Bhutan đặt cược vào hệ thống tưới nâng bằng năng lượng mặt trời để bảo đảm mùa màng khi gió mùa biến động

Bước ngoặt đối với hệ thống tưới tiêu ở Bhutan

Bhutan đang nhanh chóng xem xét lại cách cấp nước cho các trang trại. Mưa gió mùa khó dự đoán và các mạch nước mùa xuân cạn dần đang làm suy yếu những kênh tưới cũ từng cấp nước cho ruộng lúa và vườn rau. Một đánh giá do Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Quốc tế tài trợ và Trung tâm Phát triển Miền núi Tổng hợp Quốc tế hỗ trợ đã đề ra kế hoạch mở rộng hệ thống tưới nâng bằng năng lượng mặt trời như một giải pháp thiết thực thay thế máy bơm diesel và các hệ thống dẫn nước bằng trọng lực đã xuống cấp. Các dự án thí điểm ở Paro đang hoạt động, còn việc mở rộng sang Punakha đang được triển khai, báo hiệu khởi đầu cho sự thay đổi rộng hơn trong cách Bhutan tưới tiêu đồng ruộng.

Báo cáo có tiêu đề Đánh giá cảnh quan các hệ thống tưới nâng sử dụng năng lượng tái tạo ở Bhutan cho rằng năng lượng sạch có thể là nền tảng cho tương lai nông nghiệp thích ứng với khí hậu. Báo cáo đưa ra 38 khuyến nghị về chính sách, tài chính, tiêu chuẩn kỹ thuật, bình đẳng giới và hòa nhập xã hội, các biện pháp bảo vệ môi trường và bảo trì dài hạn. Tác động là rất lớn. Chỉ khoảng một phần năm diện tích đất canh tác được của Bhutan có tưới tiêu, khoảng trống này kìm hãm năng suất và khả năng canh tác quanh năm. Nông nghiệp sử dụng một bộ phận lớn dân số, nhiều hộ gia đình phụ thuộc vào thu nhập từ nông trại, nên bảo đảm nguồn nước tưới ổn định đang trở thành ưu tiên quốc gia cốt lõi.

Hệ thống tưới nâng bằng năng lượng mặt trời hoạt động ra sao và vì sao phù hợp với địa hình Bhutan

Hệ thống tưới nâng bằng năng lượng mặt trời sử dụng các tấm quang điện để cấp điện cho máy bơm, đưa nước từ sông, suối hoặc bể chứa lên những thửa ruộng bậc thang. Ở các thung lũng bị bao quanh bởi sườn núi dốc, nguồn nước thường nằm thấp hơn đất nông nghiệp. Kênh dẫn nước bằng trọng lực khó đưa nước đến các thửa ruộng này, còn máy bơm diesel làm tăng chi phí nhiên liệu và lượng khí thải. Năng lượng mặt trời mở ra một hướng đi khác. Nông dân có thể bơm nước vào ban ngày, trữ nước trong bể rồi dẫn nước qua đường ống đến ruộng với lưu lượng được kiểm soát.

Từ kênh dẫn nước bằng trọng lực đến máy bơm

Các hệ thống truyền thống ở Bhutan thường là kênh hở, làm thất thoát nước do thấm và bốc hơi. Việc bảo trì tốn nhiều công sức, còn thiệt hại do bão có thể làm gián đoạn nguồn cấp vào những thời điểm quan trọng. Hệ thống bơm năng lượng mặt trời thay thế hoặc bổ trợ các kênh này bằng một hệ thống khép kín. Các tấm pin chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Bộ điều khiển điều tiết công suất. Máy bơm chìm hoặc máy bơm đặt trên mặt đất đưa nước qua đường ống chôn ngầm hoặc lắp nổi đến nơi trữ nước. Sau đó, nông dân tưới bằng vòi, vòi phun hoặc dây tưới nhỏ giọt. Lượng nước thất thoát giảm, công lao động tại nông trại giảm và dịch vụ có thể đưa nước đến những thửa ruộng cao hơn nguồn cấp.

