Đề tài Tìm hiểu tiềm năng sinh khối liên quan đến ngô của tỉnh Thái Bình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KINH TẾ VÀ QUẢN LÝ ──────── * ─────── BÀI TẬP LỚN MÔN CÔNG NGHỆ KHAI THÁC CHẾ BIẾN DẦU & THAN ĐÁ TÊN ĐỀ TÀI TÌM HIỂU TIỀM NĂNG SINH KHỐI LIÊN QUAN ĐẾN NGÔ CỦA TỈNH THÁI BÌNH (BÀI TẬP CÁ NHÂN) Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hải Thanh –20106217 (Nhóm Thái Bình) Lớp: KTCN – K55 HÀ NỘI 04-2013 Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 2 MỤC LỤC CHƯƠNG II. TIỀM NĂNG SINH KHỐI Ở TỈNH THÁI BÌNH _____________ 3 2.1. Thống kê sản lượng sinh khối Corn Crop __________________________________________ 8 2.2. Chọn địa điểm và nguyên tắc chọn: _______________________________________________ 9 2.3. Thiết lập sản lượng sinh khối và năng lượng điện có thể sản xuất: _____________________ 10 a) Thiết lập theo cự ly: _________________________________________ 10 b) Thiết lập theo khả năng có thể thu thập được nguồn Biomass: ________ 12 CHƯƠNG III . KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ ___________________________ 17 Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 3 Chương II. Tiềm năng sinh khối ở tỉnh Thái Bình Tỉnh Thái Bình  Diện tích 6.768,9 ha.  Dân số 196.075 người (2013) Ngô, bắp hay bẹ (danh pháp hai phần: Zea mays L. ssp. mays) là một loại cây lương thực được thuần canh tại khu vực Trung Mỹ và sau đó lan tỏa ra khắp châu Mỹ. Ngô lan tỏa ra phần còn lại của thế giới sau khi có tiếp xúc của người châu Âu với châu Mỹ vào cuối thế kỷ 15, đầu thế kỷ 16. Ngô là cây lương thực được gieo trồng nhiều nhất tại châu Mỹ (Chỉ riêng tại Hoa Kỳ thì sản lượng đã là khoảng 270 triệu tấn mỗi năm). Các giống ngô lai ghép được các nông dân ưa chuộng hơn so với các giống, thứ ngô thông thường do có năng suất cao vì có ưu thế giống lai. Trong khi một vài giống, thứ ngô có thể cao tới 7 m (23 ft) tại một số nơi,[1] thì các giống ngô thương phẩm đã được tạo ra với chiều cao chỉ khoảng 2,5 m (8 ft).Ngô ngọt (Zea mays var. rugosa hay Zea mays var. saccharata) thông thường thấp hơn so với các thứ, giống ngô khác. Thân cây ngô trông tương tự như thân cây của các loài tre và các khớp nối (các mấu hay mắt) có thể có cách nhau khoảng 20–30 cm (8–12 inch). Ngô có hình thái phát triển rất khác biệt; các lá hình mũi mác rộng bản, dài 50– Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 4 100 cm và rộng 5–10 cm (2–4 ft trên 2-4 inch); thân cây thẳng, thông thường cao 2–3 m (7–10 ft), với nhiều mấu, với các lá tỏa ra từ mỗi mấu với bẹ nhẵn. Dưới các lá này và ôm sát thân cây là các bắp. Khi còn non chúng dài ra khoảng 3 cm mỗi ngày. Từ các đốt ở phía dưới sinh ra một số rễ. Các bắp ngô (bẹ ngô) là các cụm hoa cái hình bông, được bao bọc trong một số lớp lá, và được các lá này bao chặt vào thân đến mức chúng không lộ ra cho đến khi xuất hiện các râu ngô màu hung vàng từ vòng lá vào cuối của bắp ngô. Râu ngô là các núm nhụy thuôn dài trông giống như một búi tóc, ban đầu màu xanh lục và sau đó chuyển dần sang màu hung đỏ hay hung vàng. Khi được gieo trồng để làm cỏ ủ chua cho gia súc thì người ta gieo hạt dầy dặc hơn và thu hoạch khi cây ngô bắt đầu xuất hiện các bắp non, do vậy tỷ lệ bắp là thấp. Một vài giống ngô cũng được tạo ra với tỷ lệ bắp non cao hơn với mục đích tạo nguồn cung cấp các loại "ngô bao tử" được sử dụng trong ẩm thực của một số quốc gia tại châu Á. Ngô là loại thực vật cần thời gian ban đêm dài và ra hoa trong một lượng nhất định ngày nhiệt độ tăng trưởng > 10 °C (50 °F) trong môi trường mà nó thích nghi.