Báo cáo Nhiên liệu sinh học tình hình sử dụng nhiên liệu sinh học trên thế giới

- Sàng lọc các chủng/loài vi tảo (cả nước mặn và nước ngọt) trong tập đoàn giống của Việt Nam có hàm lượng carbonhydrate (làm nguyên liệu cho ethanol) hoặc giàu lipid và có thành phần axit béo phù hợp (làm nguyên liệu cho diesel sinh học). Kết quả sàng lọc đã cho thấy một số loài thuộc chi Tetraselmis, Nannochloropsis, Chlorella và một số loài vi tảo dị dưỡng khác là tiềm năng để trở thành nguồn nguyên liệu cho sản xuất NLSH ở Việt Nam. - Nuôi trồng và thu sinh khối một số loài tảo lựa chọn được trên qui mô lớn, cả ở hồ và hệ thống bioreactor kín. - Nghiên cứu giảm giá thành sản xuất sinh khối thông qua tối ưu hóa các quá trình nuôi trồng, thu hoạch sinh khối, nhằm tạo ra nguyên liệu từ vi tảo có giá cạnh tranh so với các loại nguyên liệu khác. - Kết hợp sản xuất sinh khối và xử lý nước thải từ các làng nghề truyền thống hoặc hấp thụ khí thải CO2 từ các nhà máy điện. Tối ưu hóa quá trình kết hợp này vừa giảm giá thành sinh khối, vừa giải quyết vấn đề môi trường. - Phát triển quy trình chuyển hóa từ sinh khối tảo thành dầu tảo, sau đó thành diesel sinh học.

pdf16 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Ngày: 22/02/2014 | Lượt xem: 2632 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Báo cáo Nhiên liệu sinh học tình hình sử dụng nhiên liệu sinh học trên thế giới, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1 BÁO CÁO NHIÊN LIỆU SINH HỌC TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU SINH HỌC TRÊN THẾ GIỚI 2 I. SƠ LƯỢC TÌNH HÌNH THẾ GIỚI: Thay thế với hàm lượng cacbon thấp, nhưng nếu tính trung bình thì sẽ phát xạ nhiều cacbon dioxit hơn hơn so với việc đùng xăng trong vài thập kỉ tới. (Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science) Có thể sản xuất nhiên liệu sinh học từ các sản phẩm thừa của sản xuất nông nghiệp Đẩy mạnh phát triển nhiên liệu sinh học. Nhiên liệu sinh học thường được xem là có tính năng trung tính cacbon – đó là, lượng cacbon đioxit thải ra khi đốt xấp xỉ bằng lượng cacbon đioxit chúng cô lập khi ở dạng thực vật. Bằng cách đó, trồng các loại cây nhiên liệu sinh học giúp làm dịu tình trạng nóng lên toàn cầu, vì chúng hoạt động như “chậu rửa cacbon”, làm giảm lượng CO2. Bộ Công nghiệp đang xây dựng đề án Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2020, với mục tiêu sản xuất xăng E10 và dầu sinh học nhằm thay thế một phần nhiên liệu truyền thống hiện nay. Theo đề án, trong giai đoạn 2006-2010, Việt Nam sẽ tiếp cận công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học từ sinh khối, xây dựng mô hình thí điểm phân phối nhiên liệu sinh học tại một số tỉnh, thành; quy hoạch vùng trồng cây nguyên liệu cho năng suất cao; đào tạo cán bộ chuyên sâu về kỹ thuật. Giai đoạn 2011-2015, sẽ phát triển mạnh sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học 3 thay thế một phần nhiên liệu truyền thống, mở rộng quy mô sản xuất và mạng lưới phân phối phục vụ cho giao thông và các ngành sản xuất công nghiệp khác; đa dạng hóa nguồn nguyên liệu. Việc tìm và phát triển các nguồn nhiên liệu sinh học mới đang là hành động cần thiết với mỗi quốc gia khi tình trạng suy giảm tài nguyên, nguồn năng lượng hiện có đang ở mức báo động. Và vấn đề biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường, hiệu ứng nhà kinh và sự nóng lên của trái đất đang là điểm nóng. Trong quá trình nghiên cứu các nhà khoa học tập trung vào nghiên cứu về loại nhiên liệu tiên tiến được chế tạo từ gỗ và cây cỏ. Trong nghiên cứu này nhiên liệu sinh học sẽ sản xuất ra từ vật liệu xeluloz với tên gọi "grassoline" (từ chữ grass - "cỏ" và gasoline - "xăng"). Nó có thể được sản xuất ra từ hàng chục, hoặc hàng trăm các chất khác nhau: từ các phế liệu gỗ ở dạng mạt cưa và đầu thừa đuôi thẹo của kết cấu gỗ, cho đến các phế thải nông nghiệp như thân cây ngô