Chi phí và bảo trì

Chi phí đầu tư ban đầu là rào cản chính. Tấm pin, máy bơm, bộ điều khiển và đường ống đòi hỏi nguồn vốn mà nhiều hộ nông dân nhỏ không đủ khả năng chi trả. Tuy nhiên, khi hệ thống đã được lắp đặt, chi phí vận hành thấp. Không phải trả tiền nhiên liệu; việc bảo trì chủ yếu gồm giữ sạch các tấm pin, kiểm tra dây điện và đầu nối, thay các bộ phận hao mòn theo lịch trình có thể dự đoán, đồng thời theo dõi hiệu suất máy bơm. Hệ thống có thể được thiết kế cho thửa ruộng nhỏ hoặc cả cộng đồng. Thiết kế tốt cần có bể trữ để dự phòng những ngày nhiều mây và biến động theo mùa; hệ thống giám sát từ xa cơ bản giúp phát hiện sớm sự cố.

Những đề xuất trong đánh giá mới

Đánh giá đưa ra định hướng rõ ràng: giúp hệ thống tưới bằng năng lượng mặt trời hoạt động đáng tin cậy, có khả năng tiếp cận nguồn vốn và bảo đảm công bằng. Báo cáo kêu gọi ban hành các quy định và chứng nhận chặt chẽ, cải thiện mô hình tài chính, đồng thời xây dựng kế hoạch để phụ nữ và các nhóm yếu thế tham gia ở mọi khâu. Báo cáo cũng nhấn mạnh cần tính đến khả năng chống chịu khí hậu và các biện pháp bảo vệ môi trường ngay từ đầu mỗi dự án, thay vì xem đây là việc bổ sung sau này.

Báo cáo nêu rõ:

Báo cáo khẳng định sử dụng năng lượng tái tạo cho tưới tiêu không còn là mục tiêu của tương lai mà đã trở thành nhu cầu cấp thiết hiện nay.

Chất lượng hệ thống là chủ đề được nhắc đến xuyên suốt. Báo cáo thúc giục ban hành tiêu chuẩn quốc gia về thiết kế, lắp đặt và hiệu suất để nông dân không phải sử dụng những hệ thống hỏng hóc chỉ sau một hoặc hai mùa. Các tiêu chuẩn rõ ràng về máy bơm, bộ điều khiển, dây điện, giá đỡ, nối đất, đường ống và bể chứa sẽ hỗ trợ đơn vị lắp đặt và bảo vệ người mua.

Tiêu chuẩn và quy trình thiết kế

Các quy trình kỹ thuật thống nhất sẽ giảm tình trạng linh kiện không tương thích, cải thiện an toàn và ổn định hiệu suất. Các quy trình này bao quát mọi khâu, từ bố trí dàn pin mặt trời và lựa chọn công suất máy bơm đến bảo vệ chống quá áp và thử áp suất. Đơn vị lắp đặt sẽ làm theo danh mục kiểm tra và ghi lại hiệu suất khi bàn giao. Chứng nhận sản phẩm và nhà cung cấp dịch vụ sẽ củng cố niềm tin và nâng cao hiệu quả sử dụng ngân sách công.

Lựa chọn địa điểm và đánh giá rủi ro khí hậu

Khung đánh giá địa điểm và tính khả thi có hệ thống là trọng tâm của kế hoạch. Báo cáo khuyến nghị áp dụng các phương pháp nhất quán để đo lượng nước sẵn có theo mùa, đánh giá độ cao cần nâng nước và tổn thất ma sát trong đường ống, chọn loại máy bơm phù hợp với cột áp và lưu lượng, đồng thời ước tính chi phí dài hạn. Đánh giá rủi ro khí hậu bao gồm nguy cơ lũ lụt, hạn hán, sạt lở đất và nhiệt độ khắc nghiệt. Thiết kế cần có giải pháp neo giữ khi lũ, định tuyến đường ống an toàn và khả năng chống chịu rác trôi cùng lượng trầm tích.

Tài trợ cho quá trình chuyển đổi

Khả năng tiếp cận tài chính là nút thắt lớn nhất. Báo cáo lưu ý rằng các khoản trợ cấp và hạn mức tín dụng hiện nay chưa đủ để giúp nhiều hộ gia đình có thể mua hệ thống. Báo cáo đề xuất nhiều mô hình đa dạng nhằm phân bổ rủi ro, giảm chi phí ban đầu, đồng thời khuyến khích đồng sở hữu và cải thiện công tác bảo trì.

