Chắc là chúng ta ai cũng biết tới sinh thái học, mà định nghĩa tổng quát của nó là bộ môn khoa học nghiên cứu các điều kiện sống của các sinh vật và mối tác động qua lại giữa chúng và với môi trường xung quanh. Còn sinh thái học công nghiệp, ta lần lượt hiểu cụm từ này: sinh thái học nghiên cúu các hệ sinh thái, còn công nghiệp chỉ xã hội công nghiệp nói chung (bộ máy sản xuất, dịch vụ, nông nghiệp, các cộng đồng dân cư…). Đây là một cách tiếp cận của xã hội công nghiệp được coi như một hệ, với vô số các mối tương tác và phụ thuộc lẫn nhau - một trường hợp đặc biệt của hệ sinh thái được tái hoà nhập vào sinh quyển. Cách nhìn nhận mới này đoạn tuyệt với hình ảnh  truyền thống của hai thực thể tách rời nhau, nơi mà các tác động môi trường chỉ phần nào xuất hiện ở ranh giới và phí tổn kinh tế lại có thể tính được bằng con số. Nó nhìn nhận một cách hợp lý và chặt chẽ các mối tương tác giữa hệ sinh thái này và phần còn lại của sinh quyển và như vậy làm nổi bật các đòn bẩy tác động mới.

Sinh thái công nghiệp được xây dựng trên cơ sở nghiên cứu các dòng vật chất và dự trữ vật chất, các dòng dự trữ năng lượng và thông tin bên trong một hệ được phân tích rõ ràng (khu công nghiệp, vùng vùng, một nước…). Brad Allenby, một trong số những bậc thầy của lĩnh vực này đã nêu rõ tính không bền vững trong tổ chức xã hội công nghiệp đương đại và cáo giác định đề theo đó nó được xây dựng. Tư tưởng của định đề này cho rằng tài nguyên thiên nhiên là vô tận, rằng sinh quyển có khả năng xử lý chất thải và có khả năng khắc phục các thiệt hại do hoạt động của con người sinh ra cũng vô tận. Các hợp phần khác nhau của xã hội này có thể có các tương tác tài chính và một vài trao đổi vật chất thông qua mối hiên hệ “khách hàng - người cung ứng” cổ điển. Cách tiếp cận riêng rẽ này đặc trưng cho loại hình hệ sinh thái thứ nhất. Hậu quả của định đề này là tổng thể các thực thể độc lập với nhau. Nó dẫn đến việc xử lý tác động do hoạt động công nghiệp gây ra trên phần còn lại của sinh thái. Ở đấy tác động được nhà công nghiệp hiểu ở quy mô thiết bị và được pháp luật đóng khung trong hoạt động của họ. Vậy là, các tác động này được giải quyết, như là định mệnh, ở ranh giới của hai thực thể (sinh quyển và doanh nghiệp). Hiệu quả kinh tế và sinh thái của cách tiếp cận chống ô nhiễm như vậy – gọi là cuối nguồn (end of pipe) thật đáng phải bàn cãi. Về mặt môi trường, phạm vi tác động chật hẹp; các giải pháp đưa ra chỉ có làm dịch chuyển tác động môi trường đến một nơi khác.

Một trạm lọc nước thải chẳng hạn sẽ sinh ra cơ man nào bùn, đến lượt nó, lại gây ô nhiễm đất ở nơi nó được tích lại. Các giải pháp riêng rẽ có hiệu quả ngày một giảm xuống; thời kỳ đầu khi lọc nước, thực vậy, cho phép hạn chế được ô nhiễm với giá rẻ nhưng rồi việc loại bỏ một số chất gây ô nhiễm có nitơ và có cacbon phải dùng phương pháp hóa học hay dùng vi khuẩn trong các thiết bị phức tạp và tốn kém vì điều kiện nhiệt độ rất khắt khe.

