Proposal for the Development of Biochar-Based Functional Ceramic Balls and Bricks

– Utilizing Vietnam’s Brick Factory Infrastructure for Eco-Friendly Agricultural and Landscaping Applications –

---

1. Project Overview

---

2. Background and Rationale

• Vietnam generates a large amount of rice husk, an agricultural byproduct with great potential.

• Biochar derived from rice husk is known for its multifunctional benefits: carbon sequestration, soil improvement, moisture and nutrient retention, and microbial habitat support.

• Vietnam’s existing brick factories are equipped with automated infrastructure such as mixers, extruders, dryers, and kilns, making them ideal for low-cost adaptation.

• Ceramic balls and biochar-based bricks offer broad applicability in smart agriculture, climate adaptation, urban greening, and ESG-oriented industries.

---

3. Advantages of Utilizing Brick Factories

• ✅ Cost Efficiency: Minimal investment needed by modifying existing equipment

• ✅ Mass Production: Existing conveyor-based production lines enable scale-up

• ✅ Skilled Labor Readiness: Workers can adapt easily with minimal retraining

• ✅ Local Economic Impact: Fosters rural industrial diversification and job creation

---

4. Product Types and Characteristics

4.1 Small Ceramic Ball (Diameter < 2 cm)

• Form: Spherical, porous ceramic

• Application: Mixed into soil in greenhouse cultivation to improve aeration and microbial activity

• Production: Compatible with rotary forming machines and low-temperature drying systems

---

4.2 Medium Ceramic Ball (Diameter 3–5 cm)

• Application: Inserted into soil before transplanting coffee, durian, and other fruit trees

• Function: Stores moisture and nutrients, naturally decomposes over time

• Benefit: Enhances root establishment and soil health

---

4.3 Biochar Brick Type A (Hollow Core)

• Design: Rectangular brick with holes filled with biochar

• Function: Promotes drainage and aeration; encourages root guidance

• Use Case: Subsurface installation for deep-rooted crops like coffee and durian

---

4.4 Biochar Brick Type B (Modular Stackable Type)

• Application: Vertical garden units or greenhouse growing structures

• Feature: Sustainable water supply and air flow through porous structure

• Advantage: Suitable for space-saving vertical agriculture or urban landscaping

---

4.5 Degradable Biochar Brick

• Property: Engineered to break down naturally over time in soil

• Function: Increases root space, provides habitat for earthworms and microbes

• Application: Long-term soil rehabilitation and ecosystem restoration

---

5. Application Fields

---

6. Research and Field Testing Strategy

• With Viet My: Conduct field pilot tests in the Central Highlands on local crops

• With TDTU: Analyze the physical/chemical properties of ceramic balls and bricks and optimize manufacturing processes

• Evaluate moisture retention, root development, microbial diversity, and carbon reduction potential using standardized metrics

---

7. GSF Platform Integration

---

8. Expected Outcomes

• ✅ Field-proven and scalable model for eco-friendly agricultural materials

• ✅ Rural industrial transformation through smart use of brick factory infrastructure

• ✅ Sustainable soil health management using biochar-infused ceramic solutions

• ✅ Global cooperation and technology dissemination through the GSF platform

ĐỀ XUẤT DỰ ÁN PHÁT TRIỂN GẠCH & VIÊN BI GỐM CHỨC NĂNG TỪ TRẤU BIOCHAR

– Ứng dụng hạ tầng nhà máy gạch tại Việt Nam cho sản phẩm nông nghiệp & cảnh quan thân thiện với môi trường –

---

1. Tổng quan dự án

---

2. Bối cảnh và lý do thực hiện

• Việt Nam có trữ lượng phụ phẩm nông nghiệp là trấu rất dồi dào.

• Than sinh học (biochar) từ trấu có nhiều lợi ích: giữ ẩm, giữ dinh dưỡng, cải tạo đất, lưu trữ carbon và tạo môi trường sống cho vi sinh vật.

• Các nhà máy gạch hiện có tại Việt Nam sở hữu sẵn thiết bị tự động hóa như máy trộn, máy ép, lò sấy, lò nung, có thể tận dụng hiệu quả để sản xuất sản phẩm mới.

• Sản phẩm viên bi gốm và gạch có thể ứng dụng trong nông nghiệp thông minh, thích ứng biến đổi khí hậu, phủ xanh đô thị và các chương trình ESG.

---

3. Ưu điểm khi sử dụng nhà máy gạch hiện hữu

• ✅ Tiết kiệm chi phí đầu tư: Không cần xây dựng mới, chỉ cần cải tiến thiết bị sẵn có

• ✅ Sản xuất quy mô lớn dễ dàng

• ✅ Đào tạo kỹ thuật nhanh chóng cho nhân công hiện có

• ✅ Tạo việc làm & tăng giá trị địa phương, đặc biệt tại các vùng nông thôn

---

4. Phân loại sản phẩm và đặc điểm

4.1 Viên bi gốm nhỏ (đường kính < 2cm)

• Hình dạng: Tròn, xốp, có chứa biochar

• Ứng dụng: Cải tạo đất trong trồng rau nhà màng, giúp thông thoáng khí và giữ ẩm