và rơm rạ, thậm chí là cả "thực vật năng lượng" - các loài cỏ phát triển nhanh, các loại cây được trồng chuyên dùng làm nguyên liệu đầu vào. Phần lớn những thực vật năng lượng này có thể phát triển trên các vùng đất thảo nguyên, không dùng làm đất nông nghiệp. Cây "Thầu dầu" một loại nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu sinh học Cần đánh giá trước tác động Tuy nhiên khi phát triển một cái mới, ứng dụng cái mới cũng cần phải có những nghiên cứu tầm ảnh hưởng, tác động tiêu cực của nó môi trường. Không có nguồn nhiên liệu nào hoàn toàn tốt cho môi trường. 4 Khi nghiên cứu ra một thế hệ năng lượng sinh học mới, được cho là loại năng lượng thay thế với hàm lượng cacbon thấp, nhưng nếu tính trung bình thì sẽ phát xạ nhiều cacbon dioxit hơn hơn so với việc đùng xăng trong vài thập kỉ tới. (Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science) Những loại nhiên liệu mới thường được chế tạo từ gỗ, cây cỏ với ý nghĩa là cắt giảm lượng phát xạ cacbon so với việc sử dụng các loại xăng truyền thống. Thế nhưng theo kết quả nghiên cứu được công bố thực tế các nhiên liệu sinh học đó sẽ dẫn đến việc phát xạ cacbon cao hơn sử dụng xăng nếu tính trung bình cho một đơn vị năng lượng trong giai đoạn 2000 – 2030. Nguyên nhân là do đất đai cần thiết để trồng các loại cây gỗ trưởng thành nhanh và các loại cỏ nhiệt đới thay thế cho cây lương thực sẽ dẫn đến sự phá rừng để có thêm đất trồng, và đây lại chính là nguồn phát xạ cacbon cực mạnh. Những loại cây trồng nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu sinh học đòi hỏi các loại phân bón nitơ, đây lại là một nguồn phát sinh hai loại khí nhà kính là cacbon dioxit và oxít nitơ (ni tơ hóa trị III) Chính vì thế việc chúng ta phát triển nhiên liệu sinh học xenlulozen bằng cách nào thì vẫn gây ra phát xạ khí nhà kính và ảnh hưởng tới khí hậu. Viện Môi Trường Stockholm (Thụy Điển) cũng cảnh báo rằng, các cây nhiên liệu sinh học còn có thể tạo nên một sự căng thẳng không chịu nổi về nguồn cung cấp nước. Viện cho rằng thay thế 50% nhiên liệu cũ bằng nhiên liệu sinh học để đáp ứng nhu cầu về điện và nước sẽ cần đến hơn 12.000 kilomet khối nước một năm. Ông Melillo lãnh đạo công trình nghiên cứu Jerry thuộc phòng thí nghiệm Sinh học Đại dương Mỹ cho biết: “ Đây không phải là một cách chiến thắng thuyết phục và rõ ràng nếu chúng ta không xem xét cẩn trọn vấn đề này về các hậu quả ngắn và dài hạn thì chính chúng ta sẽ gánh chịu hậu quả.” Những áp lực với môi trường, khí hậu, hệ sinh thái sẽ tăng lên khi việc phát triển nguồn nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học sẽ cạnh tranh với nông nghiệp, bảo vệ nguồn nước, đa dạng sinh thái và nhiều thứ khác. Những điều đó sẽ không có lợi cho khí quyển. Điêu quan trọng là chúng ta phải tính toán kĩ những ảnh hưởng tác động khi tập trung phát triển nguồn nhiên liệu sinh học trong tương lai. Trong một có gắng ngăn chặn cuộc khủng hoảng nhiên liệu đang treo lơ lửng trước mắt, các ngành công nghiệp đang xem xét rất nhiều nguồn nhiên liệu thay thế để tiếp tục sản sinh ra năng lượng và giảm những ảnh hưởng đến 5 môi trường. Nhiên liệu sinh học đã trở thành một đề tai tranh luận trong lĩnh vực giao thông với tiềm năng thay thế cho diesel, nhưng một số chuyên gia đangcảnh báo rằng chúng có thể có nhiều nguy hại hơn những lợi ích đem lại. Nhiên liệu sinh học có thể giảm bớt được 75% lượng phát thải CO2, điều này nghe có vẻ rất tốt cho môi trường. