may từ gai dầu đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây, và Kể từ năm 2016, diện tích trồng gai dầu duy trì khoảng 20.000–30.000 ha, sản lượng sợi đạt 30.000–40.000 tấn/năm.

Hắc Long Giang là vùng trồng gai dầu chủ lực, các tỉnh và khu vực khác như Sơn Tây và Cát Lâm cũng có hoạt động trồng trọt cây này. Vùng đất đen rộng lớn, màu mỡ và điều kiện khí hậu của Hắc Long Giang rất lý tưởng cho việc trồng trọt công nghiệp và là nguồn cung cấp chính cây gai dầu khô chất lượng cao ở Trung Quốc. Diện tích canh tác duy trì trên 250.000 mẫu (mu) từ năm 2016.

II - Quy trình dệt may từ gai dầu 

Hiện nay, chỉ có Trung Quốc, Canada, Đức và một số quốc gia khác áp dụng công nghệ dệt sợi gai dầu. Trung Quốc đang giữ vị trí dẫn đầu thế giới, với chuỗi công nghiệp chế biến và ứng dụng gai dầu hoàn chỉnh từ: 

• Trồng trọt 

• Chế biến, Xử lý sợi 

• Hóa chất phụ trợ 

• Kéo sợi – dệt vải 

• May mặc – dệt gia dụng 

• Sản xuất sợi viscose 

• Giấy, nội thất ô tô, vật liệu xây dựng, composite, thực phẩm, y tế, than hoạt tính và các ngành công nghiệp khác… 

Ngành gai dầu của Trung Quốc đã phát triển nhanh chóng trong thời kỳ Kế hoạch 5 năm lần thứ 13. Từ năm 2018, gai dầu công nghiệp và gai dầu y tế đã được hợp pháp hóa tại nhiều quốc gia, khiến mức độ quan tâm đến sản phẩm từ gai dầu tăng mạnh trên toàn cầu. Diện tích trồng gai dầu công nghiệp ở Trung Quốc cũng tăng nhanh chóng và hiện đã trở thành loài gai dầu lớn nhất trong nước. 

1. Lộ trình xử lý dệt may gai dầu 

Trồng → Thu hoạch → Vỏ cây gai → Ngâm sinh học tự nhiên → Tách sợi → Sợi dài / sợi ngắn → Kéo sợi → Dệt / đan → Sản phẩm dệt gai dầu Đặc tính vượt trội của dệt may từ gai dầu

2. Đặc tính vượt trội của dệt may từ gai dầu

(1) Khả năng thấm hút ẩm và thoáng khí 

Sợi gai dầu có cấu trúc rỗng, nhiều khe và mao quản liên kết và lỗ rỗng dọc theo thân sợi, giúp phân tán độ ẩm, thấm hút và thoát ẩm cực tốt. 

• Mùa đông: giữ ấm 

• Mùa hè: mát, dễ chịu 

→ Rất phù hợp cho quần áo và đồ dệt gia dụng. 

(2) Khả năng kháng khuẩn

Sợi gai dầu có cấu trúc xốp, hấp phụ oxy mạnh, phá vỡ môi trường sống của vi khuẩn yếm khí. Ngoài ra, cây gai dầu chứa nhiều hợp chất phenolic, axit hữu cơ và muối vô cơ có khả năng diệt và ức chế vi khuẩn mạnh mẽ.

(4) Khả năng Chống tia tia cực tím (UV), hấp thụ âm thanh và & hấp thụ sóng
Cấu trúc tiết diện không đều và dạng xoắn của sợi giúp phân tán và hấp thụ tia UV hiệu quả. Vải gai dầu không cần xử lý đặc biệt vẫn có khả năng chắn phần lớn tia cực tím.

5) Tính năng Mềm mại và thoải mái 

Sau xử lý kiểu cotton, vải gai dầu mềm, mịn, không gây ngứa, không thô ráp như các sản phẩm gai dầu truyền thống. Sợi gai dầu có chiều dài sợi đơn từ 15-25mm, độ mịn từ 15-30 micron, tỷ trọng riêng là 1,48, nhẹ hơn sợi lanh, đồ bền kéo đứt của sợi đơn cũng tốt hơn sợi lanh và sợi bông. Cấu trúc phân tử của sợi gai dầu được sắp xếp theo chiều dọc, chặt chẽ và gọn gang, độ kết tinh và định hướng rất cao. Sợi gai dầu là loại sợi mảnh nhất trong số tất cả các loại sợi từ vỏ cây, gần giống với sợi bông cotton và đầu sợi có hình dạng tù, vì vậy sợi gai dầu được xử lý theo kiểu vải cotton, mang lại cảm giác mặc cực kỳ mềm mại, không cần xử lý đặc biệt để tránh cảm giác ngứa rát và khô ráp như các sợi từ vỏ cây khác (Ramie, Linen).