• Cho thuê tài sản, trong đó nhà cung cấp dịch vụ sở hữu thiết bị và nông dân trả phí hằng tháng
• Dịch vụ cấp nước, trong đó nông dân trả phí theo lượng nước được cấp hoặc theo mùa
• Sở hữu cộng đồng, trong đó các nhóm góp nguồn lực và quản lý hệ thống dùng chung
• Hợp đồng thuê mua, chuyển các khoản phí thành quyền sở hữu theo thời gian

Có thể kết hợp vốn công và vốn phát triển với vốn tư nhân để giảm lãi suất và kéo dài kỳ hạn vay. Nguồn vốn ưu đãi có thể hỗ trợ các dự án đầu tiên và giảm chi phí vay cho cộng đồng. Báo cáo cũng khuyến nghị trợ cấp có mục tiêu cho các khu vực xa xôi hoặc gặp bất lợi, cùng các khoản khuyến khích dựa trên hiệu quả, thưởng cho thời gian hoạt động ổn định và lượng nước cấp đã được xác minh thay vì chỉ tính số hệ thống được lắp đặt.

Các xu hướng toàn cầu ủng hộ định hướng này. Thị trường tưới tiêu bằng năng lượng mặt trời đang phát triển, nhờ các chương trình giảm rủi ro cho những người tiên phong áp dụng. Chẳng hạn, tại Ấn Độ, chương trình PM KUSUM cho thấy trợ cấp và mô hình dịch vụ có thể thúc đẩy nông dân áp dụng máy bơm năng lượng mặt trời như thế nào. Phân tích thị trường dự báo tăng trưởng ổn định nhờ nhu cầu sử dụng nước hiệu quả; hệ thống tưới nhỏ giọt và tưới phun kết hợp tốt với máy bơm năng lượng mặt trời. Những ví dụ này không phải khuôn mẫu để Bhutan áp dụng nguyên xi, nhưng cho thấy có thể mở rộng các giải pháp khả thi khi chính sách, tài chính và mạng lưới dịch vụ được phối hợp đồng bộ.

Bình đẳng giới và năng lực địa phương

Phụ nữ chiếm hơn một nửa lực lượng lao động nông nghiệp Bhutan, nhưng vẫn ít có đại diện trong các khâu lập kế hoạch, tài chính và kỹ thuật liên quan đến tưới tiêu. Đánh giá kêu gọi lồng ghép các biện pháp bình đẳng giới và hòa nhập xã hội trong quá trình lựa chọn dự án, cấp vốn, đào tạo và giám sát. Điều đó có nghĩa là đặt ra các tiêu chí rõ ràng để ưu tiên lợi ích cho phụ nữ và các nhóm yếu thế, bảo đảm khả năng tiếp cận tín dụng và giấy tờ đất đai khi cần, đồng thời theo dõi kết quả bằng các chỉ số có thể đo lường.

Nâng cao năng lực là yếu tố cốt lõi. Dự án Trao quyền cho phụ nữ thông qua các hệ thống tưới nâng sử dụng năng lượng tái tạo ở Bhutan, do ICIMOD triển khai cùng Cục Năng lượng và Hội Sinh thái Bhutan, với nguồn tài trợ từ IDRC, đang tổ chức các khóa đào tạo chuyên biệt cho nữ kỹ thuật viên và nhân viên vận hành hệ thống. Chương trình một ngày tập trung vào vận hành và bảo trì thực tế, bao gồm kiểm tra phòng ngừa và xử lý sự cố cơ bản. Tháng 8/2025, một khóa học thiết kế kéo dài hai ngày ở Thimphu đã đào tạo 33 người tham gia đến từ các cơ quan chính phủ, cơ sở đào tạo và doanh nghiệp tư nhân, đặc biệt chú trọng đến nữ kỹ sư. Các buổi học đề cập đến tính toán quy mô hệ thống, lựa chọn linh kiện và thiết kế có hỗ trợ phần mềm, sau đó cấp chứng nhận tham gia.

Báo cáo đề xuất các chương trình chứng nhận cấp quốc gia dành cho đơn vị lắp đặt và nhân viên vận hành, cùng các tài liệu hướng dẫn bằng tiếng Dzongkha và các phương ngữ địa phương để mọi người dễ tiếp cận. Báo cáo cũng khuyến khích tổ chức trình diễn thực địa, xây dựng nền tảng tri thức số và thiết lập quan hệ đối tác với các cơ sở đào tạo nghề cùng trường đại học. Mục tiêu là xây dựng đội ngũ nhân lực lành nghề có thể thiết kế, lắp đặt và duy trì hệ thống hoạt động trong nhiều thập niên.

