Dầu cọ và các nhiên liệu sinh học từ tự nhiên

Những loại nhiên liệu sinh học có nguồn gốc thực vật có thể là nguồn năng lượng sạch và an toàn khi nguồn năng lượng hóa thạch đang cần cạn kiệt.

Các loại nhiên liệu sinh học được chiết xuất hoàn toàn từ tự nhiên, bao gồm cả động – thực vật, được coi là nguồn năng lượng sạch và an toàn, giảm thiểu vấn đề ô nhiễm môi trường. Nhưng liệu chúng thật sự khả thi hay không?

Tảo

Tảo là những sinh vật mà vách thân chứa xenluloza, là những sinh vật tự dưỡng vì chứa diệp lục, quang hợp nhờ ánh sáng và CO2.

Tuy chưa được sản xuất rộng rãi trong lĩnh vực năng lượng nhưng tảo hiện nay đã được NASA sử dụng nhiều trong dự án OMEGA với mục đích chính là lưu trữ carbon và sản xuất nhiên liệu sinh học.

Dầu cọ và các nhiên liệu sinh học từ tự nhiên - Ảnh 1 — Hiện nay, tảo được sử dụng với mục đích chính là lưu trữ carbon và sản xuất nhiên liệu sinh học.

Loài tảo xanh đơn bào Chlorella vulgaris phát triển tốt trong nước thải và đang được ngành nuôi trồng thủy sản của Mỹ quan tâm nghiên cứu. NASA tuyên bố lợi thế chính của tảo so với các cây trồng sản xuất nhiên liệu sinh học khác là không cần đất và phân bón.

Cây mía

Mía được trông rất nhiều ở các vùng nhiệt đới, trong đó có cả Việt Nam chúng ta. Chúng là nguồn nguyên liệu cung cấp cho các nhà máy chế biến đường cũng như làm đồ uống giải khát vào mùa hè. Cuba hiện nay là quốc gia xuất khẩu đường lớn nhất trên thế giới và ngoại tệ kiếm được từ đường chiếm một phần không nhỏ trong tổng thu nhập quốc dân của quốc gia Mỹ – Latinh này.

Ngoài ra, việc chưng cất loại nước đường từ cây mía tạo ra ethanol sinh học, có thể cung cấp nhiên liệu cho xe. Không những thế, bã mía còn được đem đốt để sản xuất điện sinh học.

Dầu cọ và các nhiên liệu sinh học từ tự nhiên - Ảnh 2 — Việc chưng cất loại nước đường từ cây mía tạo ra ethanol sinh học, có thể cung cấp nhiên liệu cho xe. (Ảnh minh họa)

Brazil hiện là quốc gia dẫn đầu thế giới về xuất khẩu mía, tại đây, thành phần xăng dầu có khoảng 22% là ethanol sinh học, trong thời gian tới chính phủ Brazil còn khuyến khích sử dụng điện sinh học nhiều hơn.

Theo Hiệp hội công nghiệp mía đường Brazil, trong gia đoạn 2007 – 2008 có khoảng 487 triệu tấn mía được thu hoạch trên diện tích 7,8 triệu ha, chiếm 2% diện tích đất nông nghiệp. Rõ ràng đây là một loại nguyên liệu cần thiết cho con người trong tương lai và cần được phát triển hơn nữa.

Cây đậu nành

Hạt đậu nành được dùng làm thức ăn cho động vật và chế biến nước uống cũng như thực phẩm cho con người. Ngoài ra, dầu đậu nành còn được tận dụng để phát triển ngành công nghiệp sơn và mực in.

Dầu cọ và các nhiên liệu sinh học từ tự nhiên - Ảnh 3 — Dầu đậu nành còn được tận dụng để phát triển ngành công nghiệp sơn và mực in. (Ảnh minh họa)

Là loài cây giàu đạm và được trồng theo mùa, luân phiên với cây ngô nên được ưu chuộng trong việc sản xuất nhiên liệu sinh học.

Năm 2011, khoảng 4 tỉ lít dầu diesel được sản xuất ra trên toàn Hoa Kỳ, trong đó 90% tất cả các loại dầu thực vật được sản xuất từ đậu nành. Đây là nguồn nguyên liệu rất dồi dào, có thể phát triển rộng và có rất ít điểm hạn chế về vấn đề môi trường cũng như chất lượng đầu ra.