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu ở trường đại học Leeds và tổ chức World Land Trust đã cảnh báo rằng những vụ thu hoạch nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu sinh học cho những chiếc xe thân thiện với môi trường có thể thực sự còn nguy hại đến môi trường hơn nguồn nhiên liệu truyền thống mà chúng thay thế. Lượng phát thải CO2 do nhiên liệu sinh học chỉ bằng với khối lượng tự nhiên trong vòng tròn của nó. Một vùng rộng lớn đất tại các nước đang phát triển đang được làm khai hoang để trồng mía đường và dầu cọ để phục vụ cho sản xuất nhiên liệu, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của nhiên liệu sinh học. Chúng được chuyển đổi thành nhiên liệu 6 sinh học – loại nhiên liệu thải ra CO2 ít hơn các loại nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Nhưng các nhà khoa học lại thấy rằng chúng sản sinh ra CO2 nhiều gấp 9 lần so với nhiên liệu truyền thống khi mà nhiên liệu sinh học lại được lớn nên từ những vùng đất được đốt cháy từ những cánh rừng. Một trong những lý do để phát quang thêm đất là để trồng nhiên liệu sinh học bởi đất nông nghiệp chủ yếu được dùng để trồng trọt, chăn nuôi hay trồng thức ăn gia súc. Do đó thật khó mà đáp ứng đủ nhiên liệu sinh học nếu không phát quang thêm đất. Các cánh đồng nguyên liệu ngày càng được mở rộng Đồng tác giả trong nghiên cứu, Dominick Spracklen tại khoa Đất và Môi trường , Đại học Leeds cho biết nếu bạn quan tâm đến việc giảm phát thải CO2 thì nhiên liệu sinh học không hề có tương lai. “Sự thật là nhiên liệu sinh học có ảnh hưởng đến một phần nào đó của thế giới, Tổng lượng CO2 phát thải khi bạn phá bỏ những cánh rừng cho những cánh đồng nhiên liệu sinh học lớn hơn rất nhiều so với lượng CO2 giảm được từ nó trong 30 năm tới.” 7 Ông còn nhấn mạnh một điểm quan trọng về đạo đức tiêu dùng và tiêu dùng nói chung, về nhiên liệu rằng mọi người đang bị mờ mắt bởi những gì xảy ra trên thế giới và có thể làm nó tệ hơn. Spracklen cho biết rằng gìn giữ những cánh rừng, thảo nguyên và khôi phục rừng cùng những đồng cỏ là cách tốt nhất để cứu hình tinh của chúng ta. Bất kỳ cố gắng nào đều phải kết hợp được chặt chẽ giảm nhiên liệu cùng với phát triển nguồn nhiên liệu mới. Rõ ràng là chúng ta cần huy động những nhiên liệu thay thế cho nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất như là một phần của giải pháp tìm con đường bền vững để phát triển những cánh đồng nhiên liệu sinh học cho nhu cầu năng lượng của chúng ta. Các cánh rừng đang bị tàn phá để trồng nguyên liệu sản xuất sinh học Báo cáo nhấn mạnh vào những cánh đồng nhiên liệu được lấy từ những vùng đất được khai hoang từ rừng, nhưng cũng khuyến khích tạo nhiên liệu sinh học từ Cellulosic – chúng dựa vào nguồn bền vững hơn gồm cỏ (gần như vô hạn) và những cây hoang không cạnh tranh với các cánh đồng lương thực. Hiện còn đang tranh cãi về việc phát triển công nghệ này sẽ có ảnh hưởng đến quá trình phát triển rừng. Nhưng tín hiệu rõ ràng từ báo cáo này là những cách tiếp cận rộng cần phải được theo đuổi sự bền vững cho tài nguyên của thế giới. Nhiên liệu sinh học đã sẵn sàng tại một số trạm nhiên liệu 8 Theo dự báo của các chuyên gia, đến năm 2025 Việt Nam về cơ bản cạn kiệt tài nguyên dầu khí; từ chỗ xuất khẩu năng lượng (dầu thô, than), trong vòng 15 năm tới Việt Nam sẽ phải nhập năng lượng... Để giảm bớt sự phụ thuộc vào dầu mỏ, than đá, đồng thời bù đắp sự thiếu hụt năng lượng trong tương lai, nhiên liệu sinh học được coi là một giải pháp thay thế bền vững... Sự lựa chọn mang tính toàn cầu Tất cả các dạng nhiên liệu đều cần thiết và có vị trí xứng đáng trong từng giai đoạn. Dầu mỏ đã có đóng góp to lớn trong hơn một thế kỷ qua và hiện nay vẫn là dạng nhiên liệu chủ yếu. Xăng dầu và các sản phẩm hóa dầu đã đem lại văn minh cho nhân loại. Nhưng nguồn dầu mỏ đang cạn kiệt dần và ngày càng trở nên đắt đỏ trên phạm vi toàn cầu. Cùng đó, việc sử dụng năng lượng hóa thạch đang gây ra những ảnh hưởng lớn đến khí hậu trái đất. Trong khi đó, nếu sử dụng nhiên liệu sinh học (NLSH) sẽ giảm được 70% khí CO2 và 30% khí độc hại, có khả năng cứu vãn thảm họa môi trường có thể xảy ra. Nhận thức rõ lợi ích lớn đó, NLSH đang có xu hướng trở thành sự lựa chọn toàn cầu. Hiện nay có khoảng 50 nước ở khắp các châu lục khai thác và sử dụng nhiên liệu sinh