[2] Biên độ ảnh hưởng mà thời gian ban đêm dài có đối với số ngày cần phải có để ngô ra hoa được quy định theo di truyền và được điều chỉnh bởi hệ thống sắc tố thực vật.[3] Tính chu kỳ theo ánh sáng có thể bị sai lệch ở các giống cây trồng cho khu vực nhiệt đới, nơi mà thời gian ban ngày kéo dài ở các cao độ lớn làm cho cây sẽ phát triển rất cao và chúng không đủ thời gian để ra hoa, tạo hạt trước khi bị chết vì sương giá. Tuy nhiên, đặc tính này là hữu ích khi sử dụng ngô làm nguồn cung cấp nhiên liệu sinh học[4]. Trên đỉnh của thân cây là cụm hoa đuôi sóc hình chùy chứa các hoa đực, được gọi là cờ ngô. Mỗi râu ngô đều có thể được thụ phấn để tạo ra một hạt ngô trên bắp. Các bắp ngô non có thể dùng làm rau ăn với toàn bộ lõi và râu, nhưng khi bắp đã già (thường là vài tháng sau khi trổ hoa) thì lõi ngô trở nên cứng và râu thì khô đi nên không ăn được. Vào cuối mỗi vụ mùa, các hạt ngô cũng khô và cứng, rất khó ăn nếu không được làm mềm bằng cách luộc. Các kỹ Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 5 thuật hiện đại trong trồng trọt tại các nước phát triển thông thường dựa trên việc gieo hạt dày hơn, tạo ra trung bình khoảng 0,9 bắp.[5] Các hạt ngô là các dạng quả thóc với vỏ quả hợp nhất với lớp áo hạt, là kiểu quả thông thường ở họ Hòa thảo (Poaceae). Nó gần giống như một loại quả phức về cấu trúc, ngoại trừ một điều là các quả riêng biệt (hạt ngô) không bao giờ hợp nhất thành một khối duy nhất. Các hạt ngô có kích thước cỡ hạt đậu Hà Lan, và bám chặt thành các hàng tương đối đều xung quanh một lõi trắng để tạo ra bắp ngô. Mỗi bắp ngô dài khoảng 10 – 25 cm (4 - 10 inch), chứa khoảng 200 - 400 hạt. Các hạt có màu như ánh đen, xám xanh, đỏ, trắng và vàng. Khi được nghiền thành bột, ngô tạo ra nhiều bột và ít cám hơn so với lúa mì. Tuy nhiên, nó không có gluten như ở lúa mì và như thế sẽ làm cho các thức ăn dạng nướng có độ trương nở nhỏ hơn. Giống ngô tích lũy nhiều đường hơn tinh bột trong bắp (ngô ngọt) được tiêu dùng chủ yếu dưới dạng rau. Thân cây ngô non tích lũy một chất kháng sinh mạnh là DIMBOA (2,4- dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-on). DIMBOA là thành viên của nhóm các axít hydroxamic (còn gọi là các benzoxazinoit) có khả năng phòng chống tự nhiên đối với một loạt các loài gây hại như côn trùng, nấm và vi khuẩn gây bệnh. DIMBOA cũng được tìm thấy trong một số loài “cỏ” có họ hàng gần, cụ thể là lúa mì. Giống ngô đột biến (bx) thiếu DIMBOA rất dễ bị các loài rệp và nấm gây bệnh. DIMBOA cũng là chất có tác dụng đề kháng tương đối của ngô non đối với sâu ngô bore châu Âu (họ Crambidae). Khi ngô trở nên già hơn thì hàm lượng DIMBOA cũng như khả năng đề kháng trước sâu bore cũng giảm đi. Ngoài việc được sử dụng làm lương thực ra , các bộ phận khác của ngô cung được sử dụng rất hiệu quả.  Ứng dụng của các phụ phẩm từ ngô : a, Sản xuất bột giấy từ thân cây ngô: Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 6 Công ty TNHH Việt Sáng (Vĩnh Phúc) vừa sản xuất thành công bột giấy từ thân cây ngô bằng công nghệ sinh học, tiết kiệm năng lượng, lại không gây ô nhiễm môi trường. Mô tả quy trình công nghệ : Sản xuất bột giấy bằng phương pháp cơ học Sử dụng enzym để tẩy trắng Không dùng sút Ưu điểm công nghệ : thân thiện với môi trường Dây chuyền sản xuất được triển khai tại xã Vĩnh Ninh, huyện Vĩnh Tường với công suất lên tới 1.800 - 2.000 tấn/năm. Dự tính, mỗi năm công ty sẽ thu mua từ 5.000-5.400 tấn thân cây ngô sau thu hoạch cho người nông dân các xã ven sông