Kết quả ban đầu từ các trang trại Bhutan

Các dự án tưới tiêu bằng năng lượng mặt trời giai đoạn đầu ở Bhutan cho thấy tiềm năng của giải pháp này. Dự án thí điểm ở Paro cho thấy bơm nước bằng năng lượng mặt trời có thể đưa nước đến những thửa ruộng nằm ngoài phạm vi phục vụ của các kênh truyền thống. Việc mở rộng sang Punakha dựa trên những bài học kinh nghiệm, trong đó có cách quản lý trữ nước để tưới vào cuối buổi chiều và cách bố trí tấm pin phù hợp với góc chiếu nắng theo mùa.

Tại Bali Chiwog, Punakha, một hệ thống mới đi vào hoạt động tháng 4/2025, bơm nước từ sông Mochhu lên khu đất nông nghiệp ở trên cao. Nông dân địa phương đã chật vật vì các nguồn nước cạn dần và thời tiết thất thường, khiến đất đai không được canh tác và thu nhập bấp bênh. Hệ thống năng lượng mặt trời cung cấp nguồn nước ổn định hơn, hỗ trợ kế hoạch trồng trọt đều đặn hơn qua các mùa.

Làng Gangri là một trường hợp khác. Hệ thống tưới nâng bằng năng lượng mặt trời công suất 16 kWp hiện tưới cho khoảng 36 mẫu Anh, phục vụ 117 người. Công trình do Cục Nông nghiệp và ICIMOD triển khai, kết hợp dàn pin mặt trời với máy bơm và đường ống để đưa nước đến những nơi không thể chỉ dựa vào trọng lực. Nông dân cho biết việc tiếp cận nước dễ dàng hơn và họ mất ít thời gian hơn để quản lý các kênh đất dài.

Quản trị, môi trường và các biện pháp bảo đảm xã hội

Nước là tài nguyên dùng chung, và các hệ thống tưới tiêu có thể gây áp lực lên hệ sinh thái địa phương nếu được thiết kế kém. Báo cáo khuyến nghị xây dựng hướng dẫn cụ thể về đánh giá tác động môi trường đối với các dự án tưới tiêu sử dụng năng lượng tái tạo. Những hướng dẫn này sẽ đặt ra quy định nhằm ngăn khai thác quá mức làm cạn kiệt tầng chứa nước, giảm xáo trộn bờ sông và hạn chế việc động vật hoang dã phải di dời. Thiết kế cần bảo vệ chất lượng nước và xem xét xây dựng lối đi cho cá hoặc lắp lưới chắn tại cửa lấy nước khi cần thiết.

Khả năng chống chịu khí hậu là điều thiết yếu. Các dự án cần được thiết kế để chịu được lũ dâng, thời kỳ hạn hán, sức gió tác động lên tấm pin và ảnh hưởng của nhiệt độ cao đến thiết bị điện tử. Bể chứa đủ dung tích, kết cấu neo chắc chắn và phương án đi đường ống, dây cáp an toàn sẽ giảm nguy cơ hỏng hóc. Các nguyên tắc Quản lý tổng hợp tài nguyên nước giúp điều phối dự án theo thủy văn lưu vực và dự báo khí hậu dài hạn, bảo đảm từng hệ thống phù hợp với cân đối nguồn nước khu vực.

Các biện pháp bảo đảm xã hội cũng rất quan trọng. Gắn kết cộng đồng trong quá trình lập kế hoạch, xây dựng quy định phân bổ nước công bằng và thiết lập cơ chế giải quyết xung đột tại địa phương có thể giảm căng thẳng khi việc sử dụng đất hoặc nước thay đổi. Phân định rõ trách nhiệm vận hành và thu phí, cùng với sổ sách minh bạch, giúp ngăn tranh chấp và duy trì tính bền vững của hệ thống theo thời gian.

Học hỏi trong khu vực và điều phối chính sách

Bhutan đang học hỏi từ các nước láng giềng có địa hình tương tự. Trong chuyến trao đổi kinh nghiệm tại Nepal, các đại biểu Bhutan đã tìm hiểu những hệ thống cấp nước cộng đồng sử dụng năng lượng mặt trời ở vùng đồi núi trung du, qua đó tiếp thu kinh nghiệm về lựa chọn công nghệ, chia sẻ chi phí và lập kế hoạch bảo trì có thể áp dụng cho tưới tiêu. Các đại biểu nhấn mạnh giá trị của việc cộng đồng đóng góp đáng kể vào chi phí dự án, yếu tố thường giúp nâng cao tinh thần làm chủ và độ tin cậy.