học ở các mức độ khác nhau. Brasil là quốc gia đầu tiên sử dụng ethanol làm nhiên liệu ở quy mô công nghiệp từ năm 1970. Tất cả các loại xăng ở quốc gia này đều pha khoảng 25% ethanol (E25), mỗi năm tiết kiệm được trên 2 tỷ USD do không phải nhập dầu mỏ. Mỹ là quốc gia sản xuất ethanol lớn nhất thế giới: năm 2006 đạt gần 19 tỷ lít, trong đó 15 tỷ lít dùng làm nhiên liệu - chiếm khoảng 3% thị trường xăng; dự tính đến năm 2012 sẽ cung cấp trên 28 tỷ lít ethanol và diesel sinh học, chiếm 3,5% lượng xăng dầu sử dụng. Trung Quốc cũng là một trong 9 những nước đầu tư lớn cho việc tập trung khai thác, sử dụng năng lượng tái tạo. Năm 2010 đạt 2 tỷ lít và dự kiến năm 2020 sẽ đạt 10 tỷ lít. Ngoài ra, hiện hầu hết các quốc gia thuộc châu âu đều có chương trình NLSH. Một số nước châu Phi như Ghana, Tanjania... cũng đang tiếp cận đến nhiên liệu sinh học. Ở khu vực Đông Nam Á, Thái Lan là nước đã xây dựng và triển khai chương trình NLSH khá bài bản và ngay nước bạn Lào cũng đang xây dựng nhà máy sản xuất diesel sinh học ở ngoại ô thủ đô Vientiane. II. Xu thế hội nhập của Việt Nam Nhiên liệu sinh học đã được các nhà khoa học nước ta chú ý đến từ những năm cuối của thế kỷ XX, nhưng chỉ là việc làm tự phát và kết quả cũng chỉ mang tính định hướng hoặc học thuật. Từ sau năm 2000 đã có một số xí nghiệp, công ty, đơn vị nghiên cứu tổ chức sản xuất NLSH nhưng cũng chỉ dừng lại ở những thử nghiệm. Đến năm 2007, Thủ tướng Chính phủ mới chính thức phê duyệt “Đề án phát triển NLSH đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025”, trong đó đưa ra mục tiêu đến năm 2010 sản xuất 100.000 tấn xăng E5/năm và 50.000 tấn B5/năm, bảo đảm 0,4% nhu cầu nhiên liệu cả nước và đến năm 2025 sẽ có sản lượng hai loại sản phẩm này đủ đáp ứng 5% nhu cầu thị trường nội địa. Tháng 6.2010, Quốc hội cũng đã thông qua Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, trong đó đề cập nhiều đến vấn đề sử dụng năng lượng tái tạo. Sự ra đời của đề án và đặc biệt việc ban hành Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là căn cứ pháp luật quan 10 trọng để Việt Nam bước vào một hành trình mới về sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học. Trên thực tế, nước ta có nhiều thuận lợi để phát triển NLSH. Lợi thế so sánh của nước ta chính là cây sắn. Không phải ngẫu nhiên mà hiện nay cả 5 doanh nghiệp ethanol của nước ta đều chọn cây sắn là nguyên liệu chính. Hiện nước ta đang đứng thứ 2 trong khu vực về xuất khẩu sắn, mỗi năm khoảng 4 - 4,5 triệu tấn, năng suất và sản lượng sắn đang tăng nhanh tương ứng 6% và 14,2% mỗi năm. Theo các chuyên gia, trong khoảng 5- 10 năm nữa, chưa có cây nào có thể cạnh tranh với sắn trong sản xuất NLSH. Ngoài sắn, chúng ta còn có mía đường với phụ phẩm rất dồi dào, chất lượng cao, thích hợp cho sản xuất NLSH... Như vậy, tận dụng những lợi thế sẵn có, nước ta hoàn toàn có thể góp tên vào bản đồ những nước sản xuất và sử dụng NLSH. Phát triển bền vững Nguồn năng lượng hóa thạch đang cạn kiệt, giá các loại nguyên liệu hóa thạch không ngừng tăng lên, điển hình là giá dầu thô trên thế giới. Vấn đề ô nhiễm môi trường do nhiên liệu hóa thạch cũng đã ở mức báo động. Cùng với đó là nguy cơ nước biển dâng và nhiệt độ trái đất nóng lên, đòi hỏi chúng ta phải nhìn nhận rõ hơn về việc sử dụng năng lượng. Và không có cách nào khác ngoài tăng cường phát triển các nguồn năng lượng khác, trong đó đặc biệt coi trọng NLSH. Mặc dù vậy, trong quá trình sản xuất và sử dụng NLSH còn có những nghi ngại về các nguy cơ có thể nảy sinh như vấn đề an ninh lương thực, ô nhiễm đất và cạn kiệt tài nguyên nước khi trồng nguyên liệu phục vụ sản xuất NLSH. Hay việc mất rừng, độc canh cây trồng và một số vấn đề KT- XH khác... Không phủ nhận những nghi ngại đó nhưng bất cứ sự lựa chọn nào cũng có tính 11 hai mặt của nó. Vượt lên trên hết, NLSH vẫn mang những lợi ích khổng lồ, không thể tranh