III - Phát triển bền vững của ngành Gai dầu (Hemp)

1. Dấu chân carbon của canh tác gai dầu

Cây gai dầu (Hemp) là một loại cây trồng kinh tế đa năng, có giá trị gia tăng cao và có thể tái tạo; sợi gai dầu có thể thay thế bông cotton, vỏ gai dầu có thể thay thế gỗ, được sử dụng rộng rãi trong ngành dệt may, xây dựng, ô tô và các ngành công nghiệp khác; hạt gai dầu có thể thay thế dầu mỏ để sản xuất nhiên liệu sinh học, hiệu suất tương đương với dầu diesel hóa thạch; bê tông từ gai dầu chắc chắn và bền, chống cháy và chống ẩm, đồng thời có chức năng hấp thụ CO2. 

Quá trình trồng cây gai dầu không sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón và hầu như không cần tưới tiêu bổ sung, cây gai dầu có đặc điểm sinh thái, tài nguyên và bảo vệ môi trường tuyệt vời. Cây gai dầu có khả năng chịu đựng cao đối với kim loại nặng cadmium và khi hàm lượng cadmium trong đất đạt đến 800mg/kg, nó không ảnh hưởng đáng kể đến sự sinh trưởng của cây gai dầu. Gai dầu có năng suất sinh học cao, đặc biệt thích hợp cho canh tác luân canh, sản lượng sợi gai dầu có thể đạt hơn 100kg/mẫu. Khả năng hấp thụ đơn lớp của gai dầu đối với các ion crom, ion đồng, ion bạc, ion cadmium lần lượt là 367mg/g, 1157mg/g, 89mg/g, 140mg/g. 

Cả cây gai dầu và sợi gai dầu đều là những chất hấp thụ kim loại tự nhiên tuyệt vời, mang lại hiệu quả tự làm sạch cho nguồn nước và đất. 

So sánh CO₂ hấp thụ (tấn/ha): 

• Gai dầu: 28,66 

• Đay: 23,59 

• Cotton: 14,01

2. Trách nhiệm xã hội (Social responsibility) 

Xu hướng xanh trong ngành dệt may gai dầu 

Ứng phó với những thách thức mới của biến đổi khí hậu toàn cầu Những rủi ro môi trường và sinh thái do nóng lên toàn cầu gây ra đang trở thành một trong những mối đe dọa nghiêm trọng nhất đối với sự tồn tại của nhân loại. Việc cắt giảm phát thải CO₂ đã trở thành trách nhiệm chung của tất cả các chủ thể trong ngành gai dầu. 

Hiệp hội Dệt Sợi Baste & Sợi Lá Trung Quốc sẽ từng bước thúc đẩy việc tích hợp trách nhiệm môi trường của ngành vào: 

• Hệ thống giá trị ngành 

• Hệ thống đổi mới 

• Hệ thống quản trị 

Qua đó, thúc đẩy hiệu quả sự phát triển sinh thái và bền vững của toàn ngành. 

Động lực mới cho phát triển bền vững của ngành gai dầu 

Xu hướng phản toàn cầu hóa do đại dịch COVID-19 đã thúc đẩy các quốc gia đẩy nhanh quá trình tái cấu trúc hệ thống công nghiệp nhằm đảm bảo an ninh chuỗi cung ứng. Nguồn cung sợi gai dầu cho thấy khả năng thay thế sợi lanh, đồng thời việc xây dựng hệ thống chuỗi cung ứng xanh có truy xuất nguồn gốc gai dầu trở thành công cụ quan trọng để các hiệp hội ngành thúc đẩy ngành dệt may gai dầu theo hướng toàn diện. Lợi thế bể hấp thụ carbon (carbon sink) của canh tác gai dầu, cùng với khái niệm thân thiện môi trường và bền vững của dệt may gai dầu như một lực lượng kinh tế mới, sẽ tạo nền tảng quan trọng cho sự phát triển nhanh chóng của ngành. 