Hồng, đồng thời giúp các doanh nghiệp trong ngành sản xuất giấy giảm lượng bột nhập khẩu, giảm chi phí đầu vào, giảm giá thành cho các sản phẩm giấy in, giấy viết trong nước. b, Sử dụng lõi ngô cho sản xuất năng lượng sinh học không làm suy giảm chất lượng đất: Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 7 Tồn dư của ngô được giữ lại trên các cánh đồng đã thu hoạch để đảm bảo chất lượng đất, nhưng chúng có thể trở thành một nguồn vật liệu thô quan trọng trong sản xuất ethanol cellulosic. Nghiên cứu của Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA) đã chỉ ra rằng, chất lượng đất sẽ không suy giảm nếu tồn dư lõi ngô sau thu hoạch được loại bỏ ra khỏi các cánh đồng. Công trình nghiên cứu này do Brian Wienhold - nhà khoa học về đất tại Cơ quan Nghiên cứu nông nghiệp (ARS) thực hiện, hỗ trợ ưu tiên của USDA về phát triển các nguồn năng lượng sinh học mới. Wienhold cùng với đơn vị nghiên cứu Quản lý Hệ sinh thái nông nghiệp trực thuộc ARS tại Lincoln, Nebraska và là tác giả chính của nghiên cứu đã so sánh tỷ lệ dòng chảy và sự lãng phí các chất lắng từ các cánh đồng trồng ngô không làm đất – những cánh đồng loại bỏ hoặc giữ lại các tồn dư sau thu hoạch. Các nhà khoa học cũng đã loại bỏ lõi ngô tại một nửa các lô thử nghiệm được bảo vệ bởi các tồn dư này. Sau khi thiết lập các lô thử nghiệm, các nhà khoa học đã tạo ra hai lượng mưa mô phỏng. Mô phỏng đầu tiên diễn ra khi các cánh đồng này bị khô hạn, và mô phỏng tiếp theo diễn ra 24 giờ sau khi đất gần như đã hoàn toàn bão hòa. Trong mô phỏng đầu tiên, trên mảnh đất loại bỏ dư lượng, dòng chảy bắt đầu xuất hiện khoảng 200 giây sau khi "mưa" xuống. Dòng chảy từ các lô đất được bảo vệ bởi tồn dư sau thu hoạch chỉ xảy ra khoảng 240 giây sau khi bắt đầu "mưa". Dòng chảy từ những mảnh đất không có tồn dư sau thu hoạch chứa chất lắng đọng nhiều hơn 30% so với dòng chảy từ tất cả các lô đất được bảo vệ bởi tồn dư sau thu hoạch. Tuy nhiên, có hay không có lõi bắp trên các mảnh đất Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 8 được bảo vệ bởi tồn dư thực vật sau thu hoạch ảnh hưởng không đáng kể đến tỷ lệ tổn thất chất lắng. Nhóm nghiên cứu của Wienhold kết luận rằng: mặc dù tồn dư lõi ngô đã gây trì hoãn khởi đầu của dòng chảy một chút, tỷ lệ thất thoát chất lắng không bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện hay không hiện diện của lõi ngô. Kết quả cho thấy lõi ngô có thể bị loại bỏ khỏi các tồn dư khác và được sử dụng làm nguyên liệu năng lượng sinh học mà không phải can thiệp bằng vai trò của tồn dư thực vật sau thu hoạch trong việc bảo vệ đất. Trong một nghiên cứu liên quan, Wienhold đã kiểm tra cách loại bỏ lõi ngô đã ảnh hưởng như thế nào tới hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất. Trong suốt một năm, việc lấy mẫu của ông đã cho thấy rằng lõi ngô là một nguồn kali cho đất, nhưng chúng không phải là một nguồn quan trọng của bất kỳ chất dinh dưỡng thực vật nào khác. Nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Nghiên cứu nông nghiệp, số ra tháng 1/2013. 2.1. Thống kê sản lượng sinh khối Corn Crop a) Mật độ : Dựa theo những quan sát từ phần mềm Geospatial Toolkit ta có thể đưa ra những số liệu về sản lượng sinh khối Corn Crop toàn tỉnh như sau: Mức sản lượng này của tỉnh Thái Bình thuộc trong nhóm các tỉnh có mức sản lượng sinh khối Corn Crop ở mức trung bình (60 000 – 130 000 tấn/năm ) Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 9 b) Trữ lượng: Dựa vào hình dưới ta thấy Mật độ sản lượng sinh khối trung bình của toàn tỉnh là 99566,63 tấn /năm. Sản lượng này là số liệu chung , không có sự khác biệt lớn gì giữa các huyện 2.2. Chọn địa điểm và nguyên tắc chọn: a) Chọn địa điểm: Xây dựng nhà máy chế xuất Corn Crop (ngô) tại huyện Hưng Hà – Thái Bình.  