cãi nhằm bảo đảm an ninh năng lượng của mỗi quốc gia, xoá đói, giảm nghèo cho người dân và góp phần vào công cuộc giữ gìn, bảo vệ môi trường chung trên thế giới. Tình hình ở Việt Nam Ở nước ta, giới khoa học đã quan tâm nghiên cứu nhiên liệu sinh học hơn một thập kỷ qua như các cơ quan thuộc ngành GTVT, công nghiệp, năng lượng, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, các trường đại học… Về mặt kỹ thuật không có rào cản lớn, nhưng để phát triển và sử dụng chúng ở quy mô công nghiệp cần phải có chủ trương, chính sách và biện pháp mạnh mẽ của Chính phủ (vì đây là lĩnh vực liên quan đến nhiều bộ/ngành). Tháng 6.2004, Công ty Phát triển Phụ gia và Sản phẩm Dầu mỏ (APP) đã dự thảo "Đề án phát triển nhiên liệu sinh học ở Việt Nam" (xăng/diesel pha cồn ethanol và diesel sinh học) gửi Chính phủ và một số bộ/ngành. Dự án đề nghị thực hiện trong 2 giai đoạn: giai đoạn I (2006-2010) hoàn thiện công nghệ pha chế thử nghiệm và xây dựng mô hình đầu tư thấp kết hợp sản xuất cồn khan với pha chế sử dụng sản phẩm quy mô 100.000 m3 xăng pha cồn/năm thay thế một phần xăng khoáng (thực hiện ở các đô thị đông dân cư như thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội...), xây dựng chính sách để phát triển vùng nguyên liệu sản xuất cồn sử dụng làm nhiên liệu; giai đoạn II (2010-2020) với mục tiêu pha chế khoảng 2 triệu m3 nhiên liệu thay thế đáp ứng khoảng 15% lượng xăng dầu thiếu hụt, xây dựng quy hoạch để phát triển lớn hơn cho các năm tiếp theo. Bộ Công nghiệp cũng đang hoàn tất "Đề án quốc gia về nhiên liệu sinh học" giai đoạn 2006-2020 để trình Chính phủ. Để sớm triển khai đề án nhiên liệu sinh học, chúng tôi xin đề xuất một số ý kiến: Bộ KH&CN, Bộ Công nghiệp cần thành lập Hội đồng gồm các nhà khoa học, nhà kinh tế am hiểu về nhiên liệu sinh học đánh giá các kết quả nghiên cứu thử nghiệm về xăng pha cồn ở trong nước và tham khảo kinh nghiệm nước ngoài để kiến nghị Chính phủ sớm có quyết định cho phép pha chế và sử dụng thử xăng pha 10% cồn khan ở 1 thành phố (thí dụ thành phố Hồ Chí Minh), sau đó sẽ mở rộng ra một vài thành phố có điều kiện. Trên cơ sở quyết định này, các doanh nghiệp có cơ sở pháp lý để đầu tư sản xuất cồn khan, pha chế và sử dụng. Các bộ/ngành đồng thời ban hành cơ chế ưu đãi vay vốn tín dụng, miễn thuế cho các doanh nghiệp sản xuất cồn dùng làm nhiên liệu, điều chỉnh thuế xuất khẩu cồn từ 0% lên 10%, ban hành tiêu chuẩn nhiên liệu thay thế. Bộ KH&CN cùng Bộ Công nghiệp chỉ đạo để xây dựng và thông qua "Dự án KH&CN có quy mô lớn về nhiên liệu sinh học" cho thực hiện trong giai đoạn 2006-2010 để mở rộng các nghiên cứu và đầu tư sản xuất thử nghiệm một số dự án về cồn khan, công nghệ sử dụng rây phân tử tách nước, diesel sinh học… Dự án này có thể là dự án độc lập do Bộ Công nghiệp chủ trì hoặc là một bộ phận thuộc Chương trình năng lượng quốc gia. Chính phủ sớm thông qua "Đề án quốc gia nhiên liệu sinh học", làm cơ sở pháp lý 12 để tổ chức triển khai sử dụng nhiên liệu sinh học đến năm 2020. Phân công nhiệm vụ cho các bộ/ngành lập quy mô vùng nguyên liệu, sản xuất, sử dụng và ban hành chính sách, cơ chế khuyến khích đầu tư, sử dụng nhiên liệu sinh học; hỗ trợ phát triển KH&CN và hợp tác quốc tế để rút ngắn con đường sử dụng nhiên liệu thay thế ở nước ta. Sớm ban hành Luật năng lượng, trong đó có năng lượng tái tạo, nhiên liệu sinh học. Quy định khí thải xe cơ giới và tiến tới áp dụng tiêu chuẩn EU về khí thải động cơ ở các đô thị đông dân cư. Thực hiện thuế môi trường đối với các phương tiện giao thông và cơ sở gây ô nhiễm. Nhiên liệu sinh học đã được sử dụng từ lâu ở nhiều quốc gia, nhưng với nước ta lại là vấn đề mới và còn có rào cản nhất định. Chúng ta có thành công hay không phụ thuộc chủ yếu vào chính sách, cơ chế và quyết tâm của Chính phủ và nhận thức của cộng đồng về tính cấp thiết phải bảo vệ môi trường sống, để chấp nhận sử dụng nhiên liệu sinh học là sự lựa chọn có tính khả thi trong chính sách năng lượng quốc gia trong vài thập kỷ tới, giảm dần sự phụ thuộc vào xăng dầu nhập từ nước ngoài. Sử dụng nhiên liệu sinh học sẽ đem đến những lợi ích tổng thể trong chiến lược phát triển bền vững kinh tế - xã hội của đất nước. III. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIÊN LIỆU SINH HỌC: Một nghiên cứu cho biết với 100 triệu hectare đất trồng các loại cây chế biến nhiêu liệu sinh học sẽ đủ cung cấp nhiên liệu để thay thế lượng dầu mỏ tiêu thụ hiện tại của toàn thế giới.  Bình chọn (0)  Ý kiến (0)  Chia sẻ  Bản in 13 Nhiên liệu sinh học đủ sức thay thế nhiêu liệu hóa thạch được dùng trên toàn thế giới (nguồn ảnh: ABC) Tóm lược  o Lo ngại về vấn đề an ninh lương thực khi tăng diện tích đất trồng cây nhiên liệu sinh học sẽ sớm được giải tỏa. Giáo sư Robert Henry thuộc Học viện Nghiên cứu Năng lượng, Đại học Southern Cross tại Lismore cho rằng nhiên liệu sinh học có thể thay thế một phần đáng kể nhiên liệu hóa thạch mà nước Úc đang tiêu thụ trong khi không cần phải sử dụng quá nhiều diện tích đất nông nghiệp có giá trị. Phát hiện này của ông đã được công bố trên tạp chí Plant Biotechnology số ra tháng 1/2010. Giáo sư Henry, người vừa hoàn thành cuốn sách nhan đề ‘Nguồn thực vật làm lương thực, nhiên liệu và bảo tồn’, cho biết chỉ với một diện tích đất nông nghiệp tương đối nhỏ, sẽ có thể sản xuất đủ nhiên liệu sinh học thay thế cho dầu mỏ. Gần đây,nhiều người quan ngại rằng việc trồng các loại cây sản xuất nhiên liệu sinh học có thể chiếm mất phần diện tích đất được dùng trồng cây lương thực. Tuy nhiên, theo giáo sư Robert Henry, phân tích của ông cho thấy thế giới có thể thay thế lượng dầu mỏ đang được tiêu thụ bằng việc sản xuất nhiên liệu sinh học trên 100 triệu hectare diện tích đất nông nghiệp chính, tương đương với khoảng 1/7 diện tích đất của nước Úc. Ông cho rằng thông tin này có thể khuyến khích nước Úc trồng các loại cây để sản xuất nhiên liệu sinh học bởi sản lượng dầu mỏ đang suy giảm. Ông nói: “Trong mười năm tới, nước Úc sẽ phải nhập khẩu hầu hết lượng dầu mỏ phục vụ các nhu cầu thiết yếu. Lượng dầu mỏ nhập khẩu này sẽ chiếm phần lớn ngân sách quốc gia”. Phân tích cho thấy chỉ cần một triệu hectare đất có năng suất cao có thể sản xuất lượng nhiên liệu sinh học thay thế cho lượng dầu mỏ đang sử dụng trên khắp nước Úc. Ông cho biết thêm: “Tôi cho rằng không cần những nỗ lực quá lớn, nước Úc có thể đạt được những bước tiến khá nhanh chóng để thay thế khoảng một phần ba lượng dầu mỏ bằng nhiên liệu sinh học cho đến năm 2020 hoặc 2025”. Giáo sư Henry cũng cho rằng mặc dù tại những thành phố lớn, đã xuất hiện nhiều phương tiện giao thông chạy bằng điện, tuy nhiên bên cạnh xăng, các nhiên liệu lỏng sẽ vẫn đóng vai trò quan trọng đối với các phương tiện giao thông có tải trọng lớn hoặc sử dụng làm nhiên liệu hàng không do chúng cung cấp nguồn năng lượng lớn hơn so với pin điện. Theo ông việc giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu bằng cách tăng hiệu quả sử dụng năng lượng có thể giảm diện tích đất cần thiết để sản xuất nhiên liệu sinh học xuống còn 50 triệu hectare. Những loài cây cung cấp nhiên liệu sinh học hàng đầu thế giới bao gồm cây bạch đàn và mía đường. Trong điều kiện tốt nhất, những loại cây này có thể đạt sản lượng 50 tới 100 tấn nhiên liệu sinh học khô trên một hectare. Theo Giáo sư Henry, có thể trồng các loại cây để sản xuất nhiên liệu sinh học trên những vùng đất nông nghiệp đã bị thoái hóa. Tuy nhiên, diện tích đất cần thiết sẽ lớn hơn do 14 sản lượng cây trồng thấp hơn. Ông cho biết những cây bạch đàn phát triển nhanh là nguồn sản xuất nhiên liệu sinh học có tiềm năng lớn trên toàn cầu bởi loài cây này đạt sản lượng cao ở những vùng đất kém màu mỡ. Nhiên liệu sinh học xanh? Tuy nhiên, giáo sư Henry cho rằng cần thâm canh các loại cây được sử