Như ta biết, các hệ sinh thái tự nhiên là những bức tranh thánh về tính bền vững và cân bằng: Sử dụng vật chất một cách tối ưu vì mỗi chất thải lại được một sinh vật khác sử dụng, các nhu cầu năng lượng được đáp ứng bằng đóng góp của năng lượng tái tạo: năng lượng mặt trời. Theo Brad Allenby, nên hướng xã hội công nghiệp đến với mô hình này. Nếu như chưa được thế thì có thể trải qua giai đoạn trung gian, dễ thực hiện hơn, dựa trên một tổ chức xen kẽ, trong đó các dòng được khép kín: chất thải trở thành nguyên liệu cho các thực thể khác, còn năng lượng dư thừa (hơi nước, khí xả…), trước đây thải vào không khí thì bây giờ được sử dụng thay cho nguyên liệu khoáng. Đây là loại hình hệ sinh thái thứ hai. Cách tiếp cận tổng thể này tạo ra một lĩnh vực hành động mới cho các nhà công nghiệp. Các giải pháp đưa ra vượt quá khuôn khổ doanh nghiệp và tác dụng của nó được xác định cụ thể ở phạm vi của hệ. Tính cạnh tranh của doanh nghiệp vì thế cũng được tăng cường: tiết kiệm nguyên liệu, tiết kiệm việc xử lý chất thải, thậm chí lại thắng cuộc do chất thải có giá trị hàng hoá. Ý thức về tác động môi trường và quản lý rủi ro cũng được nâng cao.

Vài mốc lịch sử

Ngoài khía cạnh thích thú về mặt trí tuệ ra, còn có nhiều yếu tó khác cắt nghĩa sự quảng bá nhanh chóng khái niệm sinh thái học môi trường và sự phát triển của một lĩnh vực khoa học mới.

Có một số nhà sinh thái lác đác nêu lên trong thập niên 50 (của thế kỷ trước) cách tiếp cận này thực sự hình thành với khái niệm phát triển bền vững đầu thập niên 90 (của thế kỷ trước). Đầu tiên là một bài báo đăng trên Tạp chí Scientific American năm 1987. Lúc đó, sinh thái học công nghiệp tỏ ra như một công cụ giúp xã hội công nghiệp hướng tới mục tiêu phát triển bền vững, nhưng  công cụ đó vẫn còn mờ nhạt. Tiếp đến năm 1991, Viện hàn Khoa học Quốc gia đã tổ chức cuộc hội thảo riêng cho chủ đề này. Đến năm 1996, cố vấn tổng thống về phát triển bền vững đã đề nghị Bill Clinton xây dựng các “Công viên sinh thái công nghiệp”. Và cuối cùng, lĩnh vực khoa học mới này đã có công cụ và cơ cấu vào cuối thập niên 90: Tạp chí Sinh thái học công nghiệp ra đời năm 1997, sau đó là Hội sinh thái học quốc tế ra đời năm 2000. Sinh thái học công nghiệp dần dà đã được thâm nhập vào giáo trình đại học của Mỹ và châu Âu. Ở châu Âu, vùng Catalogne (Đông Bắc Tây Ban Nha) đang phô trương quyết tâm áp dụng các nguyên tác của sinh thái học công nghiệp vào chương trình phát triển của mình. Sáng kiến này được sự ủng hộ của Quỹ châu Âu phát triển vùng.

Mở rộng khái niệm và bước đi có liên quan

Việc tận dụng chất thải nhờ có việc khép kín các dòng nói trên (dòng vật chất, năng lượng…) là một cách rút gọn trong việc áp dụng các nguyên tắc của sinh thái học công nghiệp. Ngoài ra còn các mặt khác nữa cần chú ý:

-         Giảm thiểu việc phát tán phung phí vào môi trường bằng cách cải tiến vật liệu (làm bất động các phụ gia, chống ăn mòn…) bằng cách quay vòng (tái sử dụng), thay thế các chất nguy hiểm bằng các chất vô hại. Cấm hẳn việc sử dụng Clo hiện đang phổ biến trong nhiều quy trình sản xuất, cấu trúc lại hệ thống công nghiệp. Một ví dụ phát tán phung phí là sản xuất lốp ô tô. Tư tưởng chủ đạo là khép kín các dòng vật chất, năng lượng, tránh tất cả mọi phát tán phung phí suốt trong cả vòng đời của sản phẩm.