Latitude : 20.5974  Longitude: 106.2234 b) Nguyên tắc chọn: Với sản lượng sinh khối Corn Crop cho nên việc chọn và xây dựng nhà máy sản xuât đảm bảo các yêu cầu sau: Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 10 Tổng tiểm năng năng lương cao nhất toàn tỉnh : 2,140,992,000 MJ Lương điện tiềm năng cao : 118944.0 MWh (phạm vi : 25 km) - Gần đường lưu thông đẻ thuận tiện cho việc lưu thông hàng hóa,..thuận tiện hơn. - Đảm bảo gần vùng nguyên liệu cung cấp cho nhà máy - Khảo sát và xem xét kỹ các công việc cần và đủ , lên kế hoạch cho nhà máy trước và sau khi hoạt động và đề ra các giải pháp sẵn để dự phòng  Thái Bình là tỉnh có sản lượng sinh khối ở mức trunh bình cho nên việc xây dựng nhà máy sản xuất Corn Crop là hợp lý . Nếu xây dựng nhà máy chê biến thì nên ngô tìm được nguồn cung câp nguyên liệu liên tục sẽ góp phần làm cho nhà máy phát triển và làm cho nên kinh tế của tỉnh phát triển đổng thời giải quyết được nhu cầu công việc cho người dân trong tỉnh . 2.3. Thiết lập sản lượng sinh khối và năng lượng điện có thể sản xuất: a) Thiết lập theo cự ly: Mặc định 100% Obtainable, thay đổi Buffer Distance ( Km):  Latitude : 20.5974  Longitude: 106.2234 Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 11 _Bảng kết quả với Buffer Distance : 100 km_ Buffer Distance (km) Net Potential Energy(MJ) Potential (MWh) 25 2 126 829 600 118157,2 50 6 735 691 200 374205,07 75 10 867 836 000 603768,67 100 19 147 178 400 1063732,13 _Biểu đồ quan hệ giữa sản lượng sinh khối với năng lượng điện theo cự ly(% Obtainable : 100)_ Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 12 0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 1 2 3 4 0 5000000000 10000000000 15000000000 20000000000 25000000000 Potential (MWh) Net Potential Energy(MJ) _Biểu đồ quan hệ giữa sản lượng sinh khối với năng lượng điện theo cự ly(% Obtainable : 100)_ b) Thiết lập theo khả năng có thể thu thập được nguồn Biomass: Giữ nguyên Buffer Distance ( Km) và thay đổi % Obtainable:  Mặc định Buffer Distance ( 25km) và thay đổi % Obtainable ( 10% – 90%):  Latitude : 20.5125  Longitude: 106.396 % Obtainable MWh Potential MW Potential 10% 10054,43 1,43 20% 20108,85 2,87 30% 30163,28 4,3 40% 40217,71 5,74 50% 50272,13 7,17 60% 60326,56 8,61 70% 70380,99 10,04 80% 80435,41 11,48 90% 90489,84 12,91 Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 13 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 0 2 4 6 8 10 12 14 MWh Potential MW Potential _Biểu diễn mức độ thay đổi 2 tiềm năng MWh và MW phạm vi 25km _  Mặc định Buffer Distance ( 50km) và thay đổi % Obtainable ( 10% – 90%): % Obtainable MWh Potential MW Potential 10% 25831,77 3,69 20% 51663,55 7,37 30% 77495,32 11,06 40% 103327,09 14,74 50% 129158,87 18,43 60% 154990,64 22,12 70% 180822,41 25,8 80% 206654,19 29,49 90% 232485,96 33,17 Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 14 0 50000 100000 150000 200000 250000 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 0 5 10 15 20 25 30 35 MWh Potential MW Potential _Biểu diễn mức độ thay đổi 2 tiềm năng MWh và MW phạm vi 50km _  Mặc định Buffer Distance ( 75km) và thay đổi % Obtainable ( 10% – 90%): % Obtainable MWh Potential MW Potential 10% 46292,96 6,61 20% 92585,92 13,21 30% 138878,88 19,82 40% 185171,84 