dụng làm nhiên liệu sinh học để đảm bảo rằng đây là nguồn năng lượng có hiệu quả tốt hơn nhiên liệu hóa thạch. Những loại cây trồng tạo nhiên liệu sinh học hiện chỉ có thể được sử dụng một số bộ phận của cây như đường, tinh bột hoặc dầu thực vật. Tuy nhiên, theo ông, nhằm mục tiêu đưa nguồn năng lượng sinh học trở thành một lựa chọn có hiệu quả, các nhà khoa học cần phát triển công nghệ để biến đổi tất cả lượng cac-bon trong cây, bao gồm cả những phần thân gỗ thành nhiên liệu sinh học. Mặt khác, cũng cần cân nhắc ảnh hưởng của các cây trồng tạo nhiên liệu sinh học đối với đa dạng sinh học. Những khu vực có tỉ lệ đa dạng sinh học cao cần phải được bảo tồn. Đồng thời, con người cần trồng các loại cây khác để góp phần đa dạng sinh học ở những vùng đất nông nghiệp bị suy thoái. Vấn đề cỏ dại Giáo sư Henry cho rằng một vấn đề lớn khác cần xem xét là các cây trồng tạo nhiên liệu sinh học thường được lựa chọn theo khả năng tăng trưởng nhanh và điều này cũng có nghĩa là chúng có thể biến thành cỏ dại. Ông nói: “Các nhà khoa học cần nghiên cứu khả năng biến thành cỏ dại của các loại cây trước khi đưa vào trồng trên diện rộng”. Giáo sư Henry cho biết các nhà khoa học cũng cần xem xét chi phí năng lượng trong việc sản xuất nhiên liệu sinh học. Ông cho biết thêm: “Việc đánh giá toàn bộ quá trình trồng cây rất quan trọng trong việc sản xuất nhiên liệu sinh học. Quy trình này bao gồm đánh giá việc sử dụng phân bón, nước và vị trí sản xuất nhiên liệu sinh học. Vị trí tốt nhất có lẽ là ở những khu vực gần các thành phố lớn. Đây là một lĩnh vực đầy thách thức bởi cần phải phân tích nhiều yếu tố tác động để tìm ra điểm mấu chốt. Các nhà khoa học cũng cần có kế hoạch thận trọng về phương pháp thực hiện để có thể đạt được những lợi ích cho môi trường”. Sử dụng nhiên liệu sinh học để giảm phát thải hiệu ứng nhà kính IRV - Trước thực trạng năng lượng hóa thạch là dầu mỏ đang có nguy cơ cạn dần và trở nên đắt đỏ, trái đất thì ngày càng nóng lên do gia tăng phát thải khí cácbonic - khí gây ra hiệu ứng nhà kính, các quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam đang tìm một nguồn năng lượng khác thay thế, mà phải đảm bảo hai yêu tố là nguồn năng lượng dài hạn và thân thiện với môi trường. Và nhiên liệu sinh học đã đáp ứng được những yêu tố đó. Những ưu việt của nhiên liệu sinh học Hiện nay có khoảng 50 nước ở khắp các châu lục đã khai thác và sử dụng nguyên 15 liệu sinh học (NLSH) ở các mức độ khác nhau. Năm 2006, toàn thế giới đã sản xuất khoảng 50 tỷ lít ethcol (75% dùng làm nguyên liệu), dự kiến năm 2012 đạt khoảng 80 tỷ lít; năm 2005 sản xuất được 4 triệu tấn diesel sinh học (B100), năm 2010 sẽ tăng lên khoảng trên 20 triệu tấn. NLSH đầu tiên được nghiên cứu sản xuất chủ yếu là từ các loại cây lương thực, thực phẩm như ngô, sắn, mía, đậu nành, cọ, hạt cải… Tuy làm giảm đáng kể khí CO2 phát thải so với nhiên liệu hóa thạch, nhưng NLSH đầu tiên không thực sự phát triển bền vững, do nguyên liệu làm ra lại là nguồn lương thực cho con người và gia súc, bên cạnh đó, quỹ đất trồng trên thế giới sẽ không đáp ứng đủ. Không hài lòng với những đặc điểm của NLSH đầu tiên, các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu ra NLSH thứ hai được phát triển dựa vào lignocellulosic của các loại cây không phải là cây lương thực và có thể trồng ở các vùng đất cằn cỗi, hoang hóa (ví dụ như cây cỏ ngọt có tên là sweetgrass và cây cọc rào tên là jatropha). Mặc dù nguyên liệu thô cho sản xuất NLSH thế hệ 2 rất phong phú, sẵn có tùy thuộc ở từng địa phương, tuy nhiên, việc sản xuất nhiên liệu này vẫn chưa thực sự có hiệu quả kinh tế do các rào cản về mặt kỹ thuật chế biến. Hai loại nhiên liệu điển hình của NLSH thế hệ 2 là cellulosic ethanol and Fischer-Tropscher fuels đều chưa được sản xuất đại trà. Tuy vậy, có thể thấy rõ NLSH thế hệ 2 giảm rõ rệt phát thải khí CO2, không cạnh tranh với cây lương thực và có thể cạnh tranh được với xăng và dầu có nguốc gốc từ dầu mỏ trong tương lai nếu có các đột phá trong công nghệ. Hiện nay, NLSH thế hệ thứ 3 sản xuất từ vi tảo cũng đang được tập trung nghiên cứu. Việc dùng tảo để sản xuất nhiên liệu sinh học thay thế dầu mỏ giống như một mũi tên bắn trúng hai đích: vừa tạo ra năng lượng, vừa làm sạch môi trường. Mỗi tế bào nhỏ là một nhà máy sinh học nhỏ, sử dụng quá trình quang hợp để chuyển hóa CO2 và ánh sáng mặt trời thành năng lượng dự trữ trong tế bào và tạo ra sản phẩm thứ cấp có giá trị cao. Hoạt động chuyển đổi của chúng hiệu quả đến mức sinh khối của chúng có thể tăng gấp nhiều lần trong ngày. Ngoài ra, trong quá trình quang hợp, tảo còn sản xuất ra dầu ngay trong tế bào của chúng, nhiều gấp 30 lần lượng dầu từ đậu nành trên cùng một đơn vị diện tích. Tảo còn có thể tăng khả năng sản xuất dầu bằng cách bổ sung khí CO2 trong quá trình nuôi trồng chúng hoặc sử dụng các môi trường giàu chất hữu cơ (như nước thải) để nuôi trồng. Điều này vừa tạo ra NLSH, vừa làm giảm lượng CO2, cũng như làm sạch môi trường. Hiện nay, NLSH được dùng chủ yếu trong ngành vận tải là ethanol sinh học (thay thế một phần xăng), diesel sinh học (thay thế một phần diesel dầu mỏ) và NLSH được phát triển từ tảo – thế hệ NLSH thứ ba đang được quan tâm nghiên cứu. Phát triển nhiên liệu sinh học ở Việt Nam Ở Việt Nam, từ năm 2009, Chính phủ đã bắt đầu thực hiện Chương trình quốc gia về phát triển NLSH đến 2015 và tầm nhìn đến 2025. Chương trình gồm một số dự án như các dự án về xây dựng Nhà máy sản xuất ethanol sinh học từ sắn, mía do PetroVietNam chủ trì đã được khởi công. Theo kế hoạch đến năm 2011, sẽ có 5 nhà máy sản xuất ethanol từ sắn sẽ được xây dựng với công suất thiết kế 365.000 16 tấn/năm, có khả năng sản xuất 7.3 x 106 tấn xăng E5. Cùng trong năm 2010, chương trình nghiên cứu Quy trình công nghệ nuôi trồng và sản xuất vi tảo làm nguyên liệu cho sản xuất NLSH đã được phê duyệt. Chương trình kéo dài 3 năm từ 2009 - 2011, do Viện Công nghệ Sinh học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam chủ trì. Cho đến nay, chương trình đã và đang thực hiện các nội dung nghiên cứu như: - Sàng lọc các chủng/loài vi tảo (cả nước mặn và nước ngọt) trong tập đoàn giống của Việt Nam có hàm lượng carbonhydrate (làm nguyên liệu cho ethanol) hoặc giàu lipid và có thành phần axit béo phù hợp (làm nguyên liệu cho diesel sinh học). Kết quả sàng lọc đã cho thấy một số loài thuộc chi Tetraselmis, Nannochloropsis, Chlorella và một số loài vi tảo dị dưỡng khác là tiềm năng để trở thành nguồn nguyên liệu cho sản xuất NLSH ở Việt Nam. - Nuôi trồng và thu sinh khối một số loài tảo lựa chọn được trên qui mô lớn, cả ở hồ và hệ thống bioreactor kín. - Nghiên cứu giảm giá thành sản xuất sinh khối thông qua tối ưu hóa các quá trình nuôi trồng, thu hoạch sinh khối, nhằm tạo ra nguyên liệu từ vi tảo có giá cạnh tranh so với các loại nguyên liệu khác. - Kết hợp sản xuất sinh khối và xử lý nước thải từ các làng nghề truyền thống hoặc hấp thụ khí thải CO2 từ các nhà máy điện. Tối ưu hóa quá trình kết hợp này vừa giảm giá thành sinh khối, vừa giải quyết vấn đề môi trường. - Phát triển quy trình chuyển hóa từ sinh khối tảo thành dầu tảo, sau đó thành diesel sinh học. Trong xu thế chung của thế giới, NLSH được sản xuất từ sinh khối tảo có một tiềm năng lớn và đang được tập trung nghiên cứu phát triển. Theo các chuyên gia nghiên cứu về NLSH của Việt Nam, chúng ta có nguồn quỹ gen vi tảo rất tiềm năng, có khả năng tìm kiếm và ứng dụng để tạo ra nguồn sinh khối cao có hàm lượng dầu tảo cao. Ngoài ra, với điều kiện địa lý phù hợp và bờ biển dài hơn 3.000 km, Việt Nam còn có tiềm năng lớn trong việc sản xuất NLSH từ sinh khối tảo, góp phần vào bảo đảm an ninh năng lượng cho đất nước.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfsc_7628.pdf
Luận văn liên quan