Hai câu chuyện về sản xuất cồn từ rơm rạ

[In trang]

Thứ hai, 20/02/2012 - 09:47

Theo nhóm nghiên cứu của Viện Hóa học, với khoảng 80-100 triệu tấn rơm bỏ không hàng năm, nước ta có thể cho ra 2 triệu tấn cồn với giá rẻ hơn cồn làm từ sắn (khoai mì).

Câu chuyện ở CHLB Đức

Vào tháng 6/2011 vừa qua, công ty Süd-Chemie AG, một công ty quốc tế về hóa chất đã khởi công dự án trình diễn nhà máy cồn (ethanol) từ rơm rạ công suất 1000 tấn/năm ở Straubling, vùng hạ Bavaria, CHLB Đức. Nhà máy này, sẽ sản xuất cồn từ rơm rạ lúa mì, được thu mua của nông dân trong vùng, sử dụng quá trình có tên Sunliquid đã được đăng ký bản quyền của Süd-Chemie.

Đại diện công ty và chính phủ tham gia lễ khởi công xây dựng nhà máy sản xuất cồn từ rơm rạ.

Theo lời ông Yvonne Söltl , giám đốc marketing chiến lược của công ty thì quá trình này là một quá trình công nghệ sinh học, sử dụng các en-zim để phân hủy xen-lu-lô-zơ và hemicelluloses thành các monomer đường hiệu suất cao. Quá trình này tiếp đó sẽ sử dụng các men đặc biệt do Süd-Chemie chế tạo để biến đổi đồng loạt các loại đường C5, C6 thành cồn trong 1 bể phản ứng duy nhất, có khả năng tăng hiệu suất sản xuất cồn lên tới 50%. Lignin từ quá trình này sẽ được sử dụng để cấp điện cho nhà máy. Thêm vào đó, công nghệ của Süd-Chemie cho phép tiết kiệm 50% năng lượng trong quá trình phân tách cồn, so với tiêu chuẩn chưng cất thông thường, do đó quá trình sản xuất cồn gần như không gây tốn năng lượng, mà lại tạo ra cồn với mức giảm phát thải CO2 tới 95%.

Quy trình này đã được thử nghiệm ở công ty trong vòng 2 năm. Dự án trình diễn này sẽ tiếp tục chứng minh khả năng cải tiến hiệu suất và hiệu quả về mặt chi phí. Khoảng 16 triệu Euro (tương đương 480 tỷ VNĐ) đã được đầu tư vào nhà máy này, cùng với 12 triệu Euro (350 tỷ VNĐ) khác được đầu tư vào nghiên cứu trước đó. Hỗ trợ tài chính của chính phủ là rất ít. Chính phủ bang Baravia và Bộ Nghiên cứu, giáo dục CHLB Đức đã cấp khoảng 5 triệu Euro (15 tỷ VNĐ) cho nghiên cứu. Công ty Süd-Chemie từ chối cung cấp thông tin chi tiết về chi phí sản xuất cho 1 gallon cồn.

Phòng thí nghiệm chế biến cồn từ rơm rạ của công ty Süd-Chemie AG tại Munich

Nhà máy này sẽ cung cấp thương mại 50.000 tấn cồn/năm vào năm 2014. Đây là kiểu dự án đầu tiên về sản xuất cồn xen-lu-lô-zơ, nên chi phí xây dựng nhà máy sẽ rất lớn, sự hỗ trợ về mặt chính sách cũng rất quan trọng để làm yên lòng các nhà đầu tư. Bộ trưởng bộ Nghiên cứu, giáo dục CHLB Đức, Annette Schavan, đã phát biểu trong buổi lễ khởi công nhà máy rằng chính phủ Đức cam kết hỗ trợ để hoàn thành dự án này. Bà cho hay “Thay thế những nguồn dầu mỏ hiếm hoi bởi nguyên liệu tái tạo là tiêu chí của chiến lược nghiên cứu quốc gia về năng lượng sinh học tới 2030. Đó là lý do tại sao chúng tôi cấp kinh phí cho việc phát triển các công nghệ sinh học có thể sản xuất các nguyên liệu hóa học có giá trị, hay các nhiên liệu sinh học từ phụ phẩm nông nghiệp, như rơm rạ”.

Bà Schavan cho hay, chính phủ sẽ cấp khoảng 2,4 tỷ Euro (tương đương 65.000 tỷ VNĐ) trong vòng 6 năm tới cho các dự án nghiên cứu chiến lược về công nghệ sinh học, bao gồm sản xuất, chế biến sinh khối cho thực phẩm, y tế, nguyên liệu sợi, sản phẩm công nghiệp và năng lượng.

Câu chuyện ở Việt Nam

Cuối tháng 1/2012, báo Đất Việt có thông tin về việc rơm, rạ có thể dùng để sản xuất ra cồn ethanol. Theo nhóm nghiên cứu của Viện Hóa học, với khoảng 80-100 triệu tấn rơm bỏ không hàng năm, nước ta có thể cho ra 2 triệu tấn cồn với giá rẻ hơn cồn làm từ sắn (khoai mì).

Đây là kết quả nghiên cứu của đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu sản xuất nhiên liệu sinh học (Ethanol) từ phế thải nông nghiệp (rơm, rạ)”, do GS.TSKH Trần Đình Toại, Viện Hóa học, Viện KH-CN Việt Nam thực hiện.

Giá rẻ, công suất cao

Hiện nay, Việt Nam sản xuất khoảng 300.000 m3 ethanol (gần 300.000 tấn). Mục tiêu của chúng ta vào năm 2015 phải đạt 1.500.000 tấn. Theo GS.TSKH Trần Đình Toại, ông và nhóm nghiên cứu sẽ đề nghị cho triển khai dự án “sản xuất nhiên liệu sinh học (ethanol) từ phế thải nông nghiệp (rơm, rạ)”.