26,42 50% 231464,8 33,03 60% 277757,76 39,63 70% 324050,72 46,24 80% 370343,68 52,85 90% 416636,64 59,45 Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 15 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000 450000 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 0 10 20 30 40 50 60 70 MWh Potential MW Potential _Biểu diễn mức độ thay đổi 2 tiềm năng MWh và MW phạm vi 75km _  Mặc định Buffer Distance ( 100km) và thay đổi % Obtainable ( 10% – 90%) % Obtainable MWh Potential MW Potential 10% 82313,75 11,75 20% 164627,49 23,49 30% 246941,24 35,24 40% 329254,99 46,98 50% 411568,73 58,73 60% 493882,48 70,47 70% 576196,23 82,22 80% 658509,97 93,97 90% 740823,72 105,71 Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 16 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 0 20 40 60 80 100 120 MWh Potential MW Potential _Biểu diễn mức độ thay đổi 2 tiềm năng MWh và MW phạm vi 100km _ Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 17 Chương III . KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ Ngô ngoài việc cây lương thực được gieo trồng nhiều , có giá trị dinh dưỡng cao thì ngô còn có nhiều ứng dụng khác trong ngành Công nghệp như : chúng ta có thể Sản xuất bột giấy từ thân cây ngô . Hay Sử dụng lõi ngô cho sản xuất năng lượng sinh học phục vụ trồng trọt . Nhiều quốc gia đã sử dụng năng lượng sinh học để vận hành ô tô con và xe tải, thường là dưới dạng pha lẫn với xăng hoặc dầu điezen. Hai loại nhiên liệu từ cây trồng chính được sử dụng ở Mỹ hiện nay là etanon từ ngô và dầu điezen sinh học từ đậu nành. Thị trường của các loại nhiên liệu này được dự báo là sẽ tăng trưởng mạnh trong tương lai. Do nhu cầu đối với nhiên liệu dạng lỏng ở Mỹ sẽ tăng lên trong vòng 25 năm tới, nên năng lượng sinh học có thể giúp thu hẹp khoảng cách cung cầu, theo nhận định của Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ. châu Âu, châu Á, Trung và Nam Mỹ có xu hướng dựa ngày càng nhiều hơn vào nguồn nhiên liệu này. Năng lượng sinh học có vai trò đặc biệt vì nó có thể tái tạo – đơn giản là thông qua việc trồng cây nông nghiệp. Chúng ta không thể tái tạo dầu mỏ – nguồn nhiên liệu hàng đầu được sử dụng nhiều nhất trong giao thông vận tải hiện nay. Các nhà kinh tế học nói rằng khi nguồn cung dầu mỏ giảm thì giá dầu mỏ sẽ tăng. Các chuyên gia dự báo rằng, năng lượng sinh học sẽ là câu trả lời cho nguồn cung năng lượng trong thế kỉ 21. “Nhiên liệu sinh học đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong việc thay thế nhiên liệu từ dầu mỏ”, theo lời phát biểu của ông John Urbanchuk, chuyên gia năng lượng sinh học của trung tâm tư vấn LEGC – một hãng chuyên cung cấp dịch vụ tư vấn, có văn phòng đại diện trên khắp thế giới. Thay vào đó, nếu nước Mỹ chỉ thay thế 5% lượng dầu diezen hiện nay bằng nhiên Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 18 liệu tái tạo thì quốc gia này sẽ không cần phải nhập dầu thô từ Irắc để sản xuất dầu diezen, theo nhận định của Cơ quan quốc gia về dầu diezen sinh học, nơi mà Urbanchuk đang làm công tác tư vấn. Urbanchuk nói thêm: “Và còn có những lợi ích khác nữa. Nhiên liệu sinh học mang lại thu nhập từ thương mại cho người nông dân, một nguồn thu nhập vô cùng quan trọng đối với họ. Nếu bạn có thể cung cấp nguồn thu từ thị trường giúp làm giảm mức trợ cấp của Chính phủ dành cho nông nghiệp, thì số tiền đó có thể sử dụng vào những mục đích khác”. Cụ thể là những người trồng ngô đang được hưởng lợi từ việc sản xuất năng lượng sinh học, do Chính phủ Mỹ có chính sách gia tăng