Cây cải dầu

Cây cải dầu được dùng chủ yếu làm thức ăn cho động vật và ngày nay cũng được dùng làm thực phẩm cho con người. Ngoài ra, dầu cải còn được chuyển đổi thành nhiên liệu diesel hoặc làm Diesel sinh học, dùng trong hệ thống sưởi, hoặc pha với dầu hỏa chưng cất để chạy động cơ mô tô. Diesel sinh học có thể được dùng ở dạng nguyên chất trong các động cơ mới hơn mà không làm hư hỏng.

Dầu cọ và các nhiên liệu sinh học từ tự nhiên - Ảnh 4 — Dầu cải còn được chuyển đổi thành nhiên liệu diesel hoặc làm Diesel sinh học, dùng trong hệ thống sưởi, hoặc pha với dầu hỏa chưng cất để chạy động cơ mô tô. (Ảnh minh họa)

Năm 2006, khoảng 47 triệu tấn dầu cải được sản xuất ra trên toàn thế giới. Trong đó, Liên minh châu Âu chiếm hơn 1/3 lượng dầu cải trên; Canada, Trung Quốc và Ấn Độ dẫn đầu danh sách trong việc sản xuất loại dầu này. Đây là loài cây có tiềm năng lớn trong ngành chế biến và sản xuất năng lượng.

Tuy vậy, do chi phí trồng, nghiền và tinh chế diesel từ cải ngày càng cao, diesel sinh học nguồn gốc cải dầu tốn chi phí nhiều hơn để sản xuất một động cơ dùng nhiên liệu diesel tiêu chuẩn, vì vậy nhiên liệu diesel thường được làm phổ biến từ dầu đã qua sử dụng.

Ngoài ra, trong cải dầu chứa một hàm lượng phân chứa nitơ cao và việc sản xuất nhiên liệu sinh học sẽ sinh ra khí N2O – một loại khí nhà kính mạnh gấp 300 lần CO2. Theo ước tính của các nhà khoa học, nhiên liệu sinh học từ dầu cải còn tạo thêm 70% các khí nhà kính. Vì vậy, cần thêm thời gian để nghiên cứu nhằm khắc phục nhược điểm này.

Cây cọ dầu

Cọ dầu là loài cây được trồng phổ biến ở Đông Nam Á, Nam Mỹ và châu Phi. Dầu cọ được chiết xuất chủ yếu từ quả của cây, dùng nhiều trong chế biến thực phẩm, xà phòng và cả nhiên liệu sinh học.

Hiện nay, theo ước tính có đến 47 triệu tấn dầu cọ được sản xuất mỗi năm, trong đó Malaysia và Indonesia chiếm tới 85% sản lượng dầu trên. Năm 2017, Malaysia có tổng cộng 5 triệu ha cọ dầu và chế xuất được 18,9 triệu tấn cọ dầu thô.

Dầu cọ và các nhiên liệu sinh học từ tự nhiên - Ảnh 5 — Dầu cọ là một nguồn nhiên liệu sinh học vô cùng dồi dào. (Ảnh minh họa)

Dễ trồng, dễ chăm sóc và tốn ít chi phí, lại cho lượng dầu khá lớn cũng như sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, vậy nên cọ dầu là phương án thay thế năng lượng hoàn hảo. Tuy nhiên, nhiều chuyên gia và nhà hoạt động môi trường lo ngại vấn đề người dân những nước phát triển cây cọ dừa như Malaysia sẽ phá hủy các khu rừng mưa để mở rộng diện tích canh tác cọ dầu. Điều này sẽ phá vỡ sự cân bằng hệ sinh thái trong những khu rừng mưa này và hậu quả khó mà lường trước.

Gỗ

Gỗ là một nguyên liệu rất phổ biến trong sản xuất giấy cũng như xây dựng. Thậm chí, ở châu Âu người ta còn sử dụng sinh khối của gỗ trong việc sản xuất điện năng, ví dụ điển hình như tại thị trấn Lockerbie, phía Tây Nam Scotland. Nhà máy điện này sử dụng 450.000 tấn gỗ/ năm và có thể tạo ra 44 MV, đủ để cung cấp năng lượng cho khoảng 70.000 ngôi nhà.