GS.TSKH Trần Đình Toại giới thiệu các mẫu rơm rạ đã qua chế biến để chiết xuất tiếp thành ethanol

Theo ước tính của nhóm nghiên cứu, nước ta có diện tích đất trồng lúa hơn 5 triệu ha. Với sản lượng lớn như vậy, phế thải nông nghiệp ước chừng hơn 80 – 100 triệu tấn. “Nếu chuyển hóa được 10% phế thải nông nghiệp thành ethanol, với hiệu suất 20%, có thể thu được 2 triệu tấn ethanol”, GS Toại cho biết.

Điều đáng nói, con số này sẽ gấp 10 lần công suất của 2 nhà máy sản xuất ethanol từ sắn tại Phú Thọ và Quảng Ngãi. Hiện, Công ty cổ phần Hóa dầu và nhiên liệu sinh học dầu khí (PVB) đã khởi công xây dựng nhà máy sản xuất ethanol (từ sắn) với công suất 100.000 m3 ethanol/năm; Tập đoàn Dầu khí quốc gia Việt Nam đã khởi công và xây dựng nhà máy sản xuất ethanol (từ sắn) Dung Quất với công suất 100.000 m3 ethanol/năm. Đó là còn chưa kể, để sản xuất được ethanol đạt công suất này 2 nhà máy sẽ cần 50.000 ha sắn làm nguyên liệu, trong khi đó với lượng sắn thu 5 triệu tấn củ, nếu xuất khẩu sẽ thu 800 triệu USD.

Hệ thống sản xuất cồn tuyệt đối tại Viện Hóa học

Góp phần đạt mục tiêu 1,5 triệu tấn ethanol

GS Toại chia sẻ, sau 2 năm nghiên cứu cùng với sự hỗ trợ của các nhà khoa học thuộc Viện Hàn lâm khoa học Nga, đến nay toàn bộ quy trình công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học từ phế thải nông nghiệp đã được hoàn thiện. “Với đầu vào là phế liệu từ nông nghiệp nên hầu như chỉ mất phí vận chuyển, giá thành sản xuất athanol sẽ rẻ hơn rất nhiều”, GS Toại nói.

Hiện nay Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên đã lắp đặt xưởng sản xuất cồn tuyệt đối ethanol đạt nồng độ trên 99,98%.

Theo khảo sát của nhóm nghiên cứu, phế thải nông nghiệp (rơm, rạ) của Việt Nam nói chung đều là nguyên liệu tốt cho sản xuất ethanol sinh học.

GS Toại tính toán, để đưa kết quả nghiên cứu này vào sản xuất mở rộng, chỉ cần thêm 1 tỉ đồng để đầu tư nồi lên men. Như vậy con số này cũng không quá lớn để góp phần vào mục tiêu đến năm 2015 Việt Nam sẽ đạt 1.5 triệu tấn ethanol.

Ông Nghiêm Xuân Minh, Vụ trưởng Vụ Khoa học Xã hội và Tự nhiên, Bộ Khoa học và Công nghệ: Bài toán công nghệ chỉ là một phần.Đề tài của GS Trần Đình Toại và các tác giả đang trong giai đoạn chuẩn bị nghiệm thu cấp nhà nước. Sau khi nghiệm thu sẽ có hội đồng khoa học đánh giá mới có thể tính toán đến việc có đưa vào sản xuất mở rộng hay không. Ở đây, dù bài toán công nghệ đã được giải quyết, song đối với khoa học, bài toán công nghệ chỉ là một, sau đó còn rất nhiều bài toán khác cần giải quyết để đạt hiệu quả kinh tế tốt nhất. Cụ thể, với công nghệ sản xuất ethanol từ rơm, các nhà khoa học đã đưa ra được các phương pháp chiết tách trong phòng thí nghiệm, nhưng để đưa vào thực tế không phải chuyện dễ. Cần phải tính toán về nguồn nguyên liệu, cách vận chuyển… từ đó cho hiệu quả cuối cùng về mặt kinh tế là bao nhiêu.

PGS.TS Đỗ Huy Định, Ủy viên Hội đồng quản trị Công ty Cổ phần phụ gia và sản phẩm dầu mỏ, thành viên Hội đồng Chính sách Khoa học và Công nghệ (KH-CN) Quốc gia: Bài toán kinh tế phải tính rất kỹ!

Về mặt kỹ thuật, việc sử dụng rơm, cỏ, gỗ, và nhiều thực vật khác đều là nguyên liệu có thể sản xuất ethanol. Tuy nhiên, để đầu tư nhà máy sản xuất có sản phẩm thành phẩm, bài toán kinh tế phải tính rất kỹ. Cứ tính khoảng 6 tấn cellulose độ ẩm 6% có thể tạo ra 1 tấn nhiên liệu sinh học. Ở đây phải là cellulose sạch không lẫn trấu, tạp chất. Các nước khác, việc thu gom đơn giản hơn vì họ thường sản xuất nông nghiệp ở những nơi tập trung.

Song ở Việt Nam, khác vì rơm, rạ sẽ có rải rác ở nhiều nơi, vì vậy nếu làm phải chọn điểm tập trung nhất. Khi thu gom rơm, rạ phải nén lại thành cuộn, do đó phải tính phí vận chuyển. Nếu xác định làm, phải làm quy mô lớn, giá thành mới có thể cạnh tranh. Nếu so sánh với sắn, giá thành chiết xuất etanol từ rơm, rạ sẽ rẻ hơn rất nhiều. Hiện ở Việt Nam chưa có nhà máy nào sản xuất ethanol từ rơm, rạ.

Theo devi-renewable.com