• Có thể sản xuất hàng loạt bằng máy tạo hình quay và hệ thống sấy thấp nhiệt

---

4.2 Viên bi gốm trung (đường kính 3–5cm)

• Ứng dụng: Cắm vào đất trước khi trồng cây cà phê, sầu riêng, cây ăn quả khác

• Chức năng: Dự trữ nước, dưỡng chất; phân hủy tự nhiên theo thời gian

• Giúp rễ phát triển tốt, tăng khả năng bén rễ

---

4.3 Gạch sinh học loại A (rỗng ruột, chứa biochar)

• Thiết kế: Gạch hình chữ nhật, có lỗ ở giữa để chứa than sinh học

• Ứng dụng: Chôn dưới đất để thoát nước – lưu thông khí – hỗ trợ rễ cây

• Phù hợp với cây có rễ sâu như cà phê, sầu riêng

---

4.4 Gạch sinh học loại B (loại ghép xếp tầng)

• Ứng dụng: Dựng vườn thẳng, bồn trồng rau nhà màng, cảnh quan đô thị

• Đặc điểm: Cung cấp nước đều nhờ khả năng hút ẩm từ biochar, hỗ trợ trồng dọc

---

4.5 Gạch phân hủy sinh học

• Tính năng: Tự phân rã trong đất theo thời gian, hoà vào đất

• Tạo khoảng trống cho rễ, nơi trú ẩn cho giun, vi sinh vật

• Phù hợp với cải tạo đất lâu dài và phục hồi hệ sinh thái

---

5. Lĩnh vực ứng dụng

---

6. Chiến lược nghiên cứu & thực nghiệm

• Cùng Viet My: Thực hiện mô hình thực nghiệm tại Tây Nguyên (trồng cà phê, sầu riêng…)

• Cùng TDTU: Phân tích đặc tính vật lý – hóa học của sản phẩm, tối ưu quy trình sản xuất

• So sánh độ giữ ẩm, phát triển rễ, mật độ vi sinh và khả năng lưu trữ carbon

---

7. Chiến lược tích hợp với nền tảng GSF

---

8. Hiệu quả kỳ vọng

• ✅ Mô hình nông nghiệp sinh thái áp dụng thực tế – mở rộng dễ dàng

• ✅ Tận dụng nhà máy gạch giúp tái cơ cấu công nghiệp nông thôn

• ✅ Biochar giúp tăng độ phì nhiêu đất – lưu trữ carbon – hỗ trợ phát triển bền vững

• ✅ Mở rộng hợp tác quốc tế thông qua nền tảng GSF và mạng lưới ASEAN+

왕겨 바이오차 기반 기능성 벽돌 및 세라믹공 제품 개발 제안서

– 베트남 벽돌공장 인프라 활용형 친환경 농업·조경 소재 기술개발 –

---

1. 제안 개요

---

2. 추진 배경

• 베트남은 풍부한 농업 부산물인 왕겨을 활용할 수 있는 잠재력을 지닌 국가입니다.

• 바이오차는 탄소 저장, 토양 개량, 수분·양분 보존, 미생물 생태 유지 등의 기능을 갖춘 친환경 소재입니다.

• 벽돌공장은 혼합기, 압출기, 건조로, 소성로 등 자동화된 인프라를 이미 보유하고 있어, 새로운 제품 생산을 위한 설비 재투자가 최소화됩니다.

• 바이오차 기반 세라믹공과 벽돌은 스마트 농업, 기후변화 대응, 도시 조경, ESG 실천 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 높습니다.

---

3. 기존 벽돌공장 활용 강점

• 설비 전환 비용 절감: 기존 설비를 활용하여 별도 신설 없이 생산 가능

• 생산 효율성: 대량 생산이 가능하며 지역별 확산에 유리

• 기술 전환 용이성: 기존 기술자와 공정 운영자의 교육 전환이 쉬움

• 지역 경제 활성화: 벽돌공장이 위치한 농촌 지역의 부가가치 창출 및 일자리 증가

---

4. 제품 형태 및 특성

4.1 소형 바이오차 세라믹공 (직경 2cm 이하)

• 구형, 다공성 세라믹 구조

• 하우스 재배지의 토양 통기성 개선 및 미생물 활성화에 효과적

• 회전식 성형기 및 저온 건조 시스템으로 대량 생산 가능

---

4.2 중형 바이오차 세라믹공 (직경 3~5cm)

• 묘목 심기 전 토양에 삽입하여 초기 활착 촉진

• 수분 및 양분 저장 능력이 높아 뿌리 생장을 유도

• 일정 기간 후 자연 분해되어 토양에 통합

---

4.3 바이오차 벽돌 A형 (중공 구조)

• 벽돌 내부 구멍에 바이오차 삽입 가능

• 배수와 통기성 강화, 뿌리의 유도성장 환경 제공

• 커피·두리안 등의 심층 근권 구조에 유리

---

4.4 바이오차 벽돌 B형 (조립형 구조)

• 수직재배 구조물로 적합, 조경 및 도시 농업에 응용 가능

• 비닐하우스 내부 수분공급과 공기순환을 동시에 달성

• 바이오차 함량 조절을 통한 지속 수분공급 가능

---

4.5 분해형 바이오차 벽돌

• 일정 시간 경과 후 자연 붕괴되어 토양에 통합

• 뿌리 생장 공간을 확보하고, 지렁이 및 미생물의 서식지 제공

• 장기적 토양 보건과 생태계 복원에 기여

---

5. 적용 분야

---

6. 기술 개발 및 실증 방향

• Viet My 와 협력하여 고원 지역 작물 중심의 실증 시범사업 추진

• TDTU와 공동으로 세라믹공·벽돌의 물리적·화학적 특성 분석 및 공정 최적화 연구

• 탄소저감, 수분 유지력, 작물 생육 비교 등 정량 분석 실시

---

7. GSF 플랫폼 연계 방안

---

8. 기대 효과

• 세라믹공 중심의 친환경 농자재 모델 실증 및 빠른 현지화

• 지역 벽돌공장을 활용한 저비용 대량 생산 및 농촌 산업 전환

• 바이오차 기반 소재를 활용한 탄소중립 기술 확산

• GSF 플랫폼을 통한 국제 연계와 ASEAN 협력 모델 창출