lượng etanon trong hỗn hợp xăng. Trong năm 2008, toàn bộ nước Mỹ đã bổ sung thêm hơn 34 tỷ kilôlít etanon vào dầu hỏa, sử dụng 3,2 tỷ giạ ngô (1 giạ ~ 30 kilôgam ngũ cốc). Mục tiêu của chính quyền liên bang là sẽ tăng gấp bốn lần sản lượng etanon vào năm 2022. Khi quy mô sản xuất mở rộng, người ta sẽ cần nhiều ngô hơn. Vào năm 2018, sản xuất etanon có thể sử dụng tới 35% sản lượng ngô của Hoa Kỳ, theo đánh giá của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ. Ngô là nguyên liệu phù hợp để sản xuất năng lượng sinh học tại Mỹ vì “chúng tôi giỏi việc trồng ngô và chế biến ngô hơn mọi việc khác” Urbanchuk nói. Ngô là một loại ngũ cốc được sản xuất rộng rãi nhất trên đất nước Hoa Kỳ và hiện nước Mỹ vẫn đang tiếp tục nghiên cứu để tìm ra những cách thức trồng ngô hiệu quả hơn. Năm ngoái, Hoa Kỳ đã sản xuất 13,2 tỷ giạ ngô – sản lượng lớn nhất từ trước đến nay – và trên diện tích ít hơn 5 triệu mẫu vuông (2,02 triệu hécta) so với năm trước. Cây đậu nành, cây trồng chính dùng để sản xuất diezen sinh học cũng đang được trồng rộng rãi ở Mỹ. Nước Mỹ là nhà sản xuất và nhà xuất khẩu đậu nành lớn nhất trên thế giới, với khoảng gần 400.000 nông dân tại 29 bang trồng đậu nành. Nước Mỹ bán diezen sinh học dạng nguyên chất hoặc pha với xăng với tổng lượng bán ra là 1,7 triệu kilôlít trong năm 2009. Vì một giạ đậu nành Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 19 có thể sản xuất ra 1,4 galon (5,3 lít) dầu diezen sinh học từ đậu nành nên chỉ trong năm 2009, nông dân Mỹ đã cung cấp gần 328 triệu giạ đậu nành để sản xuất diezen sinh học tái tạo. Các quốc gia đi đầu trong sản xuất năng lượng sinh học trên thế giới Nhiên liệu sinh học và gió được đánh giá là những nguồn năng lượng tái tạo tăng trưởng nhanh nhất tại 30 quốc gia thành viên Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD). Các đánh giá cho rằng Ấn Độ sẽ sử dụng nhiên liệu sinh học nhiều hơn 15% trong hai thập kỷ tới và con số này ở Trung Quốc là 10%. Ngành công nghiệp nhiên liệu sinh học cũng tăng trưởng với tốc độ tương tự tại nhiều quốc gia Nam Mỹ. Nhưng Mỹ và Brazil hiện vẫn đang là các quốc gia dẫn đầu và sẽ tiếp tục duy trì vị thế này trong những năm tới. Hai quốc gia này sản xuất 70% năng lượng sinh học trên toàn thế giới. Trong khi nước Mỹ sản xuất được nhiều etanon hơn thì Bzazil lại chứng tỏ mình là nền kinh tế dẫn đầu trong sản xuất nhiên liệu sinh học. Với sự hỗ trợ hiệu quả từ đầu tư của Chính phủ, trong ba thập kỷ qua, Brazil đã tìm cách hoàn thiện hơn nữa quy trình sản xuất etanon từ cây mía. Hiện nay, ở quốc gia này, xe hơi không còn vận hành bằng xăng đơn thuần nữa. Chính phủ yêu cầu tất cả các phương tiện phải vận hành bằng nhiên liệu hỗn hợp, trong đó etanon chiếm tỉ lệ một phần tư. Brazil đã sản xuất được khoảng 25.000 kilôlít etanon trong năm 2008 và xuất khẩu khoảng 15%. Mặc dù thành công của Bzaxil có thể được sao chép, song chỉ có ít nơi trên thế giới có điều kiện thời tiết và thổ nhưỡng phù hợp với việc trồng mía. Tại các nước đang phát triển, nhiên liệu sinh học đã được sử dụng rộng rãi nhưng dưới dạng khí đốt và khí sưởi phục vụ cho hộ gia đình. Các thị trường nhiên liệu sinh học vẫn chưa phát triển, vì vậy chúng không mang lại nguồn thu nhập. Tuy nhiên, điều này có thể sẽ thay đổi vì nhiều quốc gia đang phát triển có tiềm năng vô cùng to lớn về năng lượng sinh học chưa được khai Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 20 thác, theo đánh giá của “Phát triển công nghiệp, chiến lược và thị trường toàn cầu cho nhiên liệu sinh