Phù hợp với xu hướng nâng cấp tiêu dùng mới

Xu hướng nâng cấp tiêu dùng nội địa đang dẫn dắt thị trường, trong đó các giá trị xanh – lành mạnh – an toàn – thoải mái ngày càng trở thành nhu cầu cơ bản của người tiêu dùng đối với dệt may và may mặc. Đặc biệt trong bối cảnh hậu COVID-19, người tiêu dùng ngày càng chú trọng đến sức khỏe và an toàn, và xu hướng tiêu dùng xanh sẽ mang lại định hướng thị trường phù hợp cho ngành dệt may trong chu kỳ tiêu dùng nội địa tổng thể.

IV - Định hướng phát triển cân bằng carbon của dệt may gai dầu 

1. Tăng cường trồng trọt và chế biến sợi gai dầu 

Ngành gai dầu cần sự đổi mới khoa học – công nghệ để thúc đẩy phát triển giống và công tác lai tạo hạt giống, kỹ thuật canh tác, phát triển máy móc chuyên dụng, công nghệ chế biến nguyên liệu mới, quy trình sản xuất và phát triển sản phẩm, cũng như khai thác sử dụng tổng hợp. Song song đó là tăng cường các dịch vụ hỗ trợ về thông tin, dịch vụ, bán hàng và phân phối nhằm thúc đẩy hợp tác toàn diện, xây dựng các nền tảng và hạ tầng đổi mới, phát triển các giống ưu việt, tập trung vào sản xuất xanh gai dầu công nghiệp và mở rộng các ứng dụng công nghiệp mới.

2. Thúc đẩy tối ưu hóa năng lượng trong doanh nghiệp 

Hướng dẫn và hỗ trợ doanh nghiệp xây dựng các dự án tiêu thụ năng lượng và nước thấp. Khuyến khích doanh nghiệp tiếp tục tăng tỷ trọng sử dụng năng lượng thứ cấp, sử dụng năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời làm nguồn bổ trợ; thúc đẩy việc hạch toán phát thải carbon dioxide trong doanh nghiệp; xây dựng các mô hình doanh nghiệp trình diễn “giảm kép” (giảm ô nhiễm không khí và giảm phát thải carbon). Khuyến khích ứng dụng công nghệ thông minh trong các khâu kéo sợi, dệt, nhuộm, hoàn tất, may mặc và các thiết bị khác nhằm nâng cao năng suất lao động. Đẩy nhanh việc xây dựng các tiêu chuẩn tiết kiệm năng lượng và carbon thấp cho ngành gai dầu, đồng thời khuyến khích thiết kế xanh cho các nhà máy. 

3. Thúc đẩy công nghệ sản xuất xanh tiên tiến 

Lấy các mắt xích chuỗi công nghiệp dựa trên công nghệ xanh làm trung tâm để giảm phát sinh và phát thải chất ô nhiễm, đồng thời nâng cao khả năng phòng ngừa và kiểm soát ô nhiễm mang tính hệ thống trong toàn bộ quá trình sản xuất.

Tăng cường chuyển đổi sang sản xuất sạch, liên tục giảm phát sinh và phát thải các chất ô nhiễm trọng điểm như nhu cầu oxy hóa học (COD), amoniac nitơ và oxit nitơ. Khuyến khích các doanh nghiệp chế biến sợi gai và doanh nghiệp dệt may phát triển các quy trình sản xuất sử dụng ít nước và hóa chất hơn; mở rộng việc sử dụng nước tái chế, nước tái sinh và các nguồn nước phi truyền thống khác; tăng cường quản lý nước, tích hợp và tối ưu hóa hệ thống nước; đồng thời xây dựng các dự án trình diễn quy trình sản xuất xanh điển hình và các doanh nghiệp kiểu mẫu. 

4. Định hướng đổi mới khoa học – công nghệ cho ngành gai dầu 

Đối với sự phát triển carbon thấp của ngành gai dầu, giải pháp cốt lõi phải đến từ đổi mới khoa học – công nghệ liên tục. Dệt may gai dầu và việc sử dụng tổng hợp gai dầu là những yếu tố quan trọng của đổi mới. Trong tương lai, thông qua việc tăng cường đổi mới công nghệ trong sử dụng tích hợp và nâng cao giá trị gia tăng của sản phẩm, gai dầu chắc chắn sẽ tỏa sáng trong “lĩnh vực xanh” của vật liệu mới, công nghệ năng lượng mới và quy trình công nghệ mới.