Chính sách quốc gia đang tạo điều kiện cho tưới tiêu phát triển. Kế hoạch 5 năm lần thứ 13 của Bhutan ưu tiên an ninh lương thực và dinh dưỡng, cũng như tăng thu nhập nông nghiệp; tưới tiêu và cấp nước là những đòn bẩy cốt lõi. Một ủy ban cố vấn dự án được thành lập trong khuôn khổ WERELIS quy tụ các quan chức cấp cao để phối hợp giữa ngành năng lượng, nông nghiệp và chính quyền địa phương. Cách tiếp cận liên ngành này giảm trùng lặp và đẩy nhanh các quyết định về tiêu chuẩn, đào tạo và tài chính.

Thành công có thể được đánh giá ra sao

Việc mở rộng hệ thống tưới nâng bằng năng lượng mặt trời sẽ được đánh giá bằng những kết quả thiết thực: cấp nước ổn định cho đồng ruộng đúng thời điểm; chi phí mỗi lít nước được bơm thấp hơn so với dùng diesel; hệ thống hoạt động ổn định trong các giai đoạn tưới cao điểm; tăng cường độ canh tác trên những vùng đất nằm cao hơn suối hoặc sông; nâng cao hiệu quả sử dụng nước khi kết hợp bơm năng lượng mặt trời với tưới nhỏ giọt hoặc tưới phun; tăng khả năng chống chịu nhờ bể chứa giúp vượt qua các đợt khô hạn.

Để đạt được những kết quả này cần có hệ sinh thái dịch vụ giúp hệ thống vận hành liên tục. Linh kiện thay thế phải có sẵn tại địa phương. Kỹ thuật viên được chứng nhận cần đảm nhiệm lắp đặt và dịch vụ bảo hành. Nhân viên vận hành địa phương cần có danh mục kiểm tra đơn giản để vệ sinh tấm pin, kiểm tra đầu nối và theo dõi hiệu suất máy bơm. Dữ liệu về sự cố và sửa chữa có thể định hướng các chương trình đào tạo và cải tiến sản phẩm. Trường đại học và cơ sở đào tạo kỹ thuật có thể hỗ trợ thử nghiệm thiết kế và cung cấp nhân lực tốt nghiệp cho cơ quan chính phủ, doanh nghiệp tư nhân và đơn vị kinh doanh cộng đồng.

Tính minh bạch sẽ giúp ích. Công bố tiêu chuẩn, chứng nhận của đơn vị lắp đặt và dữ liệu hiệu suất đã được ẩn danh có thể củng cố niềm tin. Nông dân sẽ lựa chọn bơm năng lượng mặt trời khi hệ thống vận hành ổn định, dễ dự đoán, chi phí hợp lý và họ biết cần liên hệ với ai khi xảy ra sự cố. Một số ít dự án chất lượng cao có thể tạo tiền lệ. Cộng đồng có thể đến thăm các địa điểm này, tận mắt thấy bể chứa và máy bơm hoạt động, đồng thời trao đổi với những người cùng nghề về cách quản lý và cơ cấu thu phí. Việc trao đổi kiến thức thực tiễn như vậy đã được ICIMOD và các đối tác khởi xướng, và có thể mở rộng thông qua các ngày tham quan thực địa cùng nền tảng trực tuyến như trang ICIMOD WERELIS Bhutan tại liên kết này.

Điểm chính

• Đánh giá mới đề ra 38 bước để mở rộng hệ thống tưới nâng bằng năng lượng mặt trời ở Bhutan
• Các dự án thí điểm ở Paro và kế hoạch mở rộng sang Punakha cho thấy đà phát triển ban đầu
• Hiện chỉ khoảng 20% diện tích đất canh tác được có tưới tiêu, làm hạn chế năng suất
• Báo cáo kêu gọi ban hành tiêu chuẩn quốc gia, cấp chứng nhận và đánh giá rủi ro khí hậu
• Tài chính là rào cản chính; các đề xuất gồm cho thuê, dịch vụ cấp nước và kết hợp nhiều nguồn vốn
• Khuyến nghị trợ cấp có mục tiêu và khuyến khích dựa trên hiệu quả dành cho những người tiên phong áp dụng
• Bình đẳng giới và hòa nhập xã hội được lồng ghép trong thiết kế dự án và đào tạo
• Các khóa đào tạo WERELIS đang nâng cao kỹ năng kỹ thuật cho phụ nữ và phát triển nguồn nhân lực địa phương
• Hướng dẫn đánh giá tác động môi trường và Quản lý tổng hợp tài nguyên nước là những nội dung cốt lõi
• Các dự án ban đầu ở Bali Chiwog và Gangri cho thấy hệ thống quy mô cộng đồng có tính khả thi