học”, một nghiên cứu của trung tâm Belfer về Khoa học và Nghiên cứu quốc tế tại Trường Hành chính Kennedy thuộc Đại học Havard. Mặc dù năng lượng sinh học có thể đem lại cho các khu vực nông thôn nghèo một nền tảng để phát triển các ngành nông nghiệp mới, nhưng vẫn còn rất nhiều thách thức ở phía trước. Cần phải có một chính phủ ổn định để thu hút các nhà đầu tư và vốn nhằm xây dựng cơ sở hạ tầng cần thiết. Sản xuất nhiên liệu sinh học yêu cầu phải có các nhà máy lọc để làm ra nhiên liệu, phải có các loại xe hơi sử dụng được nhiên liệu sinh học và phải có các phương tiện vận tải để chuyên chở nhiên liệu tới thị trường. Ngoài ra, mặc dù etanon là một loại nhiên liệu có giá cả cạnh tranh ở mức khoảng 60 đô-la một thùng, nhưng thị trường xuất khẩu nhiên liệu sinh học “được định hình một cách nguy hiểm bởi các mục tiêu chính sách khác nhau, thậm chí mâu thuẫn với nhau” của Chính phủ, theo báo cáo của trung tâm Belfer. Ví dụ như, khi các nước phát triển hạn chế nhập khẩu để bảo hộ lợi nhuận của người nông dân trong nước họ, các nước này đã gây khó khăn cho những quốc gia mới gia nhập thị trường. Tuy nhiên, nghiên cứu này vẫn chỉ ra tiềm năng lớn trong việc sản xuất và xuất khẩu etanon từ mía ở Xurinam, Guyanna, Bolivia, Paragoay, Camơrun và Cộng hòa Dân chủ Công-gô. Quan trọng hơn cả, một quốc gia cần phải đảm bảo an ninh lương thực trước khi di chuyển các nguồn lực nông nghiệp sang sản xuất năng lượng, báo cáo này nhận định. Ngay cả ở nước Mỹ, hiện vẫn đang tồn tại các mối quan ngại về tác động của nhiên liệu sinh học đối với nguồn cung lương thực. Trong thời kì tăng giá đột biến của lương thực vào năm 2007- 2008, nhiên liệu sinh học bị coi là thủ phạm chính bởi nhiều nhóm nghiên cứu, ví dụ như Viện Chính sách Trái đất. Theo đánh giá của Viện Chính sách Trái đất thì nhu cầu sử dụng ngô để sản xuất nhiên liệu đã làm tăng nhu cầu về loại cây trồng này, kéo theo đó làm tăng giá lương thực nói chung. Ngược lại, Cơ quan Ngân sách của Quốc hội Hoa Kỳ lại cho rằng việc sử dụng ngô để sản xuất etanon chỉ gây ảnh hưởng rất nhỏ đến Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 21 giá lương thực, chiếm từ 0,5 đến 0,8% trong tổng số 5,1% lượng giá lương thực tăng lên. Các nhân tố khác, ví dụ như mức độ gia tăng khủng khiếp của giá năng lượng đã đóng vai trò quan trọng trong sự tăng giá của lương thực, theo đánh giá của cơ quan này. Tuy nhiên, năng lượng sinh học cũng cần phải đối mặt với định kiến cho rằng nhiên liệu sinh học là nguyên nhân làm giá lương thực gia tăng. Nhiều quan điểm chỉ ra rằng không phải tất cả cỏ và đậu đều được sử dụng để làm nhiên liệu. Bột xay thô và các sản phẩm phụ còn được dùng làm thức ăn cho thú nuôi và cho những mục đích khác.  Kiến nghị về việc sản xuất , sử dụng ngô trong tương lai: Trong khi nhu cầu về ngô được dự báo là chắc chắn tăng, thì các loại cây trồng khác hiện đang trong các giai đoạn phát triển khác nhau sẽ cạnh tranh lẫn nhau để được sử dụng trong quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học. Ví dụ như, các nhà nghiên cứu ở trường Nông nghiệp và Khoa học cuộc sống tại Đại học Idaho đã phát hiện ra tiềm năng to lớn của các loại cây, hạt cải dầu, cây hạt cải và hạt của chúng. Theo Jack Brown, Giáo sư về gien và cây trồng tại Trường Đại học Idaho, hạt cải có thể phục vụ cho hai mục đích: dầu có thể dùng để sản xuất diezen sinh học và bột xay thô có vị hăng được dùng để sản xuất thuốc bảo vệ thực vật. Nhiên liệu sinh học không thể thay thế hoàn toàn dầu mỏ. Nhưng ngay cả khi nó chỉ làm giảm nhu cầu sử dụng dầu mỏ đi một lượng nhỏ, thì các nhà phân tích cũng cho rằng nhiên liệu sinh học sẽ làm giảm sức ép về giá dầu. Trong trường hợp dầu diezen sinh học, Brown cho rằng công nghiệp trang trại cần phải thay thế toàn bộ nhiên liệu từ dầu mỏ bằng các sản phẩm diezen sinh học. Máy kéo và xe tải cần phải vận hành bằng nhiên liệu từ cây trồng, ông nói, không chỉ để ủng hộ cho ngành công nghiệp này, mà còn để bảo vệ trang trại khỏi các nhân tố gây ô nhiễm được thải ra từ dầu mỏ. Điều này có ảnh hưởng nhỏ nhưng quan trọng tới thói quen sử dụng dầu mỏ, vì nông nghiệp chỉ chiếm hơn 1% tổng sản lượng quốc dân của Hoa Kỳ. Ông nói: “Ngay cả nếu dầu diezen sinh học được sử dụng rộng rãi nhất có thể, thì nó cũng chỉ sản xuất ra Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 22 một lượng rất nhỏ nhiên liệu mà chúng ta cần ở đất nước này. Chính vì vậy dầu diezen sinh học không chỉ được bà McGuinty sử dụng để đưa các con đến trường hay được sử dụng bởi các nhân vật sang trọng ở Canifornia, mà nó còn phải được sử dụng ở tất cả các khu vực nhạy cảm về môi trường”. Các nghiên cứu hiện cũng đang được thực hiện để sản xuất nhiên liệu sinh học từ các nguyên nhiên liệu thô khác như tảo, dầu thầu dầu, cà phê xay, vi khuẩn, bột lông chim, dầu cá hồi, thuốc lá, các loại cỏ, các loại hạt, và nhiều loại cây cối. Các ngôi sao Holywood cũng công bố rằng họ đang sử dụng nhiên liệu sinh học được làm từ dầu mỡ thừa ra sau khi rán thức ăn nhanh. Tuy nhiên, nhiên liệu sinh học làm từ loại mỡ này tỏ ra có nhiều hạn chế vì chúng có xu hướng bị đông lạnh, và chỉ được sản xuất với một lượng rất nhỏ. Trong khi đó, ngành công nghiệp hàng không cũng đang chuyển sang sử dụng nhiên liệu sinh học. Hãng Boeing, các sân bay Mehico, Trung tâm Dịch vụ Hỗ trợ và hãng HoneyWell cũng đã bắt tay với nhau để tìm cách sử dụng các loại cây trồng của Mehico để làm nhiên liệu sinh học. Ở Mỹ, hãng vận chuyển FedEx cam kết rằng một phần ba nhiên liệu của họ sẽ là nhiên liệu sinh học vào năm 2030. Năng lượng sinh học cũng bắt đầu được sử dụng trong ngành sản xuất điện, chủ yếu ở các nhà máy phát điện nhỏ. Một lĩnh vực hứa hẹn khác là kết hợp giữa năng lượng sinh học và than đá. Nhà máy điện sử dụng than trong một khoảng thời gian nhất định, giữ cho chi phí thấp, còn năng lượng sinh học thì sẽ được sử dụng trong những khoảng thời gian còn lại để nâng cao hình ảnh thân thiện với môi trường của nhà máy đó. Nhu cầu nhiên liệu sinh học trên thế giới được ước tính là sẽ tăng trưởng 8,6% mỗi năm từ nay đến năm 2030. Để đạt được điều này, cần phải có sự hỗ trợ của Chính phủ vì nhiên liệu sinh học, cũng giống như hầu hết các nguồn năng lượng tái tạo khác, vẫn phải dựa chủ yếu vào những khuyến khích về tài chính. Ví dụ như ở Hoa Kỳ, Chính quyền Liên bang đã đặt mục tiêu tăng tỉ lệ pha nhiên liệu sinh học trong xăng lên khoảng 36 tỷ galông (136 triệu kilôlít) vào năm 2022. Ngoài ra, Chính quyền Obama đã cam kết tài trợ 80 triệu đô-la Công nghệ khai thác chế biến Corn Corp – Thái Bình dầu & than đá 2013 Trang 23 Mỹ cho các nghiên cứu về nhiên liệu sinh học. Với những hỗ trợ này, cùng với nhu cầu cấp thiết tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế dầu mỏ, năng lượng sinh học sẽ đem lại sức sống mới và trở thành sinh kế mới cho người nông dân. Ngành nông nghiệp đã tạo ra những sản phẩm được sử dụng để làm ra lương thực, quần áo, nguyên vật liệu, nay lại tiếp tục tham gia vào đáp ứng một nhu cầu quan trọng khác: cung cấp năng lượng để phục vụ mọi hoạt động khác.