-         Phi vật thể hoá các hoạt động kinh tế: thu được nhiều sản phẩm và dịch vụ trên một lượng vật chất không đổi, thậm chí là ít hơn, tăng năng suất tài nguyên bằng cách bán công dụng thay cho bán đồ vật.

-         Khử cacbon trong năng lượng: tiêu thụ ít năng lượng hơn (các chính sách làm chủ nhu cầu năng lượng), khuyến khích sử dụng các nhiên liệu ít phát tán cacbon, sử dụng sinh khối ở quy mô công nghiệp, tiến tới sử dụng hidro. Việc sử dụng hidro đặt ra nhiều vấn đề về công nghệ còn chưa giải quyết được hiện nay như an toàn vận tải, bảo quản, vật liệu và hạ tầng ống dẫn.

Cách tiếp cận hệ của sinh thái học công nghiệp không chỉ hạn chế ở các tương tác có tính vật lý mà còn cả việc xem xét tương lai của xã hội công nghiệp và câu hỏi giá trị của nó.

Ngoài ra còn có các bước đi khác nữa để đáp ứng đòi hỏi của công cụ thực hiện phát triển bền vững. Các khái niệm này được đưa sử dụng trong giới thương mại và các tổ chức chính phủ. Nó dựa trên các cách tiếp cận “sản phẩm” hay “quy trình” bên trong doanh nghiệp. Nhiều doanh nghiệp lớn, chủ yếu là các công ty đa quốc gia, từ năm 1992 đã tập hợp lại trong Hội đồng doanh nghiệp thế giới vì phát triển bền vững (World Business Council for Sustainable Development –WBCSD) để giúp các doanh nghiệp hướng đến sự phát triển này. Chương trình phát triển của Liên hợp quốc luôn ủng hộ khái niệm phát triển sạch. Đó là chiến lược môi trường được gắn kết vào quy trình, sản phẩm và dịch vụ. Ở Nhật thì có sáng kiến tìm cách không có phát tán (Zero Emission Research Initiative). Ngoài ra, khái niệm “trao đổi chất trong công nghiệp” cũng đề xuất việc khảo sát các quy trình biến đổi vật chất, đưa ra một hoạ đồ định lượng các dòng, rồi dự trữ của vật chất. Cách đi dựa trên nguyên tắc bảo toàn vật chất (nguyên tắc đầu tiên của nhiệt động học).

Bằng chứng khả năng thực thi trên toàn thế giới

Có một yếu tố hình như là quyết định thành công của sinh thái học công nghiệp: sự hiện hữu nhiều thành tựu cụ thể, bằng con số. Ở đây chỉ nêu ra một vài ví dụ. Ở châu Âu, tại Đan Mạch có hệ sinh thái công nghiệp Kalundborg, một thành phố công nghiệp nằm ven biển, cách Copenhagen 100 km. Ở Áo, có tỉnh Styrie, một tỉnh có 1,2 triệu dân, đã xây dựng một hệ thống phức tạp trao đổi chất thải, phôi thai của loại hình sinh thái thứ hai như đã nói ở trên. Ở châu Mỹ có các thành tựu ở Hoa Kỳ và Mêhicô. Ở châu Á cũng có nhiều đề án ở Nhật, Thái Lan, Philippin, Trung Quốc.

Để thúc đẩy, các chính phủ nên có sự khuyến khích về luật pháp và kinh tế, tức là có tiếng nói mạnh mẽ đối với phát triển bền vững.

Nguyễn Văn Đóa (Theo Problèmes Économiques, 12/2004)